Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của một số hợp chất chứa dị vòng Benzothiazol.Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của một số hợp chất chứa dị vòng Benzothiazol.Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của một số hợp chất chứa dị vòng Benzothiazol.Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của một số hợp chất chứa dị vòng Benzothiazol.Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của một số hợp chất chứa dị vòng Benzothiazol.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ NGỌC MAI NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, CẤU TRƯC VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT CHỨA DỊ VÕNG BENZOTHIAZOLE VÀ BENZOXAZOLE Ngành đào tạo: HÓA HỌC HỮU CƠ Mã số: 9.44.01.14 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội, 12/2021 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: TS Dƣơng Quốc Hoàn TS Trịnh Thị Huấn Phản biện 1: GS.TS Phạm Quốc Long Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Hải Nam Trường Đại học Dược Hà Nội Phản biện 3: PGS.TS Vũ Quốc Trung Trường Đại học sư phạm Hà Nội Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi … … ngày … tháng… năm… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hợp chất chứa dị vịng benzothiazole có vai trị quan trọng nhiều lĩnh vực, đặc biệt hóa học tổng hợp, y học dược phẩm có hoạt tính sinh học phong phú kháng khuẩn, kháng nấm, kháng tế bào ung thư Nhiều hợp chất chứa dị vòng benzothiazole sử dụng làm thuốc như: Riluzole dùng làm thuốc chống trầm cảm, Zopolrestat dùng để điều trị biến chứng tiểu đường Ethoxazolamide dùng làm thuốc tăng nhãn áp, lợi tiểu, loét tá tràng… Nhiều dẫn xuất benzothiazole trình thử nghiệm lâm sàng làm bật tầm quan trọng dị vòng Bên cạnh đó, benzoxazole khung dị vịng thường gặp thiên nhiên tổng hợp Benzoxazole tìm thấy cấu trúc hóa học số dược phẩm như: thuốc chống viêm Flunoxaprofen, thuốc kháng sinh Calcimycin, thuốc giảm đau, hạ sốt chống viêm Benoxaprofen … Dẫn xuất chứa dị vòng benzoxazole nhận quan tâm lớn nhà khoa học có nhiều hoạt tính sinh học phong phú kháng ung thư, kháng khuẩn, chống co giật Tuy nhiên, cơng trình nghiên cứu hai dị vịng Việt Nam cịn ít, chưa có hệ thống dừng lại việc tổng hợp mà chưa quan tâm nhiều đến hoạt tính sinh học Việc tổng hợp nghiên cứu dẫn xuất benzothiazole có chứa đồng thời hai nhóm chức amino hydroxyl khơng làm tăng khả chuyển hóa để tạo thành dẫn xuất mà tăng khả cộng hưởng hoạt tính điều cần thiết Do đó, hướng nghiên cứu cịn rộng mở, hứa hẹn kết mẻ, lý thú, có ích phương diện lý thuyết thực tiễn Vì vậy, lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc khảo sát hoạt tính sinh học số hợp chất chứa dị vòng benzothiazole benzoxazole” Mục tiêu luận án Nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc chuyển hóa có định hướng tạo thành số dẫn xuất chứa dị vòng benzothiazole benzoxazole nhiều nhóm từ nguyên liệu ban đầu 4-hydroxybenzaldehyde vanillin, nhằm tìm kiếm hợp chất có hoạt tính sinh học cao có ứng dụng khác Nhiệm vụ luận án + Xuất phát từ chất đầu 4-hydroxybenzaldehyde vanillin tổng hợp số “chất chìa khóa” loại o-aminophenol + Chuyển hóa “chất chìa khóa” thành dãy hợp chất có chứa dị vịng benzothiazole benzoxazole + Nghiên cứu tính chất xác định cấu trúc hợp chất phương pháp phổ đại IR, NMR MS + Thăm dị hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định, chống oxi hóa, kháng tế bào ung thư hoạt tính kích thích sinh trưởng thực vật số hợp chất nhằm tìm kiếm hợp chất có hoạt tính sinh học cao Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Đã hồn thiện 02 quy trình tổng hợp dẫn xuất chứa dị vịng benzothiazole theo ngun tắc hóa học xanh từ hai chất đầu 4-hydroxybenzaldehyde vanillin là: i) khép vịng benzoxazole có chứa dị vịng benzothiazole, phản ứng khép vòng xảy đồng thời hai nhóm chức amino hydroxyl; ii) N-formyl hóa nhóm amine, phản ứng xảy nhóm chức amine Trong quy trình tổng hợp có số giai đoạn sử dụng chiếu xạ lượng vi sóng rút ngắn thời gian phản ứng, tiết kiệm dung môi tăng hiệu suất phản ứng - Cung cấp nguồn liệu chuẩn xác phổ IR, NMR MS hợp chất dị vòng phức tạp phục vụ cho nghiên cứu khoa học đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho xã hội - Một số hợp chất có chứa dị vịng benzothiazole loại N-formamide acid hydroxamic thể độc tính tế bào tốt tương đương đối chứng, hợp chất loại o-aminophenol lại có hoạt tính chống oxi hóa cao, điều giúp định hướng cho việc tìm kiếm hợp chất có tiềm ứng dụng vào thực tế NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƢƠNG TỔNG QUAN Phần tổng quan trình bày nội dung sau: 1.1 Tổng quan dị vòng benzothiazole 1.1.1 Phương pháp tổng hợp dị vịng benzothiazole 1.1.2 Hoạt tính sinh học hợp chất chứa dị vòng benzothiazole 1.2 Tổng quan dị vòng benzoxazole 1.2.1 Phương pháp tổng hợp dị vịng benzoxazole 1.2.2 Hoạt tính sinh học hợp chất chứa dị vòng benzoxazole CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất thiết bị 2.1.1 Hóa chất 2.1.2 Dụng cụ, thiết bị phịng thí nghiệm 2.1.3 Phương pháp phân lập sản phẩm 2.1.4 Thiết bị nghiên cứu tính chất cấu trúc 2.2 Phƣơng pháp thăm dị hoạt tính sinh học 2.2.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật 2.2.2 Hoạt tính chống oxi hóa 2.2.3 Hoạt tính độc tế bào 2.2.4 Hoạt tính kích thích sinh trưởng thực vật 2.3 Tổng hợp chất 2.3.1 Sơ đồ tổng hợp chung 2.3.2 Tổng hợp chất chìa khóa R SH R OH OH HNO3 /AcOH 1giê OHC OHC 1A,1B NO2 2A,2B o-aminothiophenol MW, 3-4 kh«ng dung m«i R S NH2 OH MW, 3-4 kh«ng dung m«i N D·y A: R=H D·y B: R=OCH3 R Na2S2O4/EtOH giê R S R S OH N S AcOH OH O N OH 8h N 4A,4B 6A,6B HN 7A,7B Sơ đồ 2.4 Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 2.3.3 Tổng hợp dãy benzazole R R S S OH Ar-CHO, AcOH, MW N O N 4A (R=H) 4B (R=OCH3) N NH2 Ar Benzazole 4A1-4A6 (R=H); 4B1-4B13(R=OCH3) Sơ đồ 2.5 Sơ đồ tổng hợp dãy benzazole 2.3.4 Tổng hợp N-formamide 5A, 5B R R S OH N 4A: (R=H) 4B: (R=OCH3) DMF S MW N OH NH2 5A: (R=H) 5B: (R=OCH3) O NH H Sơ đồ 2.6 Sơ đồ tổng hợp dãy N-formamide 2.3.5 Tổng hợp dãy ester, acid carboxylic acid hydroxamic a Tổng hợp dãy ester 6AE, 6BE, 7AE, 7BE R S OH ClCH2COOEt K2CO3/KI/DMF N R O S O O N R1 6A (R=H, R1=NHCOCH3) 6B (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 7A (R=H, R1=H) 7B (R=OCH3, R1=H) R1 6AE (R=H, R1=NHCOCH3) 6BE (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 7AE (R=H, R1=H) 7BE (R=OCH3, R1=H) Sơ đồ 2.7 Sơ đồ tổng hợp dãy ester NO2 3A,3B NH2 b Tổng hợp dãy acid carboxylic 8A1, 8B1, 8B2 R R O S O S NaOH/HCl O O O N OH N R1 6AE (R=H, R1=NHCOCH3) 6BE (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 7BE (R=OCH3, R1=H) R1 8A1 (R=H, R1=NHCOCH3) 8B1 (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 8B2 (R=OCH3, R1=H) Sơ đồ 2.8 Tổng hợp dãy acid carboxylic c Tổng hợp dãy acid hydroxamic 9B1, 9A2, 9B2 R O S O O N R S H2N-OH.HCl HN OH O MeOH/THF R1 O N R1 9B1 (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 9A2 (R=H, R1=H) 9B2 (R=OCH3, R1=H) 6BE (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 7AE (R=H, R1=H) 7BE (R=OCH3, R1=H) Sơ đồ 2.9 Tổng hợp dãy acid hydroxamic 2.3.6 Tổng hợp dãy hydrazide-hydrazone a Tổng hợp dãy hydrazide 10A, 10B, 11A, 11B R O S O O R H2N-NH2.H2O C2H5OH N O S O N R1 NH H2N R1 6AE (R=H, R1=NHCOCH3) 6BE (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 7AE (R=H, R1=H) 7BE (R=OCH3, R1=H) 10A (R=H, R1=NHCOCH3) 10B (R=OCH3, R1=NHCOCH3) 11A (R=H, R1=H) 11B (R=OCH3, R1=H) Sơ đồ 2.10 Sơ đồ tổng hợp dãy hydrazide b Tổng hợp dãy hydrazone Dãy dãy hydrazone 10A1-10A8 HN N S N 10A ArCHO O CH2 C NH NH2 O NH C CH3 O DMF, CH3COOH Ar S N 10A1-10A8 HN O O CH3 Sơ đồ 2.11(a) Tổng hợp dãy hydrazone 10A1-10A8 O Dãy hydrazone 10B1-10B8 OCH3 OCH3 HN N S ArCHO N 10B O CH2 C NH NH2 O NH C CH3 O Ar S DMF, CH3COOH O O N 10B1-10B8 O HN CH3 Sơ đồ 2.11(b) Tổng hợp dãy hydrazone 10B1-10B8 Dãy hydrazone 11A1-11A16 S OCH2CONHNH2 N Ar S ArCHO HN N O DMF, CH3COOH N 11A O 11A1-11A16 Sơ đồ 2.11(c) Tổng hợp dãy hydrazone 11A1-11A16 Dãy hydrazone 11B1-11B8 OCH3 OCH3 S ArCHO O CH2 C NH NH2 O N 11B HN N Ar S O DMF, CH3COOH O N 11B1-11B8 Sơ đồ 2.11(d) Tổng hợp dãy hydrazone 11B1-11B8 2.3.7 Tổng hợp benzoxazole từ nitrovanillin a Tổng hợp o-nitrophenol từ nitrovanillin HO H3CO CHO nitrovanillin (2B) NO2 NO2 NO2 Ar - NH2 MW 4-10 phút; DMF HO HO H N NaBH4 H3CO 12B1-12B7 N H3CO Ar Ar 13B1-13B7 O O O NO2 NO2 HO O N R 15B1-15B7 Ar O LiOH O R 14B1-14B7 Sơ đồ 2.12 Tổng hợp dãy o-nitrophenol từ nitrovanillin O N Ar b Tổng hợp o-aminophenol 16B1 NO2 NH2 HO O HO O Na2S2O4 N H3CO C2H5OH 15B1 N H3CO 16B1 Cl Cl Sơ đồ 2.13 Tổng hợp o-aminophenol 16B1 c Tổng hợp benzoxazole 18B1, 18B2 OCH3 NH2 HO O O O ArCHO/KCN/DMF H3CO R N N 16B1 18B1 (R=OCH3) 18B2 (R=OH) Cl Cl N Sơ đồ 2.14 Tổng hợp benzoxazole 18B1, 18B2 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp cấu trúc hai chất chìa khóa 4A 4B 3.1.1 Tổng hợp chất chìa khóa 4A 4B Để tổng hợp chất chìa khóa 4A 4B từ hai chất đầu 4hydroxybenzaldehyde vanillin phải qua ba giai đoạn, có giai đoạn đóng vịng benzothiazole tạo thành hợp chất 3A 3B Phản ứng đóng vịng benzothiazole tạo thành chất 3A, 3B thực cách cho aldehyde thơm ngưng tụ với 2-aminothiophenol có chiếu xạ lị vi sóng gia đình Phương pháp tổng hợp có nhiều ưu điểm vượt trội như: i) không cần dung môi không cần xúc tác; ii) phản ứng xảy thời gian ngắn khoảng 4-6 phút; iii) hiệu suất cao 95% Việc không sử dụng dung môi chất xúc tác cho phản ứng giúp tiết kiệm phần chi phí đồng thời hạn chế chất thải môi trường nên đáp ứng yêu cầu tổng hợp hóa học xanh [5] Cơ chế phản ứng đóng vịng benzothiazole Sơ đồ 3.1 [61, 80] + O Ar NH2 (I) SH O H SH N H2 H Ar N Ar H (III) (II) (VI) SH OH chuyÓn H+ H S H N Ar (VII) S H [O] N H Ar -H2O N (V) S Ar N (VIII) Sơ đồ 3.1 Cơ chế đóng vịng benzothiazole H -H2O H (IV) chun proton SH toC Ar Có nhiều tác nhân dùng để khử nhóm –NO2 thành nhóm –NH2 Fe/HCl; Zn/NH4Cl; Na2S2O4/NaOH…và thường thực môi trường acid base Tuy nhiên, hợp chất 3A 3B có đồng thời nhóm –OH nhóm –NO2 vị trí ortho, nên thực phản ứng khử môi trường base sản phẩm thu dạng muối phenolate thực khử mơi trường acid sản phẩm thu tồn dạng muối amonium amine khó tách khó chuyển hóa Qua nghiên cứu tài liệu thấy rằng, Siddiqui cộng khử thành công hợp chất 4-carbomethoxy-2-nitrophenol thành 4carbomethoxy-2-aminophenol tác nhân khử Na2S2O4/C2H5OH [88] Hợp chất 3A, 3B có cấu trúc tương tự 4-carbomethoxy-2-nitrophenol nên áp dụng điều kiện phản ứng tương tự thu sản phẩm mong muốn 4A 4B với hiệu suất cao (>80%), tác nhân Na2S2O4 rẻ dễ kiếm Đặc biệt, hợp chất 4A lần tách dạng tinh khiết, hợp chất 4B nhóm tác giả Vũ Thị Ánh Tuyết tách dạng o-aminophenol tự cách tiến hành lại phức tạp nhiều giai đoạn (3 giai đoạn): khử tác nhân HCl/Fe thu sản phẩm dạng muối amonium, acetyl hóa thủy phân [8] Điều cho thấy phương pháp khử mơi trường trung tính áp dụng thể tính ưu việt so với phương pháp khử tác giả trước: cách tiến hành đơn giản, giai đoạn, hiệu suất phản ứng cao, tác nhân khử rẻ tiền Kết tổng hợp 4A 4B trình bày Bảng 3.1, kết phân tích phổ để xác định cấu trúc của chúng trình bày Bảng 3.2 – Bảng 3.5, kết liệu phổ 1H NMR 13C NMR 4A 4B Bảng 3.3 Tín hiệu 1H NMR 4A 4B (δ (ppm), J (Hz)) Ký hiệu H2 H3 4A 8,04 (dd, J = 0,5; 7,5, 1H) 7,37 (td, J = 1,5; 7,5, 1H) H4 7,56 (t, J = 1,5; 7,5, 1H) H5 H9 H10 H13 H14 OH NH2 7,94 (d, J = 8,0, 1H) 7,39 (d, J = 7,5, 1H) 6,77 (d; J = 8,0; 1H) 7,18 (dd, J = 2,0; 8,0, 1H) 10,10 (tù, 1H) 4,84 (tù, 2H) 4B 8,06 (d, J = 8,0, 1H) 7,49 (t, J = 8,5; 1,5, 1H) 7,39 (t, J = 8,5; 1,5, 1H) 7,96 (d, J = 8,0, 1H) 7,09 (d, J = 2,0, 1H) 7,02 (d, J = 2,0, 1H) 3,87 (s, 3H) 8,95 (tù, 1H) 4,99 (tù, 2H) Bảng 3.4 Tín hiệu 13C NMR 4A 4B, δ (ppm) Kí hiệu 4A 4B C1 C2 134,0 121,9 135,7 122,7 C3 C4 124,6 126,2 125,6 127,5 C5 C6 122,0 153,7 122,9 154,9 C7 C8 168,3 124,5 171,3 137,5 C9 C10 116,4 114,4 102,2 149,2 C11 C12 147,3 137,3 138,4 126,0 C13 C14 112,3 110,1 56,6 3.2 Tổng hợp xác định cấu trúc dãy benzazole 4A1-4A6 4B14B13 Phản ứng tổng hợp hợp chất 4A1-4A6 4B1-4B13 (đây hợp chất có chứa đồng thời dị vịng benzothiazole benzoxazole, gọi chung benzazole) thực điều kiện chiếu xạ vi sóng từ amine ban đầu 4A 4B Sự ảnh hưởng mức lượng vi sóng gia đình đến hiệu suất phản ứng nghiên cứu trình tổng hợp hợp chất 4B1 Ở chế độ 150 watt, phản ứng cần 26 phút chưa kết thúc hiệu suất đạt 46% Khi đặt mức lượng 280 watt, sau tinh chế hiệu suất đạt 80% sau 19 phút chiếu xạ Ở mức 400 watt, phản ứng kết thúc nhanh sau phút hiệu suất sản phẩm mong muốn 92% Mức độ 600 watt 800 watt làm giảm hiệu suất có tượng cháy nhiệt (xem Bảng 3.6) Bảng 3.6 Tối ưu hóa lượng lị vi sóng gia đình STT Mức lƣợng (watt) Thời gian (phút) Hiệu suất (%)* 150 26 46 280 19 80 400 92 600 26 800 bị cháy * sau tinh chế; điều kiện phản ứng: 4B1 (308 mg, mmol), benzaldehyde (116 mg, 1,1 mmol) HOAc (2 ml) chiếu xạ lị vi sóng mức lượng khác Áp dụng quy trình tối ưu tổng hợp 19 benzazole gồm 4A14A6 4B1-4B13 với hiệu suất đạt tối đa 92% Kết cơng bố tạp chí Letters in Organic Chemistry Như quy trình thực phản ứng điều chế benzazole có nhiều ưu điểm: (i) dễ dàng thực hiện, (ii) Dùng lượng dung môi tối thiểu nên thân thiện với môi trường, (iii) nhanh nên tiết kiệm lượng thời gian, (iv) xử lí thí nghiệm dễ dàng: chiếu xạ hỗn hợp phản ứng, cho ethanol vào hỗn hợp sau phản ứng để tạo tinh thể, lọc làm khơ, (v) sử dụng dụng cụ thí nghiệm sẵn có rẻ tiền Cơ chế tạo thành benzazole gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: H H O H O H H Ar C O H Ar Ar Giai đoạn 2: OH OH H H H O C NH2 Ar (A) H O (C) Ar C N H H (D) H O Ar C N H H N H2 OH H ChuyÓn proton Ar OH (B) + -H (E) O Ar C N H H N H [O] O -H2O N Sơ đồ 3.2 Cơ chế tạo thành benzazole t0 Ar -H2O OH2 Ar 4B1 135,2 121,6 125,2 126,4 123,2 154,1 167,9 131,4 107,0 145,2 141,9 144,2 112,5 164,1 126,7 127,9 128,9 131,9 128,9 127,8 56,6 - 4B2 135,2 121,6 125,2 126,3 123,2 154,1 167,9 131,3 106,8 145,1 141,8 144,3 112,4 164,3 123,9 127,9 129,7 142,5 129,7 127,9 56,7, 21,7 4B3 135,2 121,6 125,3 126,4 123,2 154,1 167,8 133,7 107,5 145,2 141,7 143,8 112,9 161,8 125,7 132,5 131,5, 132,2 126,9 131,9 56,8 - 4B4 135,2 121,6 125,3 126,4 123,2 154,1 167,7 131,5 107,1 145,1 141,8 144,1 112,4 163,1 125,1 129,3 129,1 138,2 129,1 129,3 56,6 - 4B5 135,2 121,7 125,4 126,5 123,3 154,1 167,5 131,9 107,6 145,3 142,0 143,8 112,6 161,6 128,5 122,7 148,8, 126,1 130,2 133,2 56,7 - Khơng có liệu phổ khả hòa tan DMSO 373 K 4B6 134,5 122,2 125,4 130,4 122,7 153,4 167,1 130,4 106,4 144,6 140,9 143,9 110,9 163,8 116,5 116,1 129,5 161,2 129,5 116,1 56,4 - 134,6 122,3 125,6 126,7 122,8 153,4 167,0 130,6 106,9 144,8 141,2 143,6 111,4, 163,4 126,9 113,8 157,9 119,5 130,7 118,2 56,5 - 4B9 135,2 121,6 125,2 126,3 123,2 154,1 168,0 , 131,2 106,7 145,0 141,7 144,4 112,2 164,2 114,4 129,7 119,2 162,6 119,2 129,7 56,6 55,5 4B10 135,2 121,8 125,1 126,3 122,5 153.2 166,5 , 130,7 107,5 143,4 141,1 144,6 111,1 162,3 124,9 129,0 132,1 125,6 132,1 129,0 56,5 - 4B11 135,2 121,6 125,1 126,4 123,2 154,1 167,8 131,5 106,9 145,1 141,8 144,1 112,2 162,9 119,5 109,0 147,5 146,6 108,7 125,3 58,5 56,8 4B12 134,3 121,6 125,0 126,1 122,4 153,1 166,5 130,5 107,3 144,5 140,9 143,3 111,0 162,8 126,8 111,9 159,4 118,0 130,0 119,4 56,3 55,1 4B13 134,5 122,2 125,1 126,6 122,4 153,4 167,2 130,5 106,4 148,6 140,5 143,6 111,5 154,3 124,0 131,5 154,3 124,5 136,3 56,2 - 4B7 4B8 3.3 Tổng hợp cấu trúc N-formamide 5A 5B N-formyl hóa có vai trị quan trọng tổng hợp hữu bảo vệ nhóm chức amine hóa dược nên có nhiều phương pháp tổng hợp formamide nghiên cứu phát triển Trong phương pháp thú vị sử dụng N,N-dimethylformamide (DMF) kết hợp với tác nhân thích hợp để tổng hợp N-formyl imidazole DMF [95]; P2O5 DMF [17]; POCl3 DMF [18], [Ni(quin)2], DMF imidazole [93] Chiếu xạ vi sóng có tác dụng hỗ trợ q trình N-formyl hóa sử dụng ester, DMF chiếu xạ vi sóng tạo Nformyl từ amine phút [110]; sử dụng chất xúc tác dị thể HCOOH/SiO2 điều kiện không dung môi, sử dụng HCOOH tác dụng vi sóng tạo N-formamide từ amine ancol [13, 25] Với sở trên, từ amine 4A cho tác dụng với DMF có sử dụng chất xúc tác thông thường như: HCl, AcOH, TsOH silica gel Hỗn hợp phản ứng chiếu xạ vi sóng chế độ 380W thời gian thích hợp Tiến trình phản ứng theo dõi TLC hệ dung môi n-hexane/ethyl acetate (1:1) Thực nghiệm cho thấy, sử dụng HCl làm xúc tác, sản phẩm thu thể dạng vết TLC, dùng TsOH làm xúc tác, hiệu suất đạt tới 70% việc tinh chế phức tạp hơn, để rửa TsOH cần dùng dung dịch base, sau rửa hết amine dư dung dịch acid Kết thực nghiệm trình bày Bảng 3.14 11 Bảng 3.14 Điều kiện thực nghiệm tạo N-formamide STT Phản ứng Xúc tác 4A + DMF 4A + DMF 4A + DMF 4A + DMF AcOH HCl TsOH Silica gel Thời gian (phút) 20 20 20 Hiệu suất 92% 5% 70% 22% Qua bảng lựa chọn điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo Nformamide từ hợp chất 4A sử dụng amine + DMF + AcOH, hỗn hợp chiếu xạ vi sóng chế độ trung bình (380W-450W) Để kiểm chứng quy trình thực nghiệm này, từ amine 4B tiến hành cách tương tự amine 4A, thu N – formamide 5B Cấu trúc 5A 5B xác định thông qua phổ IR, NMR MS Quy trình mở phương pháp tạo Nformamide từ amine tự cách đơn giản, hiệu có sử dụng chiếu xạ vi sóng gia đình, phương pháp áp dụng thành cơng tổng hợp dãy gồm hai mươi N-formamide kết nghiên cứu công bố Tạp chí Hóa học Ưu điểm phương pháp formyl hóa cách có chọn lọc vào nhóm amine mà khơng vào nhóm chức –OH phenol, đặc biệt chọn lọc vào nhóm amine có tính nucleophile yếu p-nitroaniline Cơ chế phản ứng tạo N-formamide: H O O H Het: N N H -OAc R Het S O H O N R R OH NH2 Het H3C O H H H3C N CH3 R -NH(CH3)2 R OH Het OH H N H O H H N H3C CH H2N N H3C Het OH OH -AcOH Het OH O H N H H AcO HN CHO 5A (R=H); 5B (R=OCH3) Sơ đồ 3.3 Cơ chế tạo thành N-formamide 5A 5B Kết phân tích phổ 5A 5B trình bày Bảng 3.17 Bảng 3.18 Dưới tín hiệu cộng hưởng proton carbon 5A 5B 12 Bảng 3.17 Số liệu cộng hưởng từ proton, carbon hợp chất 5A 5B H H2 H3 H4 H5 H9 H10 H13 H14 OH NH H15 5A δ (ppm), J (Hz) 8,08 (d, J = 8,0, 1H) 7,40 (td, J = 8,0; J = 1,0, 1H) 7.50 (td, J = 8,0; J = 1,0, 1H) 8,00 (d, J = 8,0, 1H) 7,69 (dd, J = 8,5, J = 2,0, 1H) 7,04 (d, J = 8,5, 1H) 8,94 (d, J = 2,0, 1H) 8,37 (d, J = 1,5, 1H) 10,84 (s, 1H) 9,76 (s, 1H) - C C1 C2 C3 δ (ppm) 134,1 122,1 124,9 H H2 H3 C4 126,4 H4 C5 C6 C7 C8 C9 122,3 153,6 167,4 123,6 123,9 H5 H9 5B δ (ppm), J (Hz) 8,08 (d, J = 8,0,1H) 7,40 (td, J = 8,0, 1,0, 1H) 7,50 (td, J = 8,0, 1,0, 1H) 8,02 (d, J = 8,0, 1H) 7,46 (d, J = 2,0, 1H) C10 C11 C12 C13 C14 C15 115,3 149,6 126,6 119,0 160,3 - H10 H13 H14 OH NH H15 8,59 (d, J = 2,0, 1H) 8,37 (d, J = 2,0, 1H) 10,08 (s, 1H) 9,31 (s, 1H) 3,95 (s, 3H) C C1 C2 C3 δ (ppm) 134,2 122,1 123,5 C4 126,4 C5 C6 C7 C8 C9 122,2 153,6 167,6 125 105,6 C10 C11 C12 C13 C14 C15 147,8 138,8 126,9 112,8 160,4 56,1 3.4 Tổng hợp cấu trúc dãy acid carboxylic 3.4.1 Tổng hợp dãy acid carboxylic a Phản ứng acetyl hóa nhóm amine 4A 4B Theo tác giả Vũ Thị Ánh Tuyết, để acetyl hóa nhóm NH2 hợp chất 4B tạo thành hợp chất 6B cần thực bước Bước 1: acetyl hóa nhóm –OH nhóm –NH2 tác nhân Ac2O dung môi DMF xúc tác Et3N Bước 2: thủy phân nhóm chức ester LiOH (trong MeOH:H2O = 4:1) cịn lại nhóm chức amide [8] Trong luận án phương pháp tổng hợp 6B từ 4B cải tiến, rút ngắn giai đoạn cách đun hồi lưu amine 4B lượng dư acid acetic thời gian giờ, hiệu suất phản ứng đạt 87% Cũng tiến hành cách tương tự với amine 4A thu amide 6A (tinh thể hình kim màu nâu nhạt) với hiệu suất đạt 85% b Tổng hợp ester Sử dụng phản ứng Finkelstein để thực phản ứng ether hóa với xúc tác KI K2CO3, thay sử dụng dung môi acetone dùng DMF Do điểm sôi acetone thấp DMF nên sử dụng DMF phản ứng xảy dễ dàng hiệu suất cao KI có vai trị cung cấp I- cho phản ứng trao đổi halogen tạo thành liên kết C-I, I- dễ bị thay Cl-, phản ứng xảy dễ dàng c Phản ứng thủy phân ester tạo thành acid carboxylic Thực phản ứng thủy phân ester thu dãy acid carboxylic tương ứng 8A1, 8B1, 8B2 Kết tổng hợp trình bày Bảng 3.19 13 Kết phân tích phổ trình bày Bảng 3.20 đến Bảng 3.22 chứng tỏ cấu trúc chúng phù hợp với cơng thức dự đốn 3.5 Tổng hợp xác định cấu trúc dãy acid hydroxamic Các acid hydroxamic thu cho ester tương ứng tác dụng với hydroxyamine Kết tổng hợp dãy acid hydroxamic 9B1, 9A2, 9B2 trình bày Bảng 3.23 Kết phân tích phổ trình bày Bảng 3.24 đến Bảng 3.27 chứng tỏ hydroxamic có cấu trúc phù hợp với cơng thức dự kiến 3.6 Tổng hợp xác định cấu trúc dãy hydrazide Dãy gồm 04 hydrazide 10A, 10B, 11A 11B tạo thành cho ester tương ứng tác dụng với hydrazine hydrate Phản ứng xảy nhanh, cách tiến hành đơn giản, sản phẩm dễ tinh chế hiệu suất cao Kết tổng hợp dãy hydrazide trình bày Bảng 3.28 Kết phân tích phổ trình bày Bảng 3.29-3.32 Bảng 3.30 Dữ liệu phổ 1H NMR 10A, 10B, 11A 11B (δ (ppm); J (Hz)) H H2 H3 H4 H5 H9 H10 H12 H13 H14 H10a H12b NHa NHb NH2 10A 8,11 d, J = 8,0, 1H 7,43 td, J = 1,0, 8,0, 1H 7,52 td, J= 1, J=8,5, 1H 8,03 d, J = 8,0, 1H 7,78 dd, J = 2,0, 8,5, 1H 7,21 d, J = 9,0, 1H - 10B 8,13 d, J = 8,0, 1H 7,45 t, J = 7,5, 1H 7,52 t, J = 7,5, 1H 8,01 d, J = 8,0, 1H 8,57 s, 1H - 8,79 (s, 1H) 7,47 (s, 1H) 4,70 (s, 2H) 2,18 (s, 3H) 9,55 (s, 1H) 9,62 (s, 1H) 4,41 (s, 2H) 4,56 (s, 2H) 3,95 (s, 3H) 2,19 (s, 3H) 9,45 (s, 1H) 10,43 (s, 1H) 4,34 (s, 2H) - 11A 8,11 dd, J = 8,0, 0,5, 1H 7,43 td, J = 8,5; 1,5, 1H 7,52 td, J = 8,5; 1,5, 1H 8,01 d, J = 8,0, 1H 8,03 d, J = 9,0, 1H 7,14 td, J = 9,0, 2,0, 1H 7,14 td, J = 9,0, 2,0, 1H 8,03 d, J = 9,0, 1H 4,60 (s, 2H) 9,39 (s, 1H) 4,34 (s, 2H) 11B 8,10 d, J = 8,0, 1H 7,44 td, J = 1,5, 8,0, 1H 7,52 td, J = 1,0, 8,5, 1H 8,02 d, J = 8,0, 1H 7,67 d, J = 2,0, 1H 7,08 d, J = 8,5, 1H 7,59 dd, J = 2,0, 8,0 1H 4,57 (s, 2H) 3,91 (s, 3H) 9,24 (s, 1H) 4,34 (s, 2H) Bảng 3.31 Dữ liệu phổ 1H NMR 10A, 10B, 11A 11B δ (ppm); C C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 10A 134,3 122,2 125,1 126,5 122,5 153,6 166,1 10B 134,4 122,2 125,4 126,6 122,7 153,4 167,0 14 11A 134,2 122,1 125,0 126,4 122,4 153,5 166,8 11B 134,4 122,2 125,3 126,6 122,6 153,6 166,4 125,9 123,4 112,9 149,9 128,1 120,7 67,1 168,7 166,9 23,9 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C10a C12a C12b 128,8 112,0 152,3 139,3 133,3 105,4 70,9 168,6 56,1 168,6 24,1 126,0 128,7 115,4 160,2 115,4 128,7 66,2 166,1 - 126,6 109,9 150,0 149,5 120,7 113,9 67,1 167,1 55,8 - 3.7 Tổng hợp cấu trúc dãy hydrazide - hydrazone Để tổng hợp dãy hydrazide - hydrazone 10A1-10A8; 10B1-10B8; 11A111A16 11B1-11B8 phải thực phản ứng ngưng tụ hydrazide tương ứng 10A, 10B, 11A 11B với aldehyde thơm, có mặt chất xúc tác AcOH Phản ứng thực cách chiếu xạ vi sóng thời gian ngắn từ từ 5-30 phút (so với phương pháp đun hồi lưu thông thường cần 2-3 giờ) hiệu suất cao (>90%) Kết tổng hợp hydrazide - hydrazone trình bày Bảng 3.33 – 3.36 Phổ 1H NMR tất hydrazide - hydrazone phức tạp, gồm tín hiệu, có cường độ mạnh có cường độ yếu, lúc tách biệt, lúc lại đan xen vào khó phân tích (Hình 3.20) NHa S N 18 17 HN N 10 14 15 11 O O 12 O 13 HN NHb 12a CH3 H19,H21 20 NO 16 22 21 H12b H18,H22 H14 12b H12b' NHa H14' NHa' H16 H5 H16' 19 NHb NHb' H13 H13' H4 H2 H10 H3 H9 H10' H9' Hình 3.20 Một phần phổ giãn 1H NMR 10A1 Hydrazide - hydrazone 10A1 dung dịch tồn dạng đồng phân, gồm dạng đồng phân E/Z imine (-N=CH-) cấu dạng cis/trans (-N-C(O) amide Khi nghiên cứu hydrazide – hydrazone tạo thành từ phản ứng ngưng tụ hydrazide aldehyde thơm 15 Wyrzykiewicz cộng chứng minh dung dịch hydrazide – hydrazone thường tồn dạng đồng phân hình học E imine [106] H H O Ar' C H2 N C C N Ar Ar H ChËm O Ar' O C H2 Nhanh Ar' O O Nhanh C N C H2 Cis, E Ar= NO2 N H N C H Trans, Z Trans, E Ar N C C N H H O ChËm Ar' O C N C H2 Ar N C H Ar'= O C NH H3C S O Cis, Z Bên cạnh đó, hợp chất 10A1 đo phổ dung mơi d6-dimethyl sulfoxide, dạng đồng phân E imine chịu chuyển hóa nhanh cân cis/trans amide cấu dạng cis amide ưu tiên [68] Như khẳng định dạng tồn hydrazide - hydrazone 10A1 dung dịch ghi đo DMSO-d6 cis amide E imine ứng với tín hiệu có cường độ mạnh, cịn tín hiệu có cường độ yếu trans amide Z imine [21] Kết phân tích phổ NMR, HRMS MS hydrazone trình bày Bảng 3.38 – Bảng 3.49 chứng tỏ cấu trúc chúng phù hợp với công thức dự kiến Bốn dãy hydrazide - hydrazone tổng hợp khó tan dung môi hữu thông thường, nên sản phẩm không kết tinh lại mà rửa nhiều lần cồn nóng hết tạp chất, phương pháp hiệu để kiểm chứng công thức phân tử dựa vào phổ khối lượng phân giải cao HRMS Trong bốn dãy hydrazide - hydrazone trên, dãy chọn chất đại diện để đo HRMS, mẫu gồm 10A1, 10B2, 11A2 11B1, chất lại dãy đo MS thường Kết đo phổ liệt kê phần phụ lục, kết phân tích phổ HRMS bốn hydrazone chọn làm đại diện cho dãy trình bày Bảng 3.48 MS thường chất cịn lại trình bày Bảng 3.49 Hợp chất 10A1 có cơng thức dự đốn C24H19O5N5S ứng với pic ion phân tử phổ +HRMS C24H20O5N5S+ theo tính tốn 490,1174 au Giá trị đo phổ +HRMS 10A1 (Hình 3.23) 490,1178 au, điều chứng tỏ hợp chất 10A1 có cấu trúc dự kiến ban đầu phù hợp Đối với chất cịn lại phổ +HMRS –HRMS đo có giá trị trùng khớp từ đến chữ số sau dấu phẩy so với giá trị tính tốn (xem Bảng 3.48) Riêng phổ -HRMS hợp chất 11B1 thường kèm theo giá trị M+Cl-, theo tính tốn pic ion phân tử có giá trị 497,0697 au, giá trị đo 497,0664 au 16 3.8 Tổng hợp cấu trúc benzoxazole từ nitrovanillin 3.8.1 Tổng hợp o-nitrophenol 3.8.1.1 Tổng hợp Từ nitrovanillin (2B), thực phản ứng ngưng tụ với amine thơm thu base Schiff 12B1-12B7, kết tổng hợp dãy chất công bố Tạp chí Khoa học - ĐHSP TP Hồ Chí Minh [35] Từ base Schiff, tiến hành khử hóa thu amine bậc 13B1-13B7, kết tổng hợp dãy chất nhóm nghiên cứu cơng bố Tạp chí hóa học [34] Từ dãy amine bậc 2, thực phản ứng acetyl hóa Ac2O có sử dụng chiếu xạ vi sóng thu dãy hợp chất 14B1-14B7 Thủy phân 14B1-14B7 LiOH thu dãy N-acetyl (loại o-nitrophenol) 15B1-15B7 3.8.1.2 Xác đinh cấu trúc Phổ NMR chất 15B1-15B7 trình bày phần phụ lục, kết phân tích phổ đưa vào Bảng 3.51 Bảng 3.52 Điểm đặc biệt phổ 1H NMR dãy o-nitrophenol hai proton H8 15B2 có độ chuyển dịch hóa học hồn tồn khác δ = 5,5 ppm δ = 4,2 ppm (được kí hiệu H8a H8b) với số tách J = 14 Hz đặc trưng cho tương tác spin-spin gemhydrogen Ở chất lại (15B1, 15B3, 15B4, 15B5, 15B6 15B7) tín hiệu proton H8 thể vân đơn, cường độ 2H (Hình 3.24) 15B4 15B2 15B3 15B1 15B6 15B5 15B7 Hình 3.24 Tín hiệu proton H8 chất Hiện tượng “lạ” trên, giải thích hai nguyên nhân: (i) Sự nghịch đảo hình tháp cấu hình nitơ dạng tứ diện nhóm amide có nhóm hút electron halogen, O, N, S nguyên tử nitơ [27] (ii) quay hạn chế xung quanh liên kết Ar-N Trong trường hợp hợp chất 15B2, ngun tử N khơng chứa nhóm hút electron nên không làm suy giảm chất cộng hưởng N với C=O nhóm amide, dẫn đến nguyên tử nitơ không mang chất tứ diện, nguyên tử N khơng tồn dạng hình tháp Vì xuất tín hiệu proton khơng tương đương H-8 khơng có liên quan đến chuyển hình tháp Mặt khác nhóm naphthyl hướng phần vịng thơm phía H-8 gây hiệu 17 ứng anisotropy (hiệu ứng đẳng hướng) nên dạng anti ưu tiên [57] Hơn Shvo cộng thiết lập hai hệ chất để tách biệt hai tượng nghịch đảo tháp hạn chế quay quanh liên kết Ar-N khẳng định tính khơng tương đương proton diastereotopic nhóm benzyl methylene N-benzyl-N-(o-tolyl)acetamide quay hạn chế xung quanh liên kết Ar-N Ngoài ra, thêm minh chứng cho không tương đương độ chuyển dịch hóa học proton methylene (H-8) 15B2 tín hiệu chúng ln vân nhọn, sắc nét cho dù đo nhiệt độ thường (298K) hay đo nhiệt độ cao (373K) (Hình 3.25) [86] HO NO2 10 H3C H3CO N O 15B2 11 12 13 20 19 14 15 18 16 17 298K 373K Hình 3.25 Tín hiệu H-8 15B2 hai nhiệt độ Kết phân tích phổ 15B1-15B7 trình bày Bảng 3.513.54 chứng tỏ cấu trúc chúng phù hợp với công thức dự kiến 3.8.2 Dãy o-aminophenol dẫn xuất 3.8.2.1 Tổng hợp Áp dụng phương pháp khử hợp chất dạng o-nitrophenol tác nhân Na2S2O4/C2H5OH tương tự tổng hợp hợp chất 4A 4B (xem mục 3.1.1), khử hợp chất 15B1 thu hợp chất loại o-aminophenol 16B1 (cấu trúc 16B1 xác định thông qua phổ IR, NMR, MS) Kết phân tích phổ 16B1 trình bày Bảng 3.57 chứng tỏ cấu cấu trúc chúng phù hợp với công thức dự kiến Thực phản ứng đóng vịng benzoxazole từ 16B1 với aldehyde thơm thu dẫn xuất benzoxazole 18B1 18B2 Cơ chế đóng vịng benzoxazole 18B1 18B2 mô tả Sơ đồ 3.4 Kết phân tích phổ 18B1và 18B2 trình bày Bảng 3.59 Bảng 3.60 18 Bảng 3.59 Kết phân tích phổ hợp chất 18B1 OCH3 10 12 13 11 O2 N 14 Cl Proton H2 H6 H7 19 18 O N 20 24 OCH3 23 22 18B1 16 15 13 H NMR δ (ppm), J (Hz) 6,82 (s, 1H) 7,09 (s, 1H) 3,94 (s, 3H) 21 17 C NMR Carbon δ (ppm) 135,1 C1 108,1 C2 143,9 C3 138,1 C4 143,2 C5 111,0 C6 56,1 C7 H8 4,95 (s, 2H) C8 51,5 H10 H12 H13 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 1,87 (s, 3H) 7,26 (d, J = 8,5, 1H) 7,40 (d, J = 8,5, 1H) 7,40 (d, J = 8,5, 1H) 7,26 (d, J = 8,5, 1H) 8,07 (d, J = 8,5, 1H) 7,13 (d, J = 8,5, 1H) 7,13 (d, J = 8,5, 1H) 8,07 (d, J = 8,5, 1H) 3,85 (s, 3H) C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C11 C23 C24 169,3 23,9 141,3 129,9 129,3 131,9 129,3 129,9 162,5 118,6 129,3 114,7 162,1 114,7 129,3 55,4 HMBC x: có vân giao với H2xC8; H2xC6; H2xC4;H2xC3 H6xC8; H6xC2; H6xC4 H7xC3 H8xC2; H8xC6; H8xC1; H8xC11; H8xC9 H12xC16; H12xC14; H12xC11 H13xC15; H13xC11; H15xC14 H15xC13; H15xC11; H15xC14 H16x C12; H14xC14; H14xC11 H19xC21; H19xC23; H19xC20 H20xC18; H20xC22; H20xC21 H22xC18; H22xC20; H22xC21 H23xC19; H23xC21; H23xC20 H24xC21 3.9 Hoạt tính sinh học chất 3.9.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định Bảng 3.61 Kết thử họat tính kháng vi sinh vật kiểm định số chất TT Ký hiệu mẫu 4B5 (T6f) 5A (H19.1) 5B (H19.3) 8B1 (La) 9B1 (Lb) 9A2 (Lb1) Nồng độ ức chế tối thiểu ( MIC, µg/ml) Vi khuẩn Vi khuẩn Nấm mốc Nấm men Gr(-) Gr(+) P B S F S C E A aeruginos subtili arueu oxyspor cevevisia albican coli niger a s s um e s - - - - 19 - - - - 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 10A 10B 11A 11B 10A1 10A3 10A5 10A7 11A3 (H19.11) 11A11 (H19.8) 11A12 (H19.12) 11A14 (H19.10A) 15B1 16B1 200 200 200 - 200 200 200 200 200 - 200 - - - - 200 - 200 200 150 - 150 - 200 - - 200 200 200 - - - - - - - - Kết thử nghiệm cho thấy: - Các mẫu 4B5, 5A, 5B, 8B1, 9B1, 9A2, 10A1, 11A3, 11A11, 11A12, 11A14 khơng biểu hoạt tính kháng vi sinh vật chủng vi khuẩn nấm thử nghiệm - Các mẫu lại biểu hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định chủng vi khuẩn chủng nấm thử nghiệm với giá trị MIC từ 150-200 g/ml 3.9.2 Hoạt tính chống oxi hóa Trong số chất tổng hợp lựa chọn 10 mẫu chất để thử hoạt tính chống oxi hóa theo phương pháp DPPH gồm mẫu sau: mẫu dạng onitrophenol o-aminophenol (4A, 4B, 15B1, 16B1); mẫu N-formamide (5A, 5B) mẫu loại benzazole (4A1, 4A2, 4A6) mẫu loại benzoxazole 18B2 Kết thử nghiệm trình bày Bảng 3.62 Bảng 3.62 Kết thử hoạt tính chống oxi hóa số chất Ký hiệu mẫu Khả SC50 trung hịa gốc (µg/ml) * tự (SC, %) TT Chứng (+) / [acid ascorbic] 87,53±0,3 11,5 Chứng (-) / [DPPH/EtOH+DMSO] 0±0 10 83,92±0,7 88,52±0,2 69,49±0,5 80,69±0,6 36,38±0,8 36,85±1,4 45,77±0,8 80,78 0,91 78,87 1,02 82,21 0,77 4A 4B 15B1 16B1 5A 5B 18B2 4A1 4A2 4A6 20 12,23 22,96 24,01 14,81 ≥50 ≥50 47,26 116,85 209,87 104,32 Nồng độ thử nghiệm mẫu cao 50 µg/ml Kết thử nghiệm hoạt tính chống oxi hóa cho thấy: - Năm mẫu 4A1, 4A2, 4A6, 5A 5B không biểu hoạt tính chống oxi hóa in vitro thử nghiệm khả trung hòa gốc tự phương pháp DPPH giới hạn nồng độ thử nghiệm - Năm mẫu lại gồm 4A, 4B, 15B1, 16B1 18B2 biểu hoạt tính chống oxy hóa in vitro thử nghiệm khả trung hòa gốc tự phương pháp DPPH với SC50 từ 12,23-47,26 µg/mL 3.9.3 Hoạt tính độc tế bào chất Trong số chất tổng hợp được, bảy mẫu chất chọn để thử độc tế bào bao gồm: 04 mẫu chất 8B1, 9A2, 9B1, 9B2 để thử hoạt tính dịng tế bào KB (tế bào ung thư biểu mơ), kết thử nghiệm dòng tế bào KB trình bày Bảng 3.63 03 mẫu 5A, 5B 9B2 để thử nghiệm hoạt tính dịng tế bào Hep-G2 (tế bào ung thư gan), MCF-7 (tế bào ung thư vú), A549 (tế bào ung thư phổi), HGC 27 (tế bào ung thư dày), kết thử nghiệm trình bày Bảng 3.64 Bảng 3.63 Hoạt tính chống ung thư 8B1, 9A2, 9B1 9B2 dòng KB TT Ký hiệu mẫu 8B1 (La) 9A2 (L1b) 9B1 (Lb) 9B2 (L2b) Ellipticine (ĐC) Giá trị IC50, µg/mL >128 13,12 71,86 80,69 0,45 Từ Bảng 3.63 cho thấy: Mẫu thử 8B1 (La) khơng biểu hoạt tính với dịng tế bào ung KB nông độ thử nghiệm Mẫu thử 9A2, 9B1 9B2 biều hoạt tính với dịng tế bào KB với giá trị IC50 13,12; 71,86 80,69 µg/mL Bảng 3.64 Hoạt tính chống ung thƣ chất 5A, 5B, 9B2 TT Ký hiệu mẫu 5A 5B 9B2 Paclitaxel (ĐC) A549 >100 >100 3,23 49,13 Dòng tế bào (giá trị IC50, µg/mL) HepG2 MCF7 >100 18,18 25,82 24,81 15,09 5,51 42,01 37,91 HGC-27 >100 30,65 99,04 61,23 Từ Bảng 3.64 cho thấy mẫu chất biểu hoạt tính cao chống lại từ đến dịng tế bào thử nghiệm Cụ thể: - Hợp chất 5A biểu hoạt tính 01 dịng tế bào MCF7 với giá trị IC50 = 18,18 µg/mL - Hợp chất 5B biểu hoạt tính 02 dịng tế bào MCF7, HepG2 HGC-27 với giá trị IC50 24,81 µg/mL, 25,82 µg/mL 30,65 µg/mL 21 - Hợp chất 9B2 biểu hoạt tính 04 dịng tế bào MCF7, HepG2, A549 HGC-27 với giá trị IC50 5,51 µg/mL; 15,09 µg/mL 3,23 µg/mL; 99,04 µg/mL 3.9.4 Hoạt tính kích thích sinh trƣởng thực vật a Hoạt tính kích thích sinh trƣởng thực vật 9A2 9B2 số giống ngô Đã tiến hành thử nghiệm hoạt tính kích thích sinh trưởng thực vật hợp chất 9A2 9B2 giống ngô LVN092, LVN17, VN556, VN5885, ĐL668 Kết thử nghiệm thể qua chiều dài thân trung bình chiều dài rễ trung bình giống ngơ chịu kích thích hợp chất 9A2 9B2 sau 10 15 ngày gieo trồng buồng sinh trưởng so với đối chứng trình bày Bảng 3.65 Dựa vào Bảng 3.65 ta thấy tăng nồng độ dẫn xuất 9A2 làm giảm khả sinh trưởng giống ngô Đặc biệt, nồng độ 10-3M, non giống LVN092 cho thấy biểu khó khăn sinh trưởng dần đến chết khô, úa vàng, rễ phát triển gặp khó khăn việc hấp thụ nước nồng độ Tại nồng độ thử nghiệm, giống ngơ LVN17, VN556, VN5885 có chiều cao thân không khác biệt nhiều, giống ĐL668 có chiều cao thân thấp hẳn so với giống cịn lại Tuy nhiên, ĐL668 lại có dài rễ phát triển tốt so với giống lại Ở nồng độ dẫn xuất 9B2, giống ngô LVN092, LVN17, VN556, VN5885, ĐL668 cho thấy ức chế sinh trưởng diễn Mặc dù biến thiên không rõ rệt ảnh hưởng dẫn xuất 9A2 nồng độ chiều cao thân rễ thấp so với mẫu đối chứng (Bảng 3.66) Khi tăng nồng độ dẫn xuất 9B2 làm giảm khả sinh trưởng giống ngơ, Các giống có khả phát triển rễ tốt thân b Hoạt tính kích thích sinh trƣởng thực vật 9A2 9B2 số giống lúa Đã thử nghiệm hoạt tính kích thích sinh trưởng hợp chất 9A2 giống lúa BACTHOM7 9B2 giống lúa OM18, kết thử nghiệm trình bày Bảng 3.67 Bảng 3.68 Bảng 3.67 cho thấy nồng đồ thử nghiệm 10-3 M 10-4 M hợp chất 9A2 biểu ức chế sinh trưởng giống BACTHOM7 nồng độ thấp (10-5, 10-6, 10-7 M) lại biểu kích thích sinh trưởng rễ, đặc biệt nồng độ 10-6 M sau 15 ngày, chiều dài thân cao hẳn so với đối chứng (145,79%) Bảng 3.68 cho thấy, nồng đồ thử nghiệm 9B2 sau 10 ngày chiều dài rễ giồng lúa OM18 phát triển so với đối chứng, đặc biệt nồng đồ 10-7M-10-5 M, chiều dài thân hầu hết cho thấy giảm tốc độ sinh trưởng so với đối chứng (trừ nồng độ 10-5M), Sau 15 ngày thử nghiệm, hầu hết chiều dài thân rễ giảm so với đối chứng (trừ nồng độ 105 M), đặc biệt nồng đồ 10-3M ngày thứ trở bị khô héo dần chết khô sau 10 ngày thử nghiệm 22 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài đạt số kết sau: i Từ hai chất đầu 4-hydroxybenzaldehyde vanillin, nhờ phối hợp nhiều phản ứng khác có số phản ứng có hỗ trợ chiếu xạ vi sóng tổng hợp “chất chìa khóa” là: 2-amino-4-(benzo[d]thiazol-2-yl)phenol (4A); 2-amino-4-(benzo[d]thiazol-2-yl)-6-methoxyphenol (4B); 4(benzo[d]thiazol-2-yl)phenol (7A); 4-(benzo[d]thiazol-2-yl)-2-methoxyphenol (7B) N-(3-amino-4-hydroxy-5-methoxybenzyl)-N-(4-chlorophenyl)acetamide (16B1) Trong hợp chất 4A, 4B, 16B1 hợp chất loại oaminophenol, có khả phản ứng cao có hoạt tính chống oxi hóa tốt ii Từ “chất chìa khóa” nêu kết luận 1, tổng hợp 06 dãy chất có chứa dị vịng benzothiazole benzoxazole, cụ thể sau: Dãy benzazole 4A1-4A6 4B1-4B13 (19 chất); Dãy N-formamide 5A, 5B (2 chất); Dãy acid carboxylic 8A1, 8B1, 8B2 (3 chất); Dãy acid hydroxamic 9B1, 9A2, 9B2 (3 chất); Dãy hydrazide 10A, 10B, 11A, 11B (4 chất); Dãy hydrazide hydrazone 10A1-10A8; 10B1-10B8; 11A1-11A16 11B1-11B8 (40 chất) iii Từ nitrovanillin (2B) tổng hợp “chất chìa khóa” loại oaminophenol 16B1 chuyển hóa 16B1 thu benzoxazole 18B1-18B2 Cấu trúc 83 hợp chất xác định phổ IR, 1H NMR, 13C NMR, 2D NMR, HRMS MS Nhờ sử dụng phổ HSQC, HMBC quy kết xác tín hiệu phổ 1H NMR 13C NMR hợp chất tổng hợp được, đồng thời phụ thuộc tính chất phổ với cấu trúc hóa học chất dãy hydrazide - hydrazone 10A1-10A8; 10B1-10B8, 11A1-11A16; 11B1-11B8 dãy o-nitrophenol 15B1-15B7 i Đã thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 20 hợp chất Kết cho thấy, có 09 hợp chất biểu hoạt tính chống lại số chủng vi khuẩn chủng nấm mức độ yếu với giá trị IC50=150-200 µg/mL ii Đã thử hoạt tính chống oxi hóa theo phương pháp DPPH với 10 hợp chất 4A, 4B, 4A1, 4A2, 4A6, 5A, 5B, 15B1, 16B1, 18B1 Kết cho thấy 05 hợp chất 5A, 5B, 4A1, 4A2, 4A6 hoạt tính chống oxi hóa nồng độ thử nghiệm, 01 hợp chất 18B1 biểu hoạt tính chống oxi hóa mức độ yếu với IC50 47,26 µg/ml, 04 hợp chất 4A, 4B, 15B1 16B1 thể hoạt tính chống oxi hóa mức độ trung bình cao nồng độ thử nghiệm với IC50 12,23; 22,96; 14,81 24,01 µg/ml iii Đã thử hoạt tính độc tế bào 07 hợp chất gồm: 04 hợp chất (8B1, 9A2, 9B1, 9B2) dòng tế bào ung thư KB, 03 hợp chất (5A, 5B, 9B2) dòng tế bào: Hep-G2 (tế bào ung thư gan), MCF-7 (tế bào ung thư vú), A549 (tế bào ung thư phổi), HGC-27 (tế bào ung thư dày) Kết thử nghiệm cho thấy: hợp chất 9A2, 9B1 9B2 thể hoạt tính dịng tế bào ung thư KB với giá trị IC50 13,12, 71,86 80,59 µg/ml; hợp chất 5A, 5B, 9B2 thể hoạt tính dịng tế bào ung thư MCF7 với giá trị IC50 23 18,18; 24,81 5,57 µg/ml; hợp chất 5B, 9B2 thể hoạt tính dịng tế bào ung thư HepG2 với giá trị IC50 25,82 15,09 µg/ml; hợp chất 9B2 thể hoạt tính dịng tế bào ung thư A459 với giá trị IC50 3,23 µg/ml Hợp chất 5B 9B2 thể hoạt tính dòng tế bào ung thư HGC-27 với giá trị IC50 30,65 99,04 µg/ml iv Đã thử hoạt tính điều hịa sinh trưởng thực vật hợp chất 9A2 9B2 giống ngô gống lúa Kết thử nghiệm cho thấy hợp chất 9A2, 9B2 biểu hoạt tính ức chế sinh trưởng non rễ giống ngơ, lại kích thích phát triển giống lúa nồng độ thấp 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Có 06 báo đăng tạp chí chuyên ngành: Duong Quoc Hoan, Nguyen Thi Ngoc Mai, Nguyen Thi Lan, Trinh Thi Huan (2019), Preparation of some new N-acetyl derivatives from 5nitrovanillin, Vietnam journal of chemistry, 57, 2AB, pp, 248-253 Nguyen Thi Ngoc Mai, Tran Thi Phuong Anh, Pham Thi Thu May, Pham Phuong Thao, Nguyen Van Trang, Duong Quoc Hoan (2019), Preparation of some benzo[d]thiazole-containing acetohydrazide derivatives, J, Sci, HNUE, 64 (6), 3-10 Nguyễn Thị Ngọc Mai, Dương Quốc Hoàn (2019), Nghiên cứu phổ cộng hưởng từ hạt nhân số N-acetyl tổng hợp từ 5-nitrovanillin, Tạp chí Phân tích Lý – Hóa – Sinh học, 24(4), 90-95 Nguyen Thi Ngoc Mai, Duong Quoc Hoan, Vu Thi Anh Tuyet, Tran Thi Thu Trang, Duong Khanh Linh, Trinh Thi Huan (2020), An Effective Assembling of Novel Derivatives Containing Both Benzo[d]thiazole and Benzo[d]oxazole Rings, Letters in Organic Chemistry, Q4 (IF-0.779), 17, 11, 815–822 Nguyễn Thị Ngọc Mai, Trịnh Thị Huấn, Nguyễn Thị Dung, Dương Quốc Hoàn (2020), Nghiên cứu phổ cộng hưởng từ hạt nhân dãy hydrazidehydrazone có chứa dị vịng benzo[d]thiazole từ 4-hydroxybenzaldeyde, Tạp chí phân tích Lý – Hóa - Sinh học, 25 (4), 131-137 Nguyen Thi Ngoc Mai, Nguyen Van Dat, Trinh Thi Huan, Duong Quoc Hoan (2021), N-Formylation of Amines Using A Domestic Microwave Oven And Bioactivities of Some N-Formamides, Vietnam journal of chemistry, (Scopus ), 59(3), 389-394 ... hoạt tính sinh học số hợp chất chứa dị vòng benzothiazole benzoxazole? ?? Mục tiêu luận án Nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc chuyển hóa có định hướng tạo thành số dẫn xuất chứa dị vòng benzothiazole. .. dị vòng benzothiazole 1.2 Tổng quan dị vòng benzoxazole 1.2.1 Phương pháp tổng hợp dị vịng benzoxazole 1.2.2 Hoạt tính sinh học hợp chất chứa dị vịng benzoxazole CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất. .. CỦA LUẬN ÁN CHƢƠNG TỔNG QUAN Phần tổng quan trình bày nội dung sau: 1.1 Tổng quan dị vòng benzothiazole 1.1.1 Phương pháp tổng hợp dị vịng benzothiazole 1.1.2 Hoạt tính sinh học hợp chất chứa dị