Luận văn thạc sĩ nghiên cứu mô phỏng của 1 số bài toán về tĩnh điện trong sinh học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Mai NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ CHUYỂN HÓA MỘT SỐ HỢP CHẤT 2-AMINOCHROMEN THẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Mai NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ CHUYỂN HÓA MỘT SỐ HỢP CHẤT 2-AMINOCHROMEN THẾ Chuyên ngành : Hóa Học Hữu Cơ Mã số 60440144 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn: TS Hoàng Thị Kim Vân GS TS Nguyễn Đình Thành LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn GS TS Nguyễn Đình Thành TS Hoàng Thị Kim Vân giao đề tài, tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy khoa Hóa học thầy mơn Hóa Hữu Cơ giúp đỡ em q trình thực khóa luận Em xin cảm ơn anh chị, bạn sinh viên phòng Tổng Hợp Hữu Cơ I động viên, trao đổi giúp đỡ em suốt thời gian thực luận văn Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2016 Học viên Nguyễn Thị Mai MỤC LỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG i DANH MỤC HÌNH ii MỞ ĐẦU Chương – TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chromen 1.1.1 Cấu trúc 1.1.2 Hoạt tính sinh học dẫn xuất Chromen 1.1.3 Những phương pháp chung để tổng hợp 2-amino-4H-chromen .6 1.2 Tính chất hóa học dẫn xuất 2-amino-3-cyano-4H-chromen 1.2.1 Phản ứng với acid formic 1.2.2 Phản ứng với phenylisocyanat 1.2.3 Phản ứng với anhydrit acetic 1.2.4 Phản ứng với ure, thioure, semicarbazid, thiosemicarbazid 10 1.2.5 Phản ứng với formamid 10 1.2.6 Phản ứng với cyclohexanon 10 1.2.7 Phản ứng với carbon disulfide pyridin 11 1.2.8 Phản ứng với malononitril 11 1.3 Tổng quan chất lỏng ion 11 1.3.1 Vai trò chất lỏng ion phản ứng hữu 12 1.3.2 Cấu trúc số chất lỏng thường gặp 12 Chương – THỰC NGHIỆM 14 2.1 Tổng hợp hợp chất 2-amino-4-aryl-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4aj) 15 2.1.1 2-Amino-4-phenyl-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4a) 15 2.1.2 2-Amino-4-(3-nitrophenyl)-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4b) 16 2.1.3 2-Amino-4-(2,4-diclorophenyl)-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4c) 16 2.1.4 2-Amino-4-(4-clorophenyl)-7-hydroxy-4H-chromen 3-carbonitril (4d)16 2.1.5 2-Amino-4-(3-clorophenyl)-7-hydroxy-4H-chromen 3-carbonitril (4e) 17 2.1.6 2-Amino-4-(2-clorophenyl)-7-hydroxy-4H-chromen 3-carbonitril (4f) 17 2.1.7 2-Amino-4-(4-isopropylphenyl)-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4g) 17 2.1.8 2-Amino-4-(4-methoxyphenyl)-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4h) 18 2.1.9 2-Amino-4-(3-methoxyphenyl)-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4i) 18 2.1.10 2-Amino-4-(2-methoxyphenyl)-7-hydroxy-4H-chromen-3-carbonitril (4j) 19 2.2 Tổng hợp hợp chất 2-amino-4-aryl-7-propargyloxy-4H-chromen-3carbonitril 19 2.2.1 2-Amino-4-phenyl-7-propargyloxy-4H-chromen-3-carbonitril (6a) 20 2.2.2 2-Amino-4-(3-nitrophenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3-carbonitril (6b) 21 2.2.3 2-Amino-4-(2,4-diclorophenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3carbonitril (6c) 21 2.2.4 2-Amino-4-(4-clorophenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3-carbonitril (6d) 22 2.2.5 2-Amino-4-(3-clorophenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3-carbonitril (6e) 22 2.2.6 2-Amino-4-(2-clorophenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3-carbonitril (6f) 23 2.2.7 2-Amino-4-(4-isopropylphenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3carbonitril (6g) 23 2.2.8 2-Amino-4-(4-methoxyphenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3carbonitril (6h) 24 2.2.9 2-Amino-4-(3-methoxyphenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3carbonitril (6i) 25 2.2.10 2-Amino-4-(2-methoxyphenyl)-7-propargyloxy-4H-chromen-3carbonitril (6j) 25 Chương – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Tổng hợp số dẫn xuất 2-amino-4-aryl-7-hydroxyl-4H-chromen-3- carbonitril 27 3.2 Tổng hợp số dẫn xuất 2-amino-4-aryl-7-propargyloxy-4H-chromen-3carbonitril 34 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 51 4.1 Phổ IR, 1H NMR, 13C NMR số dẫn xuất 2-amino-4-aryl-7-hydoxy - 4Hchromen-3-carbonitril 51 4.2 Phổ IR, 1H NMR, 13C NMR số dẫn xuất 2-amino-7-propargyloxy-4phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril 65 CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT IL – Ion liquid : Chất lỏng ion DMSO-d6 : Dimethyl sunfoxyd deuteri hóa : 1H-Nuclear Magnetic Resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân H-NMR proton) 13 C-NMR : 13C-Nuclear Magnetic Resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13) IR : Infrared Spectroscopy ( phổ hồng ngoại ) Đnc : Điểm nóng chảy δ : Độ chuyển dịch hóa học DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Tổng hợp phổ IR, hiệu suất dẫn xuất 2-amino-4-aryl- 29 7-hydroxy-4H-chromen-3-cacbonitril Bảng 3.2 Phổ 1H NMR hợp chất 2-amino-4-aryl-7-hydroxy- 31 4H-chromen-3-cacbonitril Bảng 3.3 Phổ 13C NMR hợp chất 2-amino-4-aryl-7-hydroxy- 33 4H-chromen-3-carbonitril Bảng 3.4 Tổng hợp phổ IR, hiệu suất dẫn xuất 2-amino-4- 37 aryl-7-propargyloxy -4H-chromen-3-cacbonitril Bảng 3.5 Phổ H NMR hợp chất 2-amino-4-aryl-7- 40 propargyloxy-4H-chromen-3-cacbonitril Bảng 3.6 Phổ 13 C NMR hợp chất 2-amino-4-aryl-7- propargyloxy-4H-chromen-3-cacbonitril vi ii 43 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Một số khung cấu trúc Benzopyran Hình 1.2 Cấu trúc 5,7-dimethoxy-2-methyl-2H-chromen 5,7- dimethoxy-2,8-dimethyl-2H-chromen Hình 1.3 7-hydroxy-6-methoxy-4H-chromen Hình 1.4 Uvafzlelin Hình 1.5 Corauinone A Hình 1.6 Erysenegalensenin C Hình 1.7 Cromakalim Hình 1.8 4,5-dihydropyrano[3,2-c]chromen HÌnh 1.9 Cấu trúc chung số chất lỏng ion thường gặp 12 Hình 3.1 Phổ IR hợp chất 2-amino-4-phenyl-7-hydroxy-4H- 28 chromen-3-cacbonitril Hình 3.2 Phổ 1H NMR hợp chất 2-amino-4-phenyl-7-hydroxy- 30 4H-chromen-3-cacbonitril Hình 3.3 Phổ 13C NMR hợp chất 2-amino-4-phenyl-7-hydroxy- 32 4H-chromen-3-cacbonitril Hình 3.4 Phổ IR hợp chất 2-amino-4-phenyl-7-propargyloxy-4H- 35 chromen-3-cacbonitril Hình 3.5 Phổ H NMR hợp chất 2-amino-4-phenyl-7- 38 propargyloxy-4H-chromen-3-cacbonitril Hình 3.6 Phổ 13C NMR hợp chất 2-amino-4-phenyl-7propargyloxy-4H-chromen-3-cacbonitril 42 MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển hóa học nói chung, hóa học tổng hợp hợp chất hữu ngày phát triển nhằm tạo hợp chất phục vụ cho đời sống, đặc biệt chất có hoạt tính sinh học thể ngƣời động vật Các hợp chất ngày trở nên có ý nghĩa quan trọng đươc áp dụng vào lĩnh vực y học chữa bệnh cho người động vật Chromen dẫn xuất coi lớp quan trọng hợp chất dị vòng chứa oxy Các hợp chất ngày thu hút quan tâm nghiên cứu nhà khoa học hoạt tính sinh học dược lý hữu ích nó, bao gồm kháng nấm, chống vi khuẩn, thuốc chống đông máu, chống ung thư Từ ngày đầu phát triển ngành hóa học hữu đến nay, hợp chất dị vịng góp phần quan trọng phát triển phân tử để nâng cao chất lượng sống người Ví dụ, bảy mươi phần trăm loại thuốc sử dụng ngày hợp chất dị vòng Họ hợp chất dị vòng phân bố rộng rãi tự nhiên chúng chất trung gian nhiều trình sinh học Nói chung, hợp chất dị vịng isolated từ nguồn tự nhiên đóng vai trị hợp chất chì cho việc phát triển phân tử sinh học Ngày nay, hầu hết loại thuốc dị vịng khơng chiết xuất từ nguồn tự nhiên tổng hợp từ hóa chất có sẵn Các hợp chất 4H-chromen phân lập lần vào năm 1962 thông qua nhiệt phân 2-acetoxy-3,4-dihydro-2H-chromen Chất không bền, đặc biệt khơng khí, bị chuyển hố dễ dàng thành dihydropyran ion pyryli tương ứng Mặc dù thân chromen có ý nghĩa nhỏ hóa học, song nhiều dẫn xuất chúng phân tử sinh học quan trọng, chẳng hạn pyranoflavonoid Từ lâu hợp chất thuộc nhóm glycozit biết đến với nhiều hoạt tính sinh học đáng quý: kháng virus viêm gan, HIV, chống ung thư… Nước ta nước nhiệt đới gió mùa, quanh năm nắng mưa nhiều, khí hậu thuận lợi cho phát triển loại vi khuẩn, virus nấm gây bệnh Lớp vỏ loại 10 N.D Thanh ct al / VNiJ JO11NY DfScience.- Natural Sciences and Technolo gy, Vol 32, No (2026j 176-180 179 in water (0.15 ml in 30 mL of distillated Results and discussion water) was added dropwise in a homogeneous mixture Our present research represented the design of resorcinol, (subsututed)benzaldehyde and of suitable pyran and chromene substrates malononitrile in 96% ethanol An exothermic which could be easily converted into different reaction took place at once after some milliliters functional groups for next syntheses From Our of catalyst solution was added, and the reaction experimental results, we have chosen ioniC temperature was raised to about 30-40°C At liquid, namely 1-buty1-3-methy1imidazolium this point, the precipitate of 4ff-chromene-3hydroxide, (BmimJOH, used as basic catalyst carbonitrile was separated The reaction yields for three-component synthesis of 2-amino-7- are remarkable high The structure of hydroxy-4ary1-4ff-chromen-3-carbonitriles 4a- synthesized 2-amino-7-hydroxy-4-ary1-4ff- i (Scheme 1) Reaction crush ingredients in a chromene-3-carbonitri1es 4a-i are confirmed by reaction is a simple method, clean, save time IR, ’H NMR and ' 3C NMR spectral data (see and use less solvent reaction It is also an Experimental Section) environmental-friendly catalyst and easy reused A solution of the ionic liquid (Bmim]OH 4' GHO CN [Bmim)OH in water 96% Ethanol, r.t CN “ ' 3a-i R HO 4a 8a ”O N H$ 4a-i Scheme Synthetic route for substituted 2-amino-7-hydroxy-4-ary1-4ff-chromen-3-carbonitn1es 4a-i The absorption band that appeared in These evldences proved that chromenes 4a-i regions at v=3500—345£l cm" belonged to have been formed through three component hydroxyl group and two other absorption bands reaction between resorcinol 1, malononitrile that appeared in regions 3420—3250 cm‘ in IR and substituted benzaldehydes 3a-i in the spectra of chromemes 4a-i confirmed the presence of ionic liquid 2presence of amino group in these molecules hydroxyethylammonium hydroxide as catalyst Nitrile functional group had the absorption The carbon atom at position had chemical band at 2203—218S cm ' shift in downfield at 6=161.4—160.1 ppm due to All 'H NMR spectra of chromenes 4a-i had electron-withdrawing influence of oxygen atom characteristic signal at 6=4.95—4.50 ppm with in chromene ring Carbon atom in nitrile group integral height of one proton; this signal ShoWed resonance signal at 6=l21.2—119.6 ppm belongs to proton on position and could be used the identification sign for pyrans and Conclusions chromenes In addition, chemical shift appeared at 6=9.70—9.60 ppm confirmed the presence of The use of some ionic liquid, 2hydroxyl group on position of chromene hydroxyethylammonium hydroxide as catalyst ring Amino group on position of in synthesis of chromene-3-carbonitri1es 4a-i chromemes 4a-i had resonance signal at 6=6.84—6.83 ppm 180 N.D Thanh et al / VNLt Journal of Science: Natural Sciences end Technolo g y, Vol 32, No (2016) I 76-1B0 opens new direction in chromene chemistry This synthetic method for chromene-3carbonitrile ring is efficient and simple one References Using a Cell- and Caspase-Based HighThroughput Screening Assay StructureActivity Relationships of Fused Rings at the 7,8- Positions”, Journal of Medicinal Chemistry, 50, 2858-2864 [5] Keerthy H.K., Garg M., Mohan C.D., Madan V., [1] Azizian J., Delbari A S., Yadollahzadeh K (2014), “One-Pot, Three-Component Synthesis of Pyrimido(4,5-b]quinoline-tetraonc Derivatives in Water”, Synthic Communication, 44, 3277-3286 {2j Nguyen Dinh Thanh, Le The Hoai, Nguyen Thi Kim Giang, Nguyen Van Quoc (2016), “Synthesis of Some Aromatic Peracetylated N-(Q-DG1ucopyranosyl)Thiosemicarbazones”, Current Organic Synthesis, 13 (2016, in press) [3] Vosooghi M., Rajabalian S., Sorkhi M., Badinloo, M., Nakhjiri, M., Negahbani, A S., Asadipour A., Mahdavi M., Shafiee A and Foroumadi A (2010), “Synthesis and cytotoxic activity of some 2-amino-4-aiy1-3-cyano-7(dimethyIamino)-4ff- chromenes”,Research in Pharmaceutical Sciences, 5(1), 914 J4) Kemnitzer W., Drewe J., Jiang S., Zhang H., Zhao J., Crogan-Grundy C., Xu L., Lamothe S., Gourdeau H., Denis R., Tseng B., Kasibhatla S., Cai S.X (2007), “Discovery of 4-Ary1-4Hchromenes as a New Series of Apoptosis Inducers Kanojia D., Shobith R., Nanjundaswamy S., Mason D.J., Bender A., Basappa, Ramappa K.S., Koeffler H.P (2014), “Synthesis and Characterization of Novel 2-Amino-ChromeneNitriles that Target Bc1-2 in Acute Myeloid Leukemia Cell Lines”, PLoS One, 9, 107-118 16] Javanshir Sh., Safari M and Dekamin M.G (2014), “A facile and green three-component synthesis of 2-amino-3-cyano-7-hydroxy-4Hchromenes on grinding”, Scientia Iranica C 21(3), 742-747 [7) Behbahani F.K and Mehraban S (2015), “Synthesis of 2-Amino-3-cyano-7-hydroxy-4ffchromenes Using L-Proline as a Biocatalyst”, Journal of the Korean Chemical Society, 59(4), 284-288 [6] Safari J., Zamegar Z., Heydarian M (2012), “Magnetic Fe O Nanoparticles as Efficient and Reusable Catalyst for the Green Synthesis of 2Amino-4/-I-chromene in Aqueous Media”, Bulletin of the Chemical Society of Japan, 85(12), 1332-1338 Nghién cpu su dung chat long ion 1-butyl-3methylimidazolium hydroxide tong hpp cac 4-aryl-4H-chromen thé Nguyen Dinh Thanh l , Do Son Hai°, Tran Thi Dung’, Nguyen Thi Mai’, Lé Hai Dang3 ’Khoa Hod hoc, Truâng Dat hpc Khoa hoc Ty nhién, DHQGIIN, 19 Lé Thdnh Tâng, Mâ Nâi, Viet Nam ’Viñn K j thuat Hâa hpc, Sinh hpc vâ Tâi lien nghiep vy (Tâng cfc Hâu cân-K j thuât, B p Câng As) ’Truâng Cuo dâng Sv pham Thâi Ngu yén, “£hdi Nguyén, Viét Nam Tom tiit: Sir tñng hpp hiéu qua va doc gian cua cac 2-amino-4ff-chromen-3-carbonitril the da dirp'c phat trién bang phan Eng one-pot ba phfin ciia hon hpp bao gom benzaldehyde the tiiong ting, resorcinol, va malononitril sq co meat cua chat long ion, 2-hydroxyethylamoni hydroxide, lam chat xuc tac ñ nhiet phñng Cau tnic cua cfic hpp chfit da tñng hpp dircc xcc nhan bang cfc phuong phap phñ hien dai (IR, 'H va i3C NMR) TO khâa Chit lñng ion, chromene, one-pot, phân Eng ba phfin VNU JOURNAL OF SCIENCE Natural Sciences and Technology Vol 32, No 3, 2016 CONTENTS Nguyen Thi Thanh Mai, Nguyen The Huu, Synthesis of Some 2-amino- 4(4’-methoxyphenyl)-6-ary1pyrirnidines using Microwave-Assisted onePot Reaction under Solvent Free Conditions Trinh Thi Tham, Tran Manb Tri, Hoang Quoc Arih, Tran Dang Qiiy, Dang Van Doan, Nguyen Duc Hue, Tu Binh Minh, Pollution Levels and Distribution of a Number of Organochlorine Plant Protection Chemicals in Offshore Marine Sediment from Ha Tinh to Thua Thien - Hue, Vietnam: Spm-fat Distribution and Depth Profiles Nguyen Thi Thu Thuy, Nguyen Thi Hue, Nguyen Hoang Tung, Tu Binh Minh, Pollution, Emission Levels and Health Risk Assessment of Polychlorinated Beuzenes and Polychlorinated Biphenyls in Fly Ash and Soil 12 From some Industrial Parks in Northern Vietnam But Quoc Thai, Ngo Trang Nhu Ngoc, Nguyen Minh Cuong, Bui Ngcc Dzung, Nguyen Ngoc Chi, Nguyen Dieu Lien Hoa, Furanocoumarins from the Roots of Angelica dahurica 19 Nguyen Dinh Dong, Nguyen Thu Ha, Nguyen Viet Bac, Nguyen ilung Huy, Synthesis and Structural Characterization of some Eu(III) Complexes with Fluorinated §-Diketones 25 Nguyen Thi Kim Thuong, Pham Thi Huong, Electrochemical Study of Atorvastatine at the Glassy Carbon and Application to Its Determination in Dnigs by Voltammetric Method 30 Nguyen Thi Thu Thuy, Nguyen Thi Hue, Nghiem Xuan Truong, Hoang Quoc Anh, Tu Binh Minh, Emissions Assessment of Persistent Organic Pollutants Arisen Unintentionally from Some Industrial Activities in Northern Vietnam 35 Luu Thi Xuan Thi, Le Ngoc Tbach, Ultrasound-Accelerated Permanganate 41 Oxidation of Amines into Carbonyl Compounds Duong Thi Lim, Luu The Anh, Nguyen Thi Hue, Nguyen Thi Lan Huong, Nguyen Duc Thanh, Nguyen Hoai Thu Huong, Dao Ngoc Nhiem, Adsorpdon of Phosphate from Aqueous Solution by CeO2-MnOx Nanomaterials 46 Nguyen Thi Thanh Mai, Nguyen Phuong Thuy, Nguyen Dinh Thanh, Study on Synthesis of Some 6-butoxy-4-(Substituted Imino Methyl)-2Hchromen-252 ones under Solvent-free Conditions 10 11 Nguyen Thi Thao Ly, Traong Quoc Vinh, Ngayen The Anb Tuan, Nguyen Thi Le Thu, Nguyen Dieu Lien Hoa, Diterpenoids from the Leaves of Biota 57 orientalis Pham Thi Mai Huong, Tran Hong Con, Tran Thi Dung, Investigation 62 of Lead(II) Removal from Waste Water by denaturized Tay Nguyen Red 69 13 Mud Phan Minh Giang, Vu Thi Hong, Phan Tong Son, Study of Chemical 14 Constituents of Jatropha rosypiifolia L (Euphorbiaceae) of Vietnam Vu Ngoc Duy, Shaun Carl, Jozef Peeters, Rate Constant of the Gas- 74 phase Reaction Between OH• Radical and 1-propano1 in the Temperature Range of 296 - 545 K 15 Bui Ngoc Dzung, Ngo Trang Nhu Ngoc, Nguyen Thi Thao Ly, 79 But Quoc Thai, Nguyen Tri Hien, Nguyen Dieu Lien Hoa, Triterpenoids and Sterols from Ganoderma japonicum 85 16 Hoang Thu Trang, Nguyen Minh Phimng, Nguyen Van Not, Study on Synthesis and Characteristics of Cerium-doped Titanium-Pillared 89 17 Bentonite 12 18 19 20 21 22 Vu Ngoc Duy, Shaun Carl, O(’D) Quantum Yield from Photolysis in the Wavelength Range 299 - 305 rim 94 Khuat Hoang Binh, Dinh The Dung, Nguyen Thu Huong, Tran Van Chung, Ta Thi Thao, Simultaneous Determination of Nitro