Tổng hợp dẫn xuất N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl--D-galactopyranosyl)thiosemicarbazid
MỤC LỤC
Phương pháp tổng hợp monosaccarid isothiocyanat [7-9]
Bằng phản ứng của dẫn xuất halogen monosaccarid với thiocyanat vô cơ Lần đầu tiên E.Fischer đã tổng hợp dẫn xuất isothiocyanat của monosaccarid bằng cách xử lí acetylglycosyl halogenua với thiocyanat vô cơ trong dung môi phân cực. Tuỳ theo khả năng hoạt động của halogen X và điều kiện phản ứng mà sản phẩm tạo thành là thiocyanat hoặc isothiocyanat, trong đó glucosyl thiocyanat có thể đồng phân hoá ở mức độ nào đó thành isothiocyanat tương ứng. Chẳng hạn như sản phẩm 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl isothiocyanat đã được E.Fisher tổng hợp bằng cách cho dẫn xuất 2,3,4,6-tetra-O-acetyl- α-D-glucopyranosyl bromua tương tác với bạc thiocyanat trong xilen khan hoặc với kali thiocyanat trong aceton, sản phẩm tạo thành là dẫn xuất isothiocyanat tương ứng.
Điều khá thú vị ở đây là sản phẩm 2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy-β-D- glucopyranosyl isothiocyanat cũng được tạo thành khi cho 1,3,4,6,-tetra-O-acetyl-2- amino-2-deoxy-α-D-glucopyranozơ hydrobromit phản ứng với bạc thiocyanat, trong phản ứng này xảy ra sự di chuyển O-acetyl thành N-acetyl. Về cơ chế, đầu tiên oxazolin được tạo thành ngay lập tức khi đehydrat hóa sản phẩm 1,2-(orthoacetyl)amit. Sau đó là sự tấn công của ion thiocyanat vào C-1 với sự đảo ngược cấu hình Walden.
Gần đây một số nhà khoa học đã đề xuất một phương pháp tổng hợp mới với qui trình đơn giản, hiệu quả kinh tế cao. Đầu tiên phương pháp được áp dụng điều chế 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl- isothiocyanat và 2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy-β-D-glucopyranosyl isothiocyanat.
KSCN CH 3 CN
THỰC NGHIỆM
Dịch phản ứng thu được sau khi chiếu xạ được đổ ra cốc, cho bay hơi bớt dung môi thu được những sản phẩm kết tinh dưới dạng bông xốp theo từng lớp màu trắng. Mặt khác, khi cô cạn dung môi sau khi kết thúc phản ứng để thu sản phẩm, tiến hành cô dưới áp suất giảm ở nhiệt độ 50°C vì nếu nhiệt độ trên 50°C sẽ dẫn đến sự thuỷ phân nhóm acetyl. Tuy nhiên trong môi trường acid nguyên tử nitơ của nhóm thiosemicarbazid cũng dễ dàng bị proton hóa do đó sẽ cạnh tranh với phản ứng cộng hợp dẫn đến làm giảm tốc độ phản ứng.
Trong phương pháp tổng hợp truyền thống, phản ứng được tiến hành trong điều kiện đun hồi lưu mạnh trên bếp cách thuỷ trong thời gian từ 60-90 phút ở nhiệt độ sôi của dung môi. Trong quá trình tổng hợp, các hợp chất mang nhóm thế NO2 mặc dù có độ tan kém trong dung môi nhưng do khả năng phản ứng cao nên phản ứng vẫn xảy ra với hiệu suất tương đối tốt (49% với trường hợp nhóm thế p-NO2 và 66% với trường hợp nhóm thế o-NO2). Trên cơ sở kết quả các phản ứng nhận được theo phương pháp tổng hợp truyền thống chúng tôi mở rộng nghiên cứu tổng hợp các galactosyl thiosemicarbazon theo phương pháp sử dụng lò vi sóng [ 13, 35-38].
Trong phương pháp này, đại đa số được thực hiện theo cách các chất phản ứng, xúc tác và dung môi được cho đồng thời vào bình cầu chịu nhiệt, tiến hành chiếu xạ trong lò vi sóng có lắp sinh hàn hồi lưu. Riêng trường hợp tổng hợp của nhóm thế 3-OCH3 – là nhóm thế khảo sát đầu tiên theo phương pháp sử dụng lò vi sóng, ban đầu được chúng tôi tiến hành trong điều kiện không có dung môi, các chất phản ứng được nghiền mịn trong chén sứ chịu nhiệt để thực hiện phản ứng. Tuy nhiên khi thực hiện lại phản ứng này trong điều kiện có một lượng nhỏ dung môi, hồi lưu trong lò vi sóng thì chúng tôi nhận thấy hiệu suất có tăng lên do đó các chất sau chúng tôi lựa chọn cách làm sau, tiến hành trong điều kiện có một lượng nhỏ dung môi và hồi lưu trong lò vi sóng.
Bằng những nhận định ban đầu, và các kết quả hiệu suất tính toán được chúng tôi nhận thấy rằng các galactothiosemicarbazon hoàn toàn có thể được tổng hợp bằng phương pháp sử dụng lò vi sóng, và cho hiệu suất cao (60%-98%) hơn hẳn so với phương pháp đun hồi lưu truyền thống (32%-81%). Trong quá trình thực hiện phản ứng theo phương pháp sử dụng lò vi sóng, sản phẩm nhận được có nhiều trường hợp bị dầu, rất khó kết tinh trong ethanol hay hệ dung môi trong khi một số trường hợp đó khi chúng tôi thực hiện theo phương pháp 1 sản phẩm lại có thể kết tinh được ngay khi đổ dung dịch phản ứng thu được ra cốc. Do kết tinh theo cách này nên sản phẩm trong một số trường hợp có độ tinh khiết không cao, thường bị lẫn các chất đầu (các benzaldehyd dùng để phản ứng) như trường hợp với nhóm thế 4-CH3, 4-CH(CH3); còn lại phần lớn các sản phẩm thu được có độ tinh khiết tương đối tốt như trường hợp của nhóm thế 4-OH, 4-N(CH3)2….
Tuy nhiên, một trong những bất lợi của phương pháp tổng hợp trong lò vi sóng có thể được nhận thấy là độ bền nhiệt của các chất tham gia hay sản phẩm phản ứng. Các thiosemicarbazon tạo thành được kết tủa sơ bộ một từ ethanol 96° và được kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi toluen:ethanol tỉ lệ được thay đổi phù hợp với mỗi trường hợp chất cụ thể. Trên phổ 1H NMR (Bảng 3.3) của các thiosemicarbazon tổng hợp được chia làm bốn vùng tín hiệu cộng hưởng đặc trưng: Proton N-H xuất hiện hai tín hiệu cộng hưởng ở trường thấp.
Tín hiệu cộng hưởng còn lại xuất hiện ở trường cao hơn với độ chuyển dịch hóa học δH 8,50–8,80 ppm, douplet, J ~ 9–10 Hz đặc trưng cho proton Ha có tương tác với proton anome của hợp phần monosaccarid. Một vùng tín hiệu cộng hưởng nữa quan sát được trên phổ 1H NMR của các thiosemicarbazon nằm ở trường cao δH 1,7-2,2 ppm, singlet, với giá trị cường độ tích phân tương ứng với 12 proton cho thấy sự xuất hiện của bốn nhóm acetyl trong phân tử hợp chất thiosemicarbazon. + Hoá chất: 7 mẫu dẫn xuất (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl) thiosemicarbazon của benzaldehyd thế cân với một lượng như nhau (0,002gam) pha. trong 5ml dung môi DMF. b) Cách làm: Láng vi khuẩn và nấm đã nuôi cấy lên bề mặt của môi trường (MH, SBR, TT) trên đĩa canh thang nuôi cấy qua đêm ở tủ ấm 37oC, đục lỗ và nhỏ thể tích dung dịch tương ứng (25, 50 và 100 àl) dung dịch chất thử, để trong tủ ấm 37oC khoảng 18-24 giờ, sau đó đọc kết quả bằng việc đo đường kính vòng vô khuẩn (tính bằng mm), phối hợp với các phương pháp tính toán để khảo sát hoạt tính sinh học của các hợp chất này.
Mẫu trắng (blank sample) là cỏc giếng chứa 200àL etanol. Lắc nhẹ đĩa cho cỏc dung dịch trộn đều vào nhau và đưa vào buồng ủ ở 25oC trong vòng 30 phút. Tiến hành đo độ hấp thụ của các dung dịch trong các giếng thu được tại bước sóng 518 nm. Thí nghiệm được lặp lại ba lần lấy giá trị trung bình và tính toán giá trị hiệu quả ức chế của các mẫu thử. c) Kết quả và thảo luận.
