2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1 Nhận xét chung về quá trình tổng hợp
Các dẫn xuất isoxazole, pyrazole curcumin và dẫn xuất của pyrazole curcumin đƣợc tổng hợp thông qua phản ứng imine hóa và đóng v ng giữa cấu trúc -diketone của curcumin với hydroxyl amine, hydrazine hoặc các dẫn xuất của hydrazine. Cơ chế của phản ứng có thể đề nghị thông qua 2 giai đoạn nhƣ sau:
Giai đoạn 1: phản ứng imine hóa 1 nhóm C=O của cấu trúc -diketone trên curcumin với nhóm NH2 trong dẫn xuất hydrazine (NH2-NHR). Cơ chế phản ứng hoàn toàn tƣơng tự một phản ứng imine hóa thông thƣờng. Giai đoạn này thƣờng xảy ra tốt trong môi trƣờng acid yếu (pH ~ 4-5).
Giai đoạn 2: phản ứng imine hóa đồng thời đóng v ng giữa N c n lại trong hydrazine với nhóm C=O c n lại của cấu trúc -diketone. So với giai đoạn 1, giai đoạn này thƣờng xảy ra chậm hơn do cặp điện tử không chia trên N trong NHR không còn tự do do có thể tham gia vào hệ liên hợp với liên kết C=N c ng nhƣ do N này gắn trực tiếp với Nsp2 trong C=N. Chính vì vậy, giai đoạn này thƣờng yêu cầu môi trƣờng acid cao hơn giai đoạn 1. Acid đóng vai tr tăng điện tích + trên C của nhóm C=O giúp phản ứng cộng hợp ái nhân xảy ra tốt hơn.
67
Cấu trúc của gốc R trong NHR c ng ảnh hƣởng khá lớn đến phản ứng. Khi gốc R là gốc phenyl có gắn với những nhóm chức hút điện tử (ví dụ: halogen, -COOH, -NO2) hoặc R = pyridyl, phản ứng thƣờng xảy ra nhanh hơn khi giảm pH. Điển hình nhƣ với dẫn xuất 17 giữa curcumin và 2-hydrazinopyridine, phản ứng xảy ra chậm, hiệu suất thấp ở pH ~ 4-5. Tuy nhiên, khi giảm pH ~ 2, phản ứng lại xảy ra tốt. Điều này có thể do v ng pyridine hút điện tử mạnh làm giảm mạnh tính ái nhân của N trong NHR nên việc giảm pH sẽ giúp tăng điện tích + trên C và tăng khả năng phản ứng.
Phản ứng thƣờng đƣợc tiến hành ở tỷ lệ mol curcumin/hydrazine 1:1, 1:2. Khảo sát cho thấy việc tăng tỷ lệ mol hydrazine so với curcumin không có lợi, do sau giai đoạn 1, lƣợng hydrazine tự do c n dƣ sẽ tham gia phản ứng imine hóa với nhóm C=O thứ hai và cản trở phản ứng đóng v ng.
Ngoài ra, c ng không nên d ng dƣ curcumin do sản phẩm có độ phân cực gần với curcumin, nếu curcumin dƣ sẽ gây khó khăn trong giai đoạn tinh chế sản phẩm.
Phản ứng đƣợc theo dõi bằng SKBM để xác định điểm dừng. Một điểm đặc biệt của các phản ứng này là có thể dự đoán đƣợc sự có mặt của sản phẩm khi soi bản mỏng dƣới đèn UV 365 nm. Sản phẩm thƣờng xuất hiện ở dạng phát quang màu xanh tím (ví dụ dẫn xuất 8, hình 3.8). Điều này đƣợc l giải là sau khi đóng v ng pyrazole, cấu trúc sản phẩm tạo thành hệ liên hợp khép kín, electron do đó linh động hơn và có khả năng hấp thu ở v ng bƣớc sóng dài 365 nm. Các sản phẩm phụ hoặc sản phẩm trung gian chƣa xảy ra đóng v ng thƣờng không có tính chất này.
68
(a) (b) (c)
Hình 3.8. a) Cấu trúc dẫn xuất 8 (4FPHC), b) SKBM của curcumin (vết 1) và 4FPHC (vết 2) dƣới đèn UV (hệ dung môi DCM:EA 96/4), c) SKBM hiện màu bằng hơi iod.
