110 và etanol trong sự có mặt của xúc tác TsOH và TsCl nhận được hợp chất L tryptophan etyl este 111 với hiệu suất sản phẩm thô 98%.
3.4.2 Tổng hợp các hợp chất piperazinedion từ hợp chất trans-113a
Bằng cách tương tự, hợp chất trans-113a phản ứng với 5 đương lượng metylamin, etylamin, n-propyamin, n-butylamin, benzylamin, 4-metoxibenzylamin trong dung môi EtOH ở nhiệt độ phòng trong 24h nhận được các hợp chất 115a-f với hiệu suất phản ứng đạt 87-96% (Sơ đồ 1.15). Cấu trúc của các hợp chất 115a-f được
chứng minh bằng các phương pháp phổ IR, MS, 1H-NMR và 13C-NMR.
100
Hình 3.5: Phổ 1H-NMR của hợp chất 115a
So sánh phổ 1H-NMR của các sản phẩm piperazinedion cis 114a (Hình 3.3) và
trans 115a (Hình 3.5) nhận thấy, độ dịch chuyển hóa học ( ) của proton ở C-6 khác nhau nhiều. Đồng phân cis 114a thì của proton C-6 dịch chuyển về phía trường cao, trong khi đồng phân trans 115a thì của proton C-6 dịch chuyển về phía trường thấp. Khi so sánh các cặp đồng phân cis 114 và trans 115 khác cũng thu được kết quả tương tự (bảng 3.2). Bảng 3.2: So sánh phổ 1H-NMR của hợp chất 114 và 115 Piperazinedion Nhóm thế R C6-H Hợp chất 114 Hợp chất 115 Metyl 6,11 7,00 Etyl 6,21 7,00 n-Propyl 6,17 7,00 n-Butyl 6,17 6,99 Benzyl 6,20 6,96 4-metoxibenzyl 6,18 6,97
101
Kết quả ở bảng 3.2 phù hợp với khung tetrahidro-β-cacbolin ban đầu, từ đó rút ra nhận xét, có thể phân biệt cặp đồng phân cis/trans bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân.
Từ thành công tạo vòng piperazinedion bằng các amin bậc 1, tiếp theo hợp chất
trans-113a phản ứng với 5 đương lượng dung dịch NH3 trong môi trường EtOH nhận được 115g với hiệu suất 90%. Cấu trúc của hợp chất 115g được chứng minh bằng các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân.
Sơ đồ 1.16: Tổng hợp hợp chất piperazinedion 115g
Trên phổ 1H-NMR của hợp chất 115g (hình 3.6) xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng của proton có mặt trên phân tử. Tín hiệu doublet-doublet-doublet với hằng số tương tác 1,0, 12,0 và 13,0 Hz tại 2,99 ppm được gán cho proton H-12a. Tín hiệu của proton H-12b cộng hưởng tại 3,5 ppm với hằng số tương tác 4,5 và 15,5 Hz. Tín hiệu của nhóm metoxi cộng hưởng tại 3,7 ppm. Hai tín hiệu cộng hưởng doublet- doublet tại 4,04 và 4,32 ppm được gán cho 2 proton H-3a và H-3b. Proton ở vị trí H- 13 là tín hiệu doublet-doublet tại 4,10 ppm với hằng số tương tác 4,0 và 11,5 Hz. Proton ở vị trí H-6 là tín hiệu singlet tại 7,0 ppm. Ngoài ra, trên vùng trường thấp trên 1H-NMR của hợp chất 115g thể hiện tín hiệu cộng hưởng của 8 proton thơm.
102
Hình 3.6: Phổ 1H-NMR của hợp chất 115g
Nhóm NH của hợp chất 115g được bảo vệ nhờ phản ứng với anhidrit axetic
trong sự có mặt của pyridin nhận được hợp chất 115h với hiệu suất 94%. Cấu trúc của hợp chất 115h được chứng minh bằng các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân.
Sơ đồ 3.17: Tổng hợp hợp chất piperazinedion 115h
Trên phổ 1H-NMR của hợp chất 115h xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng của proton có mặt trên phân tử. So với phổ của hợp chất 115g, phổ của 115h xuất hiện thêm tín hiệu cộng hưởng của ba proton singlet tại 2,57 ppm là đặc trưng của nhóm axyl (Ac).
103
Hình 3.7: Phổ 1H-NMR của hợp chất 115h
Trên phổ 13C-NMR thể hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng của 23 nguyên tử cacbon của chất 115h, trong đó có ba tín hiệu của nhóm cacbonyl. Phân tích phổ trên cho phép khẳng định cấu trúc của hợp chất 115h.
104
Như vậy, từ dẫn xuất trans-113a chúng tôi đã tổng hợp thêm 8 dẫn xuât
piperazinedion 115a-h với hiệu suất cao, cấu trúc được chứng minh bằng các phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân.