- Phổ khối lượng (MS)
126 được chứng minh bằng phương pháp 1H-NMR.
3.8.1. Tổng hợp các hemiasterlin chứa nhóm NH trên block
3.8.1.1. Tổng hợp các este hemiasterlin
Các este hemiasterlin dạng này được tổng hợp nhờ phản ứng của các block 1 có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl và các dipeptit (block 2-3) có chứa nhóm NH trên block 3.
Dipeptit 142a (block 2-3) phản ứng với 1,0 đương lượng của chất
134b (block 1) trong sự có mặt của 1,1 đương lượng EDC, 1,1 đương
lượng HOBt và 2,0 đương lượng i-PrNHEt trong dung môi DMF ở nhiệt độ phòng trong khoảng 12h nhận được este hemiasterlin 146b với hiệu suất đạt 55%.
Sơđồ 3.40
Cấu trúc của hợp chất 146b được chứng minh bằng các phương pháp phổ như 1H-NMR, 13C-NMR và IR. Hợp chất 146b là chất rắn màu vàng
sáng, có điểm chảy 130-131oC. Trên phổ 1H-NMR của hợp chất 146b xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng. Các tín hiệu cộng hưởng của proton nhân furan-3-yl thể hiện tại vùng trường thấp, trong đó tín hiệu ở 7,67 ppm là đặc trưng của proton H-2’, tín hiệu tại 7,45 ppm được gán cho vị trí H-5’ và tín hiệu cộng hưởng tại 7,03 ppm được gán cho vị trí H-4’. Tín hiệu trường thấp dạng singlet tại 6,83 ppm được gán cho vị trí proton H-15, tín hiệu của một proton olefin tại 6,54 được gán cho vị trí H-3. Tín hiệu của một proton multiplet tại 4,53-4,58 ppm được gán cho vị trí proton H-4. Tín hiệu của một proton tại 4,38 ppm là đặc trưng của nhóm metin H-10. Tín hiệu của nhóm etoxy cộng hưởng tại 4,14-4,20 ppm (2H, m, CH2 Et) và 1,27 ppm (3H, t, J = 7,0 Hz, CH3 Et). Tín hiệu của nhóm metyl của axetyl
128
dạng singlet cộng hưởng tại 2,19 ppm. Tín hiệu của nhóm metyl liên kết với olefin cộng hưởng tại 1,93 ppm (3H, s, CH3-C=CH). Tín hiệu multiplet cộng hưởng tại 1,72-1,77 ppm được gán cho vị trí H-5, tín hiệu của 3 proton dạng doublet-doublet tại 0,86 ppm với hằng số tương tác J = 7,5 Hz và 13,5 được gán cho vị trí H-6 và H-7. Tín hiệu của 9 proton singlet được gán cho proton ở vị trí H-12. Hình 3.26. Phổ1H-NMR của hợp chất 146b Hình 3.27. Phổ13C-NMR của hợp chất 146b H N OEt O N H NHAc 146b O O O 1 2 4 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3' 5' 2' 4' 1' H N OEt O N H NHAc 146b O O O 1 2 4 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3' 5' 2' 4' 1'
129
Mặt khác, trên phổ 13C-NMR (hình 3.27) của hợp chất 146b xuất hiện đầy đủ tín hiệu cộng hưởng của 25 nguyên tử cacbon. Trong đó có tín hiệu cộng hưởng của 4 nhóm cacbonnyl bao gồm tín hiệu tại 169,9 ppm và 162,3 ppm là đặc trưng của hai nhóm cacbonyl amit (C-13 và C-9), tín hiệu tại 168,3 ppm là đặc trưng của nhóm cacbonyl axetyl, tín hiệu cộng hưởng tại 164,7 ppm là đặc trưng của nhóm este. Tín hiệu cộng hưởng của 5 nguyên tử cacbon của nhân furan-3-yl thể hiện lần lượt ở 148,9 ppm được gán cho cacbon tại C-5’, tín hiệu tại 143,8 ppm được gán cho vị trí C-2’, tín hiệu của cacbon C-3’ và C-4’ cộng hưởng lần lượt tại 113,6 ppm và 110,0 ppm. Tín hiệu cộng hưởng tại 139,5 ppm là đặc trưng của nguyên tử cacbon tại vị trí C-14. Tín hiệu cộng hưởng tại 129,7 ppm được gán cho cacbon C-3, tín hiệu cộng hưởng tại 126,9 ppm được gán cho vị trí C-2, tín hiệu cộng hưởng tại 114,2 ppm được gán cho vị trí C-15. Các nhóm metin của hợp phần leuxin cộng hưởng tại 61,2 ppm (C-10) trong khi tín hiệu cộng hưởng của nhóm metin (C-4) cộng hưởng tại 60,5 ppm. Nhóm metylen của etyl cộng hưởng tại 52,7 ppm và nhóm metyl của etyl cộng hưởng tại 14,2 ppm. Các tín hiệu của nhóm isopropyl của hợp phần valin thể hiện tại 34,7 ppm là của C-5, hai nhóm metyl ở C-6 và C-7 cộng hưởng tại 18,6 ppm. Tín hiệu tại 32,5 ppm là của nhóm N-axetyl. Các tín hiệu vùng trường cao tại 26,6 ppm là đặc trưng của 3 nhóm metyl của hợp phần
tert-leuxin, tín hiệu tại 13,0 ppm là đặc trưng của nhóm metyl liên kết với cacbon olefin. Từ các phân tích phổ trên cho phép khẳng định cấu trúc của hợp chất 146b.
Cơ chế hình thành hemiasterlin 146b nhờ phản ứng với dipeptit 142a trong sự có mặt của các tác nhân EDC, HOBt và i-PrNHEt trong dung môi DMF được giải thích tương tự như sơ đồ 3.22: đầu tiên hợp chất 134b phản ứng với tác nhân hoạt hóa EDC tạo thành trạng thái trung gian thứ nhất hoạt động, trạng thái trung gian này nhanh chóng phản ứng với HOBt tạo thành trạng thái trung gian thứ hai hoạt động hơn. Trong khi dipeptit 142a có dạng muối ở đầu N được chuyển thành amin tự do trong sự có mặt của
130
tác nhân bazơ i-PrNHEt. Nhóm amin này nhanh chóng phản ứng với trạng thái trung gian thứ hai tạo thành sản phẩm hemiasterlin 146b.
Như vậy, nhờ phản ứng ghép nối block 1 với dipeptit là block 2-3, trong sự có mặt của các tác nhân hoạt hóa như EDC, HOBt và i-PrNHEt chúng tôi đã tổng hợp thành công dẫn xuất mới este hemiasterlin 146b có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp đồng thời có chứa nhóm NH trên block 3. Cấu trúc của sản phẩm được chứng minh bằng các phương pháp phổ hiện đại, cơ chế hình thành được giải thích nhờ vai trò tác dụng của từng tác nhân hoạt hóa tương tự như tổng hợp Weinreb (xem sơ đồ 3.22). Áp dụng thành công của phản ứng tổng hợp este hemiasterlin 146b, chúng tôi tiến hành tổng hợp các dẫn xuất hemiasterlin khác có cấu trúc tương tự nhờ thay đổi các nhóm thê trên block 1. Thực hiện phản ứng của các hợp chất 134a,c-g (block 1) với dipeptit 142a (block 2-3) trong sự có mặt của các tác nhân hoạt hóa EDC, HOBt và i-PrNHEt, trong dung môi DMF tại nhiệt độ phòng, trong khoảng 12h nhận được các este hemiasterlin
146a, c-h với hiệu suất cao (60-83%).
Sơđồ 3.41
Cấu trúc của các hemiasterlin 146a, c-h được chứng minh bằng các phương pháp phổ hiện đại như IR, MS, 1H-NMR, 13C-NMR.
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công 7 dẫn xuất este hemiasterlin 146a-g có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp và nhóm NH ở block 3. Các dẫn xuất này đều là các chất mới lần đầu tiên được tổng
131
hợp. Cấu trúc của các sản phẩm được chứng minh bằng các phương pháp phổ hiện đại.
3.8.1.2. Tổng hợp các axit hemiasterlin
Nhằm đa dạng hóa cấu trúc của hemiasterlin để tìm kiếm các chất cấu trúc mới, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất axit của hemiasterlin có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp và nhóm NH ở block 3. Các dẫn xuất axit hemasterlin này được tổng hợp nhờ phản ứng thủy phân chọn lọc các este hemiasterlin có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp và nhóm NH ở block 3 bằng LiOH.
Để có cơ sở cho việc nghiên cứu thủy phân các este hemiasterlin chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp và nhóm NH ở block 3, chúng tôi tiến hành thủy phân este hemiasterlin 146b. Hợp chất 146b phản ứng với 10 đương lượng LiOH trong hệ dung môi MeOH/H2O=2/1 ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian 10h nhận được axit hemiasterlin 147b với hiệu suất cao đạt 90%.
Sơđồ 3.42
Trên phổ 1H-NMR của hợp chất 147b xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng tương tự như hợp chất 146b nhưng mất đi tín hiệu cộng hưởng của nhóm etoxi điều này khằng định este hemiasterlin 146b đã được thủy phân tạo thành axit hemiasterlin 147b. Ngoài ra trên phổ IR của hợp chất
147b xuất hiện tín hiện dao động đặc trưng của nhóm OH trong khoảng từ
132
Hình 3.28. Phổ1H-NMR của hợp chất 147b
Phổ 13C-NMR (hình 3.29) của hợp chất 147b xuất hiện đầy đủ tín hiệu cộng hưởng của 23 nguyên tử cabon, mất di 2 nguyên tử so với hợp chất 146b.
Hình 3.29. Phổ1H-NMR của hợp chất 147b
Từ các dữ liệu phân tích phổ 1H-NMR, 13C-NMR và IR của hợp chất
147b cho phép khẳng định cấu trúc của hợp chất này là dẫn xuất axit hemiasterlin. Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công dẫn xuất axit hemiasterlin 147b mới có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp và nhóm NH ở block 3 nhờ phản ứng thủy phân chọn lọc este hemiasterlin 146b.
HN N OH O N H NHAc 147b O O O 1 2 4 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3' 5' 1' 2' 4' H N OH O N H NHAc 147b O O O 1 2 4 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3' 5' 1' 2' 4'
133
Áp dụng phản ứng thủy phân tổng hợp axit hemiasterlin 147b, chúng tôi nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất axit hemasterlin 147a, c-g nhờ phản ứng thủy phân chọn lọc các este hemiasterlin 146a, c-g bằng LiOH trong hệ dung môi metanol/nước tỷ lệ 2/1. Phản ứng được thực hiện tại nhiệt độ phòng trong khoảng 10h nhận được các dẫn xuất axit hemiasterlin
147a, c-g với hiệu suất cao (90-98%). Trên phổ 1H-NMR của các hợp chất
147a, c-g mất đi tín hiệu cộng hưởng đặc trưng của nhóm etoxi so với các
hợp chất 146a, c-g tương ứng. Ngoài ra trên phổ 13C-NMR của các hợp chất 147a, c-g mất đi tín hiệu cộng hưởng của 2 nguyên tử cacbon so với các hợp chất 146a, c-g tương ứng, điều này khẳng định các hợp chất
147a, c-g là sản phẩm thủy phân của các hợp chất 146a, c-g. Phổ IR của
các hợp chất 147a, c-g đều có các dao động đặc trưng của axit. Tất cả các
dữ liệu phân tích phổ ở trên đã khẳng định cấu trúc của các axit hemiasterlin 147a, c-g.
Sơđồ 3.43
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công 7 dẫn xuất mới axit hemiasterlin 147a-g nhờ phản ứng thủy phân các este hemiasterlin 146a-g bằng tác nhân thủy phân chọn lọc LiOH trong dung môi MeOH/H2O=2/1. Cấu trúc của các sản phẩm được khẳng định nhờ các phương pháp phổ hiện đại như IR, 1H-NMR và 13C-NMR.