Quy trình tổng hợp chung

3.1.1.1 Tổng hợp ethyl 2-(6-nitro-1H-indazol-1-yl) acetat (II)

Hợp chất ethyl 2-(6-nitro-1H-indazol-1-yl) acetat (II) đƣợc tổng hợp thông qua phản ứng alkyl hóa 6-nitro-1H-indazol với tác nhân là 2-cloroethylacetat đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.2. Quy trình tổng hợp chất trung gian số II

❖ Tiến hành phản ứng

- Hịa tan hồn tồn 3,26 g 6-nitro-1H-indazol (20 mmol) với một lƣợng vừa đủ aceton trong bình cầu đáy trịn dung tích 100 ml.

- Thêm tiếp vào bình cầu 150 mg K2CO3, sau đó hoạt hóa hỗn hợp phản ứng trên trên bếp từ ở 60°C trong vòng 2 giờ, thu đƣợc hỗn dịch có màu cam đậm.

- Sau thời gian hoạt hóa, cho tiếp 7,35 g 2-cloroethyl acetat (3 đƣơng lƣợng) vào bình phản ứng và một lƣợng nhỏ KI rắn.

- Tiếp tục đun hồi lƣu phản ứng ở 60°C trong vịng 6 giờ, thu đƣợc hỗn dịch có màu vàng trắng nhạt.

- Theo dõi phản ứng bằng TLC với hệ pha động EA:n-hexan tỷ lệ 1:1.

❖ Xử lý phản ứng:

- Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, toàn bộ khối phản ứng đƣợc đem cô quay dƣới áp suất giảm để loại dung môi.

- Cắn thu đƣợc đƣợc đem đi chiết với hỗn hợp DCM:H2O (3 lần x 25 ml DCM).

- Thu lấy pha hữu cơ và làm khan bằng Na2SO4 khan.

- Cô quay loại dung môi và kết tinh sản phẩm trong dung môi n-hexan.

- Lọc thu sản phẩm và sấy khô trong tủ sấy tĩnh ở 60°C, thu đƣợc dẫn chất trung gian II.

❖ Kết quả:

- Cảm quan: Chất rắn màu trắng hơi vàng. - Hiệu suất: 86%

- Rf = 0,64 (TLC, silicagel 60 GF254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1).

3.1.1.2. Tổng hợp chất trung gian III

Hợp chất acid 2-(6-nitro-1H-indazol-1-yl) acetic (III) đƣợc tổng hợp từ hợp chất trung gian số II thông qua hai phản ứng: phản ứng thủy phân với kiềm mạnh NaOH đƣợc tiến hành trong dung môi MeOH và phản ứng acid hóa bằng dung dịch acid hydrocloric 5%. Quá trình tổng hợp đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.3. Quy trình tổng hợp dẫn chất III

❖ Tiến hành phản ứng:

- Hịa tan hồn tồn 1,26 g ethyl 2-(6-nitro-1H-indazol-1-yl) acetat (I) (5 mmol) trong khoảng 20 ml methanol trong bình cầu đáy trịn dung tích 100ml.

- Hịa tan hết 600 mg NaOH rắn (3 đƣơng lƣợng) với một lƣợng tối thiểu nƣớc trong bình thủy tinh.

- Thêm từ từ dung dịch NaOH trên vào bình phản ứng, khuấy trên bếp từ trong 30 phút.

❖ Xử lý phản ứng:

- Khi phản ứng kết thúc, khối phản ứng đem đi cô quay dƣới áp suất giảm để loại dung mơi.

- Làm lạnh bình sau cơ quay và nhỏ từ từ dung dịch HCl 5% vào khối cắn, lắc đều. Theo dõi pH bằng giấy chỉ thị đến khi pH khoảng 3-4.

- Lọc tủa trên giấy lọc và rửa tủa với nƣớc cất lạnh (3 lần x 5 ml).

- Sấy tủa trong tủ sấy tĩnh ở nhiệt độ 60oC thu đƣợc dẫn chất trung gian (III).

❖ Kết quả

- Cảm quan: Chất rắn màu trắng - Hiệu suất: 81%

- Rf = 0,31 (TLC, silicagel 60 F254, hệ dung môi DCM:MeOH = 14:1)

3.1.1.3 Tổng hợp các hợp chất trung gian (IVa-d)

Các dẫn chất trung gian amid (IVa-d) đƣợc tổng hợp từ dẫn chất III acid 2-(6-

nitro-1H-indazol-1-yl) acetic bằng phản ứng amid hóa với các anilin mang nhóm thế mục tiêu trong mơi trƣờng dicloromethan có mặt SOCl2 và TEA đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.4. Quy trình tổng hợp các chất trung gian IVa-d a. Tổng hợp dẫn chất số IVa

Hợp chất trung gian số IVa đƣợc tổng hợp bằng phản ứng giữa dẫn chất số III

với tác nhân phản ứng là 3-cloroanilin, SOCl2, TEA trong dung môi DCM đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

❖ Tiến hành phản ứng:

- Cân 110,6 mg (0,5 mmol - 1,0 đƣơng lƣợng) chất số III vào bình cầu đáy trịn dung tích 50 ml.

- Thêm tiếp 3-cloroanilin (0,6 mmol - 1,2 đƣơng lƣợng) vào bình phản ứng. - Thêm khoảng 25 ml DCM vào bình phản ứng, lắc đều.

- Trong tủ hút, thêm tiếp vào bình cầu 210 µl TEA (1,5 mmol - 3,0 đƣơng lƣợng) vào bình.

- Trong tủ hút, nhỏ từ từ từng giọt 110 µl SOCl2 (1,5 mmol - 3,0 đƣơng lƣợng) vào bình, khuấy trên máy khuấy từ trong 6 giờ.

- Theo dõi phản ứng bằng TLC với hệ pha động EA:n-hexan = 1:1.

❖ Xử lý phản ứng:

- Hỗn hợp sau phản ứng đƣợc đem chiết với dung dịch HCl 5% (3 lần x 15 ml) để loại 3-cloroanilin còn dƣ. Thu lấy pha hữu cơ và làm khan bằng Na2SO4 khan.

- Cô quay dƣới áp suất giảm loại dung môi.

- Tinh chế sản phẩm bằng sắc kí cột với hệ dung mơi EA:n-hexan. - Cô quay loại dung môi dƣới áp suất giảm.

- Sấy khô cắn trong tủ sấy chân không ở 40°C thu đƣợc chất trung gian IVa.

❖ Kết quả:

- Cảm quan: Chất rắn màu trắng - Hiệu suất: 74%

- Rf = 0,58 (TLC, silicagel 60 GF254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1)

b. Tổng hợp dẫn chất số IVb

Hợp chất trung gian số IVb đƣợc tổng hợp bằng phản ứng giữa dẫn chất số III với tác nhân phản ứng là 4-cloroanilin, SOCl2, TEA trong dung môi DCM đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

❖ Tiến hành và xử lý phản ứng:

Phản ứng đƣơc tiến hành và xử lý tƣơng tự dẫn chất IVa, thay thế tác nhân 3- cloroanilin bằng 4-cloroanilin (0,6 mmol – l,2 đƣơng lƣợng).

❖ Kết quả:

- Cảm quan: Chất rắn màu trắng - Hiệu suất: 75%

- Rf = 0,56 (TLC, silicagel 60 GF254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1)

c. Tổng hợp dẫn chất số IVc

Hợp chất trung gian IVc đƣợc tổng hợp bằng phản ứng giữa dẫn chất số III với

tác nhân phản ứng là 3-floroanilin, SOCl2, TEA trong dung mơi DCM đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.7. Quy trình tổng hợp dẫn chất IVc

❖ Tiến hành và xử lý phản ứng:

Phản ứng đƣơc tiến hành và xử lý tƣơng tự dẫn chất IVa, thay thế tác nhân 3- cloroanilin bằng 3-floroanilin (0,60 mmol - 1,2 đƣơng lƣợng).

❖ Kết quả:

- Cảm quan: Chất rắn màu trắng - Hiệu suất: 82%

- Rf = 0,60 (TLC, silicagel 60 GF254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1)

d. Tổng hợp dẫn chất số IVd

Hợp chất trung gian số IVd đƣợc tổng hợp bằng phản ứng giữa dẫn chất số III với tác nhân phản ứng là 4-floroanilin, SOCl2, TEA trong dung mơi DCM đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.8. Quy trình tổng hợp dẫn chất IVd

❖ Tiến hành và xử lý phản ứng:

Phản ứng đƣơc tiến hành và xử lý tƣơng tự dẫn chất IVa, thay thế tác nhân 3- cloroanilin bằng 4-floroanilin (0,5 mmol-l,0 đƣơng lƣợng).

❖ Kết quả:

- Cảm quan: Chất rắn màu trắng - Hiệu suất: 80%

- Rf = 0,59 (TLC, silicagel 60 F254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1)

3.1.1.4. Tổng hợp các dẫn chất cuối (Va-d)

Các dẫn chất acetamid thơm mang khung 6-amino-1H-indazol đƣợc tổng hợp từ phản ứng khử hóa nhóm nitro của các hợp chất trung gian IVa-d tƣơng ứng trong môi trƣờng EA với xúc tác là SnCl2.2H2O và HCl. Phản ứng đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.9. Quy trình tổng hợp các dẫn chất Va-d a. Tổng hợp chất số Va

Chất 2-(6-amino-1H-indazol-1-yl)-N-(3-clorophenyl)acetamid (Va) đƣợc tổng hợp từ dẫn chất trung gian IVa nhờ phản ứng khử nhóm nitro với tác nhân là SnCl2.2H2O/HCl trong môi trƣờng EA đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:

❖ Tiến hành phản ứng:

- Cân 100 mg (0,30 mmol-1,0 đƣơng lƣợng) chất IVa vào bình cầu đáy trịn dung tích 50 ml.

- Thêm vào bình cầu 340 mg SnCl2.2H2O (5 đƣơng lƣợng) và một lƣợng EA vừa đủ khoảng 10ml để hòa tan hỗn hợp.

- Thêm từ từ từng giọt HCl đậm đặc (4 giọt), khuấy đều trên máy khuấy từ trong 6 giờ.

- Theo dõi phản ứng bằng TLC với hệ pha động EA:n-hexan = 1:1.

❖ Xử lý phản ứng:

- Sau khi phản ứng hoàn toàn, thêm từ từ từng giọt dung dịch Na2CO3 đậm đặc vào bình phản ứng đến pH = 10-11 để tủa hoàn toàn muối thiếc dƣới dạng Sn(OH)2.

- Tiếp theo, tồn bộ dịch trong bình phản ứng đƣợc lọc qua phễu lọc Buchner, sử dụng celite làm chất trợ lọc, rửa tủa bằng EA (3 lần x 15 ml). Thu lấy dịch lọc.

- Cho toàn bộ dịch lọc vào bình gạn và thu lấy pha hữu cơ, làm khan bằng Na2SO4 khan. Sau đó đem cơ quay dƣới áp suất giảm để loại dung môi.

- Cắn thu đƣợc sau khi cô quay đƣợc tinh chế bằng cách sử dụng cột sắc kí lỏng với hệ pha động EA:n-hexan = 40:60.

- Dịch chạy sắc kí đƣợc đem đi cơ quay loại dung môi. Cắn đem sấy khô trong tủ sấy chân không ở 40°C, thu đƣợc chất số Va.

❖ Kết quả:

- Cảm quan: chất rắn màu trắng hơi hồng. - Hiệu suất: 71%

- Nhiệt độ nóng chảy: 194,5 – 196,2°C

- Rf = 0,51 (TLC, silicagel 60 F254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1)

- Khẳng định cấu trúc bằng phổ MS, IR, 1H-NMR, 13C-NMR. Kết quả đƣợc trình bày cụ thể ở phần phụ lục.

b. Tổng hợp chất số Vb

Chất 2-(6-amino-1H-indazol-1-yl)-N-(3-clorophenyl)acetamid (Va) đƣợc tổng hợp từ dẫn chất trung gian IVb nhờ phản ứng khử nhóm nitro với tác nhân là SnCl2.2H2O/HCl trong mơi trƣờng EA đƣợc trình bày theo sơ đồ dƣới đây:

Sơ đồ 3.11. Quy trình tổng hợp dẫn chất số Vb

❖ Tiến hành phản ứng:

- Cân 100 mg (0,30 mmol-1,0 đƣơng lƣợng) chất IVb vào bình cầu đáy trịn dung tích 50 ml.

- Thêm vào bình cầu 340 mg SnCl2.2H2O (5 đƣơng lƣợng) và một lƣợng EA vừa đủ khoảng 10ml để hòa tan hỗn hợp.

- Thêm từng giọt HCl đậm đặc (4 giọt), khuấy trên máy khuấy từ trong 6 giờ. - Theo dõi phản ứng bằng TLC với hệ pha động EA:n-hexan = 1:1.

❖ Xử lý phản ứng:

- Cho toàn bộ dịch lọc vào bình gạn và thu lấy pha hữu cơ, làm khan bằng Na2SO4 khan. Sau đó đem cơ quay dƣới áp suất giảm để loại dung môi.

- Cắn thu đƣợc sau khi cô quay đƣợc tinh chế bằng cách sử dụng cột sắc kí lỏng với hệ pha động EA:n-hexan = 40:60.

- Dịch chạy sắc kí đƣợc đem đi cô quay loại dung môi. Cắn đem sấy khô trong tủ sấy chân không ở 40°C, thu đƣợc chất số Vb.

❖ Kết quả:

- Cảm quan: chất rắn màu trắng hồng - Hiệu suất: 69%

- Nhiệt độ nóng chảy: 195,5–196,9°C

- Rf = 0,50 (TLC, silicagel 60 F254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1).

- Khẳng định cấu trúc bằng phổ MS, 1H-NMR, 13C-NMR. Kết quả đƣợc trình bày cụ thể ở phụ lục.

c. Tổng hợp chất số Vc

Chất 2-(6-amino-1H-indazol-1-yl)-N-(3-florophenyl)acetamid đƣợc tổng hợp từ chất trung gian IVc thông qua phản ứng khử nhóm nitro với tác nhân là SnCl2.2H2O/HCl trong mơi trƣờng EA đƣợc trình bày theo sơ đồ dƣới đây:

Sơ đồ 3.12. Quy trình tổng hợp dẫn chất số Vc

❖ Tiến hành phản ứng:

- Cân 95 mg (0,30 mmol-1,0 đƣơng lƣợng) chất IVc vào bình cầu đáy trịn dung tích 50 ml

- Thêm vào bình cầu 340 mg SnCl2.2H2O (5 đƣơng lƣợng) và một lƣợng EA vừa đủ khoảng 10ml để hòa tan hỗn hợp.

- Thêm từ từ từng giọt HCl đậm đặc (4 giọt), khuấy đều trên máy khuấy từ trong 6 giờ.

- Theo dõi phản ứng bằng TLC với hệ pha động EA:n-hexan = 1:1.

❖ Xử lý phản ứng:

- Cho toàn bộ dịch lọc vào bình gạn và thu lấy pha hữu cơ, làm khan bằng Na2SO4 khan. Sau đó đem cơ quay dƣới áp suất giảm để loại dung môi.

- Cắn thu đƣợc sau khi cô quay đƣợc tinh chế bằng cách sử dụng cột sắc kí lỏng với hệ pha động EA:n-hexan = 40:60.

- Dịch chạy sắc kí đƣợc đem đi cơ quay loại dung môi. Cắn đem sấy khô trong tủ sấy chân không ở 40°C, thu đƣợc chất số Vc.

❖ Kết quả:

30 - Hiệu suất: 72%

- Nhiệt độ nóng chảy: 188,3 -189,7°C

- Rf = 0,48 (TLC, silicagel 60 F254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1)

- Khẳng định cấu trúc bằng phổ MS, IR, 1H-NMR, 13C-NMR. Kết quả đƣợc trình bày cụ thể ở phần phụ lục.

d. Tổng hợp chất số Vd

Chất 2-(6-amino-1 H-indazol-1-yl)-N-(4-florophenyl)acetamid đƣợc tổng hợp từ chất trung gian IVd thông qua phản ứng khử nhóm nitro với tác nhân là SnCl2.2H2O/HCl trong môi trƣờng EA đƣợc thể hiện theo sơ đồ dƣới đây:

Sơ đồ 3.13. Quy trình tổng hợp dẫn chất số Vd

❖ Tiến hành phản ứng:

- Cân 95 mg (0,30 mmol-1,0 đƣơng lƣợng) chất IVd vào bình cầu đáy trịn dung tích 50 ml.

- Thêm vào bình cầu 340 mg SnCl2.2H2O (5 đƣơng lƣợng) và một lƣợng EA vừa đủ khoảng 10ml để hòa tan hỗn hợp.

- Thêm từ từ từng giọt HCl đậm đặc (4 giọt), khuấy đều trên máy khuấy từ trong 6 giờ.

- Theo dõi phản ứng bằng TLC với hệ pha động EA:n-hexan = 1:1.

❖ Xử lý phản ứng:

- Sau khi phản ứng hoàn toàn, thêm từ từ từng giọt dung dịch Na2CO3 đậm đặc vào bình phản ứng đến pH = 10-11 để tủa hồn toàn muối thiếc dƣới dạng Sn(OH)2.

- Cho toàn bộ dịch lọc vào bình gạn và thu lấy pha hữu cơ, làm khan bằng Na2SO4 khan. Sau đó đem cơ quay dƣới áp suất giảm để loại dung môi.

- Cắn thu đƣợc sau khi cô quay đƣợc tinh chế bằng cách sử dụng cột sắc kí lỏng với hệ pha động EA:n-hexan = 40:60.

- Dịch chạy sắc kí đƣợc đem đi cô quay loại dung môi. Cắn đem sấy khô trong tủ sấy chân không ở 40°C, thu đƣợc chất số Vd.

❖ Kết quả:

- Cảm quan: chất rắn màu trắng hồng - Hiệu suất: 68%

- Nhiệt độ nóng chảy: 186,1 – 187,8°C

- Rf = 0,46 (TLC, silicagel 60 F254, hệ dung môi EA:n-hexan = 1:1)

- Khẳng định cấu trúc bằng phổ MS, 1H-NMR, 13C-NMR. Kết quả đƣợc trình bày cụ thể ở phụ lục.

 Hiệu suất tổng hợp và chỉ số lý hóa của các dẫn chất Va-e đƣợc trình bày trong bảng dƣới đây.

Bảng 3.1. Chỉ số hóa lý và hiệu suất tổng hợp các chất Va-d

Chất R CTPT KLPT Màu H%

Va 3-Cl C15H13ClN4O 300,0778 Trắng hồng 71%

Vb 4-Cl C15H13ClN4O 300,0778 Trắng hồng 69%

Vc 3-F C15H13FN4O 284,1073 Trắng hồng 72%

Vd 4-F C15H13FN4O 284,1073 Trắng hồng 68%

3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết

Các chất mục tiêu sau khi đƣợc tổng hợp và tinh chế đƣợc kiểm tra độ tinh khiết bằng hai phƣơng pháp đó là phƣơng pháp sắc kí lớp mỏng TLC và phƣơng pháp đo nhiệt độ nóng chảy. Các kết quả về hệ số lƣu giữ Rf và nhiệt độ nóng chảy của các chất mục tiêu Va-d đƣợc trình bày ở bảng 3.2.

3.1.2.1. Sắc kí lớp mỏng

Phƣơng pháp sắc kí lớp mỏng đƣợc thực hiện trên bản nhôm tráng sẵn silicagel Merck 70-230 Mesh, hệ dung môi sử dụng trong phƣơng pháp là EA:n-hexan tỷ lệ 1:1 tiến hành trong bình sắc kí đứng và quan sát kết quả dƣới ánh sáng tử ngoại có bƣớc

sóng 254 nm. Kết quả TLC cho thấy các sản phẩm đều cho vết trịn, gọn, rõ khơng có vết phụ.

3.1.2.2. Đo nhiệt độ nóng chảy

Các dẫn chất mục tiêu Va-d đều ở thể rắn, đƣợc tiến hành xác định nhiệt độ nóng chảy bằng máy đo chuyên dụng. Kết quả cho thấy, các chất mục tiêu Va-d đều có nhiệt độ nóng chảy xác định, có khoảng dao động nhiệt độ hẹp từ 1-2°C.

NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU