3.5.1. Phổ hồng ngoại IR
Chúng tôi đã tiến hành ghi phổ hồng ngoại IR trên máy Perkin Elmer với kỹ thuật viên nén KBr trong vùng 4000-5000 cm’’ tại Viện Hóa Học - Viện Khoa Học và Công nghệ Việt Nam. Các phổ được trình bày ở phụ lục 1 và phụ lục 3.
Phân tích phổ đồ của các chất tổng họp được cho phép chúng tôi nhận biết được các dải hấp thụ đặc trưng của các dao động hóa trị, dao động biến dạng các nhóm chức và các liên kết điển hình có trong cấu trúc phân tử của chất mà chúng tôi tổng hợp được như: >NH, >c=0, -OH...
* Số liệu phổ của ethyl 2-acetamido-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat (ii) Chất (ii) có các đỉnh hấp thụ đặc trưng cho nhóm >NH ( 3334,56 em '), nhóm > c = 0 ester (1725,60 cm '), nhóm > c = 0 amid (1657,50 cm ' ), nhóm OH- phenol (3527,75 cm'*).
* Số liệu phổ của ethyl 7-hydroxy-l-methyl-3,4-dihydroisoquinolin-3- carboxylat (iii)
Chất (iiì) có các đỉnh hấp thụ đặc trưng cho nhóm > c = 0 ester (1740,93 em’ 1664,8 em '), nhóm OH- phenol (3427,56 cm ')
Bảng 6; số liệu phổ của các chất;
Nhóm D max (cm‘')
Chât (ii) Chât (iii)
>NH 3334,56
> c = 0 ester 1725,60 1740,93; 1664,8.
> c = 0 amid 1657,50
OH-phenol 3527,75 3427,56
Nhận xét; Cả chất (ii) và chất (iii) đều có các đỉnh hấp thụ đặc trưng cho nhóm > c= 0 ester và nhóm OH- phenol.
Chất (ii) là sản phẩm của phản ứng acyl hóa chất ethyl 2-amino- 3-(4-hydroxyphenyl) propanoat có đỉnh hấp thụ đặc trưng cho nhóm >NH (amid thế 1 lần), > c = 0 amid.
3.5.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ' H-NMR
Chúng tôi tiến hành ghi phổ ' H-NMR tại phòng đo ’ H-NMR Viện Hóa Học-Viện Khoa Học và Công nghệ Việt Nam. Dữ liệu ghi trên phổ cho phép chúng ta xác định số lưọng H trong phân tử chất đem đo về vị trí và tính chất của các proton này. Qua đó kết luận sơ bộ chất đem đo có cùng công thức phân tử với chất dự kiến hay không.
Phổ đồ được trình bày ở phụ lục 2.
Kết quả phân tích phổ 'H-NMR của ethyl 2-acetamido-3-(4- hydroxyphenyl) propanoat cho thấy sự có mặt của các proton phù hợp với công thức của chất mong muốn.
37
Bảng 7: số liệu phổ 'H-NMR của ethyl 2-acetamido-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat
Công thức câu tạo Kêt quả phân tích
0 H 10 " ■ £ 4 . OH 6 1,21(3H, t , C l l H3) 1,93(3H, s, COCH3) 2,87( IH, d d , C3-Ha) 3,03( IH, d d , C3-Hb ) 4,13(2H, m ,C1 0-H2 ) 4,51 { lH,t, C2-H) 6,72( 2H, d , C6-H+C8-H ) 7,02( 2H, d , C5-H+C9-H ) 3.6. Bàn luân 3.6.1. về các phản ứng hóa học
3.6.1.1. Phản ứng ester hóa L-tyrosin
HO' 0 NH2 1.C2H5OH 2.H2SO4 HO' 0C2H5 (i)
Đây là phản ứng thuận nghịch, dựa vào nguyên lý Losatolie để tăng hiệu suất phản ứng có thể dùng dư nguyên liệu ban đầu hoặc loại chất tạo thành trong khối phản ứng. Vì vậy chúng tôi đã dùng dư nguyên liệu ban đầu, lượng C2H5OH được dùng gấp khoảng 92 lần so với lưọng Tyrosin. Để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận tạo sản phẩm (i).
H2SO4 được dùng với vai trò chính là cung cấp proton làm xúc tác cho phản ứng ester hóa.
Đồng thời chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của phản ứng nhằm thu được hiệu suất tối ưu: Giữ nguyên các điều kiện như: tỷ lệ mol của nguyên liệu, nhiệt độ... thay đổi thời gian đun hồi lưu 6h, 8h,
1 2h, 14h nhận thấy hiệu suất phản ứng tỷ lệ thuận với thời gian, nhưng chỉ đến một giới hạn nhất định thì hiệu suất phản ứng hầu như không tăng thêm nữa. Chúng tôi đã lựa chọn được thời gian tối ưu cho phản ứng là 12h, hiệu suất phản ứng đạt 61,2%.
ở phản ứng ester đã tìm được điều kiện đơn giản để tinh chế sản phẩm; sau khi ester hóa nhóm - COOH chuyển thành -COOC2H5, còn lại nhóm chức NH2 do đó sản phẩm (i) sẽ dễ dàng tủa trong môi trường kiềm vì vậy thu sản phẩm bằng cách điều chỉnh pH về 8-9 bằng NaiCOs bão hòa.
3.6.1.2. Phản ứng acyỉ hóa chất (i)
- Phản ứng acyl hóa chất (i) sử dụng tác nhân acyl hóa mạnh là (CH3C0 ) 2 0 trong môi trường kiềm yếu NaHCOs, đồng thời đây là phản ứng tỏa nhiệt nên thực hiện phản ứng ở điều kiện lạnh; nhiệt độ 0°c, tránh phân hủy tác nhân (CH3C0 ) 2 0 kết họp nhỏ từ từ tác nhân (CH3C0 ) 2 0 vào hỗn hợp phản ứng tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng xảy ra nhằm thu được hiệu suất phản ứng cao.
Chúng tôi đã khảo sát ảnh hưcmg của tỷ lệ mol ni:n(CH3C0)20 đến hiệu suất của phản ứng nhận thấy với tỷ lệ mol nị:n(CH3C0)20 =1:2,5 thì hiệu suất phản ứng là cao nhất đạt 52%.
Quá trình thực hiện phản ứng đơn giản, nguyên liệu đầu dễ dàng được loại đi bằng HCl loãng ở nhiệt độ lạnh do đó thuận lợi cho việc tinh chế sản phẩm.
39
3.6.1.3. Phản ứng đóng vòng tạo chất (iii) - Theo phưong pháp Bischler-Napieralski:
+ Dùng dung môi Benzen khan, tác nhân loại nước đóng vòng là POCI3
hoặc chỉ dùng POCI3, phản ứng được thực hiện trong bầu khí N2 đều không tạo ra được sản phẩm hoặc sản phẩm bị phân hủy.
+ Dùng dung môi CHCI3, tác nhân loại nước đóng vòng là POCI3:
Trong thời gian phản ứng theo dõi phản ứng xảy ra bằng sắc ký lớp mỏng và soi dưới đèn ư v thấy vết nguyên liệu đầu mờ dần đồng thời vết sản phẩm đậm dần lên.
Sau quá trình tinh chế thu được duy nhất sản phẩm (iii), với Rf= 0,76;
đây là phương pháp duy nhất thu được sản phẩm. - Theo phương pháp Pictet-Spengler:
Phản ứng không thành công do xảy ra phản ứng trùng ngưng giữa OH- phenol chất (i) với HCHO tạo thành nhựa.
3.6.2. v ề phổ của các chất.
- Phổ IR: đều cho các đỉnh hấp thụ đặc trưng của các nhóm chức như: >NH, > c = 0 ester, > c = 0 amid, OH-phenol của ethyl 2-acetamido-3-(4- hydroxyphenyl) propanoat; > c = 0 ester, OH-phenol của ethyl 7-hydroxy-l- methyl-3,4-dihydroisoquinolin-3-carboxylat.
- Phổ ’H-NMR; cho phép xác định chính xác cấu trúc của chất thông qua xác định số proton. Chất đem xác định cho kết quả phù hợp với cấu trúc của chất mong muốn
KÉT LUẬN VÀ ĐÈ XUẤT
Kết luân:
Từ những thí nghiệm thực hiện trong khóa luận, chúng tôi đã thu được một số kết quả sau;
1. Đã tổng họfp được ethyl 7-hydroxy-l-methyl-3,4-dihydroisoquinolin-3- carboxylat từ nguyên liệu đầu là Tyrosin trên cơ sở phản ứng Bischler- Napieralski qua 3 giai đoạn. Các sản phẩm trung gian cũng như sản phẩm cuối cùng đã được xác định bằng phương pháp: sắc ký lớp mỏng, đo nhiệt độ nóng chảy, phân tích phổ IR, ’H-NMR.
2. Đã thử được tác dụng chống đông máu in vivo của hợp chất ethyl 7- hydroxy- 1 -methyl-3,4-dihydroisoquinolin-3-carboxylat.
Đề xuất:
1. Khảo sát thêm các điều kiện thí nghiệm, các tác nhân hóa học khác nhau nhằm tổng hợp dẫn chất isoquinolin-3-carboxylat đạt hiệu suất cao hơn. 2. Khảo sát phản ứng tổng hợp dẫn chất isoquinolin-3-carboxylat từ các nguồn nguyên liệu phổ biến trong thiên nhiên khác ngoài Tyrosin.
3. Cải tiến quy trình thực hiện và một số điều kiện thí nghiệm để có thể triển khai ở quy mô lớn hon.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG ANH
1. Bentley Kanneth w. (1998), The Isoquinolines Alkaloid, Harwood Acedamic Publisher.
2. Birkle D.L (1987), "Effect of Bicuculline-induced status epilepticus on prostaglanins and hydroxyeicosatetraenoic acids in rat brain subcelluular fraction", J. Neurochem., 48(6), p.l76.
3. Cong Liu, James B. Thomas, Larry Brieaddy, Bertold Berrang, F.Ivy Carroll (2007), "An improved synthesis of (3R)-2-(tert-Butoxycarbonyl)-7-hydroxy-
l,2,3,4-tetrahyroisoquinoline-3-carboxylic acid", Organic and Medicinal Chemistry, Research Triangle Institute, Research Triangle Park, NC 27709, USA.
4. Dale L. Boger, Christine E.Brotherton and Marshall p.kelley(1981), "A simplified isoquinolline synthesis", Tetrahydron, Vol 37, No 23, pp.3977- 3980.
5. DiMaio, John(2000)," Isoquinolines useful as analgesics", Astra AB.
6. Elvin L. Anderson, James w . Wilson, Glenn E. Ullyot(1952), " Isoquinoline derivatives as local anesthetics", Journal o f the American Pharmacetỉcaỉ Association, Volume 41, p.643-650.
7. Eugene A. Mash, Lawrene J. William, and Steven s. Pfeiffer (1997), "Synthesis of ethyl N-( Diphenyl ) methyl 1,2,3,4-tetrahydro isoquinoiine-3- carboxylates ", Tetrahedron Letters, Vol.38, pp.6977-6980.
8. Iwasa Kinuko(2001)," Simple Isoquinoline and Benzylisoquinoline Alkaloids as Potential Antimicrobial, Antimalarial, Cytotoxic, and Anti-HIV Agents",
Bioorganic & Medical Chemistry, Vol.9, Issue 11, p. 2871-2884.
121-128.
11. King Fahd University of Petroleum and Minerals, ''Polycyclic and
heterocyclic Aromatic Compounds’’', Chemistry Department, Saudi Arabia. 12. Manske R.H.F. (1967), The alkaloids: chemistry and physiology. Academic
Press Inc, Vol 9, p. 117-123.
13. Meiging Zhing, Yifan Yang, ming Zhao, Xiaoyi Zhang, Jianhui Wu, Gong Chen, Li Peng, Yui Wang, Shigi Peng(2011), "A class of Novel N- Isoquinoline-3-carbonyl-L-amino acid Benzylesters: synthesis. Anti-tumor, Evalution and 3D QSAR Analysis", European Journal o f Medicinal Chemistry.
14. Omstein, Paul Leslie(2007), " Ester derivatives o f a dacehydroisoquinoline- 3-carboxylic acid as analgestics ", Eli Lily and Company(lndianapolis, IN). 15. Samuel Samnick, Ursula Nestle, Mathias Wager, Thierry Fozing, Andrea
Schaefer, Michael D. Menger, Carl-Martin Kirsch(2006), " Validation of 8- ['^^I]iodo-L-l,2,3,4-tetrahydro-7-hydroxy isoquinolin-3-carboxylic acid as an imaging agent for prostate cancer in experimental model of human prostate cancer ", Nuclear Medicine and Biology 34, p.99-107.
16. Sandra Marie Jennings, Gregory, MI(2005), "Preparation of Quinapril hydrochloride", United States Patent.
17. Shenling Cheng, Xiaoyi Zhang, Wei Wang, Ming Zhao, Meiqing Zheng, Heng Wei Chang, Jianghui Wu, Shiqi Peng(2009), " A class of novel N-(3S-
1,2,3,4-tetrahydro isoquinolin-3-carbonyl)-L-amino acid derivatives: their synthesis, anti-thrombotic activity evaluation, and 3D QSAR analysis",
European Journal o f Medicinal Chemistry44, pp .4904-4919.
18. Shital K. Chattopadhyay, Susama Maity, Benoy K. Pal and Srikanta Panja(2002), "A new (3+3) annulation route to isoquinolin-3-carboxylates".
Tetrahedron Letters 43, p.5079-5081.
19. Silvio. J. Martines, Lesley Larsen, Jonathan D. Street, and John A. Joule(2011), "Synthesis of 6-hydroxy-1,4-dimethyl isoquinoline and of ethyl 7-
hydroxy-6-methoxy-1-methyl isoquinoline-3-carboxylate", Chemistry
Department, Manchester University, Manchester M 139 PL.
20. Siuciak Judith A. (2006), "Inhibition of the striatum-enriched
phosphodiesterase PDEioa^ A novel approach to the treatment of psychosis". Neuropharmacology, Vol 51, p.386-396.
21. Steward Alfred W. (2007), Recent Advances in Organic Chemistry,
Longmans Green and Co., p. 197..
22. Surachai Nimgirawath and Somsak Kaewket(1981), "The Pictet-Spengler
reaction of aryl glyoxals: a conventent synthesis ofl-aroyl-1,2,3,4
tertahydroisoquinoline”, J. Sci. Soc. Thailand, 8, pp. 167-169.
23. Uff Barrie C. (1988), “Alkylation of Isoquinoline via 2-benzoyl-l,2- dihydroisoquinaldonitriles: 1-benzylisoquinoline”, Organic Synthesis, Coll. Vol. 6, p. 115.
24. University of Illinois (2009), “ Isoquinoline and benzylisoquinoline Alkaloids”, Intergrative Biology- Lecture Notes,425,Ubana-Champaign.
25. William Thomas, Brady (1957), "The synthesis of O-methyl-N-acetyl-L- tyrosine" Master's thesis, California Institute o f Technology.
26. Xiang Wei Liao, Bao He Guan, Zhan Zhu Liu(2007), "A new and efficient method for the synthesis of isoquinolin-3-carboxylate", Chinese Chemical Lettersl9, p.253-255.
27. Xiaoyi Zhang, Wei Wang, Shenling Cheng, Ming Zhao. Melqing zhing, heng Wei Chang(2010), "2,3-diamino acid mofifying 3S-tetrahydroisoquinoline-3- carboxylic acid: leading to a class of novel agebts with highly inforded conformation, selective in vitro anti-platalet aggregation and potent in vivo
Total synthesis of (±)-a-Narcotine via Bischler- Napieralski cyclization", Acta Chimica Hungarica, 128(6), pp.831-837.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Phổ hồng ngoại của ethyl 2-acetamido-3-(4- hydroxyphenyl) propanoat.
Phụ lục 2: Phổ cộng hưởng từ ^H-NMR của ethyl 2-acetamido- 3-(4-hydroxyphenyl) propanoat.
Phụ lục 3: Phổ hồng ngoại của ethyl 7-hydroxy-1-methy 1-3,4- dihydroisoquinolin-3 carboxylat.
A b o r b va- n c e 18 16 1.4 1 2 1 0 0.8 0.6 0.4 0 2 0 0 4000 29t32.48 3500
Date: Fri Apr 22 02:59:63 2011 Scam: 32
Resolution: 4.000
3000 2600 2000
Wavenumbers (cnv1) SP Acyl Ethyl ester KBr
ị 54^ ÍS3 _ Ị ị ' V: í- ' "•L1 ^ J M 14ầ,.2r’ íl ì I ỉ ! il l:j pâ •c 'ự o 1500 1000
llj' I üèï î f j s l ■ ï d I i s '5 S S S | s s g " ? = § 'Ẫ"ĩĩ^"lỉ- Tt- -î;5î; -"■-£ - - tậ H 'H ^ o o fsj o o o ^ o i l I | ê 2 " . 1 2 I * f ! - " I i I i J „ , ^ Ế .... p I-5?! s/si“^ I ^ ị., t l i l i aillileiigiisgsïiüsii ¡JsSl asfeilsií: as." I Z Î L ' S 6e¿'9 f£L*$ f Z Ồ ' L í l i l i i ' i J i l l l 9 6 Q - ^ceo ‘ l S90*î ^oo:i ã l ĩ n
rm lue L 1 . 0 3 2 3 . 0S)6 Kl iữ u ■m* ' la Ml ỈSỈ «#» hi o m H 3 . 1 5 / - 7 . 0 4 1 - 7 . 0 2 4 ^2 .1:73 ■ I :W 8r H m 1. 2 3 2 1. 217 : .203 z sni n^¿
: / Bril k e r / XWIN-NMR, USER FI - 1 8 . 0 0 Oppm, F 2 - - 0 . 5 0 Oppm,
p e a k . t x t
- k h , HAHE-HIJONG 1.3, EXPNO-^1 , PROCNU” .
MX=^0.44ctd, frmXi^lOOOD .DOcrn, P C -l^ O n : n ^.DDRESS FREQUENCY I i a T EN S i r v [Hz] iPPM] 1 : 6 3 1 5 . 3 3 5 2 1 . 4 0 7 7 . 0 4 1 0 3 . 3 9 ? 6 3 4 3 . D 3 5 1 2 . 9 7 6 7 . 0 2 4 1 3 3 1 6 3 1 8 3 3 3 6 7 . 9 1 5 6 . ^ 3 4 1 0 . 5 3 4 1 6 B 2 7 . 1 3 3 6 5 , 2 2 1 6 . 7 2 8 7 4 , 0 4 a. 1 6 S 5 4 . 8 3 3 5 6 . 7 6 9 6 . 7 1 1 8 3 . 7 4 6 1 9 8 6 8 . 9 2 4 3 6 . 9 3 5 4 . 8 7 2 6 1 5 . 2 3 7 2 0 3 3 4 , 8 2 2 9 4 . 7 5 9 4 . 5 8 S 3 0 . 9 6 8 2 0 3 5 5 . 2 2 2 8 8 . 5 4 0 4 , 5 7 5 9 : . 1 6 9 2 0 3 6 2 , 4 2 2 8 6 . 3 4 8 4 . 5 7 1 5 1 . 2 5 10 2 0 3 8 2 . 7 2 2 8 0 . 1 4 0 4 . 5 5 9 1 1 . 03 11 2 1 0 3 9 * 1 2 0 7 9 . 8 3 1 4 . 1 5 8 6 1 . 12 12 2 1 0 6 2 . 4 2 0 7 2 . 7 2 9 4 . 1 4 4 4 3 . 41 13 2 1 0 8 5 . 7 2 0 6 5 , 5 9 5 4 . 1 3 C 1 3 . 5 4 14 ' 2 1 1 0 9 . 0 2 0 5 8 . 4 8 6 4 . 1 1 5 9 1 . 2 8 Id 2 2 3 9 2 . 2 1 6 6 6 . 8 8 3 3 . 3 3 2 9 2 . 5 9 16 2 2 3 9 6 . 9 1 6 6 5 . 4 5 0 3 , 3 3 0 0 3 . 4 8 17 2 2 4 0 1 . 8 1 6 6 3 > 9 8 1 3 . 3 2 7 1 2 . 7 4 18 2 2 8 6 0 . 9 1 5 2 3 . 8 7 1 . 3 . 0 4 7 0 0 , 8 5 19 2 2 8 8 1 . 0 1 5 1 7 . 7 3 2 3 . 0 3 4 7 0 . 8 8 20 2 2 9 0 6 . 4 1 5 0 9 . 9 8 2 3 . 0 1 9 2 1 , 2 7 21 2 2 9 2 6 . 5 1 5 0 3 . 8 3 6 3 . 0 0 6 9 1 . 2 8 21 2 3 1 0 2 . 1 1 4 5 0 . 2 4 5 2 . 3 9 9 7 1 . 2 7 23 2 3 1 3 0 . 0 1 4 4 1 . 7 3 5 2 . 8 8 2 7 1 , 2 7 24 2 3 1 4 7 . 6 1 4 3 6 . 3 6 3 2 . 8 7 2 0 0 . 9 5 25 2 3 1 7 5 . 5 1 4 2 " ? , 8 4 2 2 . 8 5 4 9 0 . 9 0 26 2 4 1 2 8 . 7 1 1 3 6 . 9 7 3 2 . 2 7 3 4 C . 4 5 27 2 4 6 8 1 . 4 9 6 8 . 3 0 2 1 . 9 3 6 1 1 6 . 0 0 .28 2 5 8 3 6 , 0 6 1 5 , 9 4 2 1 . 2 3 1 6 4 . 1 7 29 2 5 8 5 9 , 4 6 0 8 . 7 9 6 1 , 2 1 7 3 8 . 3 9 3C 2 5 8 8 2 . 7 6 0 1 . 6 7 2 1 . 2 0 3 0 4 , 2 7 Page 1
0.35 0 4 0 030 0.25 0.20 A b s o f b a 0.16 c e 0 10 0.05 0.00 4000 3500
Date; Thu Apr 28 22:48:21 2011 : Scans; 32
Resolution: 4 000
3000 2500 2000
Wavenumbers (cm-l) 07, Film