Từ N-acetyl-L-tyrosin để tổng hợp được O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester phải trải qua 2 phản ứng ester hóa và O-methyl hóa.
- Tổng hợp N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester bằng phản ứng ester hóa
Chúng tôi tiến hành phản ứng ester hóa trong điều kiện tối ưu đã được khảo sát trong Luận văn Thạc sĩ của Th.S Nguyễn Văn Giang [2].
Thêm vào bình cầu 2 cổ 250ml 18,4ml ethanol, làm lạnh bên ngoài bình cầu bằng nước đá xuống 5oC. Nhỏ cẩn thận từ từ 9,5 ml SOCl2 vào bình phản ứng. Đun hồi lưu hỗn hợp trong 1 giờ để loại toàn bộ khí HCl sinh ra. Thêm vào khối phản ứng dung dịch 22,30 g (0,1 mol) N-acetyl-L-tyrosin hòa tan trong 55,0 ml ethanol. Tiếp tục đun hồi lưu trong 3 giờ thì phản ứng kết thúc. Cất quay đến kiệt khối phản ứng thu được chất bán rắn màu vàng nhạt. Sắc ký cho một vết Rf=0,57 (hệ diclomethan: methanol= 9: 1).
Nhận thấy sản phẩm thô 3 không chứa các tạp có thể ảnh hưởng tới phản ứng sau và chứa rất ít nước chúng tôi quyết định sử dụng nó để tiến hành phản ứng tiếp theo.
- Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester bằng phản ứng O- methyl hóa với tác nhân dimethyl sulfat
Thêm vào bình cầu 2 cổ 130,0 ml aceton, toàn bộ lượng chất 3 thô thu được ở trên, khuấy mạnh để hòa tan hết chất 3. Thêm 21,00 g (0,15 mol) K2CO3 khan đã được nghiền nhỏ, khuấy trong 30 phút. Nhỏ từ từ 10,9 ml (0,12 mol) dimethyl sulfat vào hỗn hợp phản ứng. Khuấy tiếp trong 24 giờ. Lọc phần rắn, cất quay dịch lọc đến kiệt thu được chất rắn màu trắng ngà.
Để tìm được điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp hợp chất 4 chúng tôi tiến hành khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng methyl hóa: tỷ lệ tác nhân dimethyl sulfat: ester 3; base sử dụng cho phản ứng. Ester 3 sử dụng trong các khảo sát đã được kết tinh lại trong ethanol 30o từ sản phẩm thô.
Khảo sát tỷ lệ tác nhân dimethyl sulfat : ester 3 với các điều kiện sau: Nhiệt độ phản ứng là: 20±5oC.
Tỷ lệ mol dimethyl sulfat : ester 3 khảo sát là 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4. Thời gian: 24h
Base là K2CO3 với khối lượng 0,42 g (3mmol). Khối lượng ester 3:0,50 g (2mmol).
Kết quả khảo sát tỷ lệ tác nhân dimethyl sulfat : ester 3 thống kê trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Tỷ lệ tác nhân ảnh hưởng tới hiệu suất phản ứng methyl hóa
STT Thể tích dimethyl sulfat (ml) Tỷ lệ mol dimethyl sulfat : ester 3 Khối lượng sản phẩm (g) Hiệu suất phản ứng (%) 1 0,19 1,0 0,43 81,5 2 0,21 1,1 0,46 87,1 3 0,23 1,2 0,47 89,0 4 0,25 1,3 0,48 90,9 5 0,27 1,4 0,47 89,0
Nhận xét:
Hiệu suất phản ứng nhìn chung tăng khi tăng tỷ lệ dimethyl sulfat nhưng sự khác biệt không nhiều khi tăng tỷ lệ từ 1,2 lên 1,3 và 1,4. Do đó chúng tôi lựa chọn tỷ lệ dimethyl sulfat là 1,2 so với ester 3.
Khảo sát các loại base sử dụng cho phản ứng với các điều kiện sau: Nhiệt độ phản ứng là: 200C.
Tỷ lệ mol dimethyl sulfat : ester 3=1,2. Khối lượng 3:0,50 g (2mmol).
Các loại base khảo sát: NaOH rắn, K2CO3 khan, TEA, pyridine với tỷ lệ mol: ester 3=1,5.
Kết quả khảo sát này ghi lại trong bảng 3.2 dưới đây.
Bảng 3.2. Khảo sát các loại tác nhân base cho phản ứng methyl hóa
STT Xúc tác sử dụng Thời gian (Giờ) Khối lượng sản phẩm (g) Hiệu suất phản ứng (%) 1 NaOH rắn 8 0,29 54,9 2 K2CO3 khan 24 0,47 89,0 3 TEA 24 Không phản ứng 0 4 Pyridin 24 Không phản ứng 0 Nhận xét:
Với các tác nhân base TEA và pyridin, phản ứng không diễn ra (có thể do bị lẫn nước).
Với NaOH rắn phản ứng diễn ra nhanh tuy nhiên không hoàn toàn. Sắc ký lớp mỏng cho kết quả giống nhau với thời gian 8 giờ và 24 giờ. Như vậy phản ứng giữa nhóm –OH phenol và NaOH đã giải phóng H2O gây thủy phân tác nhân dimethyl sulfat làm giảm hiệu suất phản ứng.
Từ các kết quả khảo sát, chúng tôi sử dụng trực tiếp sản phẩm thô từ phản ứng ester hóa để tiến hành phản ứng ở nhiệt độ phòng, sử dụng K2CO3 khan, tỷ lệ dimethyl sulfat: amid 2=1,2.
Kết quả thu được từ hai phản ứng ester hóa và O-methyl hóa:
-Từ 22,30 g hợp chất 2, KL O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester thu được là 23,10 g. Hiệu suất chung của 2 phản ứng ester hóa và methyl hóa đạt 87,17%. Kết tinh lại trong cồn 30o thu được 4 dưới dạng tinh thể màu trắng.
-Sắc ký cho 1 vết duy nhất Rf =0,70 (hệ diclomethan: methanol=9:1). -Nhiệt độ nóng chảy từ 139-140oC (kết tinh lại trong ethyl acetat, 141- 142oC theo tài liệu [16]).