Khóa luận Tổng hợp một số hợp chất chứa dị vòng 2–thioxo–1,3– thiazoliđin–4–on, dẫn xuất của 7–hiđroxi–4–metylcoumarin

OONa SCH2COONa S C SCH2COOH SCH2COOH + 2 NaCl • Hóa chất: - 24 gam Na2S.9H2O (0,1 mol) - 11,65 gam axit monocloroaxetic (0,1 mol) - 7,6 gam cacbon đisunfua (0,1 mol) - 8,4 gam natri hiđrocacbonat (0,1 mol) - 0,56 gam kali hiđroxit (0,01 mol) - 35 ml nước cất • Cách tiến hành: Cho 24 gam Na2S.9H2O và 7,6 gam СS2 vào bình cầu 250 ml. Thêm 20 ml nước cất vào bình cầu và khuấy đều hỗn hợp trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng cho đến khi Na2S.9H2O tan hết. Thêm dung dịch của 0,56 gam KOH trong 5 ml nước vào bình cầu trên và khuấy đều hỗn hợp phản ứng trong 12 giờ, dung dịch có màu đỏ. Thêm từ từ dung dịch của 11,65 gam axit monocloroaxetic (đã được trung hòa bằng 8,4 gam NaHCO3 trong 10 ml nước) vào bình cầu, khuấy đều hỗn hợp ở nhiệt độ từ 5–10oC, thu được dung dịch màu vàng. Hỗn hợp phản ứng được khuấy thêm 1,0 giờ và để ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Axit hóa hỗn hợp bằng НСl đặc đến рН=2–3 thu được chất rắn màu vàng. Lọc lấy chất rắn, rửa bằng nước, kết tinh trong nước thu được tinh thể hình vảy, nhiệt độ nóng chảy 171–172оC. Hiệu suất 55%. 2.2.2. Tổng hợp 7–hiđroxi–4–metylcoumarin (A) 7–Hiđroxi–4–metylcoumarin (A) được tổng hợp dựa theo quy trình được mô tả trong tài liệu [1]. • Phương trình phản ứng: OH OH OO OH CH3 (A) O CH3 OC2H5 O + + +C2H5OH H2O • Hóa chất: - 11 gam resorxinol (0,1 mol) - 13 gam etyl axetoaxetat (0,1 mol) - 50 ml axit sunfuric đặc • Cách tiến hành: Cho 11 gam resorxinol và 13 gam este etyl axetoaxetat vào bình cầu 100 ml. Lắp sinh hành và đun hồi lưu cho đến khi resorxinol tan hết ta được dung dịch (A). Để nguội và làm lạnh dung dịch (A) bằng nước đá ở 0–5oC trong thời gian từ 15–20 phút. Đồng thời làm lạnh cốc 500 ml có chứa 50 ml axit sunfuric đặc bằng nước đá ở 0–5oC trong thời gian từ 15 đến 20 phút. Nhỏ từ từ dung dịch (A) vào cốc chứa axit sunfuric đặc, vừa nhỏ vừa khuấy trên máy khuấy từ ở nhiệt độ từ 0–5oC, thu được dung dịch màu xanh đậm. Đổ dung dịch thu được vào cốc nước đá vụn, khuấy đều, chất rắn màu vàng nhạt sẽ tách ra. Lọc lấy chất rắn, kết tinh trong etanol : nước (3:2) thu được tinh thể hình kim màu vàng nhạt. Nhiệt độ nóng chảy 189–190oC. Hiệu suất 76,53%. 2.2.3. Tổng hợp este etyl 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetat (B) Este etyl 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetat (B) được tổng hợp dựa theo quy trình được mô tả trong tài liệu [1]. • Phương trình phản ứng: OO OH CH3 + OO OK CH3 + KHCO3K2CO3 OO OK CH3 + ClCH2COOC2H5 OO OCH2COOC2H5 CH3 (B) + KCl • Hóa chất: - 5,52 gam este etyl cloroaxetat (0,045 mol) - 7,92 gam 7–hiđroxi–4–metylcoumarin (A) (0,045 mol) - 6,21 gam kali cacbonat khan (0,045 mol) - Axeton (dùng khoảng 90 ml) • Cách tiến hành: Cho vào bình cầu 250 ml hỗn hợp gồm: 7,92 gam 7–hiđroxi–4–metylcoumarin (A); 5,52 gam este etyl cloroaxetat; 6,21 gam K2CO3 khan và 90 ml axeton. Đun hồi lưu và khuấy đều hỗn hợp trên máy khuấy từ ở nhiệt độ khoảng 80–100oC trong vòng 10 giờ. Hỗn hợp chuyển dần sang màu xanh lá mạ. Để hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, sản phẩm được cho vào cốc nước đá vụn, chất rắn màu trắng sẽ tách ra. Lọc lấy chất rắn, kết tinh trong etanol : nước (1:1) thu được tinh thể hình kim màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 115–116oC. Hiệu suất 57,6%. 2.2.4. Tổng hợp 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetohiđrazit (C) 4–Metylcoumarin–7–yloxiaxetohiđrazit (C) được tổng hợp dựa theo quy trình được mô tả trong tài liệu [1]. • Phương trình phản ứng: OO OCH2COOC2H5 CH3 H2N NH2 OO OCH2CONHNH2 CH3 (B) (C) + + C2H5OH • Hóa chất: - 5,34 gam este etyl 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetat (B) (0,02 mol) - 3,75 gam hyđrazin hyđrat 80% (0,06 mol) - Etanol tuyệt đối (dùng khoảng 30 ml) • Cách tiến hành: Cho 5,34 gam este (B) vào bình cầu 250 ml. Thêm từ từ etanol vào bình cầu, đun nhẹ bình cầu cho đến khi este (B) tan hết. Để nguội và thêm ít etanol để hòa tan hoàn toàn este (B). Nhỏ từ từ từng giọt hyđrazin hyđrat 80% vào bình cầu trên. Lượng hyđrazin hyđrat 80% sử dụng gấp 3 lần so với lí thuyết. Để bình cầu ở nhiệt độ phòng trong thời gian 24 giờ, chất rắn màu trắng tách ra. Lọc lấy chất rắn, kết tinh trong etanol : nước (1:1) thu được tinh thể hình kim màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 204–206oC. Hiệu suất 55%. 2.2.5. Tổng hợp 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3– thiazoliđin–4–on (D) 3–(4–Metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (D) được tổng hợp phỏng theo quy trình được mô tả trong tài liệu [24]. • Phương trình phản ứng: S C SCH2COOH SCH2COOH OO O CH3 NH N O S O S OO OCH2CONHNH2 CH3 (C) + +HSCH2COOH H2O+ (D) • Hóa chất: - 2,48 gam 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetohiđrazit (C) (0,01 mol) - 2,26 gam axit thiocacbonyl–bis–thioglicolic (0,01 mol) - Etanol tuyệt đối (dùng khoảng 30 ml) • Cách tiến hành: Hòa tan hoàn toàn 2,48 gam chất (C) bằng etanol tuyệt đối trong bình cầu 100 ml. Hòa tan hoàn toàn 2,26 gam axit thiocacbonyl–bis–thioglicolic bằng etanol trong bình tam giác. Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch axit thiocacbonyl–bis–thioglicolic vào bình cầu trên và đun hồi lưu trong vòng 8 giờ. Để hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, chất rắn màu vàng nhạt sẽ tách ra. Lọc lấy sản phẩm, kết tinh trong AcOH : DMF thu được chất bột màu vàng nhạt, nhiệt độ nóng chảy 248–249 oC. Hiệu suất 74%. 2.2.6. Tổng hợp một số dẫn xuất của 2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1 –E3) Các dẫn xuất chứa dị vòng 2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1 –E3) được tổng hợp phỏng theo quy trình được mô tả trong tài liệu [24]. 2.2.6.1. Tổng hợp 5–(4–metoxibenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetyl amino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1) • Phương trình phản ứng: CHOCH3O (E1) OO O CH3 NH N S + + H2O (D) OO O CH3 NH N S O OCH3 O S O O S • Hóa chất: - 0,546 gam chất (D) (0,015 mol) - 0,204 gam 4–metoxibenzanđehit (0,015 mol) - 0,123 gam natri axetat khan (0,015 mol) - Axit axetic băng (dùng khoảng 10 ml) • Cách tiến hành: Cho vào bình cầu 100 ml hỗn hợp gồm: 0,546 gam chất (D); 0,123 gam CH3COONa khan và axit axetic băng. Lắp sinh hàn, đun hồi lưu và thêm từ từ axit axetic băng vào bình cầu trên cho đến khi hỗn hợp trong bình cầu tan hết. Thêm từ từ 0,204 gam dung dịch 4–metoxibenzanđehit trong axetic băng vào bình cầu và đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng trong 5 giờ. Để nguội hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, lọc lấy chất rắn và kết tinh trong DMF:AcOH thu được chất bột màu vàng, xốp, nhiệt độ nóng chảy 239–240 oC. Hiệu suất phản ứng là 71%. 2.2.6.2. Tổng hợp 5–(4–clorobenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetyl amino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E2) • Phương trình phản ứng: CHOCl (E2) OO O CH3 NH N O S O S + +H2O (D) OO O CH3 NH N S Cl O S O • Hóa chất: - 0,546 gam chất (D) (0,015 mol) - 0,211 gam 4–clorobenzanđehit (0,015 mol) - 0,123 gam natri axetat khan (0,015 mol) - Axit axetic băng (dùng khoảng 10 ml) • Cách tiến hành: tương tự như quy trình điều chế (E1) Kết tinh sản phẩm trong DMF:AcOH thu được chất bột màu vàng, xốp, nhiệt độ nóng chảy 279–280 oC. Hiệu suất 70%. 2.2.6.3. Tổng hợp 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino) –5–(4–nitro benzyliđen)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E3) • Phương trình phản ứng: CHOO2N (E3) OO O CH3 NH N O S + + H2O (D) O O CH3 NH N S NO2 O S O O S O • Hóa chất: - 0,546 gam chất (D) (0,015 mol) - 0,227 gam 4–nitrobenzanđehit (0,015 mol) - 0,123 gam natri axetat khan (0,015 mol) - Axit axetic băng (dùng khoảng 10 ml) • Cách tiến hành: tương tự như quy trình điều chế (E1) Sản phẩm kết tinh trong DMF : etanol thu được chất bột màu vàng đậm, xốp, nhiệt độ nóng chảy 273–274 oC. Hiệu suất 60%. 2.3. Xác định nhiệt độ nóng chảy, cấu trúc và hoạt tính kháng khuẩn 2.3.1. Nhiệt độ nóng chảy Các chất tổng hợp đều là chất rắn. Nhiệt độ nóng chảy được thực hiện trên máy đo nhiệt độ nóng chảy dùng mao quản Gallenkamp tại phòng thí nghiệm Hoá Đại Cương , khoa Hoá học, Trường Đại học Sư Phạm Tp.Hồ Chí Minh. 2.3.2. Phổ hồng ngoại Phổ hồng ngoại của các chất được đo bằng máy FTIR 8400S của hãng Shimadzu, bằng phương pháp ép viên với KBr tại phòng máy khoa Hoá học, trường Đại học Sư Phạm Tp.Hồ Chí Minh. 2.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H–NMR, 13C–NMR, HSQC, HMBC) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H–NMR, 13C–NMR, HSQC, HMBC) của các chất được đo bằng máy Bruker Avance (500MHz đối với phổ 1H–NMR, 125MHz đối với phổ 13C–NMR) sử dụng chất chuẩn nội là TMS trong dung môi DMSO được thực hiện tại phòng Phổ cộng hưởng từ hạt nhân – Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội. 2.3.4. Phổ khối lượng (HR–MS) Phổ HR–MS của các chất được đo trên máy Bruker micrOTOF–Q 10187 tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. 2.3.5. Hoạt tính kháng khuẩn Việc thăm dò hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất (E1–E3) được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Vi sinh, khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Tp.Hồ Chí Minh. Các thí nghiệm khảo sát hoạt tính kháng khuẩn với 2 loại vi khuẩn Echerichia coli và Bacillus subtilis được tiến hành như sau: Nấu môi trường với thành phần như sau: 5 gam cao thịt, 5 gam pepton, 5 gam natri clorua khan, 20 gam agar, 1000 ml nước cất. Khuấy đều hỗn hợp đến khi hoà tan hoàn toàn, hấp vô trùng hỗn hợp trong nồi hấp áp suất. Đổ hỗn hợp lần lượt lên các đĩa petri trong tủ cấy vô trùng, giữ các đĩa petri ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Cấy trải vi khuẩn Bacillus subtilis và Escherichia coli lên môi trường trong đĩa petri. Dùng khoan nút chai khoan một lỗ giữa đĩa thạch. Hút 0,1ml từng chất ở 2 nồng độ 0,1% ; 0,2% và cho vào lỗ khoan. Đặt các đĩa petri trong tủ lạnh từ 4–8 giờ, ủ ở nhiệt độ phòng 12 giờ, sau đó đo đường kính vòng vô khuẩn D–d (mm). Trong đó: D là đường kính vòng vô khuẩn (mm), d là đường kính dung môi (mm). Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Tổng hợp 7–hiđroxi–4–metylcoumarin (A) • Phương trình phản ứng: OH OH OO OH CH3 (A) O CH3 OC2H5 O + + +C2H5OH H2O Sản phẩm được tạo thành bằng phản ứng ngưng tụ Pechmann giữa resorxinol và etyl axetoaxetat khi có mặt H2SO4 đặc ở 0–5oC và xảy ra như sau: .. HO OH HO OH H .. H3C C CH2 C OC2H5 O O H3C C CH2 C OC2H5 OH O + H+ HO OH H .. H3C C CH2 C OC2H5 OH O + HO OH CH3 HO C OC2H5 O H -H+ HO OH CH3 HO C OC2H5 O + H+ HO OH CH3 H2O C OC2H5 O - H2O + H+ HO OH CH3 C OC2H5 O H H HO OH CH3 C OC2H5 O - H+ HO O CH3 C OC2H5 O H H HO OH CH3 C OC2H5 O .. H HO O CH3 C O O H .. C2H5 H OHO O CH3 - H+ -C2H5OH • Các biện pháp làm tăng hiệu suất phản ứng: Phản ứng xảy ra trong môi trường axit nên không dùng nhiệt độ cao vì nhiệt độ cao sẽ gây ra phản ứng oxi hóa resorxinol bởi axit sunfuric đặc. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá thấp, động năng của các phân tử nhỏ, không đủ năng lượng để vượt qua hàng rào thế năng nên tốc độ phản ứng sẽ giảm mạnh. • Phân tích phổ IR: Trên phổ hồng ngoại của chất (A) (hình 3.1) xuất hiện pic hấp thụ tù và rộng ở 3499 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm –OH, pic hấp thụ ở 1670 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm C=O. Trên phổ IR của chất (A) còn có pic hấp thụ đặc trưng cho liên kết C=C thơm ở 1607 cm–1; liên kết C–H thơm ở 3115 cm–1; liên kết C–H no ở 2950 cm–1. 3.2.Tổng hợp este etyl 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetat (B) • Phương trình phản ứng: OO OH CH3 + K2CO3 OO OK CH3 + KHCO3 Hình 3.1. Phổ IR của hợp chất 7–hiđroxi–4–metylcoumarin (A) OO OK CH3 + ClCH2COOC2H5 OO OCH2COOC2H5 CH3 (B) + KCl Sản phẩm của phản ứng được tạo thành theo cơ chế thế nucleophin lưỡng phân tử (SN2) trong đó anion 4–metylcoumarin–7–olat đóng vai trò là tác nhân nucleophin. + K2CO3 OO OH CH3 OO OK CH3 + KHCO3 + ClCH2COOC2H5 OO O CH3 C COOC2H5H H ClOO O CH3 CH2 CO OC2H5 K - KCl • Các biện pháp làm tăng hiệu suất phản ứng: Để tăng hiệu suất, cần tăng tính nucleophin của tác nhân phản ứng; do đó, phản ứng cần thực hiện trong môi trường kiềm, khi đó nhóm OH của phenol sẽ chuyển thành muối phenolat có tính nucleophin cao hơn. Chúng tôi sử dụng K2CO3 mà không dùng bazơ mạnh hơn như NaOH, KOH vì sản phẩm phụ là nước sẽ xảy ra phản ứng thủy phân este etyl cloroaxetat và sản phẩm (B). Chúng tôi sử dụng K2CO3 thay vì Na2CO3 (hóa chất thông dụng hơn) vì từ Li+ đến K+ bán kính ion tăng, mật độ điện tích giảm, liên kết ArO–M càng kém bền, khả năng phân li thành ion ArO– tăng lên, tức là nồng độ tác nhân nucleophin 4–metylcoumarin–7–olat đã phân li từ muối kali sẽ cao hơn so với muối natri và liti. Chúng tôi không chọn dung môi là nước bởi vì chất (A) không tan trong nước đồng thời K2CO3 là chất tan tốt trong nước và có tính bazơ tương đối mạnh nên este etyl cloroaxetat và sản phẩm (B) dễ bị thủy phân. Ngoài ra, phản ứng xảy ra theo cơ chế SN2 nên dung môi sử dụng là dung môi aprotic như axeton, ete, dioxan, axetonitrin. Chúng tôi chọn axeton vì axeton phân cực hơn nên phản ứng xảy ra thuận lợi. Hơn nữa sản phẩm phản ứng được đổ vào cốc nước đá vụn, axeton tan tốt trong nước nên dễ dàng tách được dung môi ra khỏi sản phẩm để thu được este. Đồng thời nước sẽ hòa tan các muối vô cơ tạo thành. • Phân tích phổ IR Hình 3.2. Phổ IR của hợp chất este etyl 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetat (B) Trên phổ IR của chất (B) (hình 3.2) không xuất hiện đám pic hấp thụ tù và rộng ở vùng 3200–3400 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm –OH, chứng tỏ nhóm –OH đã tham gia phản ứng. Trên phổ còn có pic hấp thụ ở 1740 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm C=O (este) và C=O (lacton) ở 1717 cm–1, vì C=O lacton tham gia vào hệ liên hợp C=C–C=O nên pic hấp thụ đặc trưng của nhóm C=O (lacton) có tần số hấp thụ thấp hơn nhóm C=O (este). Trên phổ IR của chất (B) còn xuất hiện pic hấp thụ của C–H thơm ở 3061cm–1, C–H no ở 2940 cm–1 và 2980 cm–1, C=C thơm ở 1611 cm–1. 3.3. Tổng hợp 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetohiđrazit (C) • Phương trình phản ứng: OO OCH2COOC2H5 CH3 NH2 NH2 OO OCH2CONHNH2 CH3 (B) (C) + + C2H5OH Tương tự như phản ứng giữa este với amoniac và các dẫn xuất của amoniac tạo thành các dẫn xuất chứa nitơ thế vào gốc cacboxyl, sản phẩm của phản ứng giữa este (B) và hiđrazin được tạo thành qua các bước sau[39]: H2N NH2 O CH3 OO H2C C O OC2H5 +.... O CH3 OO H2C C H2N OC2H5 O NH2 O CH3 OO H2C C N NH2 - C2H5OHO CH3 OO H2C C O NHNH2 - C2H5O O H H C2H5O • Các biện pháp làm tăng hiệu suất phản ứng: –Hiđrazin là chất có môi trường kiềm có thể xảy ra phản ứng phân hủy este và phản ứng mở vòng coumarin, do đó lượng hiđrazin được cho từ từ vào hỗn hợp phản ứng. –Lượng hiđrazin dùng gấp 3 lần vì hiđrazin dễ bay hơi và hiđrazin dư có thể tách ra khỏi sản phẩm. • Phân tích phổ IR Phổ IR của chất (C) (hình 3.3) xuất hiện pic hấp thụ ở vùng 3100–3400 cm–1, một pic hấp thụ cường độ trung bình ở 3331 cm–1 và một pic hấp thụ mạnh ở 3267 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm –NH–NH2. Pic hấp thụ ở 1676 cm–1 và 1728 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của hai nhóm C=O. Nhóm C=O trong vòng lacton cho pic hấp thụ ứng với tần số cao, trong khi nhóm C=O của hiđrazit cho pic hấp thụ với tần số thấp hơn. Ngoài ra trên phổ IR của hợp chất (C) còn xuất hiện pic hấp thụ đặc trưng của C–H thơm ở 3084 cm–1, C–H no ở 2908 cm–1, C=C thơm ở 1609 cm–1. Nguyên tử nitơ với độ âm điện nhỏ hơn nguyên tử oxi sẽ có khả năng giữ electron kém hơn oxi nên cặp electron tự do trên nitơ trong –NH–NH2 tham gia liên hợp tốt hơn oxi trong –OC2H5. Liên kết C=O trong hiđrazit vì vậy ít bị phân cực hơn và cho hấp thụ ở tần số thấp hơn so với C=O trong este và C=O trong lacton. Các tính chất vật lý và các đặc trưng về phổ IR của các hợp chất (A), (B), (C) đều phù hợp với dữ kiện trong tài liệu [1]. Hình 3.3. Phổ IR của hợp chất 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetohiđrazit (C) 3.4.Tổng hợp 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3– thiazoliđin–4–on (D) • Phương trình phản ứng: S C SCH2COOH SCH2COOH OO O CH3 NH N O S O S OO OCH2CONHNH2 CH3 (C) + +HSCH2COOH H2O+ (D) Phản ứng đóng vòng 2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on từ hyđrazit được tiến hành phỏng theo quy trình tổng hợp được mô tả trong tài liệu [24]. Phản ứng có lẽ đã xảy ra qua các bước sau[38]: R NH2 S C SCH2COOH SCH2COOH.. + R NH2 C SCH2COOHS SCH2COOH R N C S N S CH2 R O S SCH2COOH H H SCH2COOH R NH C S CH2 S C OHO .. OH2 N S CH2 R O S HSCH2COOH H2O O CH3 O O CH2 NH O R = • Phân tích phổ: Phổ IR Phổ IR của chất (D) (hình 3.4) xuất hiện 1 pic hấp thụ tù và rộng ở 3258 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm -NH-. Các pic hấp thụ ở 1771cm–1 và 1709 cm– 1 đặc trưng cho dao động hóa trị của các nhóm C=O. Hình 3.4. Phổ IR của hợp chất 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (D) Ngoài ra trên phổ IR của chất (D) còn xuất hiện pic hấp thụ đặc trưng của C–H thơm ở 3100 cm–1, C–H no ở 2901 cm–1, C=C thơm ở 1623 cm–1. Phổ proton 1H–NMR Phổ 1H–NMR của hợp chất (D) (hình 3.5) cho thấy có tổng cộng 12 proton tạo thành các tín hiệu có cường độ tương đối 3:2: 2:1:1:1:1:1 Tín hiệu singlet với cường độ tương đối bằng 3 và độ chuyển dịch δ = 2,39 ppm được quy kết cho proton H4a của nhóm metyl ở vị trí số 4 của vòng coumarin. Tín hiệu singlet với cường độ bằng 1 ở vùng trường yếu (độ chuyển dịch δ = 11,41 ppm) được quy kết cho proton của nhóm –NH. Trên phổ đồ còn xuất hiện 4 tín hiệu, mỗi tín hiệu có cường độ tương đối bằng 1 trong vùng 6,22÷7,71 ppm là vùng tín hiệu đặc trưng của các proton H3, H5, H6 và H8 trong vòng coumarin. H3 không tương tác với các hiđro khác nên H3 ứng với tín hiệu singlet ở 6,23 ppm. Tín hiệu này ở vùng từ trường mạnh hơn so với H5, H6, H8 là do nhóm CH3 ở vị trí 4a gây ra hiệu ứng cảm ứng dương làm cho mật độ electron tại vị trí 3 tăng lên. Hai tín hiệu dạng doublet với độ chuyển dịch hóa học δ = 7,01 ppm (1H; 4J=2,5 Hz) và δ = 7,71 ppm (1H; 3J=9,0 Hz), lần lượt quy kết cho proton H8 và H5. H8 và H5 ở dạng doublet do có tương tác spin–spin với H6. Tín hiệu doublet– doublet (1H; δ =7,04 ppm; 3J = 9,0 Hz và 4J=2,5 Hz) được quy kết cho proton H6 do H6 có tương tác spin–spin với H8 và H5. H8 và H6 ở vùng trường mạnh hơn H5 là do electron của nguyên tử oxi tham gia liên hợp vào vòng benzen làm tăng mật độ electron ở vị trí 8 và 6 trên vòng coumarin. Tín hiệu với cường độ tương đối bằng 2, độ chuyển dịch hóa học δ = 4,47 ppm được quy kết cho các proton H17 ở nhóm metylen của vòng thiazoliđin. Trong khi đó, tín hiệu với cường độ tương đối bằng 2, độ chuyển dịch hóa học δ = 4,96 ppm được quy kết cho các proton H12 của nhóm metylen. Các proton H12 nằm ở vùng từ trường yếu hơn so với các proton H17 là do hiệu ứng rút electron của nguyên tử oxi ở vị trí 11. Điều bất thường là tín hiệu của các nhóm metylen ở vị trí 12 và 17 không ở dạng singlet như dự kiến (xem hình 3.6). Hình 3.5. Phổ proton 1H–NMR của 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (D) Nguyên nhân của sự tách tín hiệu không bình thường của 2 nhóm metylen này có lẽ là do hiệu ứng Non–First Order Splitting (sự tách tín hiệu không đơn thuần là bậc nhất). Kiểu tách tín hiệu do hiệu ứng Non–First Order Splitting này đã được đề cập đến trong các tài liệu [2], [3], [28], [40]. Phổ cacbon 13C–NMR Trên phổ cacbon 13C–NMR của (D) (xem phụ lục 7) xuất hiện 15 tín hiệu ở vùng 18,1÷199,7 ppm. Chúng tôi đã tiến hành quy kết các tín hiệu trên cơ sở đặc điểm cấu tạo phân tử, sự tương đồng trong cấu trúc phân tử giữa chất (D) với chất (E1) (dẫn xuất của (D) – trong đó việc quy kết các tín hiệu của (E1) cho kết quả tin cậy với việc sử dụng phổ 2D NMR). Kết quả quy kết phổ 13C–NMR của (D) được trình bày ở bảng 3.1 Hình 3.6. Phổ proton 1H–NMR giãn rộng của 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (D) Bảng 3.1. Kết quả quy kết phổ cộng hưởng từ hạt nhân của hợp chất 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (D) Vị trí Tín hiệu proton 1H (δ, ppm) Tín hiệu cacbon 13C (δ, ppm) Vị trí Tín hiệu proton 1H (δ, ppm) Tín hiệu cacbon 13C (δ, ppm) 2 – 160,0 9 – 154,4 3 6,23 (1H, s) 111,6 10 – 113,8 4 – 153,3 12 4,96 (2H) 66,0 4a 2,39 (3H, s) 18,1 13 – 170,1 5 7,71 (1H, d) 126,5 14 11,41 (1H, s) – 6 7,04 (1H, dd) 112,5 16 – 165,8 7 – 160,3 17 4,47 (2H) 33,4 8 7,01 (1H, d) 101,8 19 – 199,7 3.5. Tổng hợp các dẫn xuất của 2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on 3.5.1. Tổng hợp 5–(4–metoxibenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetyl amino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1) • Phương trình phản ứng: CHOCH3O (E1) OO O CH3 NH N S S + + H2O (D) OO O CH3 NH N S O OCH3 O S O O Sản phẩm được tạo thành qua phản ứng ngưng tụ giữa nhóm cacbonyl với nhóm metylen linh động, có lẽ xảy ra như sau: N CH S R S O X N C S R S O H H CH3COO H O N CH S R CH O X O S + CH3COOH N C S R CH OH X O S CH3CHOO H CH3CHOOH H2O S R O S X O CH3 O O CH2 NH O R = • Phân tích phổ: Phổ IR Trên phổ IR của 3 chất (E1), (E2) và (E3) (xem ví dụ ở hình 3.7) đều xuất hiện tín hiệu dạng tù, rộng, cường độ yếu ở vùng 3200–3300 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa Hình 3.7. Phổ IR của 5–(4–metoxibenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7 –yl oxyaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1) trị của nhóm –NH. Trên phổ IR cũng xuất hiện các tín hiệu ở 1736 cm–1 và vùng 1697–1699 cm–1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm cacbonyl, C=S cho tín hiệu ở vùng 1242–1269 cm–1. Trên phổ IR của các hợp chất (E1–E3) còn xuất hiện pic hấp thụ đặc trưng của C–H thơm ở 3084 cm–1, C–H no ở 2933–2939 cm–1, C=C ở khoảng 1604–1619 cm–1 Ngoài ra, trên phổ IR của chất (E1) còn xuất hiện pic hấp thụ của nhóm metoxi ở 1228 cm–1, trên phổ IR của chất (E2) còn xuất hiện pic hấp thụ của C–Cl ở 741 cm–1, trên phổ IR của chất (E3) còn xuất hiện pic hấp thụ của nhóm NO2 ở 1346 cm–1 và 1525 cm–1. Bảng 3.2. Kết quả quy kết phổ IR của các chất (E1–E3) Chất X Tần số (cm–1) ν N–H ν C–H chưa no ν C–H no ν C=O ν C=C ν X E1 OCH3 3207 3080 2936 1736 1699 1618 1228 E2 Cl 3215 3084 2934 1736 1697 1605 741 E3 NO2 3236 3084 2940 1736 1697 1608 1346 1525 Phổ 1H–NMR của chất (E1) Phổ 1H–NMR của hợp chất (E1) (hình 3.8) cho thấy có tổng cộng 18 proton tạo thành các tín hiệu có cường độ tương đối 3:3:2:1:1:1:2:2:1:1:1. Tín hiệu doublet, cường độ tương đối bằng 3, hằng số tách 4J=1,0 Hz; độ chuyển dịch hóa học δ = 2,41 ppm được quy kết cho proton H4a của nhóm metyl ở vị trí số 4 của vòng coumarin do có tương tác spin–spin với H3. Tín hiệu singlet với cường độ tương đối bằng 3 và độ chuyển dịch δ = 3,85 ppm được quy kết cho các proton H24a của nhóm metoxi. Tín hiệu singlet với cường độ tương đối bằng 1 ở 11,60 ppm được quy kết cho proton H14 của nhóm NH. Tín hiệu với cường độ tương đối bằng 2 ở 5,02 ppm được quy kết cho các proton H12 của nhóm metylen. So với phổ proton của chất (D), trên phổ pronton của chất (E1) không xuất hiện tín hiệu nhóm metylen trong vòng thiazoliđin với độ chuyển dịch δ = 4,47 ppm, chứng tỏ nhóm metylen của vòng thiazoliđin đã ngưng tụ với anđehit. Trên phổ đồ còn xuất hiện 7 tín hiệu với cường độ tương đối bằng 1:1:1:2:2:1:1 trong vùng 6,26 ÷ 7,92 ppm là vùng tín hiệu đặc trưng của các proton trong vòng thơm. Tín hiệu singlet với cường độ tương đối bằng 1, độ chuyển dịch δ = 7,92 ppm được quy kết cho proton H20 gắn với cacbon Csp2. Tín hiệu doublet với hằng số tách 4J=1,0 Hz, cường độ bằng 1, độ chuyển dịch δ = 6,26 ppm được quy kết cho proton H3 do tương tác spin–spin với H4a. Hai tín hiệu δ = 7,15 ppm (2H, doublet, 3J=8,5 Hz) và 7,68 ppm (2H, doublet, 3J=8,5 Hz) lần lượt được quy kết cho các proton tương đương của vòng benzen (H23, H25) và (H22, H26). Do hiệu ứng liên hợp của nhóm metoxi nên proton (H23 , H25) dịch chuyển về vùng từ trường mạnh hơn ứng với độ chuyển dịch hóa học δ = 7,15 ppm; (H22, H26) sẽ ở vùng từ trường yếu hơn ứng với độ chuyển dịch hóa học δ = 7,68 ppm. Trên phổ 1H–NMR xuất hiện 3 tín hiệu với độ chuyển dịch hóa học lần lượt là 7,05 ppm, 7,08 ppm và 7,74 ppm. Tín hiệu ở 7,05 ppm (1H, doublet, 4J=2,5 Hz) được quy kết cho proton H8 do H8 có tương tác spin–spin với H6. Tín hiệu ở 7,08 ppm (1H; doublet– doublet; 3J = 8,5 Hz; 4J=2,5 Hz) được quy kết cho proton H6 do H6 có tương tác spin–spin với H5 và H8. Tín hiệu ở 7,74 ppm (1H, doublet, 3J=8,5 Hz) được quy kết cho proton H5 do H5 có tương tác spin–spin với H6. H8 và H6 ở vùng trường mạnh hơn H5 là do electron của nguyên tử oxi tham gia liên hợp vào vòng benzen làm tăng mật độ electron ở vị trí 6 và 8. Hình 3.8. Phổ proton 1H–NMR của 5–(4–metoxibenzyliđen)–3–(4– metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1) Phổ HSQC–NMR của chất (E1) Từ các tín hiệu proton trên trục tung, kẻ đường thẳng nằm ngang sang phải đến hết phổ đồ, nếu đường thẳng này gặp một tín hiệu giao mà đường thẳng đứng xuất phát từ một tín hiệu của cacbon trên trục hoành cũng đi qua đó thì proton này phải gắn trực tiếp lên nguyên tử cacbon đó. Độ chuyển dịch hóa học của các nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với hiđro của chất (E1) được trình bày ở bảng 3.3. Hình 3.9. Phổ HSQC của 5–(4–metoxibenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7– yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1) Bảng 3.3. Kết quả quy kết phổ HSQC của chất (E1) Vị trí Tín hiệu của 1H (δ, ppm) Tín hiệu của 13C (δ, ppm) Vị trí Tín hiệu của 1H (δ, ppm) Tín hiệu của 13C (δ, ppm) 3 (1H) 6,26 111,6 12 (2H) 5,02 66,1 4a (3H) 2,41 18,1 20 (1H) 7,92 135,2 5 (1H) 7,72 126,5 22, 26 (2H) 7,68 133,3 6 (1H) 7,08 112,6 24a (3H) 3,85 55,6 8 (1H) 7,05 101,9 23, 25 (2H) 7,15 115,2 Phổ HMBC –NMR của chất (E1) Phổ HMBC (xem phụ lục 16, 17 và 18) cho thấy sự tương tác của các tín hiệu cacbon với hiđro ở cách nhau 2 hoặc 3 liên kết. Trên phổ HMBC cho thấy: 9 10 11 12OO O CH3 NH N O S O S OCH3 1 2 3 4 5 6 7 8 13 14 15 16 17 18 19 20 21 26 25 24 23 22 H4a tương tác với 3 nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 111,6 ppm (C3), 113,9 ppm và 153,3 ppm (C4 và C10). Nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 113,9 ppm cũng tương tác với H3 và H6 nên tín hiệu này được quy kết cho C10. Vậy tín hiệu ở 153,3 ppm được quy kết cho C4. H12 tương tác với 2 nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 160,3 ppm và 166,0 ppm (C7 và C13). Tín hiệu cacbon ở 160,3 ppm cũng tương tác với H5 và H8 nên tín hiệu này được quy kết cho C7 . Do đó, tín hiệu ở 166,0 ppm được quy kết cho C13. C13 là cacbon mang nhóm chức xeton nên sẽ ở vùng trường yếu hơn so với C=C thơm. H24a tương tác với nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 161,9 ppm nên nguyên tử cacbon này sẽ là C24. H3 tương tác với các nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 113,9 (C10) và 160,0 ppm. Do đó, tín hiệu ở 160,0 ppm được quy kết cho C2. (H23, H25) tương tác với nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 115,2 ppm (C25, C23); 161,9 ppm (C24) và 125,2 ppm nên tín hiệu ở 125,2 ppm được quy kết cho C21. H5 và H8 tương tác với 2 nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 160,3 ppm (C7) và 154,5 ppm. Nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 154,5 ppm được quy kết cho C9. H20 tương tác với nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hóa học 133,3 ppm (C22, C26) và 163,2 ppm (C16 hoặc C17). C16 là cacbon mang nhóm chức xeton thường nẳm ở vùng trên 160 ppm nên tín hiệu ở 163,2 ppm sẽ được quy kết cho C16. Trên phổ 13C–NMR của chất (E1) (xem phụ lục 12) còn có 2 tín hiệu ở 115,6 và 190,0 ppm (C17 và C19). C19 là C=S sẽ ở vùng từ trường yếu nhất. Do đó, C19 sẽ có độ chuyển dịch hóa học là 190,0 ppm và C17 có độ chuyển dịch hóa học là 115,6 ppm. Kết quả quy kết phổ 13C–NMR của 5–(4–metoxibenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin– 7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1) được trình bày ở bảng 3.4. (D) ngưng tụ với các anđehit thơm cho ra (E1–E3) nên độ chuyển dịch hóa học của các nguyên tử cacbon trong vòng coumarin và vòng thiazoliđin trong phân tử chất (D) và (E1–E3) thay đổi không đáng kể (ngoại trừ tín hiệu của cacbon ở nhóm metylen trong vòng thiazoliđin). Đây là cơ sở để chúng tôi quy kết phổ 13C–NMR cho các hợp chất (E2), (E3) dưới đây. 3.5.2. Tổng hợp 5–(4–clorobenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetyl amino) –2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E2) • Phương trình phản ứng: CHOCl (E2) OO O CH3 NH N O S O S + + H2O (D) OO O CH3 NH N S Cl O S O • Phân tích phổ: Phổ proton 1H–NMR Phổ 1H–NMR của hợp chất (E2) (hình 3.10) cho thấy có tổng cộng 15 proton tạo thành các tín hiệu có cường độ tương đối 3:2:1:1:1:2:3:1:1. Độ chuyển dịch hóa học của các proton ở phần I (phân tử hợp chất E2 trừ bộ phận aryliđen) thay đổi không đáng kể nên chúng tôi quy kết các tín hiệu trong phần I như sau: H3 (1H; 6,25; s) H 8 (1H; 7,05; d; 4J =2,5) H4a (3H; 2,41; s) H12 (2H; 5,03) H5 (1H; 7,74; d; 3J = 8,5) H14 (1H; 11,67; s) H6 (1H; 7,07; dd; 3J = 8,5, 4J= 2,5) Các tín hiệu proton ở phần II (bộ phận aryliđen) được chúng tôi quy kết như sau: Tín hiệu có độ chuyển dịch hóa học δ = 7,97 ppm (1H; singlet) được quy kết cho proton H20 do H20 không tương tác với các proton khác. Tín hiệu có độ chuyển dịch hóa học δ = 7,64 ppm (2H; doublet; 3J=8,0) được quy kết cho 2 proton tương đương (H22, H26) của vòng benzen. Tín hiệu có độ chuyển dịch hóa học δ = 7,72 ppm (2H; Hình 3.10. Phổ proton 1H–NMR của chất 5–(4–clorobenzyliđen)–3–(4–metyl coumarin–7–yloxiaxetylamino) –2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E2) doublet; 3J=8,0) được quy kết cho (H23, H25). (H23, H25) dịch chuyển về vùng từ trường yếu hơn so với (H22, H26) là do nguyên tử clo rút electron làm cho mật độ electron ở vị trí 23 và 25 trên nhân thơm sẽ nghèo electron hơn ở vị trí 22 và 26. Kết quả quy kết phổ proton 1H–NMR của chất (E2) được trình bày ở bảng 3.4. Phổ cacbon 13C–NMR Trên phổ cacbon 13C–NMR của chất (E2) (xem phụ lục 22) xuất hiện 20 tín hiệu ở vùng 18,1÷189,8 ppm. Tương tự như phổ cacbon của chất (E1), chúng tôi đã quy kết các tín hiệu trên phổ 13C–NMR của chất (E2). Kết quả được tóm tắt ở bảng 3.4. 3.5.3.Tổng hợp 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)– 5–(4–nitrobenzyliđen) –2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E3) • Phương trình phản ứng: CHOO2N (E3) OO O CH3 NH N O S + + H2O (D) O O CH3 NH N S NO2 O S O O S O • Phân tích phổ: Phổ proton 1H–NMR Phổ 1H–NMR của chất (E3) (hình 3.11) cho thấy có tổng cộng 15 proton tạo thành các tín hiệu có cường độ tương đối 3:2:1:1:1:1:2:1:2:1. Hình 3.11. Phổ proton 1H–NMR của chất 3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetyl amino)– 5–(4–nitrobenzyliđen) –2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E3) Độ chuyển dịch hóa học của các proton ở phần I (phân tử hợp chất E3 trừ bộ phận aryliđen) thay đổi không đáng kể nên chúng tôi quy kết các tín hiệu trong phần I như sau: H3 (1H; 6,23; s) H8 (1H; 7,05; d; 4J =2,5) H4a (3H; 2,41; s) H12 (2H; 5,04) H5 (1H; 7,74; d; 3J = 9,0) H14 (1H; 11,72; s) H6 (1H; 7,07; dd; 3J = 9,0; 4J= 2,5) Các tín hiệu proton ở phần II (bộ phận aryliđen) được chúng tôi quy kết như sau: Tín hiệu có độ chuyển dịch hóa học δ = 8,08 ppm (1H; singlet) được quy kết cho proton H20 do H20 không tương tác với các proton khác. Tín hiệu có độ chuyển dịch hóa học δ = 7,95 ppm (2H; doublet; 3J=8,5 Hz) được quy kết cho 2 proton tương đương (H22, H26) của vòng benzen. Tín hiệu có độ chuyển dịch hóa học δ = 8,36 ppm (2H; doublet; 3J=8,5 Hz) được quy kết cho (H23, H25). (H23, H25) dịch chuyển về vùng từ trường yếu hơn so với (H22, H26) là do nhóm nitro rút electron làm cho mật độ electron ở vị trí 23 và 25 trên nhân thơm sẽ nghèo electron hơn ở vị trí 22 và 26. Kết quả quy kết phổ proton 1H–NMR của chất (E2) được trình bày ở bảng 3.4. Phổ 13C–NMR Trên phổ cacbon 13C–NMR của chất (E3) (xem phụ lục 27) cũng xuất hiện 20 tín hiệu ở vùng 18,1÷189,6 ppm. Tương tự như phổ cacbon của chất (E1), (E2); chúng tôi quy kết các tín hiệu trên phổ 13C–NMR của chất (E3). Kết quả được tóm tắt ở bảng 3.4. Bảng 3.4. Kết quả quy kết phổ cộng hưởng từ hạt nhân của các chất (E1–E3) Vị trí E1 E2 E3 X = OCH3 X = Cl X = NO2 Tín hiệu 1H (δ, ppm) Tín hiệu 13C (δ, ppm) Tín hiệu 1H (δ, ppm) Tín hiệu 13C (δ, ppm) Tín hiệu 1H (δ, ppm) Tín hiệu 13C (δ, ppm) 2 – 160,0 – 160,0 – 160,0 3 6,26; d; 4J =1,0 111,6 6,25 s 111,6 6,25 s 111,6 4 – 153,3 – 153,3 – 153,2 4a 2,41; d ; 4J =1,0 18,1 2,41; s 18,1 2,41; s 18,1 5 7,74; d; 3J = 8,5 126,5 7,74; d; 3J = 8,5 126,5 7,74; d; 3J = 9,0 126,5 6 7,08; dd; 3J1 = 8,5; 4J2= 2,5 112,6 7,07 dd; 3J1 = 8,5; 4J2= 2,5 112,6 7,07; dd; 3J1 = 9,0; 4J2= 2,5 112,6 7 – 160,3 – 160,3 – 160,3 8 7,05; d; 4J =2,5 101,9 7,05; d; 4J =2,5 101,9 7,05; d; 4J =2,5 101,8 9 – 154,5 – 154,5 – 154,5 10 – 113,9 – 113,9 – 113,9 12 5,02 66,1 5,03 66,0 5,04 66,0 13 – 166,0 – 166,1 – 166,1 14 11,60; s – 11,67; s – 11,72; s – 16 – 163,2 – 163,0 – 162,9 17 – 115,6 – 119,8 – 123,4 19 – 190,0 – 189,8 – 189,6 20 7,92; s 135,2 7,97; s 136,1 8,08; s 132,2 21 – 125,2 – 131,5 – 138,7 22, 26 7,68; d; 3J = 8,5 133,3 7,64; d; 3J = 8,5 129,6 7,95; d; 3J =8,5 124,4 23, 25 7,15; d; 3J = 8,5 115,2 7,72; d; 3J = 8,5 132,5 8,36; d; 3J = 8,5 131,7 24 – 161,9 – 133,7 – 147,9 24a 3,85; s 55,6 – – – – Phổ HR–MS Cấu trúc của sản phẩm còn được xác nhận qua phổ HR–MS của chúng. Chúng tôi tiến hành đo phổ HR–MS của 2 chất (E1) (hình 3.12) và (E2) (hình 3.13). Với cả hai hợp chất này, (E1) (C23H18N2S2O6, M = 482) và (E2) (C22H15N2O5S2Cl, M = 486), trên phổ HR–ESI MS đều xuất hiện các pic ion phân tử (M + 23) và các pic ion gây ra bởi các nguyên tố đồng vị: (E1): 505,0494 (100%) (M+23); 506,0529 (27,65%) [(M+23)+1]; 507,0519 (13,95%) [(M+23)+2]; 508,0512 (3,08%) [(M+23)+3]. (E2): 509,0004 (100%) (M+23); 510,0036 (26,50%) [(M+23)+1]; 510,9977 (45,40%) [(M+23)+2]; 512,0004 (11,34%) [(M+23)+3]. Hình 3.12. Phổ HR–MS của 5–(4–metoxibenzyliđen)–3–(4–metyl coumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E1) Hình 3.13. Phổ HR–MS của chất 5–(4–clorobenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin –7–yloxiaxetylamino) –2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (E2) Bảng 3.5. Một số tính chất vật lý của các chất tổng hợp Hợp chất Khối lượng phân tử Hình dạng, màu sắc Dung môi kết tinh Nhiệt độ nóng chảy (0C) Hiệu suất (%) A 176 Hình kim, màu vàng nhạt etanol: nước 189–190 76,53 B 267 Hình kim, màu trắng etanol: nước 115–116 57,6 C 248 Hình kim, màu trắng etanol: nước 204–206 55 D 364 Dạng bột, màu vàng nhạt AcOH: DMF 248–249 74 E1 482 Dạng bột, xốp, màu vàng DMF: AcOH 239–240 71 E2 486,5 Dạng bột, xốp, màu vàng DMF: AcOH 279–280 70 E3 497 Dạng bột, xốp, màu vàng đậm DMF: etanol 273–274 60 3.6. Kết quả thăm dò hoạt tính kháng khuẩn Hoạt tính kháng khuẩn của các chất (E1–E3) được thử nghiệm trên các chủng Escherichia coli và Bacillus subtilis bằng phương pháp “khoan lỗ thạch” ở các nồng độ của các chất (E1–E3) lần lượt là 0,1% và 0,2%. Kết quả đường kính vô khuẩn được ghi trong bảng 3.6. Bảng 3.6. Đường kính vô khuẩn của các hợp chất (E1–E3) (mm) Vi khuẩn Chất Escherichia coli Bacillus subtilis 0,1% 0,2% 0,1% 0,2% E1 5 5 11 5 E2 6 6 8 12 E3 6 5 7 8 Dựa vào đường kính vòng vô khuẩn, kết quả thăm dò hoạt tính kháng khuẩn cho thấy các chất tổng hợp được (E1–E3) thể hiện hoạt tính kháng khuẩn với 2 chủng vi khuẩn khảo sát gram (+) là Bacillus subtilis và gram (–) là Escherichia coli. Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Qua đề tài: “TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT CHỨA DỊ VÒNG 2–THIOXO–1,3– THIAZOLIĐIN–4–ON, DẪN XUẤT CỦA 7–HIĐROXI–4–METYLCOUMARIN” Về mặt tổng hợp, chúng tôi đã tiến hành tổng hợp thành công 07 hợp chất, bao gồm: 1) 7–Hiđroxi–4–metylcoumarin (A) 2) Este etyl 4–metylcoumarin–7–yloxiaxetat (B) 3) 4–Metylcoumarin–7–yloxiaxetohiđrazit (C) 4) 3–(4–Metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–on (D) 5) 5–(4–Metoxibenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo–1,3– thiazoliđin–4–on (E1) 6) 5–(4–Clorobenzyliđen)–3–(4–metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–2–thioxo– 1,3–thiazoliđin–4–on (E2) 7) 3–(4–Metylcoumarin–7–yloxiaxetylamino)–5–(4–nitrobenzyliđen)–2–thioxo– 1,3–thiazoliđin–4–on (E3) Tất cả các chất tổng hợp đều được xác định tính chất vật lí (nhiệt độ nóng chảy, trạng thái, màu sắc, tính tan, dung môi kết tinh.). Cấu trúc của các chất cũng được xác nhận qua phổ IR, 1H–NMR, 13C–NMR, HSQC, HMBC, HR–MS. Trong đó 04 chất (D) và (E1–E3) chưa tìm thấy trong các tài liệu mà chúng tôi tham khảo. Kết quả thăm dò hoạt tính sinh học của 3 chất (E1–E3) cho thấy các hợp chất này có khả năng kháng khuẩn gram (+) là Bacillus subtilis và gram (–) là Escherichia coli. Chúng tôi đang tiếp tục ngưng tụ (D) với một số anđehit thơm khác, chuyển hóa (D) thành dẫn xuất N–glycozit và thăm dò hoạt kháng khuẩn của các chất mới tổng hợp. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tiến Công, Nguyễn Trang Thúy Diệu, Võ Thị Hoàng Linh, Đỗ Hữu Đức (2009), “Tổng hợp 7–hiđroxi–4–methylcoumarin và dẫn xuất”, Tạp chí hóa học, T.47 (2A), trang 84–88. [2] Phạm Duy Nam (2009), Nghiên cứu tổng hợp và chuyển hóa các azometin từ dãy 5 – aminoindol thế –Luận án Tiến sĩ Hóa học, trường ĐH KHTN–ĐHQG HN, trang 21. [3] PGS.TS.Nguyễn Kim Phi Phụng (2005), Phổ NMR sử dụng trong phân tích hữu cơ, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. [4] Ngô Văn Thu (1998), Bài giảng dược liệu – tập I, trường Đại học Dược Hà Nội, trang 324–354. [5] Boisde, P.M. & Meuly, W.C. (1993), Coumarin, “Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”, Vol. 7, pages 57. [6] Devprakash and Udaykumar A Bhoi (2011), “A complete review of thiazoliđine–4– ones”, Journal of Pharmacy Research, Vol.4, Issue 7, pages 2434–2440. [7] Dhruva Kumar, Suresh Narwal, and Jagir S. Sandhu (2013), “Catalyst–Free Synthesis of Highly Biologically Active–5–Aryliđene Rhodanine and 2,4– Thiazoliđinedione Derivatives Using Aldonitrones in Polyethylene Glycol”, Research Article, Volume, Article ID 273534, pages 1–4. [8] Edmont V. Stoyanov and Jochen Mezger (2005), “Pechmann Reaction Promoted by Boron Trifluoride Dihydrate”, Journal of Chemistry, pages 763–765. [9] Esra Tatar, İlkay Küçükgüzel1, Erik De Clercq, Neerja Kaushik–Basu (2012), “Synthesis, characterization and antiviral evaluation of 1,3–Thiazoliđine–4–one derivatives bearing L–Valine side chain”, Marmara Pharmaceutical Journal, Vol.16, pages 181–193. [10] Georgieva, N.Trendafilova, A.Aquino, and H.Lischka (2005), “Excited State property of 7–hiđroxi–4–methylcoumarin in the Gas Phase and in Solution.A theoretical study”, J.Phys.Chem.A, Vol.109, No.51, pages 11860–11869. [11] Hassan Ali Zamani, Mohammad Reza Ganjali, Mehdi Adib (2007), “Fabrication of a New Samarium(III) Ion–Selective Electrode Based on 3–{[2–Oxo–1(2H)– acenaphthylenyliden]amino}–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–one”, J. Braz. Chem. Soc, Vol. 18, No.1, pages 215–222. [12] Ibrahim M, Al–Sabea N, Saour Y. K (2005), “Synthesis of nitrocoumarin derivative and separation of its isomers”, AJPS, Vol.1, No.2, pages 52–63. [13] Jagbir Gagoria, Kuldeep Singh, S.K. Jain, Gautam and Aurag Khatkar (2008), “Synthesis and anti–convulsant study of benzylidine Rhodanine derivatives”, Oriental Journal of Chemistry, Vol.24, No.2, pages 713–716. [14] Johanna F. Geissler, Peter Traxler, Urs Regenass, Brendan J. Murray, Johannes L. Roesel, Thomas Meyer, Elaine McGlynn, Angelo Storni, Nicholas B. LydonS (1990), “Thiazoliđine–Diones biochemical and biological activity of a novel class of tyrosine protein kinase inhibitors”, The journal of biological chemistry, Vol.265, No.36, pages 22255–22261. [15] Khaled Toubal, Ayada Djafri, Abdelkader Chouaih, Abdou Talbi (2012), “Synthesis and Structural Determination of Novel 5–Aryliđene–3–N(2–alkyloxiaryl)– 2–thioxothiazoliđin–4–ones”, Molecules, Vol.17, pages 3501–3509. [16] K.K Sriniasan, Y. Neelima, J. Alex, G. Sreejith, A.M. Ciraj and J. Venkata Rao (2007), “Synthesis of novel furobenzopyrones derivatives and evaluation of their antimicrobial and anti–inflammatory activity”, Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, pages 326–331. [17] Ludmyla Mosula1, Borys Zimenkovsky1, Dmytro Havrylyuk1, Alexandruvasile Missir, Ileana Cornelia Chirita, Roman Lesyk (2009), “Synthesis and antitumor activity of novel 2–thioxo–4–thiazoliđinones with benzothiazole moieties”, Farmacia, Vol. 57, pages 321–330. [18] Michael S. Holden and R. David Crouch (1998), “The Pechmann Reaction”, Journal of Chemistry, Vol.75; No.12; papes 631. [19] Milan Cacic,Mladen trkovnik, France Cacic and Elizabeta Ha–Schon (2006), “Synthesis and antimicrobial activity of some derivates of (7–hiđroxi–2–oxo–2H– chromen–4–yl)–acetic acid hyđrazide”, Molecules, Vol.11, pages 134–137. [20] Milan Čačić, Maja Molnar, Bojan Šarkanj, Elizabeta Has–Schön and Valentina Rajković (2010), “Synthesis and Antioxidant Activity of Some New Coumarinyl–1,3– Thiazoliđine–4–ones”, Molecules, pages 6795–6809. [21] Mohammad Reza Ganjali, Hassan Ali Zamani, Parviz Norouzi, Mehdi Adib, Morteza Rezapour, and Mohammad Aceedy (2005), “Zn2+ PVC–based Membrane Sensor Based on 3–[(2–Furylmethylene)amino]–2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–one “, Bull. Korean Chem. Soc, Vol.26, No.4, pages 579–584. [22] Mulay Abhinit, Mangesh Ghodke, Nikalje Anna Pratima (2009), “Exploring potential of 4–thiazoliđinone: a brief review”, International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Vol.1, pages 47–64. [23] Nadia Hanafy Metwally, Magda Ahmed Abdalla, Mosselhi Abdel Nabi Mosselhi, Ebrahim Adel El–Desoky (2010), “Synthesis and antimicrobial activity of some new N–glycosides of 2–thioxo–4–thiazoliđinone derivatives”, Carbohydrate Research, Vol.34, pages 1135–1141. [24] Olexandra Roman, Rroman Lesyk (2007), “Synthesis and anticancer activity in vitro of some 2–thioxo–4–thiazolidone derivatives”, Farmacia, Vol.7. [25] Sachin Malik, Prabhat Kumar Upadhyaya, Sandeep Miglani (2011), “Thiazoliđinediones: A Plethro of Biological Load”, International Journal of PharmTech Research, Vol.3, No.1, pages 62–75. [26] Sanjay Kumar, Anil Saini, and Jagir S. Sandhu (2007), “LiBr–Mediated solvent free von Pechmann reaction: facile ang efficient method for the synthesis of 2H– chromen–2–ones”, pages 18–23. [27] Srivasan Palaniappan, Rampally Chandra Shekhar (2004), “Synthesis of 7– hiđroxi–4–metylcoumarin using polyaniline supported acid catalyst”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Vol.209, pages 117–124. [28] Steele JW, Faulds D, Goa KL (1993), “Epalrestat. A review of its pharmacology, and therapeutic potential in late–onset complications of diabetes mellitus”, Drugs Aging; Vol. 3, No.6, pages 532–555. [29] Sukanta Kamila, Haribabu Ankati, Emily Harry Edward R. Biehl (2012), “A facile synthesis of novel 3–(aryl/alkyl–2–ylmethyl)–2–thioxothiazoliđin–4–ones using microwave heating”, Tetrahedron Letters, pages 1–5. [30] Tanaji T. Talele, Payal Arora, Shridhar S. Kulkarni, Maulik R. Patel, Satyakam Singh,Maksim Chudayeu, Neerja Kaushik–Basu (2010), “Structure–based virtual screening, synthesis and SAR of novel inhibitors of hepatitis C virus NS5B polymerase”, Bioorganic & Medicinal Chemistry, pages 4633–4634. [31] Tej Prakash Singh, Pramod Kumar Sharma, Preet Kanwal Kaur, Sombhu Charan Mondal and Amit Gupta (2011); “Pharmacological Evualation of Thiazoliđinone Derivatives: A Prespective Review”, Department of Pharmaceutical Chemica, Vol.3, No.1, pages 194–206 [32] Valery F. Traven (2004), “New Synthetic Routes to Furocoumarin and Their Analogs: A Review”, Journal of Chemistry, Vol.16, pages 51–64. [33] Vladimir N. Yarovenko,Alexandra S. Nikitina, Egor S. Zayakin, Igor V.Zavarzin, Mikhail M. Krayushkin, Leonid V. Kovalenkob (2008),“2–Thioxopyrano[2,3d][1,3] thiazoles by Diels–Alder reaction of aryliđenerhodanines under microwave irradiation”, Issue in Honor of Prof. Irina Beletskaya, pages 103–111. [34] Vnod Kumar Pandey, Sara Tusi, Zehra Tusi, Madhawanand Joshi, Shashikala Bajpai (2004), “Synthesis and biological activity of substituted 2,4,6–triazines”, pages 1–12. [35] V. N. Yarovenko, A. S. Nikitina, I. V. Zavarzin, M. M. Krayushkin, L. V. Kovalenko (2007), “Synthesis of 2–thioxo–1,3–thiazoliđin–4–one derivatives”, Russian Chemical Bulletin, International Edition, Vol.56, No.8, pages 1624–1630. [36] Xuemei Ma,Wenjun Wu, Qiong Zhang, Fuling Guo, Fashun Meng, Jianli Hua (2009), “Noval fluoranthene dyes for efficient dye sensitized solar cells”, Dyes and Pigments, Vol.82, pages 3. [37] Wilson Cunico, Claudia R.B. Gomes, Walcimar T. Vellasco Jr (2008), “Chemistry and Biological Activities of 1,3–Thiazoliđin–4–ones”, Mini–Reviews in Organic Chemistry, Vol.5, pages 336–344. [38] Zhen–Hua Chen, Chang–Ji Zheng, Liang–Peng Sun, Hu–Ri Piao (2010), “Synthesis of new chalcone derivatives containing a rhodanine–3–acetic acid moiety with potential anti–bacterial activity”, European Journal of Medicinal Chemistry, pages 5739–5743. [39] Audrey Miler, Philippa H.Solomon (1999), “Writing reaction mechanisms in Organic chemistry”, Elsevier Science and Technology books, page 186. [40] –structure–14258.html [41] –hmr–08–symmetry.html [42] PHỤ LỤC Phụ lục 1. Phổ IR của 7-hiđroxi-4-metylcoumarin (A) Phụ lục 2. Phổ IR của este etyl 4-metylcoumarin-7-yloxiaxetat (B) Phụ lục 3. Phổ IR của 4-metylcoumarin-7-yloxiaxetohiđrazit (C) Phụ lục 4. Phổ IR của 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (D) Phụ lục 5. Phổ proton 1H-NMR của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (D) Phụ lục 6. Phổ proton 1H-NMR giãn rộng của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (D) Phụ lục 7. Phổ cacbon 13C-NMR của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (D) Phụ lục 8. Phổ cacbon 13C-NMR giãn rộng của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (D) Phụ lục 9. Phổ IR của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 10. Phổ proton 1H-NMR của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 11. Phổ proton 1H-NMR giãn rộng của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 12. Phổ cacbon 13C-NMR của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 13. Phổ cacbon 13C-NMR giãn rộng của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 14. Phổ HSQC của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 15. Phổ HSQC giãn rộng của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 16. Phổ HMBC của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 17. Một phần phổ HMBC giãn rộng của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 18. Một phần phổ HMBC giãn rộng của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 19. Phổ IR của chất 5-(4-clorobenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E2) Phụ lục 20. Phổ proton 1H-NMR của chất 5-(4-clorobenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E2) Phụ lục 21. Phổ proton 1H-NMR giãn rộng của chất 5-(4-clorobenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E2) Phụ lục 22. Phổ cacbon 13C-NMR của chất 5-(4-clorobenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E2) Phụ lục 23. Phổ cacbon 13C-NMR giãn rộng của chất 5-(4-clorobenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E2) Phụ lục 24. Phổ IR của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-5-(4-nitrobenzyliđen)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E3) Phụ lục 25. Phổ proton 1H-NMR của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-5-(4-nitrobenzyliđen)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E3) Phụ lục 26. Phổ proton 1H-NMR giãn rộng của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-5-(4-nitrobenzyliđen)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E3) Phụ lục 27. Phổ cacbon 13C-NMR của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-5-(4-nitrobenzyliđen)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E3) Phụ lục 28. Phổ cacbon 13C-NMR giãn rộng của chất 3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-5-(4-nitrobenzyliđen)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E3) Phụ lục 29. Phổ HR-MS của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 30. Phổ HR-MS của chất 5-(4-metoxibenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E1) Phụ lục 31. Phổ HR-MS của chất 5-(4-clorobenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E2) Phụ lục 32. Phổ HR-MS của chất 5-(4-clorobenzyliđen)-3-(4-metylcoumarin-7-yloxiaxetylamino)-2-thioxo-1,3-thiazoliđin-4-on (E2)