Khóa luận tốt nghiệp hóa học khảo sát thành phần hóa học cao hexane của loài địa y parmotrema sancti angelii lynge hale

Khóa luận khảo sát thành phần hóa học cao hexane của địa y Parmotrema sancti angelii, cung cấp thông tin quý giá cho nghiên cứu hóa học.

• Tác giả: Châu Thị Thanh Thao
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tiến Công
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Khóa Luận Tốt Nghiệp Hóa Học Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Cao Hexane Của Loài Địa Y Parmotrema Sancti Angelii Lynge Hale
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đại cương về acid salicylic và dẫn xuất
• 1.2. Chuyển hóa acid salicylic
• 1.3. Đại cương về hydrazide
• 1.4. Tổng hợp hydrazide
• 1.5. Chuyển hóa hydrazide
• 1.6. Đại cương về hydrazide N-thế
• 1.7. Chuyển hóa hydrazide N-thế
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Tổng hợp methyl 2-hydroxybenzoate A (ester methyl salicylate)
• 2.2. Tổng hợp methyl 2-hydroxy-5-iodobenzoate (B)
• 2.3. Tổng hợp 2-hydroxy-5-iodobenzohydrazide (C)
• 2.4. Tổng hợp V-(4-(dimethylamino)benzylidene)-2-hydroxy-5-iodobenzohydrazide
• 2.5. Tổng hợp M-(2-nitrobenzylidene)-3-hydroxy-5-iodobenzohydrazide
• 2.6. Tổng hợp M'-(4-chlorobenzylidene)-3-hydroxy-5-iodobenzohydrazide
• 2.7. Tổng hợp M'-(4-methoxybenzylidene)-2-hydroxy-5-iodobenzohydrazide
• 2.8. Xác định nhiệt độ nóng chảy và các tính chất phổ
• 2.8.1. Nhiệt độ nóng chảy
• 2.8.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tổng hợp methyl salicylate (A)
• 3.2. Các biện pháp làm tăng hiệu suất phản ứng. Tính chất và cấu tạo. Tổng hợp methyl 2-hydroxy-5-iodobenzoate (B)
• 3.3. Tính chất của sản phẩm
• 3.4. Tổng hợp 2-hydroxy-5-iodobenzohydrazide (C). Các biện pháp làm tăng hiệu suất phản ứng
• 3.5. Phân tích phổ IR của (C)
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

Tóm tắt

I. Tổng quan về khóa luận tốt nghiệp hóa học khảo sát cao hexane

Khóa luận tốt nghiệp hóa học khảo sát thành phần hóa học cao hexane của loài địa y parmotrema sancti angelii là một nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về thành phần hóa học của loài địa y mà còn mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng trong y học và công nghiệp. Việc khảo sát này sẽ cung cấp thông tin quý giá về các hợp chất có hoạt tính sinh học, từ đó có thể phát triển các sản phẩm mới từ thiên nhiên.

1.1. Đặc điểm của loài địa y parmotrema sancti angelii

Loài địa y parmotrema sancti angelii là một trong những loài địa y phổ biến, có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường khắc nghiệt. Đặc điểm cấu trúc và sinh học của loài này đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, cho thấy sự phong phú về thành phần hóa học.

1.2. Tầm quan trọng của cao hexane trong nghiên cứu

Cao hexane là một trong những thành phần chính được chiết xuất từ địa y, có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp. Việc khảo sát thành phần hóa học của cao hexane sẽ giúp xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học, từ đó mở ra cơ hội cho việc phát triển thuốc mới.

II. Vấn đề và thách thức trong khảo sát thành phần hóa học

Khảo sát thành phần hóa học của cao hexane từ loài địa y parmotrema sancti angelii gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là việc chiết xuất và phân tích các hợp chất có trong cao hexane. Các phương pháp chiết xuất cần được tối ưu hóa để đảm bảo thu được lượng cao tối đa với chất lượng tốt nhất. Ngoài ra, việc phân tích các hợp chất cũng đòi hỏi kỹ thuật hiện đại và chính xác.

2.1. Các phương pháp chiết xuất cao hexane

Có nhiều phương pháp chiết xuất cao hexane từ địa y, bao gồm phương pháp Soxhlet, phương pháp siêu âm và phương pháp chiết xuất bằng dung môi. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, cần được lựa chọn phù hợp với mục tiêu nghiên cứu.

2.2. Thách thức trong phân tích thành phần hóa học

Phân tích thành phần hóa học của cao hexane yêu cầu sử dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại như sắc ký lỏng cao áp (HPLC) và khối phổ (MS). Việc lựa chọn phương pháp phân tích phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của kết quả.

III. Phương pháp khảo sát thành phần hóa học cao hexane

Để khảo sát thành phần hóa học của cao hexane từ loài địa y parmotrema sancti angelii, nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp chiết xuất và phân tích hiện đại. Phương pháp Soxhlet được sử dụng để chiết xuất cao hexane, sau đó các hợp chất được phân tích bằng HPLC và MS. Kết quả thu được sẽ giúp xác định các hợp chất chính có trong cao hexane.

3.1. Quy trình chiết xuất cao hexane

Quy trình chiết xuất cao hexane bao gồm các bước như chuẩn bị mẫu, chiết xuất bằng phương pháp Soxhlet và thu hồi cao. Mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo chất lượng cao của sản phẩm cuối cùng.

3.2. Phân tích các hợp chất bằng HPLC

Sử dụng HPLC để phân tích các hợp chất có trong cao hexane cho phép xác định chính xác thành phần hóa học. Kỹ thuật này giúp phát hiện các hợp chất có hoạt tính sinh học, từ đó đánh giá tiềm năng ứng dụng trong y học.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy cao hexane từ loài địa y parmotrema sancti angelii chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học. Các hợp chất này có thể được ứng dụng trong việc phát triển thuốc mới, đặc biệt là trong điều trị các bệnh lý liên quan đến vi khuẩn và nấm. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc khai thác và sử dụng tài nguyên thiên nhiên trong y học.

4.1. Các hợp chất chính trong cao hexane

Nghiên cứu đã xác định được một số hợp chất chính trong cao hexane, bao gồm các dẫn xuất phenolic và terpenoid. Những hợp chất này đã được chứng minh có tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm.

4.2. Ứng dụng trong y học

Các hợp chất có trong cao hexane có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm mới. Việc nghiên cứu và ứng dụng các hợp chất này có thể giúp cải thiện hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ của thuốc.

V. Kết luận và triển vọng tương lai

Khóa luận tốt nghiệp hóa học khảo sát thành phần hóa học cao hexane của loài địa y parmotrema sancti angelii đã cung cấp những thông tin quý giá về thành phần hóa học và tiềm năng ứng dụng của cao hexane. Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào kho tàng tri thức hóa học mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực dược phẩm và hóa học hữu cơ.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng cao hexane từ địa y chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, có thể được ứng dụng trong y học. Những phát hiện này mở ra cơ hội cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các sản phẩm dược phẩm từ cao hexane, cũng như khảo sát thêm các loài địa y khác để tìm kiếm các hợp chất mới có hoạt tính sinh học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: TONG QUAN I. Đại cương về acid salicylic và dan xuất 1. Đặc điểm cấu tạo Acid salicylic là một chất được sử dung rộng rai trong tong hợp hữu cơ, có công thức phan tử là C;H„O;. công thức cấu tạo như sau; fe) OH — (1) OH Acid salicylic có dạng tinh thé hình kim, óng ánh, không mau, không mùi, vị chua hơi ngọt, nhiệt độ nóng chảy 159.

[1] Acid salicylic khó tan trong nước (0.2 g/100 mL H;O ở 20°C), tan tốt trong ethanol, methanol, ether và chloroform. Các phương pháp tông hợp Acid salicylic (1) lần đầu tiên được cô lập từ cây râu dé (meadowsweet) bởi các nhà nghiên cứu của Đức năm 1839. [3] Acid salicylic (1) có thể được tổng hợp từ phan ứng carbonat hóa natri phenolate - phản ứng Kolbe - Schmitt. Đầu tiên, natri phenolate (2) được xử lý với khí CO; & áp suất cao (100 atm), nhiệt độ 150°C thu được natri salicylate (3).

acid hóa natri salicylate (3) wee acid sunfuric thu duge acid salicylic (1). ONa _ tse COONaHaệO COOH 100 atm (2) SVTH: Châu Thị Thanh Thao 6 KHÓA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG Acid salicylic cũng có thé được điều chế bang cách thủy phân Aspirin (4) {acid acetylsalicylic) hay methyl salicylate (5) (dau Wintergreen) với một acid manh. Chuyén hóa acid salicylic Acid salicylic trong phan tử vừa có nhóm carboxy! vừa có nhóm hydroxyl nên ngoài phản ứng trên vòng benzene còn các phản ứng thẻ hiện tính chất của của cả hai nhóm chức trên.

Phản ứng trên nhân benzen Trên nhân benzene của acid salicylic có 2 nhóm thế: nhóm carboxy! định hướng thé vào vị trí meta- trong khi đó nhóm hydroxy! lại định hướng thé vào vị trí ortho- và para- nên trong phan ứng thé trên nhân benzene của acid salicylic thì nhóm hydroxy! (đẩy electron, tăng hoạt) sẽ chỉ phối sự định hướng thế còn hiệu ứng lập thé của nhóm carboxy! sẽ xác định vị tri ưu đãi hơn. [5] ® Phan ứng nitro hóa Theo tác giả [6] các dan xuất nitrosalicylic có thể được tổng hợp bằng phản ứng nitro hóa trực tiếp acid salicylic. Nếu thực hiện phan ứng trong điều kiện nhiệt độ thắp (từ 40-60°C) sẽ thu _ được dan xuất mono nitro (6) SVTH: Châu Thị Thanh Thao 7 KHÓA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CONG OH OH COOH H;SO;¿ COOH + HNO, ————*> + HạO 40-609 C (1) NO, (6) Nếu thực hiện phản ứng trong điều kiện nhiệt độ cao hon (80 - 90°C) sé thu được din xuất dinitro (7) OH H COOH H;SO; O2N COOH + 2HNO, ————m + 2H,0 80-909 C i) NO; (7) Các amide (8) tao bởi các dẫn xuất nitrosalicylic trên với nitroanilin có tác dụng kháng khuân và kháng nắm tốt.

[6] NH» OOH ON —= ° A At tk —M, le, ae ZA an A 120-1259C = a, (8) Khi cho 4-amino-2-hydroxybenzoic acid (9) hoặc dẫn xuất ester, hydrazide ngưng tụ với 4-chlorophenylisothiocyanate (10) sẽ thu được các chất có ứng dụng trong y học, tác dung mạnh trên vi khuẩn Gram(+), tác dụng yếu hoặc không tác dụng trên vi khuẩn Gram/-), thường dùng làm thuốc kháng sinh. [7] SVTH: Châu Thị Thanh Thao 8 KHÓA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CONG S l COOR COOR N~ AL Za OH HN N OH oe ———*+> (9) (10) G (11) Với R= -CH;, -C2Hs, -CH(CH;);, -NH-NH-C;H:. Hợp chất 2-hydroxy-4-{[(isonicotinoylhydrazono)methy! Jamino} benzoic acid (12) có khá năng ức chế cao (96%) đối với vi khuẩn M.tuberculosis H37 Rv ở nông độ 0.

iod hóa aniline (14) tạo 4-iodoaniline (15), phan ứng giữa (14) va (15) cho 2-hydroxy-4-iodo-N-(4-iodophenyl)benzamide (16) có hoạt tinh kháng khuẩn mạnh trên nhiều ching nắm như Streptococus feacalis, S.aureus, tác dụng yếu trên E.Coli và Pseudomonas aeruginosae. SVTH: Chau Thị Thanh Thao 9 KHÓA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG =——————————————————————————— OH OH ` COOH ọ |` NaHCO, ———> ' CƠ; + Nai, HO (1) I (13) NH, NH, 1, 2 + NaHCO, ————> O + CO, + Nai + HạO l (14) (15) NH2 ae 120=O - COOH I I (13) (15) (16) Các dẫn xuất nitro-, bromo- và chlorosalicylanilide (17) có tác dụng tốt trên các vi khuẩn Gram (+) và trên nhiều chủng nắm như Streptococus feacalis, S. [7] Tà (17) SVTH: Châu Thị Thanh Thao 10 KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP GVHD: TS.

NGUYEN TIEN CÔNG a b. Phan ứng trén nhóm hydroxyl Vì nhóm -OH cua acid salicylic được gắn trên nhân thom nên có những tính chất tương tự như nhóm -OH trong phenol như phản ứng với RX.trong mỗi trường kiểm (R: gốc hydrocarbon) theo cơ chế S2, phản ứng với diazometane và phan ứng ester hóa. Theo tải liệu [9], cho acid salicylic (1) tác dụng với diazometane trong dung môi eter thu được 2-methoxybenzoic acid (18). COOH COOH OH OCH; Eter + CHẠN —— + Ny @) (18) Cho acid salicylic (1) tác dụng với anhydride acetic ớ nhiệt độ 80-90" C thu được acid 2-acetoxybenzoic (aspirin) (4) có tác dụng hạ nhiệt.

Phan ứng trên nhóm carboxyl Nhóm carboxylic -COOH của acid salicylic thé hiện đầy đủ tính chất của một acid: tác dụng với kim loại. oxit kim loại, mudi, dung dich kiém,. Ngoài ra nhóm >C=O trong phân tứ acid salicylic còn có thể tham gia phan ứng cộng nucleophile (Ay): tác dụng với amin; phan ứng ester hóa ( CH;:OH, C;H;OH.); phan ứng với thionyl sunfua SOCI;, PCH:, PBr; (với phản ứng nay sẽ tạo ra sản phẩm thé OH trong nhóm -COOH). Dưới đây là một số phan ứng tiêu biểu: [11] SVTH: Châu Thị Thanh Thao II KHOA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS.

NGUYEN TIEN CONG OH OH œ COOH CONH; + NH, — + HạO (1) (19) OH OH COOH Acid COOC;H; CạHOH = + HạO (1) (20) OH OH COOH COCI + PCl ———> + HCl + POC, (1) (21) OH COOH COGI (1) (21) Cho acid salicylic (1) tác dụng với methanol lấy du có mặt acid sunfuric đặc làm xúc tác ở nhiệt độ sôi của methanol trong 10 giờ thu được methyl 2- hydroxybenzoate (5). { I2] SVTH: Châu Thị Thanh Thao 12 KHOA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CONG COOH THƠ H SO, Soa + CHOH =——— + HO (1) (5) Theo tải liệu [13], khi cho acid salicylic tác dụng với thionyl dichloride ở nhiệt độ vừa phái trong 8 giờ thu được 2-hydroxybenzoyl chloride (21), cho (21) phan ứng với thiosemicarbazide trong dung môi benzene thu được (22). Cho (22) phan ứng với NaOH 4%, sau khi acid hóa nước lọc thu được 2-(5-mercapto-4H- \.4-triazol-3-yl)phenol [M.

OH i OH O COOH os a = —— + 8O; + HCl là A HÀ (21) (22) ~ OH O OH NAN | Ồ—su WH 1. HC! (22) NH; (23) SVTH: Châu Thị Thanh Thao 13 KHOA LUAN TOT NGHIEP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CONG Il. Dai cwong ve hydrazide I.

Đặc điểm cấu trúc Hydrazide thuộc vào nhóm dẫn xuất của acid carboxylic, trong đó nhóm OH đã được thay thé bằng nhóm -NHNH;. Công thức chung cua các hydrazide là RCONHNH;, Hydrazide có khối lượng phân từ tương đối lớn. có khá năng tạo liên kết hydro với nhau nên thưởng tin tại ở trạng thái rắn, Trên phô hỏng ngoại của hydrazide thường xuất hiện các pic hap thụ sau: © Pic hap thụ cực đại ở 1650 - 1700 em}' đậc trưng cho nhóm carbonyl (C=O), ¢ Bam pic hấp thụ cường độ mạnh vùng 3200 - 3450 em Ì đặc trưng cho dao động hóa trị cla nhóm -NHNH;, trong dé pic hấp thụ của -NH; thường có dang manh và nhọn ở vùng tan số cao (thường gan 3300 em `). Tổng hợp hydrazide Hydrazide thường được tong hợp bảng phản ứng giữa ester methyl! hay ethyl carboxylate với hydrazine hydrate.

Phan ứng xảy ra theo cơ chế cộng - tách: nu R + NH,NH, === n—|—o =—=> R aaj os & = -OR' R háNHNH; ~ R NHNH; © fe) On Vẻ tong hop hydrazide chúng tôi thay cỏ một số công trình tiêu biểu Sau. SVTH: Châu Thị Thanh Thao 14 KHOA LUẬN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYÊN TIỀN CÔNG Theo tải liệu [14], cho methyl! salicylate (5) phan ứng với hydrazine hydrate trong dung môi ethanol thu được 2-hydroxybenzohydrazine (24). COOCH, CONHNH, eee H,O OH ee 12h, 7 (24) Theo tải liệu [15], cho methyl 4-acetamido-2-hydroxybenzoate (25) phan img voi hydrazine hydrate trong dung môi ethanol thu được 4-acetamido-2- hydrox ybenzohydrazide (26).

COOCH, CONHNH, _ SA HạO - 12h, ethanol NHCOCH; NHCOCH; (25) (26) 3. Chuyén héa hydrazide Hydrazide được xem là hợp chất trung gian quan trọng trong các quá trình tổng hợp dị vòng chứa nitơ. Các tác gia [16] tông hợp được dị vòng 1,2,4-triazole khi cho 2- hydroxylbenzohydrazide (24) hòa tan trong KOH, sau đó tác dụng với CS». San phẩm thu được phan ứng với I-phenylhydrazine tạo 4-anilino-5-(2°- hydroxyphenyl)-3-mercapto- ! ,2,4-triazole (27).

SƯTH: Châu Thị Thanh Thao 15 KHOA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CONG —NH CONHNH; h Nag OH _LC 1. S/KKOH OH - eee a (24) (27) Đẻ tong hợp các di vòng 1,3,4-oxadiazole thì các tác giả [14], [17], [18] da cho hydrazide tác dụng với CS;/KOH trong dung môi ethanol H R ne “NH —N CS,/ KOH <<A|L 0 C;H:OH (28a-c) (29a-c) Với R= t © >— UO s O (28a, 29a) (28b, 29b) (28c, 29c) Các tác giá [14], [19] đã tổng hợp các dj vòng 1,3,4-oxadiazole bằng cách cho hydrazide phản ứng với acid carboxylic có mặt POCI, làm xúc tác. Quá trình phan ứng như sau: N AL Ay.

su 9 _ArCOOH_ POC, 7 Nế \ R“ NHNH; —— r Y -HạO _~ —Ø (30a - b) ° (31a - b) Với R= SVTH: Châu Thị Thanh Thao 16 KHÓA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYÊN TIỀN CÔNG OH ` ứ { X t ; SN HạC (30a - 31a) 31b) (3-0b Tác giá [15] đã tổng hợp A-(3-hydroxy-4-(5-mercapto-l,3,4-oxadiazol-2- yl)phenylacetamide (32) khí thiocarbamoyl hóa 4-acetamido-2- hydroxybenzohydrazide (26) bảng tetramethylthiuram disunfua (TDTM) trong dung mỏi DMF trong 3-4 giờ. CONHNH; OH \ SH OH TMTD,3-4h Ơ ——_____ HyạCOCHN NHCOCH; 26 (32) Muối carbazate (34) được tạo thành khi cho hydrazide phản ứng với phenyl isothiocyanate (33). CÀ, ——ờ R“ `N TT X4) S (33) (34) Theo phương pháp nay, Vashi va cộng sy [20] đã chuyên hoa hợp chat 2-(2-isopropyl-S-methyl-4-nitrosophenoxy)acetohydrazide (35) thánh muối carbazate.

sau đó thực hiện phản img khép vòng trong những điều kiện khác nhau dé tạo thành các dẫn xuất chứa dj vòng 1,2. SVTH: Châu Thị Thanh Thao 17 KHOA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CONG ON (35) H;SO,d ^^ (38) Với R= Cols, 2~CHy-CyHy, 3-CH;-C,H¿, 4-CH;-C,H,., 2-CH;:O-C,H,, 3-CH¡O-C¿H¿, 4-CH;O-C¿H¿, 2,4-(CH¡);-C¿H;›, 3,4-(CH;);-C¿H;, 3. Đại cương về hydrazide V-thế I.

Đặc điểm cấu trúc của hydrazide N-thé Hydrazide N-thé là san phẩm tạo thành khi thay thể nguyên tử hydro của nhóm -NH; trong phân tử hydrazide bing gốc hydrocarbon. Như vậy, tir hydrazide khi thực hiện phản ứng ngưng tụ với hợp chat carbonyl ta sẽ thu được sản phẩm là các hydrazide N-the. SVTH: Châu Thị Thanh Thao 18 KHOA LUAN TOT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYEN TIEN CONG , ——— Ay O H R" Tác gia [17] cho 4-isopropylthiazole-2-carbahydrazide (28b) tac dụng với các aldehyde va các dẫn xuất acetone khác nhau khi có mặt xúc tác acid acetic thu được các hydrazide N-thé.

CH;COR, LÒ { pa) RạCHO wae Với Rị = CH¡, CoHs, 4-CI-C¿H¿, 4-O;N-C¿H¿, 4-Br-C,H¿, 4-CH;-C,H,, 4-OH-C,H¿. Ry = CoHs, 3,4,5-(CH¡);-C,H;, 4-N(CH;);-C,H¿, 4-OH-C,H.