Khóa luận tốt nghiệp hóa học nghiên cứu cấu trúc của một số sản phẩm chuyển hóa từ 2 acetamido 3 4 chlorophenylacrylohydrazide

Khóa luận tốt nghiệp hóa học nghiên cứu cấu trúc sản phẩm chuyển hóa từ 2 acetamido 3 4 chlorophenylacrylohydrazide, cung cấp kiến thức chuyên sâu.

• Tác giả: Trương Thị Quỳnh Như
• 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: Nghiên Cứu Cấu Trúc Của Một Số Sản Phẩm Chuyển Hóa Từ 2-(Acetamido)-3-(4-Chlorophenyl)Acrylohydrazide
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: OXAZOLONE VÀ CÁC DẪN XUẤT
• 1.1. Đặc điểm cấu tạo
• 1.2. Tổng hợp oxazolone và các dẫn xuất
• 1.3. Tổng hợp hydrazide
• 1.3.1. Đặc điểm cấu tạo
• 1.3.2. Tổng hợp hydrazide
• 1.4. Một số phản ứng chuyển hóa hydrazide
• 1.5. Hoạt tính sinh học của một số hydrazide N-thé (hydrazone)
• 2. CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về khóa luận tốt nghiệp hóa học nghiên cứu cấu trúc

Khóa luận tốt nghiệp hóa học nghiên cứu cấu trúc của một số sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Đề tài này không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn phát triển kỹ năng thực nghiệm trong nghiên cứu hóa học. Việc nghiên cứu cấu trúc của các sản phẩm chuyển hóa sẽ mở ra nhiều hướng đi mới trong việc phát triển các hợp chất có hoạt tính sinh học.

1.1. Mục đích và ý nghĩa của nghiên cứu cấu trúc hóa học

Mục đích chính của nghiên cứu này là xác định cấu trúc của các sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các hợp chất mới có khả năng ứng dụng trong y học và dược phẩm.

1.2. Các sản phẩm chuyển hóa và ứng dụng của chúng

Các sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y học đến nông nghiệp. Việc hiểu rõ cấu trúc của chúng sẽ giúp tối ưu hóa các ứng dụng này.

II. Thách thức trong nghiên cứu cấu trúc hóa học

Nghiên cứu cấu trúc hóa học không chỉ đơn thuần là việc xác định công thức phân tử mà còn bao gồm việc phân tích các đặc tính vật lý và hóa học của các hợp chất. Một trong những thách thức lớn nhất là việc xác định cấu trúc chính xác của các sản phẩm chuyển hóa, điều này đòi hỏi sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm.

2.1. Khó khăn trong việc tổng hợp các sản phẩm chuyển hóa

Quá trình tổng hợp các sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide có thể gặp nhiều khó khăn do tính chất hóa học của các hợp chất này. Việc tối ưu hóa điều kiện phản ứng là rất cần thiết để đạt được hiệu suất cao.

2.2. Phân tích cấu trúc và các phương pháp sử dụng

Việc phân tích cấu trúc của các sản phẩm chuyển hóa thường sử dụng các phương pháp như phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và phổ khối lượng (MS). Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng.

III. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm chuyển hóa

Để nghiên cứu cấu trúc của các sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide, một số phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Những phương pháp này không chỉ giúp xác định cấu trúc mà còn cung cấp thông tin về hoạt tính sinh học của các hợp chất.

3.1. Tổng hợp và tinh chế sản phẩm

Quá trình tổng hợp và tinh chế các sản phẩm chuyển hóa được thực hiện thông qua các phản ứng hóa học cụ thể. Việc lựa chọn điều kiện phản ứng phù hợp sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất của sản phẩm.

3.2. Phân tích cấu trúc bằng phương pháp hiện đại

Các phương pháp phân tích hiện đại như NMR và MS được sử dụng để xác định cấu trúc của các sản phẩm chuyển hóa. Những phương pháp này cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử và các đặc tính hóa học của hợp chất.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cấu trúc của các sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide đã chỉ ra rằng các hợp chất này có tiềm năng ứng dụng cao trong lĩnh vực dược phẩm. Việc xác định cấu trúc chính xác giúp mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc mới.

4.1. Kết quả phân tích cấu trúc

Kết quả phân tích cho thấy các sản phẩm chuyển hóa có cấu trúc ổn định và có khả năng tương tác tốt với các mục tiêu sinh học. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao.

4.2. Ứng dụng trong y học và dược phẩm

Các sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide có thể được ứng dụng trong việc phát triển thuốc kháng khuẩn, kháng virus và các loại thuốc điều trị ung thư. Việc nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất này sẽ giúp nâng cao hiệu quả điều trị.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Khóa luận tốt nghiệp hóa học nghiên cứu cấu trúc của một số sản phẩm chuyển hóa từ 2-(acetamido)-3-(4-chlorophenyl)acrylohydrazide đã đạt được những kết quả đáng khích lệ. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu thêm để hiểu rõ hơn về các hợp chất này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sản phẩm chuyển hóa có cấu trúc đa dạng và tiềm năng ứng dụng cao. Việc xác định cấu trúc chính xác là bước đầu tiên quan trọng trong việc phát triển các hợp chất mới.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học của các sản phẩm chuyển hóa này. Việc phát triển các phương pháp tổng hợp mới và tối ưu hóa quy trình sẽ giúp nâng cao hiệu quả nghiên cứu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. OXAZOLONE VÀ CÁC DAN XUẤT 1. Đặc điểm cấu tao Oxazolone là một hợp chất dị vòng Š cạnh chứa dj tố nitrogen va oxygen. Oxazolone còn có tên gọi khác là azlactone, được nghiên cứu và tông hợp lần dau tiên vào năm 1893 bởi Friedrich Gustav Carl Emil Erlenmeyer [7].

Dẫn xuất 2-alkyl-4- arylidencoxazol-5-one có dang: R€ Ũ O \.6 3 -N báO K Nguyên tử carbon ở vi trí C và CÍ sẽ quyết định đến hoạt tính sinh học [46]. Tổng hợp oxazolone và các dẫn xuất Có rất nhiều phương pháp đẻ ting hợp oxazolone. Trong công trình [21], khi cho sebasoyl phản ứng với glycine, tác gid đã thu được các hợp chất oxazolone mới. , on o oO oO oO Af = | LW | cI Ẳ LCL NHỊCHCOOH yg“ XS” to S “ta H;` H HS oH Ac AcOH ArCHO 0 C Oo | aN VT Te Oo x ——CH 0 x-H, Br, OH x Theo tai liệu [31], bang phản ứng Erlenmeyer tác giả đã tông hợp được benzylidene-2-oxazol-5(4H)-one.

SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 9 đnn —=CO U H + ¿ \ C HO Ho Hà R\ __— fe) CH,COONa reflux 3h 'O3>O R—H, 2-OH, 2-Cl, 3-CH;, $-NO, Các tac gid [39] đã tổng hop được 2-0-tolyl-4-(3-N.N- dimethylaminophenylmethylene)-oxazol-5-one (TDPO), là một dan xuất mới của oxazole-Š-one. HO NSHạA È #,CO),0 en 2h CH,COUNs HAC N ( ⁄ H O H;C ie) Việc tôi ưu hóa năng lượng cũng cho thay cấu hình Z tại liên kết đôi giữa hợp phân aryliden với vòng oxazolone có năng lượng thấp hơn cấu hình £, Sau khi nghiên cứu cau trúc phân tử bằng phương pháp chiếu xạ tinh thé tia X, các tác giả đã khang định rằng TDPO tôn tại ở cau hình Z. Sử dụng phương pháp Erlenmeyer, tác giả [37] đã tông hợp (Z)-2-aryl-4- arylidene-5(4//)-oxazolone (4-6). SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 10 Ọ =v lí OH Ñ AuO: R, NSS R, + H NaOAo oO KR; Rz (1-3) (4-6) Ry) =H Rị— Br, Ry H (8), Rị— H, Rạ~— Br (8), R;—H(1).

Ry — Br (2), Rp — (3) Rị—H. R;- L(ế) Mặc di trong các chất (4-6) vẫn tồn tại 2 dang cấu hình là Z và E nhưng phản img Erlenmeyer lại có tinh chọn lọc về mặt lập thê, ưu tiền những dong phân Z có độ bên cao vẻ nhiệt độ cũng như là dé tách ra trong quá trình kết tinh lại. Theo tai liệu [32] nhóm tác gid đã tông hợp azlactone theo phương pháp Erlenmeyer: t+ Hipperio tel ho ee Acetic unty pm Ho Sud A210 Ke tụ 7 Fs H 2.H H tOMe wm tt 2-0Me S-OMe non S.UMe SIM 12 S0Me ®©ÓOMc S-OMw Trong nghiên cứu này, các tác gia đã xác định cau hình E/Z của các chat (11) và (12) dựa trên phép đo nhiễu xạ đơn tinh thé tia X và thay rằng các hợp chat nay ton tai chủ yeu ở dang Z. Các tác giả cũng sử dụng phương pháp DFT (density functional theory — lý thuyết hàm mật độ) để xác định độ bên của các hợp chất (11) và (12).

Kết quả cho thấy ở cau hình Z có ít tương tác không gian hơn so với cấu hình E, vì thể năng lượng thấp hơn nên bèn hơn. Tổng hợp hydrazide 1. Đặc điểm cấu tạo Hydrazide thuộc vào nhóm dẫn xuất của acid carboxylic, trong đó nhóm -OH được thay bởi nhóm -NHNH:. SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang LÍ Công thức chung của hydrazide là RCONHNH:.

Do có khối lượng phân tử không nhỏ đồng thời giữa các phân tử lại tạo liên kết hydrogen nên hydrazide thường tổn tại ở dang chất rắn. Tông hợp hydrazide Người ta thường tông hợp hydrazide bang phản ứng giữa methyl hay ethyl ester của acid carboxylic với hydrazine hydrate. Phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng tách (AcB2): NH; NH» HN ` i - chậm _ nhanh - fie R—C—OR tH,Ñ—NH,C= NNT R—C—OR = OR Shim R—O—OR Ì RCN | oO O OH 0 Do hydrazide là một tác nhân nucleophile mạnh đồng thời sản phẩm hydrazide thường có độ tan vừa phải trong dung môi nên hiệu suất phản ứng thường khá cao. Ngoài ra, hydrazide còn được tổng hợp bằng phản ứng giữa oxazolone với hydrazine hydrate.

O C |là R So ` “NHNH; + HạN—NHy —————> | O Với phương pháp này thì tác giả [20] cũng đã tông hợp được hydrazide như mong muốn khi tiễn hành khuấy oxazol-5-one với hydrazine hydrate trong dung môi ethanol. SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 12 Theo một tải liệu khác [51], khi cho 4-(2-(methylthio)ethyl)-2-(3- nitrophenyl)oxazol-5(4H)-one tác dụng với hydrazine hydrate 98% trong dung môi dioxan tác giả cũng thu được hydrazide của X-(3-nitrobenzoyl)-D,L-methionine. ' ? TÁC Hs | § C ẻ HC ^*ecZ aa TMNHNH; HC ce H› “Ea? \ oO — > Hạ N=ứ Oo. Ố c Hydrazide của acid 2-benzoylamino-3-substituted-acrylic cũng fae tông hợp khi cho oxazolone phản ứng với hydrazine hydrate {23].

NHẠNH \ lÀ = 2-OCH)-Ph, 3. of \w mm NHNH; liên NH;NH;› YY Hsa lu ‘ Đá Tuy nhiên, cau trúc không gian của sản phẩm vẫn chưa được tác giả dé cập đến. SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 13 1. Một số phản ứng chuyển hóa hydrazide Hydrazide là một hợp chất trung gian quan trọng trong tông hợp các hợp chat di vòng, là những chất có ý nghĩa lớn trong y học.

Bên cạnh đó, nhiều dẫn xuất hydrazone cũng được chú ý đến trong việc phát triển các chất kháng khuẩn mới dựa vào hoạt tính kháng khuân của chúng [9, 10, 12, 45]. Tác giả [3] đã chuyên hóa hydrazide thanh dẫn xuất của dj vòng pyrimidine từ acethylacetone (hay pentan-2,4-dion) và thioure: ? 4 Ar(H) Je ML soc. CoHgX (14,) Hr = CzH¿N (4-pyridyl-14c) Trong công trình [1], tác giả đã tổng hợp được một day hydrazide N-thé bằng cách ngưng tụ hydrazide với các aldehyde thơm khác nhau. cl XC,H,CHO cl =o lÍ ——> ¡uH.

HỆ NHNECC —c H HyC—C——NH ⁄ Ñ I H,C—~CHN 0 4-N(CH¡)», 4⁄ÓCH;, H, 4-F, 4-NOs, 3-NO;, 2-OH Các tác giả [29] đã tông hợp được 1,3-disubstituted pyrolidinone từ hydrazone và hợp phần naphthoquinone. Hợp chất này có khả năng kháng lại các chủng vi khuẩn E. luteum và khang nam C. SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 14 R-H,OCHs, N(CH;);, Cl Trong công trình [43], các tác giả đã chuyên hóa hydrazide thành dẫn xuất của dj vòng 1,3,4-oxadiazole và pyrazole.

Các dẫn xuất thu được đều có hoạt tính kháng lao. OH Ô Il “NHNH; Cs, NX taccloqacetLtc KOH OH O OH = NON | I ƒ À OS ofg ¢ý ty SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 15 Cho hydrazide tác dụng với acetophenone với sự hỗ trợ của ví sóng [25], sau đó cho hợp chất - [23-oxo-3-(4chlorophenyl)-2/7-[1,8]-naphthyridin-I-yl]- methylearbonyl-hydrazone phản ứng với anhydride acetic có sử dụng silicagel lam chat mang cũng trong điều kiện vi sóng đã tạo thành các hợp chất chứa di vòng 1,3,4- oxadiazoline. cl | a ZA N `N “So CH; we Ho 1 CN NGZ” NT Nar ^ =a oO ll 0 $i0,| Ac,O Cl N N ie) HC 2 wN\ L N Ò CH, Hc ẤT Tác gia [35] đã tông hợp được dẫn xuất hydrazide-hydrazone cùng với một số các hydrazide N-the khác. Ọ Ì ọ 0 NGỘ ¬ on | | Nh, NÓ 5 ƯA 2N ¬.

NCH,OTM NHNH; | v“ ~ fi 2 i i| SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 16 > H HN—— (17) + Sow — “On> ) (15) (19) 18s, KR H 194. Trong đó, hợp chat (17) có hoạt tính chéng 3 dòng tế bào ung thư mạnh nhất. Khi cho hydrazide tác đụng với các dẫn xuất acetophenone và aldehyde thơm trong điều kiện lò vi sóng, tác giả [49] cũng thu được các hydrazone có khả năng kháng khuân. Sử dụng lò vi sóng trong tổng hợp góp phan làm giảm đi thời gian phan ứng.

X> "ý HAO ee Sys R—H Rị— H, Br, CỤ, F, CH, CH;, OH 22„ 4= ~CH; R,=H, Br, Cl, OH Theo tai liệu [8], một số dan xuất của oxadiazole va thiadiazole cùng được tông hợp từ hydrazide, Quá trình tông hợp như sau: SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang L7 LI=UCH; Nn CS-KOH ự A L off 2 hes S beOH H R ys "` ha ae =O ` ff H ‘ Ket?2h - % Kel:mmRCH,;X Ì—œ knEIONH naa OK [OG | 7 NH;NH;:H,2 N—- BÀ ý Shi x—H | es N \ NH, R= phenyl, p-bromo pheny!, m-nitro phenyl, p-nitro phenyl;, -COOH, ~ 2,4-dinitru phenyl, p-N.N-dimethylpheny! R,— H,m-NO;, p-NO», p-OH, p-N,N-dimethy], 2,2-dichloro, furfural ~Cũng sử dụng hydrazide trong việc chuyên hóa, tác gia [19] đã téng hợp được các dẫn xuất của acrylohydrazide thioglycoside có kha năng kháng dòng tế bao ung thư vú MCF-7. Sơ đô tông hợp như sau : SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 18 oO O NHPh 26u, R,~H, Ry OAe 26b, KyeOAv, Ry i il NHPh saa PhNCS R N Ẻ : 23 K-CHO N lệ ON @3) ———. RI Se 1777le allen’ al ZZ Sử H HOH rt H (27) CN (28) AcO Re "v4 oak | NHPh (29) 27,28 2 a,R— CyHy a,R- CHỊ, Ry- H, Ry OAc b, R— CạH2-CH; b, R— CyHy-2-GH,, R,—H, Ry- OAc ©, R- OHy-3-CH, ©, R— CyHy-3-CHy, Rị—H, Rạ— OAw 1. Hoạt tinh sinh học của một số hydrazide N-thé (hydrazone) Nhiều hydrazide N-thé (hydrazone) đã được tong hợp và chứng minh có hoạt tính sinh học phong phú như chống co giật, kháng khuẩn, giảm đau, kháng viêm, chống đông máu, chồng lao, chong ung thw.

Theo tài liệu [13], các din xuất hydrazone của (2-oxobenzoxazoline-3-yl) acetohydrazide (30) đã được tông hợp và có hoạt tính chống động kinh. Dẫn xuất 4- fluoro có hoạt tính cao hơn những đẫn xuất khác. SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 19 Kết quả nghiên cứu về hoạt tính sinh học cho thay, acetylhydrazone (31) có hoạt tính chống co giật tốt trong khi oxamoylhydrazone (32) lại có hoạt tính kém hơn [13]. R, Re Ry R, Ọ Ọ | N HN - sở I Na” N.

HC Ne So ` N sy A; Ũ A, (31) _ (82) Hợp chat 4-aminobutyric acid (GABA) là nhân tố kìm ham sự kích thích than kinh trong não của động vật có vú. Trong công trình [36], GABA hydrazone (33) được tông hợp và đã được chứng minh có hoạt tinh chong co giật trên các động vật thử nghiệm bị chứng động kinh. Trong đó, 3-phenyl-5-sulfonamidoindole-2-carboxylic acid 3,4-methylenedioxy / 4- methyl ¿ 4-nitrobenzylidene-hydrazide có hoạt tính chống tram cảm với nồng độ là 100mg/kg. SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 20 HạNO;§ Ô ` | (34) Re CH¡, NÓ; Một loạt các hop chất có hoạt tính giảm đau lả dẫn xuất của N- acylarylhydrazone được tổng hợp từ safrole tự nhiên [(4-NN- Dimecthylaminobenzylidene-3-{3',4'-mecthylenedioxyphenyl)propionylhydrazinc] (35) có hoạt tính mạnh hơn indomethacine và dipyrone, được sử dụng như một loại thuốc kháng viêm, giảm dau [30].

“vu, Gökhan-Kelekci đã tông hợp các hydrazone có chứa 5-methyl-2-benzoxazoline [41]. Tác dụng giảm dau của 2-[2-(5-methyl-2-benzoxazoline-3-yl)acetyl]-4-chloro- / 4-methyl benzylidene hydrazine (36a) và (36b) mạnh hơn ca morphine va aspirin. i Hoe NCH a "| H (36a) SVTH: Trương Thị Quỳnh Như Trang 21 Theo tài liệu [26], cthyl 2-arylhydrazono-3-oxobutyrate (37) được tông hợp dé xác định hoạt tinh kháng sinh của nó. Hợp chat (37a) cho thay khả nang kháng S.aures đáng kẻ trong khi các hợp chất khác không có hoạt tính doi với đòng vi khuẩn này.