Khóa luận tốt nghiệp hóa học tổng hợp một số hợp chất mới chứa dị vòng thiazoline từ hợp chất 2 mercaptor 3 phenylquinazolin 43h one

Khóa luận trình bày quy trình tổng hợp hợp chất mới chứa dị vòng thiazoline từ 2 mercaptor 3 phenylquinazolin 43h, mở ra hướng nghiên cứu mới.

• Tác giả: Nguyen Le Thuan
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyen Tien Cong
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Khóa Luận Tốt Nghiệp Hóa Học Tổng Hợp Một Số Hợp Chất Mới Chứa Dị Vòng Thiazoline Từ Hợp Chất 2-Mercapto-3-Phenylquinazolin-4(3H)-One
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: Vài nét về di vòng quinazoline
• 1.1. Vài nét về 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one
• 1.2. Cấu tạo, danh pháp
• 1.3. Phương pháp tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one
• 1.4. Mật số phản ứng chuyền hóa của 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one
• 1.5. Tổng hợp một số hợp chất S-thế từ dẫn xuất của 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one
• 1.6. Một số phương pháp tổng hợp hợp chất S-thế của hợp chất chứa dị vòng 4-quinazolinone
• 1.7. Một số phần ứng chuyền hóa của 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất
• 2. CHƯƠNG 2: Vài nét về di vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one
• 2.1. Cấu tạo, danh pháp
• 2.2. Một số phương pháp tổng hợp 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất
• 2.3. Một số phần ứng chuyền hóa của 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất
• 3. CHƯƠNG 3: (Tiêu đề chương 3 không rõ ràng trong fulltext)
• 4. CHƯƠNG 4: DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng quan về khóa luận tốt nghiệp hóa học tổng hợp hợp chất thiazoline

Khóa luận này tập trung vào việc tổng hợp một số hợp chất mới chứa dị vòng thiazoline từ hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one. Hóa học tổng hợp là một lĩnh vực quan trọng trong nghiên cứu hóa học hữu cơ, với mục tiêu phát triển các hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao. Hợp chất thiazoline đã được chứng minh có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp. Việc nghiên cứu và tổng hợp các hợp chất này không chỉ giúp mở rộng kiến thức mà còn đóng góp vào sự phát triển của ngành hóa học.

1.1. Khái niệm về hợp chất thiazoline và ứng dụng

Hợp chất thiazoline là một loại hợp chất hữu cơ chứa dị vòng, có cấu trúc đặc trưng với sự hiện diện của lưu huỳnh và nitrogen. Chúng được sử dụng rộng rãi trong y học như các tác nhân kháng khuẩn và chống viêm. Nghiên cứu về thiazoline không chỉ giúp phát triển các loại thuốc mới mà còn mở ra hướng đi mới trong hóa học tổng hợp.

1.2. Tầm quan trọng của 2 mercapto 3 phenylquinazolin 4 3H one

Hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one là một trong những hợp chất nền tảng trong nghiên cứu này. Nó không chỉ có cấu trúc độc đáo mà còn thể hiện nhiều hoạt tính sinh học tiềm năng. Việc tổng hợp và nghiên cứu các dẫn xuất của hợp chất này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực hóa học hữu cơ.

II. Thách thức trong việc tổng hợp hợp chất thiazoline mới

Việc tổng hợp các hợp chất thiazoline mới từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one gặp phải nhiều thách thức. Các phản ứng hóa học phức tạp, điều kiện phản ứng khắt khe và khả năng tạo ra sản phẩm phụ là những vấn đề chính. Để đạt được hiệu suất cao trong tổng hợp, cần phải tối ưu hóa các điều kiện phản ứng và lựa chọn đúng phương pháp tổng hợp.

2.1. Các vấn đề trong quá trình tổng hợp

Trong quá trình tổng hợp, việc kiểm soát nhiệt độ, thời gian và nồng độ các chất phản ứng là rất quan trọng. Những sai sót nhỏ có thể dẫn đến việc tạo ra sản phẩm không mong muốn hoặc giảm hiệu suất tổng hợp. Do đó, việc nghiên cứu và điều chỉnh các yếu tố này là cần thiết.

2.2. Giải pháp khắc phục thách thức tổng hợp

Để khắc phục các thách thức trong tổng hợp, có thể áp dụng các phương pháp hiện đại như sử dụng xúc tác, điều chỉnh pH và áp dụng công nghệ vi sóng. Những phương pháp này không chỉ giúp tăng hiệu suất mà còn giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất.

III. Phương pháp tổng hợp hợp chất thiazoline từ 2 mercapto 3 phenylquinazolin 4 3H one

Phương pháp tổng hợp hợp chất thiazoline từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one được thực hiện qua nhiều bước phản ứng hóa học. Các bước này bao gồm phản ứng giữa hợp chất nền và các tác nhân hóa học khác để tạo ra sản phẩm mong muốn. Việc lựa chọn đúng phương pháp tổng hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.

3.1. Quy trình tổng hợp chi tiết

Quy trình tổng hợp bắt đầu bằng việc cho 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one phản ứng với các tác nhân như isothiocyanate trong môi trường dung môi thích hợp. Các bước tiếp theo bao gồm tinh chế và xác định cấu trúc của sản phẩm thông qua các phương pháp phân tích hiện đại.

3.2. Các phản ứng hóa học chính trong tổng hợp

Các phản ứng hóa học chính trong quá trình tổng hợp bao gồm phản ứng thế nucleophile và phản ứng oxi hóa. Những phản ứng này đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc của hợp chất thiazoline mới, đồng thời ảnh hưởng đến tính chất hóa học của sản phẩm.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của hợp chất thiazoline

Kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất thiazoline mới có nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý. Các thử nghiệm cho thấy chúng có khả năng kháng khuẩn và chống viêm hiệu quả. Những phát hiện này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc điều trị bệnh, đặc biệt là trong lĩnh vực y học hiện đại.

4.1. Hoạt tính sinh học của hợp chất thiazoline

Các hợp chất thiazoline mới được tổng hợp đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ đối với nhiều loại vi khuẩn. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của chúng trong việc phát triển thuốc kháng sinh mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong điều trị bệnh.

4.2. Ứng dụng trong y học và công nghiệp

Hợp chất thiazoline không chỉ có ứng dụng trong y học mà còn trong công nghiệp hóa chất. Chúng có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho các sản phẩm hóa học khác, mở rộng khả năng ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

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

Nghiên cứu về tổng hợp hợp chất thiazoline từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one đã mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Những kết quả đạt được không chỉ có giá trị về mặt lý thuyết mà còn có thể ứng dụng thực tiễn trong y học và công nghiệp. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với nhiều hợp chất mới và ứng dụng đa dạng.

5.1. Tương lai của nghiên cứu hợp chất thiazoline

Nghiên cứu về hợp chất thiazoline sẽ tiếp tục được mở rộng với nhiều hướng đi mới. Việc phát triển các hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao sẽ là mục tiêu chính trong các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Định hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp và khám phá thêm nhiều hợp chất mới. Các nghiên cứu này sẽ góp phần vào việc phát triển các sản phẩm có giá trị cao trong lĩnh vực hóa học và y học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Vài nét về di vòng quinazoline Quinazoline (hay còn gọi là benzo-1,3-diazine) là dj vòng thơm với cấu trúc bicylic bao gồm 2 vòng thơm: vòng benzene và vòng pyrimidine. Ở nhiệt độ thường. quinazoline là chất ran tinh thé màu vàng nhạt, tan được trong nước.

Quinazoline có công thức phân tử là CsHsN2, khối lượng phân tử M = 130, có công thức cau tạo như sau: “SN N 2 Quinazoline có cầu tao phăng. Các đồng phân của quinazoline có thẻ kẻ đến như: - Cinnoline (tên hệ thông là benzo-1,2-diazine) COA 9 N - Phthalazine (tén hé thong là benzo-2,3-diazine) “Wy ZN - Quinoxaline (tên hệ thông là benzo-1,4-diazine) Ce Một số dẫn xuất chứa dị vòng quinazoline như pyrazoloquinazoline được nghiên cứu làm chất ức chế tyrosine kinase, pyrrolo[3,2-f]quinazoline được nghiên cứu làm chat ức chế dihydrofolate reductase (DHFR) [1]. Một số hoạt tính sinh học của các hợp chất chứa dj vòng quinazoline có thé kê đến như chong khuan, chống ung thu, khang nam [1]. đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học tìm hiểu và tong hợp các hợp chat chứa dj vòng này.

HN `N 2 N 3H-pyrazolo[4,3-/]quinazoline TH-pyrrolo[3. Vài nét về 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one 2. Cấu tạo, danh pháp Trong khuôn khô đề tài, chúng tôi nghiên cứu về một số sản phẩm chuyên hóa của hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one. hợp chất này tồn tại 2 dạng hỗ biến như sau: fe) O Oo oO Y —¢ Osa x NH N S 2.

Phương pháp tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one Cấu trúc chính của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one dựa trên vòng quinazolin-4-one được các nhà khoa học nghiên cứu và tông hợp dựa trên phản ứng giữa acid anthranilic hoặc các dan xuất của acid anthranilic [3]. Phương pháp phố biển được dùng dé tông hợp 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one là cho acid anthranilic tác dụng với alkyl/phenyl isothiocyanate. Dưới đây là một số công trình nghiên cứu áp dụng phương pháp tông hợp này: e©_ Năm 2003, Abdel G. El-Helby và Mohammed H.

Wahab đã thực hiện tổng hợp một số hợp chất chứa vòng 4-quinazolinone như sau [4]: to oO le) R! ~~ H R! wR Í |. ` R: CHạ, CH;, CgH; NH; N7“SH R!,R?:H,Br, Cl R2 R? (1) (2a-l) So đồ 1. Tong hợp hợp chất chứa di vòng 4-quinazolinone từ dan xuất của acid anthranilic và alkyl isothiocyanate e© Nam 2006, V. Dhanabal đã đẻ xuất quy trình tông hợp (7) theo hướng mới: dựa trên phản ứng của aniline và CS2/NaOH trong DMSO.

tiếp tục phản ứng với dimethyl sulfate (CH3)›SO¿ và cuỗi cùng với methyl anthranilate [5]: S S là Ô €S„ NaO H Ẳ A HN“ “S Na | (cHy),50, HN“ “SCH; Ò | O° — er (3) (4) ° Điền: EtOH Z“~NH; - : - H ig) OCH, Baek | N* ~sH `. Tông hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one từ aniline và CS2 Năm 2014, Mohammed G.A Al-Khuzaie va Suaad M. Al-Majidi đã công bố quy trình tổng hợp (7) dựa trên phản ứng giữa anthranilic acid và phenylisothiocyanate trong dung môi EtOH khi có mặt Et:N [6]: (8) (9) (7) So dé 3. Tông hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3/7)-one từ acid anthranilic và phenyl isothiocyanate 2.

Mật số phản ứng chuyến hóa của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one Một trong những phản ứng chuyên hóa đáng chú ý được các nhà khoa học nghiên cứu là phản ứng thế H của nhóm thiol. Trong phản ứng này, 2-mercapto-3- phenylquinazoline-4(3/7)-one đóng vai trò tác nhân nucleophile tan công vào các alkyl halide [7] dé tạo thành các hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one S-thé; sản phẩm thé sau đó còn có thé được chuyển hóa tiếp tục để tạo thành các hợp chat hydrazide [1] [8] [9], các dị vòng [2] [8], hydroxylamine [10]. Theo tài liệu [7], dẫn xuất của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one (10a-e) được cho phản ứng với K2CO; trong dung môi DMF trong | giờ. Sau đó thêm vao hỗn hợp alkyl halide và tiếp tục khuấy trên bếp từ có gia nhiệt trong 2 giờ.

Cudi cùng cho thêm nước lạnh vào hỗn hợp. Chat rắn được lọc và kết tinh trong dung mồi ethanol. l6) Z“ x _RX _ Ằ | K,CO¿, DiĐMF ( Nahe N (10a-c) (11a-m) -chất! X R nme chat| X R | CH;COPh ee Ta | ae. LH | G62 aim | % Ì GieO0m - ot | mem PP Sơ đổ 4.

Tong hợp một số hợp chat S-the từ dan xuat của 2-mercapto-3- phenylquinazoline-4(3H)-one Theo tai liệu [2], Wael. Abou-Elmagd và các cộng sự đã thực hiện phan ứng giữa chất (7) với ethyl chloroacetate trong sự có mặt của NaOH va ethanol: | Z n> su EHH Phe a (12) ° o O N © NyHe HO NZgyeN Pn, (14) 0 h “N 5 AA N§ CO,» “ : (20) CO:Me MeO;C-——CO,Me dy bheoere Cs,'<cH N ~ N N - Ph py eee N "s Ñ NH, N nN” a“OK = O N bn HN", _— Š RE (15) es N Ke o 0 q § 9) Le] wn Coty ex} aA H A = 3 Ns HP is] H 3s») oO 3 (16) Sey Ph HN 9 N Ph 11T. sy lì (rT YR ` s^yw = (18) I Pe ory" NaOH (10%), EtOH ey" h° “my NẾ. Một số chuyên hóa của hợp chất $-thế từ hợp chất 2-mercapto-3- phenylquinazolin-4(3/)-one Theo tài liệu [8], Souad J.Lfta và các cộng sự đã thực hiện chuyên hóa từ các hợp chất dan xuất của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3/7)-one như sau; NCS ac nf NH, cl (22a-b) (23) E:OH by a CHjIK CO, 20aL CICH,COOC.H, ZZ LO NN acetone N* “SH kcoyetor = N | a.

Pseu, aS een) Cy on LK (24a-b) (25a-b) `r®⁄ LO 22a, 24-27a 22b, 24-27b (27a-b) NO; So do 6. Một số phương pháp tông hợp hợp chất S-thé của hợp chất chứa dị vòng 4- quinazolinone Sau đó, Souad J, Lfta cùng các cộng sự đã tiến hành khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất (24, 26) trên bốn loại vi khuan: E. Kết quả thu được ở bảng sau: Chú thích: (-) = Không có hoạt tính, (+) = 6-9 mm: hoạt tính yếu, (++) = 10-14 mm: hoạt tính trung bình. (+++) = 15-24 mm: hoạt tinh cao.

Theo tài liệu [1], El E. Ismail cùng các cộng sự đã tông hợp được một so hydrazide bằng phản ứng của hydrazine với các dẫn xuất ester tương ứng của các chất 2-mercapto- 3-arylquinazoline-4(3H)-one: ocx" CICHzCOOC;H, oO “NE, EIOH — N .R! Heth „ selền Nế SCH;CO;Et ` SCH;CONHNH; (28a-d) (29a-d) (30a-d) quinazolin-4(3H)-one Theo [5], V. Alagarsamy cùng các cộng sự cũng thực hiện phan ứng thế nhóm SH bằng nhóm NHNH:. Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế nucleophile vào vòng thơm và được thực hiện theo sơ đồ chuyền hóa sau: t É) (CH;);SO;¿ (X3 ran _NaH,H2O _ ou ⁄ NaOHE:OH OH N* SH ° NHNH; (7) bởi Aldehydes! (32) AR N* ~NHN=< 1 (33a-0) Re CH, CH,CH, CHạ 322 —( 32b —¿ 32c —( 32d =) CHạCHạ = et “ene “$B Bo 3i =CH cl 32j =cH-C_ > ci 32k=CH NO, SA =cH{” )-No, ® oS 32m =cn{ ook, 32n —CH CH, 320 =CHẾ ch So đồ 8.

Một sé hợp chất được tông hợp từ hợp chat S-thé của 2-mereapto-3- phenylquinazolin-4(3H)-one Trong đó, các hợp chất (32a-o) đã được khảo sát khả năng giảm đau, chống viêm [5]. Kết quả cho thấy hợp chất 32b có hoạt tính cao nhất: khả năng giảm đau hiệu quả 57% và chong viêm đến 45%. Lfta và các cộng sự đã thực hiện chuyền hóa thành các hợp chất gắn vòng thơm như sau: cl cl EX we oN CICH;COOC He N K,coyeton |= iO N ak N N $ (24a-b) (25a-b) No a ° SE z 315 x wi cl for we N 2 lộN ant ws ' (33a-b) 33a-b (35a-b) F ` Ma, CHO O EtOH O;N Ø ‘ual >> =z ire] Cl Cl gOAY N Nw R + 6ìa N H N S H (34a-b) (36a-b) ` OzN fe) So đồ 9. Một sé hợp chat được tông hợp từ hợp chat S-thé của dan xuất 2-mercapto-3- phenylquinazolin-4(3H)-one Theo [9], Mohammed F.

Abdel-Megged và cộng sự đã tiền hành phản ứng hydrazine hóa hợp chất thé của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3/7)-one (37a-b) trong dung môi ethanol. Sau thời gian thực hiện phan ứng là 48 giờ, sản pham (38a-b) tạo thành được lọc, rửa bằng ethanol và kết tinh lại bằng butanol. N NHạNH, BF LO N F3 —— Hợp chât xX on EtOH Z“`N `NHNH; | 37-388 | -H Xx X So đồ 10. Tông hợp hợp chat hydrazine từ dẫn xuất 2-mercapto-3-phenylquinazolin- 4(3H)-one Sau đó, hợp chất (38a-b) được chuyên hóa theo chuỗi sau: | | | + = ế `N”`NHNH; af ii Nế "NH ! du dir nw ! x NUR Na R’ Lo, (398-0) (40a-e} Br t 6)N Az;O Br.

RO N ant pyridine NZ N Ac Br NoUR Br Ns .RF (41a-e) (42a-e) R* fox OH HO HO HO HO CH HO OH OH ‘Len OH OH HO kết HO OH oo itl enon rial an OAc na AcO OAc AcO OAc OAc Coie =OAc AcO= OAc AcO CHhala enon — chon ill So dé II. Tông hợp các hop chat gắn nhóm thé đường từ hợp chat hydrazine của dẫn xuất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one 10 e Phan ứng với hydroxyl amine Theo [10], Adnan A. Kadi cùng các cộng sự đã thực hiện phản ứng giữa hợp chat (43) với hydroxyl amine hydrocloride với dung môi EtOH khi có mặt pyridine (py). Sản phẩm thu được (44) được kết tinh bằng dung môi dioxane.

SD” 2 me se EtOH py. rxLI SH N° ~NHOH (43) (44) So dé 12. Phan ứng S-thế với hydroxyl amine Như vậy, các hợp chat 2-mercapto-3-arylquinazoline-4(3/7)-one có khả năng chuyên hóa khá phong phú. các hợp chất hydrazide có khả năng phản ứng đa dang và hiệu quả, là nguồn nguyên liệu tong hợp nhiều chat mới là đối tượng được chúng tôi quan tâm trong nghiên cứu này.

việc kết hợp nhiều cấu trúc hóa học khác nhau đẻ hình thành những hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao cũng là hướng nghiên cứu nhận được sự quan tâm của nhiều tác giả cả trong va ngoài nước. Trong nghiên cứu nay, chúng tôi quan tâm đến việc tạo thành các hợp chất có chứa dị vòng thiazolidine được tạo ra trong quá trình chuyên hóa hydrazide chứa đị vòng quinazolin- 4-one. Vài nét về di vòng 2-o0xo-1,3-thiazolidin-4-one 3. Cấu tạo, danh pháp Thiazolidine là dj vòng 5 cạnh chứa đồng thời 2 dị tổ là nitrogen và lưu huỳnh.

Hợp chất 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one là dẫn xuất của thiazolidine với nhóm thiocarbonyl ở vị trí số 2 và nhóm carbonyl ở vị trí số 4: 1 1 4 —NH 4—NH 3 Oo 3 Thiazolidine 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one 11 Hợp chat có tên thông thường là rhodanine, công thức phân tử C:H:OSaN, có M = 133. Một số hợp chat có chứa dị vòng thiazolidine nói chung hay chứa di vòng 2-oxo- 1,3-thiazolin-4-one có hoạt tính sinh học đa dang. Chang hạn như các hợp chất Epalrestat, Ciglitazone dùng dé trị bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insuline [11], được sử dụng làm được phẩm với tính năng kháng vi khuẩn, hạ đường huyết, chong viêm như các hợp chất dan xuất 5-arylidene-2-thioxo-3N-arylthiazolidin-4-one [12]. chống ung thư như Š-phenylpropenylidene-3-(3-methoxy-4-hydroxybenzoylamino)-2-thioxo- 4-thiazolidone [ 13].

12) S=s | NH SS Ss k XN CO2H ° % Epalrestat ? Ciglitazone Bên cạnh đó, hợp chat 5-(p-aminobenzylidene)rhodanine còn được nghiên cứu trong việc phân tích các kim loại đất hiểm [II]. Hai hợp chất đều chứa dj vòng 2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one, được xem là khả năng đáng được khai thác trong tương lai.