Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu cấu tạo và tính chất của aza-14-crown-4-ether chứa dị vòng nitơ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tổng hợp cấu tạo và tính chất của một số aza 14 crown 4 ether chứa dị vòng nitơ, cung cấp kiến thức chuyên sâu.

• Tác giả: Tô Hải Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Lê Tuấn Anh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp, cấu tạo và tính chất của một số aza-14-crown-4-ether chứa dị vòng nitơ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái niệm chung
• 1.2. Azacrao ete chứa các tiểu dị vòng nitơ khác nhau
• 1.2.1. Pirazoloazacrao ete
• 1.2.2. Imiđazoloazacrao ete
• 1.2.3. Thiazoloazacrao ete
• 1.2.4. Triazoloazacrao ete
• 1.2.5. Pyriđinoazacrao ete
• 1.3. Phương pháp mới tổng hợp azacrao ete
• 1.4. Nhược điểm của các phương pháp tổng hợp azacrao ete có chứa dị vòng nitơ
• 1.5. Đề xuất phương pháp tổng hợp mới – phản ứng ngưng tụ đa tác nhân
• 2. CHƯƠNG 2: THẢO LUẬN KẾT QUẢ
• 2.1. Tổng hợp 1,5-bis(2-formylphenoxy)-3-oxapentan
• 2.2. Tổng hợp các azacrao ete có chứa các kiểu dị vòng Nitơ
• 2.3. Tổng hợp đibenzo(pehyđrotriazino)aza-14-crao-4-ete-23-thion
• 2.4. Tổng hợp 23-imino-đibenzo(pehyđrotriazino)aza-14-crao-4-ete
• 2.5. Tổng hợp 23-oxo-đibenzo(pehyđrođiazino)aza-14-crao-4-ete
• 2.6. Tổng hợp đibenzo(γ-piperiđono)aza-14-crao-4-ete
• 2.7. Nghiên cứu tối ưu các phản ứng tổng hợp azacrao ete bằng phương pháp chiếu xạ vi sóng
• 2.8. Nghiên cứu một số tính chất hóa học của các azacrao ete
• 2.8.1. Tổng hợp các dẫn xuất oxim của các azacrao ete chứa dị vòng piperiđon
• 2.8.2. Tổng hợp các dẫn xuất cacbazon của các azacrao ete chứa dị vòng piperiđon
• 2.8.3. Nghiên cứu phản ứng N-ankyl hóa với các azacrao ete chứa các dị vòng pehydrotriazin
• 2.8.4. Nghiên cứu phản ứng cộng Michael của các dẫn xuất azacrao ete chứa dị vòng piperiđon bằng tác nhân Đimetyl đicacboxylat
• 2.8.5. Khảo sát khả năng tạo phức của các azacrao ete chứa dị vòng pehyđrotriazin
• 2.9. Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật và hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất azacrown ether
• 2.9.1. Hoạt tính kháng Vi sinh vật kiểm định (antimicrobial assay)
• 2.9.2. Họat tính độc tế bào (cytotoxicity assay)
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM
• 3.1. Tổng hợp 1,5-bis-(2-formyphenoxy)-3-oxapentan
• 3.2. Tổng hợp azacrao ete chứa dị vòng pehyđrotriazin
• 3.3. Tổng hợp azacrao ete có chứa dị vòng pehyđrođiazin
• 3.4. Tổng hợp azacrao ete có chứa dị vòng piperiđon
• 3.5. Tổng hợp dẫn xuất các dẫn xuất oxim của các azacrao ete chứa dị vòng piperiđon
• 3.6. Tổng hợp dẫn xuất các dẫn xuất cacbazon của các azacrao ete chứa dị vòng piperiđon
• 3.7. Tổng hợp dẫn xuất N-ankyl hóa của azacrao ete chứa dị vòng pehyđrotriazin
• 3.8. Tổng hợp các dẫn xuất azacrao ete chứa dị vòng piperiđon với tác nhân đimetyl đicacboxylat
• 3.9. Tổng hợp các phức chất với các phối tử azacrao ete chứa dị vòng pehyđrotriazin
• 3.10. Thí nghiệm thử hoạt tính sinh học
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về cấu tạo và tính chất của aza 14 crown 4 ether

Nghiên cứu về aza-14-crown-4-ether chứa dị vòng nitơ đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Hợp chất này không chỉ có cấu trúc độc đáo mà còn thể hiện nhiều tính chất hóa học và sinh học đặc biệt. Cấu tạo aza-14-crown-4-ether bao gồm các nguyên tử nitơ thay thế cho một số nguyên tử oxy trong vòng crown, tạo ra những đặc tính mới cho hợp chất. Việc hiểu rõ về cấu trúc và tính chất của hợp chất này là rất quan trọng để phát triển các ứng dụng trong thực tiễn.

1.1. Khái niệm về aza 14 crown 4 ether và ứng dụng

Aza-14-crown-4-ether là một loại crown ether có chứa nguyên tử nitơ trong cấu trúc vòng. Hợp chất này có khả năng tạo phức với các ion kim loại, làm cho nó trở thành một chất xúc tác hữu ích trong nhiều phản ứng hóa học. Các ứng dụng của aza-14-crown-4-ether bao gồm trong lĩnh vực phân tích, tách loại ion và trong công nghệ nano.

1.2. Tính chất vật lý và hóa học của aza 14 crown 4 ether

Tính chất vật lý của aza-14-crown-4-ether bao gồm độ tan trong các dung môi hữu cơ và khả năng tạo phức với các ion kim loại. Về mặt hóa học, hợp chất này có khả năng tham gia vào nhiều phản ứng như phản ứng alkyl hóa và phản ứng cộng Michael, nhờ vào sự hiện diện của các nguyên tử nitơ trong cấu trúc.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu aza 14 crown 4 ether

Mặc dù aza-14-crown-4-ether có nhiều tiềm năng, nhưng việc tổng hợp và nghiên cứu tính chất của nó vẫn gặp phải một số thách thức. Các phương pháp tổng hợp hiện tại thường có hiệu suất thấp và yêu cầu điều kiện phản ứng khắt khe. Điều này làm hạn chế khả năng ứng dụng của hợp chất trong thực tiễn.

2.1. Những khó khăn trong phương pháp tổng hợp

Các phương pháp tổng hợp aza-14-crown-4-ether hiện tại thường gặp khó khăn trong việc kiểm soát điều kiện phản ứng, dẫn đến hiệu suất không cao. Việc tìm kiếm các phương pháp tổng hợp mới, hiệu quả hơn là một thách thức lớn cho các nhà nghiên cứu.

2.2. Thách thức trong việc nghiên cứu tính chất hóa học

Nghiên cứu tính chất hóa học của aza-14-crown-4-ether cũng gặp phải nhiều thách thức. Sự tương tác giữa các nguyên tử nitơ và các ion kim loại có thể tạo ra các phức chất phức tạp, làm cho việc phân tích và xác định cấu trúc trở nên khó khăn.

III. Phương pháp tổng hợp aza 14 crown 4 ether hiệu quả

Để vượt qua các thách thức trong việc tổng hợp aza-14-crown-4-ether, nhiều phương pháp mới đã được đề xuất. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng các tác nhân xúc tác mới có thể cải thiện hiệu suất tổng hợp và giảm thiểu thời gian phản ứng.

3.1. Phương pháp ngưng tụ đa tác nhân

Phương pháp ngưng tụ đa tác nhân đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả trong việc tổng hợp aza-14-crown-4-ether. Phương pháp này cho phép tạo ra sản phẩm với hiệu suất cao hơn so với các phương pháp truyền thống.

3.2. Sử dụng công nghệ chiếu xạ vi sóng

Công nghệ chiếu xạ vi sóng đã được áp dụng để tối ưu hóa các phản ứng tổng hợp aza-14-crown-4-ether. Phương pháp này giúp tăng tốc độ phản ứng và cải thiện hiệu suất tổng hợp, mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của aza 14 crown 4 ether trong hóa học

Các ứng dụng của aza-14-crown-4-ether trong hóa học rất đa dạng. Hợp chất này không chỉ được sử dụng trong nghiên cứu phức chất mà còn có tiềm năng trong lĩnh vực y học và công nghệ sinh học. Việc phát triển các dẫn xuất mới từ aza-14-crown-4-ether có thể mang lại nhiều lợi ích cho ngành dược phẩm.

4.1. Ứng dụng trong nghiên cứu phức chất

Hợp chất aza-14-crown-4-ether có khả năng tạo phức với nhiều ion kim loại, làm cho nó trở thành một chất xúc tác quan trọng trong nghiên cứu phức chất. Các phức chất này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ phân tích đến công nghệ nano.

4.2. Tiềm năng trong ngành dược phẩm

Nghiên cứu cho thấy rằng aza-14-crown-4-ether có thể có hoạt tính sinh học cao, mở ra cơ hội phát triển các loại thuốc mới. Các dẫn xuất của hợp chất này có thể được nghiên cứu để điều trị nhiều bệnh lý khác nhau.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu aza 14 crown 4 ether

Nghiên cứu về aza-14-crown-4-ether chứa dị vòng nitơ đang mở ra nhiều hướng đi mới trong hóa học hữu cơ. Với những tiến bộ trong phương pháp tổng hợp và nghiên cứu tính chất, hợp chất này hứa hẹn sẽ có nhiều ứng dụng thực tiễn trong tương lai.

5.1. Tương lai của nghiên cứu và phát triển

Tương lai của nghiên cứu aza-14-crown-4-ether sẽ tập trung vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp mới và cải thiện tính chất của hợp chất. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ giúp khám phá thêm nhiều ứng dụng tiềm năng trong thực tiễn.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Định hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ bao gồm việc tìm kiếm các dẫn xuất mới từ aza-14-crown-4-ether và đánh giá hoạt tính sinh học của chúng. Điều này sẽ giúp mở rộng khả năng ứng dụng của hợp chất trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Kể từ phát minh đột phá của nhà hóa học Charles Pedersen cách đây hơn 40 năm với hơn 60 dẫn xuất ete vòng có từ 4 đến 20 nguyên tử oxy và kích thước vòng từ 12 đến 60 cạnh, hóa học siêu phân tử đã có những bước tiến vượt bậc. Trong y dược học hiện đại, khoảng 20% trong tổng số gần 2000 loại thuốc điều trị thương mại chứa cấu trúc dị vòng sáu cạnh có nguyên tử nitơ như pyridin, piperidin, pyrimidin, triazin và diazin. Tuy nhiên, các phương pháp tổng hợp azacrown ether truyền thống thường đối mặt với rào cản lớn: thời gian phản ứng kéo dài, điều kiện nhiệt độ khắt khe, hiệu suất đóng vòng thấp dưới 35% và dị vòng nitơ thường phải được tạo sẵn trước khi gắn vào mạch polyether, làm hạn chế sự đa dạng hóa cấu trúc.

Trước thách thức đó, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Hóa hữu cơ của học viên Tô Hải Tùng tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã triển khai đề tài nghiên cứu tổng hợp, cấu tạo và tính chất của một số aza-14-crown-4-ether chứa dị vòng nitơ. Mục tiêu trọng tâm của công trình là xây dựng quy trình tổng hợp một giai đoạn (one-pot) thông qua phản ứng ngưng tụ đa tác nhân giữa tiền chất dialdehyde, amin và các hợp chất có hydro linh động. Công trình được thực hiện trong giai đoạn 2012–2013 với sự tài trợ của Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) thuộc đề tài mã số 104. Kết quả đạt được đã mở ra quy trình mới nâng hiệu suất tổng hợp lên 78% đến 86%, đồng thời tạo ra dãy 15 hợp chất đại dị vòng mới có tiềm năng ức chế enzym và thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư với các giá trị IC50 thực nghiệm rõ ràng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết hóa học siêu phân tử (supramolecular chemistry) và tương tác chủ - khách (host - guest chemistry) do Pedersen, Cram và Lehn khởi xướng. Sự kết hợp giữa vòng 14-crown-4-ether và các tiểu dị vòng 6 cạnh chứa nitơ giúp gia tăng mật độ điện tử, cải thiện độ bền phối trí và tăng tính chọn lọc khi tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp.

Về mặt tổng hợp hữu cơ, nghiên cứu ứng dụng cơ chế ngưng tụ đa tác nhân dạng Mannich và Claisen-Schmidt cải tiến. Thay vì sử dụng các phản ứng ghép nối đa bước phức tạp, phản ứng một bình cho phép đóng đồng thời vòng crown ether và dị vòng nitơ. Bốn khái niệm học thuật then chốt bao gồm: đại dị vòng azacrown ether, dị vòng pehydrotriazin, dị vòng piperidon và chất xúc tác chuyển pha. Trước khi tiến hành thực nghiệm, cấu trúc phân tử được sàng lọc qua mô hình dự đoán hoạt tính sinh học PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances) của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, chỉ ra xác suất ức chế Protein kinase C đạt từ 0,517 đến 0,588 và khả năng kháng ung thư nội tiết đạt từ 0,415 đến 0,447.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ quá trình tổng hợp trực tiếp tại phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ trong chu kỳ nghiên cứu 2012–2013. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 1 tiền chất then chốt 1,5-bis(2-formylphenoxy)-3-oxapentan và hơn 15 dẫn xuất azacrown ether cùng các phức chất kim loại tương ứng. Phương pháp chọn mẫu là biến đổi hệ thống các nhóm thế trên tác nhân phản ứng như thioure, N-methylthioure, N-allylthioure, guanidin và dialkylxeton nhằm khảo sát toàn diện ảnh hưởng của hiệu ứng không gian và điện tử.

Các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại được lựa chọn nhằm giải quyết từng mục tiêu cấu trúc chuyên biệt:

• Phổ hồng ngoại FT-IR ghi trên mẫu KBr nhằm xác định các liên kết đặc trưng C=S ở vùng 1056–1058 cm⁻¹, C=O ở vùng 1690–1742 cm⁻¹ và liên kết N-H ở vùng 3190–3400 cm⁻¹.
• Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR (500 MHz) trong dung môi DMSO-d6 và CDCl3 nhằm xác định vị trí proton, cấu dạng không gian và hằng số tương tác spin-spin (J từ 10,5 đến 15,5 Hz).
• Phổ khối lượng EI-MS và ESI-MS xác thực chính xác khối lượng phân tử qua các pic ion (M+H)+ và (M+Na)+.
• Phân tích nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (Single-crystal X-ray) nhằm xác lập cấu trúc không gian 3 chiều tuyệt đối, độ dài liên kết, góc liên kết và mạng lưới liên kết hydro nội/liên phân tử.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã tối ưu hóa thành công quy trình tổng hợp tiền chất 1,5-bis(2-formylphenoxy)-3-oxapentan (I) từ aldehyde salicylic và dichlorodiethyl ether với hiệu suất đạt 83% sau 5 giờ phản ứng tại 110–115°C trong dung môi DMF khi có mặt K2CO3 và KI.

Thứ hai, phản ứng ngưng tụ đa tác nhân một giai đoạn ở nhiệt độ phòng đã tổng hợp thành công dãy dibenzo(pehydrotriazino)aza-14-crown-4-ether-23-thion (IIa-c) với hiệu suất vượt trội: dẫn xuất không thế IIa đạt 85%, dẫn xuất N-methyl IIb đạt 86% và dẫn xuất N-allyl IIc đạt 78%. So với các công bố quốc tế trước đây chỉ đạt hiệu suất 14% đến 35%, phương pháp mới đã tăng hiệu suất tổng hợp lên hơn 2,4 lần.

Thứ ba, nhóm tác giả mở rộng thành công phản ứng với các cơ chất khác, tổng hợp 23-imino-aza-14-crown-4-ether (IIIa-b) với hiệu suất 50–55%, dẫn xuất chứa dị vòng pehydrodiazin (IVa) với hiệu suất 50% và dãy dibenzo(gamma-piperidono)aza-14-crown-4-ether (Va-d) đạt hiệu suất từ 47% đến 56%.

Thứ tư, thử nghiệm sinh học in vitro đã xác định được 4 mẫu dương tính có hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh và ức chế rõ rệt các chủng vi sinh vật kiểm định, củng cố độ chính xác của các dự đoán mô phỏng PASS trước đó.

Thảo luận kết quả

Các kết quả thực nghiệm có thể được trình bày và đối sánh một cách trực quan thông qua bảng thông số tinh thể học X-ray và biểu đồ phổ 1H-NMR. Phân tích nhiễu xạ tia X đơn tinh thể của hợp chất IIa đã chứng minh vòng pehydrotriazin tồn tại ở cấu dạng thuyền (boat conformation) với độ lệch của 2 đỉnh C23 và N25 so với mặt phẳng 4 nguyên tử còn lại lần lượt là 0,136 Å và 0,653 Å. Mạch polyether duy trì cấu hình t-g(-)-t-t-g(+)-t, tạo nên một hốc phối trí ổn định có góc nhị diện giữa hai mặt phẳng nhân benzen là 46,5°.

Dữ liệu phổ cũng chỉ ra sự hiện diện của mạng lưới liên kết hydro phức tạp: liên kết hydro liên phân tử giữa nhóm thioure và phân tử dung môi CHCl3 (liên kết Cl3C-H...S1=C23 với khoảng cách 2,574 Å và góc 169°), cùng liên kết hydro nội phân tử giữa proton N25-H với hai nguyên tử oxy O8 và O14 của vòng crown. Khi so sánh với các nghiên cứu của nhóm tác giả Popova tại Viện Hàn lâm Khoa học Nga trên các cấu trúc podand dạng mở, việc khép kín đại dị vòng aza-14-crown-4 đã gia tăng đáng kể độ bền phức chất với các ion kim loại như Co(II), Ni(II) và Cd(II), tạo thành các cấu trúc phức phối trí CoL2Br2 và NiL3Cl có tính ổn định cao.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai ứng dụng chiếu xạ vi sóng (Microwave-assisted organic synthesis) trên toàn bộ quy trình ngưng tụ đa tác nhân. Chủ thể thực hiện là các phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ và Hóa dược. Mục tiêu rút ngắn thời gian phản ứng từ vài giờ xuống còn 5 đến 15 phút, đồng thời nâng cao hiệu suất thêm 10% đến 15% và tiết kiệm 60% năng lượng tiêu thụ trong vòng 6 tháng tới.

2. Mở rộng thử nghiệm sàng lọc dược lý in vivo trên các dòng tế bào ung thư đặc hiệu và các chủng vi khuẩn kháng thuốc. Chủ thể thực hiện là sự phối hợp giữa nhóm nghiên cứu Hóa học với Viện Hóa sinh và Độc chất học. Target metric cần đạt là xác định ngưỡng độc tính chọn lọc với chỉ số IC50 dưới 10 µg/mL trong lộ trình nghiên cứu 12 đến 24 tháng.

3. Thiết kế và chế tạo màng cảm biến quang học phân tử (Optical Molecular Sensors) và màng chọn lọc ion dựa trên phối tử aza-14-crown-4-ether. Chủ thể thực hiện là các viện nghiên cứu công nghệ môi trường và vật liệu siêu phân tử. Mục tiêu đạt độ chọn lọc tách chiết các ion kim loại nặng độc hại như Ag+, Cd2+, Pb2+ trên 95% trong vòng 18 tháng.

4. Ứng dụng các dẫn xuất azacrown ether làm xúc tác chuyển pha (Phase-Transfer Catalysis) trong sản xuất hóa chất tinh khiết công nghiệp. Chủ thể thực hiện là các trung tâm nghiên cứu và phát triển (R&D) của các doanh nghiệp hóa dược, hướng tới tăng tốc độ phản ứng dị thể từ 2 đến 3 lần và giảm 30% lượng dung môi hữu cơ độc hại.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa dược và Hóa học phức chất: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về phản ứng ngưng tụ đa tác nhân một giai đoạn và phương pháp giải đoán cấu trúc siêu phân tử bằng phổ 1H-NMR và nhiễu xạ tia X.
• Các nhà khoa học tại các Viện Nghiên cứu Hợp chất thiên nhiên, Viện Dược liệu và Trung tâm Phát triển Thuốc: Khai thác khung cấu trúc aza-14-crown-4-ether kết hợp dị vòng nitơ để định hướng thiết kế các hoạt chất kháng khuẩn, kháng nấm và chống ung thư thế hệ mới.
• Kỹ sư công nghệ hóa phân tích và xử lý môi trường: Ứng dụng các dẫn xuất azacrown ether trong việc chế tạo vật liệu hấp phụ chọn lọc, cảm biến điện hóa phân tích lượng vết và thu hồi kim loại quý trong nước thải công nghiệp.
• Chuyên viên R&D tại các doanh nghiệp sản xuất hóa chất tinh khiết và công nghệ nano: Tham khảo quy trình tổng hợp một bình tối ưu hóa nhằm giảm thiểu chi phí nguyên liệu và phát triển các hệ vật liệu dẫn truyền ion thông minh.

Câu hỏi thường gặp

1. Điểm đột phá của phản ứng ngưng tụ đa tác nhân trong luận văn là gì? Phản ứng cho phép kết hợp đồng thời tiền chất dialdehyde, hợp chất có hydro linh động và muối amoni axetat trong một bình phản ứng duy nhất ở nhiệt độ phòng. Quy trình này loại bỏ hoàn toàn các bước trung gian, giúp thời gian tổng hợp nhanh hơn và nâng hiệu suất từ mức dưới 35% của các phương pháp cũ lên 78% đến 86%.

2. Vai trò của phân tích nhiễu xạ tia X đơn tinh thể trong nghiên cứu này là gì? Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể giúp xác định chính xác cấu trúc không gian 3 chiều, chứng minh vòng pehydrotriazin có cấu dạng thuyền với độ lệch đỉnh N25 là 0,653 Å. Kết quả này cung cấp bằng chứng thực nghiệm trực tiếp về mạng lưới liên kết hydro nội phân tử và tương tác liên phân tử với dung môi clorofom.

3. Các azacrown ether tổng hợp được tạo phức hiệu quả với những ion kim loại nào? Nhờ sự kết hợp giữa 4 nguyên tử oxy ete và các nguyên tử nitơ trên dị vòng, các phối tử azacrown ether thể hiện khả năng tạo phức bền vững và chọn lọc với các ion kim loại chuyển tiếp hóa trị 2 như Co(II), Ni(II), Cd(II) cũng như ion Ag+, tạo thành các phức chất có cấu trúc không gian đối xứng.

4. Hoạt tính sinh học của các hợp chất được đánh giá qua những chỉ số nào? Nghiên cứu sử dụng mô hình dự đoán PASS để xác định xác suất tác dụng sinh học với Pa đạt trên 0,5 đến 0,866, kết hợp với các thử nghiệm thực nghiệm in vitro gồm thử nghiệm kháng vi sinh vật kiểm định và thử nghiệm gây độc tế bào, xác định được 4 mẫu có hoạt tính ức chế rõ rệt với giá trị IC50 cụ thể.

5. Vì sao việc kiểm soát nhiệt độ từ 110°C đến 115°C lại quyết định hiệu suất tạo tiền chất dialdehyde? Quá trình alkyl hóa giữa aldehyde salicylic và dichlorodiethyl ether trong dung môi DMF đòi hỏi nhiệt độ chính xác 110–115°C để đạt hiệu suất 83%. Nếu nhiệt độ dưới 110°C, phản ứng xảy ra rất chậm với hiệu suất thấp; nếu vượt quá 115°C, hỗn hợp chuyển sang màu đỏ nâu do tạo nhiều sản phẩm phụ nhiệt phân.

Kết luận

• Tổng hợp thành công tiền chất then chốt 1,5-bis(2-formylphenoxy)-3-oxapentan với hiệu suất cao 83% sau 5 giờ phản ứng trong điều kiện tối ưu hóa nhiệt độ 110–115°C.
• Thiết lập quy trình một giai đoạn ngưng tụ đa tác nhân chế tạo thành công hơn 15 dẫn xuất aza-14-crown-4-ether chứa các dị vòng pehydrotriazin, pehydrodiazin và piperidon với hiệu suất đạt tới 86%.
• Xác định tường minh cấu trúc không gian dạng thuyền và hệ liên kết hydro nội/liên phân tử thông qua hệ thống phổ nghiệm hiện đại FT-IR, 1H-NMR, MS và nhiễu xạ tia X đơn tinh thể.
• Khẳng định khả năng tạo phức chọn lọc với các ion kim loại Co(II), Ni(II), Cd(II) và phát hiện 4 hợp chất thể hiện hoạt tính sinh học ức chế tế bào ung thư và kháng khuẩn đầy triển vọng.
• Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho ngành hóa học siêu phân tử Việt Nam dưới sự bảo trợ tài chính từ Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED).

Kế hoạch tiếp theo trong lộ trình 12 đến 18 tháng là tiếp tục mở rộng quy mô phản ứng có hỗ trợ vi sóng và tiến hành thử nghiệm tiền lâm sàng trên động vật. Các nhà nghiên cứu và đơn vị quan tâm có thể liên hệ hợp tác chuyên môn để nhận tài liệu chi tiết và chuyển giao quy trình tổng hợp.