Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Hóa học dị vòng giữ vị trí trọng yếu trong hóa học hữu cơ và hóa sinh nhờ tính đa dạng về mặt cấu trúc và phổ hoạt tính sinh học rộng rãi. Các hợp chất chứa nhiều hệ dị vòng gắn kết với nhau thể hiện tiềm năng ứng dụng thực tế trong lĩnh vực y dược cũng như nông nghiệp.

Trong nhóm các dị vòng thơm năm cạnh, dị vòng $N$-oxit-1,2,5-oxađiazole (vòng furoxan) thu hút sự chú ý nghiên cứu do sở hữu phổ hoạt tính phong phú như kháng khuẩn, kháng nấm (chẳng hạn metylnitrofuroxan và các dẫn xuất sunfon kháng vi khuẩn lao phổi và diệt nấm). Đặc biệt, hệ vòng furoxan có khả năng giải phóng nitơ oxit ($\text{NO}$) trong điều kiện sinh lý tương tự glixerol trinitrat hoặc natri nitropruside trong thuốc điều trị bệnh tim mạch, đồng thời đóng vai trò là chất trung gian để chuyển hóa thành nhiều hệ dị vòng khác. Cùng với đó, quinolin là khung cơ bản của nhiều hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học cao (kháng u, chống sốt rét, kháng lao, diệt trùng), và dị vòng 1,3-thiazoliđin-4-on thể hiện nhiều tác dụng dược lý đa dạng.

Việc tổng hợp các hợp chất dị vòng đi từ các hợp chất đồng vòng có sẵn trong tinh dầu thực vật mang lại lợi thế về mặt tương thích sinh học, kết hợp hoạt tính sinh học của phần dị vòng với tính dễ dung nạp của phần nguồn gốc thiên nhiên (ít gây phản ứng phụ). Trên cơ sở nguồn eugenol dồi dào từ tinh dầu hương nhu Việt Nam, tác giả Trịnh Thị Huấn đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất một số hợp chất chứa vòng furoxan, vòng quinolin trên cơ sở eugenol trong tinh dầu hương nhu" dưới sự hướng dẫn của GS. Nguyễn Hữu Đĩnh.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Luận án xác định các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể được đánh số như sau:

  1. Chuyển hóa eugenol thành một số dẫn chất có khả năng tạo dị vòng.
  2. Tổng hợp một số dãy hợp chất loại azometin, hiđrazon, thiazoliđin có chứa vòng furoxan và một số hợp chất loại quinolin.
  3. Nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các hợp chất tổng hợp được, đặc biệt là tính chất phổ ($\text{IR}$, $\text{NMR}$, $\text{MS}$), qua đó cung cấp dữ liệu về phổ của các hợp chất axi-quinon, nitro-phenol, hợp chất chứa dị vòng furoxan, thiazoliđin-4-on, quinolin cũng như mối liên hệ giữa cấu trúc và tính chất phổ.
  4. Thăm dò hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, hoạt tính chống oxi hóa và độc tính tế bào nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học cao.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Eugenol chiết xuất từ tinh dầu hương nhu; các dẫn chất trung gian chuyển hóa (metyleugenol, isometyleugenol, axit eugenoxyaxetic); các dẫn xuất chứa nitơ mạch hở và dị vòng mới tổng hợp (hợp chất axi-quinon, nitro-phenol, furoxan, azometin, amit, hiđrazit, hiđrazon, thiazoliđin-4-on, quinolin).
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Thực nghiệm tổng hợp hữu cơ, tinh chế và xác định hằng số vật lý (nhiệt độ nóng chảy).
    • Phân tích cấu trúc phân tử bằng hệ phương pháp phổ nghiệm: $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều ($\text{HSQC}$, $\text{HMBC}$, $\text{NOESY}$), phổ khối lượng ($\text{MS}$, $\text{ESI-MS}$, $\text{LC-UV-MS}$) và phổ nhiễu xạ tia X đơn tinh thể.
    • Khảo sát hoạt tính sinh học in vitro gồm: hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (xác định nồng độ ức chế tối thiểu $\text{MIC}$), độc tính tế bào ung thư đại tràng $\text{SW620}$ (xác định $\text{IC}_{50}$ và tỷ lệ tế bào sống sót $% \text{CS}$), và hoạt tính chống oxi hóa qua khả năng bẫy gốc tự do ($% \text{SC}$).
    • Địa bàn và thời gian thực hiện: Nghiên cứu tại Bộ môn Hóa hữu cơ - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và Khoa Khoa học Tự nhiên - Trường Đại học Hồng Đức Thanh Hóa; luận án hoàn thành năm 2014.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước được điểm luận

Luận án đã tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến các hướng sau:

  1. Chuyển hóa eugenol và các dị vòng đi từ dẫn xuất của eugenol:

    • Eugenol ($4\text{-allyl-}1\text{-hiđroxy-}2\text{-metoxybenzen}$) chiếm $45\text{--}70%$ khối lượng tinh dầu hương nhu trắng (Ocimum gratissimum L.) và hương nhu tía (Ocimum sanctum L.).
    • Ete $o\text{-metyleugenol}$ được ứng dụng dẫn dụ côn trùng diệt ruồi vàng hại cam.
    • Axit eugenoxyaxetic và axit isoeugenoxyaxetic có tác dụng kích thích sinh trưởng thực vật (tăng nảy mầm lúa CR203, đỗ xanh), kìm hãm tăng lipid máu điều trị chứng hyperlipidaemia, diệt vi khuẩn và virus. Dẫn xuất bromeugenol và bazơ Mannich hạ thân nhiệt.
    • Chuyển hóa isoeugenol thành vanilin, ngưng tụ tạo dẫn xuất amino có tính kháng khuẩn $0{,}2\text{--}0{,}4%$. Clo hóa axit eugenoxyaxetic tạo axit tricloeugenoxyaxetic (hiệu suất $72%$) và chuyển hóa thành dãy hiđrazit-hiđrazon kìm hãm khuẩn Gram (+).
    • Tổng hợp dị vòng $1,3,4\text{-oxađiazole}$ từ metyleugenol và axit eugenoxyaxetic (kháng khuẩn Gram $(-)$ và Gram $(+)$ ở nồng độ $50\ \mu\text{g/ml}$).
    • Tổng hợp dị vòng $1,2,5\text{-oxađiazole}$ (furoxan) và các dẫn xuất nitro từ axit isoeugenoxyaxetic; tổng hợp các axylhiđrazon (hiđrazit-hiđrazon) kìm hãm tế bào ung thư biểu mô ở $\text{MIC} = 47\text{--}102\ \mu\text{g/ml}$.
    • Tổng hợp $1,2,4\text{-triazole}$ và $1,3,4\text{-thiazin}$ ít gặp từ axit veratric và axit eugenoxyaxetic, thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật ở $\text{MIC} = 3\text{--}25\ \mu\text{g/ml}$.

  2. Tình hình nghiên cứu cấu tạo, chuyển hóa và tổng hợp vòng furoxan:

    • Lịch sử cấu tạo vòng furoxan ($1,2,5\text{-oxađiazole-}2\text{-oxit}$) kéo dài gần 80 năm từ công thức "glyoxim peroxit" đến khi khẳng định cấu trúc phẳng thơm $5$ cạnh lai hóa $\text{sp}^2$ tuân theo quy tắc Hückel ($4n+2$). Khmelniskii (1994) và các cộng sự xác định thông số tinh thể của furoxan không nhóm thế bằng tia X và tổng hợp từ glyoxim với $\text{N}_2\text{O}_4$ trong $\text{CH}_2\text{Cl}_2$ ở $35\text{--}38\ ^\circ\text{C}$ đạt hiệu suất $45%$.
    • Các phản ứng chuyển hóa: chuyển vị hỗ biến nhóm $N\text{-oxit}$ qua trung gian $1,2\text{-đinitroso}$; mở vòng bởi $\text{LiAlH}_4$ tạo $1,2\text{-điamin}$; mở vòng do nhiệt và ánh sáng; chuyển hóa thành furazan, $1,2,3\text{-triazole-}1\text{-oxit}$, isoxazol, pirazol, quinoxalin.
    • Thế nucleophin ở vị trí 4 của vòng furoxan đối với nhóm nitro bởi các tác nhân alkoxit, phenol, amin, thiol ở nhiệt độ phòng.
    • Phương pháp tạo vòng furoxan: oxi hóa $1,2\text{-đioxim}$ bằng $\text{HNO}_3/\text{CH}_3\text{COOH}$; cộng $\text{N}_2\text{O}_3$ vào olefin tạo nitro oxim rồi tách nước; đime hóa nitrin oxit; đề hiđrat hóa $\alpha\text{-nitroxetoxim}$ bằng $\text{SO}_3/\text{DMF}$.
    • Ứng dụng: giải phóng $\text{NO}$ khi có mặt L-cysteine kích thích guanylate cyclaza (làm giãn động mạch vành thỏ gấp $3\text{--}10$ lần glyxerol trinitrat); gắn kết furoxan với oridonin ($\text{IC}_{50}$ trên tế bào K562 là $1{,}82\ \mu\text{M}$, MGC-803 là $1{,}81\ \mu\text{M}$, Bel-7402 là $0{,}86\ \mu\text{M}$); gắn với axit fanesylthiosalicylic; hoạt tính chống HIV; nghiên cứu làm chất nổ năng lượng cao chứa nhiều vòng furoxan (Makhova và cộng sự, 2003).

  3. Arylhiđrazin và dẫn xuất:

    • Điều chế arylhiđrazin qua muối điazoni khử bằng $\text{SnCl}_2$ (hiệu suất $92%$) hoặc $\text{SO}_2/\text{HCl}$ ($78\text{--}80%$), hoặc thế trực tiếp halogen hoạt hóa.
    • Hiđrazon thể hiện hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm ($E.\ coli$, $S.\ aureus$, $B.\ subtilis$, $C.\ albicans$), kháng viêm (ức chế kép $\text{COX}$ và $5\text{-LO}$), chống sốt rét, ức chế ăn mòn kim loại đồng trong $\text{HNO}3\ 3\text{M}$, và độc tính tế bào ung thư đại tràng ($\text{GI}{50} = 0{,}012\text{--}3{,}9\ \mu\text{M}$), buồng trứng ($\text{GI}{50} = 0{,}018\text{--}10{,}47\ \mu\text{M}$), bạch cầu ($\text{GI}{50} = 0{,}012\text{--}5{,}13\ \mu\text{M}$).

  4. Dị vòng 1,3-thiazoliđin-4-on:

    • Cấu trúc không gian: proton tại $\text{C}_2$ ở vị trí biên ($e$), nhóm phenyl ở vị trí trục ($a$) để tránh tương tác không gian với nhóm thế tại $\text{N}_3$ (Vigorita và cộng sự).
    • Phương pháp tổng hợp: ngưng tụ azometin/hiđrazon với axit thioglycolic; phản ứng ba hợp phần một giai đoạn (amin, cacbonyl, $\text{HSCH}_2\text{COOH}$); phản ứng từ thioxianat qua thiosemicacbazit (Cesur, Vicini); chiếu xạ vi sóng hoặc đun hồi lưu hỗn hợp thiosemicacbazon với đimetyl axetilen đicacboxylat (Daniel, Rômulo).
    • Hoạt tính sinh học: kháng khuẩn ($B.\ subtilis$, $E.\ coli$, $S.\ aureus$), chống nấm ($A.\ niger$, Alternaria), tác động tim mạch (giảm nhịp tim, tăng lưu lượng mạch vành, hạ huyết áp), kháng lao kháng thuốc ($\text{MIC} = 12{,}5\ \mu\text{g/ml}$), kháng viêm (ức chế phù $35\text{--}55%$), kháng HIV ($\text{EC}_{50} = 0{,}204\ \text{mM}$), và ức chế tế bào ung thư phổi non-small cell H460, ung thư ruột kết (DLD-1, HCT-116, HT-29, HCT-8, H-630).

Khoảng trống luận án giải quyết

Mặc dù eugenol đã được nghiên cứu chuyển hóa thành một số dị vòng, việc khai thác khung eugenol để tạo ra các dẫn xuất axi-quinon đặc thù, đồng thời phát triển có hệ thống các dãy phân tử phức hợp kết hợp đồng thời vòng furoxan với các dị vòng/nhóm chức khác (azometin, amit, hiđrazit, hiđrazon, 1,3-thiazoliđin-4-on) và dị vòng quinolin chưa được nghiên cứu toàn diện. Luận án giải quyết khoảng trống về quy trình tổng hợp, xác định cấu trúc lập thể chi tiết và cung cấp cơ sở dữ liệu phổ nghiệm đối với các dãy hợp chất mới này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm áp dụng

  • Lý thuyết thơm và cấu trúc dị vòng: Quy tắc thơm Hückel ($4n+2$) giải thích tính thơm của dị vòng năm cạnh $1,2,5\text{-oxađiazole-}2\text{-oxit}$ phẳng; cấu trúc lai hóa $\text{sp}^2$ của các nguyên tử trong vòng.
  • Hiện tượng hỗ biến (tautomerism): Sự chuyển vị nội phân tử và cân bằng giữa các dạng hỗ biến oxi-quinon/nitroso trong dung dịch đối với hợp chất trung gian $\text{A}_0$ và $\text{B}_0$.
  • Hóa học lập thể: Cấu dạng không gian liên kết trục/biên ($a/e$), đồng phân hình học $E/Z$ xung quanh liên kết đôi $\text{C=N}$ của azometin và hiđrazon, tương tác liên kết hiđro nội/liên phân tử.

Phương pháp tổng hợp và phân tích cấu trúc

  • Phương pháp tổng hợp hữu cơ: Tổng hợp đa bước, cải tiến điều kiện phản ứng (nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ mol, dung môi) để nâng cao hiệu suất; tinh chế bằng phương pháp kết tinh lại phân đoạn cho đến khi đạt điểm chảy không đổi.
  • Phương pháp xác định tính chất vật lý và phổ nghiệm:
    • Nhiệt độ nóng chảy: Đo trên máy đo nhiệt độ nóng chảy chuyên dụng.
    • Phổ hồng ngoại ($\text{IR}$): Xác định các dao động đặc trưng của liên kết $\text{C=O}$, $\text{C=N}$, $\text{N-O}$, $\text{NO}_2$, $\text{OH}$, $\text{NH}$, $\text{C-S-C}$.
    • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều ($^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$): Xác định độ chuyển dịch hóa học ($\delta$, ppm), hằng số tương tác spin-spin ($J$, Hz), số lượng và bản chất proton/cacbon.
    • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều ($2\text{D NMR}$): Sử dụng các kỹ thuật $\text{HSQC}$ (tương tác trực tiếp $^{1}\text{H}-^{13}\text{C}$ qua $1$ liên kết), $\text{HMBC}$ (tương tác xa $^{1}\text{H}-^{13}\text{C}$ qua $2\text{--}3$ liên kết), và $\text{NOESY}$ (tương tác không gian giữa các proton) để xác định chính xác cấu trúc và đồng phân lập thể.
    • Phổ khối lượng ($\text{MS}$, $\text{ESI-MS}$, $\text{LC-UV-MS}$): Xác định khối lượng phân tử qua ion giả phân tử $[\text{M}+\text{H}]^+$, $[\text{M}+\text{Na}]^+$, $[\text{M}-\text{H}]^-$ và quy luật phân mảnh.
    • Nhiễu xạ tia X đơn tinh thể: Xác định cấu trúc không gian ba chiều của tinh thể chất đại diện $\text{A}_1$.

Phương pháp khảo sát hoạt tính sinh học

  • Hoạt tính kháng vi sinh vật: Phương pháp thử nghiệm xác định nồng độ ức chế tối thiểu ($\text{MIC}$, đơn vị $\mu\text{g/ml}$) trên các chủng vi khuẩn Gram dương, vi khuẩn Gram âm và nấm kiểm định.
  • Độc tính tế bào ung thư: Phương pháp đo độc tính tế bào in vitro trên dòng tế bào ung thư đại tràng người $\text{SW620}$, xác định chỉ số $\text{IC}_{50}$ ($\mu\text{g/ml}$) và tỷ lệ sống sót của tế bào ($% \text{CS}$).
  • Hoạt tính chống oxi hóa: Phương pháp bẫy gốc tự do in vitro, tính toán khả năng quét gốc tự do ($% \text{SC}$).

Nguồn hóa chất, nguyên liệu và thiết bị

  • Nguyên liệu tự nhiên: Tinh dầu hương nhu sản xuất tại Việt Nam (hàm lượng eugenol $45\text{--}70%$).
  • Hóa chất vô cơ và hữu cơ: Sản xuất tại Việt Nam ($\text{NaOH}$, $\text{KOH}$, $\text{Na}_2\text{CO}_3$, $\text{Na}_2\text{SO}_4$, $\text{HCl}$, $\text{HNO}_3$, $\text{H}_2\text{SO}_4$, $\text{CH}_3\text{COOH}$, $\text{CH}_3\text{COONa}$, $\text{NaNO}_2$, $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$, $\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5$, $(\text{C}_2\text{H}_5)_2\text{O}$, $\text{I}_2$, $\text{NH}_3$); Trung Quốc (glixerol, $\text{N}_2\text{H}_4\cdot\text{HCl}$, thiosemicacbazit, semicacbazit clohiđrat, $2,4\text{-đinitrophenylhiđrazin}$, đioxan, $\text{CHCl}_3$, anhiđrit phtalic, benzoyl clorua); Đức ($(\text{CH}_3)_2\text{SO}_4$, $\text{Ac}_2\text{O}$, $\text{DMF}$, $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_4$, $\text{HSCH}_2\text{COOH}$, các dẫn xuất anđehit và xeton).
  • Thiết bị thí nghiệm: Máy khuấy từ gia nhiệt, bộ cất đun hồi lưu tách nước, sinh hàn, bình cầu đa cổ sản xuất tại Đức; máy đo điểm chảy, tủ sấy, máy lọc hút chân không.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: TỔNG QUAN

Chương 1 (chiếm từ trang 3 đến trang 28) hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận và các công trình nghiên cứu đi trước gồm bốn phân mục chính:

  1. Hợp chất dị vòng tổng hợp từ eugenol trong tinh dầu hương nhu: Cung cấp thông số hóa lý của eugenol (khối lượng riêng $d = 1{,}06\ \text{g/cm}^3$, nhiệt độ nóng chảy $T_{\text{nc}} = -7{,}5\ ^\circ\text{C}$, nhiệt độ sôi $T_{\text{s}} = 254\ ^\circ\text{C}$ ở $760\ \text{mmHg}$ hoặc $123\ ^\circ\text{C}$ ở $12\text{--}13\ \text{mmHg}$, $\text{p}K_{\text{a}} = 10{,}19$ ở $25\ ^\circ\text{C}$). Trình bày các phản ứng chuyển hóa eugenol thành dẫn xuất ete (metyleugenol), dẫn xuất axit (axit eugenoxyaxetic, axit isoeugenoxyaxetic), vanilin, và các hệ dị vòng $1,3,4\text{-oxađiazole}$, $1,2,5\text{-oxađiazole}$, $1,2,4\text{-triazole}$, $1,3,4\text{-thiazin}$.
  2. Tình hình tổng hợp và chuyển hóa các hợp chất chứa vòng furoxan những năm gần đây: Trình bày lịch sử giải quyết cấu tạo vòng furoxan; các phản ứng đặc trưng (chuyển vị $N\text{-oxit}$, vỡ vòng do nhiệt/quang hóa/chất khử $\text{LiAlH}_4$, phản ứng chuyển vòng thành furazan, triazole-1-oxit, quinoxalin, thế nucleophin nhóm nitro ở $\text{C}_4$); các phương pháp đóng vòng (từ đioxim, olefin, nitrin oxit, đề hiđrat hóa $\alpha\text{-nitroxetoxim}$); cơ chế giải phóng $\text{NO}$ khi có nucleophin ($\text{HO}^-$ hoặc L-cysteine); hoạt tính tim mạch, kháng ung thư, kháng virus HIV và tiềm năng vật liệu nổ năng lượng cao.
  3. Sơ lược về tình hình tổng hợp và chuyển hóa các arylhiđrazin: Trình bày phương pháp tổng hợp arylhiđrazin từ amin thơm qua điazoni hóa và khử, hoặc thế halogen; tổng hợp các hiđrazon và dẫn xuất axylhiđrazin; tổng quan hoạt tính sinh học đa dạng của hiđrazon (kháng nấm, kháng khuẩn, kháng viêm ức chế kép $\text{COX}/5\text{-LO}$, chống sốt rét, chống u, ức chế ăn mòn kim loại).
  4. Sơ lược về dị vòng 1,3-thiazoliđin-4-on: Cấu trúc lập thể $5$ cạnh chứa $\text{S}_1$ và $\text{N}_3$; các phương pháp tổng hợp hai giai đoạn qua azometin hoặc một giai đoạn đa cấu tử (amin + cacbonyl + axit thioglycolic), phương pháp từ thiosemicacbazit; tổng quan hoạt tính kháng khuẩn, kháng lao ($\text{H37Rv}$), tác động tim mạch, chống viêm và ức chế các dòng tế bào ung thư ruột kết.

Chương 2: THỰC NGHIỆM

Chương 2 (từ trang 29 đến trang 50) mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm tổng hợp, tinh chế và phương pháp đo đạc phổ nghiệm, thử nghiệm hoạt tính sinh học:

Quy trình điều chế các chất ban đầu

  • Axit eugenoxyaxetic ($\text{Aceug}$): Hòa tan $80\ \text{g}\ \text{NaOH}$ trong $200\ \text{ml}\ \text{H}_2\text{O}$, trộn với $250\ \text{ml}$ tinh dầu hương nhu. Thêm dung dịch $94{,}5\ \text{g}$ ($1\ \text{mol}$) axit monocloaxetic đã trung hòa bằng $\text{Na}_2\text{CO}3$. Đun cách thủy $80\text{--}90\ ^\circ\text{C}$ trong $2\ \text{giờ}$, axit hóa bằng $\text{HCl}\ 1:1$ đến $\text{pH} = 4$. Kết tinh lại trong nước thu được $145{,}14\ \text{g}$ tinh thể hình kim màu trắng, $T{\text{nc}} = 71\text{--}72\ ^\circ\text{C}$.
  • Metyleugenol ($\text{Meug}$): Trộn $100\ \text{ml}$ tinh dầu hương nhu với $100\ \text{ml}\ \text{NaOH}\ 24%$, thêm từ từ $50\ \text{ml}\ (\text{CH}_3)_2\text{SO}_4$, khuấy $3\ \text{giờ}$. Chiết lớp dầu, cất áp suất giảm ($130\text{--}135\ ^\circ\text{C}\ /\ 10\ \text{mmHg}$) thu được $40\ \text{ml}$ chất lỏng màu vàng nhạt.
  • Isometyleugenol ($\text{Isomeug}$, $\text{C}_1$): Đun hồi lưu $50\ \text{ml}$ metyleugenol với $49\ \text{g}\ \text{KOH}$ trong $200\ \text{ml}\ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ trong $15\ \text{giờ}$. Chưng thu hồi cồn, chiết tách dầu, rửa trung tính và làm khan bằng $\text{Na}_2\text{SO}_4$, thu được $33{,}5\ \text{ml}$ isometyleugenol.

Tổng hợp các hợp chất dãy A từ axit eugenoxyaxetic

  • Hợp chất $\text{A}_0$: $2\text{-(cacboxymetoxy)-}5\text{-(}2\text{-nitroxi-}3\text{-nitropropyl)-}4\text{-(}N\text{-oxithiđroxyimino)-xiclohexa-}2,5\text{-đien-}1\text{-on}$. Hòa tan $22{,}2\ \text{g}$ ($0{,}1\ \text{mol}$) $\text{Aceug}$ trong $100\ \text{ml}\ \text{CH}_3\text{COOH}$ băng, làm lạnh $0\ ^\circ\text{C}$, nhỏ từ từ $16\ \text{ml}\ \text{HNO}_3$ đặc, khuấy $4\ \text{giờ}$ ở nhiệt độ muối đá. Lọc tủa vàng tươi, rửa bằng etyl axetat ($3$ lần) và đietyl ete ($3$ lần), thu được $30{,}685\ \text{g}$ sản phẩm sạch, phân hủy ở $>155\ ^\circ\text{C}$.
  • Hợp chất $\text{A}_1$: Axit $2\text{-hiđroxy-}4\text{-(}2\text{-hiđroxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetic}$. Cho $1{,}5\ \text{g}\ \text{A}_0$ vào $6\ \text{ml}\ \text{Ac}_2\text{O}$, nhỏ từ từ $0{,}3\ \text{ml}\ \text{H}_2\text{SO}_4$ trong $3\ \text{ml}\ \text{Ac}2\text{O}$, khuấy ở $51\text{--}55\ ^\circ\text{C}$ trong $2\ \text{giờ}$. Đổ vào nước đá, lọc kết tinh lại trong $\text{etanol}:\text{nước} = 1:1$, thu được $1{,}077\ \text{g}$ tinh thể trắng đục, $T{\text{nc}} = 174\text{--}175\ ^\circ\text{C}$.
  • Hợp chất $\text{A}_2$: Axit $2\text{-hiđroxy-}4\text{-(}2\text{-axetoxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetic}$. Cho $1{,}5\ \text{g}\ \text{A}_0$ vào $5\ \text{ml}\ \text{Ac}_2\text{O}$ và $1{,}2\ \text{ml}\ \text{H}_2\text{SO}_4$ trong $4\ \text{ml}\ \text{Ac}2\text{O}$, khuấy ở $65\text{--}70\ ^\circ\text{C}$ trong $2\ \text{giờ}$. Kết tinh trong $\text{etanol}:\text{nước} = 1:1$ thu được $0{,}521\ \text{g}$ tinh thể vảy vàng nhạt, $T{\text{nc}} = 169\text{--}170\ ^\circ\text{C}$.
  • Hợp chất $\text{A}_3$: Axit $2\text{-axetoxy-}4\text{-(}2\text{-axetoxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetic}$. Cho $0{,}63\ \text{g}\ \text{A}_1$ ($2\ \text{mmol}$) tác dụng với $6\ \text{ml}\ \text{Ac}_2\text{O}$ và $3$ giọt $\text{H}_2\text{SO}4$ đặc ở $55\text{--}60\ ^\circ\text{C}$ trong $2\ \text{giờ}$, thu được $0{,}680\ \text{g}$ tinh thể hình kim màu trắng, $T{\text{nc}} = 131\text{--}132\ ^\circ\text{C}$.
  • Hợp chất $\text{A}_4$: Axit $2\text{-benzoyloxy-}4\text{-(}2\text{-hiđroxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetic}$. Cho $0{,}5\ \text{g}\ \text{A}_1$ tác dụng với $0{,}214\ \text{ml}\ \text{C}_6\text{H}_5\text{COCl}$ trong $2\ \text{ml}$ pyriđin ở $60\ ^\circ\text{C}$ trong $5\ \text{giờ}$, thu được $0{,}272\ \text{g}$ tinh thể màu vàng.
  • Hợp chất $\text{A}_5$: Etyl $2\text{-hiđroxy-}4\text{-(}2\text{-hiđroxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetat}$. Este hóa $1{,}58\ \text{g}\ \text{A}_1$ với $8\ \text{ml}\ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\ 99%$ xúc tác $\text{H}_2\text{SO}4$ đặc, đun hồi lưu $10\ \text{giờ}$, thu được $1{,}445\ \text{g}$ tinh thể không màu, $T{\text{nc}} = 149\text{--}150\ ^\circ\text{C}$.
  • Hợp chất $\text{A}_6$: $2\text{-hiđroxy-}4\text{-(}2\text{-hiđroxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetahiđrazit}$. Cho $0{,}344\ \text{g}\ \text{A}_5$ tác dụng với $\text{N}_2\text{H}4\ 80%$ trong etanol ở $70\ ^\circ\text{C}$ trong $30\ \text{phút}$, thu được $0{,}187\ \text{g}$ hạt màu vàng, $T{\text{nc}} = 149\text{--}150\ ^\circ\text{C}$.
  • Hợp chất $\text{A}_7$: Etyl $2\text{-axetoxy-}4\text{-(}2\text{-axetoxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetat}$. Axetyl hóa $\text{A}_5$ với $\text{Ac}_2\text{O}/\text{H}_2\text{SO}_4$ ở $55\text{--}60\ ^\circ\text{C}$ trong $2\ \text{giờ}$.

Tổng hợp các dãy chất khác

  • Dãy B (từ metyleugenol): Điều chế axi-quinon $\text{B}_0$ và các dẫn xuất $\text{B}_1\text{--}\text{B}_4$.
  • Dãy D, E, F, G (chứa vòng furoxan từ isometyleugenol $\text{C}_1$):
    • Điều chế hợp chất nitro ($\text{C}_2$), amin ($\text{D}_0$) và hiđrazin chứa vòng furoxan.
    • Tổng hợp dãy azometin $\text{D}_1\text{--}\text{D}_6$ bằng phản ứng ngưng tụ giữa amin $\text{D}_0$ với các anđehit thơm.
    • Tổng hợp dãy amit và hiđrazit $\text{E}_1\text{--}\text{E}_5$.
    • Tổng hợp dãy hiđrazon gồm các anđohiđrazon ($\text{F}1\text{--}\text{F}{18}$) và xetohiđrazon ($\text{F}{19}\text{--}\text{F}{26}$).
    • Tổng hợp dãy $1,3\text{-thiazoliđin-}4\text{-on}$ ($\text{G}1\text{--}\text{G}{12}$) bằng phản ứng đóng vòng với axit thioglycolic.
  • Hợp chất loại quinolin: Tổng hợp $\text{Q}_a$, $\text{Q}_b$, $\text{Q}_c$ thông qua phản ứng khử $\text{B}_0$ bằng natriđithionit ($\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_4$).

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 3 (chiếm dung lượng lớn nhất, từ trang 51 đến trang 149 với 58 bảng số liệu và 72 hình vẽ, đồ thị phổ) phân tích sâu cấu trúc và hoạt tính:

1. Tổng hợp và cấu trúc các hợp chất chứa nitơ từ axit eugenoxyaxetic (Dãy A)

  • Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và dung môi rửa đến hiệu suất phản ứng nitro hóa $\text{Aceug}$ tạo $\text{A}_0$. Phân tích phổ $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, $\text{HSQC}$, $\text{HMBC}$ và $\text{LC-UV-MS}$ chứng minh $\text{A}_0$ tồn tại đồng thời $4$ dạng hỗ biến (tautomer) cân bằng trong dung dịch.
  • Cấu trúc của $\text{A}_1$ được khẳng định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể. Phân tích phổ của dãy $\text{A}_1\text{--}\text{A}_7$ và dãy $\text{A}8\text{--}\text{A}{12}$ (phổ $\text{IR}$, phổ $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$ giãn, phổ $\text{MS}$).

2. Tổng hợp và cấu trúc các hợp chất chứa nitơ từ metyleugenol (Dãy B)

  • Xác định cấu trúc của axi-quinon $\text{B}_0$ và các dẫn xuất $\text{B}_1\text{--}\text{B}_4$ qua phổ $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$ giãn, $\text{HMBC}$ và $\text{MS}$. Phân tích tương tác liên kết hiđro nội phân tử đặc trưng ở $\text{B}_1$.

3. Tổng hợp và cấu trúc các hợp chất chứa vòng furoxan từ isometyleugenol

  • Xác định cấu trúc dẫn xuất nitro, amin ($\text{D}_0$) và hiđrazin chứa vòng furoxan qua bảng tín hiệu cộng hưởng proton và cacbon-13.
  • Dãy Azometin (Dãy D): Phân tích phổ $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, tương tác $\text{HMBC}$ ($\text{H}_{10}$, $\text{C}_8$, $\text{C}9$, $\text{C}{10}$), phổ $\text{NOESY}$ và $\text{ESI-MS}$ khẳng định cấu hình $E$ của liên kết $\text{C=N}$ ở các chất $\text{D}_1\text{--}\text{D}_6$. Khảo sát sự đồng phân hóa vòng furoxan.
  • Dãy Amit và Hiđrazit (Dãy E): Xác định cấu trúc $\text{E}_1\text{--}\text{E}_5$ qua phổ $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, $\text{HSQC}$, $\text{HMBC}$ và $\text{ESI-MS}$. Phân tích các cấu tạo có thể của $\text{E}_5$.
  • Dãy Hiđrazon (Dãy F): Tổng hợp $18$ anđohiđrazon ($\text{F}1\text{--}\text{F}{18}$) và $8$ xetohiđrazon ($\text{F}{19}\text{--}\text{F}{26}$). Khảo sát quy luật biến thiên độ chuyển dịch hóa học $^{1}\text{H}$ và $^{13}\text{C}$ của hợp phần hiđrazin và hợp phần cacbonyl. Phân tích phổ $\text{NOESY}$ xác định cấu dạng lập thể; phổ $\text{ESI-MS}$ phân tích các mảnh ion giả phân tử $[\text{M}+\text{H}]^+$, $[\text{M}+\text{Na}]^+$, $[\text{M}-\text{H}]^-$. Khảo sát liên kết hiđro nội phân tử dạng đime và liên phân tử dạng monome.

4. Tổng hợp và cấu trúc hợp chất loại thiazoliđinon (Dãy G) và quinolin

  • Dãy Thiazoliđin-4-on (Dãy G): Tổng hợp các chất $\text{G}1\text{--}\text{G}{12}$ (và các dẫn xuất $\text{AT}9\text{--}\text{AT}{18}$). Xác lập phổ $\text{IR}$ (vân $\text{C=O}$ vòng thiazoliđinon ở khoảng $1715\text{--}1735\ \text{cm}^{-1}$), $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, $\text{HSQC}$, $\text{HMBC}$, $\text{NOESY}$ và $\text{ESI-MS}$. Khảo sát sự dịch chuyển hóa học khi đóng vòng từ hiđrazon sang thiazoliđin và cấu dạng không gian của vòng năm cạnh.
  • Dãy Quinolin: Khảo sát điều kiện khử $\text{B}_0$ bằng $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_4$ thu được các dẫn xuất quinolin ($\text{Q}_b$, $\text{Q}_c$). Xác định phổ $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$ và $^{13}\text{C NMR}$ trong dung môi $\text{DMSO-}d_6$.
Dãy chất Chất tiêu biểu Tác nhân / Phản ứng chính Phương pháp phổ khẳng định cấu trúc
Dãy A $\text{A}_0, \text{A}1\text{--}\text{A}{12}$ Nitro hóa $\text{Aceug}$ bằng $\text{HNO}_3/\text{AcOH}$, axyl hóa, este hóa $\text{IR}$, $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$, $\text{HSQC}$, $\text{HMBC}$, $\text{MS}$, X-ray ($\text{A}_1$)
Dãy B $\text{B}_0, \text{B}_1\text{--}\text{B}_4$ Nitro hóa $\text{Meug}$, chuyển hóa nhóm chức $\text{IR}$, $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$, $\text{HMBC}$, $\text{MS}$
Dãy D $\text{D}_1\text{--}\text{D}_6$ Ngưng tụ amin furoxan $\text{D}_0$ với anđehit thơm $\text{IR}$, $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$, $\text{HMBC}$, $\text{NOESY}$, $\text{ESI-MS}$
Dãy E $\text{E}_1\text{--}\text{E}_5$ Axyl hóa amin furoxan $\text{D}_0$, tạo amit/hiđrazit $\text{IR}$, $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$, $\text{HSQC}$, $\text{HMBC}$, $\text{ESI-MS}$
Dãy F $\text{F}1\text{--}\text{F}{26}$ Ngưng tụ hiđrazin furoxan với anđehit/xeton $\text{IR}$, $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$, $\text{NOESY}$, $\text{ESI-MS}$
Dãy G $\text{G}1\text{--}\text{G}{12}$ Đóng vòng hiđrazon/azometin với $\text{HSCH}_2\text{COOH}$ $\text{IR}$, $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$, $\text{HSQC}$, $\text{HMBC}$, $\text{NOESY}$, $\text{MS}$
Dãy Quinolin $\text{Q}_a, \text{Q}_b, \text{Q}_c$ Khử axi-quinon $\text{B}_0$ bằng $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_4$ $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, $\text{HMBC}$

5. Thăm dò hoạt tính sinh học

  • Hoạt tính kháng vi sinh vật: Thử nghiệm xác định giá trị $\text{MIC}$ của các hợp chất thiazoliđin-4-on dãy G trên các chủng vi khuẩn và nấm kiểm định.
  • Hoạt tính độc tế bào ung thư: Thử nghiệm độc tính trên dòng tế bào ung thư đại tràng người $\text{SW620}$ của $26$ hợp chất hiđrazon dãy F ($\text{F}1\text{--}\text{F}{26}$), thu được các giá trị $\text{IC}_{50}$ ($\mu\text{g/ml}$) và tỷ lệ sống sót của tế bào ($% \text{CS}$).
  • Hoạt tính chống oxi hóa: Khảo sát khả năng bẫy gốc tự do ($% \text{SC}$) của các chất tổng hợp.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt học thuật và lý luận

  1. Phát triển phương pháp tổng hợp hữu cơ: Đã xây dựng quy trình chuyển hóa eugenol (thành phần chính trong tinh dầu hương nhu Việt Nam) thành các chất trung gian có khả năng tạo dị vòng như metyleugenol, isometyleugenol, axit eugenoxyaxetic với hiệu suất cao.
  2. Tổng hợp thành công nhiều dãy chất mới: Đã tổng hợp được hàng loạt hợp chất mới thuộc các dãy axi-quinon ($\text{A}_0, \text{B}_0$), nitro-phenol ($\text{A}_1\text{--}\text{A}_7, \text{A}8\text{--}\text{A}{12}, \text{B}_1\text{--}\text{B}_4$), dẫn xuất chứa vòng furoxan gồm azometin ($\text{D}_1\text{--}\text{D}_6$), amit và hiđrazit ($\text{E}1\text{--}\text{E}5$), anđohiđrazon ($\text{F}1\text{--}\text{F}{18}$), xetohiđrazon ($\text{F}{19}\text{--}\text{F}{26}$), dị vòng $1,3\text{-thiazoliđin-}4\text{-on}$ ($\text{G}1\text{--}\text{G}{12}$) và dị vòng quinolin ($\text{Q}_a, \text{Q}_b, \text{Q}_c$).
  3. Đóng góp dữ liệu phổ nghiệm và hóa học cấu trúc: Cung cấp hệ thống dữ liệu phổ phong phú ($58$ bảng dữ liệu chi tiết về $\text{IR}$, $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, $2\text{D NMR}$, $\text{MS}$, tia X). Chứng minh sự tồn tại đồng thời của $4$ dạng hỗ biến (tautomer) của hợp chất $\text{A}_0$ trong dung dịch bằng $\text{LC-UV-MS}$ và $\text{NMR}$; xác định cấu trúc tinh thể của $\text{A}_1$ bằng tia X; làm sáng tỏ quy luật tương tác không gian ($\text{NOESY}$) và cấu hình $E/Z$, cấu dạng ghế/phong bì của các dị vòng mới.

Đóng góp thực tiễn và định hướng ứng dụng

  1. Giá trị hoạt tính sinh học: Kết quả thăm dò sinh học xác lập hoạt tính ức chế vi sinh vật kiểm định của các thiazoliđin-4-on dãy G và độc tính tế bào chọn lọc trên dòng ung thư đại tràng $\text{SW620}$ của dãy hiđrazon $\text{F}1\text{--}\text{F}{26}$ ($\text{IC}_{50}$ ở mức $\mu\text{g/ml}$), mở ra tiềm năng nghiên cứu thuốc hóa dược từ nguồn tinh dầu hương nhu.
  2. Nâng cao giá trị nguồn dược liệu: Đưa ra hướng sử dụng và gia tăng giá trị kinh tế - kỹ thuật của tinh dầu hương nhu trong nước thông qua con đường bán tổng hợp hóa học tạo các dẫn chất dị vòng có hoạt tính cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Hoạt tính độc tế bào ung thư mới chỉ được khảo sát in vitro trên một dòng tế bào ung thư đại tràng người duy nhất là $\text{SW620}$.
  • Thử nghiệm hoạt tính sinh học (kháng vi sinh vật, độc tế bào, chống oxi hóa) chỉ mới tiến hành trên một số chất tiêu biểu của các dãy F và G, chưa mở rộng đồng loạt trên toàn bộ các hợp chất đã tổng hợp.
  • Chưa tiến hành khảo sát động học giải phóng nitơ oxit ($\text{NO}$) định lượng trong điều kiện sinh lý in vitro đối với các dẫn xuất chứa vòng furoxan mới tổng hợp.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng thử nghiệm độc tế bào trên nhiều dòng tế bào ung thư người khác nhau (như ung thư biểu mô, ung thư gan Bel-7402, ung thư dạ dày MGC-803, ung thư máu K562).
  • Đo đạc trực tiếp khả năng và tốc độ giải phóng $\text{NO}$ khi có mặt L-cysteine của các dẫn chất furoxan dãy D, E, F, G để đánh giá tương quan cấu trúc - hoạt tính giải phóng $\text{NO}$.
  • Tối ưu hóa hiệu suất đóng vòng và nghiên cứu thử nghiệm in vivo đối với các chất có giá trị $\text{IC}_{50}$ và $\text{MIC}$ nổi bật.

Giá trị tham khảo

Đối tượng sử dụng

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa dược, Hóa học các hợp chất thiên nhiên: Nguồn tư liệu tham khảo về phương pháp luận tổng hợp hữu cơ, kỹ thuật đóng vòng dị vòng và phân tích phổ nghiệm.
  • Giảng viên và các nhà nghiên cứu: Dùng làm tài liệu giảng dạy chuyên đề hóa học dị vòng, hóa học tinh dầu và phân tích cấu trúc hợp chất hữu cơ bằng phương pháp phổ hiện đại ($2\text{D NMR}$, $\text{ESI-MS}$, $\text{X-ray}$).
  • Các viện nghiên cứu và doanh nghiệp hóa dược: Tham khảo quy trình khai thác chuyển hóa eugenol từ tinh dầu hương nhu thành các dẫn xuất có hoạt tính sinh học.

Các phần đáng tham khảo trong luận án

  • Chương 2 (Thực nghiệm): Quy trình chi tiết, tỉ lệ mol, thông số nhiệt độ, dung môi kết tinh lại để điều chế các chất trung gian ($\text{Aceug}$, $\text{Meug}$, $\text{Isomeug}$, $\text{A}_0\text{--}\text{A}_7$).
  • Chương 3 (Bảng dữ liệu phổ): Hệ thống $58$ bảng gán tín hiệu phổ $^{1}\text{H NMR}$, $^{13}\text{C NMR}$, $\text{HMBC}$, $\text{NOESY}$ chuẩn xác cho các hệ dị vòng furoxan, thiazoliđin-4-on và quinolin.

Câu hỏi thường gặp

1. Hợp chất trung gian $\text{A}_0$ được tổng hợp từ chất đầu nào và có đặc điểm cấu trúc gì đặc biệt?

Hợp chất $\text{A}_0$ ($2\text{-(cacboxymetoxy)-}5\text{-(}2\text{-nitroxi-}3\text{-nitropropyl)-}4\text{-(}N\text{-oxithiđroxyimino)-xiclohexa-}2,5\text{-đien-}1\text{-on}$) được tổng hợp bằng phản ứng nitro hóa trực tiếp axit eugenoxyaxetic ($\text{Aceug}$) bằng $\text{HNO}_3$ đặc trong $\text{CH}_3\text{COOH}$ băng ở nhiệt độ muối đá ($0\ ^\circ\text{C}$). Kết quả phân tích phổ nghiệm và $\text{LC-UV-MS}$ chứng minh $\text{A}_0$ có bản chất là một axi-quinon và tồn tại đồng thời $4$ dạng tautome (hỗ biến) cân bằng trong dung dịch.

2. Cấu trúc của hợp chất nào trong luận án được xác định trực tiếp bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể?

Cấu trúc không gian ba chiều của hợp chất $\text{A}_1$ (Axit $2\text{-hiđroxy-}4\text{-(}2\text{-hiđroxy-}3\text{-nitropropyl)-}5\text{-nitrophenoxyaxetic}$, điểm nóng chảy $174\text{--}175\ ^\circ\text{C}$) đã được khẳng định bằng phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X đơn tinh thể, làm cơ sở đối chiếu cho các dẫn xuất cùng dãy.

3. Dãy hợp chất hiđrazon $\text{F}1\text{--}\text{F}{26}$ được thử nghiệm hoạt tính sinh học gì và trên đối tượng nào?

$26$ hợp chất hiđrazon dãy F (gồm các anđohiđrazon $\text{F}1\text{--}\text{F}{18}$ và xetohiđrazon $\text{F}{19}\text{--}\text{F}{26}$) chứa vòng furoxan được thử nghiệm độc tính tế bào in vitro trên dòng tế bào ung thư đại tràng người $\text{SW620}$, xác định các giá trị nửa nồng độ ức chế tối đa $\text{IC}_{50}$ ($\mu\text{g/ml}$) và tỷ lệ tế bào sống sót $% \text{CS}$.

4. Dị vòng $1,3\text{-thiazoliđin-}4\text{-on}$ dãy G được tổng hợp bằng phản ứng nào?

Các hợp chất $1,3\text{-thiazoliđin-}4\text{-on}$ dãy G ($\text{G}1\text{--}\text{G}{12}$) được tổng hợp thông qua phản ứng đóng vòng giữa các azometin hoặc hiđrazon chứa vòng furoxan với axit thioglycolic ($\text{HSCH}_2\text{COOH}$), tạo thành hệ dị vòng năm cạnh no chứa đồng thời hai dị tử $\text{S}_1$ và $\text{N}_3$ cùng nhóm cacbonyl tại vị trí số $4$.

5. Khung dị vòng quinolin được tổng hợp bằng cách nào trong luận án?

Các hợp chất chứa vòng quinolin ($\text{Q}_a, \text{Q}_b, \text{Q}_c$) được tạo thành thông qua phản ứng khử hợp chất axi-quinon $\text{B}_0$ (tổng hợp từ metyleugenol) bằng tác nhân khử natriđithionit ($\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_4$) trong các điều kiện phản ứng thích hợp.

Kết luận

Luận án của tác giả Trịnh Thị Huấn đã nghiên cứu thành công quy trình chuyển hóa eugenol từ nguồn tinh dầu hương nhu Việt Nam thành các dẫn chất trung gian hoạt động, từ đó tổng hợp nên nhiều dãy hợp chất mới thuộc các hệ axi-quinon, nitro-phenol, furoxan, azometin, amit, hiđrazit, hiđrazon, $1,3\text{-thiazoliđin-}4\text{-on}$ và quinolin. Toàn bộ cấu trúc của các hợp chất tổng hợp đã được xác lập sáng tỏ bằng hệ thống phổ nghiệm hiện đại ($\text{IR}$, $^{1}\text{H}/^{13}\text{C NMR}$, $2\text{D NMR}$, $\text{MS}$, $\text{LC-UV-MS}$ và tia X). Kết quả thử nghiệm sinh học bước đầu xác định được hoạt tính kháng vi sinh vật và độc tính ức chế tế bào ung thư đại tràng $\text{SW620}$ của các dẫn xuất tiêu biểu, khẳng định tiềm năng ứng dụng và giá trị khoa học của hướng nghiên cứu bán tổng hợp dị vòng từ nguồn hợp chất thiên nhiên.