Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu cấu trúc và chuyển hóa hợp chất furoxan, quinoline, và quinazoline từ eugenol

• Tác giả: Lê Thị Hoa
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Hữu Đĩnh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu cấu trúc và chuyển hóa hợp chất furoxan, quinoline, và quinazoline từ eugenol
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. Lí do chọn đề tài
• 2. Mục đích, nhiệm vụ của luận án
• 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
• 1.1. DỊ VÒNG FUROXAN
• 1.1.1. Tổng hợp và chuyển hóa dị vòng furoxan trên thế giới
• 1.1.2. Tổng hợp và chuyển hóa dị vòng furoxan ở Việt Nam
• 1.1.3. Ứng dụng của hợp chất chứa dị vòng furoxan
• 1.2. DỊ VÒNG QUINAZOLINE
• 1.2.1. Tổng hợp và chuyển hóa dị vòng quinazoline trên thế giới
• 1.2.2. Tổng hợp và chuyển hóa dị vòng quinazoline ở Việt Nam
• 1.2.3. Ứng dụng của hợp chất chứa dị vòng quinazoline
• 1.3. DỊ VÒNG QUINOLINE
• 1.3.1. Tổng hợp và chuyển hóa dị vòng quinoline
• 1.3.2. Tình hình tổng hợp và chuyển hóa dị vòng quinoline ở Việt Nam
• 2. CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. HOÁ CHẤT – THIẾT BỊ
• 2.1.1. Dụng cụ thiết bị trong phòng thí nghiệm
• 2.1.2. Thiết bị nghiên cứu tính chất và cấu trúc
• 2.1.3. Phương pháp thăm dò hoạt tính sinh học
• 2.2. TỔNG HỢP CÁC CHẤT ĐẦU
• 2.2.1. Sơ đồ tổng hợp chung
• 2.2.2. Tổng hợp chất chìa khóa 3-methyl-4-(2-amino-4,5- dimethoxyphenyl)furoxan (A0)
• 2.2.3. Tổng hợp chất chìa khóa chứa đồng thời vòng furoxan và vòng quinoline 5,6-dimethoxy-8-(3-methylfuroxan-4-yl)-2-methylquinoline (B1)
• 2.2.4. Tổng hợp chất chìa khóa chứa vòng quinazoline 4-(1-chloro-1- nitroethyl)-6,7-dimethoxy-2-methylquinazoline (D1)
• 2.2.5. Tổng hợp chất chìa khóa 7-(carboxymethoxy)-6-hydroxy-3-sulfo quinoline-5,6-dione (G0)
• 2.3. TỔNG HỢP DÃY HỢP CHẤT AZO, AZOMETHINE VÀ AMIDE CHỨA VÒNG FUROXAN (DÃY A)
• 2.3.1. Tổng hợp các hợp chất azo A1 – A11
• 2.3.2. Tổng hợp các hợp chất azomethine A12 – A14
• 2.3.3. Tổng hợp các hợp chất amide A15 – A17 và benzylamino A18
• 2.4. TỔNG HỢP DÃY HỢP CHẤT CHỨA ĐỒNG THỜI VÒNG FUROXAN VÀ VÒNG QUINOLINE (DÃY B)
• 2.4.1. Tổng hợp các aldehyde, acid và ester B2 – B7
• 2.4.2. Tổng hợp các alkene B8 – B11
• 2.4.3. Tổng hợp các ketone α,β-không no B12 – B18
• 2.5. TỔNG HỢP DÃY HỢP CHẤT CHỨA DỊ VÒNG QUINAZOLINE (DÃY D)
• 2.5.1. Tổng hợp các dẫn chất quinazoline D2 – D5
• 2.5.2. Tổng hợp các chất D6 – D12
• 2.6. TỔNG HỢP DÃY HỢP CHẤT CHỨA VÒNG QUINOLINE NHIỀU NHÓM THẾ (DÃY E)
• 2.6.1. Hợp chất α,β-ketone không no E1 – E5
• 2.6.2. Hợp chất 1,5-diketone E6 – E8
• 2.7. TỔNG HỢP DÃY DẪN CHẤT CỦA QUINOLIN-5,6-DIONE (DÃY G)
• 2.7.1. Phản ứng ngưng tụ của quinolin-5,6-dione với semicarbazide và thiosemicarbazide
• 2.7.2. Phản ứng ngưng tụ của quinolin-5,6-dione với các diamine
• 3. CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
• 3.1. TỔNG HỢP VÀ CẤU TRÚC CÁC CHẤT DÃY A
• 3.1.1. Tổng hợp và cấu trúc chất chìa khóa 3-methyl-4-(2-amino-4,5-dimethoxy- phenyl)furoxan (FuroMeug-NH2) A0
• 3.1.2. Tổng hợp và cấu trúc các hợp chất azo A1 – A11
• 3.1.3. Tổng hợp và cấu trúc các hợp chất azomethine A12 – A14
• 3.1.4. Tổng hợp và cấu trúc các hợp chất amide A15, A16; imide A17 và benzylamino A18
• 3.2. TỔNG HỢP VÀ CẤU TRÚC CÁC CHẤT DÃY B
• 3.2.1. Tổng hợp và cấu trúc chất chìa khóa chứa đồng thời dị vòng furoxan và dị vòng quinoline 5,6-dimethoxy-8-(3-methylfuroxan-4-yl)-2-methylquinoline (B1)
• 3.2.2. Tổng hợp và cấu trúc các hợp chất aldehyde, acid và ester B2 – B7
• 3.2.3. Tổng hợp và cấu trúc các alkene B8 –B11
• 3.2.4. Tổng hợp và cấu trúc các α,β - ketone không no chứa đồng thời vòng furoxan và vòng quinoline B12 – B18
• 3.3. TỔNG HỢP VÀ CẤU TRÚC CÁC CHẤT DÃY D
• 3.3.1. Tổng hợp và cấu trúc chất chìa khóa 4-(1-chloro-1-nitroethyl)-6,7- dimethoxy -2-methylquinazoline (D1)
• 3.3.2. Tổng hợp và cấu trúc các dẫn chất quinazoline D2 – D5
• 3.3.3. Tổng hợp và cấu trúc các chất D6 – D12
• 3.4. TỔNG HỢP VÀ CẤU TRÚC CÁC CHẤT DÃY E
• 3.4.1. Tổng hợp và cấu trúc chất chìa khóa 7-(carboxymethoxy)-6-hydroxy-3- sulfoquinoline-5-carbaldehyde (E0)
• 3.4.2. Tổng hợp các hợp chất α,β-ketone không no E1 – E5 và 1,5-diketone E6-E8
• 3.5. TỔNG HỢP VÀ CẤU TRÚC CÁC CHẤT DÃY G
• 3.5.1. Tổng hợp và cấu trúc chất chìa khóa 7-(carboxymethoxy)-3-sulfo quinoline-5,6-dione (G0)
• 3.5.2. Hợp chất 8-(2-carbamothioylhydrazinyl)-7-(carboxymethoxy)-5,6- dihydro xy -3-sulfoquinoline G3
• 3.5.3. Hợp chất 2-(9-sulfonatopyrido[3,2-f]quinoxalin-5-yloxy)acetate G4 và 2-(9-sulfopyrido[3,2-f]quinoxalin-5-yloxy)acetic acid G5
• 3.5.4. Hợp chất [Benzene-1,2-diamine-2-(2-sulfopyrido[3,2-a]phenazin-6- yloxy) acetic acid] G6 và 2-(2-Sulfopyrido[3,2-a]phenazin-6-yloxy)acetic acid G7
• 3.5.5. Tổng hợp và cấu trúc 2-(5-diazo-6-hydroxy-3-sulfoquinolin-7- yloxy)acetic G8 (QN2)
• 3.6. THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
• 3.6.1. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
• 3.6.2. Thử hoạt tính độc tế bào
• 3.6.3. Thử hoạt tính chống oxy hoá DPPH
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC SƠ ĐỒ

I. MỞ ĐẦU

Nghiên cứu về cấu trúc hóa học và chuyển hóa hợp chất từ eugenol là một lĩnh vực quan trọng trong hóa học hữu cơ. Đặc biệt, các hợp chất dị vòng như furoxan, quinoline, và quinazoline đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Những hợp chất này không chỉ có cấu trúc độc đáo mà còn có tiềm năng ứng dụng cao trong y dược. Việc tổng hợp các hợp chất này từ nguồn nguyên liệu tự nhiên như eugenol không chỉ giúp phát triển hóa học xanh mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học cao.

1.1. Lí do chọn đề tài

Hóa học dị vòng là một lĩnh vực quan trọng trong nghiên cứu hóa học hữu cơ. Sự gia tăng số lượng hợp chất hữu cơ chủ yếu đến từ các hợp chất chứa dị vòng. Nghiên cứu tổng hợp các hợp chất dị vòng từ eugenol trong tinh dầu thực vật là một hướng đi mới, có thể mang lại những hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Các hợp chất như furoxan có khả năng giải phóng NO, có triển vọng trong điều trị bệnh tim mạch. Hợp chất quinoline và quinazoline cũng có nhiều ứng dụng trong y dược, từ thuốc kháng sinh đến thuốc chống ung thư.

1.2. Mục đích và nhiệm vụ của luận án

Mục đích của nghiên cứu là tổng hợp và xác định cấu trúc của các hợp chất mới chứa dị vòng từ eugenol, nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Nhiệm vụ bao gồm tổng hợp các chất chìa khóa từ eugenol, chuyển hóa chúng thành các dãy hợp chất mới, và nghiên cứu tính chất cũng như hoạt tính sinh học của các hợp chất tổng hợp được. Việc này không chỉ giúp mở rộng kiến thức về hóa học dị vòng mà còn cung cấp dữ liệu quý giá cho nghiên cứu và giảng dạy.

II. CHƯƠNG I TỔNG QUAN

Chương này sẽ trình bày tổng quan về các hợp chất dị vòng furoxan, quinoline, và quinazoline. Các phương pháp tổng hợp và chuyển hóa các hợp chất này sẽ được phân tích, cùng với ứng dụng thực tiễn của chúng trong y dược và hóa học. Việc tổng hợp các hợp chất này từ eugenol không chỉ mang lại giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc phát triển các sản phẩm mới từ nguồn nguyên liệu tự nhiên.

2.1. Dị vòng furoxan

Dị vòng furoxan (1,2,5-oxadiazole-2-oxide) đã được nghiên cứu rộng rãi do hoạt tính sinh học phong phú của nó. Các phương pháp tổng hợp furoxan từ alkene, aldehyde, và acid không no đã được áp dụng. Nghiên cứu cho thấy rằng furoxan có khả năng giải phóng NO, có thể ứng dụng trong điều trị bệnh tim mạch. Việc tổng hợp furoxan từ eugenol đã mở ra hướng đi mới trong nghiên cứu hóa học xanh, giúp giảm thiểu tác động đến môi trường.

2.2. Dị vòng quinoline

Hợp chất quinoline có phổ hoạt tính sinh học rộng, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như thuốc kháng sinh và thuốc trị sốt rét. Nghiên cứu về tổng hợp và chuyển hóa quinoline từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên như eugenol đang được chú trọng. Các hợp chất quinoline có thể được sử dụng trong phân tích kim loại và có tiềm năng trong việc phát triển các loại thuốc mới. Việc tổng hợp quinoline từ eugenol không chỉ mang lại giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong y dược.

2.3. Dị vòng quinazoline

Hợp chất quinazoline và các dẫn xuất của nó đang được nghiên cứu vì hoạt tính sinh học phong phú. Nhiều hợp chất quinazoline có khả năng hạ huyết áp và kháng khuẩn. Việc tổng hợp các hợp chất này từ eugenol có thể giúp phát triển các loại thuốc mới với hiệu quả cao hơn. Nghiên cứu về quinazoline không chỉ mở rộng kiến thức trong hóa học hữu cơ mà còn có thể mang lại những ứng dụng thực tiễn trong y dược.

III. CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM

Chương này sẽ trình bày các phương pháp thực nghiệm được sử dụng để tổng hợp và xác định cấu trúc của các hợp chất từ eugenol. Các thiết bị và dụng cụ trong phòng thí nghiệm sẽ được mô tả chi tiết, cùng với các phương pháp thăm dò hoạt tính sinh học. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp xác định cấu trúc của các hợp chất mà còn đánh giá hoạt tính sinh học của chúng, từ đó tìm kiếm các hợp chất có tiềm năng ứng dụng cao.

3.1. Hóa chất và thiết bị

Các hóa chất và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình tổng hợp. Các dụng cụ thí nghiệm như bình phản ứng, thiết bị phân tích phổ IR, NMR, và MS sẽ được sử dụng để xác định cấu trúc của các hợp chất tổng hợp được. Việc sử dụng các thiết bị hiện đại sẽ giúp nâng cao độ tin cậy của kết quả nghiên cứu.

3.2. Tổng hợp các chất đầu

Quá trình tổng hợp các chất từ eugenol sẽ được thực hiện theo các sơ đồ tổng hợp đã được thiết lập. Các hợp chất chìa khóa sẽ được tổng hợp và chuyển hóa thành các dãy hợp chất mới. Việc này không chỉ giúp xác định cấu trúc của các hợp chất mà còn đánh giá hoạt tính sinh học của chúng. Các kết quả thu được sẽ được phân tích và so sánh với các nghiên cứu trước đó để đánh giá tính khả thi của phương pháp tổng hợp.