Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp và tính chất của 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol

Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổng hợp và tính chất của 5 isothioxianatoaryl 1,3,4-oxadiazol-2-thiol, mở ra hướng đi mới trong hóa học hữu cơ.

• Tác giả: Đào Thị Nhung
• Người hướng dẫn: PGS. Lưu Văn Bôi
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và tính chất của các 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• Danh mục các từ viết tắt dùng trong luận án
• Danh mục bảng biểu
• Danh mục hình vẽ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU: Hóa học các hợp chất isothioxianat
• 1.1. Đặc điểm chung của các hợp chất isothioxianat
• 1.1.1. Trạng thái tồn tại và nguồn gốc tự nhiên
• 1.1.2. Cấu trúc của Isothioxianat
• 1.2. Các phương pháp chủ yếu tổng hợp isothioxianat
• 1.2.1. Điều chế Isothioxianat từ thioxianat
• 1.2.2. Điều chế isothioxianat từ phản ứng của amin và thiophotgen
• 1.2.2.1. Từ amin bậc một và thiophotgen
• 1.2.2.2. Từ amin bậc hai và thiophotgen
• 1.2.2.3. Từ tec-amin và thiophotgen
• 1.2.3. Điều chế từ phản ứng của axit aminobenzoic với cacbonđisunfua
• 1.2.3.1. Phân hủy bằng các hợp chất chứa nguyên tử clo hoạt động
• 1.2.3.2. Sử dụng tác nhân phân hủy hiđropeoxit
• 1.2.3.3. Sử dụng tác nhân phân hủy tosyl clorua
• 1.2.3.4. Sử dụng hợp chất iot hóa trị cao làm tác nhân phân hủy
• 1.2.3.5. Sử dụng tác nhân phân hủy Claycop
• 1.2.4. Điều chế isothioxianat bằng phản ứng Sandmeyơ
• 1.2.5. Điều chế isothioxianat từ xianua và xianat
• 1.2.6. Điều chế isothioxianat từ isoxianua
• 1.2.6.1. Phản ứng của isoxianua và lưu huỳnh
• 1.2.6.2. Phản ứng của isoxianua với đisunfua hữu cơ
• 1.2.7. Điều chế isothioxianat từ nitril oxit
• 1.2.8. Điều chế isothioxianat từ alđoxim
• 1.2.9. Điều chế isothioxianat bằng phương pháp phân hủy thioure
• 1.2.9.1. Phương pháp nhiệt phân thioure
• 1.2.9.2. Phân hủy N,N-đimetylarylthioure bằng tác nhân axetyl hóa và axit vô cơ
• 1.3. Điều chế các dẫn xuất isothioxianat chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazol-2-thiol
• 1.4. Tính chất hóa học của isothioxianat
• 1.4.1. Phản ứng cộng nucleophin
• 1.4.1.1. Phản ứng của isothioxianat với amin bậc 1 và bậc 2
• 1.4.1.2. Phản ứng của isothioxianat với nhóm hiđroxyl
• 1.4.1.3. Phản ứng của isothioxianat với hợp chất chứa nhóm thiol
• 1.4.1.4. Phản ứng với hiđrocacbon có hidro linh động
• 1.4.2. Phản ứng cộng-đóng vòng
• 1.4.2.1. Phản ứng cộng đóng vòng 4 cạnh [2+2]
• 1.4.2.2. Phản ứng cộng đóng vòng 5 cạnh [3+2] và [4+1]
• 1.4.2.3. Phản ứng cộng đóng vòng 6 cạnh [4+2]
• 1.5. Ứng dụng của các hợp chất isothioxianat
• 1.5.1. Làm nguyên liệu đầu trong tổng hợp hữu cơ
• 1.5.2. Sử dụng isothioxianat như chìa khóa để nghiên cứu về protein
• 1.5.2.1. Để xác định cấu trúc của protein
• 1.5.2.2. Dùng để đánh dấu protein
• 1.5.2.3. Dùng isothioxianat để biến đổi enzim
• 1.5.3. Hoạt tính sinh học của isothioxianat và dẫn xuất
• 2. CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 2.1. Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất 5-thioureiđoaryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol
• 2.1.1. Tổng hợp các dẫn xuất aminobenzohiđrazit
• 2.1.1.1. Tổng hợp các dẫn xuất este metyl aminobenzoat Ia-g
• 2.1.1.2. Tổng hợp các dẫn xuất aminobenzohiđrazit IIa-g
• 2.1.2. Tổng hợp 5-(N,N-đimetylthioureiđoaryl)-1,3,4-oxađiazol-2-thiol IIIa-g
• 2.2. Điều chế 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol IVa-g
• 2.3. Tổng hợp có định hướng trên cơ sở phản ứng của 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol với các tác nhân N-nucleophin
• 2.3.1. Phản ứng của isothioxianat với hiđrazin hiđrat
• 2.3.2. Phản ứng của IVa-g với etanolamin
• 2.3.3. Phản ứng đóng vòng các dẫn xuất dithioureido VIIa-d,f
• 2.3.4. Tổng hợp thiazolin từ phản ứng IVa-g với β-cloetylamin hydroclorua
• 2.3.5. Phản ứng của IVa-g với amin thơm
• 2.3.5.1. Phản ứng của IVa-g với p-cloroanilin
• 2.3.5.2. Phản ứng của IVa-g với axit o-aminobenzoic
• 2.3.6. Phản ứng của IVa-g với α-amino axit
• 2.4. Hoạt tính sinh học của các hợp chất điều chế được
• 2.4.1. Đánh giá hoạt tính bằng xác định đường kính vòng vô khuẩn
• 2.4.2. Đánh giá hoạt tính thông qua việc xác định nồng độ ức chế tối thiểu
• 3. CHƯƠNG 3: Phương pháp nghiên cứu
• 3.1. Hoá chất và thiết bị
• 3.2. Thực nghiệm tổng hợp hóa học
• 3.2.1. Tổng hợp các dẫn xuất 5-thioureiđoaryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol
• 3.2.1.1. Tổng hợp các aminobenzohiđrazit IIa-g
• 3.2.1.2. Tổng hợp 5-(N,N-đimetylthioureiđoaryl)-1,3,4-oxađiazol-2-thiol IIIa-g
• 3.2.2. Điều chế 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol IVa-g
• 3.2.3. Phản ứng của 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol với các tác nhân N-nucleophin
• 3.2.3.1. Phản ứng với hidrazin hidrat
• 3.2.3.2. Điều chế các dẫn xuất 1,3,4-thiadiazol-2-thiol VIa,g bằng phản ứng thiocacbamoyl hóa thiosemicacbazit Va,g
• 3.2.3.3. Phản ứng với etanolamin
• 3.2.3.4. Điều chế các dẫn xuất thiazolin VIIIa-g
• 3.2.3.5. Tổng hợp thiazolin từ phản ứng IVa-g với β-cloetylamin hydroclorua
• 3.2.3.6. Phản ứng của isothioxianat với amin thơm
• 3.2.3.6.1. Phản ứng của isothioxianat và p-cloroanilin
• 3.2.3.6.2. Phản ứng của isothioxianat và o-amino benzoic
• 3.2.3.7. Phản ứng của Isothioxianat với các α-amino axit
• 3.3. Thử hoạt tính sinh học
• 3.3.1. Địa điểm tiến hành
• 3.3.2. Phương pháp thử
• 3.3.2.1. Phương pháp xác định đường kính vòng vô khuẩn
• 3.3.2.2. Phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) trên phiến vi lượng 96 giếng
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về 5 isothioxianatoaryl 1 3 4 oxadiazol 2 thiol

5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol là một hợp chất hữu cơ quan trọng trong hóa học hữu cơ. Hợp chất này không chỉ có cấu trúc độc đáo mà còn mang lại nhiều ứng dụng tiềm năng trong y học và công nghiệp. Việc nghiên cứu tổng hợp và tính chất của hợp chất này đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Các nghiên cứu cho thấy rằng 5-isothioxianatoaryl có khả năng hoạt động sinh học cao, đặc biệt trong việc chống lại các tế bào ung thư. Hơn nữa, hợp chất này còn có thể được sử dụng làm nguyên liệu trong tổng hợp hữu cơ, mở ra nhiều hướng đi mới cho nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn.

1.1. Đặc điểm cấu trúc của 5 isothioxianatoaryl 1 3 4 oxadiazol 2 thiol

Cấu trúc của 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol bao gồm nhóm isothioxianat và oxadiazol, tạo nên một hợp chất có tính chất hóa học đặc biệt. Nhóm isothioxianat (NCS) có khả năng phản ứng cao, trong khi oxadiazol mang lại tính ổn định cho hợp chất. Sự kết hợp này không chỉ làm tăng khả năng hoạt động sinh học mà còn mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ.

1.2. Ứng dụng của 5 isothioxianatoaryl trong y học

5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol đã được nghiên cứu và chứng minh có khả năng chống lại một số loại tế bào ung thư. Nghiên cứu cho thấy rằng hợp chất này có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, mở ra triển vọng mới trong việc phát triển thuốc điều trị ung thư. Ngoài ra, hợp chất này còn có thể được sử dụng trong các nghiên cứu về protein và enzyme.

II. Thách thức trong nghiên cứu 5 isothioxianatoaryl 1 3 4 oxadiazol 2 thiol

Mặc dù 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và tổng hợp hợp chất này vẫn gặp phải một số thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự khó khăn trong việc tổng hợp các hợp chất chứa đồng thời hai nhóm chức hoạt động NCS và SH. Điều này không chỉ làm giảm hiệu suất tổng hợp mà còn làm tăng thời gian thực hiện. Hơn nữa, việc sử dụng các tác nhân độc hại trong quá trình tổng hợp cũng là một vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Khó khăn trong quá trình tổng hợp

Quá trình tổng hợp 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol thường trải qua nhiều giai đoạn, dẫn đến thời gian thực hiện kéo dài và hiệu suất thấp. Việc sử dụng các tác nhân như CS2 và CSCl2, vốn có tính độc hại và dễ cháy nổ, cũng làm tăng thêm rủi ro trong quá trình tổng hợp.

2.2. Tác động của nhóm thiol trong phản ứng

Sự hiện diện của nhóm thiol trong phân tử 1,3,4-oxadiazol làm cho việc tạo lập nhóm NCS trở nên khó khăn hơn. Nhóm SH có thể tạo kết tủa với các tác nhân phổ biến, làm giảm khả năng phản ứng và ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp.

III. Phương pháp tổng hợp 5 isothioxianatoaryl 1 3 4 oxadiazol 2 thiol hiệu quả

Để vượt qua các thách thức trong việc tổng hợp 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol, nhiều phương pháp mới đã được phát triển. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng các tác nhân thân thiện với môi trường có thể cải thiện hiệu suất tổng hợp. Hơn nữa, việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả tổng hợp.

3.1. Phương pháp sử dụng tác nhân thân thiện với môi trường

Việc áp dụng các tác nhân thân thiện với môi trường trong quá trình tổng hợp không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro mà còn nâng cao hiệu suất tổng hợp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các tác nhân như tetrametylthiuram đisunfua (TMTD) có thể mang lại kết quả tốt hơn so với các tác nhân truyền thống.

3.2. Tối ưu hóa điều kiện phản ứng

Tối ưu hóa các điều kiện phản ứng như nhiệt độ, thời gian và nồng độ chất phản ứng là rất quan trọng để nâng cao hiệu suất tổng hợp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc điều chỉnh các yếu tố này có thể giúp tăng cường khả năng phản ứng và giảm thiểu thời gian thực hiện.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu về 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol đã chỉ ra rằng hợp chất này có nhiều ứng dụng tiềm năng trong y học và công nghiệp. Các thử nghiệm hoạt tính sinh học cho thấy hợp chất này có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, đồng thời có thể được sử dụng làm nguyên liệu trong tổng hợp hữu cơ. Hơn nữa, việc nghiên cứu các phản ứng của hợp chất này với các tác nhân N-nucleophin đã mở ra nhiều hướng đi mới cho nghiên cứu và ứng dụng.

4.1. Thử nghiệm hoạt tính sinh học

Các thử nghiệm hoạt tính sinh học đã được thực hiện để đánh giá khả năng chống ung thư của 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol. Kết quả cho thấy hợp chất này có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại tế bào ung thư, mở ra triển vọng mới trong việc phát triển thuốc điều trị.

4.2. Ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ

5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol có thể được sử dụng làm nguyên liệu trong tổng hợp hữu cơ, đặc biệt là trong việc tổng hợp các hợp chất chứa lưu huỳnh và oxi. Việc nghiên cứu các phản ứng của hợp chất này với các tác nhân N-nucleophin đã mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong lĩnh vực hóa học hữu cơ.

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

Nghiên cứu về 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol đã mở ra nhiều hướng đi mới trong lĩnh vực hóa học hữu cơ và y học. Mặc dù còn nhiều thách thức trong việc tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hợp chất này, nhưng những kết quả đạt được cho thấy tiềm năng lớn của nó trong việc phát triển các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Trong tương lai, việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp tổng hợp hiệu quả hơn sẽ là cần thiết để khai thác tối đa tiềm năng của 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp mới, thân thiện với môi trường và hiệu quả hơn. Việc nghiên cứu sâu hơn về tính chất hóa học và hoạt tính sinh học của hợp chất này cũng sẽ giúp mở rộng ứng dụng của nó trong thực tiễn.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong y học

5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol có tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc mới, đặc biệt là trong điều trị ung thư. Việc nghiên cứu và phát triển các dẫn xuất của hợp chất này có thể mang lại những giải pháp mới cho các vấn đề y tế hiện nay.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ hóa học của nghiên cứu sinh Đào Thị Nhung với đề tài "Nghiên cứu tổng hợp và tính chất của các 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol" được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Lưu Văn Bôi tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội (chuyên ngành Hóa hữu cơ, mã số 62 44 27 01, bảo vệ năm 2013).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Các hợp chất isothioxianat (-NCS) đóng vai trò quan trọng trong hóa học hữu cơ nhờ khả năng phản ứng phong phú và phổ hoạt tính sinh học rộng (kháng khuẩn, diệt nấm men, kìm hãm khối u, ứng dụng làm thuốc trừ sâu, lưu hóa polymer, cảm biến hơi cay và xác định trình tự peptide theo phương pháp Edman). Tuy nhiên, theo phân tích của tác giả:

• Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào các isothioxianat đơn chức. Những công trình liên quan đến hợp chất dị vòng 1,3,4-oxadiazol chứa đồng thời hai nhóm chức hoạt động là isothioxianat (-NCS) và thiol (-SH) rất hiếm khi được công bố.
• Việc kết hợp hai nhóm chức hoạt động trên cùng một khung dị vòng vừa làm tăng khả năng chuyển hóa tổng hợp hữu cơ, vừa có thể tạo ra sự cộng hưởng hoạt tính sinh học. Mặc dù vậy, hướng nghiên cứu này gặp phải 3 rào cản kỹ thuật chính:
  1. Quy trình tổng hợp qua nhiều giai đoạn phức tạp, thời gian kéo dài, hiệu suất thấp.
  2. Phải sử dụng cacbon đisunfua ($CS_2$) và thiophotgen ($CSCl_2$) là các tác nhân dễ cháy nổ, độc hại đối với môi trường và sức khỏe con người, bị cấm hoặc hạn chế sử dụng ở nhiều quốc gia.
  3. Sự hiện diện của nhóm thiol (-SH) tự do trong nhân 1,3,4-oxadiazol làm cho việc tạo lập nhóm -NCS trở nên đặc biệt khó khăn do nhóm -SH dễ tạo kết tủa bền với các tác nhân chuyển hóa thông thường (chẳng hạn như muối chì $Pb(NO_3)_2$).

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của luận án là nghiên cứu xây dựng phương pháp mới, hiệu quả cao, thân thiện hơn với môi trường để điều chế các dẫn xuất 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol; đồng thời dựa trên phản ứng của các hợp chất này với các tác nhân N-nucleophin để tiến hành tổng hợp định hướng các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh, oxy, nitơ có tiềm năng hoạt tính sinh học.

Câu hỏi và nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của luận án được đánh số cụ thể thành 5 nhiệm vụ:

1. Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất thioureiđoaryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol bằng phản ứng thiocacbamoyl hóa các hợp chất aroyl hiđrazin với tác nhân tetrametylthiuram đisunfua (TMTD).
2. Nghiên cứu phương pháp phân hủy thioure bởi các axit vô cơ để điều chế các dẫn xuất 5-isothioxianatoaryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol tương ứng.
3. Nghiên cứu phản ứng ngưng tụ của các hợp chất isothioxianat điều chế được với các tác nhân N-nucleophin (amin, $\alpha$-aminoaxit…) để tổng hợp có định hướng các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh đa ứng dụng, trong đó có các dị vòng thơm có tiềm năng hoạt tính sinh học cao.
4. Xác định cấu trúc của các hợp chất điều chế được bằng các phương pháp hóa lý hiện đại (IR, NMR và MS).
5. Tiến hành thử nghiệm hoạt tính sinh học của một số hợp chất tổng hợp được.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các dẫn xuất 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol và các sản phẩm chuyển hóa của chúng với các tác nhân N-nucleophin (hydrazin, ethanolamin, $\beta$-cloetylamin, amin thơm, amino axit).
• Phạm vi không gian: Thực nghiệm tổng hợp và phân tích cấu trúc được triển khai tại Phòng thí nghiệm Tổng hợp Hữu cơ 3, Bộ môn Hóa hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) và Khoa Hóa Dược, Đại học Rennes 1 (Cộng hòa Pháp).
• Phạm vi thời gian: Luận án hoàn thành và nộp đánh giá vào tháng 3 năm 2013.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong y văn

Trong Chương 1, tác giả hệ thống hóa các thành tựu lý thuyết và thực nghiệm về hóa học isothioxianat:

• Nguồn gốc tự nhiên và trạng thái tồn tại: Isothioxianat tự nhiên phần lớn tồn tại dưới dạng liên kết trong phân tử glucosinolat ($\beta$-thioglucozit-N-hidroxisunfat) ở các loài thực vật họ cải. Khi tế bào bị phá hủy, enzym myrosinase xúc tác thủy phân glucosinolat giải phóng ra isothioxianat tự do, nitril hoặc thioxianat. Các chất điển hình gồm allyl isothioxianat (dầu mù tạt), sunforaphan (trong bông cải xanh), phenetyl isothioxianat (PEITC trong cải xoong), benzyl isothioxianat (BITC).
• Lịch sử nghiên cứu cấu trúc nhóm -NCS:
  • Dadieu và cộng sự (1931) dựa vào dải hấp thụ Raman 2000–2200 $cm^{-1}$ đề xuất cấu trúc vòng ba cạnh có liên kết ba.
  • Pershke và Hibben (1929) khẳng định nhóm -NCS có dạng mạch thẳng nhưng phân vân giữa liên kết đôi kiểu allen và dạng lưỡng cực.
  • Bergmann đo mômen lưỡng cực và phổ Raman, khẳng định cấu trúc thẳng dạng liên kết ba lưỡng cực (B).
  • Goubeau và Gott ủng hộ cấu trúc hệ liên kết đôi kiểu allen (A).
  • Linnet và Thompson (1937) tính toán hằng số lực tương tác liên kết, chỉ ra nhóm -NCS tồn tại ở hai dạng cộng hưởng (A) và (C).
  • William (1939) và Lieber (1959) nghiên cứu phổ IR của $C_6H_5NCS$ trong dải 650–3000 $cm^{-1}$ ủng hộ dạng cấu trúc lưỡng cực (B).
  • Svatek và cộng sự kết hợp phổ UV và IR giải thích sự dịch chuyển dao động hóa trị từ 2100 $cm^{-1}$ về 2054 $cm^{-1}$ trong $C_6H_5NCS$ là do hiệu ứng liên hợp (dạng C).
  • Các nghiên cứu nhiễu xạ tia X và cơ học lượng tử hiện đại khẳng định nhóm -NCS gồm hai hệ electron $\pi$ trực giao nhau ($\pi_x$ và $\pi_y$) với góc liên kết C-N-C nhỏ hơn $180^\circ$.
• Các phương pháp điều chế isothioxianat:
  • Từ thioxianat: Chuyển vị nhiệt hoặc đồng phân hóa xúc tác bởi $CdI_2$, $ZnCl_2$, NaI trong DMF/DMSO hoặc 18-Crown-6.
  • Từ amin và thiophotgen ($CSCl_2$): Phản ứng với amin bậc 1, amin bậc 2 dạng ketimin, hoặc tec-N-silylat/phosphonylat.
  • Từ amin và $CS_2$ qua muối dithiocacbamat: Phân hủy bằng dẫn xuất clo hoạt động (phản ứng Kaluza dùng metyl/etyl clocacbonat hoặc photgen); phân hủy bằng $H_2O_2$ (Ge Li và cộng sự, 1997); dùng tosyl clorua (TsCl - Wong và Dolman); dùng hợp chất iod hóa trị cao ĐIB (Harisadhan, 2002) hoặc $I_2/Et_3N$ (Jayashree, 2003); dùng xúc tác Claycop (đồng nitrat trên đất sét).
  • Phương pháp khác: Phản ứng Sandmeyer từ muối diazoni; đi từ isoxianua với lưu huỳnh có mặt Se hoặc Te làm xúc tác (xúc tác 0.01% mol Te cho chuyển hóa xiclohexyl isoxianat toàn lượng); từ nitril oxit và aldoxim qua dị vòng trung gian 1,4,2-oxathiazolin.
  • Phân hủy thioure: Nhiệt phân (120–250°C), phân hủy bằng $Ac_2O$, $AcCl$ hoặc axit vô cơ (HCl, $H_2SO_4$ đặc trong dioxan cho hiệu suất đến 95%).
• Tổng hợp dị vòng 1,3,4-oxadiazol-2-thiol: Phương pháp truyền thống đi từ aroyl hidrazit với $CS_2$ trong môi trường kiềm rượu (KOH/EtOH) đun hồi lưu 6 giờ. Tác giả Lưu Văn Bôi và cộng sự đã phát triển phương pháp dùng tetrametylthiuram đisunfua (TMTD) để đóng vòng oxadiazol thân thiện hơn.
• Ứng dụng của isothioxianat: Xác định trình tự Edman (tác nhân Edman phenyl isothioxianat tạo phenylthiohidantoin - PTH); đánh dấu huỳnh quang protein (Kaiser và cộng sự với insulin); ức chế đặc hiệu các enzym chứa nhóm thiol (nghiên cứu của các nhà khoa học Slovakia trên hexokinase, glyxerandehit-3-photphat dehydrogenase, ancol dehydrogenase của nấm men S. cerevisiae).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án tập trung khắc phục nhược điểm độc hại của $CS_2$ và $CSCl_2$, giải quyết trở ngại do nhóm -SH cản trở tạo nhóm -NCS bằng quy trình: sử dụng TMTD để vừa tạo khung 1,3,4-oxadiazol-2-thiol vừa gắn nhóm thioure trên nhân thơm, sau đó phân hủy chọn lọc nhóm thioure bằng axit vô cơ ($H_2SO_4$) trong dioxan để sinh ra nhóm -NCS nguyên vẹn cùng với nhóm -SH tự do.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm

• Nhóm -N=C=S có mật độ điện tích dương tập trung ở nguyên tử cacbon và mật độ điện tích âm phân bố ở nitơ và lưu huỳnh. Hai phản ứng trung tâm là cộng nucleophin vào cacbon và cộng đóng vòng ở các liên kết bội C=N hoặc C=S.
• Phản ứng của TMTD với amin phân cắt liên kết S-S tạo gốc-ion trung gian, phân rã thành sunfenamit và muối dithiocacbamat, tiếp tục chuyển hóa đồng thời theo hai con đường để hình thành nhóm thioure.
• Phản ứng phân hủy thioure bằng axit sunfuric trong dioxan tạo cation oxoni đồng thể, đóng vai trò xúc tác tách nhóm đimetylamin thành muối đimetylamoni hidrosunfat kết tủa, giải phóng nhóm isothioxianat.

Phương pháp tổng hợp và phân tích

• Tổng hợp hữu cơ thực nghiệm: Kết hợp phương pháp đun hồi lưu nhiệt truyền thống và phương pháp chiếu xạ vi sóng (lò vi sóng công suất 300W ở 70–75°C) để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu suất.
• Kỹ thuật tách và tinh chế: Chiết Soxhlet bằng ete dầu hỏa (nhiệt độ sôi 40–60°C) để loại bỏ lưu huỳnh tự do; hòa tan - kết tủa phân đoạn trong hệ dung dịch kiềm (NaOH 2%) và axit (HCl loãng); kết tinh lại trong dung môi chọn lọc; kiểm tra độ tinh khiết bằng sắc ký lớp mỏng (TLC).
• Phương pháp xác định cấu trúc:
  • Phổ hồng ngoại (IR): nhận diện vân hấp thụ đặc trưng của nhóm NCS (2000–2200 $cm^{-1}$), C=O, C=S, NH, SH.
  • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1H-NMR$, $^{13}C-NMR$, APT, HMBC): đo trong dung môi $DMSO-d_6$.
  • Phổ khối lượng (MS): kỹ thuật ion hóa va chạm electron (EI), ion hóa phun điện tử (ESI) ở cả mode dương và mode âm, phổ khối lượng phân giải cao (HRMS).

Phương pháp thử nghiệm sinh học

• Phương pháp khuếch tán đĩa thạch: đo đường kính vòng vô khuẩn (kháng khuẩn Gram dương, Gram âm và vi nấm).
• Phương pháp pha loãng xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) trên phiến vi lượng 96 giếng đối với các dẫn xuất chứa Brom và nhóm OH.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan tài liệu - Hóa học các hợp chất isothioxianat

Chương này dành 34 trang hệ thống hóa lý thuyết về cấu trúc, tổng hợp, tính chất hóa học và hoạt tính sinh học của isothioxianat:

• Phân tích chi tiết 3 dạng công thức cộng hưởng của nhóm -NCS và mô hình xen phủ orbital $\pi$ trực giao liên hợp với nhân thơm, chứng minh hiệu ứng làm dịch chuyển số sóng dao động trên phổ IR.
• Tổng hợp 9 nhóm phương pháp điều chế isothioxianat trong y văn thế giới và phương pháp đóng vòng 1,3,4-oxadiazol-2-thiol từ hidrazit.
• Hệ thống hóa các phản ứng cộng nucleophin (với amin bậc 1, bậc 2, amino axit, ancol, phenol, hợp chất thiol, hợp chất chứa hydro linh động) và các phản ứng cộng đóng vòng [2+2], [3+2], [4+1], [4+2].
• Điểm lại các ứng dụng của isothioxianat trong phân tích cấu trúc protein (phương pháp Edman), đánh dấu kháng thể huỳnh quang và phân loại 5 nhóm hoạt tính sinh học theo cấu trúc phân tử.

Chương II: Kết quả và bàn luận

Chương này trình bày các chuỗi phản ứng thực nghiệm, phân tích cơ chế và minh chứng cấu trúc phổ của các chất tổng hợp được:

1. Tổng hợp các dẫn xuất aminobenzohidrazit (IIa-g)

Các chất được điều chế qua phản ứng este hóa axit aminobenzoic thành metyl aminobenzoat (Ia-g) với hiệu suất 66–73%, sau đó hidrazit hóa bằng $H_2NNH_2 \cdot H_2O$ 80% (tỷ lệ mol 1:4). Tác giả so sánh chi tiết giữa phương pháp hồi lưu truyền thống (12 giờ) và phương pháp chiếu xạ vi sóng (300W, 70°C, 10 phút):

Ký hiệu	Cấu trúc nhóm thế	Hiệu suất hồi lưu 12h (%)	Hiệu suất vi sóng 10 phút (%)
IIa	$R = H, 4-NH_2$	75	85
IIb	$R = H, 3-NH_2$	78	86
IIc	$R = 2-OH, 4-NH_2$	70	73
IId	$R = 2-OH, 5-NH_2$	73	76
IIe	$R = 2-Br, 4-NH_2$	76	79
IIf	$R = 2-Cl, 4-NH_2$	77	80
IIg	$R = 4-CH_3, 3-NH_2$	76	78

Phương pháp lò vi sóng giúp rút ngắn thời gian phản ứng hơn 70 lần (từ 720 phút xuống 10 phút) và tăng hiệu suất từ 3% đến 10%.

2. Tổng hợp 5-(N,N-đimetylthioureiđoaryl)-1,3,4-oxađiazol-2-thiol (IIIa-g)

Phản ứng thiocacbamoyl hóa IIa-g bằng TMTD trong dung môi DMF được đun cách thủy 2–3 giờ cho đến khi ngừng thoát khí $H_2S$ (nhận biết bằng giấy tẩm chì axetat). Hiệu suất sản phẩm IIIa-g đạt 58–86%. Tác giả giải thích cơ chế gồm 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Nitơ nhóm amino tấn công orbital d trống của liên kết S-S trong TMTD tạo phức ion-gốc, sau đó phân rã thành sunfenamit và muối dithiocacbamat.
• Giai đoạn 2: Muối dithiocacbamat phân hủy thành $CS_2$ và đimetylamin; $CS_2$ thâm nhập vào sunfenamit tạo thiuram mới rồi chuyển thành isothioxianat trung gian trước khi kết hợp với đimetylamin tạo thioure. Đồng thời, một phần thioure tạo thành trực tiếp do nhiệt phân muối dithiocacbamat.

3. Điều chế 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxađiazol-2-thiol (IVa-g)

Phân hủy nhóm thioure của IIIa-g bằng axit vô cơ ($H_2SO_4$ đặc) trong đioxan khan ở nhiệt độ phòng hoặc đun nhẹ. Cation oxoni tạo thành trong hỗn hợp phản ứng đóng vai trò dung môi đồng thể và tác nhân tách loại đimetylamin dưới dạng muối sunfat không tan. Phổ IR của IVa-g xuất hiện dải hấp thụ mạnh và rộng đặc trưng của nhóm -NCS ở vùng 2000–2200 $cm^{-1}$, xác nhận sự hình thành cấu trúc isothioxianat mà không làm tổn hại đến vòng oxadiazol-2-thiol.

4. Chuyển hóa định hướng của IVa-g với các tác nhân N-nucleophin

Tác giả khảo sát các phản ứng cộng và đóng vòng của nhóm -NCS trong hợp chất trung tâm IVa-g:

• Với hydrazin hydrat: Tạo các dẫn xuất thiosemicarbazit Va,b,g. Đóng vòng tiếp theo tạo dẫn xuất 1,3,4-thiadiazol-2-thiol VIa,g.
• Với ethanolamin: Thu được dithioureido VIIa-d,f,g; sau đó đóng vòng nội phân tử tạo các dẫn xuất thiazolin VIIIa-d,f. Thiazolin VIIIa-g cũng được tổng hợp trực tiếp bằng phản ứng của IVa-g với $\beta$-cloetylamin hydroclorua.
• Với amin thơm: Phản ứng với p-cloroanilin tạo các thioure thơm IXa-d,f,g. Phản ứng với axit o-aminobenzoic kèm theo tách loại nước tạo các dẫn xuất quinazolin-4-on Xa-d,f,g.
• Với các $\alpha$-amino axit: Phản ứng của IVa-g với các amino axit tự nhiên (glyxin, alanin, valin, leuxin, isoleuxin, phenylalanin, metionin) tạo thành các dãy dẫn xuất thiohidantoin XIa-g đến XVIIa-g.
• Cân bằng đồng phân quay cisoid - transoid: Trên phổ $^1H-NMR$ của các thiohidantoin (từ XIg đến XVIIg), tác giả phát hiện hiện tượng nhân đôi tín hiệu proton của nhóm thế và proton vị trí C5 ($HC_5$ hoặc $H_2C_5$), quy kết cho sự cản trở quay nội phân tử quanh trục liên kết giữa nhân thơm và vòng thiohidantoin.

5. Thử nghiệm hoạt tính sinh học

Đánh giá sơ bộ hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm chứng bằng đường kính vòng vô khuẩn (trên vi khuẩn Gram dương, vi khuẩn Gram âm và vi nấm). Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) cho thấy các dẫn xuất chứa nhóm thế brom (dãy e) và nhóm thế hydroxy (dãy c, d) có hoạt tính ức chế rõ rệt hơn so với các dẫn xuất không thế hoặc thế clo/metyl.

Chương III: Phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm (hóa chất, thiết bị, quy trình tổng hợp từng chất và quy trình thử nghiệm sinh học):

• Thông số kỹ thuật thiết bị: Phổ IR ghi trên máy IMPACT-410 (Nicolet); phổ NMR ($^1H$, $^{13}C$, APT, HMBC) đo trên máy Bruker Avance 500 MHz hoặc 300 MHz; phổ khối lượng MS ghi trên máy sắc ký khối phổ tại Đại học Rennes 1 và Viện Hóa học.
• Quy trình tổng hợp chi tiết cho từng dãy hợp chất: từ este Ia-g, hidrazit IIa-g, thioure IIIa-g, isothioxianat IVa-g, đến các sản phẩm chuyển hóa V, VI, VII, VIII, IX, X và các dãy thiohidantoin XI–XVII.
• Quy trình đo đường kính vòng kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch và quy trình xác định MIC trên phiến vi lượng 96 giếng.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận và phương pháp

1. Luận án đã xây dựng được quy trình tổng hợp một giai đoạn điều chế các 5-(N,N-đimetylthioureiđoaryl)-1,3,4-oxadiazol-2-thiol (IIIa-g) bằng phản ứng giữa aminobenzohidrazit và tetrametylthiuram đisunfua (TMTD), thay thế hoàn toàn tác nhân độc hại $CS_2$.
2. Phát triển phương pháp phân hủy thioure IIIa-g bằng $H_2SO_4$ trong đioxan để tạo thành 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol (IVa-g) với hiệu suất cao, giải quyết triệt để rào cản nhóm -SH cản trở phản ứng tạo nhóm -NCS.
3. Ứng dụng thành công năng lượng vi sóng vào phản ứng hidrazit hóa este và phản ứng tạo vòng thiohidantoin, chứng minh khả năng rút ngắn thời gian phản ứng từ nhiều giờ xuống vài phút mà vẫn bảo đảm độ sạch và hiệu suất cao của sản phẩm.
4. Phát hiện và giải thích bản chất cân bằng đồng phân quay cisoid – transoid của các dẫn xuất thiohidantoin dựa trên dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1H-NMR$).

Đóng góp về mặt thực tiễn

1. Tổng hợp và công bố dữ liệu hóa lý, phổ nghiệm (IR, $^1H-NMR$, $^{13}C-NMR$, MS) của hơn 60 hợp chất mới thuộc các khung dị vòng lai hóa: oxadiazol-thioure, oxadiazol-isothioxianat, oxadiazol-thiosemicarbazit, oxadiazol-thiadiazol, oxadiazol-thiazolin, oxadiazol-quinazolin và oxadiazol-thiohidantoin.
2. Cung cấp bộ số liệu thực nghiệm về hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm, phát hiện các dẫn xuất chứa brom và nhóm hydroxy thể hiện giá trị MIC tiềm năng cho định hướng phát triển dược chất.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

• Khảo sát nhóm thế trên nhân thơm mới chỉ giới hạn ở 7 dẫn xuất aryl cụ thể ($H$, $2-OH$, $2-Br$, $2-Cl$, $4-CH_3$ ở các vị trí ortho/meta/para khác nhau), chưa mở rộng sang các hệ dị vòng thơm khác.
• Thử nghiệm sinh học mới dừng ở mức sàng lọc in vitro sơ bộ trên một số chủng vi khuẩn và vi nấm chỉ thị; chưa thực hiện khảo sát độc tính tế bào ung thư hoặc các thử nghiệm dược lý trên mô sống/in vivo.
• Chưa khảo sát động học chi tiết của quá trình chuyển dịch đồng phân quay ở các dị vòng thiohidantoin.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng tổng hợp các dẫn xuất isothioxianat trên các khung dị vòng khác (triazol, thiadiazol).
• Tiếp tục nghiên cứu phản ứng của IVa-g với các tác nhân C-nucleophin và S-nucleophin.
• Triển khai thử nghiệm độc tính tế bào trên các dòng tế bào ung thư và khảo sát khả năng ức chế các enzym đặc hiệu (thiol-enzym, proteinase) của các dẫn xuất tổng hợp được.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa dược: Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị về phương pháp tổng hợp hữu cơ xanh (sử dụng TMTD, chiếu xạ vi sóng) và quy trình biện giải cấu trúc phổ đa chiều ($^1H-NMR$, $^{13}C-NMR$, APT, HMBC, MS phân giải cao).
• Đối với các nhà nghiên cứu phát triển thuốc: Dữ liệu về quy trình chuyển hóa nhóm -NCS thành các khung dị vòng ngưng tụ (thiohidantoin, quinazolin, thiazolin) và số liệu MIC kháng khuẩn là cơ sở hữu ích cho việc thiết kế các thư viện phân tử hoạt tính sinh học mới.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án giải quyết rào cản độc hại của $CS_2$ và $CSCl_2$ bằng giải pháp nào?

Tác giả thay thế $CS_2$ và thiophotgen bằng tác nhân tetrametylthiuram đisunfua (TMTD). TMTD phản ứng với các aminobenzohidrazit vừa đóng vòng 1,3,4-oxadiazol-2-thiol vừa tạo nhóm thioure trên nhân thơm trong một giai đoạn mà không cần dùng hóa chất độc hại.

2. Chiếu xạ vi sóng mang lại hiệu quả cụ thể ra sao trong tổng hợp aminobenzohidrazit (IIa-g)?

So với phương pháp đun hồi lưu truyền thống trong etanol (mất 720 phút, hiệu suất 70–78%), phản ứng trong lò vi sóng ở 300W và 70°C hoàn thành chỉ trong 10 phút, nâng hiệu suất sản phẩm lên 73–86%, tức rút ngắn thời gian hơn 70 lần và tăng hiệu suất thêm 3–10%.

3. Tín hiệu phổ nào chứng minh sự hình thành nhóm -NCS trong các hợp chất IVa-g?

Sự hình thành nhóm -NCS được chứng minh bằng dải hấp thụ rất mạnh và mở rộng trong vùng tần số 2000–2200 $cm^{-1}$ trên phổ hồng ngoại (IR), kết hợp với sự biến mất tín hiệu của nhóm đimetylamin trên phổ $^1H-NMR$.

4. Nhóm -NCS của hợp chất trung tâm IVa-g phản ứng với các amino axit tạo ra khung phân tử gì?

Phản ứng giữa IVa-g với các $\alpha$-amino axit tự nhiên dẫn đến phản ứng cộng nucleophin tạo thioure trung gian, sau đó ngưng tụ tách loại nước đóng vòng nội phân tử tạo ra các dị vòng thiohidantoin (các dãy hợp chất từ XIa-g đến XVIIa-g).

5. Hiện tượng đồng phân quay cisoid - transoid trong các dẫn xuất thiohidantoin được phát hiện như thế nào?

Hiện tượng này được phát hiện qua sự phân tách đôi của các mũi tín hiệu proton nhân thơm và proton tại vị trí C5 ($HC_5$ hoặc $H_2C_5$) trên phổ $^1H-NMR$, xuất phát từ sự cản trở quay tự do quanh trục liên kết C-N nối giữa vòng benzen và vòng thiohidantoin.

---

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Đào Thị Nhung đã xây dựng thành công quy trình tổng hợp thân thiện với môi trường để điều chế các dẫn xuất 5-isothioxianataryl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol mà không cần sử dụng $CS_2$ hay thiophotgen. Từ chất trung gian này, tác giả đã chuyển hóa định hướng với nhiều tác nhân N-nucleophin để tổng hợp hơn 60 hợp chất dị vòng mới thuộc các hệ oxadiazol, thiadiazol, thiazolin, quinazolin và thiohidantoin, đồng thời xác lập cấu trúc phổ đầy đủ cho từng sản phẩm. Các kết quả thử nghiệm sinh học in vitro khẳng định tiềm năng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn xuất chứa brom và nhóm hydroxy, đóng góp tư liệu thực nghiệm có giá trị cho lĩnh vực hóa học hữu cơ và hóa dược.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần mở đầu, do có ứng dụng rộng rãi nên các hợp chất isothioxianat được các nhà khoa học trên thế giới rất chú ý nghiên cứu. Số công trình đăng tải về lĩnh vực này rất đồ sộ và đang ngày càng tăng. Vì vậy trong tổng quan này chỉ tập trung phân tích các phương pháp điều chế chủ yếu, các tính chất vật lý - hóa học quan trọng và các ứng dụng phổ biến. Đặc điểm chung của các hợp chất isothioxianat 1.

Trạng thái tồn tại và nguồn gốc tự nhiên Isothioxianat là este của axit isothioxianic (H-NCS), một loại axit mạnh tồn tại dưới dạng khí không màu ở nhiệt độ phòng và luôn có xu hướng bị polime hóa do quá trình tự trùng hợp. Isothioxianat được xem như sản phẩm thế lưu huỳnh của isoxianat (R-NCO), là chất đồng phân với thioxianat và là chất đẳng electron như thioketen (R2C=C=S). Thông thường isothioxianat thơm và mạch thẳng là chất lỏng không màu, có mùi hăng kích thích, vị gắt đặc trưng [94]. Ở nồng độ cao, isothioxianat có tính độc với người và có thể phá huỷ nghiêm trọng thị giác.

Các ankyl- và arylisothixianat đơn giản tương đối bền, còn axyl- và sunfonylisothioxianat (R-CO-NCS; R-SO2- NCS) lại kém bền hơn do khả năng hoạt động hóa học cao ở điều kiện thường [28]. Đa phần isothioxianat tự nhiên được tách từ rễ và hạt của nhiều loại thực vật khác nhau, điển hình từ các loài cây họ cải: súp lơ, cải tím, cải xoong, củ cải…Các thực vật khác nhau có thể chứa các dẫn xuất isothioxianat khác nhau, nhưng đôi khi một loại cây có thể chứa nhiều loại dẫn xuất isothioxianat. Allyl isothioxianat là thành phần chính của dầu mù tạt tinh luyện nhận được bằng cách cất lôi cuốn hơi nước hạt cây mù tạt đen (black mustard-Brassica) hay từ rễ của cây cải ngựa (Horse Radish-Cochlearia armoracea), được sử dụng nhiều làm gia vị thực phẩm, còn ở nồng độ cao hơn được dùng làm chất bảo vệ nông sản (crop protection). Các dẫn xuất isothioxianat quan trọng khác như sunforaphan được tìm thấy trong cây súp lơ, cải bắp hay mầm của cây cải bruxen.

Phenetylisothioxianat (PEITX) được tìm thấy 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] trong cây cải xoong. Sunforaphan, PEITX và BITX đều là những hợp chất có hoạt tính chống ung thư [52, 54, 62]. Các nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học Mỹ đã chỉ ra rằng sunforaphan có trong cây súp lơ có thể giúp loại bỏ vi khuẩn có hại trong phổi. Isothioxianat độc với chính thực vật sản sinh ra nó.

Vì vậy, trong tự nhiên, isothioxianat tồn tại không phải ở dạng tự do mà dưới dạng nhóm chức trong các phân tử lớn, như glucosinolat. Ở dạng này, isothioxianat không còn độc tính nữa. Glucosinolat hay còn gọi là β-thioglucozit-N-hiđroxisunfat có mặt trong 16 họ cây hạt kín hai lá mầm, trong đó phần lớn là các loài cây có thể dùng làm thực phẩm. Glucosinolat chuyển hoá thành isothioxianat khi thực vật bị phân huỷ.

Sự phá huỷ tế bào sẽ làm sinh ra enzim myrosinase, một loại glycoprotein tồn tại song song với glucosinolat nhưng có thể phân lập dễ dàng. Enzim này tấn công vào phân tử glucosinolat để tạo thành các sản phẩm thứ cấp khác nhau. Tuỳ thuộc vào cấu tạo của glucosinolat và điều kiện tiến hành phản ứng mà sản phẩm có thể là isothioxianat, nitril hoặc thioxianat (sơ đồ 1. Cấu trúc của Isothioxianat Cấu trúc của các hợp chất isothioxianat đã nhận được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.

Trong quá trình nghiên cứu, đã tồn tại nhiều quan điểm khác nhau về cấu trúc của hợp chất này. Năm 1931, Dadieu và các cộng sự dựa trên các kết quả phổ Raman đã đề xuất cấu trúc của nhóm NCS ở dạng vòng có liên kết ba như sau [18]: 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.