CHƯƠNG 1.Vai nét vé coumarin Coumarin, hay còn gọi là benzo-a-pyrone, là một họ hợp chat rat phong phú va có vai trò quan trọng trong công nghiệp hương liệu, được phẩm và mi phẩm. Benzo a- pyron là coumarin đơn giản nhất được tim thấy trong hạt cây thuộc họ đậu Diptervx odorata Willd vào năm 1820. Cây này mọc ở Braxin, có tên địa phương là "coumarou”; do dé ma benzo a-pyron (với tên hệ thống lả 2//-chromen-2-on) còn được gọi la coumarinͰÌ. Coumarin có công thức phân tử là C;H,O;, khối lượng phân tử M=l46, có công thức cầu tạo như sau: Phân tích tia X cho thay, coumarin gan như có cấu tạo phẳng.
Hai đồng phân hay gặp nhất của coumarin là: ¢ Cromon (tên hệ thống là 4H-chromen-4-on) sử ° ¢ Isocoumarin (tên hệ thống là 17/-isochromen-l-on) SVTH: Lương Van Hùng Trang 2 Khóa luận tot nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn, Coumarin và các dẫn xuất của comarin được tìm thấy trong nhiều loài thực vật. Trong đó, chúng được phân lập chủ yếu từ các loài Umbellifferae, Rutaceae và Leguminoase. Một điều thú vị là một số vi khuẩn có khả năng tự sản xuất ra các isocoumarin.
Hơn 1000 dẫn xuất của coumarin đã được tổng hợp và ứng dụng trong các nganh hương liệu, mỹ phẩm. Không chi vậy, các dẫn xuất coumarin đang ngảy cảng được quan tâm nghiên cứu img dụng vào các sản phẩm được phẩm: kháng khuẩn, kháng nắm, kháng viêm, chống đông máu, chống oxi hoá, giảm đau,. Vài nét về 7-hidroxy-4-methylcoumarin 1. Cấu tạo, danh pháp Hợp chất 7-hidroxy-4-methylcoumarin (7-hidroxy-4-methyl-2H-chromen-2-one hay -metylumbelliferone có công thức phân tử là C,oH,O;, khối lượng phân tử M176, có công thức cấu tạo như sau: (X3 o ° OH Hợp chat 7-hidroxy-4-methylcoumarin ton tai ở 2 dang hỗ biến ở pH từ 4 đến 6,59.
CHs CH, 4 <—> Z ® © 2) OH HO*~ ~O ö SVTH: Lương Van Hùng Trang 3 Khóa luận tốt nghiệp 2014 GVHD: TS.Nguyén Tién Công 1. Tính chất vật lí Hợp chất 7-hidroxy-4-methylcoumarin là chất rắn, kết tinh ở dang tinh thẻ hình kim. y ; 1 87 - 19 0°C!" ” Nhiệt độ nóng chả Hợp chất 7-hidroxy-4-methylcoumarin có huỳnh quang dưới ánh sảng tử ngoại, cường độ huỳnh quang phụ thuộc vào pH của dung dịch. Khả năng cho huỳnh quang mạnh nhất là ở nhóm OHÍ!.
Phương pháp tổng hợp 7-hidroxy-4-methylcoumarin Phản ứng Pechmann được sử dụng rộng rãi để điều chế 7-hydroxy-4- methylcoumarin. Trong các phan ứng nảy thi 7-hidroxy-4-methylcoumarin thường được tổng hợp từ resorcinol va ethyl acetoacetate trong các điều kiện phản ứng khác nhau. e_ Với xúc tác là H;SO, đặc, ở 5-10°'C Theo tai liệu [1], với xúc tác axit mạnh, ở nhiệt độ thấp, resorcinol sẽ cho phan img ngưng tụ vả đóng vòng với ester cthyÌ acetoacetate. ;CH; Hy -2„ ụ ' Hà H ms SIPC og 0 + C;H,OH + H,0 © Với xúc tác mudi của polyanilin CH, O.
OCH,CH, "Oo {ajL + C;H:OH + H,O HO OH mmm Ø "Q0 CH, SVTH: Lương Van Hùng Trang 4 Khóa luận tt nghiệp 2014 GVHD: TS.Nguyén Tiến Côn Theo tải liệu [26], để thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa resorcinol và ethyl acetoacetate, các tác giả đã sử dung mudi polyanilin sunfat. Phan ứng dién ra trong 6 giờ ở 150°C, với ti lệ số mol resorcinol va ethyl acetoacetate là 1:2. © Voi xúc tác la boron triflorua dihidrat ) "H;CH; _. ' O + C)HOH + H,O HO OH “Hy Theo tải liệu [8], các tac gia đã thực hiện phan ứng giữa resorcinol (30 mmol), ester ethyl acetoacctate (30 mmol) va 20,8 gam boron triflorua dihidrat (200 mmol) được dun nóng ở 60°C trong 20 phút.
Sau khi làm lạnh về nhiệt độ phòng, hỗn hợp được 46 vào 50 gam nước đá vụn. Rửa sản phẩm bằng nước và làm khô ngoài không khí thu được sản phẩm thô. Kết tinh lại bằng dung môi CH;Cl; va CH;COOC;H; với ty lệ 9:1. Hiệu suất phan img 98-99 %.
« Voi xtic tác là LiBr OL + M K ——, + C;H,OH + H;O Theo tải liệu [25], đun nóng 6 75°C hỗn hợp sàn 1,1 gam resorcinol (10 mmol) và 1,3 gam ester ethyl acetoacetate (10 mmol) trong sự có mặt của 86 miligam LiBr (10% sé mol) trong 15 phút. Lam lạnh hon hop bang nước đá vụn, chất rin thu được dem làm khô vả kết tinh lại bằng ethanol. Hiệu suất phản ứng đạt 92 %. e - Ưới xúc tac là NaHSO/silicagel — O, {OCH CH, CH, NI, w CH,CN.
+ C)H,OH + H;O SVTH: Lương Văn Hùng Trang 5 Khóa luận tắt nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn Theo tài liệu [40], khi đun hỏi lưu hon hợp gdm 1,0 mmol resorcinol và 1,0 mmol ester ethyl acetoacetat trong acetonitril (10ml) với xúc tác NaHSO, tâm trên chất mang silicagel trong | giờ thi thu được 7-hydroxy-4-methylcoumarin với hiệu suất 95%. © Gia toc bằng bức xạ vi sóng. 0, OCHỊCH so, CH, HO Dw oJ CH, MW 210—phi yp + CHAON + Ho HO o %o Chiếu bức xạ vi sóng trong"fining thời gian 2 phút cho hỗn hợp gồm 1,0 mmol resorcinol va 1,0 mmol ester cthyÌ acetoacetate, 2 ml acid H;SO;¿ đậm đặc.
Sau khi tinh chế bing cách kết tinh lại trong ethanol đã thu được 7-hydroxy-4- methylcoumarin với hiệu suất 72%. Một số phản ứng chuyển hóa của 7-hydroxy-4-methylcoumarin Phản ứng với các dan xuất halogen Theo tài liệu [15], phản ứng của 7-hydroxy-4-methylcoumarin với các phenacyl bromide khi có mặt K,CO; cho sản phẩm (1)-sản phẩm của phản ứng thé hiđro ở nhóm OH. Sau đó đun hôi lưu sản phẩm (1) với dung dich NaOH ta thu được các dẫn xuất 4- methylfurobenzopyrone thể (2): SVTH: Lương Van Hùng Trang 6 Khóa luận tốt nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn ch, COOL.
0 * <)> 'O0=cH;tr Arete, Re (A) là x cH, CH, NaOH IM R CO==CH:—0 “) eo -H,0 3h a) Đ gˆv 7-Hydroxy-4-methylcoumarin được chuyển hóa thành các dẫn xuất chứa dị vòng thiazolidine theo sơ đồ phan ứng như BH” Hạ 4 axeton, K,CO, ,12h ờ 6 Hs H,NNH,, otanol | 2-4h CHạ ơ NH ACHO Z \ = ° Tay FS NH “NH HSCH,COOH Hy 4) fe) SVTH: Lương Van Hùng Trang 7 Khéa luận tắt nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyén Tién Công © Phản ứng acyl hóa!” Khi cho 7-hydroxy-4-methylcoumarin tac dụng với acy! clorua sẽ thu được 7- acetoxy-4-methylcoumarin (7). CH, CH, SS 12) \ +CH,COCL_ ———> A ~ HCI HO @Ào H,C O (ome) (A) (7) © Phản ứng hydrazide hóa dan xuất của 7-hydroxy-4-methylcoumarin "7 Khi cho ethyl 2-(7-hydroxy-2-oxo-2H-chromen-4-yl)acetate (8) tác dụng với hydrazine hydrate trong methanol ở nhiệt độ phòng sé thu được hydrazide (9). CH;COOC;H, CH;CONHNH; „CÀ HO Oo" *O (8) (9) ¢ Phan ứng với amido/imido ancol”TM* Khi cho 7-hydroxy-4-methylcoumarin (A) phan ửng với phthalimidomethy! SVTH: Lương Van Hùng Trang 8 Khóa luận tắt nghiệp 2014 GVHD: TS.
Nguyễn Tiến Côn methanol (10) trong ethanol có chứa axit HCI đặc sé thu được sản phẩm thẻ ở vị trí số 8 (11). Ch, — ° ’ <C;HLOH — HC1 HO o o ĐÁ re on “” ö là) 1. Một số ứng dụng của 7-hydroxy-4-methylcoumarinTM Tác dụng đáng chú ý của các dẫn chất coumarin là chống co thắt, làm giãn nở động mạch vành. Theo tài liệu [4], với coumarin đơn giản nếu OH ở vị tri C-7 được acyl hóa thi tác dụng chống co thắt sẽ tăng lên, gốc acyl có hai đơn vị isopren (vi dy geranyloxy) thi tác dụng tốt nhất.
Đối với nhóm psoralen; tác dụng tăng lên néu nhóm hidroxy, metoxy hay isopentenyloxy ở vị trí C-S hay C-8 và tương tự nếu có nhóm metoxy ở C-5S hay C-5 và C-6 đối với nhóm angelicin. Những dẫn chất acyldihydrofuranocoumarin và acyldihydropyranocoumarin có tác dụng chống co thắt rit tốt. Nhóm acyl tốt nhất khi có 5 carbon và tác dụng sẽ giảm nếu kéo dai mạch carbon. Tác dụng chống đông máu của coumarin cũng được biết từ lâu.
Nhung tính chat nay chi có đối với các chất cỏ nhóm thé OHở vị trí 4 va có sự sắp xếp kép cla phân tử, ví dụ chất dicoumarol lần đầu tiên được phát hiện trong khi ủ đống các cây thuộc chi Melilotus và khi súc vật ăn phải thi bị bệnh chảy máu do làm giảm sự tổng hợp prothrombin. Hiện nay dicoumarol được sản xuất bang con đường tổng hợp. SVTH: Lương Văn Hùng Trang 9 Khóa luận tốt nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn Những dẫn chất furanocoumarin như psoralen, angelicin, xanthotoxin, imperatorin có tác dụng chữa bệnh bạch biến hay bệnh lang trắng và bệnh vảy nến.
Nhiéu dẫn chat coumarin có tác dụng kháng khuẩn, đặc biệt chất novobiocin — một chất kháng sinh có phô kháng khuan rộng có trong nắm Streptomces niveus. Một số hợp chất khác có tác dụng chống viêm, ví dụ calophyllolid có trong cây mù u ~ Calophyllum inophyllum có tác dụng chồng viêm bằng 1/3 oxyphenbutazon, gan đây người ta phát hiện rằng calanolid - các dẫn chất coumarin cỏ trong cây mù u - Calophyllum lanigerum cỏ tác dụng ức chế HIV. SVTH: Lương Van Hùng Trang 10 Khóa luận tốt nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn Đicoumarol 1.
Vài nét về 1,3-thiazolidin-4-one 1. Cấu tạo, danh pháp 1 ,3-Thiazolidin-4-one là di vòng 5 cạnh chứa di to nitơ va lưu huỳnh, là dẫn xuất của thiazolidine với nhóm carbonyl ở vị trí số 4. 1,3-thiazolidin-4-one lả phân tử phân cực, có công thức phân tử là C;H.ONS, khối lượng phân tử M=103, có công thức cấu tạo như sau : ° 5’ “WH _ ; 2 1. Tổng hợp 1,3-thiazolidin-4-one va din xuất Sachin Malik và các cộng sự đã tông hợp 2-imino-l ,3-thiazolidin-4-one (12) đi từ thioure và acid chloroacetic ở nhiệt độ thấp (từ 0-5°C).
Sản phẩm này được chuyển hóa thành 1,3-thiazolidin-2,4-dione (13) đưới tác dụng của vi sóng!””], SVTH: Lương Van Hùng Trang 11 Khóa luận tốt nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyén Tién Công (13) 1 ,3-Thiazolidin-2,4-dione (13) cũng được tổng hợp bằng cách đun hỏi lưu hỗn hợp của acid chloroacetic va thiosemicarbazide trong dung môi ethanol như tài liệu [24]: là) H SO CICH,COOH + H,N—NH—C—NH, ——2_ 4, NH s {(13) O Jubie va các cộng sự đã tổng hợp 3-(metoxiphenyl)-2-aryl-1,3-thiazolidin-4-one (16) thông qua sơ dé chuyển hóa saul'Ì, (14) (15) se HSCH,COOH hs One (16) = SVTH: Lương Van Hùng Trang 12 Khóa luận tốt nghiệp 2014 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn Desai KR và các cộng sự tông hợp dẫn xuất chứa dị vòng 1,3-thiazolidin-4-one (18) trong lò vi sóng bằng cách cho hợp chất azometin (17) tác dụng với acid thiolactic”!_ N CL N \ cị— Ẻ vi sóng, 6-7 phút \— N N ` HSCH(CH,)COOH g HạC Hc GI (17) cl cl (18) Ranjana và các cộng sự đã tông hợp 2-isonicotinoylhidrazido-1,3-thiazolidin-4-one (21) bằng phan ứng giữa isonicotinoyl thiosemicacbazit (20) với acid chloroacetic trong ethanol có mặt CHCOONa khan. Sơ 46 chuyển hóa như sau””): ọ la ọ NH.2 a 2 NHSCN 7 nie ””Qewcoon cywi ⁄ J ` HGIN TyN | C.
Vài nét về 2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one 1. Cấu tạo, danh pháp 2-thioxo-] ,3-thiazolidin-4-one (tên thông thường lả rhodanin) có công thức phân tử là CyH;ONS;, khối lượng phân tử M=133, có công thức cầu tạo như sau: 1 Ss. , § bm 3 3H ơ SVTH: Lương Van Hùng Trang I3 Khóa luận tt ng hiệp 2014 GVHD: TS. Nguyễn Tiền Công 1.