CHƯƠNG I.1 TONG QUAN VE COUMARIN 1.1 Vai nét vé coumarin Coumarin là những dan xuất của a-pyron có cấu trúc Cạ-C:. Coumarin được tìm thấy trong nhiều thực vật, đặc biệt là ở trong đậu Tonka (Dipteryx odorata) vào năm 1980. Cây này mọc ở Brazil, có trồng ở Venezuela và còn có tên địa phương là “CoumarouTM, do đó ma benzo (t-pyron còn có tên là coumarin. Benzo ơ-pyron còn ^ ss cé MŨNg cây Asperula odorata L.
họ Cà “6 trong Cl., một sô cây thuộc chi Melilotus họ Đậu. Chat nay có _œ-pyron Benzo a-pyron mùi thơm dé chịu, được dùng làm hương liệu. coumarin còn được thấy trong một số loại cây thuốc chữa bệnh như: Lược vàng, Cỏ mực. Ba dót, Man tưới, Bạch chỉ, Tiền Hồ, Sa sàng, Ammi visnaga, Sài đất, Mù u, Hoang ky, Cúc La Mã, Qué.
Có thé coi a-pyron như là lacton (ester nội) của acid hydroxycinnamic vì khi chịu tác dụng của acid vô cơ (ví dụ HCl), acid 2-hydroxycinnamic sẽ đóng vòng lacton. Ngược lại, vòng lacton sẽ bị mở vòng khi có tác dụng của base. Sự đóng và mở vòng có tính thuận nghịch. => o” Ào H OH Về mặt sinh nguyên, sự tạo thành coumarin xảy ra qua con đường acid shikimic rồi tạo thành acid prefenic.
HOOC CH;COCOOH — Ox — Tr Ằ -COOH COOH Co 13) O Có thẻ thu được dẫn xuất của coumarin bảng phương pháp chiết trực tiếp hay tổng hợp gián tiếp. SVTH: Ngô Thi Thảo Nhi T-~-= F Khóa luận tốt nghiệp 2015 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn 1.2 Một số phương pháp tông hợp 1.1 Tổng hợp theo phương pháp Wittig Theo tài liệu [15], hai tác giả Mali và Yadav đã tổng hợp các dẫn xuất của coumarin theo phương pháp Wittig sử dụng chất đầu là dẫn xuất của aldehyde salicylic qua phản ứng với PhạP=C(CO;R;)(R;›): OG =<TCT "CC R\= CH, CsHs y= CH, H Rạ= Cl, NOa,H 1.2 Phương pháp ngưng tu Knoevenagel Phản ứng ngưng tụ Knoevenagel giữa các dẫn xuất của aldehyde salicylic và ethyl carboxylate với xúc tác là piperidine xảy ra nhanh chóng dưới tac dụng của vi sóng dé tạo thành coumarin [15]: CHO 5 R piperidine ——————_-—--t k R; OH COOC2Hs R, o o Rạ 1. Tổng hợp theo phương pháp Pechmann Phương pháp Pechmann tổng hợp coumarin đi từ phenol và acid carboxylic hoặc ester chứa nhóm B-cacbony! (thông thường hay sử dụng ethyl acetoacetate) đưới tác dụng của acid sunfuric [6].
(Cy bi cáo Ms aa C;H;OH OH oc H;SO a L ot COOC,H, 100C Phản ứng loại nay thường xảy ra ở các điều kiện rất khác nhau tùy thuộc vao cầu trúc khác nhau phenol vả loại xúc tác. Phản ứng thực hiện thuận lợi với phenol có khả năng phản ứng cao nhất là resorcinol [6]. Khi Thimons tiến hành phản ứng giữa resorcinol va ethyl acetoacetate trong dung môi toluene, xúc tác acid cũng cho sản phẩm là vòng coumarin (25): ® —ẦẦẪỎẪỖỖỎẪỖooỖ PP Ẻ' SVTH: Ngô Thi Thao Nhi T~~-ễ 0 Khóa luận tốt nghiệp 2015 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn HO a Nafion 417 hay Amberlyst IR 120 a “wr pee Toluene ZA 1.
Tổng hợp coumarin theo phương pháp Perkin Theo phương pháp Perkin, vòng coumarin được hình thành nhờ vao quá trình phan ứng giữa aldehyde salicylic va anhydride acetic ở nhiệt độ cao khi có mặt natri acetate làm xúc tác [28]. a SSH 5 = OH O O Santana đã dùng phương pháp này đẻ tổng hợp dj vòng coumarin. Phản ứng xảy ra giừa dan xuất của aldehyde salicylic và 3,5-dimethyloxyphenylacetic khi có mặt dicyclohexylcarbodiimide (DCC) trong dung môi DMSO tạo thành sản phẩm như sau [25]: aoe em DCC, DMSO HI R~H, OMe, OH acid acetic 1.2 TONG QUAN VE 3-ACETYLCOUMARIN 3-Acetylcoumarin là dan xuất có chứa nhóm acetyÌ của coumarin. là một trong những dẫn xuất trung gian quan trọng đẻ tổng hợp các hợp chất chứa khung chromen- 2-one có ứng dụng rộng rãi trong đời sống.
Theo các tải liệu tham khảo [17.24] thì 3-acetylcoumarin được tông hợp theo phương pháp ngưng tụ Knoevenagel giữa 2-hydroxybenzaldehyde và ethyl =——ễ—ễễ——————E SVTH: Ngô Thị Thảo Nhi Taman A Khóa luận tot nghiệp 2015 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Công acetoacetate. Trong các điều kiện phản ứng khác nhau (trong lò vi sóng, sử dung chat xúc tác khác nhau.) thì hiệu suất tổng hợp cũng khác nhau [20]. Osman và các đồng nghiệp của ông đã nghiên cứu và tông hợp lại sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng vào các chất xúc tác, điều kiện phản ứng trong bảng sau [20]: | Ste | Base Điêu kiện phản ứng 2 L-Proline 50 °C, 5 phút — L-Proline _ 50 °C, 10 phút t | L-Proline - 120 °C, 1 phút | OH - 120 °C, 2 phút mm |_| xa EtOH 120 °C, 10 phút Piperidine | EIOH _ 50 °C (20 W), 5 phút =] 3-Acetylcoumarin đã được nhiều tác giả chuyển hóa thành các hợp chất chứa khung chromen-2-one, sau đó khảo sát hoạt tính sinh học của chúng.
Các nghiên cứu cho kết quả rất khả quan. 3-Acetylcoumarin được dùng để tổng hợp 3-acetylcoumarin-o- aminobenzoylhydrazone — hợp chat tạo phức với các nguyên tố ở nhóm Lanthanide (III), có tác dụng tăng cường kha năng kháng nam, kháng khuẩn vốn có của coumarin [29].N > O 0 So NH, CH, O Theo tải liệu [24]. một dãy các hợp chat chứa khung chromen-2-one được tông hợp như sau: SVTH: Ngô Thi Thảo Nhi Taneenm 10 Khóa luận tỗt nghiệp 2015 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn a= Br:/CHCI; b = Phthalimidine c = Thioacetic acid d = Thiourea/lodine S S e = Furan-2-carboxaldehyde f ` Í › 7—-NH ⁄N o ~“o o*o (- (7) Các hợp chất được tổng hợp ở trên có khả năng chống lại các vi khuẩn Gram dương và Gram âm (Bacillus subtilis (NCIM 2697), Staphylococcus auereus (NCIM 2079), Escherichia coli (NCIM 2065) and Klebsella pneumonia (NCIM 5082).
Két qua thăm dò hoạt tính sinh học của chúng (biểu diễn qua đường kính kháng khuẩn - tinh bang millimeter) được thé hiện ở bảng sau [24]: Kết quả cho thấy các hợp chất chứa khung chromen-2-one vừa nêu thẻ hiện tính kháng khuẩn khá mạnh. Có rất nhiều phương pháp đẻ tổng hợp 3-aminocoumarin (8) nhưng phản ứng ngưng tụ giữa 3-acetylcoumarin với hydroxylamine hydrochloride cho hiệu suất kha cao (65%) [22]. Một số dan xuất của 3-aminocoumarin đã được sử dụng lam thuốc với tên gọi novobiocin, chlorobiocin. Chúng tác động rất lớn đến sự phân chia, sao chép AND của vi khuẩn.
Sơ đồ tổng hợp như sau: E——=mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmi SVTH: Ngé Thị Thao Nhi Toruce TT Khóa luận tốt nghiệp 2015 GVHD: TS. Nguyễn Tiến Côn Oo OH = S + NH;OH.HCI ———* O Oo O fe) | PCI; hay PCI, H NH NUCH O Oo oO O © (8) Các dẫn xuất 3-substituted-3-hydroxy-2-oxindole được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu bởi hoạt tính sinh học đa dạng của chúng, đặc biệt là khả năng chống ung thư cao. Santhi Abbaraju và John Cong-Gui Zhao đã tỏng hợp thành công các hợp chất này từ 3-acetylcoumarin [30] khi đun hồi lưu hỗn hợp gồm 3-acetylcoumarin và indoline-2,3-dione trong 2,5 giờ khi có mặt xúc tác: O xt Í Ì >o | —=—==- ` h ' 8 HQ Oo N H 1.3 UNG DUNG CUA CAC HỢP CHAT CHỨA KHUNG CHROMEN-2- ONE Với những tinh chat đặc biệt vẻ hoạt tinh sinh học cao, các hợp chất chứa khung chromen-2-one đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rat lâu. Qua các nghiên cứu đã được công bé cho thấy các hợp chat chứa khung chromen-2-one có khả năng kháng khuẩn.
kháng nam, kháng virus. chống ung thư. chống co giật va chống chứng tăng huyết áp. Dưới đây là một số trường hợp tiêu biểu: Theo tài liệu [18].
các hợp chất 3-‡(substitutedaryl)[coumarin-3- ylamino]methyl}-4-hydroxyeoumarin (11a-d) chống lại các vi khuẩn Gram dương —=mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmi SVTH: Ngô Thị Thao Nhi Tenwn Z2 Khóa luận tot ng liiệp 2015 GVHD: TS. Nguyén Tién Cong (Staphylococcus aureu, Bacillus subtilis, Bacillus cereus), vì khuẩn Gram âm (Psedomonase aeruginosa. Esherichia Coli) các ching nam Aspergillus niger, Penicillium italicum, Fusarium oxysporum. Đó là công trình nghiền cứu của Muhammed Abd Khadom và được thực hiện theo sơ đồ phản ứng sau: €@XNH 2 Aromatic aldehyde eee; SA 2) Oo `O a, Ar= C,H,;NO,-m b, Ar= C,H,OH-p ce, Ar = C,H,OCH;-p d, Ar=C,Hs Ox LO >> NZ Oo `O Oo `O (11a-đ) a, Ar = C¿H¿NO;-m b, Ar = C,H,OH-p c, Ar =C,H;OCH;-p d, Ar= CạH; Ba tác giả Vinatav Mulwad, Hitesht Parmar và Abid A.
Mir đã tổng hợp thành công một sé dẫn xuất của aminocumarin [26]. Ngoai ra cac hợp chat (13e). (15e) và (18e) có hoạt tính kháng khuẩn Streptomycin và chống nắm Griseofulvin đáng ké so với các chất chuẩn. Việc tổng hợp các chất trong công trình nghiên cứu nảy được thực hiện theo sơ đỏ sau: SVTH: Ngô Thi Thao Nhi T--—-~ 12 Khóa luận tốt nghiệp 2015 GVHD: TS.
Nguyễn Tiến Côn _ Ry (122-c) Rs - i le a OH (15a-c) a= 1,2-Dichloroethane / HCI Sidradine hydrate / Ethanol b 1.4-Benzoquinone / Nz atmosphere c d = Benzaldehyde / CH;COOH e = SHCH,COOH / Anhydrous ZnCl, 1,4-Dioxane 9a- I5a: Rị=H, Rạ=H 9b- I5b: Ry =H,R¿=CH; 9c - lắc: Rì = CH¡, Rạ =CH; Novobiocin và Clorobiocin có khả năng điều trị các bệnh gây ra bởi nhóm vi khuẩn Gram(+) như Staphyloccus spp. đồng thời kháng lại với các enzyme thuộc nhóm fi-lactamase [13. 16]: nhờ đó các chất này đã được sử dụng đẻ điều trị nhiễm trùng tụ cầu [5] một cách có hiệu quả. “————ỀỄỀỄỀễễễễ————— SVTH: Veô Thi Thao Nhi T-~.~ 12 Khóa luận tốt nghiệp 2015 GVHD: TS.
Nguyễn Tiến Côn H Ñ O = = OH 0. O YNH Novobiocin OH H CH, LX ee ` lộ) O 02h a9 cl OH CH; O, O OH — eT TH Clorobiocin 1.4 TONG QUAN VE IMIDAZO[2,1-5][1,3,4] THIADIAZOLE VA DAN XUAT 1.1 Cấu trúc của imidazo [2,1-6][1,3,4]thiadiazole Imidazo[2.4]thiadiazole là hợp chất 2 dj vòng có 4 dj tố, trong đó có 3 dj tổ là nitơ và 1 dj tế là lưu huỳnh. Trong phân tử có sự cộng hưởng qua lại giữa các electron ở vòng imidazole: (N=CH=) — CO — {CO Ngoài ra, các nha khoa học cũng đã nghiên cứu thành công các hợp chat mới tir imidazo[2.4]thiadiazole khi gắn thêm vào chúng các nhóm thế ở CẺ, CÝ, C5. SVTH: Ngô Thi Thao Nhi T-~.—~ 1£ Khóa luận tot nghiệp 2015 GVHD: TS.
Nguyễn Tiến Côn Rs N~ N~ N~ 1.2 Phương pháp tông hợp các hợp chat imidazo{2,1-b][1,3,4] thiadiazole Theo tài liệu [11]. các hợp chất imidazo{[2.4]thiadiazole có thé được tổng hợp qua phản ứng từ |-amino-2-(methy])thio-4-substituted-imidazole (25). N~ N h—đ ` Re HN, sk, N \ DMFDMA ———> N Sy R, ———=> (25) BrCH;COR; lô) E "à \ As, Các hợp chất imidazo[2,1-b](1.4]thiadiazole còn được tổng hợp bằng cách ngưng tụ các hợp chất 2-amino-1,3,4-thiadiazole với œ-haloketone (19), acetophenone (20). Ry ° Ge OC;H `" | cl oo sẵn (19) ¬ a1) „7 Ss N OW TM 0 oT T ans (24) 1 on, ag X=CI.Br (23) SVTH: Ngô Thi Thao Nhi T~~-.—~ 1 Khóa luận tốt nghiệp 2015 GVHD: TS.
Nguyên Tién Côn Ngoài ra, ngưng tụ hợp chất 2-amino-[1,3.4]thiadiazole với các haloketone (X) như ester ethyl 2-chloroacetoacetate, 2-bromo-l-aryl-propan-l-one, 2- chloroacetoacetate, 2-bromo-1-pheny]-2-[1,2,4]-triazol-1l-yl-ethanone and a-bromo- |.2-disubstituted-l-ethanone cũng thu được các hợp chất imidazo[2,1- b][1. R, a ra ~xn4 da mt —_» = 6 X = CV/Br, RÝ. Harald đã nghiên cứu thành công hợp chất 2-(4-chlorophenyl)-6- phenylimidazo[2,I-b][1,3,4]thiadiazole làm tan huyết khối từ 5-(4-chlorophenyl)- I.4-thiadiazol-2-amine và 2-bromo-1-phenylethanone [30].