Khóa luận tổng hợp một số hợp chất mới chứa dị vòng thiazoline từ hợp chất 2 mercapto 3 phenylquinazolin 43h one

Khóa luận trình bày tổng hợp hợp chất mới chứa dị vòng thiazoline từ 2 mercapto 3 phenylquinazolin 43h, mở ra hướng nghiên cứu mới trong hóa học.

• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Hóa Học
• Đề tài: Tổng Hợp Hợp Chất Mới Chứa Thiazoline Từ 2-Mercapto-3-Phenylquinazolin-4(3H)-One
• Loại tài liệu: Đề Tài Nghiên Cứu

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: VÀI NÉT VỀ DỊ VÒNG QUINAZOLINE
• 1.1. Vài nét về 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one
• 1.2. Cấu tạo, danh pháp
• 1.3. Một số phương pháp tổng hợp 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất
• 1.4. Một số phản ứng chuyển hóa của 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one và dẫn xuất
• 1.5. Xác định nhiệt độ nóng chảy và cấu trúc
• 1.5.1. Xác định nhiệt độ nóng chảy
• 1.5.2. Phổ hồng ngoại (FT-IR)
• 1.5.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1HNMR, 13CNMR)
• 1.5.4. Phổ khối lượng (HR-MS)
• 1.6. Kết quả và thảo luận
• 2. TỔNG HỢP CÁC CHẤT
• 2.1. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q)
• 2.2. Tổng hợp ethyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate (QE)
• 2.3. Tổng hợp các hợp chất N-(5-arylidene-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-Ar)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hợp chất thiazoline từ 2 mercapto 3 phenylquinazolin 4 3H one

Hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one là một trong những sản phẩm quan trọng trong hóa học hữu cơ. Nó không chỉ có cấu trúc độc đáo mà còn mang lại nhiều tiềm năng trong nghiên cứu và ứng dụng. Việc tổng hợp các hợp chất mới chứa thiazoline từ hợp chất này đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các hợp chất này có thể có hoạt tính sinh học đáng kể, mở ra hướng đi mới trong phát triển dược phẩm.

1.1. Đặc điểm cấu trúc của 2 mercapto 3 phenylquinazolin 4 3H one

Hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one có công thức phân tử C14H10N2OS. Cấu trúc của nó bao gồm một vòng quinazoline và một nhóm thiol, tạo nên tính chất hóa học đặc biệt. Sự hiện diện của nhóm thiol làm cho hợp chất này có khả năng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác nhau.

1.2. Tầm quan trọng của thiazoline trong hóa học hữu cơ

Hợp chất thiazoline được biết đến với nhiều ứng dụng trong hóa học hữu cơ và dược phẩm. Chúng có khả năng chống vi khuẩn, chống ung thư và nhiều hoạt tính sinh học khác. Việc tổng hợp các hợp chất mới chứa thiazoline từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one có thể mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu mới.

II. Thách thức trong tổng hợp hợp chất thiazoline mới

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc tổng hợp các hợp chất mới chứa thiazoline từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one không phải là điều dễ dàng. Các nhà nghiên cứu thường gặp phải nhiều thách thức trong quá trình tổng hợp, bao gồm việc kiểm soát điều kiện phản ứng và tối ưu hóa sản phẩm. Những thách thức này cần được giải quyết để đạt được hiệu quả cao nhất trong tổng hợp.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp

Nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp hợp chất. Việc điều chỉnh các yếu tố này có thể giúp tối ưu hóa sản phẩm thu được, từ đó nâng cao hiệu suất tổng hợp.

2.2. Khó khăn trong việc xác định cấu trúc sản phẩm

Việc xác định cấu trúc của các hợp chất mới tổng hợp là một thách thức lớn. Các phương pháp phân tích như FT-IR, NMR và HR-MS thường được sử dụng để xác định cấu trúc, nhưng đôi khi kết quả không rõ ràng, gây khó khăn trong việc khẳng định tính chất của sản phẩm.

III. Phương pháp tổng hợp hợp chất thiazoline từ 2 mercapto 3 phenylquinazolin 4 3H one

Có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp hợp chất thiazoline từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one. Các phương pháp này thường dựa trên các phản ứng hóa học cụ thể, cho phép tạo ra các sản phẩm mong muốn với hiệu suất cao. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đạt được kết quả tốt nhất.

3.1. Phản ứng với thiocarbonyl bis thioglycolic acid

Phản ứng giữa 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one và thiocarbonyl-bis-thioglycolic acid là một trong những phương pháp hiệu quả để tổng hợp hợp chất thiazoline. Phương pháp này cho phép tạo ra sản phẩm với cấu trúc mong muốn và hoạt tính sinh học cao.

3.2. Sử dụng các tác nhân khác trong tổng hợp

Ngoài thiocarbonyl-bis-thioglycolic acid, các tác nhân khác như alkyl halide cũng có thể được sử dụng trong quá trình tổng hợp. Việc kết hợp nhiều tác nhân khác nhau có thể tạo ra các hợp chất mới với tính chất độc đáo.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hợp chất thiazoline mới

Các hợp chất thiazoline mới tổng hợp từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one có nhiều ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực dược phẩm và hóa học. Chúng có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới với hoạt tính sinh học cao, giúp điều trị nhiều bệnh lý khác nhau.

4.1. Hoạt tính kháng khuẩn của hợp chất thiazoline

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất thiazoline có hoạt tính kháng khuẩn mạnh. Điều này mở ra cơ hội phát triển các loại thuốc kháng sinh mới, giúp điều trị hiệu quả các bệnh nhiễm trùng.

4.2. Tiềm năng trong điều trị ung thư

Các hợp chất mới chứa thiazoline cũng cho thấy tiềm năng trong việc điều trị ung thư. Nghiên cứu cho thấy chúng có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, mở ra hướng đi mới trong điều trị bệnh.

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

Nghiên cứu về tổng hợp hợp chất mới chứa thiazoline từ 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Các hợp chất này không chỉ có tiềm năng trong nghiên cứu mà còn trong ứng dụng thực tiễn. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều phát hiện thú vị và giá trị.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nhà nghiên cứu có thể tiếp tục khám phá các phương pháp tổng hợp mới và tối ưu hóa quy trình hiện tại để tạo ra các hợp chất thiazoline với hoạt tính sinh học cao hơn.

5.2. Tầm quan trọng của hợp tác nghiên cứu

Hợp tác giữa các nhà khoa học trong và ngoài nước sẽ giúp thúc đẩy nghiên cứu về hợp chất thiazoline. Việc chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm sẽ tạo ra những bước tiến mới trong lĩnh vực này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Vài nét về dị vòng quinazoline Quinazoline (hay còn gọi là benzo-1,3-diazine) là dị vòng thơm với cấu trúc bicylic bao gồm 2 vòng thơm: vòng benzene và vòng pyrimidine. Ở nhiệt độ thường, quinazoline là chất rắn tinh thể màu vàng nhạt, tan được trong nước. Quinazoline có công thức phân tử là C8H6N2, khối lượng phân tử M = 130, có công thức cấu tạo như sau: Quinazoline có cấu tạo phẳng.

Các đồng phân của quinazoline có thể kể đến như: - Cinnoline (tên hệ thống là benzo-1,2-diazine) - Phthalazine (tên hệ thống là benzo-2,3-diazine) - Quinoxaline (tên hệ thống là benzo-1,4-diazine) Một số dẫn xuất chứa dị vòng quinazoline như pyrazoloquinazoline được nghiên cứu làm chất ức chế tyrosine kinase, pyrrolo[3,2-f]quinazoline được nghiên cứu làm chất ức chế dihydrofolate reductase (DHFR) [1]. Một số hoạt tính sinh học của các hợp chất chứa dị vòng quinazoline có thể kể đến như chống khuẩn, chống ung thư, kháng nấm [1],… đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học tìm hiểu và tổng hợp các hợp chất chứa dị vòng này. Vài nét về 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one 2. Cấu tạo, danh pháp Trong khuôn khổ đề tài, chúng tôi nghiên cứu về một số sản phẩm chuyển hóa của hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one.

2-mercapto-3-phenylquinazoline -4(3H)-one có công thức phân tử C14H10N2OS, khối lượng phân tử M = 254 và có công thức cấu tạo như sau: Theo tài liệu [2], hợp chất này tồn tại 2 dạng hỗ biến như sau: 2. Phương pháp tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one Cấu trúc chính của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one dựa trên vòng quinazolin-4-one được các nhà khoa học nghiên cứu và tổng hợp dựa trên phản ứng giữa acid anthranilic hoặc các dẫn xuất của acid anthranilic [3]. Phương pháp phổ biến được dùng để tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one là cho acid anthranilic tác dụng với alkyl/phenyl isothiocyanate. Dưới đây là một số công trình nghiên cứu áp dụng phương pháp tổng hợp này: • Năm 2003, Abdel G.

El-Helby và Mohammed H. Wahab đã thực hiện tổng hợp một số hợp chất chứa vòng 4-quinazolinone như sau [4]: 2 Sơ đồ 1. Tổng hợp hợp chất chứa dị vòng 4-quinazolinone từ dẫn xuất của acid anthranilic và alkyl isothiocyanate • Năm 2006, V. Dhanabal đã đề xuất quy trình tổng hợp (7) theo hướng mới: dựa trên phản ứng của aniline và CS2/NaOH trong DMSO.

Sau đó, tiếp tục phản ứng với dimethyl sulfate (CH3)2SO4 và cuối cùng với methyl anthranilate [5]: Sơ đồ 2. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one từ aniline và CS2 • Năm 2014, Mohammed G.A Al-Khuzaie và Suaad M. Al-Majidi đã công bố quy trình tổng hợp (7) dựa trên phản ứng giữa anthranilic acid và phenylisothiocyanate trong dung môi EtOH khi có mặt Et3N [6]: 3 Sơ đồ 3. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one từ acid anthranilic và phenyl isothiocyanate 2.

Một số phản ứng chuyển hóa của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one Một trong những phản ứng chuyển hóa đáng chú ý được các nhà khoa học nghiên cứu là phản ứng thế H của nhóm thiol. Trong phản ứng này, 2-mercapto-3- phenylquinazoline-4(3H)-one đóng vai trò tác nhân nucleophile tấn công vào các alkyl halide [7] để tạo thành các hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one S-thế; sản phẩm thế sau đó còn có thể được chuyển hóa tiếp tục để tạo thành các hợp chất hydrazide [1] [8] [9], các dị vòng [2] [8], hydroxylamine [10]. Theo tài liệu [7], dẫn xuất của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one (10a-c) được cho phản ứng với K2CO3 trong dung môi DMF trong 1 giờ. Sau đó thêm vào hỗn hợp alkyl halide và tiếp tục khuấy trên bếp từ có gia nhiệt trong 2 giờ.

Cuối cùng cho thêm nước lạnh vào hỗn hợp. Chất rắn được lọc và kết tinh trong dung môi ethanol. Hợp chất X R Hợp chất X R 10a H - 11f Cl CH2COPh 10b Cl - 11g Cl CH2[CH2]2OH 10c Br - 11h Cl CH2COOEt 11a H CH2CH=CH2 11i Br CH2CH=CH2 4 11b H CH2COPh 11k Br CH2COPh 11c H CH2[CH2]2OH 11l Br CH2[CH2]2OH 11d H CH2COOEt 11m Br CH2COOEt 11e Cl CH2CH=CH2 Sơ đồ 4. Tổng hợp một số hợp chất S-thế từ dẫn xuất của 2-mercapto-3- phenylquinazoline-4(3H)-one Theo tài liệu [2], Wael.

Abou-Elmagd và các cộng sự đã thực hiện phản ứng giữa chất (7) với ethyl chloroacetate trong sự có mặt của NaOH và ethanol: 5 Sơ đồ 5. Một số chuyển hóa của hợp chất S-thế từ hợp chất 2-mercapto-3- phenylquinazolin-4(3H)-one Theo tài liệu [8], Souad J.Lfta và các cộng sự đã thực hiện chuyển hóa từ các hợp chất dẫn xuất của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one như sau: Hợp chất R 22a, 24-27a -H 22b, 24-27b 5-OH Sơ đồ 6. Một số phương pháp tổng hợp hợp chất S-thế của hợp chất chứa dị vòng 4- quinazolinone 6 Sau đó, Souad J. Lfta cùng các cộng sự đã tiến hành khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất (24, 26) trên bốn loại vi khuẩn: E.

Kết quả thu được ở bảng sau: Bảng 1. Hoạt tính kháng khuẩn của một số hợp chất (24, 26) Hợp chất E.aureus 24a ++ - - + 24b +++ - - ++ 26a - - - - 26b + - - + Chú thích: (-) = Không có hoạt tính, (+) = 6-9 mm: hoạt tính yếu, (++) = 10-14 mm: hoạt tính trung bình, (+++) = 15-24 mm: hoạt tính cao. Theo tài liệu [1], El F. Ismail cùng các cộng sự đã tổng hợp được một số hydrazide bằng phản ứng của hydrazine với các dẫn xuất ester tương ứng của các chất 2-mercapto- 3-arylquinazoline-4(3H)-one: Hợp chất 28-30a 28-30b 28-30c 28-30d R1 Ph 4-CH3C6H4 4-CH3OC6H4 CH3 Sơ đồ 7.

Một số chuyển hóa S-thế của hợp chất dẫn xuất 2-mercapto-3-thế quinazolin-4(3H)-one Theo [5], V. Alagarsamy cùng các cộng sự cũng thực hiện phản ứng thế nhóm SH bằng nhóm NHNH2. Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế nucleophile vào vòng thơm và được thực hiện theo sơ đồ chuyển hóa sau: 7 Sơ đồ 8. Một số hợp chất được tổng hợp từ hợp chất S-thế của 2-mercapto-3- phenylquinazolin-4(3H)-one Trong đó, các hợp chất (32a-o) đã được khảo sát khả năng giảm đau, chống viêm [5].

Kết quả cho thấy hợp chất 32b có hoạt tính cao nhất: khả năng giảm đau hiệu quả 57% và chống viêm đến 45%. Lfta và các cộng sự đã thực hiện chuyển hóa thành các hợp chất gắn vòng thơm như sau: 8 Sơ đồ 9. Một số hợp chất được tổng hợp từ hợp chất S-thế của dẫn xuất 2-mercapto-3- phenylquinazolin-4(3H)-one Theo [9], Mohammed F. Abdel-Megged và cộng sự đã tiến hành phản ứng hydrazine hóa hợp chất thế của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one (37a-b) trong dung môi ethanol.

Sau thời gian thực hiện phản ứng là 48 giờ, sản phẩm (38a-b) tạo thành được lọc, rửa bằng ethanol và kết tinh lại bằng butanol. 9 Hợp chất X 37-38a -H 37-38b -Br Sơ đồ 10. Tổng hợp hợp chất hydrazine từ dẫn xuất 2-mercapto-3-phenylquinazolin- 4(3H)-one Sau đó, hợp chất (38a-b) được chuyển hóa theo chuỗi sau: Sơ đồ 11. Tổng hợp các hợp chất gắn nhóm thế đường từ hợp chất hydrazine của dẫn xuất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one 10 • Phản ứng với hydroxyl amine Theo [10], Adnan A.

Kadi cùng các cộng sự đã thực hiện phản ứng giữa hợp chất (43) với hydroxyl amine hydrocloride với dung môi EtOH khi có mặt pyridine (py). Sản phẩm thu được (44) được kết tinh bằng dung môi dioxane. Phản ứng S-thế với hydroxyl amine Như vậy, các hợp chất 2-mercapto-3-arylquinazoline-4(3H)-one có khả năng chuyển hóa khá phong phú. Trong đó, các hợp chất hydrazide có khả năng phản ứng đa dạng và hiệu quả, là nguồn nguyên liệu tổng hợp nhiều chất mới là đối tượng được chúng tôi quan tâm trong nghiên cứu này.

Bên cạnh đó, việc kết hợp nhiều cấu trúc hóa học khác nhau để hình thành những hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao cũng là hướng nghiên cứu nhận được sự quan tâm của nhiều tác giả cả trong và ngoài nước. Trong nghiên cứu này, chúng tôi quan tâm đến việc tạo thành các hợp chất có chứa dị vòng thiazolidine được tạo ra trong quá trình chuyển hóa hydrazide chứa dị vòng quinazolin- 4-one. Vài nét về dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one 3. Cấu tạo, danh pháp Thiazolidine là dị vòng 5 cạnh chứa đồng thời 2 dị tố là nitrogen và lưu huỳnh.

Hợp chất 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one là dẫn xuất của thiazolidine với nhóm thiocarbonyl ở vị trí số 2 và nhóm carbonyl ở vị trí số 4: 11 Hợp chất có tên thông thường là rhodanine, công thức phân tử C3H3OS2N, có M = 133. Một số hợp chất có chứa dị vòng thiazolidine nói chung hay chứa dị vòng 2-oxo- 1,3-thiazolin-4-one có hoạt tính sinh học đa dạng. Chẳng hạn như các hợp chất Epalrestat, Ciglitazone dùng để trị bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insuline [11], được sử dụng làm dược phẩm với tính năng kháng vi khuẩn, hạ đường huyết, chống viêm như các hợp chất dẫn xuất 5-arylidene-2-thioxo-3N-arylthiazolidin-4-one [12], chống ung thư như 5-phenylpropenylidene-3-(3-methoxy-4-hydroxybenzoylamino)-2-thioxo- 4-thiazolidone [13],… Bên cạnh đó, hợp chất 5-(p-aminobenzylidene)rhodanine còn được nghiên cứu trong việc phân tích các kim loại đất hiếm [11], [14] hay hợp chất 3-[(2- furylmethylene)amino]-2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one được sử dụng để chế tạo màng bán dẫn [15]. Hai hợp chất đều chứa dị vòng 2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one, được xem là khả năng đáng được khai thác trong tương lai.

Một số phương pháp tổng hợp 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất Các hợp chất chứa dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one đã được các nhà khoa học tổng hợp theo nhiều hướng khác nhau. • Theo [13], Olexandra Roman và Roman Lesyk đã tiến hành tổng hợp dị vòng 2- oxo-1,3-thiazolin-4-one từ thiocarbonyl-bis-thioglycolic acid và dẫn xuất hydrazide như sau: 12 Sơ đồ 13. Phản ứng tổng hợp dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one bằng thiocarbonyl-bis- thioglycolic acid Hợp chất (46) được nghiên cứu trên các tế bào ung thư phổi, ung thư vú, u não và thu được nhiều kết quả hứa hẹn. Sau đó, tiếp tục phản ứng với sodium chloroacetate: Sơ đồ 14.

Dãy chuyển hóa tổng hợp 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one • Theo [17], Mulay Abhibit cùng các cộng sự đã tiến hành thực nghiệm điều chế dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one từ hợp chất dithiocarbamate với sự hỗ trợ của vi sóng (microwave): Sơ đồ 15. Dãy chuyển hóa hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one từ dithiocarbamate • Theo [18], Sundeep K. Manjal cùng các cộng sự đã điều chế hợp chất chứa dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one theo 2 hướng như sau: 13 Sơ đồ 16. Dãy chuyển hóa hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one bằng các tác nhân khác nhau Cũng theo tài liệu [18], với sự hỗ trợ của vi sóng hỗn hợp amine và carbon disulfide cho thời gian ngắn hơn khi sử dụng tác nhân thiocarbonyl-bis-thioglycolic acid.

Một số phản ứng chuyển hóa của 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất Dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one có nhóm methylen linh động ở vị trí số 5 nên phân tử có phản ứng ngưng tụ đặc trưng. • Theo [12], Khaled Toubal cùng các cộng sự đã điều chế được dị vòng 2-oxo-1,3- thiazolidin-4-one và thực hiện phản ứng ngưng tụ với các aldehyde thơm khác nhau trong dung môi acid acetic: 14 Sơ đồ 17. Tổng hợp các hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one chứa vòng thơm từ dẫn xuất của aniline và CS2 • Theo [19], Ludmyla Mosula và các cộng sự đã thực hiện tổng hợp bốn dãy hợp chất chứa dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one như sau: Sơ đồ 18.