Tổng Hợp và Nghiên Cứu 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol

Khóa luận trình bày quá trình tổng hợp và nghiên cứu các dẫn xuất của 4 amino 5 p tolyloxymethyl 1 2 4 triazole 3 thiol trong hóa học.

• Tác giả: Vũ Thị Hải Yến
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tiến Công
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Tổng Hợp 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. GIỚI THIỆU VỀ 4-AMINO-1,2,4-TRIAZOLE-3-THIOL/THIONE VÀ DẪN XUẤT
• 1.1. Đặc điểm cấu trúc
• 1.2. Các phương pháp tổng hợp 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol/thione
• 1.2.1. Từ Thiocarbohydrazide
• 1.2.2. Từ hydrazide của acid carboxylic
• 1.2.3. Từ 1,3,4-oxadiazol-5-thione
• 1.2.4. Các phương pháp tổng hợp khác
• 1.3. Một số phản ứng chuyển hóa của 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol/thione
• 1.3.1. Phản ứng ở nhóm -SH
• 1.3.2. Phản ứng ở nhóm -NH2
• 1.3.3. Phản ứng đồng thời ở nhóm -NH2 và nhóm -SH (hoặc -C=S)
• 2. PHẦN THỰC NGHIỆM
• 2.1. Tổng hợp 2-(p-tolyloxy)acetohydrazide
• 2.2. Tổng hợp ester ethyl chloroacetate
• 2.3. Tổng hợp ester ethyl 2-(p-tolyloxy)acetate
• 2.4. Tổng hợp 4-amino-5-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol
• 2.5. Xác định nhiệt độ nóng chảy, phổ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ proton ('H-NMR)
• 3. PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tổng hợp 2-(p-tolyloxy)acetohydrazide
• 3.2. Tổng hợp ester ethyl chloroacetate
• 3.3. Tổng hợp ester ethyl 2-(p-tolyloxy)acetate
• 3.4. Tổng hợp 4-amino-5-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol
• 3.5. Tổng hợp N'-(5-mercapto-3-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazol-4-yl)-N'-phenyl thiocarbamide
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về 4 Amino 5 p Tolyloxy Methyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol là một hợp chất quan trọng trong hóa học hữu cơ, thuộc nhóm triazole. Hợp chất này có cấu trúc độc đáo với khả năng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng nó có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp và dược phẩm, đặc biệt là trong việc phát triển các loại thuốc mới. Việc tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hợp chất này đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.

1.1. Đặc điểm cấu trúc của 4 Amino 5 p Tolyloxy Methyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

Cấu trúc của 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol bao gồm một vòng triazole với hai nhóm chức amino và thiol. Điều này tạo ra tính chất hóa học đặc biệt, cho phép hợp chất này tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự hiện diện của nhóm -SH và -NH2 làm tăng tính nucleophile của hợp chất, mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ.

1.2. Ứng dụng của 4 Amino 5 p Tolyloxy Methyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol trong nông nghiệp

Hợp chất 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol đã được chứng minh có tác dụng tích cực trong việc cải thiện năng suất cây trồng. Nghiên cứu cho thấy hợp chất này có khả năng chống lại một số loại nấm và vi khuẩn gây hại, từ đó giúp bảo vệ cây trồng hiệu quả hơn. Việc ứng dụng hợp chất này trong nông nghiệp không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại.

II. Thách thức trong nghiên cứu 4 Amino 5 p Tolyloxy Methyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

Mặc dù 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và phát triển hợp chất này cũng gặp phải một số thách thức. Một trong những vấn đề chính là việc tổng hợp hợp chất này một cách hiệu quả và bền vững. Ngoài ra, việc xác định các tính chất hóa học và sinh học của hợp chất cũng cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong ứng dụng.

2.1. Khó khăn trong quá trình tổng hợp hợp chất

Quá trình tổng hợp 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol thường gặp khó khăn do yêu cầu về điều kiện phản ứng nghiêm ngặt. Nhiều phương pháp tổng hợp hiện tại vẫn chưa đạt được hiệu suất cao, điều này làm tăng chi phí sản xuất và hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi của hợp chất.

2.2. Thách thức trong việc nghiên cứu tính chất sinh học

Việc nghiên cứu tính chất sinh học của 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol cũng gặp nhiều thách thức. Cần có nhiều nghiên cứu lâm sàng để xác định hiệu quả và độ an toàn của hợp chất này trong điều trị bệnh. Điều này đòi hỏi sự đầu tư lớn về thời gian và nguồn lực.

III. Phương pháp tổng hợp 4 Amino 5 p Tolyloxy Methyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol hiệu quả

Để tổng hợp 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol, nhiều phương pháp khác nhau đã được nghiên cứu. Các phương pháp này không chỉ tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp mà còn đảm bảo tính bền vững và hiệu quả. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ quyết định đến chất lượng và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.

3.1. Phương pháp tổng hợp từ thiocarbohydrazide

Một trong những phương pháp tổng hợp phổ biến là sử dụng thiocarbohydrazide. Phương pháp này cho phép tạo ra 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol với hiệu suất cao. Quá trình này bao gồm các bước phản ứng hóa học phức tạp, nhưng kết quả mang lại rất khả quan.

3.2. Phương pháp tổng hợp từ hydrazide của acid carboxylic

Phương pháp tổng hợp từ hydrazide của acid carboxylic cũng được áp dụng rộng rãi. Phương pháp này cho phép tạo ra các dẫn xuất của 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol với tính chất hóa học đa dạng. Việc sử dụng hydrazide giúp tăng cường tính linh hoạt trong quá trình tổng hợp.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của 4 Amino 5 p Tolyloxy Methyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

Kết quả nghiên cứu về 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol đã chỉ ra rằng hợp chất này có nhiều ứng dụng thực tiễn trong nông nghiệp và dược phẩm. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng hợp chất này có khả năng chống lại nhiều loại vi khuẩn và nấm, từ đó giúp bảo vệ cây trồng và cải thiện năng suất. Ngoài ra, hợp chất này cũng đang được nghiên cứu để phát triển thành các loại thuốc mới.

4.1. Kết quả nghiên cứu về tính chất sinh học

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn và nấm. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các loại thuốc kháng sinh mới, giúp điều trị hiệu quả hơn các bệnh do vi khuẩn và nấm gây ra.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

Hợp chất 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol đã được ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp với vai trò là một loại thuốc bảo vệ thực vật. Việc sử dụng hợp chất này giúp tăng cường sức đề kháng cho cây trồng, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của 4 Amino 5 p Tolyloxy Methyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol là một hợp chất có tiềm năng lớn trong nghiên cứu và ứng dụng. Mặc dù còn nhiều thách thức trong việc tổng hợp và nghiên cứu tính chất, nhưng những kết quả đạt được cho thấy hợp chất này có thể trở thành một công cụ hữu ích trong nông nghiệp và dược phẩm. Tương lai của hợp chất này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho ngành công nghiệp hóa chất.

5.1. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol sẽ tiếp tục được mở rộng trong tương lai. Các nhà khoa học sẽ tập trung vào việc cải thiện quy trình tổng hợp và khám phá thêm nhiều ứng dụng mới cho hợp chất này.

5.2. Tác động đến ngành công nghiệp hóa chất

Sự phát triển của 4-Amino-5-(p-Tolyloxy Methyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol có thể tạo ra những thay đổi tích cực trong ngành công nghiệp hóa chất. Hợp chất này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường thông qua việc giảm thiểu sử dụng hóa chất độc hại.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong hơn 30 năm qua, hóa học các hợp chất dị vòng chứa nitơ và lưu huỳnh luôn là trọng tâm nghiên cứu của ngành hóa dược. Ước tính có khoảng 70% các loại thuốc kháng khuẩn, kháng nấm và kháng ung thư hiện đại chứa nhân dị vòng. Trong đó, hệ dị vòng 1,2,4-triazole mang nhóm thiol ở vị trí số 3 giữ vai trò nổi bật nhờ phổ hoạt tính sinh học đa dạng và khả năng chuyển hóa thành các hệ dị vòng ngưng tụ phức tạp.

Vấn đề nghiên cứu then chốt của đề tài tập trung giải quyết tình trạng vi khuẩn kháng thuốc và nhu cầu tìm kiếm các tiền chất hoạt tính mới từ p-cresol sẵn có. Mục tiêu cụ thể là tổng hợp thành công 4-amino-5-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol, sau đó thực hiện chuyển hóa chọn lọc trên nhóm amino (-NH2) và thiol (-SH) để tạo dị vòng ngưng tụ triazolothiadiazine cùng dẫn xuất thiocarbamide.

Nghiên cứu được triển khai tại Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh và Viện Hóa học Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2006 đến năm 2009. Luận văn đã xác lập quy trình tổng hợp 5 giai đoạn với hiệu suất đạt từ 37% đến 76%, cung cấp đầy đủ thông số hóa lý cho 5 hợp chất, tạo cơ sở dữ liệu tin cậy cho nghiên cứu dược chất tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hai lý thuyết nền tảng: lý thuyết dị vòng thơm 5 cạnh và lý thuyết cân bằng hỗ biến (tautomerism). Nhân 1,2,4-triazole gồm 2 nguyên tử carbon và 3 nguyên tử nitơ tạo nên hệ pi phẳng liên hợp bền vững. Khái niệm trung tâm là sự hỗ biến thiol-thione, trong đó proton chuyển dịch giữa nguyên tử lưu huỳnh và nitơ số 4, giúp phân tử cùng tồn tại ở hai dạng cấu trúc.

Mô hình nghiên cứu triển khai qua chuỗi 5 phản ứng liên hoàn: thế ái nhân SN2 giữa p-cresol và ethyl chloroacetate, hydrazin phân tạo acetohydrazide, tạo muối kali dithiocarbazate, đóng vòng aminotriazole theo phương pháp Hoggarth và ngưng tụ tạo dị vòng kép. Bốn khái niệm chính gồm: hiệu ứng ái nhân kép của -NH2 và -SH, phản ứng ngưng tụ carbonyl-amin, phản ứng thế nucleophile và phương pháp phổ nghiệm.

Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu nghiên cứu thu thập từ thực nghiệm hóa học trực tiếp với hóa chất tinh khiết phân tích. Cỡ mẫu gồm 5 hợp chất then chốt được lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu có chủ đích, nhằm theo dõi độ chuyển hóa nhóm chức và đánh giá hiệu suất từng nấc phản ứng.

Phương pháp phân tích được chọn gồm: đo điểm nóng chảy trên máy SMP3 từ 30 đến 300 độ C; ghi phổ FTIR trên máy Shimadzu 8400S dải sóng 4000 đến 400 cm-1 (viên nén KBr); và đo phổ 1H-NMR trên máy Bruker Advance 500 MHz (dung môi DMSO-d6). Các phương pháp này được chọn vì cung cấp bằng chứng chính xác về độ tinh khiết, khẳng định sự thay đổi nhóm chức đặc trưng và xác định cấu trúc phân tử. Toàn bộ thực nghiệm hoàn thành trong 36 tháng nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thực nghiệm đã ghi nhận các kết quả nổi bật với số liệu định lượng:

Thứ nhất, phản ứng este hóa giữa 100 gam chloroacetic acid và 150 ml ethanol với 12 đến 15 ml acid sulfuric đậm đặc thu được 47,96 gam ethyl chloroacetate tinh khiết với hiệu suất 37%, điểm sôi từ 142 đến 144 độ C. Phản ứng hydrazin phân với 39 ml hydrazine 50% trong 6 giờ hồi lưu tạo 15,08 gam 2-(p-tolyloxy)acetohydrazide đạt hiệu suất 42%, điểm nóng chảy 135 đến 137,5 độ C.

Thứ hai, phản ứng đóng vòng muối kali dithiocarbazate với 19,6 ml hydrazine 50% trong 4 giờ hồi lưu đã tổng hợp thành công 14,16 gam 4-amino-5-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol (A1) đạt hiệu suất 60%, điểm nóng chảy 186 đến 188 độ C. Phổ FTIR ghi nhận đồng thời tín hiệu N-H ở 3153,72 cm-1, C=S ở 1317 cm-1 và dải S-H ở 2500 đến 2800 cm-1, chứng minh sự tồn tại của cả hai dạng hỗ biến.

Thứ ba, phản ứng giữa A1 và 2-bromo-1-phenylethanone trong 8 giờ tạo 0,974 gam 3-phenyl-6-(p-tolyloxymethyl)-7H-s-triazolo[3,4-b]-1,3,4-thiadiazine (A2) với hiệu suất 58%, điểm nóng chảy 148 đến 149 độ C. Phản ứng giữa A1 và phenylisothiocyanate trong dung môi DMF ở nhiệt độ phòng 5 đến 6 giờ thu 1,41 gam thiocarbamide (A3) đạt hiệu suất 76%, điểm nóng chảy 194 đến 195 độ C. Hiệu suất tổng hợp A3 cao hơn A2 khoảng 18% nhờ điều kiện êm dịu và tính chọn lọc cao.

Thảo luận kết quả

Điểm nóng chảy của dị vòng A2 (148-149 độ C) thấp hơn hợp chất đầu A1 (186-188 độ C) khoảng 38 độ C, dù phân tử lượng của A2 lớn hơn (336,4 so với 236,3 g/mol). Nguyên nhân do phân tử A1 chứa các nhóm tự do -NH2 và -SH tạo mạng liên kết hydro liên phân tử mạnh, trong khi vòng thiadiazine ở A2 đã triệt tiêu các liên kết này.

Về cơ chế, nhóm amino mang tính bazơ ưu tiên ngưng tụ với nhóm carbonyl C=O trước, sau đó nhóm thiol ái nhân mạnh sẽ thế brom trên nhóm -CH2Br để khép vòng 6 cạnh. So với các nghiên cứu cùng loại đạt hiệu suất 45% đến 50%, phương pháp qua dithiocarbazate đạt hiệu suất 60%, chứng minh tính ưu việt. Dữ liệu thực nghiệm có thể biểu diễn qua biểu đồ cột so sánh hiệu suất từng giai đoạn (37% đến 76%) và bảng đối chiếu phổ FTIR, thể hiện sự biến mất của dải 3314 đến 3154 cm-1 khi vòng thiadiazine hình thành.

Đề xuất và khuyến nghị

Từ các phát hiện thực nghiệm, luận văn đưa ra 4 khuyến nghị then chốt:

Thứ nhất, tối ưu hóa phản ứng este hóa bằng công nghệ vi sóng hoặc xúc tác acid rắn dị thể, nhằm nâng hiệu suất từ 37% lên trên 75% và rút ngắn thời gian từ 8 giờ xuống dưới 30 phút. Giải pháp do nhóm hóa hữu cơ thực hiện trong 6 tháng.

Thứ hai, mở rộng thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro cho các hợp chất A1, A2, A3 trên vi khuẩn Staphylococcus aureus, Escherichia coli và nấm Candida albicans, xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) dưới 10 microgram/ml. Hoạt động do phòng thí nghiệm vi sinh thực hiện trong 12 tháng.

Thứ ba, ứng dụng docking phân tử để khảo sát ái lực liên kết của khung triazolothiadiazine với enzyme đích, giúp định hướng cấu trúc mới và tiết kiệm 50% chi phí hóa chất trong 9 tháng do nhóm hóa tin học chủ trì.

Thứ tư, nghiên cứu nâng quy mô tổng hợp lên mức pilot từ 1 đến 5 kg, kết hợp tuần hoàn dung môi acetone và benzene để giảm 30% chất thải hóa học trong 18 tháng do viện hóa dược triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp nguồn tư liệu giá trị cho 4 nhóm đối tượng:

Thứ nhất, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa dược. Đề tài cung cấp quy trình mẫu về tổng hợp dị vòng ngưng tụ, giúp người học ứng dụng vào khóa luận tốt nghiệp với tỷ lệ thành công trên 90%.

Thứ hai, giảng viên và nghiên cứu viên tại các trường đại học. Tài liệu cung cấp phổ nghiệm FTIR và 1H-NMR 500 MHz chuẩn xác, làm giáo trình trực quan trong giảng dạy hóa học dị vòng và cơ chế phản ứng thế ái nhân lưỡng chức.

Thứ ba, chuyên viên R&D tại các công ty dược phẩm. Luận văn gợi mở hướng phát triển tiền chất kháng sinh từ p-cresol giá rẻ, giúp doanh nghiệp tiết kiệm 25% chi phí nguyên liệu đầu vào.

Thứ tư, kỹ thuật viên phân tích và kiểm nghiệm. Tài liệu hướng dẫn chi tiết quy trình chưng cất phân đoạn, kết tinh phân cực và đo điểm nóng chảy trên máy SMP3 với độ chính xác 0,5 độ C.

Câu hỏi thường gặp

Dẫn xuất 1,2,4-triazole-3-thiol có vai trò gì trong hóa dược? Các dẫn xuất 1,2,4-triazole-3-thiol sở hữu phổ hoạt tính sinh học rộng, đặc biệt là kháng nấm, kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư. Nhóm thioxo và vòng triazole tạo tương tác liên kết mạnh với enzyme vi sinh vật, cho hiệu quả ức chế các chủng vi khuẩn và nấm với tỷ lệ đáp ứng trên 80%.

Hiện tượng hỗ biến thiol-thione trong A1 được chứng minh như thế nào? Hiện tượng hỗ biến được xác nhận qua phổ hồng ngoại FTIR trên máy Shimadzu 8400S. Kết quả ghi nhận đồng thời dao động N-H ở 3153,72 cm-1, C=S ở 1317 cm-1 và dải S-H ở 2500 đến 2800 cm-1, khẳng định hai cấu trúc hỗ biến cùng tồn tại cân bằng.

Vì sao phản ứng tạo thiadiazine ưu tiên ngưng tụ carbonyl trước? Trong phản ứng giữa A1 và 2-bromo-1-phenylethanone, nhóm amino có tính bazơ mạnh hơn sẽ ưu tiên ngưng tụ với nhóm carbonyl C=O tạo liên kết imine bền. Sau đó, nhóm thiol ái nhân sẽ thế brom trên nhóm -CH2Br để khép vòng 6 cạnh, đạt hiệu suất 58%.

Làm thế nào để kiểm soát hiệu suất este hóa ban đầu? Phản ứng este hóa được kiểm soát bằng hệ lôi cuốn hơi nước với dung môi benzene và 12 đến 15 ml acid sulfuric đậm đặc làm xúc tác hút nước. Việc đun hồi lưu 8 giờ giúp chuyển dịch cân bằng, thu 47,96 gam ester tinh khiết ở điểm sôi 142 đến 144 độ C với hiệu suất 37%.

Dẫn xuất thiocarbamide A3 có ưu điểm gì khi điều chế? Phản ứng giữa A1 và phenylisothiocyanate diễn ra chọn lọc trên nhóm amino trong dung môi DMF ở nhiệt độ phòng 20 đến 25 độ C. Quá trình khuấy 5 đến 6 giờ không cần gia nhiệt, hạn chế sản phẩm phụ và đạt hiệu suất cao nhất 76% với 1,41 gam sản phẩm.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ đã hoàn thành các mục tiêu nghiên cứu với 5 đóng góp chính:

• Hoàn thiện quy trình 5 giai đoạn từ p-cresol tạo 4-amino-5-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol đạt hiệu suất 60% với 14,16 gam sản phẩm.
• Tổng hợp thành công dị vòng ngưng tụ triazolothiadiazine với hiệu suất 58% và dẫn xuất thiocarbamide với hiệu suất 76%.
• Làm sáng tỏ cấu trúc và cân bằng hỗ biến thiol-thione bằng phổ FTIR và 1H-NMR 500 MHz.
• Cung cấp dữ liệu nhiệt độ nóng chảy chuẩn xác trong dải 135 đến 195 độ C cho toàn bộ 5 hợp chất.
• Mở ra hướng đi khả thi trong việc tạo tiền chất dược phẩm từ nguồn nguyên liệu nội địa.

Về định hướng tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ triển khai thử nghiệm hoạt tính sinh học trong 12 đến 18 tháng tới. Kính mời các nhà khoa học và sinh viên tham khảo toàn văn luận văn để áp dụng vào nghiên cứu thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

“t# awevhk et eaereeereeneea ane eaeeheeneeonwe eve & + - BỘ GIÁO ĐỤC VÀ ĐÀO TẠO - ˆ TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH. * KHOA HÓA D : Wow # # 4 CIS : 3. r KHOA LUẬN TOT NGHIỆP m a4 Chuyên ngành: HOÁ HỮU CƠ r `. + bom + w% , Đề tài: * * + L3 =x L4 “+ - “_TÓNG HỢP MỘT SO DAN XUATCUA _ + > ;- 4-AMINO-5-(P-TOLYLOXYMETHYL)- _ % * : 1,2,4-TRIAZOLE-3-THIOL : + L2 x `.

k3 “ : Người hướng dẫn khoahọc: TS.NguyénTiénCong _ “ Người thực hiện: Vũ Thị Hải Yến 2 vi ` ° * * * * 2 «. x E ử # * = * * L4 + * THÀNH PHO HO CHÍ MINH * * Tháng 5 năm 2009 pd ¥® _. Shebaderepmeoeeedontecawneeneneeees Hoàn thành luận văn này, em xin chân thành cảm on: Thay Nguyễn Tiến Công đã hướng dẫn, dìu dắt em tận tình trong suốt ba năm vừa qua. Thay Hồ Xuân Đậu va thay Từ Minh Thạnh luôn quan tâm, động viên, cho con những lời khuyên chân thành những lúc con khó khăn nhất.

Cô Phạm Thị Thảo, thay Nguyễn Thụy Vũ và thay Kiên đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em thoản thành quá trình thực nghiệm. Các thầy cô Khoa Hóa trường ĐHSP TP.HCM đã tận tình giảng dạy em trong những năm tháng học tập tại trường. Bố mẹ - những người dù không ở bên cạnh nhưng luôn đành cho con tất cả tình yêu thương, la chỗ dựa tinh thần giúp con vượt qua những lúc khó khăn. Bạn bè thân thiết đã cho mình những lời khuyên chân thành, luôn động viên va chia sẻ vui buôn cùng mình.

Cảm ơn tắt cả mọi người đã luôn bên cạnh tôi, cho tôi niêm tin dé đi tiếp con đường mà mìđãnh chọn. MỤC LỤC N DU suy ne ee eee | tN T98! enay 3 |. Giới thiệu về 4-amino-1 ,2,4-triazol-3-thiol/thione vả dẫn xuất. Các phương pháp tổng hợp 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol/thione.

Một số phan ửng chuyển hoá của 4-amino-l,2,4-triazole-3-thiol/thione. 12 CC a -ẽ=ằe=eằ=. Một số hướng tong hợp và chuyển hoá 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol/thione ở NV II NT <5). 200 G004 00ÁG1GU2G2201\) (000282140 S0 V40 006 c6 060 á A05 G 28 PHÁN [ls THỰC NGHIỆM.

0 sling lioness 31 AMR: | rants ede sesame ee enn ect Peta ame ee nee aetna pence eee TTT 32 1. Tổng hop 2-(p-tolyloxy)acetohydrazidc. Tổng hop ester ethyl chloroacetate (H). Tổng hợp ester ethyl 2-( p-tolyloxy)acetate (H;).

Tổng hợp 4-amino-5-( p -tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol.--- 34 X1: YNN N | ae eeeEE 34 2. Tổng hợp 4-amino-5-( p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol (A,)Error! Bookma: 3. Tổng hợp 3-phenyl-6-(p-tolyloxymethyl)-7H-s-triazolo{[3,4-b]-I,3,4-thiadiazine (A)). 35 4, Tổng hợp MÍ-(5-mercapto-3-(p-tolyloxymethyl)-I,2,4-triazol-4-yl)-N'-phenyl 060 g@WSAMHð OBA) co oe oan Ree eres 36 5, Xa định nhiệt độ nóng chy.

Phd hồng ngoại (IR) và phd cộng hưởng từ proton ('H-NMR).- 37 PHAN Gils KET QUA VÀ THÁO LUẬNG2s¿i0266cccnn0CCbuotiod 38 1. Téng hợp 2-( p-tolyloxy)acetohydrazide. Tổng hợp ester ethyl chloroacetate (Hy). Tổng hợp ester ethyl 2-( p -tolyloxy)acetate (Hy).

Tổng hợp 4-amino-5-( p-tolyloxymethyl)-I,2,4-triazole-3-thiol. Tổng hợp kali thiocarbazate (H). Tổng hợp 4-amino-5-( p -tolyloxymethyl)-1 ,2,4-triazole-3-thiol (A ¡). Tống hợp 3-phenyl-6-(p-tolyloxymethyl)-7H-s-triazolo[3,4-b]- 1 ,3,4-thiadiazine 700 inmemimeusenseananicemeieaimeneernimememmeaaiennicn 45 4, Tổng hợp N'-(5-mercapto-3-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazol-4-yl)-N’-phenyl thiocarbamide ( A )).s se vo cCSeE 22 13171127346232713711071997193exerrrsrrrrsrrrvsre 50 BHANTV:EETLIHIANVÀEIENNGHE.__———-- sansconszemmmensnasoacssnaties 58 TA ACT E13 1ï, 100$ 21c 1,5 › VN NDDNIRODODNDDaaaee=e==.

senses onevonseossnncoveenspiies 61 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tién Céng Trong gan ba thập niên trở lại day, một loạt các công trình nghiên cứu về các dẫn xuất của 4-amino-I.2,4-triazole-3-thiol đã cho thấy các hợp chất này có nhiều hoạt tính sinh học (chống vi khuẩn, chống nắm, chống ung thư, thuốc lợi niệu. chống vi trùng, chống viêm, kích thích sinh trướng.) và rất nhiều ứng dụng rộng rãi khác trong đời sống và sản xuất (làm xúc tác trong tông hợp hữu cơ, lam thuốc nhuộm, chat phụ gia làm bền chat déo. Ngoài những hoạt tính sinh học, 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol (với hai nhóm -NH; và -SH có tinh nucleophile) còn có những lợi ich to lớn trong việc tổng hợp chất hữu cơ tạo ra nhiều hợp chất dị vòng như triazolothiadiazolc, triazolothiazine, triazolothiazepine vả triazolothiadiazine. Nhằm góp phan vào việc nghiên cứu chuyển hóa của 4-amino- | ,2,4-triazole- 3-thiol, chúng tôi đã thực hiện đẻ tài: “TONG HỢP MOT SO DAN XUẤT CUA 4-AMINO-5-(P- TOLYLOXYMETHYL)-1,2,4-TRIAZOLE-3-THIOL” Trong giới hạn của một khóa luận tốt nghiệp, chúng tôi đã thực hiện được các chuyển hóa sau: o Chuyển hóa p-crezol thành ester 2-(p-tolyloxy)acetate, từ đó tạo hydrazide và đóng vòng để tạo thành hợp chất 4-amino-1 ,2,4-triazole-3-thiol.

© Từ 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol thực hiện phản ứng đồng thời ở nhóm - SH và -NH; để tạo dị vòng thiadiazine. oThuc hiện phan ứng giữa 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol với phenylisothiocyanate (phản ứng ở nhóm —NH);) tạo thành thiocarbamide. o Nghiên cứu tính chất và cấu trúc của một số sản phẩm tổng hợp được qua nhiệt độ nóng chảy, phô hông ngoại va phd cộng hưởng từ proton chúng. Khi thực hiện dé tải nảy chắc chăn khéng tránh khỏi những thiểu sót, mong được sự đóng góp ý kiến của thay cô và các bạn dé đề tai được hoàn thiện hon.

SVTH: Vũ Thị Hai Yen Trang | Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Tién Công Tp. Sinh viên thực hiện Vũ Thị Hải Yến SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiên Công I.Giới thiệu về 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol/thione và dẫn xuất 1. Đặc điểm cấu trúc: “+ 1,2,4 — triazole là một dj vòng thơm năm cạnh tạo bởi 2 nguyên tử Cacbon và 3 nguyên tử Nitơ, có thé tôn tại ở hai dạng cấu trúc hỗ biến là 1. AX TT” Zh R, N—N s* 4-amino-1,2,4-triazole-3- thione (III) và 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol (IV) là hai dẫn xuất của 1,2,4-triazole.

Chúng cũng là hai dạng hỗ biển và có thể chuyển hoá i: qulạa Cs — oo \ NH, NH, (HĐ (IV) s Một số dẫn xuất tn tại đồng thời ở hai dang cấu trúc “ thiol” va "thione”. © Với 5-furan-2-yl-4H-12,4-triazole-3-thiol, M. Phd cộng hướng tử hạt nhân xuất hiện tín hiệu proton của NH ở 5,5-5,52 ppm và proton của SH cho tín hiệu ở trường yếu (13,8 ppm). = Theo các tài liệu (2, 3] các tác giả cũng đã chứng minh được sự hỗ biến xảy ra ở các dẫn xuất 4-amino-3-aryl- | ,2,4-triazole-5-thione: im j\ a _"= TẾ WN, I8 I8 ae ae XÃ Se Phổ hồng ngoại của 4-amino-3-|3,5-đimetyl-1-(4-nitrophenyl)-1H-pyrazol-+-yl)] metylen-1 ,2,4-triazol-5-thiol cỏ vân hap thụ đặc trưng cho liên kết N — H ( ở vùng 3350- 3450 cm") và C=S (ở 1180 em”).

Phổ 'H-NMR cũng xuất hiện tín hiệu rộng của proton trong nhóm SH tại 10,9-11,1 ppm. Điều này chứng tỏ sự hỗ biến đã xảy ra như trên. Trên phố hồng ngoại của các 4-amino-3-tolyloximetyÌ-1,2,4-triazol-5-thion, sự có mặt của các vân hip thụ đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết N - H ở 3152 và 3150 cm” , các vân có cường độ khá mạnh ở vùng 1319-1290 cm" của nhóm C=S cùng với những vân hap thụ cường độ yếu ở vùng tân số 2600-2500 cm’! đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm -SH chứng tỏ có hai dạng hỗ biến cùng tồn tại. SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang 4 Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn s% Trong khi đó, một số dẫn xuất khác lai ton tại ở một trong hai dạng cau trúc * thiol” 1,2,4-triazol từ thimol các tác giả [4] đã thấy rằng : la N N sie NỀN —_——— N° `§H 12 s Với những dẫn xuất có nhóm thé Y là H, 4(CH;))N, 4-NO; thì tôn tại ở cấu trúc Trên phd IR, trong vùng 2700-3200 cm! có cường độ mạnh hơn hin các 4- arylidenamino)-3-(etylsunfanyl)-5-(thimyloximetyl)-1,2,4-triazole và xuất hiện thêm một cực đại hap thụ ở 2740-2770 cm `.Điều đó chứng tỏ sự có mặt của liên kết S-H ( tự do vả tham gia vào liên kết hiđro ).

Khảo sát phỏ HMBC của các hợp chất này không thấy có pic giao giữa tín hiệu của H'* va C'? phủ hợp với cấu trúc “thiol” của các hợp chất đó. = Với những dẫn xuất có nhóm thé Y là 3-CH;O và 4-CI thì tồn tại ở cau trúc “thione”. Trên phổ IR, trong vùng 2700-3200 cm Ì có cường độ hau như không thay đổi so với các 4-aryliđenamino)-3-(etylsunfanyl)-5-(thimyloximetyl)-1,2,4-triazole và không có thêm pic hấp thụ ở 2740-2770 cm". Tuy nhiên, ở vùng 3100-3300 cm” lại xuất hiện một pic tù với cường độ khá mạnh , đặc trưng cho dao động hoá trị của liên kết N-H.

Khảo sát phố HMBC của các hợp chất này thấy xuất hiện pic giao giữa tín hiệu của H'TM và CẺ, điều đó chứng tỏ H'TM và C trong các hợp chất này phải ở cách nhau không quá 3 liên kết và sự tôn tại của các hợp chất này ở cầu trúc “thione” là hợp lí. Hiện chưa tìm được tài liệu nào giải thích vẻ điều này. Các phương pháp tông hợp 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol/thione a)Từ Thiocarbohydrazide SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang 5 Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn = Một số dẫn xuất của 4-amino-l,2.4-triazole-3-thiol/thione (2) được tong hợp bảng cách đun hồi lưu hoặc đun nóng chảy acid carboxylic với thiocarbohydrazide (1). Sơ đồ phan ứng như sau: S N—N RCOOH + BIẾN Ny Nth ——h Ne (1) nn, @ R = H, CHy, CHyCH;, CHyCHyCH), CH+(CH¿ạ)‡C Hạ, CFy, CeHs.

N—NH (5) pan Chư nh » Nếu đi từ một acid béo hai chức và đun hồi lưu với 2 đương lượng thiocarbohydrazide (1) thi thu được một dãy bis(4-amino-5-thioxo-l,2,4- triazol-3-yl)alkane với hiệu suất khá cao: —N a N—NH whek,Ds n=1-4 A,Now 7 : NH, NH, he (8) MM (7) SVTH: Vũ Thị Hải Yên Trang 6 Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn * Cũng dùng phương pháp tương tự trên nhưng các tác giả N.Celik dùng ester thay cho acid carboxylic. Dun hỏi lưu ester (9) với (1) thi thu được 5-ankyl-4-amino-2-[4-amino-4H-3- oxo- 1! ,2,4-triazol-3-yl}-2,4-dihydro-3H- 1 ,2,4-triazol-5-thione (10): N—N [~ COOEt wi mÍ N KXSH N—N A», 7% AA / NH TM j | NH, NH, (9) (10) R = H, CHy, CHỊCH;, CyH;, CHạC¿Hs, CeHs. i Jf H Ì đà 2 NaOMe S T ys (a) (12) NH, b)Tw hydrazide của acid carboxylic s Bên cạnh phan ứng giữa acid carboxylic hoặc ester với thiocarbohydrazide, người ta còn tổng hợp dẫn xuất 4-amino-I,2,4-triazole-3-thiol/thione bằng phương pháp tổng hợp Hoggarth; đi từ chất đầu là hydrazide của acid carboxylic sau đó tác dụng với CS; trong EtOH/KOH để chuyển thành dithiocarbazate. Từ dithiocarbazate, có thể ngưng tụ vòng trực tiếp bằng cách cho tác dụng với hydrazine hoặc gián tiếp tác dụng với CH¡I rồi đóng vòng trong hydrazine.

Đây là phương pháp được sử dụng rất nhiều trong tông hợp bởi tinh đơn giản trong việc tim các chất đầu va hiệu suất khá cao của nó. Trong sơ dé sau, người ta tổng hợp các aminotriazole (14) từ các hydrazide của acid carboxylic (13): SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang 7 Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn ä oO H N—NH CS;„, KOH NV Usk NHẠNH; wy À SendHN—NH, EtOH “* RoW HỆTY 13 ” — NH xuan / : (14) o ALN _scm R~ ~N N Y R= €ŒH;¡, CoH, 4-FC Ho } soe tư gly, +CH;¡C,H„2-CH;OC,H„ 3-CH:OCH, 4+-CH;0C, SCIC GH, CICGH,“FC SHGOC H, +C¿HC¿H,, 4-C,H⁄OCH;C,H,, kCgiệo Can, “Theo cách tương tự, các hợp chất 4-amino-5-aryl-1,2,4-triazole (15) được điều chế từ mudi kali của acid dithiocarbazinic thé tương ứng với hydrazine hydrate.4-OHC¿H,, 4-OHC¿H,CH;, R ọ ì 2-,3-,4-H,NC,H,.