CHƯƠNG I TONG QUAN SVTH: TRUONG CHI HIEN Trang 6 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG 1.1 GIỚI THIEU VE 6-methylbenzothiazol-2-amine 1.1 Di vong benzothiazole Benzothiazole là hợp chất dị vòng có 2 dj tổ oxi và lưu huỳnh, gồm vòng benzene dung hợp với vòng thiazole. N N N 1,3-thiazole benzothiazole 2-amjnobenzothiazole Hợp chat benzothiazole có 3 đồng phân: ? Benzothiazole (1,3-benzothiazolione) Nw 4 1 Benzo[d]isothiazole (1,2-benzothiazolione) — 2 =4 Benzo[c]isothiazole (2,1-benzothiazolione) Trong 3 loại benzothiazole, các hợp chất loại 1,3-benzothiazolione được nghiên cứu tông hợp nhiều nhất do có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực y được, hóa học.Trong khuôn khô dé tai, chúng tôi chỉ giới hạn nghiên cứu đồng phân 1.3- benzothiazolione (benzothiazole), cụ thé là các dan xuất của benzothiazol-2-amine. SVTH: TRUONG CHÍ HIEN Trang 7 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS.
NGUYEN TIEN CÔNG 1.2 Đặc điểm phân tử va phân bố điện tích Bằng các phương pháp bán thực nghiệm [15], tác giả đã tính toán được điện tích, độ đài liên kết và góc liên kết của benzothiazol-2-amine thu được như sau: 0,024 ie 120.384A'age soa? ` k 40A ° 0 ` ‘mais NH, ~1,872 9⁄1 69A9 .3856AÀN 1 >"§ Két qua tính toán mat độ electron phân bố trên phan tử benzothiazol-2-amine có sự thay đôi Cy > Cg > C¿ >Cs. Do đó trong các phản ứng thé electrophile, tác nhân sẽ thuận lợi tan công vào Cy > Cg > Cy >Cs của benzothiazol-2-amine còn các tác nhan nucleophile tan công thuận lợi theo thứ tự ngược lại.3 Sự tautomer hóa Các dang cau trúc tautomer hóa của benzothiazol-2-amine [15] Œ>~~CÖ~~ Coe Oe = C> 1.2 CÁC PHƯƠNG PHAP TONG HỢP benzothiazol-2-amine 1.1 Tong hợp từ arylthioure Các sản phẩm thé monoaryl, diaryl, triaryl của thioure đều dễ dàng đóng vòng. tạo thành benzothiazol-2-amine khi có mặt Br; trong CHC]; [4] SVTH: TRƯƠNG CHÍ HIEN Trang § KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG Ap dụng phương pháp nay, năm 1949, Johanson và các cộng sự đã tông hợp thành công 6-methylmereaptobenzothiazol-2-amine từ 4- methylmercaptophenylthioure [5] 1.2 Di từ dẫn xuất o-aminothiophenol va aldehyde Trong môi trường acid (hoặc base), ø-aminothiophenol ngưng tụ với aldehyde, tạo thành sản pham base Schiffs trung gian, đây là hợp chất có thé phân tách được.
Hợp chất base Schiffs trung gian sẽ đóng vòng. tách proton tạo benzothiazol-2-amine khi có mặt FeẲC]:. H NHạ 4 N NH; Na Ne -~ a ne —> SH SH SH base Schiffs Ch 1.3 Tổng hợp từ ø-aminothiophenol va acid carbamide Khi phan ứng với acid, quá trình đóng vòng cũng xảy ra tương tự như quá trình trên: H NH; Lịo N NH, ‘i SH ame SH lý a : an» 1.4 Tong hợp từ o-nitroarylthiocyanate Dùng hidro mới sinh khử nhóm nitro thành nhóm amin, sau đó quá trình đóng vòng nội phân tử xảy ra do sự hoạt động mạnh của nhóm thiocyanate. SVTH: TRƯƠNG CHÍ HIEN Trang 9 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS.
NGUYEN TIEN CÔNG NO„ R71 SS ee Rt — F-—Ty Z SCN (ay 1.5 Tổng hợp tir benzothiazole Có thé điều chế (1) bang phan ứng của benzothiazole với tác nhân nucleophile mạnh (NaNH;g). Phan ứng được thực hiện trong dung môi tro ở nhiệt độ cao và xảy ra theo cơ chế thé nucleophile vào vòng thơm (SxAr).-l là + NaNH, L ZA ican L3 MOT SO HUONG CHUYEN HOA CAC HỢP CHAT BENZOTHIAZOL-2-AMINE Những hop chất chứa di vòng benzothiazole ngảy cảng được nghiên cửu tông hợp và thử nghiệp hoạt tính sinh học. Những nghiên cứu trước đây cho thấy đa số các hợp chất chứa di vòng benzothiazole và dan xuất thé của benzothizole đều có hoạt tính kháng khuẩn, hạn chế sự phát triển của khối u, chống co giật.1 Chuyển hóa thành các dẫn xuất hydrazine Gaurav Alang và các cộng sự [1], [8] đã tông hợp thành công 6- methylbenzothiazol-2-amine và chuyển hóa chúng thành các dẫn xuất thế của hydrazine bang cách đun hồi lưu hỗn hợp 6-methylbenzothiazol-2-amine va hydrazine, sau đó ngưng tụ với các dẫn xuất thế khác nhau của acetophenone Tất cả các hợp chất được thử hoạt tính kháng khuẩn đối với vi khuẩn gram dương S. epidermidis và vi khuẩn gram âm P.
coli bằng phương pháp xác định bán kính đường tron vô khuẩn với nồng độ các chất là Img/ml với chat so sánh là Ampicillin. SVTH: TRƯƠNG CHÍ HIEN Trang 10 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYÊN TIỀN CÔNG ca; CHy HạC $ HCI, H;O HBr sia NIELSON HẠO, WA l , H s na CHyOH), NH,NH, 4, Hye F R = 2-flucrovcetophetone R;, R = 4-flucroacetophenone Hye s Ry, R = 2-chloroncetophenane R,_R = 4-chloroacetophenone Wj M R Rg, R = p-hydroxyacetopheoone N Rg R = 2*aylroxyzcetonhienene Rị, R = 2S dihydroxyucetophenone b Bảng 1: Kết qua phân tích vùng ảnh hướng của một số chất đã tông hợp với một số loại vi khuẩn (so sánh với Apicillin) S. coli Ampicillin 22 mm 21 mm m6 | - |10mmG0%| 12mm7% 10 mm (45%) 14 mm (67%) KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS.
NGUYEN TIEN CÔNG Kết qua cho thấy, các hợp chat tir (Rạ) va (R7) có hoạt tinh khang khuẩn giống nhau với S. aeruginnosa, trong khi đó (Rị) và (Rs) có hoạt tính tương tự đối với E. Đặc biệt, (Rs) có hoạt tính mạnh đối với vi khuẩn P. aeruginosa và (Rg) có hoạt tính kháng khuẩn mạnh với S.2 Chuyén héa thanh thiocarbamate Khi cho hợp chất benzothiazol-2-amine phan ứng với carbon disunfua.
chúng ta thu được muối dithiocarbamate tương ứng (2). Các ester dithiocarbamate (3a-d) cũng được tạo thành khi alkyl hóa các muối trên. "NOH RX C,H, CH,C,H; CR/EODEE YO Sy’) ` b d t O;N (3a-d) 1.3 Chuyển hóa thành thiosemicarbazide Hợp chất 6-methylbenzothiazol-2-amine cũng được nhiều tác giả nghiên cứu tông hợp. Thông thường, p-toluidine là chất đầu thường sử dụng, tạo thành hợp chất p- tolylthioure.
Sự vòng hóa thường được tiến hành trong dung môi acid acetic hoặc chloroform với sự có mat của brom hoặc acid sulfuric, acid chlohidric. Pandurangan và các cộng sự [2] đã tông hợp 6-methylbenzothiazol-2-amine và các dẫn xuất thuộc thiosemicarbazide theo phương pháp này và chuyên hóa thành các dẫn xuất khác nhau. cụ thê như sau: mm FỄẮẪẮèèễtètễẮttễttễtễtễtễtễtễtễễtễtễĐ—TTễỄFÈT Ty my TT TTFÐ TT TJỷJ J J J J / /ỷ ìủìủìì> ì_ì-Ằ-_E-_-EKETEỲ-BBRBeBS-SBSRSSsi SVTH: TRƯƠNG CHÍ HIEN Trang 12 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG CH; CH, HCl, H;O Br;/CHCI; NH NH,SCN $° NH,SCN 4 C.COCI ann NH, H $s Ắ | ctylenglycol NH,NH, H.C S œ3; NHNH; |or Bocce HạC a.R=4-Br (Mạ) cR=4Cl (My) Các hợp chất (My), (Mạ) và (Mạ) cũng được thử hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp xác định bán kính đường tròn vô khuân.
Các chất được thử hoạt tính kháng khuẩn với các chủng S. coli với nồng độ các chất là ] mg/ml. Bang 2: Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của các chat M,+M; Hợp chất S. aeruginosa Ampicillin 22 mm 21 mm Kết qua cho thay, (M,) có hoạt tính khang khuân mạnh đối với P.
aeruginosa, (M;) có hoạt tinh kháng khuẩn mạnh với E. coli và (M3) có hoạt tính kháng khuẩn trung bình đối với 3 chủng vi khuẩn thử nghiệm. SVTH: TRƯƠNG CHÍ HIEN Trang l3 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYÊN TIỀN CÔNG 1.4 Chuyển hóa thành sulphonamide Từ dẫn xuất benzothiazol-2-amine, người ta cũng có thể tổng hợp dẫn xuất sulphonamide bằng cách ngưng tụ hợp chất benzothiazol-2-amine với các đẫn xuất sulphonyl chloride, từ đó tông hợp ra nhiều chất có ứng dụng quan trọng.
Jagtap và các cộng sự [3] đã tổng hợp ra 2-amino-7-choloro-6- fluorobenzothiazole. từ đó tông hợp các dẫn xuất sulphonamide theo sơ đồ sau: LI = SL n a n : o NH; N ° ° nay 3, 7 H L¿ ta Aca SEO +L | CHLCOOH 394 | HSCH CoQ41 Các hợp chất đã tong hợp được tác giả thử hoạt tinh kháng khuẩn đối với các chủng S. Kết qua thử SVTH: TRUONG CHI HIEN Trang 14 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG nghiệm cho thay, tat cả các hợp chat đều có hoạt tính kháng khuẩn với các chủng thử nghiệm.
Đặc biệt, hợp chat (Az), (As) có hoạt tính kháng khuẩn khá mạnh.5 Chuyên hóa thành các amide Những hợp chất có chứa nhóm amino thường là những hợp chất rất hoạt động, có nhiều kha năng chuyên hóa thành các dẫn xuất khác nhau như đã trình bày. Những hợp chat này đều có những hoạt tinh quan trọng, có khả năng ứng dụng cao. Cho nên việc chuyên hóa các hợp chất chứa benzothiazol-2-amine đang được quan tâm nghiên cứu. Một trong những hướng chuyên hóa quan trọng của hợp chat amin là chuyên thành amide, từ đó chuyên hóa thành hợp chất có chứa đị vòng quan trọng khác.Hippargi và các cộng sự đã tông hợp thành công 2-amino-7-choloro-6- fluorobenzothiazole, từ đó điều chế dẫn xuất amide khi cho chat này tác dụng với chloroacetyl chloride [10].
Sơ đồ chuyền hóa cụ thé như sau: NH, “Gicoon Vo KSCN; Br, E CICH;COCI Những hợp chất tong hợp được đều có hoạt tính kháng khuẩn, trong đó chất (R;). (Rs) có hoạt tính kháng khuẩn mạnh với cả bốn loại vi khuan thử nghiệm là E. SVTH: TRUONG CHI HIEN Trang 15 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG Ngoài ra, các hợp chat benzothiazol-2-amine cũng được chuyên hóa thành các dan xuất khác nhau với hoạt tính và khả năng ứng dụng cao.
Khokra và các cộng sự đã nghiên cứu các phương pháp tông hợp các dẫn xuất chứa vòng benzothizole (N;+N,) cũng như được tính của các hợp chất nay [4]. Theo các nghiên cứu, hợp chất 2,6-dichloro-N-[2-cyclopropanecarbonylamino)benzothiazol-6- yl]benzamide (N,) đã được tông hợp và thử nghiệm cho thấy có hoạt tinh chống ung thư mạnh. Theo tai liệu này thì các hợp chất X-bis-(trifluoromethyl)-alkyl-N'- benzothiazolyl urea có hoạt tính mạnh đổi với các tế bào ung thu, đặc biệt là các chất (Nz) và (N3) = cl N (1) O ie) CH, N = N \ X à_— CH, bu F; Fa $ F, F; (N2) (Ns) Năm 2004, Hout S và các cộng sự đã tổng hợp thành công dan xuất của benzothiazol-2-amine (N). kết qua thử nghiệm cho thay chúng có kha nang chống sốt rét [4] SVTH: TRUONG CHI HIEN Trang 16 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS.
NGUYEN TIEN CÔNG N am SCH, H on / — — (Ny ] CH; Từ các hợp chất benzothiazol-2-amine có thé chuyên hóa thành nhiều loại dan xuất khác nhau. Các hợp chất này đa số đều có hoạt tính sinh học nhất định. ứng dụng vào các lĩnh vực y được, hóa học. Nhằm bổ sung thêm một hướng chuyên hóa của hợp chat benzothiazol-2-amine cũng như tìm ra những hợp chất có hoạt tính sinh học, chúng tôi tiến hành tong hợp 6-methylbenzothiazol-2-amine, từ đó tong hợp các dẫn xuất là amide, hợp chất chứa đồng thời dị vòng thiazolidin-4-one và hợp chất 5- arylidene-2-imino-3-(6-methylbenzothiazol-2-y]uhiazolidin-4-one.
—— _ Ặ SVTH: TRƯƠNG CHÍ HIEN Trang 17 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYÊN TIỀN CÔNG CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM _—c.———— SVTH: TRUONG CHÍ HIEN Trang 18 KHÓA LUẬN TOT NGHIEP-2012 GVHD: TS. NGUYEN TIEN CÔNG Các hop chat chứa di vòng benzothiazole va dẫn xuất của nó được chúng tôi tông hợp theo sơ 46 phan ứng sau: NHạ S HCL/H,O ST NH,SCN [or q H NH, HCl N v 2 HạC HạC (M;) Br/CHCI, - ee CICH,COCI yaad e H.C! Hy (M2) Co NH,SCN \ acetone, ? (My) r p-X-CgH,-CHO oO Ẻ Z a.X=OCH, (Mẹ X— cX=Cl M H H.