luận văn đại học sư phạm Tách và chuyển hoá etyl-p metoxixinamat thành một số dẫn xuất chứa nitơ

Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
MỞ ĐẦU
Địa liền (Kaempferia galanga Linnaeus) thuộc họ gừng (Zingiberaceae)
là loại cõy đó được ứng dụng nhiều trong đời sống và y học. Theo kinh
nghiệm dân gian, thân rễ địa liền được sử dụng chữa ngực đau, bụng lạnh,
chữa ăn uống khó tiêu, đau dạ dày, chữa ho, hen suyễn… Những tác dụng
chữa bệnh này được cho rằng do chất metyl p-etoxixinamat có nhiều
trong tinh dầu thân rễ củ địa liền. Từ thân rễ khô chiết được 2,4-3,9% tinh
dầu, etyl p-metoxixinamat chiếm 30% tinh dầu[13]. Metyl p-etoxixinamat có
phổ kháng nấm rất rộng nên được sử dụng ức chế một số nấm gây bệnh ngoài
da. Đồng phân trans-etyl p-metoxixinamat gõy gión khớ phế quản và sử dụng
trong việc điều trị bệnh hen suyễn, nó cũn tác dụng như một chất gây ức chế
men monoaminoxiđaza (một loại men oxi hóa nhúm amino) nên có thể làm
thuốc chống trầm cảm . Dẫn xuất của axit p-metoxixinamat như 2-
(etylhexyl) p-metoxixinamat và cả axit p-metoxixinamic được dùng làm thành
phần kem chống nắng .
Việc tìm kiếm những dẫn xuất mới trên cơ sở etyl p-metoxixinamat hoặc
metyl p-etoxixinamat từ thân rễ địa liền và nghiên cứu khả năng ứng dụng
chúng vào thực tiễn là một đề tài đang được sự quan tâm nghiên cứu của
nhiều nhà khoa học nói chung và của các nhà hoá học núi riờng.Với lí do trên,
chúng tôi chọn đề tài:
“Tách và chuyển hoá etyl-p metoxixinamat thành một số dẫn xuất
chứa nitơ”
với nhiệm vụ đặt ra là:
• Tách ankyl p-ankoxixinamat từ thân rễ địa liền.
• Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc một số dẫn xuất chứa nitơ từ ankyl p-
ankoxixinamat

Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
1

Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I.1. TỔNG QUAN CHI THỰC VẬT KAEMPFERIA GALANGA L. VÀ
THÀNH PHẦN HOÁ HỌC
I.1.1. Các chi địa liền
Chi địa liền Kaempferia có khoảng 70 loài trên thế giới [4], gần 2/3
trong số này được tìm thấy ở vùng nhiệt đới châu Á, khoảng 1/3 ở châu Phi.
Việt Nam tìm thấy 10 loài và có 8 loài được mô tả chi tiết, trong đó có 2 loài
được trồng phổ biến để lấy nguồn liệu làm thuốc là Địa liền (Kaempferia
galanga L.) và Cẩm địa la (Kaempferia rotunda R.).
Địa liền Kaempferia galanga L.
Tờn khác: Sơn nại, tam nại, củ thiền liền, sa khương, co xỏ choúng (Thái).
Tên nước ngoài: East indies galingale (Anh); kaepfộrie, faux galanga (Pháp).
Họ: Gừng (Zingiberaceae).
Mô tả: Cây thảo sống lâu năm, không có thân. Thân rễ có nhiều củ nhỏ,
hình trứng mọc nối tiếp nhau, có nhiều vân ngang. Lỏ cú 2, 3 cái hình tròn,
xoè rộng sát mặt đất, đầu tù rồi thuôn nhọn, gốc thuôn hẹp thành một cuống
ngắn rộng có rãnh, mặt trên nhẵn bóng, mặt dưới có lông mịn, mép mỏng màu
đỏ, hai mặt có nhiều chấm hình vòng, phiến lá dài 8- 10 cm, rộng 6 - 7cm.
Cụm hoa không cuống nằm ẩn trong bẹ lỏ, lỏ bắc hình mũi mác nhọn, hoa 6-
12 cái, xếp thành hình bánh xe, màu trắng có đốm tím ở giữa, đài có ba răng
dài, hẹp và nhọn. Tràng có ống dài, mang ba thùy. Nhị có chỉ nhị, bao phấn có
hai ô song song. Nhị lép, cánh môi to chẻ đôi thành hai thuỳ. Toàn cây nhất là
thõn lỏ có mùi thơm và vị núng. Mựa hoa tháng 5 - 7.
Phân bố sinh thái: Loài địa liền phân bố ở Ấn Độ, Malaysia, Indonesia,
Philippin, Thái Lan, Lào, Campuchia và Trung Quốc. Việt Nam có loài địa
liền lá hẹp mọc tự nhiên dưới các rừng thưa rụng lá hoặc nửa rụng lá ở Đắc
Lắc, Đồng Nai và ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh.
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội

2
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
Địa liền là cây vốn mọc tự nhiên ở Tõy Nguyờn và một số tỉnh miền
núi như Hà Giang, Yờn Bỏi, Sơn La. Cõy đó được trồng ở nhiều nơi vùng
đồng bằng sông Hồng như: Hưng Yên, Hải Dương, Bắc Ninh, Quảng Ninh,
Nghệ An và Thanh Hoá. Địa liền là cây ưa sáng, ưa ẩm và có khả năng chịu
hạn. Hàng năm, cây mọc lá non vào tháng 4-5, sinh trưởng nhanh trong mùa
hè và sau đó ra hoa. Hoa nở mỗi ngày một cái rồi tàn vào lúc 10 giờ. Địa liền
có khả năng đẻ nhánh khoẻ, từ một thân rễ lúc mới trồng sau một năm đã
thành khóm lớn. Toàn bộ phần trên mặt đất sẽ tàn lụi vào mùa đông.
I.1.2. Thành phần hóa học của loài Kaempferia L. và ứng dụng
Các nghiên cứu hóa học về các loài cây thuộc chi Kaempferia mới đ-
ược chú ý từ những năm 80, đó là những công trình của các nhà khoa học
Thái Lan. Theo [20], Supinya Tewtrakul, Supreeya Yuenyongsawad, Sopa
Kummee và Latthya Atsawajaruwan, thành phần tinh dầu loài Kaempferia
galanga Linn ở Thái Lan, qua phương pháp phân tích GC-MS cho kết quả ở
bảng I.1.
Bảng I.1. Thành phần tinh dầu Kaempferia galanga Linn ở Thái Lan
Pic Thành phần %
1 Pinen 1,28
2 Camphen 2,47
3 Carvon 11,13
4 Benzen 1,33
5 Eucalyptol 9,59
6 Borneol 2,87
7 METYL XINAMAT 23,23
8 Pentađecan 6,41
9 ETYL P-METOXIXINAMAT 31,77
10 Không xác định 9,94
TỔNG 100,00

Một số tác giả công bố thõn rễ địa liền gồm có n-pentađecan, cineol,
-caren, camphen, etyl xinamiat, etyl p-metoxixinamat, kaempferol,
kaempferit, anđehit xinamic.
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
3
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân

Năm 1987, Kiuchi và cộng sự [16] đã tách từ thõn rễ một monopecpen
là 3-caren-5-on. Năm 1998, tác giả cũng đó phõn lập được etyl xinamat, etyl
p-metoxixinamat và axit p-metoxixinamic.

Một số công bố khác cũng cho thấy thành phần chính của tinh dầu K.
galangal có chứa -phellanđren, -terpineol, etyl xinamat và đihiđro -
sesquiphyllanđren, 4- butylmentol.

Phần lỏng khi cô lại thì thu được thành phần chính là etyl p-
etoxixinamat có trọng lượng riêng là 0,8792 - 0,8914 g/ml, chỉ số axit 0.5-1.3;
chỉ số xà phòng 99.7-109; [ α]
D
30
=2.6- 4.5
Theo [9], thành phần hoá học của tinh dầu lá địa liền ở Đồng Nai-Việt
Nam như bảng sau:
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
4
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
Bảng I.2. Thành phần tinh dầu lá địa liền ở Đồng Nai -Việt Nam
STT Thành phần CTPT Thành phần% %

1 Izopropyl axetat C
5
H
10
O
2
0,9
2 Đocosan C
22
H
46
3,0
3 Caryophyllenoxit C
15
H
24
O 3,0
4 Farnesol C
15
H
26
O 0,5
5 ETYL XINAMAT C
11
H
24
O
2
2,7
6 Aromađenđren C

15
H
24
1,1
7 p-(1-butenyl) anilsol C
11
H
14
O 0,5
8 Pentađecan C
15
H
32
2,5
9
(Z)-ETYL P-
METOXIXINAMAT
C
12
H
14
O
3
9,4
10
(E)-ETYL P-
METOXIXINAMAT
C
12
H

14
O
3
20,5
Theo [1], thành phần hóa học cuả tinh dầu thân rễ địa liền tận Hưng Yên,
phân tích bằng phương pháp GC-MS thu được các số liệu trên bảng I.3.
Bảng I.3. Thành phần tinh dầu địa liền ở Hưng Yên-Việt Nam

STT Thành phần
Thành
phần %
STT Thành phần
Thành
phần %
1 -Pinen 1,99
16
Sabinen 0,16
2 Camphen 3,20
17
-Pinen 0,70
3 Mirxen 1,14
18
-Phellanđren 0,87
4 ∆-3-Caren 16,78 19 -Terpinen 0,25
5 p-cimen 1,20
20
Terpinoten 0,36
6 Limonen 1,51
21
2-Unđecanon 0,20

7 1,8-cineol 1,65
22
Cyperen 0,67
8 L-Borneol 1,58
23
-Gurjunen 0,30
9 Etyl xinamat 25,70 24 -Elemen 0,16
10 Germacren D 1,59
25
-Selinen 0,37
11 Germarcren B 1,55
26
Valenxen-1 0,18
12 Pentađecan 11,65
27
-Amorphen 0,46
13
ETYL P-METOXI
XINAMAT
17,28 28 ∆-Cađinen 0,65
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
5
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
14 Tricyclen 0,19
29
Heptađecan 0,46
15 Hujen 0,24 30 Không xác định 6,95
Trong lá địa liền thì thành phần như ở bảng 1.4.
Bảng I.4. Thành phần tinh dầu lá địa liền ở Hưng Yên- Vi ệt Nam

STT Thành phần Thành phần %
1 ETYL XINAMAT 17,04
2 -Caryophyllen 3,66
3 Pentađecan 3,65
4 ∆-3-Caren 4,08
5 ETYL P-METOXIXINAMAT 40,46
6 Camphen 0,77
7 Không xác định 30,34
TỔNG 100,00
Tác giả [1], cũng tìm thấy pirimiđin-(1H, 3H)-2,4-đion trong cặn chiết
clorofom.

Theo [20], dịch chiết thân rễ trong etanol và phần tinh dầu chưng cất
lôi cuốn hơi nước đều cú tác dụng kháng khuẩn tốt, được thử nghiệm trên một
số vi khuẩn, có tác dụng ức chế mạnh với vi khuẩn Candida albican so với
kháng sinh clotrimazole.
Bảng I.5. Tác dụng kháng khuẩn của dịch chiết thân rễ địa liền ở Thái Lan
LOẠI VI
KHUẨN
VI KHUẨN
Đường kính ức chế
SO SÁNH VỚI KHÁNG SINH
GRAM-
POSITIVE
BACTERIA
1. STAPHYLOCOCCUS
AUREUS
+, 12 MM
TETRACYLINE
(30 Àg/đĩa)

+, 31 mm
2. STREPTOCOCCUS
FAECALIS
+, 14 mm
+, 15 mm
3. BACILLUS SUBTILIS
+, 16 mm
+, 18 mm
4. SALMONELLA TYPHI
+, 9 mm
+, 21mm
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
6
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
5. SHIGELLA FLEXNERI
+, 12 mm
+, 10 mm
6. ESCHERICHIA COLI
+, 8 mm
+, 23 mm
FUNGI
7. CANDIDA ALBICANS
+, 31 mm
CLOTRIMAZOLE
(2.5 Àg/đĩa)
+, 25 mm
Thành phần chính của tinh dầu thân rễ của K. galanga là etyl p-metoxi
xinamat, được cho rằng có khả năng chống nấm và vi khuẩn gây bệnh ngoài
da (Tungtrongjit, 1978). Thành phần này được công bố có hoạt tính sinh học

như là chống ung thư (Zheng etal, 1993) và chống sự hoạt động oxi hoỏ phân
giải amin (Noro et al., 1983). Puthan và cộng sự (Puthan et al., 1926) công bố
rằng tinh dầu K. galanga Ở Ấn Độ tách được etyl xinamat và etyl p-metoxi
xinamat là thành phần chớnh cùng với một số parafin.
Một trong những ứng dụng của dẫn xuất axit p-metoxixinamic là este,
chỳng có khả năng hấp thụ tia tử ngoại. Khả năng chống bức xạ tử ngoại xa
của octyl p-metoxixinamat được ứng dụng làm thành phần kem chống nắng
với hệ số hấp thụ mol ( ) cao và có khả năng tan trong mỡ tốt.
Theo tài liệu [17], thành phần và bước sóng hấp thụ tử ngoại của một
số loại kem chống nắng được công bố như trên bảng I.6.
Bảng I.6. Thành phần và bước sóng hấp thụ tử ngoại của một số
loại kem chống nắng.
TT Thành phần nồngđộ(%)
Bước sóng
hấp thụ (nm)
1 Avobenzon 3 320–400
2 Đioxibenzon 3 250–390
3 Mentyl anthranilat 3.5–5 260–380
4 Oxibenzon 2–6 270–350
5 Sulisobenzon 5–10 260–375
6 Axit aminobenzoic 5–15 260–313
7 Homosalat 4–15 295–315
8
99
Lisađimat 2–3 264–315
9 Octocrylen 7–10 250–360
10 Octyl metoxixinnamat 2–7.5 290–320
11 Octyl salicylat 3–5 280–320
12 Pađimat 1,4–8 290–315
13 Axit 2-Phenylbenzimiđazole-5-sulfonic 1–4 290–340

14 Roxađimat 1–5 280–330
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
7
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
15 Trolamine salicylat 5–12 260–320
16 Titan đioxit 2–25 290–700
17 Kẽm oxit - 290-700
So Ra Kim, Sang Hyun Sung, Young Pyo Jang, Young Choong Kim
(Korea) & George J. Markelonis, Tae H. Oh (USA)[19] đã chứng minh được
axit p-metoxixinamic cú tác dụng bảo vệ tế bào thần kinh khỏi sự gây độc của
glutamat. Glutamat được biết đến do có ảnh hưởng tới trung tâm thần kinh,
kích thích sự thay đổi các nơron thần kinh. Đặc biệt, ảnh hưởng đến sự linh
hoạt, học tập, trí nhớ (Albright, 2000).
I.2. TỔNG QUAN VỀ QÚA TRèNH TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT
CỦA ANKYL p-ANKOXIXINAMAT
Theo [18], Ryan G. Stabile và Andrew P. Dicks đã tổng hợp (E)-etyl p-
metoxixinamat từ anđehit p-metoxibenzoic và este của axit malonic theo
phương pháp Knovnagel [15] (phương pháp Knovnagel đã được tìm ra từ
năm 1896).

Xúc tác bazơ yếu như là piperiđin để tạo anion malonat từ dẫn xuất của
1,3-đicacbonyl. Anion malonat sau đó đóng vai trò tác nhân nucleophin tấn
công vào nhóm cacbonyl trong phân tử các anđehit. Phản ứng này tương tự
phản ứng andol hoá. Sự tách sản phẩm axit
α
,
β
-không no liên hợp tạo từ
anđehit với sản phẩm trung gian là hợp chất

β
-hiđroxiđicacbonyl dễ bị xà
phòng hóa và đecacboxyl hoá.
Verley-Dobnơ đã sửa đổi phương pháp Knovnagel bằng cách dùng
piriđin làm dung môi và làm chất xúc tác, đồng thời thêm
β
-alanin làm chất
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
8
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
đồng xúc tác, thay 1,3-đieste malonat bằng axit malonic thì cho hiệu suất cao
hơn [18].

Traci J. Speed, và các cộng sự [21] đã dùng phản ứng Fitic: Sử dụng
Phopho Ylit là một tác nhân chọn lọc lập thể rất hữu hiệu để tổng hợp trans-
etyl xinamat.

Năm 1960, A.Chisvert, A.Salvador, M.C. Pascual Martin [13], đã
chuyển hóa etyl p-metoxixinamat thành các dẫn xuất ankoxixinamat, theo sơ
đồ:

Năm 1978 Grald S. Ponticello và các cộng sự [22] đã chuyển hoá axit
p- metoxixinamic thành hợp chất chứa dị vòng thơm thieno[2,3-b]thiopyrans
theo sơ đồ chuyển hoá như sau :
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
9
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
R

1
,R
2
: H, R
3
: 4-OCH
3
C
6
H
5
Cấu trúc của các chất đã được các tác giả xác nhận bằng các phương
pháp phân tích vật lý hiện đại. Ngoài ra, các tác giả còn tính toán lượng tử cho
các chất tổng hợp được.
Năm 1994 Toshinobu Ohno và các đồng nghiệp [23] đã tổng hợp được
các
γ
-lacton từ etyl xinamat theo sơ đồ sau :
Trong đó Ar : C
6
H
5
, p-CH
3
OC
4
H
6
, p-CH
3

C
4
H
6
, p-Cl C
4
H
6
, 3-thienyl,
3-piperonyl
R: CH
3
, n-C
3
H
7
, iso-C
3
H
7
, n-C
4
H
9

Cấu trúc của các chất đã được xác định, ngoài ra các tác giả còn xác
nhận được cơ chế của phản ứng như sau:
Ar
O
OEt

Ar
OEt
O
+ e
RCHO
OEt
R
Ar
O
O
+ e
TMSCL
OEt
R
Ar
O
TMS(or Mg)
O
-EtOTMS
(or MgOEt)
O
O
R
Ar
Trong nước cũng có nhiều công trình nghiên cứu về chuyển hoá este
của axit xinnamic và etyl p- metoxixinamat.
Nguyễn Anh Tuấn [8] đã tổng hợp các dẫn xuất este của axit xinnamic
theo sơ đồ sau :
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội

10
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
CHO
R
(CH
3
CO)
2
O
CH = CH -COOH
R
R
1
OH
CH = CH -COOR
1
R
Với R=H và R1= 2-metyl butanol (I); R=H và R1= 2-etyhexyl
hexanol(II) R=OCH
3
và R1= 2-etylhexyl hexanol (III).
Sau khi tổng hợp được các tác giả này đã nghiên cứu tác dụng chống
nắng của các sản phẩm tổng hợp được với kết quả như sau:
Bảng I.7
Bước sóng hấp thụ tia UV của hoạt chất
Bước sóng hấp thụ tia UV của
chế phẩm kem
Bước sóng hấp thụ
(cm
-1

)
Vùng tử ngoại hấp
thụ
Bước sóng hấp
thụ (cm
-1
)
Vùng tử
ngoại
hấp thụ
I 252-317 UVB, UVC 252-314 UVB, UVC
II 246-312 UVB, UVC 252-324 UVB, UVC
III 262-352 UVB, UVA, UVC 250-290 UVC
Năm 1994, Phạm Hoàng Tùng [10] đó chuyển hóa etyl p-
metoxixinamat được tách từ thân rễ địa liền thành các dẫn xuất theo sơ đồ
phản ứng:

R= CH
3
O−,C
2
H
5
O−, (CH
3
)
2
CH−, CH
3
CH

2
CH−, (CH
3
)
2
CH
2
CH−,
, CH
3
CH
2
CH
2
CH−
Tác giả Nguyễn Thị Thanh Phong [5] và các cộng sự đã tổng hợp được
một số dẫn xuất chứa vòng propiolactam theo sơ đồ:
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
11
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân

R= o,m,p-OH ; m,p-NO
2
; m,p-CH
3
; p-Cl ; p-H
Các tác giả [6], cũng đã tổng hợp theo dãy chuyển hoá sau:

R, R’= H- , p-N(CH

3
)
2

; CH
3
,
p-NO
2

; H- , m-NO
2
; H , p-NO
2
; CH
3
, p-OH;
; H-, H-
Năm 2005 Trần Văn Trung [7] tổng hợp được dẫn xuất đinitro từ etyl
p-metoxixinamat có nhiệt độ nóng chảy 97-98
o
C.
Năm 2006, Vũ Huy Định [2] đã tổng hợp được dẫn xuất mononitro từ
etyl p-metoxixinamat, sau đó tác giả khử nhóm -NO
2
thành nhóm amin và đã
tổng hợp một số amit N-thế, azometin theo sơ đồ sau:

Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội

12
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
CH = CH - COOC
2
H
5
OCH
3
HNO
3
®
(CH
3
CO)
2
O
CH = CH - COOC
2
H
5
OCH
3
NO
2
Zn/N
2
H
4
+ HCOOH
CH = CH - COOC

2
H
5
OCH
3
NH
2
RCOCl
CH = CH - COOC
2
H
5
OCH
3
NH - C -R
O
ArCHO
CH = CH - COOC
2
H
5
OCH
3
N=CHAr
R = CH
3
- , n-C
3
H
7

- , n-C
15
H
31
-
Ar = o,m,p-NO
2
C
6
H
4
- , C
6
H
5
- , C
6
H
5
CH
2
Ngoài ra, tác giả còn thăm dò hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
theo đó A2 có hoạt tính kháng có khả năng kháng vi khuẩn Gr(-), Gr(+) và
nấm mốc ở nồng độ thấp từ 12.5-50 g/ml.
Năm 2007, Nguyễn Ngọc Thanh [12] đã tổng hợp được mononitro từ
metyl p- etoxixinamat và đã tổng hợp theo sơ đồ sau:
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
13
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân

CH=CH-COOR
1
OR
2
CH=CH-COOR
1
OR
2
H
N
O
3
/
H
2
S
O
4
(
C
H
3
C
O
)
2
O
NO
2
CH=CH-CONH-NH

2
OR
2
NO
2
N
2
H
4.
H
2
O.80%
Etanol
CH=CH-CONH-N=CHAr
OR
2
NO
2
ArCHO/etanol
toluen
N
2
H
4
.
H
2
O
.
8

0
%
e
t
a
n
o
l
R
3
COCI/ 1,4-
Dioxan
N
O
NH-C-R
3
OR
2
N
O
NH
2
OR
2
O
d·y (B)
d·y
(A)
Dãy A: R
2

= C
2
H
5
-
Ar = o,p,m-NO
2
C
6
H
4
- ; o,p,m-OHC
6
H
4
- ; o,p,m-CH
3
C
6
H
4
- ;
p-N(CH
3
)
2
C
6
H
4

- ; p-ClC
6
H
4
Dãy B: R
2
= CH
3
-
R
3
= CH
3
CO- , C
6
H
5
CO- , CH
2
=CH-CH
2
-C
6
H
3
(o-OCH
3
)-O-CH
2
-

Tác giả đã thăm dò hoạt tính sinh học của 7 hợp chất và cho thấy A4,
A8, A9 có hiệu lực với khuẩn: Staphylococcus . Đặc biệt hợp chất hidrazit N-
thế A4 có hoạt tính kháng khuẩn này khá mạnh ở IC
50
=16 µg/ ml. Ngoài ra
A4 cũng có hoạt tính với khuẩn Bacillus ở IC
50
=59.4µg/ ml.
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
14
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
Qua phần tổng quan chúng tôi nhận thấy tính khả quan của các dẫn xuất etyl
p- metoxixinamat về tổng hợp cũng như hoạt tính sinh học của các sản phẩm.
Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Tách và chuyển hoá etyl-p-
metoxixinamat thành một số dẫn xuất chứa nitơ”
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
II.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
II.1.1. Tách etyl p-metoxixinamat từ thõn rễ địa liền :
Etyl p-metoxixinamat được tách từ thân rễ địa liền theo phương pháp chiết
tách bằng dung môi. Các este này được làm chất đầu cho quá trình tổng hợp.
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
15
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
II.1.2. Tổng hợp các dẫn xuất từ etyl p-metoxixinamat :
Các dẫn xuất được tổng hợp từ etyl p-metoxixinamat theo các phương
pháp thông dụng và được thực hiện tại phòng thí nghiệm bộ môn Hoỏ Hữu cơ
trường ĐHSP Hà Nội.

II.2. XÁC NHẬN CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC
Để xác nhận cấu trúc các chất tổng hợp được, chúng tôi tiến hành xác
định nhiệt độ nóng chảy, đo phổ IR,
1
H NMR,
13
C NMR, MS.
II.2.1. Xác định nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp được đo trờn mỏy
GALLENKAMP của ANH tại phòng thí nghiệm Hữu cơ, Khoa hoá- Trường
Đại học sư phạm Hà nội.
II.2.2. Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ IR của các chất nghiên cứu được ghi trờn mỏy Impact 410-
Nicolet, tại phòng thí nghiệm Phổ hồng ngoại Viện Hoá Học- Viện Khoa học
Công nghệ Việt Nam, đo ở dạng ộp viờn với KBr rắn.
II.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ NMR của các chất nghiên cứu được đo trong dung môi DMSO-d
6
; TMS
là chất chuẩn. Thực hiện trờn mỏy Bruker XL-500 tần số 500 MHz tại phòng phổ
cộng hưởng từ hạt nhân Viện Hoá Học- Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam.
II.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIấN CỨU
1) Thân rễ địa liền: được mua tại tỉnh Hưng Yên.
2) Hợp chất etyl p-metoxixinamat và các dẫn xuất của nó.
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM
Sơ đồ thực nghiệm:
Củ địa liền
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
16

Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân



III.1. QUÁ TRÌNH TÁCH ESTE TỪ THÂN RỄ ĐỊA LIỀN
Để tách este từ thân rễ địa liền chúng tôi thực hiện qui trình ngâm
chiết và tách như sau:
- Thân rễ địa liền thu mua ở làng Nghĩa Trai-huyện Hưng Yên sau đó
thái mỏng, phơi trong nắng nhẹ cho đến khi bẻ vụn được.
- Nghiền nhỏ thành bột và ngâm trong cồn công nghiệp khoảng 1 tháng.
- Lọc lấy dung dịch chiết đem cất đuổi bớt dung môi bằng bộ cất quay
chân không còn khoảng 1/5 thể tích. Sau đó pha loãng dung dịch đặc bằng
nước cất 2-3 lần khi đú các chất không tan trong nước sẽ tách ra ở dạng nhũ
tương. Chiết metyl p-etoxixinamat bằng n-hexan hoặc ete dầu hoả nhiều lần.
Thường khi chiết sẽ có 3 lớp chất lỏng, n-hexan ở trên, hỗn hợp nước và cồn
ở dưới và phần dầu không tan ở giữa.Loại bỏ lớp nước, cồn và lớp dầu không
tan. Dung dịch thu được làm khô bằng natri sunfat, sau đó cất đuổi dung môi còn
lại 1/5 thể tích. Để dung dịch đặc kết tinh Ở nhiệt độ phòng, thu lấy tinh thể sau
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
17
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
đó rửa sạch nhiều lần bằng n-hexan. Tinh thể thu được có màu hơi vàng có thể
khử màu bằng than hoạt tính.
Nhiệt độ nóng chảy 51-52
o
C. Tinh thể metyl p-etoxixinamat (V0) được
bảo quản trong bỡnh nhám tối màu, ở nhiệt độ phòng.

III.2 TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CHỨA NITƠ TỪ ETYL P-

METOXIXINAMAT
III.2.1. ĐIỀU CHẾ V1:
Tiến hành:
Cho 0,03 mol V0 vào bình cầu loại 500 ml, thêm 30ml anhiđrit axetic,
lắp sinh hàn nước, khuấy bằng máy khuấy từ, làm lạnh bằng nước muối đá ở
0
0
C. Sau đó cho từ từ 2,8 ml HNO
3
(65%), duy trì phản ứng ở nhiệt độ phòng
bằng nước. Thực hiện phản ứng trong 12 giờ (để nguyên phản ứng qua một
đêm), kiểm tra sản phẩm bằng sắc ký lớp mỏng.
Sau khi phản ứng thực hiện xong, đổ vào bình cầu khoảng 100ml nước
đá, ngâm bình cầu trong nước đá 30 phút rồi để nguyên ở nhiệt độ phòng khoảng
3 tiếng. Sau đó thêm muối ăn đến bão hòa. Cho từ từ dung dịch Na
2
CO
3
vào hỗn
hợp, bọt khí tạo ra và đẩy sản phẩm nổi lên trên, vớt sản phẩm ra và rửa bằng
nước cho hết axit (thử bằng giấy pH). Hoà tan sản phẩm bằng cồn 90
o
. Làm lạnh
hỗn hợp sản phẩm trong etanol đến 0
o
C, tinh thể tách ra có hình thoi mỏng , màu
vàng nhạt.
Nhiệt độ nóng chảy 104-105
o
C. Hiệu suất 43%. Kí hiệu sản phẩm là

V1.
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
18
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân

Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
19
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

IV.1. KẾT QUẢ.
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng tôi đó tỏch được etyl- p-
metoxycinamat từ thân rễ địa liền và tiến hành chuyển hoá thành một dẫn xuất
chứa nitơ. Một số đặc trưng vật lí của các sản phẩm được trình bày ở bảng IV.1
Bảng IV.1. Một số đặc trưng vật lí của sản phẩm
STT Kí hiệu Công thức cấu tạo T
0
nc
Dạng bề ngoài
Hiệu
suất
(%)
1 V0 51-52
Tinh thể hình
trụ, không màu
4
2 V1 104-105
Tinh thể hình

thoi, màu vàng
nhạt
38
IV.2 Thảo luận về kết quả tổng hợp
IV.2.1. Tách và tinh chế etyl-p-metoxixinamat(V0)
Chúng tôi đã tiến hành tách etyl-p-metoxixinamat từ nguyên liệu đã
được sấy khô, lát mỏng, nghiền thành bột nhỏ và ngâm trong cồn trong
khoảng 1 tháng. Có thể giảm thời gian ngâm bằng đun hồi lưu cách thuỷ và
chiết siêu âm.
Kết quả : thu được etyl-p-metoxixinamat với hàm lượng 4%.
IV.2.2 Điều chế V1:
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
20
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
Cơ chế phản ứng là cơ chế S
E
Ar như sau:
Chỳng tôi thực hiện trong các điều kiện khác nhau và nhận thấy phản
ứng thực hiện trong (CH
3
CO)
2
O với tác nhân HNO
3
ở nhiệt độ thường và tỷ lệ
este/axit HNO
3
1:1,4 là thích hợp.
Trước khi cho HNO

3
và H
2
SO
4
phải làm lạnh hỗn hợp phản ứng, sau đó
để phản ứng xẩy ra ở nhiệt độ thường. Nếu không làm lạnh hỗn hợp phản ứng
thì khi cho axit nitric và axit sunfuric vào làm tăng nhiệt độ của phản ứng dẫn
đến tạo nhiều sản phẩm làm khó khăn cho việc tách sản phẩm. Khi tăng nồng
độ axit nitric lên sẽ làm tăng sản phẩm dinitro. Để khẳng định nhóm nitro đã
gắn vào vòng benzen ở vị trí ortho so với nhóm metoxi chúng tôi đã ghi lại
phổ IR,
1
H,
13
C. Kết quả được trình bày trong phần phân tích cấu trúc.
VI.3. Kết quả và thảo luận về cấu trúc sản phẩm
VI.3.1. Phổ hồng ngoại
Khi phân tử hấp thụ bức xạ trong vùng hồng ngoại sẽ làm quay phân tử
quanh trục không gian của phân tử gây ra những dao động của nguyên tử và liên
kết trong phân tử. Những dao động này làm biến đổi momen lưỡng cực, tạo ra tín
hiệu trên phổ hồng ngoại. Vì vậy, phổ hồng ngoại là một trong những phương
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
21
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
pháp vật lý hiện đại giúp phát hiện ra cỏc nhúm chức, nghiên cứu cấu tạo… của
các chất. Nhờ phương pháp đo phổ hồng ngoại, chúng tôi ghi được những thông
tin để khẳng định cấu trúc các hợp chất tổng hợp và được trình bày ở các bảng
IV.

Bảng IV.2. Một số dao động hoá trị đặc trưng trên phổ IR của các sản
phẩm ( )
KH Công thức
V0 3391
(nước
ẩm)
2984
2841
1711 1627
1601
1571
1514
- 1292
1172
V1 3077
2991
2948
2891
2841
1704 1646 1529
1353
1274
• Sự hấp thụ trong vùng 2500-3500 cm
-1
: Dao động hoá trị của các
nhúm -CH thơm, -CH no
-Trong vùng từ 2850-2960 cm
-1
: vùng đặc trưng cho các dao động hoá
trị của nhúm –CH

2
hoặc –CH
3
, chủ yếu của nhúm –OCH
3
.
+Trên phổ của V0, V1 xuất hiện các võn phù hợp thuộc vùng đặc
trưng, chứng tỏ không có sự thay đổi nào trong nhúm thế metoxi khi chuyển
từ V0 sang V1.
-Trong vùng 3010-3080cm
-1
: võn đặc trưng cho dao động hoá trị của
các liên kết C-H của vòng benzen với cường độ yếu.

• Sự hấp thụ trong vùng 1690-1720 cm
-1
: Dao động hóa trị của nhóm
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
22
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
cacbonyl
Trên phổ của V0, V1 khi chuyển từ este sang sản phẩm nitro hoá
giảm từ 1711cm
-1
xuống 1704 cm
-1
.
Nguyên nhõn của sự giảm tần số dao động của C=O ở đõy là do khi
thêm nhúm –NO

2
vào vị trí meta gõy hiệu ứng –I làm giảm độ bền của liên
kết C=O
•
Sự hấp thụ trong vùng 1500-1650 cm
-1
: Dao động hoá trị của
nhóm C=C
-Trên phổ V0,V1 đều thấy vân dao động hóa trị đặc trưng của nhóm
C=C của vòng thơm 1500- 1600 cm
-1
.
-Vân dao động hóa trị của nối đôi C=C :1625- 1650 cm
-1
do liên hợp
với vòng thơm và nhóm cacbonyl.
•
Sự hấp thụ trong vùng 700-1400 cm
-1
: Dao động hoá trị của
nhóm C-O, dao động biến dạng của các nguyên tử H vòng benzen…
-Trên phổ hồng ngoại của các chất đều thấy xuất hiện từ một đến hai
võn có cường độ từ trung bình đến mạnh đặc trưng cho dao động hoá trị của
C
thơm
-O-CH
3
ở vùng từ 1150-1290 cm
-1
.

-Ngoài ra cũn có nhiều võn hấp phụ trong vùng 700-1000 cm
-1
đặc
trưng cho dao động biến dạng ngoài mặt phẳng của các nguyên tử H trong
vòng benzen.
Như vậy, qua việc phân tích phổ hồng ngoại của các hợp chất tổng
hợp được, chúng tôi thấy đầy đủ cỏc võn hấp thụ đặc trưng cho các dao động
của cỏc nhúm nguyên tử phù hợp công thức cấu tạo dự kiến. Đồng thời qua so
sánh, phân tích phổ IR của các hợp chất chúng tôi đã xác nhận được một số
ảnh hưởng của cấu tạo đến tần số hấp thụ đặc trưng cho các dao động của một
số nhóm nguyên tử.
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
23
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
IV.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhõn và cấu trúc các hợp chất tổng
hợp được
Các phương pháp phổ cộng hưởng từ và phổ hồng ngoại thường bổ
xung cho nhau, vì mỗi phương pháp cho những kiểu thông tin khác nhau. Tuy
nhiên, phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân thường cho kết quả mà hầu
như không thể nhận bằng các phương pháp thông thường khác. Proton là một
hạt nhân có từ tính, được gặp trong hầu hết các hợp chất hữư cơ. Do đó, phổ
cộng hưởng từ hạt nhân có giá trị thực tiễn rất lớn trong việc giải quyết vấn đề
cấu trúc hoá học hữu cơ.
IV.3.3.1. Phân tích phổ
1
HNMR của các hợp chất nghiên cứu
Phổ cộng hưởng từ hạt nhõn của các hợp chất thường có nhiều proton
không tương đương, nhiều nhúm trong chúng có tương tác spin-spin phức tạp.
Để phõn tích các phổ đó chúng tôi nhận dạng proton thành 2 nhúm: Nhúm

proton thơm và không no và “nhúm proton béo”.
Kết quả phõn tích phổ
1
HNMR được thể hiện ở các bảng IV.3 dưới
đõy.
Bảng IV.3. Các tín hiệu
1
HNMR của V0, V1.
( ppm); J (Hz); s(singlet); d(doublet); dd(doublet-doublet); t(triplet);
q(quartlet)
Công thức H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9
3,80
3H
s
H5
6,97
2H
dd
(8,5)
H4
7,66
2H
dd
(8,5;
2)
- -
6,98
1H
d
(16)

6,48
1H
d
(16)
4,18
2H
q
(7)
1,26
3H
t
(7)
HC
OCH
3
CH
COO CH
2
CH
3
1
2
3
6
7
NO
2
4
8
9

3,98
3H
s
7,40
1H
d
(9)
8,02
1H
dd
(8,5;
2)
8,26
1H
d
(2)
- 7,65
1H
d
(16)
6,65
1H
d
(16)
4,20
2H
q
(7;
7)
1,27

3H
t
(8;
7)
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
24
Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân
(Cách đánh số như vậy nhằm thuận lợi cho việc phân tích phổ NMR, nó hoàn
toàn khác với cách đánh số thứ tự để gọi tên hợp chất theo danh pháp quốc tế).
a. Các proton thơm và không no:
-Trên phổ của V0: hai proton H2, H5 (6,97ppm, 2H, dd) ở gần nhúm –
OCH
3
có hiệu ứng +C làm tăng mật độ electron ở C2 và C5 nên cộng hưởng ở
trường mạnh hơn so với H3, H4(7,66 ppm, 2H, dd)
-Trên phổ proton: V0 có 14 proton, có 7 loại proton tương đương; V1cú
13 proton, có 8 loại proton tương đương . Như vậy este ban đầu đã bị thế mất
một proton.
Để khẳng định nhúm nitro thế vào vị trí ortho của este etyl p-
metoxixinamat, so sánh phổ của V0 và V1 ta thấy: trên phổ của V0, hai
proton H2 và H5 không tách vạch nhau, điều này là do nhúm metoxi đã xoá
tương tác giữa chúng. Trên phổ của V1 có tín hiệu 8,28 ppm (1H, d, J=7) đó
là H4 bị H3 tách. nếu sự thế vào H4 thì không có sự tách vạch như vậy. Điều
này chứng tỏ -NO
2
đã được thế vào vòng benzen.
-Ba proton H2, H3, và H4 ở V1, chịu ảnh hưởng của đồng thời ba
nhóm thế khác nhau (một nhóm nitro, một nhóm metoxi và nhóm –CH=CH-
COOC

2
H
5
) nên độ chuyển dịch hoá học khác nhau, nhưng do vị trí tương đối
trong nhân benzen của chúng là như nhau nên hình dạng cỏc võn phổ đó là
giống nhau. Proton H2 tương tác với H3, tín hiệu của nó là một võn đụi
(doublet) với hằng số tách là J=9 Hz. H3 tương tác với cả H2 và H4 nên tín
hiệu của nó là một võn đụi- đụi (doublet-doubet), còn H4 do chỉ tương tác với
H3 nên tín hiệu của nó là một võn đụi với hằng số tách J= 2Hz.
-Hai proton H6 và H7 có thể được nhận dạng nhờ độ chuyển dịch hoá
học, cường độ và hằng số tách J, theo đó H6 có tín hiệu cộng hưởng ở khoảng
6,98-7,65 (d), 1H, J=16 Hz và H7 ở 6,48-6,65 (d) , 1H, J=16Hz. Sở dĩ H6
Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP
Hà Nội
25