Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 5 aryliden rhodanin

BỘYTẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
so Ú oa
NGUYỄN THỊ THU HÀ
TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC
CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5- ARYLIDEN
RHODANIN
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ ĐẠI HỌC KHOÁ 2 0 0 1 - 2006
Người hướng dẫn
Nơi thực hiện
Thời gian thực hiện
; PGS. TS. NGUYỄN QUANG ĐẠT
Th.s. VŨ TRẦN ANH
: Bộ MÔN HOÁ HŨU c ơ
: 2/2006-5/2006
HÀ NỘI, 5/2006
Lời cảm ơn
Dể hoàn thành khoá luận tốt nghiệp nàỵ, tôi luôn nhận được sự
ìưống dẫn nhiệt tình của:
pgs. Tỗ. Nguỵễn Quang Dạt
Thỗ. Vũ Trần Anh
Tôi xin bàỵ tỏ lòng biết ơn sâu ồắc tói ồự quan tâm, giúp đỗ tận
tình đó.
Tôi cũng xin chân thành cảni ơn CN. Lê Thị Thuý Hạnh, Dỗ. Nguyễn
Thị Huỵén (Phòng thí nghiệm trung tâm — Trưòng Đại Học Dược Hà
Nội); Tỗ. Thành Thu Thuỷ (Phòng khối phổ - Viện hoá học); Tỗ. Lê Mai
Hương, Thổ. Trần Như Hằng, Thổ. Trần Hổng Hồ (Phòng sinh học thực
nghiệni - Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên) vồ toàn thể các thầỵ
cô giáo, kỹ thuật viên ồộ íiiôn Hoá hữu cơ, các thầỵ cô giáo trong
trường, các phòng ban, thư viộn đã tạo điểu kiện thuận lợi đ ể tôi hoàn
thành khoá luạn nồỵ.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè luôn động viên, hỗ trợ
tôi thực hiện tốt khoá luận tốt nghiệp nàỵ.
Hà Nội, 19/05/2006.
ỗinh viên: Nguỵễn Thị Thu Hà
MỤC LỤC
Nội dung

Trang
ĐẶT VẤN ĐỂ

1
PHẨN 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Tác dụng sinh học của các dẫn chất của rhodanin

2
1.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

2
1.1.2. Tác dụng chống ung thư 6
1.2. Các phản ứng tổng hợp rhodanin và dẫn chất

7
1.2.1. Phản ứng tổng hợp rhodanin 7
1.2.2. Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất của rhodanin

8
PHẦN 2: THựC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

15
2.1. H oá chất, phương tiện và phương pháp thực nghiệm

15
2.1.1. Hoá chất

.

15
2.1.2. Phương tiện 15
2.1.3. Phương pháp thực nghiệm 15
2.2. Tổng hợp hoá học 16
2.2.1. Sơ đồ phản ứng chung 16
2.2.2. Tổng hợp 5- benzyliden- 2- thioxo- 4- thiazolidinon 17
2.2.3. Tổng hợp một số dẫn chất base Mannich của 5- benzyliden- 2-
thioxo- 4- thiazolidinon 18
2.2.4. Kết luận 23
2.3. Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc

25
2.3.1. Sắc ký lớp mỏng


25
2.3.2. Phân tích phổ hồng ngoại (IR)

25
2.3.3. Phân tích phổ tử ngoại (UV)

27
2.3.4. Phân tích phổ khối lượng (MS)

29
2.4. Thử tác dụng sinh học 32
2.4.1. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

32
2.4.2. Thử tác dụng kháng các dòng tế bào ung thư người

36
2.5. Bàn luận 39
2.5.1. Về tổng hợp hoá học 39
2.5.2. Về xác định cấu trúc

.

40
2.5.3. Về hoạt tính sinh học
40
PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUÂT 42
3.1. Kết luận
.
42
3.2. Đề xuất 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
CTPT
DMF
DMSO
FL
H ep -2

IQo
IR
KLPT
KB
LU
MIC
MS
SKLM
uv
vsv
Công thức phân tử
Dimethylformamid
Dimethylsulfoxid
Tế bào ung thư tử cung
Tế bào ung thư gan người
Nồng độ ức chế 50%
Phổ hồng ngoại
(Infrared spectroscopy)
Khối lượng phân tử
Tế bào ung thư biểu mô
Tế bào ung thư phổi
Nồng độ ức chế tối thiểu
(Minimal inhibitory concentration)
Phổ khối lượng
(Mass spectrometry)
Sắc ký lớp mỏng
Phổ tử ngoại
(Ultraviolet spectroscopy)
Vi sinh vât
ĐẶT VẤN ĐỂ

Xã hội ngày càng phát triển, văn minh hoíì, hiện đại hơn nhưng con người
vẫn không thể trốn tránh được bệnh tật, Vì lẽ đó, việc nghiên cứu tìm ra những
loại thuốc mới có hiệu quả cao trong phòng và chữa bệnh luôn là vấn đề quan
tâm hàng đầu của nghành Dược nói riêng và toàn nhân loại nói chung.
Thuốc có nhiểu nguồn gốc khác nhau, trong đó thuốc có nguồn gốc tổng
hợp hoá dược đóng vai trò hết sức quan trọng và chiếm số lượng lớn trong các
thuốc sử dụng.
Trong lĩnh vực tổng hợp hoá dược, các nhà nghiên cứu thường tìm cách
biến đổi cấu trúc của các chất đã được sử dụng làm thuốc hoặc các chất có tác
dụng dược lý đã biết để tạo ra những phân tử mói dự đoán có tác dụng cao
hơn, ít độc tính hơn và dễ dàng đạt hiệu quả cao trong điều trị.
Cùng với nhiều dãy chất khác, các dẫn chất của rhodanin cũng được
nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, tổng hợp và sàng lọc hoạt tính sinh học để
tìm kiếm thuốc mới. Nhiểu công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất của
rhodanin có tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư [6]; [7]; [11];
[12];[17]; [22] và gần đây nhất là tác dụng ức chế một số loại virus [20] có
triển vọng cao trong điều trị.
Tiếp tục và phát triển hưómg nghiên cứu về tổng hợp và sàng lọc hoạt tính
sinh học của các dẫn chất của rhodanin, chúng tôi thực hiện để tài: “Tổng hợp
và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 5-aryIiden rhodanin” với
hai mục tiêu sau:
1. Tổng họp 5 - benzyliden rhodanin và một số dẫnchất base Mannich của
nó.
2. Thử sàng lọc tác dụng sinh học ( kháng khuẩn, kháng nấm, kháng tế
bào ung thư ) với hy vọng tìm được các chất có hoạt tính sinh học cao hướng
tới các nghiên cứu sâu horn về khả năng ứng dụng trong thực tế, Đồng thời có
thể rút ra những nhận xét sơ bộ về mối liên quan cấu trúc - tác dụng của dãy
chất này.
Vói các mục tiêu trên, chúng tôi hy vọng đề tài này là một đóng góp
nhỏ vào việc nghiên cứu tìm kiếm các chất thuốc thuộc dãy dẫn chất của

rhodanin.
PHẦNl
TỔNG QUAN
1.1. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẪN CHẤT c ủ a RHODANIN
1.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm.
* Một số công trình nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn, kháng
nấm của dẫn chất rhodanin.
Rhodanin là một khung phân tử của nhiều hợp chất có tác dụng kháng
khuẩn, kháng nấm.
Năm 1974, nhà nghiên cứu Thuỵ Điển Akerblom E.B. [17] đã tổng hợp
và thử tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 5 - nitroíuran mà phân tử chứa
gốc 5 - nitrofuryl, nhân rhodanin, nhóm ceton a, |3- không no.
0

N -R i
O2N 0 " ^ C H = C H k - C H ^ s
n = 0, 1 Ri = H, alkyl
Các chất tổng hợp được xác định nồng độ ức chế tối thiểu trên hai chủng
vi khuẩn Gr(+), và ba chủng vi khuẩn Gr(-) bằng kỹ thuật pha loãng.
Kết quả có 9 chất có tác dụng diệt khuẩn mạnh hơn nitrofurantoin trên cả
5 chủng vi khuẩn kiểm định với MIC = 0,2 -12,5 |ig/ml.
Những năm gần đây, các dẫn chất rhodanin vẫn tiếp tục được tổng hợp và
nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm.
Trong năm 1997 Pafahl, Magnus Catherine [24] đã tiến hành thử hoạt
tính kháng nấm của các dẫn chất 5 - benzyliden rhodanin:
R = Q H 4 — 4 — 0 CF3, CH(CH3)Ph
Tính kháng nấm được thử nghiệm trên Candida albicans và kết quả là
chất này có tác dụng ức chế chậm enzym protein mannosyltransferase — 1
(PMT — 1) của chủng nấm này vói IC50 ^ 0,5 |ag/ml.
Năm 2004, Orchar Michael, Neuss Charlotte [23] tổng hợp một số dẫn

chất thiazolidinon và thử hoạt tính kháng nấm của các chất này.
X = o, s
Q = (CH2)„CHR,(CH2)„
Ri, R5 = H, alkyl, Ph
R3, R4 =H, a lk y l, COR^
n = 0 - 2
Y = - CH2; CO
R2 = H, alkyl, cycloalkyl
, R = H, alkyl,(CH2)p phenyl
p = 0 — 3
Các chất tổng hợp trên đều có thể dùng trong phòng và điều trị bệnh gây
ra do nhiễm nấm Aspergillus niger,Microsporum gypseum, \óì MIC = 0,2 —
0,5 fig/ml.
Các tác giả người Singapo: Sim Mui Mui, Ng Sew Bee [27] đã đưa ra
những thông tin về tình kháng khuẩn của các dãn chất 5 - benzyliden
rhodanin.
N -R i
o
_ Y _
X = S; R = N(CH3)2,-C 1; Ri = H,alkyl; n = 0, 1
Tác dụng này là do các chất trên có khả năng ức chế các enzym ƯDB -
N- Acetyl muramate / L- Alanin Ligase của Staphylococcus aureus kháng
methicillin. Tuy nhiên chất này lại không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-)
Escherichỉa coli.
ở Việt Nam, nhiểu dẫn chất của rhodanin cũng đã được tổng hợp và thử
tác dụng sinh học trong đó có tác dụng kháng khuẩn và chống nấm.
Trương Phương, Huỳnh Thị Nguyên Thuỷ đã tổng hợp và thử tác dụng
kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 3 - salicylamino rhodanin [11].

N - N H — C O — ^ ^

R C H = C ^ ^
HO
R = Q H 5-,(CH3)NQH4 -
Kết quả là các chất trên có tác dụng trên tất cả các chủng vi khuẩn kiểm
định, trong đó mạnh nhất là 4 - phenyl hydrazon - 3 - salicyamino rhodanin
với MIC = 0,031 |ig/ml.
C6H4N H-N

N -N H -C O -
Dựa theo kết quả nghiên cứu trên, năm 2000, Trưoỉng Phương và cộng sự
tiếp tục tổng hợp các dẫn chất 3 - [3’, 5’ - diclorosalicylamydo] rhodanin [12].
0
\\
RCH:
-N -NH-CO
' s
HO
C 1
R = Q H s-, - ( CH3)NQH4 QH^ OH -
Vi sinh vật kiểm định là các chủng thường gặp trong các bệnh nhiễm
khuẩn da như: Staphylococcus aureus, Microsporum gypseum, Escherichia
coli, Candida albicans. Pseudomonas aeruginosa, Strepcoccus aureus.
Cả sáu chất tổng hợp được đều có tác dụng mạnh trên các chủng vi khuẩn
Gr(+) với MIC = 0,15-0,5 |Lig/ml, tác dụng yếu và có khi không có tác dụng
trên vi khuẩn Gr(-) và vi nấm.
Năm 2001, các tác giả Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải, Ngô
Mai Anh, Imphea Rith [6]; [9] tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng
nấm của 5- (5’- nitro- 2’- furfuryliden) rhodanin và một số dẫn chất base
Mannich của nó.
0

\\
0
ỵ-CE2
R,
R2
Rj = H, alkyl, aryl R2 = alkyl, aryl
Các chất này được thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm trên các chủng
vsv thông thường như: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida
albicans. Pseudomonas aeruginosa, và, cho thấy có tác dụng mạnh, thể hiện
Ở M IC = l-10^g/m l.
*về cơ chê tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất
rhodanin:
Theo một số tài liệu tham khảo được [25]; [28] thì các dẫn chất của
rhodanin có khả năng ức chế các enzym cần thiết cho chuyển hoá của các vi
khuẩn, vi nấm.
Một số dẫn chất của rhodanin chứa nhóm carbonyl a,ß - không no có khả
năng phản ứng với nhóm - SH của các nhóm enzym cần thiết cho chuyển hoá
của các vi khuẩn, vi nấm[6],[8],[17\
1.1.2. Tác dụng chống ung thư.
Thời gian gần đây, ngoài tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm thì các dẫn
chất của rhodanin còn được biết đến với tác dụng chống ung thư ở người. Trên
thế giới ngày càng có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này và những ứng
dụng thực tế của nó.
Năm 2004, AI - Shamma Hussien, Pfahl Magnus [18] đã tổng hợp các
dẫn chất 5 - benzyliden rhodanin:
o

N -R2
Ri
Kết quả nghiên cứu cho thấy các chất trên ức chế đáng kể sự phát triển

của các tế bào ung thư vú, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư tuỵ, ung thư phổi
với MIC = 1 - 10|Lig/ml. Vì vậy một số dẫn chất trong đó được sử dụng có hiệu
quả trong các bệnh có liên quan tới sự tăng sinh không kiểm soát được của tế
bào như bệnh ung thư hay các triệu chứng tiền ung thư.
Cũng trong năm 2004, các dẫn chất rhodanin có chứa vòng piperazin
trong phân tử cũng được Dikova L, Wesselinova D. [22] tổng hợp bằng phản
ứng Mannich và nghiên cứu tác dụng chống ung thư.
Các chất được thử nghiệm in vitro trên tế bào khối u dạng tuỷ ở chuột
đồng gây ra bởi virus Graffi. Một số chất chỉ ra tác dụng chọn lọc trên tế bào
khối u mà không có tác dụng với tế bào bình thường khác.
ở Việt Nam, năm 2003, các tác giả Đinh Thị Thanh Hải, Nguyễn Quang
Đạt, Lê Mai Hương [7] đã công bố kết quả tổng hợp và tác dụng kháng tế bào
ung thư người của một số dẫn chất 5 - nitrofuran trong đó có 5 -(5’ - nitro - 2’
- furfuryliden) rhodanin.
o

N-H
Oi
Chất trên được thử tác dụng kháng tế bào ung thư người trên các dòng tế
bào ung thư biểu mô (KB) và tế bào ung thư tử cung (FL). Kết quả là chất này
có tính kháng mạnh cả hai dòng tế bào ung thư thể hiện qua IC50 = l,l|Hg/ml
đối với KB và IC50 = 0,5 |ig/ml đối với FL.
1.2 CÁC PHẢN ỨNG TỔNG HỢP RHODANIN VÀ DẪN CHÂT
1.2.1. Phản ứng tổng hợp rhodanin.
Rhodanin được tổng hợp theo phương pháp của C.E.Redeman và cộng sự
tìm ra năm 1955 [25]. Sơ đồ phản ứng như sau:
*^^2 + 2NHj

». NH4SC
Muối amonidithio carbamat

s
NH4SC— NH2 + ClCH2C02Na
^H2-S
c = s +NH4CI
I
Ó N a NH 2
CH2-f
0=c +
ONa NH2
CH2— s
90-9§r _l I
H C l— — ^
0
= C ^ / C = s + NaCl + H2O
N
H
Rhodanin
Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: CS2 tác dụng với amoniac thu được muối amonidithio
carbamat.
- Giai đoạn 2: Muối vừa tạo thành cho phản ứng với natri
monocloroacetat thu được sản phẩm trung gian. Sau đó đóng vòng sản phẩm
trung gian bằng cách đun nóng với acid HCl 6N ở 90 - 95°c sẽ tạo thành
rhodanin.
1.2.2. Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất của rhodanin
Nhân rhodanin có hai khả năng phản ứng để tạo thành dẫn chất:
- Nhóm methylen hoạt động có khả năng ngưng tụ với các aldehyd thơm
để tạo dẫn chất 5- aryliden rhodanin.
- Nhóm NH amid có H linh động có thể tham gia phản ứng Mannich tạo
ra các dẫn chất base Mannich.

I.2.2.I. Phản ứng ngưng tụ các aldehyd thơm với rhọdanin
*Sơ đồ phản ứng:
0
0
Ar—CH=0 +
-N-H
H2C x^À g AcOHAcONa*^ A r-C H -C \^A ^
Phản ứng này xảy ra dễ dàng với xúc tác là natri acetat khan trong acid
acetic băng.
Một số công trình nghiên eứu đã thực hiện phản ứng này để tạo ra nhiều
dẫn chất rhodanin [11]; [12]; [19].
Trong phạm vi khoá luận này, chúng tôi đã áp dụng phản ứng ngưng tụ
giữa các aldehyd thơm với các hợp chất có nhóm methylen hoạt động (cụ thể
là rhodanin) để tổng hợp nên các dẫn chất của rhodanin.
Phản ứng ngưng tụ các aldehyd thơm với các hợp chất có nhóm methylen
hoạt động thực chất là phản ứng ngưng tụ aldol ngoại phân tử [1]; [2]; [21].
Phương trình phản ứng chung như sau:
^ 0 OH 0 0
A r-c^ * R-CHị-C-R' Ar-C H -C H-C-R' - 5 ^ A r - C H = C -
” R R R'
Phản ứng ngưng tụ aldol có thể thực hiện với xúc tác base hoặc xúc tác
acid.
*Cơ chế phản ứng:
Nhóm methylen ở vị trí 5 của rhodanin rất hoạt động, các nguyên tử
hydro ở đây dễ dàng tách khỏi carbon (đặc biệt có xúc tác base) và anion (II)
hình thành là một tác nhân ái nhân mạnh.
Gọi công thức của rhodanin là Ri - CH2 - R2 và công thức chung của các
aldehyd thơm là Ar - CH = o. Có thể viết cơ chế phản ứng như sau:
\
/GHj t B'

► /C H * ™
R2
(I) m
Anion (II) tấn công vào carbon mang điện tích dương phần của
nhóm carbonyl của aldehyd, hình thành sản phẩm cộng hợp (IV).
Ỏỳ) C.
Ri\ 7. ^
/C H + 0 — CH-Ar
1^2
(H) (El)
R
N
R2
(IV)
ọ
I
CH—(ỊH
Ị
Àr
lon alcolat (IV) tạo thành lại lấy một proton của HB trả lại xúc tác B'.
R > .
0'
O T -C H
Ar
(IV )
OH
+ HB Rk

— ► C H —

CH +
R2
Ảr
(v)
- G iai đoạn ngưng tụ (dehydrat):
C H -C H ^
Kí Ar
H
\ -^20
C H -C Ẹ
r / Rí
Ar
+ H
R k
C = C H
n / I
R2 Ảr
Dưới tác dụng của proton, một phân tử nước bị loại ,tạo thành dây nối kép.
Quá trình này xảy ra dễ dàng vì sản phẩm tạo thành có mức năng lượng thấp
hơn.
I.2.2.2. Về phản ứng M annich
^ Đ Ịn h nghĩa
Phản ứng Mannich là phản ứng aminomethyl hoá các hợp chất hữu cơ có
nguyên tử H linh động bằng tác dụng của HCHO (hoặc các aldehyd khác) và
amin bậc 1 hoặc amin bậc 2 ( hoặc NH3).
>^Cơ chê phản ứng
Phản ứng xảy ra dễ dàng trong dung môi alcol ở nhiệt độ không cao (<
100°C) và xúc tác acid, có nhiều trường hợp không cần xúc tác.
Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Amin phản ứng formaldehyd với sự có mặt của acid tạo

thành một chất trung gian, chất này loại nước tạo thành tác nhân ái điện tử.
Ri
Ri
R2/
=CH
7
+
-CH
R2^
l2
- Giai đoạn 2: các phân tử hữu cơ có H linh động phản ứng với tác
nhân ái điện tử tạo sản phẩm của phản ứng gọi là base Mannich.
R
R2
K +
/N H - C H 2 + H -C -
\
R2
/
N H - C H 2 - C - + H
Đặc điểm của các chất tham gia phản ứng Mannỉch
Trong phản ứng Mannich có ba chất tham gia là amin, aldehyd và một
hợp chất có nguyên tử H linh động.
- Amin: có thể là amin bậc một hoặc amin bậc hai. Nếu dùng amin bậc
một thì sản phẩm là một amin bậc hai và thường sẽ phản ứng tiếp cho amin
bậc ba.
V í dụ:
RNH2 + HCHO + R '- C - C H R "
0
H

H9 O
R N H - C H 2 - G H - C = 0
R" R'
R'— c— CHo-R"
+HCHO +
o
R N -C H 2 — CH— C=^0
Í2 R" R'
Cí^-R"
0 = C - R ’
Amoniac cũng có thể được sử dụng nhưng thường cho ba phản ứng liên
tiếp cho amin bậc 1, bậc 2, bậc 3.
- Amoniac:
Formaldehyd thường được dùng trong phản ứng Mannich. Một vài
aldehyd cao hơn cũng được dùng và có kết quả như aldehyd succinic được
dùng ttrong tổng hợp atropin.
- Các hợp chất có nguyên tử hydro linh động:
Bao gồm nhiều loại hợp chất khác nhau chứa hydro linh động đi từ các
liên kết c - H khác nhau (thường là c - H ở cạnh nhóm chức ) của aldehyd,
ceton, acid, phenol, hợp chất dị vòng, dẫn chất acetylen hoặc đi từ liên kết N -
H của một số amin, amid; từ liên kết s - H của một số dẫn chất thiol, từ P-H
của một số dẫn chất phosphinic. Tương ứng với các loại H linh động nêu trên
ta có các quá trình c - aminomethyl hóa, N - aminomethyl hóa, s -
aminomethyl hóa, p - aminomethyl hóa

^ Điều kiện phản ứng Mannich
* Tính ái nhân của amỉn.
Phản ứng Mannich chỉ xảy ra khi trong phản ứng tính ái nhân của amin
mạnh hơn tính ái nhân của hợp chất chứa nguyên tử H linh động. Nếu ngược
lại thì aldehydformic sẽ phản ứng ưu tiên với thành phần methylen trong một

phản ứng aldol hóa.
* Dung môi.
Dung môi dùng chủ yếu là ethanol, ngoài ra cũng có thể dùng các alcol
khác như methanol, isopropanol, đôi khi dùng dimethylformamid.
* Nhiệt độ phản ứng.
Phản ứng Mannich xảy ra với điều kiện nhiệt độ nhẹ nhàng, nhiệt độ
phản ứng từ 50 - 100°c hoặc ở nhiệt độ phòng.
*XÚC tác.
Thông thưòỉng phản ứng Mannich cần xúc tác acid. Thường dùng xúc tác
là HCl loãng hoặc dùng amin dưới dạng muối hydroclorid của nó. Trường hợp
các hợp chất chứa c - H có tính acid yếu như ở phenol và indol thì ta tiến hành
phản ứng trong môi trường acid acetic. Trong nhiều trường hợp phản ứng xảy
ra không cần xúc tác.
ứng dụng của phản ứng Mannich trong tổng hợp thuốc
Một trong những ứng dụng đặc biệt quan trọng của những phản ứng
Mannich là tổng hợp ra những thuốc mới có hiệu quả điều trị cao, có độ hòa
tan trong nước tốt hơn chất gốc và ít tác dụng phụ.
* Một thí dụ điển hình trong ứng dụng của phản ứng Mannich là đã tổng
hợp ra dẫn chất Tetracyclin [23] có tính chất hòa tan trong nước tốt hơn và ít
tác dụng phụ hơn.
N (C H
3)2
OH
1 N(CH3)2
ÒH ò ƠH 5
HCH0,HNR2R3
CO N H 2
ÖH Ö ƠH ¿)
CO N H C H 2NR 2R3
Tetracyclin

-N
-N
R2
'R3
R2
'R3
/ \
-N o
\
___
/
Morfocyclin
—NHCH
2
COOH Glycoxylin
n
—N = ' —N
\ \ Roliteừacyclin
_ R3 ^
* Một số dẫn chất của 5 - nitrofurfural có nguyên tử H linh động trong
phân tử có thể tạo ra các dẫn xuất base Mannich của chúng bằng cách cho tác
dụng với formaldehyd và các amin bậc 1, bậc 2 [16], [13].
Ví dụ:
- Tổng hợp các dẫn chất base Mannich của 5 - nitrofurantoin theo phương
trình sau [16]:
\
Ri
I Í1 I

1 ^

^ /'^1 HO V
a x A aA _ +HCHO + HN A A
O2N 0 ch= n -n ^ ^ OiN o^ ch= n -n
- Tổng hợp các dẫn chất base Mannich của 5- (5'- nitro- 2'- furfuryliden)-
thiazolidin- 2,4- dion theo phương trình sau [13]:
N-CH
2
O
2
N
0
V - N - H
/ 1
/ + HCHO + HN( ’^20
'C H = í.^ > 0 ^
0
V - N - C H 2
O
2
N
0 CH='
'0
Phản ứng này xảy ra dễ dàng trong dung môi ethanol, nhiệt độ phòng với
hiêu suất cao.
PHẦN 2
THỰC NGHIỆM VÀ KÊT QUẢ
2.1. HOÁ CHẤT, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THựC
NGHIỆM
2.1.1. Hoá chất
Gác hoá chất sử dụng là các hoá chất thông thường có sẩn ở phòng thí

nghiệm Bộ môn hoá hữu cơ - Trường đại học Dược Hà Nội hoặc tự mua.
2.1.2. Phương tiện
- Sắc ký lớp mỏng trên bản mỏng Silicagel Kieselgel 60 p254 (Merck).
- Nhiệt độ nóng chảy đo trên máy Electrothermal digital.
- Phổ tử ngoại (UV) ghi trên máy Cary lE UV-Visible spectrophotometer
Varian.
- Phổ hồng ngoại (IR) ghi trên máy Perkin Elmer.
- Phổ khối lượng (MS) ghi trên máy HP 5989 B-MS.
2.1.3. Phương pháp thực nghiệm
- Sử dụng các phương pháp thực nghiệm trong hoá hữu cơ để tổng hợp
các chất dự kiến.
- Dùng sắc ký lớp mỏng (SKLM) để theo dõi quá trình tiến triển của
phản ứng.
- Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm tổng hợp bằng SKLM, đo nhiệt độ
nóng chảy.
- Xác định cấu trúc của chất tổng hợp dựa trên phân tích phổ u v , IR,
MS.
-Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm theo phương pháp Vanden
Bergher và Vlietlink (kỹ thuật thử hoạt tính sinh học trên phiến vi lượng 96
giếng).
- Thử tác dụng kháng tế bào ung thư được tiến hành theo mô hình thử
nghiệm hoạt tính kháng tế bào ung thư hiện đang lưu hành và áp dụng tại Viện
nghiên cứu ung thư quốc gia Mỹ (NCI).
2.2. TỒNG HỢP HOÁ HỌC
2.2.1. Sơ đồ phản ứng chung
Trong khoá luận này chúng tôi tiến hành các phản ứng tổng hợp theo sơ
đồ sau:
o
o
> -C H = 0 +

-NH
AcOH,AcONa
-NH
H=c.
o
/R i
N-CH2-NCr2
-N
/
\
Ri
R2
(II) - (V i;
,CH3
-N
/
\
CH3
- N o
v _ y
(II)
(III)
,/■
-N
V
(IV)
= -H N -
w / /
(V)
= -H N -

-CH3
(VI)
2.2.2. Tổng hợp 5 - benzyliden - 2 - thioxo - 4 - thiazolidinon (I)
* Sơ đồ phản ứng:
^ H = o . -H.0 V r
'S "s
M =106,12 M = 221,22
* Dụng cụ: Bình cầu 3 cổ dung tích 250ml, sinh hàn hồi lưu, khuấy từ,
nhiệt kế.
* Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ trộn lẫn l,06g (0,008mol) rhodanin;
0,85g(0,008mol) benzaldehyd;l,97g (0,024mol) natri acetat khan; hoà tan
trong 80ml acíd acetic băng. Khuấy bằng khuấy từ cho tan, đồng thời tăng
nhiệt độ từ từ. Hỗn hợp sôi và hồi lưu ở nhiệt độ 117°c - 121°c thì bắt đầu
tính giờ. Theo dõi thời gian phản ứng tối ưu bằng sắc ký lớp mỏng với hệ dung
môi CHCI3 ; CgHgClS: 1).
Xác định thời gian phản ứng tối ưu là 5 giờ. Kết thúc phản ứng, đổ ra
cốc, để yên ở nhiệt độ phòng 24 giờ, tạo tủa. Lọc rửa hai lần bằng nước
thường, sau đó rửa bằng hỗn hợp ethanol - nước (1:1),hút kiệt, sấy khô thu
được 1,13g tủa thô. Kết tinh lại bằng dung môi EtOH tuyệt đối thu được 0,85g
sản phẩm màu vàng, hơi nâu.
* Kết quả:
- Hiệu suất: 48,03%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 206”c - 208°c.
- Độ tan: dễ tan trong aceton, DMF, CHCI3
- Kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM, hệ dung môi CHCI3 : QH6(15: 1).
Soi dưới đèn tử ngoại thấy vết gọn rõ,Rf = 0,56.
2.2.3.Tổng hợp một số dẫn chất base Mannich của 5 - benzyiiden - 2 -
thioxo - 4 - thiazolidinon.
Dựa vào tính chất của nguyên tử H linh động trong nhóm -NH amid của

nhân 2 - thioxo - thiazolidinon trong phân tử chất (I), chúng tôi đã tiến hành
tổng hợp một số dẫn chất base Mannich của chất (I), bằng cách cho chất (I)
tác dụng với formaldehyd và các hợp phần amin (dimethylamin, morpholin,
piperidin, anilin, p-toluidin ) như đã trình bày ở phần sơ đồ chung.
2.2.3.I. Tổng hợp 3 - dimethylamỉno methyl - 5 -benzyliden - 2 -
thioxo - 4 - thiazolidinon (II).
* Sơ đồ phản ứng:
0
-NH
+ HCHO + m
CH=C
.CH3
:h3
s
N -C H 2- N '
.CH3
(I) (II)
M = 221,22 M = 278,3
* Dụng cụ: Bình cầu 3 cổ dung tích 250ml, sinh hàn hồi lưu, khuấy từ,
nhiệt kế.
*Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ dung tích 250ml cho vào 1,1 lg(0,005mol) chất (I),
cho từ từ 40ml EtOH, vừa cho vừa khuấy và đun nâng dần nhiệt độ tới
50®c thì tan hoàn toàn. Để nguội cho tiếp 0,42ml formol (0,005mol HCHO);
0,22g(0,005mol) dimethylamin, dùng khuấy từ đồng thời đun cách thuỷ đến
nhiệt độ 50®c thì tan hoàn toàn, khuấy ở nhiệt độ phòng, bắt đầu tính giờ.
Theo dõi thời gian phản ứng bằng SKLM với hệ dung môi CH CI3: C6H6(15: 1)
sau 2 giờ thì phản ứng đạt.tối ưu.
Đổ ra cốc có mỏ, để kết tủa ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Lọc hút, rửa
tủa bằng EtOH lạnh. Kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi EtOH : CHCl3(l:l)

thu được 0,93g sản phẩm màu vàng sáng.
* Kết quả:
- Hiệu suất: 6 6 ,8 %.
- Nhiệt độ nóng chảy: 157°c - 159°c.
- Độ tan: ít tan trong EtOH, CHCI3 ở nhiệt độ thưòỉng, dễ tan trong DMF,
aceton.
- Kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM, hệ dung môi CHCI3: QH6(15: 1).
Soi dưới đèn tử ngoại vết = 0,52.
2.2.3.2.Tổng hợp 3 - morpholino methyl -5 - benzyliden - 2 - thioxo - 4 -
thiazolidinon (III).
* Sơ đồ phản ứng:
^

NH +HCHO+ H N ^ O
\_ /
0
-CH=

N-CH2-N 0
\ _ v
X
(I) (III)
M = 2 2 1 ,2 2 M = 320,34
* Dụng cụ: Bình cầu 3 cổ dung tích 250ml, sinh hàn hồi lưu, khuấy
từ, nhiệt kế.
*Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ cho vào 1,1 Ig (0,005mol) chất (I), 2 O1Ĩ1I EtOH,
khuấy đều, rồi thêm 0,43ml (0,005mol) morpholin; 0,42ml formol (0,005mol
HCHO); vừa cho vừa khuấy và đun cách thuỷ nâng dần nhiệt độ tới 70°c thì
tan hết. Duy trì khuấy từ ở nhiệt độ 70°c, đồng thời theo dõi thời gian phản

ứng tối ưu bằng SKLM với hệ dung môi CHCI3: 1), sau 2 giờ phản
ứng đạt tối ưu. Đổ ra cốc, để kết tinh ở nhiệt độ phòng trong 24giờ. Lọc hút,
rửa tủa bằng EtOH lạnh. Kết tinh lại trong dung môi EtOH thu được 1,16g sản
phẩm màu vàng sáng.
* Kết quả:
- Hiệu suất: 72,5%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 114°c - 115°c.
- Độ tan: Dễ tan trong C H C L 3 , aceton, DMF. Tan mạnh trong EtOH khi
đun nóng.
- Kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM, hệ dung môi CHCI3: QHgClS: 1).
Soi dưới đèn tử ngoại vết Rf = 0,47.
2.2.3.3. Tổng hợp 3 “ piperỉdino methyl - 5 - benzyliden - 2 - thioxo - 4 -
thiazolidinon (IV).
* Sơ đồ phản ứng:
O V H = ẻ A
/ \ /"
0 +HCHO^N ) ^

N - C H 2 - N
— nh \
__
/ \
s "s
(I) (IV)
M = 2 2 1 ,2 M = 318,37
* Dụng cụ: Bình cầu 3 cổ dung tích 250ml, sinh hàn hồi lưu, khuấy
từ, nhiệt kế.
*Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ cho v àol,llg chất (I), 20ml EtOH, khuấy đều, rồi
thêm 0,49ml (0,005mol) piperidin; 0,42ml formol (0,005mol HCHO); vừa cho

vừa khuấy và đun cách thuỷ nâng dần nhiệt độ tới 70°c thì tan hết. Duy trì
khuấy từ ở nhiệt độ 70°c, đồng thời theo dõi thời gian phản ứng tối uu bằng
SKLM với hệ dung môi CHCI3: CgH6(15: 1), sau 2 giờ phản ứng đạt tối ưu. Đổ
ra cốc,để kết tinh ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Lọc hút, rửa tủa bằng EtOH