Tổng hợp và thăm dò tác dụng sinh học một số dẫn chất của thiazolidin 2,4 dion

BỘYTẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
+ + *** £Q|
LÊ TIẾN DŨNG
TỔNG HỢP VÀ THÃM DÒ TÁC DỤNG
« •
SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT c ủ a
« *
THIAZOLIDIN-2,4-DION
(KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DUỢC sĩ KHOÁ 2000-2005)
• 4
Người hướng dẫn
Nơi thực hiện
Thời gian thực hiện
: PGS. TS. NGUYỄN QUANG ĐẠT
TS. ĐINH THỊ THANH HẢI
: BỘ MÔN HOÁ HÜXJ C ơ
: 28/2 - 27/5/2005
ầĩk '"A
HÀ NỘI, THÁNG 5 - 2005f|ị (.¿ì
Trước hết cho phép em bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu
PGS.TS Nguyễn Quang Đạt, TS. Đinh Thị Thanh Hải - Bộ môn h
cơ - Trường đại học Dược Hà Nội, những người thầy đã tận tụy dìu
hoàn thành khoá ỉuận tốt nghiệp này. Em xỉn chân thành cảm ơn sự
nhiệt tĩnh của các thầy cô, các cán hộ kỹ thuật viên trong bộ môn Hóa
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự giúp đỡ n
của TS. Cao Văn Thu - Bộ môn Vi sình học; TS. Đỗ Ngọc Thanh
thí nghiệm trung tâm {Trường đại học Dược Hà Nội); TS. Chu Đình
Phòng khối phổ - Viện hoá học; TS. Lê Mai Hương - Phòng thực
sinh học - Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên (ĩrung tâm khoo
nhiên và công nghệ quốc gia); cùng toàn thể các thầy cô giáo trong tr

các phồng, ban, thư viện. Em xỉn chân thành cảm ơn.
Cuối củng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bè bạn những ngi
đã giúp đõ động viền em trong suối 5 năm học vừa qua.
Hà nội, ngày 27 tháng 5 năm
Sinh viên
Lê Tiến Dũng
MỤC LỤC
t •
Trang
Đặt vấn đề 1
PHẨN 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Tác dụng sinh học của thiazolidin- 2,4- dion và dẫn chất
2
1.2. Phương pháp tổng hợp và khả năng phản ứng của thiazolidin-2,4-dion 1
1.3. Phản ứng ngưng tụ giữa thỉatỡlỉdin- 2,4- dion với các aldehyd thơm

11
PHẨN 2 : THựC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 13
2.1. Hoá chất, phương tiện và phương pháp thực nghiệm
13
2.2. Tổng hợp hoá học 15
2.2.1. Sơ đồ tổng hợp hoá học 15
2.2.2. Tổng hợp thiazolidin- 2,4- dion (I)

16
2.3.3. Tổng hợp các dẫn chất 5 - aryliden - thiazolidin - 2,4 - dion

17
2.3. Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc 26
2.3.1. Kiểm tra độ tinh khiết 26

2.3.2. Xác định cấu trúc
27
2.4. Thử tác dụng sình học 32
2.4.1. Thử tác dụng kháng khuẩn 32
2.4.2. Thử tác dụng kháng nấm 35
2.4.3. Thử tác dụng kháng tế bào ung thư
37
2.5. Bàn luận 40
2.5.1. Về tổng hợp hoá học và xấc định cấu trúc 40
2.5.2. Về tác dụng sinh học 41
PHẨN 3 : KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUẤT 43
Tài liệu tham khảo
Phu luc
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DMF : Dimethylformamid
DMKT : Dung môi khai triển
DMSO : Dimethylsulfoxyd
ĐTB : Đái tháo đường
FL : Tế bào ung thư màng tử cung người
Hep - 2 : Tế bào ung thư gan người
MIC : Minimal inhibitory concentration
(Nồng độ ức chế tối thiểu)
IR
Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại)
MS
Mass spectrometry (Phổ khối lượng)
SKLM
Sắc ký lớp mỏng
TZD
Thiazolidin-2,4-dion

UV Ultraviolet spectroscopy (Phổ tử ngoại)
v s v Vi sinh vật
ĐẶT VẤN ĐỂ
Thuốc mới được đưa vào sử dụng trên lâm sàng đó là thành tựu của rất
nhiều nghành khoa học: hoá dược, vi sinh, hoá sinh, bào chế, công nghiệp
dược, dược lâm sàng, v.v, Trong đó ngành tổng hợp hoá dược đóng một vai
trò rất quan trọng.
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng hợp hoá
dược đã có những tiến bộ vượt bậc. Các thuốc có nguồn gốc tổng hợp hoá
dược giô đây đóng vai trò quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống và
chiếm một số lượng rất ỉớn.
Nguyên tắc cơ bản của tổng hợp hoá dược đó là: từ những hợp chất thiên
nhiên, tổng hợp hay bán tổng hợp có tác dụng sinh học - “các chất dẫn đường”
Nhà nghiên cứu sử đụng các quá trình biến đổi hoá học tổng hợp ra những
chất mới được dự đoán có hoạt lực cao hơn và độc tính thấp hơn.
Thiazolidin-2,4-dion và dẫn chất đã được nhiều nhà khoa học trong và
ngoài nước nghiên cứu cả về tổng hợp hoá học và tác đụng sinh học. Các công
trình đều cho thấy rằng thiazolidin-2,4-dion và dẫn chất có những tác dụng
sinh học rất đáng quan tâm: kháng khuẩn, kháng nấm, chống tiểu đường,
kháng lao và kháng các dòng tế bào ung thư người [6];[7];[8];[17];[21]
Với mong muổn góp một phần nhỏ làm phong phú thêm các nghiên cứu
về dãy dẫn chất thiazolidin-2,4-dion, chúng tôi đã thực hiện đề tài: *'Tổng hợp
và thăm dò tác dụng sinh học một số dẫn chất của thiazolidin - 2,4 - dion”
với các mục tiêu nghiên cứu sau đay:
1 - Tổng hợp thiazolidin - 2,4 - dion và một số dẫn chất 5 - aryliden -
thiazolidin - 2,4 - dion.
2 - Thử sàng lọc tác dụng sinh học (kháng khuẩn, kháng nấm, kháng tế
bào ung thư ) với mong muốn tìm ra các dẫn chất có tác dụng sinh học cao.
Từ đó hướng tới nghiên cứu sâu hơn về khả năng ứng dụng trên lâm sàng.
Đồng thời qua đó rút ra được những kết luận sơ bộ về mối liên quan cấu trúc

hoá học - tác dụng sinh học của dãy chất này.
1
PHẦNl
rỔNG QUAN
1.1. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA THIAZOLIDIN- 2,4- DION VÀ DẨN c h ấ t
1.1.1, Tác dụng kháng khuẩn
Đây là tác dụng đáng chú ý của dãy dẫn chất thiazolidin-2,4-dion. Nhiều
công trình nghiên cứu cho thấy dãy dẫn chất này có tác dụng kháng khuẩn
mạnh. L.Ya.Lađnaya và N.M.Turkevich [22] đã tổng hợp một dãy các dân
chất bằng cách ngưng tụ thiazolidin-2,4-dion với 5- nitrofurfural.
Q.
O2N 0 ^(CH=CH)„-CH'" 'S"
(n = 0 ;l)
Các chất này có tác dụng mạnh với các vi khuẩn đường ruột như Shigella
flexneri, Escherichia coỉi.
Tiếp tục nghiên cứu trên, nhà khoa học người thụy điển E.B.Akerblom
[17] đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất thiazolidin-
2,4-dion:
-NH
-N -R
0 ,N ^ 0 '^(CH -CH)„-CH^S^R 2
( n = 0;1 ; Ri=H, Alkyl; R2 = 0 , s )
Các chất tổng hợp đều được xác định nồng độ ức chế tối thiểu trên 5
chủng vi khuẩn (bao gồm 2 chủng Gram dương: Sta. aureus, fi-haem
streptococcus và 3 chủng Gram âm: E. coỉi, Pseu. aeniginosa, p. vulgaris)
bằng kỹ thuật pha loãng. Trong các dẫn chất với thiazolidin-2,4-dion mới tổng
hợp được 9 chất thực sự có tác đụng điệt khuẩn mạnh trên 5 chủng vì khuẩn
kiểm định. Giá trị MIC nằm trong khoảng từ 0,2 - 12,5 |ug/ml. Trong công
trình này tác giả cũng đã đưa ra một vài nhận xét về mối liên quan cấu trúc -
tác dụng sinh học của dãy dản chất.

Năm 1994 các tác giả Nguyễn Thị Xuân Thủy, Nguyễn Quang Đạt [14]
đã tổng hợp thành công 5- (5’- nitro- 2’- furfuryliden)- thiazolidin-2,4-dion và
các dẫn xuất base Mannich :
r i
O2N o CH s
Rj; R2 = Alkyl, Aryl
Kết quả thử tác dụng sinh học cho thấy các chất này có tác dụng kháng
khuẩn, kháng nấm và chống phân bào trên mô sinh thực vật mạnh.
Mới đây nhất vào năm 2003, cồng trình nghiên cứu luận án tiến sĩ dược
học của tác giả Đinh Thị Thanh Hải [8 ] một lẩn nữa khẳng định dẫn chất của
5-nitro furfural và thiazolidin-2,4-dion cùng các dẫn xuất base Mannich của
chúng có các tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, chống phân bào và kháng tế
bào ung thư người.
1.1,2, Tác dụng kháng nấm
Tác đụng kháng nấmj-của các dẫn chất thiazolidin-2,4'dion đã được
Leopola M. và Jadwiga s. [8 ] nghiên cứu rất sâu. Đây cũng là tác dụng mạnh
của dãy này.
— m
_ 3 ^ c h - ^ s ^ ,
(R')R
-NH
R= m- Cl; R’= H
R= 2- MeO; R’= 3- MeO
Các chất tổng hợp được có tác dụng mạnh với các chủng nấm Fusarium
culmorum, Atỉernarìa tenuis, Botrytis cinerea.
Một số các dẫn chất của thiazolidin-2,4-dion do N.M.Turteyich_iầ cộng
sự [25] tổng hợp được cũng có tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm khá
mạnh. Cấu trúc của chúng có dạng bis 2,4- thiazolidin-2,4-dion.
Q
Ar

p
Xr
X = -CH2 CH2 OCH2 CH2 -
= -H2C - ^ ^ C H 2-
= - C H 2COCH2"
ì.1.3. Tác đụng kháng lao
Hiện nay bệnh Lao đang trở lại cùng vcd đại dịch HIV - AIDS gây nên
tình trạng kháng thuốc điều trị. Một số phác đổ tỏ ra không hiệu quả trong
điều trị Lao nữa. Do vậy nghiên cứu thuốc mới điều trị Lao kháng
thuốc trở nên rất cẩn thiết. Hai nhà khoa học Thụy Điển N.M.Turkevich và
Yurzkenko [ ằ ] đã nhận thấy các dẫn chất của thiazolidin-2,4-dion như :
aryliden thiazoliđin-2,4-dion, các hydrazon, semicarbazon, thiosemicarbazon
có tác dụng kháng vi khuẩn lao.
CH3
Ri
Q
N — CH— CH2
'CH'
o
Ri=N 02:R 2=-N
CH3
Dẫn chất này đã được chứng minh là có tác dụng rất tốt đối với
Mycobacterium turbecuỉosis kể cả đã kháng một số thuốc điều trị lao khác.
1.1.4. Tác dụng chống đái tháo đường
Đái tháo đưòmg (ĐTĐ) - căn bệnh hiện đang là mối quan tâm của tất cả
các nước phát triển cũng như các nước đang phát triển. Trong vòng 15- 20
năm trở lại đây các nghiên cứu về ĐTĐ đã đạt được những thành tựu rất lớn.
Sự phát hiện ra tác dụng chống ĐTĐ của dẫn chất thiazolidin-2,4-dion có thể
nói đã tạo nên một hướng đi mới trong nghiên cứu thuốc điều trị ĐTĐ . Một
số thuốc đã được ứng dụng trên lâm sàng, một sô' rất lớn các dẫn chất vãn

đang tiếp tục thử nghiệm. Sau đây là một số thuốc đã được ứng đụng vào thực
tế[9];[19];[25]:
Pioglitazone
Tro glitazo nc
N ^ N ^ ,
C
Rosiglitazonc
En glitazonc
Pioglitazon hydroclorid (Actos), Rosiglitazon maleat (Avandia), là hai
thuốc hiện đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Chúng có thể được dùng
đem độc hay kết hợp với metformin, sulfonylurea trong điều trị ĐTĐ type 2.
Các khuyến cáo cho thấy ở một chừng mực nào đó hai thuốc trên có ảnh
hưởng đến enzym cytocrom P450 CYP3A4 [9]. Do vậy khi sử dụng các thuốc
này cần đặc biệt lưu ý đến các tưcfng tác của chúng với các thuốc khác khi kết
hợp nhiều thuốc điều trị-
1.1.5. Tác dụng chống phân bào và kháng tế bào ung thư
Bên cạnh tác đụng kháng khuẩn, kháng nấm thì tác dụng chống phân
bào và kháng tế bào ung thư người [8];[14];[28];[29] của dẫn chất thiazolidin-
2,4-dion cũng đã và đang được nghiên cứu với mong muốn tìm ra được các
dẫn chất có thể ứng dụng trên lâm sàng.
Năm 1985, Eshba và Salama [21] đã tổng hợp thành công một loạt các dẫn
chất của 5-(2-oxo-indolinyl)-thiazolidin-2,4-dion. Thử nghiêm hoạt tính kháng
ung thư cho thấy các hợp chất này tác đụng mạnh trên đòng tế bào ung thư
bach cầu ở chuôt.
Bĩs
/CH3
- - n - ch,n C^“
,N
'N ^o
CH2N;

XH3
TH.
5- (2-oxo-3-indolinylidin) - thiazolidin-2,4-dion
Năm 1994, các tác giả Nguyễn Thị Xuân Thủy, Nguyễn Quang Đạt [14]
và cộng sự đã tiến hành tổng hợp thành công đẫn chất ngưng tụ của
5-nitrofurfural với thiazolidin-2,4-dion, sau đó tổng hợp ra một loạt các dẫn
xuất base Mannich. Các dẫn chất này được thử tác dụng chống phân bào trên
mô phân sinh thực vật:
Q.
O j N ^ O CH
R|; R2 = Alkyl, Aryl
Kết quả thử nghiệm cho thấy tất cả các chất tổng hợp được đều có tác
dụng chống phân bào mạnh trên mô phân sinh thực vật, kìm hãm hoàn toàn sự
phát triển của rễ mầm.
Năm 2003, các tác giả Đinh Thị Thanh Hải, Nguyên Quang Đạt [7];[8]
đã công bô' kết quả tổng hợp và thử tác dụng sinh học của 43 dẫn chất của
5-nitrofurfural. Trong đó có một dãy về các dẫn chất 5- (5’- nitro- 2’-
furfuryliden)- thiazolidin-2,4-dion khẳng định chúng có hoạt tính kháng mạnh
cả hai dòng tế bào ung thư KB (tế bào ung thư biểu mô) và FL (tế bào ung thư
màng tử cung) giá trị IC5Ũ trong khoảng từ 0 ,2 - 2 , 8 Ịig/ml.
1.2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VÀ KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG CỦA
THIAZOLIDIN-2,4-DION
7.2.Ì. Phương pháp tổng hợp thiazoĩidỉn-2y4~dioĩi
Có nhiều phưcfng pháp tổng hợp thiazolidin-2,4-dion. Dưới đây chúng tôi
nêu một số phưcmg pháp chính đã được sử dụng nhiều:
1.2.1.1. Phản ứng đóng vòng của thioure với acỉđ monocỉoroacetic
Phưcmg pháp này do hai nhà hoá học E.Mameli và L.Zorgi [23] tìm ra
năm 1954. Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất vì nó cho hiệu suất
cao lại đơn giản và dễ làm:
NH=C-NH2

SH
+
Q
— NH
■ s \
* Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn
Giai đoan ỉ : Tạo pseudothiohydantoin.
H N - c — NH2
SH +
OH
-H 2 O
C I - H 2C—
o
-H C l
HN=C
s,
NH
Giai đoan 2 : Thủy phân pseudothiohydantoin dưới tác dụng của acid.
hydrocloric mới sinh ở giai đoạn 1 .
0
HN=C-
s.
-NH
'CH Í%
+ HCl; + H2O
-N H 4CI
;— NH
Dung môi là nước không cần tác nhân loại acid.
1.2.l.2.Phản ứng đóng vòng của ethylthioxyanoacetat có mặt acid cỉohyđric
Phưcỉng pháp do K.CJoshi [20] sử dụng đầu tiên, tuy đcfn giản nhưng cho

hiệu suất thấp nên rất ít được dùng:
<
,C=N
+ HC1
Qv
‘CH2-C O OE1
- C2 H5 CI
-NH
1
tH f'b
1.2.2. Khả năng phẩn ứng của các nhóm trong nhân thỉazolỉdỉn-2,4~dion
l.2.2.1. Khả nâng phản ứng cửa nhóm imid (-NH)
Nhóm imid (-NH) trong nhân thiazolÌdÌn-2,4-dion có nguyên tử hydro rất
linh động. Nó dễ đàng bị thế bỏi các gốc alkyl khi cho tác dụng với các alkyl
halogenid hay Me2S0 4 [14].
Q. Q,
-NH + RCl; [Me2S04l 1

NR
-HCl
3- alkyl- thiazolidin- 2,4- dion
Nguyên tử hỵdro linh động có thể tham gia phản ứng Mannich. Đây là
tính chất quan trọng của nhân thiazoỉidin-2,4-dion. Nhiều chất mới có tác
dụng sinh học mạnh đã được tổng hợp dựa vào tính chất đặc biệt này.
—“NH „ „ -HoO
ì ■ + HCHO + HN

—

-

■ ^
R
2
Hai tác giả Nguyên Thị Xuân Thủy và Đinh Thị Thanh Hải đã tổng hợp
một loạt các dẫn chất base Mannich của thia2oliđin-2 ,4 -dion thế ở vị trí 5.
ỉ.2.2.2. Khả năng phản ứng của nhóm methyỉen ( >CỈỈ
2
)
* Tham gia phẩn ứng thế
Các nguyên tử hydro trong nhóm methylen (>CH2) rất linh động
nên có thể bị thay thế bởi các nhóm thế khác nhau P.N.Bhargava [14] cho
thia2»lidin-2 ,4 -dion phản ứng với PhNj^Cr và thu được sản phẩm thế azo.
Ov _ Qx
+ . ^— NH
PhN^CÌ + X
-
À X
s P h -N -N s
D.J.Taylor [8 ] cho thiazolidin-2,4-dion phản ứng với benzylclorid trong
môi trường amoniac loãng tạo thành 5- benzyl- thiazolidin-2,4-dion.

NH
-
NH
P h -C H 2 “ C1 + k g A g
P h - C H 2 ^ s \
5- benzyl- Thiazolidin-2,4-dion
* Tham gia phản ứng ngưng tụ
Nhóm >CH2 có khả năng tham gia phản ứng ngưng tụ với aldehyd, dẫn
chất nitrozo và íormamidin [1,2,8,11]. Sơ đồ phản ứng như sau :

:CH,
+ O H C — R
: C = C H - R + H2O
+ 0 = N — R
;C H 2 + R N - H C — N H R
: C = = N - R + H2O
Căn cứ vào khả năng phản ứng của nhóm methylen (>CH2) trong nhân
thiazolidin-2,4-dion đã trình bày ở trên chúng tôi tiến hành ngưng tụ một loạt
các aldehyd thơm vào vị trí 5 của nhân thiazolidin-2,4-dion trong môi trường
AcOH băng với xúc tác base là AcONa.
1.2.2.3. Một sô' tính chất khắc
* Phẩn ứng vớí phosphopentasulýit tạo rhodanỉn
Q
— N H
' s \
Q
+ p,s.
%
-P2O 5
— NH
'S ^ s
Rhodanin
* HỖ biến ceton- enol
— N H
' s \
HO .
:N
■ s \
* Phản ứng với các tác nhân oxy hóa mạnh
Q

— N H
s o
+ K M n 04
A cO H
-N H
o o
1.2.3. Phương pháp tổng hợp 5- aryliden- thiazolidiỉi-2y4-dion
Để tổng hợp 5- aryliden- thiazoliđin-2,4-dion người ta thường dùng một
số phưcfng pháp sau đây;
* Phương pháp ỉ
Thủy phân 5- aryliden- 2- arylimino- thiazolidin- 4- on trong môi trường
acid, phưcỉng pháp này đã được L.Ya.Ladnaya và N.M.Turkevich [22]
tổng hợp ra một số dẫn chất có tác đụng dược lý.
Q
X
— NH
' s \ a f
— NH
x ' ' s \
Ar = Ph. p - EtOQH4 ; PhCHs
X = CH2 .CHMeCH2 Ph
= p - NO2 Q H 4 CH
= p - Me2NC6H4CH
* Phương pháp 2
Phương pháp này người ta cho PhNCS ngưng tụ với 2- arylmethylen
thioglycolic acid để thu được sản phẩm trung gian 5- arylmethylen- 2 - thioxo-
thiazolidin- 4- on. Chất này đem đun nóng với acid nitric đặc sẽ cho 5-
arylmethylen- thiazolidin-2,4-dion .[25].
Ar-HC^C^C
SH OH

+ PhNCS '^ ^ N H +HNO3
"Ar-
CH
s
-NH
* Phương pháp 3
Cho thioure ngưng tụ với methylarylacetylen carboxynat sẽ thu được
2- imino- 5- aryliden- thiazolidin- 4- on. Sau đó tiến hành thủy phân trong môi
trường acid ta sẽ thu được 5- aryliden- thiazolidin-2,4-dion.[14]
0 . OMe
- 1 + ^
Ar-CEC „
HS ^NH
NH,
I
,OMe
Ar
NH2
CH
NH
Q
—-NH
- s \
-NH
s N H
H2 SO4 ; HCl
* Phương pháp 4
Đây là phưcfng pháp chính để tổng hợp 5- aryliden- thiazolidin-2,4-dion,
bằng cách ngưng tụ thiazolidin-2,4-dion với các aldehyd thcỉm (Ar- CHO)
[5];[8];[14];[17].

-NH
k ^ C H O ^ ^ s ^ o AcOH ; AcO N a
R R
Trong khoá luận này chúng tôi tiến hành tổng hợp các dẫn chất 5-
aryliden- thiazoliđin-2,4- dion theo phương pháp 4 bởi phưcmg pháp này đơn
giản dễ làm hoá chất lại rẻ tiền, dễ kiếm. [2 2 ].
1.3. PHẢN ÚNG NGƯNG TỤ GIỮA THIAZOLIDIN- 2,4- DION VỚI CÁC
ALDEHYD THƠM
Nhóm methylen ỏ vị trí 5 trong nhân thiazolidin-2,4-dion hoạt động rất
mạnh, nó có thể đễ dàng tham gia phản ứng ngưng tụ với các aldehyd [1 ];[2 ];
[13]; [16], dẫn chất nitrozo, dẫn chất formamidin. Trong khoá luận này chúng
tôi tiến hành ngưng tụ thìazolidin-2,4-dion với một loạt các aldehyd
thơm.[2 2 \
* Phương trinh phản ứng tổng quát
Q. 0 .

NH -H2 O
NH
Ar CHO + AcOH; AcONa s ^ o
* Đung môi, xúc tác
Phản ứng có thể được tiến hành trong môi trường AcOH, anhydric acetic,
isopropanol. Xúc tác thường dùng là piperidin hoặc AcONa khan, ở đây
chúng tôi lựa chọn môi trường phản ứng là AcOH băng với xúc tác base là
AcONa khan bởi vì chúng có thể dễ dàng được loại khỏi hỗn hợp phản ứng
bằng cách lọc và rửa với nước.
* Cơ chế phản ứng
Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn :
Giai đoan cônshơĩ)
Nhóm methylen Cf vị trí 5 rất hoạt động, các nguyên tử hydro linh động
có thể dễ dàng tách ra khỏi carbon khi có xúc tác kiềm hoặc các anion B', hình

thành nên một tác nhân ái nhân mạnh.
H N ^
o
o
;ch2 +
I©
B
pH + b H
Ó
(I) (II)
B = AcO
Anion (II) sẽ tấn công vào carbon mang điện tích dương của nhóm
carbonyl trong aldehyd và hình thành sản phẩm cộng hợp (IV).
HN- ^ 0
+ 0 ~ H C — Ar
H N -< I
CH— C— Ar
o
if*
Ó
H
(II) (III) (IV)
lon ancolat ở đây lấy lại một proton của HB trả lại xúc tác B .
/O 0 ®
H N ^ 1
CH— ệ — Ar
Ị I
-s
+
HB

ỵP 9 ^
H N ^ I
CH— C— Ar +
o
B
H
0
H
(IV) (V)
Giai đoan nsưns tu (dehydrat)
Dưới tác dụng của proton, một phân tử nước bị loại ra tạo thành dây nối
kép.
H N— f H N — f
o T +H^ o
CH
A / b H
- H^O 0
.0
CH© U
A /
H
+ H2O
.0
Ar'
®

f -
/ h +
Ar
CH

Quá trình dehydrat này xảy ra dễ dàng vì sản phẩm tạo thành có mức
năng lượng thấp hcfn.
PHẦN 2
THựC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
2.1. HÓA CHẤT, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THựC NGHIỆM
2.1.1. Hóa chất
Hóa chất sử dụng trong thực nghiệm là các hóa chất thí nghiệm thông
thường, bao gồm một số hóa chất sau:
+ Aceton (CHjCOCHị) + Furfuraldehyd
+ Aciđ acetic băng (CH,COOH) + Methanol (MeOH)
+ Acid monocloroacetic (CICH^COOH) + m-nitrobenzaldehyd (QH4NO2CHO)
+ Acid salicylic
+ Acid sulfuric đặc (H2SO4)
+ Benzaldehyd (QH5 CHO)
+ Benzen (QH^)
+ Cloroform (CHCI3)
+ Cồn tuyệt đối (EtOH)
+ Dimethyl formamid (DMF)
+ Natri acetat khan (CHjCOONa)
+ Nitro furfural diacetat (NFD)
+ Nước cất (HjO)
+ o-nitrobenzaldehyd (QH4NO2CHO)
+ p-clorobenzaldehyd (QH4CICHO)
+ Thioure
+ Vanilin
2.1.2. Phương tiện
- Bình cầu đáy tròn dung tích 500 ml, bình ba cổ dung tích 100 ml, 250ml,
sinh hàn hồi lưu, nhiệt kế cổ mài, máy khuấy từ gia nhiệt, bếp đun có áo, phễu
lọc hút chân không Buchner.
- Sắc ký lớp mỏng (SKLM) được tiến hành trên bản mỏng Silicagel

Kieselgel 60 F254 (Merck).
- Nhiệt độ nóng chảy được đo trên máy Electrothermal Digital.
- Phổ tử ngoại được (UV) ghi trên máy Cary lE u v - Visible
spectrophotometer Varian tại phòng thí nghiệm trung tâm, trường ĐH Dược
Hà Nội.
- Phổ hồng ngoại (IR) được ghi trên máy Perkin - Elmer, sử dụng kỹ thuật
viên nén KBr, ghi ở vùng 4000 - 400 cm‘‘, tại phòng thí nghiêm trung tâm,
trường ĐH Dược Hà Nội.
- Phổ khối lượng (MS) ghi trên máy HP - 5989B - MS tại phòng phân tích
khối phổ - Viện hóa học - Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc
gia.
2.13. Phương pháp thực nghiêm
- Áp dụng các phương pháp thực nghiệm trong hóa học hữu cơ để tổng
hợp các sản phẩm dự kiến.
- Xác định các thông số thích hợp cho các phản ứng tổng hợp bằng SKLM
- Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM và đo nhiệt độ nóng
chảy.
- Xác định cấu trúc hóa học của các chất tổng hợp được dựa trên kết qủa
phân tích phổ tử ngoại, phổ hồng ngoại và phổ khối lượng.
- Thử tác dụng kháng khuẩn của các chất tổng hợp được theo phưcỉng pháp
khuếch tán trên thạch theo qui định của Dược điển Việt Nam III.
- Thử tác đụng kháng nấm theo phưoíng pháp Vanden Bergher và
Vlietlinck. (kỹ thuật thử hoạt tính sinh học trên phiến vi lượng 96 giếng).
- Thử tác dụng kháng tế bào ung thư người 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. TỔNG HỢP HÓA HỌC
2.2.1. Sơ đồ tổng hợp hóa học
Trong khóa luận này chúng tôi đã tiến hành các phản ứng tổng hợp theo
sơ đồ sau đây:

N H = c - NH2 + CICH2 COOH
SH
- NH4 CI
0
Ar-CHO +
-NH
-H,0
'S ^ O ; AcONa
(I)
Q
-NH
X
^CH s "'0
(II-IX)
Với :
Ar
NO,
X
Chất
(II)
(III)
Ar
0CH 3
OH
Chất
(VI)
(VII)
NO
2
(IV)

(V)
0 ,N 0 " \
( VIII )
(IX)
2.2.2. Tổng hợp thiazolidin- 2f4- dỉon (I)
ThÌazolidin-2,4-dion là chất trung gian quan trọng nhất của dãy phản
ứng mà chúng tôi tiến hành sau này. Trong khuôn khổ khóa luân chúng tôi
chọn phưcfng pháp tổng hợp của Mameli và Zorgi [23] tức là cho thioure tác
dụng với acid monocloroacetic trong mồi trường nước vì phưcfng pháp này
đơn giản và lại cho hiệu suất cao.
* Sơ đồ phản ứng:
NH
NH ^C-NH2 + CICH2 COOH
___
- NH4 CI ^
SH
( I )
C3H3NƠ2S;M= 117,13
* Dụng cụ: Bình cầu đáy tròn có dung tích llít, sinh hàn hồi lưu, bếp đun
có áo, bản sác ký lớp mỏng (SKLM).
* Tỉến hành:
Cho 50g (0,65 mol) thioure, 62g (0,65 mol) acid monocloroacetic và 500
ml nước cất vào bình cầu dung tích 1 lít. Lắp bộ dụng cụ, đun hồi lưu 4 giờ.
Để yên 24 giờ. Tủa tạo thành. Tiến hành lọc hút và rửa tủa bằng nước lạnh.
Kết tinh lại trong nước. Sấy khô ở nhiệt độ 70®c thu được 57g sản phẩm
tinh khiết hình kinh, màu trắng.
* Hiệu suất: 74%
* Nhiệt độ nóng chảy: 126"c (tài liệu 124- 126‘'C).
* Kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi khai triển là
aceton - benzen (1:4) cho một vết gọn rõ dưới ánh sáng đèn tử ngoại. Xác định

được = 0,33.
* Độ tan: Dễ tan trong DMF, aceton, cloroform, nước nóng, AcOH. Tan
được trong EtOH ở nhiệt độ phòng. ít tan trong nước, EtOH lạnh.
2 3 3, Tổng hợp các dẫn chất 5- aryliden- thiazolidin - 2/í - dion
2.2.3.1. Tổng hợp 5- benzyliden- thiazolidin - 2,4 - dion (H)
* Sơ đồ phản ứng:
Q
+
'CHO
— NH
' s \
Q
NH
b
AcOH ; AcONa
(I) (H )
C10H7NO2S; M = 205,23
* Dụng cụ: Bình cầu 3 cổ dung tích 100 ml, sinh hàn hồi luu, nhiệt kế,
máy khuấy từ gia nhiệt, SKLM.
* Tiến hành:
Trong cốc có mỏ hoà tan l,06g (0,01 mol) benzaldehyd trong 10 ml acid
acetic (AcOH) băng, chuyển hỗn hợp trên vào bình cầu 3 cổ dung tích 100 ml,
khuấy đều ở nhiệt độ phòng. Thêm l,33g naưi acetat (AcONa) khan và l,17g
(0,01 mol) thiazolidin-2,4-dion khuấy cho tan hoàn toàn ở nhiệt độ phòng.
Sau đó đun hồi lưu cách cát. Khi hỗn hợp phản ứng sôi thì bắt đẩu tính
giờ, nhiệt độ duy trì là 120- 122°c và theo dõi phản ứng bằng SKLM với hệ
dung môi khai triển (DMKT) là CHCI3 : MeOH (30:1). Xác định được thời
gian phản ứng tối ưu là 5 giồ. Để yên 24 giờ. Tủa tạo thành, lọc rửa tủa bằng
hỗn hçfp dung môi EtOH : HjO (1:1) lạnh. Sấy khô ở nhiệt độ 70“c thu được
l,33g tủa thô.

Kết tinh lại trong hỗn hơp dung môi EtOH : CHCI3 (2:1). Thu được 0,67g
tủa màu vàng.
* Hiệu suất: 32,5%
* Nhiệt độ nóng chảy; 251- 252°c.
* Kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ D M K T là CHCI3 : MeOH
(30:1) cho một vết gọn rõ dưới đèn tử ngoại. Xác định được Rf = 0,71.
* Độ tan: Dễ tan trong dung mồi DMF, aceton, AcOH nóng, EtOH,
MeOH. Hầu như không tan trong nước, clorofom, EtOH lạnh.
2.232, Tổng hợp 5-(3^- nitro benzyliden) - thiazoliđin- 2,4- dion (III)
* Sơ đồ phản ứng:
NO,
X o-
NO
X
Q
"CHO
— NH
■ s \
-H2 0
AcOH ; AcONa
— NH
- s \
CH
(I) (in)
C1 0 H6 N2 O4 S; M = 250,23
* Tiến hành:
Tiến hành tưcmg tự như với tổng hợp chất II, nhưng với các hóa chất là
l,51g(0,01 mol) m-nitro benzaldehyd, lOml AcOHbăng, l,33g AcONakhan
và 1,17g (O.OlmoI) thiazolidin-2,4-dion. Thời gian phản ứng là 2,5giờ. Thu
được l,57g tủa thô màu vàng nhạt.

Kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi EtOH ; H2O (2:3) thu được l,49g tủa
màu vàng kim.
* Hiệu suất; 61,3%.
* Nhiệt độ nóng chảy: 210- 210,5®c
* Kiểm tra SKLM với hệ DMKT là CHCI3 : MeOH (30:1), Rf = 0,69.
* Độ tan: Dễ tan trong DMF, aceton, EtOH nóng. Tan được trong AcOH
ở nhiệt độ phồng. Không tan trong nước, clorofom, EtOH lạnh.
2,23,3, Tổng hợp 5- (2"- nitro bemyliden) - thiazolidin- 2,4- dion (ỈV)
* Sơ đồ phản ứng:
Q
^ ị^ C H O
NO
2
-N H
(I)
-H,0
Q
AcOH ; AcONa
— NH
s
NO2
(IV)
C1 0 H6 N2 O4 S; M = 250,23
* Tiến hành:
Tiến hành tưcíng tự như 2.2.3.2 cũng với lượng hóa chất như vậy nhưng
thay m-nitro benzaldehyd bằng o-nitro benzaldehyđ. Thời gian phản ứng tối
ưu là 3giờ. Thu được 1,7g tủa thô màu tím than.
Kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi EtOH : H2O (1:2) thu được l,46g tủa
bồng màu tro xám.
* ỉỉỉệu suất: 58,4%.

* Nhiệt độ nóng chảy: 184- 184,5°c.
* Kỉểm tra SKLM với hệ DMKT là CHCI3 : MeOH (30:1), Rf = 0,54.
* Độ tan: Dễ tan trong DMF, aceton, EtOH nóng. Tan được trong EtOH,
AcOH ở nhiệt độ phòng. Khó tan trong nước, clorofom, EtOH lạnh.
2.23.4. Tổng hợp 5-(4 ’- cỉorobenzyliden) - thiazoỉidin -2,4- dỉon (V)
* Sơ đồ phản ứng:
¥

NH -H2 O
AcOH;AcONa
(I) (V )
C10H6CINO2S; M = 239,68
* Tiến hành:
Tiến hành tương tự như với tổng hợp chất II, nhưng với các hóa chất là
l,41g (0,01 mol) p-clorobenzaldehyd, 10 ml AcOH băng, l,33g AcONa khan
và l,17g (0,01mol) thiazolidin-2,4-dion. Thời gian phản ứng tối ưu là 5giờ.
Thu được l,57g tủa thô màu trắng mịn.
Dùng hỗn hợp dung môi EtOH : H2O (1:1) kết tinh lại, thu được l,49g
tủa bông màu trắng.
* Hiệu suất: 62,4%.
* Nhiệt độ nóng chảy: 266- 267^^0
* Kiểm tra SKLM với hệ DMKT là CHCI3 : MeOH (30:1), Rf = 0,69.
* Độ tan: Dễ tan trong DMF, aceton, cloroform, EtOH nóng. Tan được
trong EtOH, AcOH à nhiệt độ phòng. Không tan trong nước, EtOH lạnh.
2.23.5, Tổng hợp 5- (4*- hydroxy- 3 ' methoxy benzylỉden) - thỉazolỉdỉn-2,4-
dỉon (VI)
^ Sơ đồ phản ứng:
0 CH3
Q
+

'CHO
-N H _h,o
^ o AcOH ; AcONa
(I)
-NH
'C H ^ S ^ O
(VI)
ChH9N04S;M = 251,26
* Tiến hành:
Tiến hành tưcỉng tự như với tổng hợp chất n, nhưng với các hóa chất là
l,52g (0,01 mol) Vanilin, 10 ml AcOH băng, l,33g AcONa khan và l,17g
(0,01 mol) thìazolidin-2,4-dion. Thời gian phản ứng tối ưu là 4,5giờ. Đổ hỗn
hợp phản ứng ra, làm lạnh nhanh bằng nước đá. Thu được l,32g tủa thô màu
vàng nhạt.
Kết tinh lại với hệ dung môi DMF : H2O (5:1), thu được 0,93g tinh thể
hình kim màu vàng nhạt.
* Hiệu suất: 37,05%.
* Nhiệt độ nống chảy: 218- 220®c.
* Kiểm tra SKLM với hệ DMKT là CHCI3 : MeOH (30:1), Rf = 0,53.
* Độ tan: Dễ tan trong DMF, AcOH nóng. Tan được trong aceton, EtOH
nóng. Hầu như khồng tan trong nước, EtOH lạnh, cloroíorm.
2.23.6. Tổng hợp 5-(2*- hydroxy- bentyỉiãen) - thiazolidin-2,4-đion (VII)
* Sơ đồ phản ứng:
OH
—NH
'S ^ O
-H2O
AcOH; AcONa
-NH
OH

(I) (VII)
CioH7N03S;M = 221,23
* Tiến hành:
Tiến hành tương tự như với tổng hợp chất II, nhưng với các hóa chất là
l,22g (0,01 mol) alđehyd salicylic, 10 ml AcOH băng, l,33g AcONa khan và
1,17g (0,01 mol) thiazolidin-2,4-dion. Thời gian phản ứng tối ưu là 5giờ. Thu
được 1,37 g kết tủa mịn màu vàng cam.
Kết tinh lại bằng hỗn hợp dung môi EtOH : HjO (1:1), thu được 1,12g
tinh thể mịn màu vàng cam đậm.
* Hiệu suất: 50,60%,
* Nhiệt độ nóng chảy: 243- 243,5'’c.
* Kiểm tra SKLM với hệ DMKT là CHCI3 : MeOH (15:1), Rf = 0,46.
* Độ tan: Dễ tan trong DMF, aceton, EtOH nóng, MeOH. Hầu như
không tan trong nước, EtOH lạnh, cloroform.
2.2.3.7. Tổng hợp 5- furfuryliden - thiazoỉidin-2,4-dion (VIII)
* Sơ đồ phản ứng:
Qs
+
—NH
(I)
-HoO
AcOH ; AcONa
— NH
( VIII )
CsH5N03S;M= 195,2
* Tiến hành:
Tiến hành tương tự như với tổng hợp chất II, nhưng với các hóa chất là
0,96g (0,01 mol) furfuraldehyd, 10 ml AcOH băng, l,33g AcONa khan và
l,17g (0,01mol) thiazolidin-2,4-dion. Thời gian phản ứng tối ưu là 4,5 giờ.
Thu được l,26g tủa thô màu xám.

Dùng hệ đung môi DMF : H2O (3:1) để tinh chế lại, thu được l,05g tinh
thể màu xám ánh xanh.
* Hỉệu suất: 53,85%.
* Nhiệt độ nóng chảy: 224- 225^c.
* Kiểm tra SKLM với hệ DMKT là CHCI3 : MeOH (30:1), Rf = 0,76.
* Độ tan: Dẽ tan trong DMF, aceton, EtOH nóng. Hầu như không tan
trong nước, EtOH lạnh, cloroform.
2.2.3.8. Tổng hợp 5-(5'~ nitro-2*- furfuryUden) - thỉazolỉđin-2,4-đion (IX)
* Sơ đổ phản ứng: