Tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của 5 (m nitrobenzyliden) thiazolidin 2,4 dion và dẫn chất

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC D ược HÀ NỘI


CAO THỊ TFĨUÝ NGÂN
TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
5-(m-NITROBENZYLIDEN)RHODANIN VÀ DẪN CHAT
Khoá luận tô't n gh iệ p dược s ỹ đ ạ i học khoá 2002 — 2007
NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS. TS NGUYỄN q u a n g đ ạ t
THS. PHẠM THỊ HẠNH NGUYÊN
NƠI THỰC HIỆN : BỘ MÔN HOÁ HỮU c ơ
THỜI GIAN THỰC HIỆN : 2/2007 - 5/2007
HÀ NỘI, 5-2007
Lờ\ cam ơn
i_ời (đầu \\ề n ) foi XÌI^ lc)tT0 b ie f ơn s a u s ắ c tói !
1~'CÀS>^ ~ns 7^ 0 uyễ^^ (^ua n g Đạ+
Xhs. Pkạm Xkị +■ ỉạKvK ,N)guyêi^.
7\)0Uc?i +KỔy/ c ổ
đ ă
luôn
C ịu a n
la m / tạ^-v tÍKvk 0Ìúp
â ỡ , c\\\
b ả o
tồi +I^OK\0 s u ố i +Kờỉ gìcxn đ ế K o à n tKòKvK kkóa luạn +Ô+ i^0 Kiẹp-
Xôi xi^^ cKôia tkàrvK cảm ƠK\ ~vs 7\]0uyen Xkị Kiều yV^vK/
i_ê ~rkị ~C l\i\ỵ D S /^ g uỵên "CKị "hluyềt^ (1^Kòt^0 tki" ^A0kiệnA
+I^UH0 tâm - ~ư^'ườ^^g đạ'\ U.ỌC. D u ợ c "{"là /\)ội)y ~ rs "Tkànk ~Vị\iA ~cu,ủỵ
(PKÒH0 kkôi pị\ô - Việi^ Kóa kọC; các cái^ bộ - pKòi^0 sÌKvk kọc
+Kực n0kìện^ - V iện
ị\ ó a

K ọc c á c kợp
czi\ấỲ
fkieKv nkieKv) v à +oà^A
f l\ ể

cá c +Kûy cô
0
Ìáoy kỹ tkật viên 3 ộ mổia -Ị-ióa kũu cơy các tkầy cổ
0
Ìáo +f*oH
0
+j*UỜKV
0
y các pkò
>^0
baHy +ki^ việia -
đcxi
kọc
D u ợ c "l^là 7\]ội
đ ã
+ạo ííiề u k
ìẬ n Ỷ ị\u ậ n
lợi
đê-
+ổi K oàn tk<àn!\ k k ó a
luậia r^àỵ,
CSuôi CÙKV0 fôi xì>^ cỏm ơn 0ÌCI ¿ímK/ bọia bt"! ImỒh động viểi^y
Kổ ti^ợ +ổi +Kực KiẹH tôt kKóa luọKv +ổf K0kiẹp ^''òy.
■hlà j \ộ \ ; 2 0 / 5 l 2 0 0 7
SìkK viềí-v! C^cxo ~Ckị ~cu.i\ỵ ]^ g ấ n

MỤC LỤC
Nội dung Trang
ĐẶT VẤN Đ Ể 1
Phần 1: TỔNG QUAN 3
1.1 Tác dụng sinh học của các dẫn chất của rhodanin 3
1.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

3
1.1.2. Tác dụng kháng tế bào ung thư 7
1.2. Các phản ứng tổng hợp rhodanin và dẫn chất 8
1.2.1. Phản ứng tổng hợp rhodanin 8
1.2.2. Phản ứng tổng hợp các dẫn chất của rhodanin

9
PHẦN 2: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QU Ả 15
2.1. Hóa chất, phương tiện và phương pháp thực nghiệm 15
2.1.1. Hóa chất 15
2.1.2. Phương tiện 15
2.1.3. Phương pháp thực nghiệm 15
2.2. Tổng hợp hóa học 16
2.2.1. Sơ đồ phản ứng chung 16
2.2.2. Tổng hợp 5-(m- nitrobenzyliden)rhodanin

17
2.2.3. Tổng hợp một số dẫn chất của 5-(m- nitrobenzyliden)rhodanin 18
2.2.4. Kết luận 22
2.3. Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc 24
2.3.1. Sắc ký lớp mỏng 24
2.3.2.Phân tích phổ hồng ngoại (IR ) 24
2.3.3. Phân tích phổ tử ngoại (UV) 26

2.3.4. Phân tích phổ khối lượng (MS) 27
2.4. Thử hoạt tính sinh học 30
2.4.1. Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm
30
2.4.2. Thử hoạt tính kháng các dòng tế bào ung thư người

33
2.5. Bàn luận
.
35
2.5.1. Về tổng hợp hóa học 35
2.5.2. Về xác định cấu trúc
36
2.5.3. Về hoạt tính sinh học
36
PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUẤT 38
3.1. Kết luận
38
3.2. Đề xuất
39
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
CTPT
DMF
ĐMSO
Hep-2
IC50
IR
KLPT

LU
MIC
MS
SKLM
uv
vsv
Công thức phân tử
Dimethylformamid
Dimethylsulfoxid
Tế bào ung thư gan người
Nồng độ ức chế 50%
Phổ hồng ngoại
(Infrared spectroscopy)
Khối lượng phân tử
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
Bệnh tật là mối đe dọa lớn nhất của loài người trong mọi thời đại. Mặc dù
xã hội ngày càng phát triển, văn minh hơn, hiện đại hơn nhưng con người vẫn
không thể trốn tránh được bệnh tật. Chính vì vậy, việc nghiên cứu những loại
thuốc mới có hiệu quả cao trong phòng và chữa bệnh luôn là vấn đề quan tâm
hàng đầu của ngành Dược nói riêng và của toàn xã hội nói chung.
Thuốc có nhiều nguồn gốc khác nhau, trong đó thuốc có nguồn gốc tổng

hợp hoá học đóng vai trò hết sức quan trọng và chiếm một số lượng lớn thuốc
đang 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 mới dự đoán có tác dụng cao
hơn, ít độc tính hơn và dễ dàng đạt hiệu quả cao trong điều trị.
Cùng với nhiều dẫn 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. Đã có nhiều công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất của rhodanin
có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư [6 ], [8], [12], [13], [22]
và gần đây nhất là tác dụng ức chế một số loại virus [2 0], có triển vọng cao
trong điều trị.
Để tiếp tục và phát triển hướng nghiên cứu về tổng hợp và sàng lọc hoạt
tính sinh học của các dẫn chất của rhodanin, chúng tôi thực hiện đề tài: “Tổng
hợp và thử hoạt tính sinh học của 5-(in-nitrobenzyliden)rhodanin và dẫn
chất” vói các mục tiêu:
1. Tổng hợp 5-(m-nitrobenzyliden) rhodanin và một số dẫn chất base
Mannich của nó.
2. Thử sàng lọc hoạt tính 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 hơn về khả năng ứng dụng trong thực tế. Rút ra những
kết luận sơ bộ về mối liên quan cấu trúc - tác dụng của dãy chất này.
Với các mục tiêu trên, chúng tôi hy vọng đề tài này là một đóng góp nhỏ
vào việc Rghiên cứu, tìm kiếm các chất thuốc thuộc dãy dẫn chất của
rhodanin.
Phần 1
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 sô 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 Thụy Điển Akerblom E.B. đã tổng hợp và thử
tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 5-nitrofuran mà phân tử chứa gốc 5-
nitroíuryl, nhân rhodanin, nhóm ceton a, p - không no [17].
O2N ' ^(CH=CH)n— CH'"
n = 0,l Ri = H,alkyl
Các chất tổng hợp được xác định nồng độ ức chế tối thiểu trên hai chủng
vi khuẩn Gr(+), và 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 ịig/ml.
Gần đây, các dẫn chất rhodanin vẫn liếp tục được tổng hợp và nghiên cứu
tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm.
Năm 1997, Pafahl, Magnus Catherine đã tiến hành thử hoạt tính kháng
nấm của các dẫn chất 5-benzylidenrhodanin [26].
R = -C6H4-4-OCF3, -CH(CH3)Ph
Tính kháng nấm được thử nghiệm trên Candida albicans, kết quả là chất
này có tác dụng ức chế chậm enzyme protein mannosyltransferase - (PMT- 1)
của chủng nấm này với IC50 < 0,5 Ịig/ml.
Năm 2004, Orchar Michael, Neuss Charlotte tổng hợp một số dẫn chất
thiazolidinon và thử hoạt tính kháng nấm của chất này [25].
x = 0, s
Q - (CH2)„CHR,(CH2)„
R2 = H, alkyl, cycloalkyl
n = 0 - 2
X
Y = CH2, CO
Rj, R5 = H, alkyl, phenyl
R3, R4 = H, alkyl, COR^

R6,R7 = 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, với MIC = 0,2 -
0,5 ụg/ml.
Các tác giả người Singapore: Sim, Mui Mui, Ng Sew Bee đã đưa ra những
thông tin về tình hình kháng khuẩn của các dẫn chất 5-benzylidenrhodanin
[29].
o,
•N -R i
(CH = C H )„ -C H = C ^
X
x = s R = N(CH3)2, C1 Ri = H, alkyl n = 0,l
Tác dụng này là do các chất có khả năng ức chế enzyme UDB-N-Acetyl
muramate / L-Alanin Ligase của Staphylococcus aureus kháng methicillin.
Tuy nhiên chất này lại không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-) Escherichia coli.
Tại Việt Nam, nhiều dẫn chất của rhodanin cũng đã được tổng hợp và thử
hoạt tính sinh học, trong đó có tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm.
Trương Phương, Huỳnh Thị Nguyên Thuỷ đã tổng hợp và thử tác dụng
kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 3-salicylaminorhodanin [12].
0.
RCH^
-N— NH— CO-
Hơ
R = C6H5 (CH3)2NC6H4-
Kết quả là các chất trên có tác dụng trên tất cả các chủng vi khuẩn kiểm
định, trong đó mạnh nhất là 4-phenylhydrazon-3-salicylaminorhodanin vód
MIC = 0,031 ụg/ml.
C6H4NH—
-N—NH— CO-

HÓ
Theo kết quả nghiên cứu trên, năm 2000 Trương Phương và cộng sự tiếp
tục tổng hợp các dẫn chất 3-(3’,5’-diclorosalicylamydo)rhodanin [13].
Q
RCH=
-N— NH— CO-
■ s ^ s
HO
Vi sinh vật kiểm định là các chủng thường gặp trong các bệnh nhiễm
khuẩn da như Staphylococcus aureus, Microsporum gypseum, Escherichia
coỉi, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Streptoccocus aureus.
Cả sáu chất tổng họrp được đều có tác dụng mạnh trên các chủng vi khuẩn
Gr(+) với MIC = 0,15-0,5 ịig/ml, tác dụng yếu hay 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 đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của
5-(5’-nitrofurfuryliden)rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó [
6 ],
[10].
■Ri
Q
•N— CH2—K
0 ,N "CH
R9
Ri = H, alkyl
R 2= 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 Yầ cho thấy có tác dụng mạnh, thể hiện
Ở M IC =1-10 ụg/ml.

* về cơ chế tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất
rhodanin
Theo một số tài liệu tham khảo được thì các dẫn chất của rhodanin có khả
năng ức chế enzym cần thiết cho chuyển hoá của các vi khuẩn, vi nấm [27],
[30].
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 ], [9], [17].
Các dẫn chất khác của rhodanin có nhóm - NO2 trong phân tử, khi bị khử
hoá sẽ thành các nhóm hoạt động như gốc nitro, nhóm nitroso, nhóm
hydroxylamin, nhóm amin. Các chất này tương tác và làm tổn thương AND
của vi khuẩn, vi nấm [6 ], [8 ], [9], [17].
1.1.2. Tác dụng chống ung thư
Ngoài tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, thời gian gần đây 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 vấn đề này và ứng dụng thực tế
của nó.
Năm 2004, AI - Shamma Hussien, Pfahl Magnus đã tổng hợp các dẫn
chất 5 -benzylidenrhodanin [18].
M
Kết quả nghiên cứu cho thấy các chất trên ức chế đáng kể sự phát triển
của các tế bào ung ihư vú, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư tụy, ung thư phổi
với MIC = 1 - 1 0 pg/ml. Vì vậy, một số dẫn chất trong đó được sử dụng có
hiệu quả trong các bệnh có liên quan đến sự tăng sinh không kiểm soát được
của các tế bào như bệnh ung thư hay các triệu chứng tiền ung thư.
Cũng trong năm này, các dẫn chất rhodanin có chứa vòng piperazin trong
phân tử cũng được Dikova L, Wesselinova D. tổng hợp bằng phản ứng
Mannich và nghiên cứu tác dụng chống ung thư [22].
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 íác giả Đinh Thị Thanh Hải, Nguyễn Quang
Đạt, Lê Mai Hưcmg đã công bố kết quả tổng hợp và tác dụng kháng tế bào
ung thư ở người của một số dẫn chất 5 -nitrofuran trong đó có 5-(5’-nitro-2’-
furfuryliden)rhodanin [8 ].
-N— n
Chất trên được thử tác dụng kháng tế bào ung thư ngưòi 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 IC<ị0 = 1,1
ịig/ml đối với KB và IC50 = 0,5 ụg/ml đối với FL.
1.2. CÁC PHẢN ÚNG 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 [26].
Sơ đồ phản ứng như sau:
s
CS2
+ 2NH.
NH4SC— NH2
Muối amoni dithiocarbamat
NH4SC—NH2 + ClCH2C0 2 Na
H2C

s
0 = c c = s + NH4CI
ONa NH2
H2C
o = c
HoC-
c = s + HCl

90 - 95^’c
ONa NH,
0 = c c = s + NaCl + H2O
N
J
H
Rhodanin
Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1; cs, tác dụng với amoniac thu được muối amoni
dithiocarbamat.
- Giai đoạn 2: Muối vừa tạo thành cho phản ứng với natri
monocloroacetat hu 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. 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-arylidenrhodanin.
- Nhóm NH amid có H linh động có thể tham gia phản ứng Mannich tạo
các dẫn chất base Mannich.
I.2.2.I. Phản ứng ngưng tụ các aldehyd thơm với rhodanin
* Sơ đồ phản ứng:
Ai— CH= 0 +
- H2Q
AcOH, AcONa Ai— CH=C
-N-H
Phản ứng xảy ra dễ dàng với xúc tác là natri acetat khan trong acid acetic
băng.
Một số công trình nghiên cứu đã thực hiện phản ứng này để tạo ra nhiều
dẫn chất rhodanin [12], [13], [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 chứa nhóm methylen hoạt động
(rhodanin) để tổng hợp nên các dẫn chất của rhodanin.
Phản ứng ngưng tụ giữa các aldehyd thơm với các hợp chất có chứa nhóm
methylen hoạt động thực chất là phản ứng ngưng tụ aldol ngoại phân tử [1].
[2 ], [2 1 ].
Phương trình phản ứng như sau;
o ỌH Ọ ọ
ụ
II _ I „ u _ - H , 0 _ _ ^ _
A r -c ; + R-CH2-C —R' Ar-CH—CH-C— R’ ^ » A r-C H = C -C —R'
' h

ĩ

ỉ
R R
Phản ứng ngưng tụ aldol có thể thực hiện với xúc tác base hoặc acid.
* Cơ chê phản ứng:
Nhóm methylen ở vị trí 5 của rhodanin rất hoạt động, các nguyên tử
hydro ở đây dễ dàng tách ra 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 RJ-CH2-R2 và công thức chung của các
aldehyd thơm là Ar-CH=0. Có thể viết cơ chế phản ứng như sau:
- Giai đoạn cộng hợp:
\ h2 + B

► V h + HB
R i^ R i^
(I) (II)

Anion (II) tấn công vào carbon điện tích dương phần c ^ của nhóm
carbonyl của aldehyd, hình thành sản phẩm cộng hợp (IV).
_ ô,-í)r^ ô(+)
^CH + 0 — CH

^Ar
Ri
Ri
o
'CH— CH
Àr
(II) (III) (IV)
lon alcolat (IV) tạo thành lại lấv một proton của HB trả lại xúc tác B '.
R,
R
o
:CH— CH
+ HB
R,
Rí
ỌH
:CH— CH
B
Ar ''2
(IV)
Giai đoạn ngưng tụ (dehydrat):
Ar
(V)
D OH p R,
I +H+ “ L. - « 2° V

CH— ¿H ;CH— CH ■ ^
r / [ -H + r / ĩ +H 2O r /
Àr Ar
•¿H
- H
R.
‘\
C = CH
Ảr
+
H+ R / 1
Ar
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
hcfn.
I.2.2.2. Vê phản ứng Mannich
* Định 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
các amin bậc 1, amin bậc 2 hoặc NH3.
* Cơ chế phản ứng
Phản ứng xảy ra dễ dàng trong dung môi alcol ở nhiệt độ không cao (<
lOO^C) và xúc tác acid, có nhiều trưcmg hợp không cần xúc tác.
Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn:
Giai đoan 1:
Amin phản ứng với formaldehyd với sự có mặt của acid tạo thành một
chất trung gian, chất này loại nước tạo thành tác nhân ái điện tử.
W HO -
_ ; ú ỉ . CH2 = ỎH

)i^ -C H 2 -0 H — /N = CH2 /N -C H 2
R2 R2 R2 R2
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
1 +
R
R2
V — CH2 + H— C—

\ — CH2—ệ — +
R
2
* Đặc điểm của các chất tham gia phản ứng Mannich
Trong phản ứng Mannich có 3 chất tham gia là amin, aldehyd và một 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 amin bậc hai và thường sẽ phản ứng tiếp cho amin
bậc ba.
Amoniac cũng có thể được sử dụng nhưng thường cho ba phản ứng liên
tiếp, cho amin bậc 1, bậc 2, bậc 3.
- Aldehyd: 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 trong tổng hợp atropin.
- Hợp chất có nguyên tử hydro linh động: Bao gồm nhiều loại hợp
chất khác nhau chứa H 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 tự

với các loại hydro linh động nêu trên ta có các quá trình c - aminomethyỉ hoá,
N - aminomethyl hoá, s - aminomethyl hoá, p - aminomethyl hoá.
* Điều kiện của phản ứng Mannich
- Tính ái nhân của amin:
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 hoá.
- 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:
Xảy ra ở điều kiện nhiệt độ nhẹ nhàng, từ 50 - 100°c hoặc ở nhiệt độ
phòng.
- Xúc tác:
Thông thường phản ứng cần xúc tác acid. Thường 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 phenol và indol thì ta tiến hành phản ứng trong môi
trường acid acetic. Trong nhiều trưòfng hợp, phản ứng xảy ra không cần xúc
tác.
* ứng dụng của phản ứng Mannich trong tổng hợp thuốc
ứng dụng đặc biệt quan trọng của phản ứng Mannich là tổng hợp ra
những thuốc mới có hiệu quả điều trí cao, có độ hoà tan trong nước tốt hơn
chất gốc và ít có tác dụng phụ.
- Một ví dụ điển hình trong ứng dụng của phản ứng Mannich là đã tổng
hợp ra dẫn chất tetracyclin có tính chất hoà tan trong nước tốt hơn và ít có tác
dụng phụ hem [23].
C H 3 O H ^
O H
H C H 0 ,H N R 2R j

Ị CI^OH f™ 0H
C O N H 2
O H o O H o
lĩ ĩ rí
O H 0 O H 0
Tetracyclin
■ :^ '^ C O N H C H 2N R 2R3
Khi
R = R , = H
- N
/
Ro
R.
- o
-NH CH2COOH
-N
Morfocyclin
Glycoxyclin
Rolitetracyclin
- Một S Ố dẫn chất của 5-nitrofuran 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 [14], [15].
Ví dụ:
Tổng hợp các dẫn chất base Mannich của 5-(5’-nitro-2’-furfuryliden)rhodanin
theo phưcrng trình sau [9]:
N
R,
o.
s '
HCHO - HN.

/ -H2O
o.
Rọ
\
R9
0,N
— ^N- CH.
/ o
s s
Phản ứng này dễ dàng xảy ra trong dung môi ethanol, ở nhiệt độ phòng và
cho 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
Hoá chất sử dụng là các hoá chất thông thường, có sẵn ở phòiig 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 (ƯV) ghi trên máy Cary lE u v - 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. Phưcmg 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 tiến triển của phản ứng.
- Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm 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 (NQ).
2.2. TỔNG 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:
\ /
CH =0 + H:
-NH
O M '
-H2O /
AcOH,AcONa \
__
/
O2N
-CH = C
(1)
-NH
/R i

^n-ch2-n C ^ ^
O9N
V/
/
-CH = C

- N
Ri
R9
/■
•N
V
(2)
(3)
■ ™ - C /
(4)
■ ™ - C /
CH. (5)
2.2.2. Tổng hợp 5-(m-nitrobenzyliden)rhodanin (1)
* Sơ đồ phản ứng:
\ /
■CH= 0 +
-NH
-H2O
-NH
AcOH,NaOAc
\ /
O7N
O2N
M= 133,10
(1)
M = 266,22
M= 151,12
* Dụng cụ:
Bình cầu 3 cổ dung tích 250ml, nhiệt kế, sinh hàn hồi lưu, khuấy từ.
* Tiến hành:

Trong bình cầu trộn lẫn l,06g (0,008 mol) rhodanin; 1,21 g (0,008 mol)
m-nitrobenzaldehyd; l,97g (0,0024 mol) natri acetat khan làm xúc tác; hòa
tan trong 80ml acid acetic băng. Khuấy đều hỗn hợp rồi đun hồi lưu cách cát.
Hỗn hợp sôi và hồi lưu ở 115 - 120°c thì bắt đầu tính giờ. Theo dõi tiến triển
của phản ứng bằng SKLM với hệ dung môi CHCI3 : MeOH (30 : 1).
Xác định thời gian phản ứng tối ưu là 3 giờ. Kết thúc phản ứng, đổ hỗn
hợp ra cốc, để yên ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, tạo tủa. Lọc hút, rửa tủa, sấy
khô thu được tủa thô.
Kết tinh lại bằng dung môi aceton thu được 0,74g sản phẩm màu vàng
chanh, hơi bông.
* Kết quả:
- Hiệu xuất: 55,6%
- Nhiệt độ nóng chảy: 260-26l°c.
- Độ tan: lan trong DMF, hơi lan trong aceton, khó tan trong EtOH,
MeOH, CHCI3.
- Kiểm tra độ linh khiết bằng SKLM với hệ dung môi CHCI3 : MeOH
(30; 1) thấy viết gọn, rõ dưới ánh sáng đèn tử ngoại, Rf = 0,79.
# f s i"«?;«1 \ \
2.2.3. Tổng hợp một sô dẫn chất base Mannich của 5-(m-nitrobenzyliden)
rhodanin
Dựa vào một số tính chất của nguyên tử H linh động trong nhóm -NH
amid của nhân 2 -thioxothiazolidinon trong phân tử chất (1), chúng tôi tiến
hành tổng hợp một số dẫn chất base Mannich của chất (1), bằng cách cho chất
(1 ) tác dụng với formaỉdehyd và các hợp phần amin (piperidin, morpholin,
anilin, p-toluidin ) như đã trình bày ở phần sơ đồ chung.
2.2.3.I. Tổng hợp 3-piperidinomethyl-5-(m-nitrobenzyliden)rhodanin (2)
* Sơ đồ phản ứng:
J
o +HCHO + HN
-NH

02N
(1) (2)
M = 266,22 M = 363,37
* Dụng cụ:
Bình cầu 3 dung tích 250ml, sinh hàn hồi lưu, khuấy từ, nhiệt kế.
* Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ dung tích 250ml cho vào l,33g(0,005 mol) chất (1),
cho từ từ 20ml hệ dung môi EtOH : DMF (1:1), vừa cho vừa khuấy và đun hồi
lưu nâng dần nhiệt độ tới 70°c thì tan hoàn toàn. Để nguội, cho tiếp 0,42ml
formol (0,005mol HCHO); 0,49ml (0,005mol) pipeiidin, dùng khuấy từ đồng
thời đun cách thuỷ đến 70°c thl tan hoàn toàn, bắt đầu tính giờ. Theo dõi phản
ứng bằng SKLM với hệ dung môi CHCI3: ÌS0 C3H7OH (30:1), sau 2 giờ thì
phản ứng đạt tối ưu.
Đổ ra cốc có mỏ, để kết tủa ở nhiệt độ phòng trong 24h giờ. Lọc hút, rửa
tủa bằng EtOH lạnh. Kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi EtOH : DMF (3:1)
thu được 1,14g sản phẩm màu vàng đậm.
* Kết quả:
- Hiệu xuất: 62,7 %.
- Nhiệt độ nóng chảy; 162 - 164^c.
- Độ tan: tan trong DMF: hơi tan trong aceton; không tan trong EtOH,
MeOH, CHCI3.
- Kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi thấy vết gọn rõ dưới
ánh đèn tử ngoại, Rf = 0,59.
2.2.3.2. Tổng hợp 3-morpholinomethyl-5-(m-nitrobenzyliden)rhodanin
(3)
* Sơ đồ phản ứng:
o + HCHO + \) o
/
\
•NH \

__
/ /=v
^N — CH2
— 0
ỵ = \
O2N O2N
(1) (3)
M = 266,22 M = 365,34
* Dụng cụ:
Bình cầu 3 dung tích 250ml, sinh hàn hồi lưu, khuấy từ, nhiệt kế.
* Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ dung tích 250ml cho vào l,33g(0,005 mol) chất (1),
cho từ từ 20ml hệ dung môi EtOH : DMF (1:1), vừa cho vừa khuấy và đun hồi
lưu nâng dần nhiệt độ tói 70®c thì tan hoàn toàn. Để nguội, cho tiếp 0,42ml
formol (0,005mol HCHO); 0,43ml (0,005mol) morpholin, dùng khuấy từ
đồng thời đun cách thuỷ đến 70°c thì tan hoàn toàn, bắt đầu tính giờ. Theo dõi
phản ứng bằng SKLM với hệ dung môi CHCI3: isoC3H7 0 H(3 0 :l) sau 2 giờ thì
phản ứng đạt tối ưu.
Đổ ra cốc có mỏ, để kết tủa ở nhiệt độ phòng trong 24h giờ. Lọc hút, rửa
tủa bằng EtOH lạnh. Kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi EtOH : DMF (3:1)
thu được l,03g sản phẩm màu vàng.
* Kết quả:
- Hiệu xuất: 56,7%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 210 - 212°c.
- Độ tan: tan trong DMF; hơi tan trong aceton; không tan trong EtOH,
MeOH, CHCI3.
- Kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi thấy vết gọn rõ
dưới ánh đèn tử ngoại, Rf = 0,63.
2.2.3.3. Tổng hợp 3"anilinomethyl-5-(m-nitrobenzyliden)rhodanin (4)
* Sơ đồ phản ứng:

+ HCHO
• "'" - 0 r y Z X ; X T " ” ^
O2N'
(1) (3)
M = 266.22 M = 371,35
* Dụng cụ:
Bình cầu 3 dung tích 250ml, sinh hàn hồi lưu, khuấy từ, nhiệt kế.
* Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ dung tích 250ml cho vào l,33g(0,005 mol) chất (1),
cho từ từ 20ml hệ dung môi EtOH : DMF (1:1), vừa cho vừa khuấy và đun hồi
lưu nâng dần nhiệt độ tới 70°c thì tan hoàn toàn. Để nguội, cho tiếp 0,42ml