Nghiên cứu, tổng hợp 2 AZA anthraquinon và hoạt tính sinh học của chúng

Khóa luận tốt nghiệp

Trường đại học sư phạm hà nội 2
KHOA HóA HọC
******

Nguyễn thị thùy dương

Nghiên cứu, tổng hợp 2-azaanthraquinon và hoạt tính sinh học của
chúng

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Hà Nội-2010

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 0


Khóa luận tốt nghiệp

MụC LụC
Mở đầu ........................................................... Error! Bookmark not defined.
lí do chọn đề tài ................................................................................................ 2
Mục đích của đề tài ......................................................................................... 3
phần 1 Tổng Quan ........................................................................................... 4
1.1. Chiết tách và hoạt tính sinh học của 2-aza-anthraquinon ...................... 4
1.2 Tổng hợp các hợp chất 2-aza-anthraquinon ........................................... 7
Phần 2 Thực nghiệm ..................................................................................... 15

2.1. Phương pháp nghiên cứu, nguyên liệu, và trang thiết bị ..................... 16
2.1.1. Phương pháp nghiên cứu ............................................................. 16
2.1.2. Nguyên liệu, dụng cụ .................................................................... 16
2.1.3. Kiểm tra định tính, độ sạch của dẫn xuất bằng sắc ký lớp mỏng 16
2.1.4. Xác nhận cấu trúc ........................................................................ 17
2.1.5. Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm...................................... 17
2.1.6. Đối tượng nghiên cứu thử hoạt tính sinh học .............................. 18
2.2. Tổng hợp 2-phenoxymetyl-1,4-naphthoquinon (43) ........................... 18
2.3. Tổng hợp hợp chất 2-acylmetyl-3-phenoxymetyl-1,4-napthoquin ..... 19
2.3.1. Tổng hợp 2-(2-oxo-3-metylbutyl)-3-phenoxymetyl-1,4-naphthoquinon (45) ............................................................................................ 20
2.3.2. Tổng hợp 2-(2-oxo-2-phenyletyl)-3-phenoxymetyl-1,4-naphtho- 20
quinon (47) ............................................................................................. 20
2.4. Tổng hợp 2-aza-anthraquinon.............................................................. 21
2.4.1. Tổng hợp 3-isopropyl-benz[g]isoquinolin-5,10-dion (48) .......... 21
2.4.2. Tổng hợp 3-phenylbenz[g]isoquinolin (49) ................................. 22
Phần 3 Kết quả và thảo luận.......................................................................... 23
3.1. Kết quả và thảo luận về tổng hợp các chất 2-aza-anthraquinon ......... 23
3.1.1. Tổng hợp 2-phenoxy-1,4-naphthoquinon (43) ............................. 23
3.1.2. Phản ứng của các ylit với 2-phenoxymetyl-1,4-napthoquinon .... 25
3.1.2.1. Tổng hợp 2-(2-oxo-3-metylbutyl)-3-phenoxymetyl-1,4-naphtho
quinon (45 ) ........................................................................................ 27
3.1.2.2. Tổng hợp 2-(2-(phenyl)-2-oxoetyl)-3-phenoxymetyl-1,4naphtho quinon (47) ........................................................................... 27
3.1.3. Tổng hợp 2-aza-anthraquinon ..................................................... 28
3.2. Thảo luận về cấu trúc sản phẩm .......................................................... 29
3.2.1. Phổ 1H NMR ................................................................................ 30
3.2.2. Phổ 13C NMR................................................................................ 31
3.3. Kết quả thăm dò hoạt tính sinh học ..................................................... 36
Kết luận .......................................................................................................... 38
Tài liệu tham khảo .......................................................................................... 39

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 1


Khóa luận tốt nghiệp

Mở đầu
lí do chọn đề tài
Kể từ khi chất kháng sinh đầu tiên penicillin được tình cờ tìm ra bởi
nhà bác học Alexander Fleming (1881-1955), nhu cầu sử dụng chất kháng
sinh ngày càng tăng đột biến. Kháng sinh là chất dùng để ức chế sự phát triển
của vi khuẩn hoặc tiêu diệt vi khuẩn ngay ở nồng độ thấp. Kháng sinh được
dùng trong điều trị các bệnh nhiễm trùng hoặc điều trị dự phòng các bệnh có
khả năng gây dịch hoặc dự phòng trong các cuộc phẫu thuật nhằm chống bệnh
nhiễm trùng bệnh viện.
Các loại thuốc kháng sinh thường dùng từ trước đến nay là: kháng sinh
nhóm -lactam gồm kháng sinh nhóm penicillin và kháng sinh cephalosporin;
kháng sinh chloramphenicol; kháng sinh nhóm tetracycline; kháng sinh nhóm
aminoglycozid; kháng sinh macrolid; kháng sinh lincosamid; kháng sinh
polypeptide...
Hiện nay, vi khuẩn đang có xu hướng kháng lại các thuốc kháng sinh.
Các loại vi khuẩn kháng lại nhiều thuốc kháng sinh, người ta gọi là đa kháng
thuốc như vi khuẩn Staphylococcus aureus (Sa), Pseudomonas aeruginosa
(Pa), Escherichia coli (Ec). Nguyên nhân kháng thuốc có thể do gen di
truyền, do plasmid hoặc do việc sử dụng kháng sinh không đủ liều, không đủ
ngày và không đúng với loại kháng sinh mà vi khuẩn nhạy cảm.
Hiện nay, thế giới đang lo ngại chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus
(S.aureus) (khuẩn tụ cầu vàng) gây nhiễm trùng máu, viêm cơ, viêm phổi đã
kháng với nhiều loại thuốc kháng sinh. Bây giờ, S.aureus chỉ còn nhạy với

một loại kháng sinh duy nhất là Vancomicin nhưng đã bắt đầu có biểu hiện
kháng lại. Như vậy, nếu loại kháng sinh này không còn tác dụng nữa thì sẽ
hết sức nguy hiểm.

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 2


Khóa luận tốt nghiệp

Từ vấn đề hết sức cấp bách đó đòi hỏi các nhà khoa học phải không
ngừng tìm ra các loại kháng sinh mới để có thể thay thế được các loại kháng
sinh đã bị kháng thuốc.
Lớp chất 2-aza-anthraquinon ít được tìm thấy trong tự nhiên, chủ yếu
trong các vi nấm nhưng qua nghiên cứu nhận thấy chúng có hoạt tính kháng
khuẩn Gram (+) rất mạnh [9,10]. Vì vậy, việc nghiên cứu tổng hợp các dẫn
chất của 2-aza-anthraquinon và thử hoạt tính sinh học để tìm kiếm các chất có
hoạt tính cao phục vụ y, dược học là vấn đề hết sức lý thú, có ý nghĩa khoa
học và thực tiễn cao.
Từ những lý do nêu trên, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu, tổng hợp 2-azaanthraquinon và hoạt tính sinh học của chúng”.
Mục đích của đề tài
1) Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất 2-aza-anthraquinon.
2) Nghiên cứu cấu trúc các chất tổng hợp được bằng các phương pháp
vật lý hiện đại.
3) Nghiên cứu thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định.

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 3

Khóa luận tốt nghiệp

phần 1 Tổng Quan
1.1. Chiết tách và hoạt tính sinh học của 2-aza-anthraquinon
Trong tự nhiên dẫn chất 2-aza-anthraquinon rất ít gặp. Cho đến nay,
người ta chỉ mới tìm thấy có 8 chất thuộc khung này, chủ yếu được phát hiện
từ nấm (Hình 1).
Hợp chất 2-aza-anthraquinon đầu tiên được tách ra từ Fusarium
bostricoidin, vào năm 1953. Nó là chất mầu đỏ và được đặt tên là bostricoidin
(1). Nghiên cứu hoạt tính sinh học của chất này đã xác định rằng bostricoidin
có hoạt tính kháng lao (Mycobacterium tuborculosis) [8].
Chất 9-O-methylbotricoidin (2) là dẫn chất 2-aza-anthraquinon tiếp
theo được tách ra trong quá trình nuôi cấy chủng Fusarium moniliformate.
Nghiên cứu hoạt tính sinh học đã xác định chất này có hoạt tính kháng khuẩn
Gram (+) rất mạnh [9,10].

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 4


Khóa luận tốt nghiệp

OH

O

OMe O

N

N

MeO

MeO
OH

O

OH

1 (bostrycoidin)
OH

O

2 (9-O-methylbostrycoidin)

O

O
N

N

HO
OH

O

O

3 (tolypocladin)

4 (Benz[g]isoquinolin-5,10-dion)

OMe O

OH

O

N

N

MeO

MeO
O

O

5 (scorpinon)

OH

6 (6-deoxy-8-methylbostrycoidin)

O

OH

O

N

N

MeO

HO
O

O

7 (6-deoxybostrycoidin)

8 (7-demethyl-6-deoxybostrycoidin)

Hình 1
Tolypocladin (3) tách được từ nấm Tolypocladium inflatum. Chất này
có khả năng tạo phức với các kim loại [11]. Tính chất tạo phức với kim loại
của lớp chất này vẫn còn được tranh luận, nhưng có thể khẳng định các hợp
chất này hoạt động như những chất loại bỏ các kim loại nặng, nghĩa là làm

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 5


Khóa luận tốt nghiệp

giảm nồng độ của kim loại nặng trong cơ thể. Ngoài ra, hợp chất này còn có
hoạt tính kìm hãm hoạt động của enzym cAMP phosphodiesteraza [12].
Benz[g]isoquinolin-5,10-dion

(4)

tách

được

từ

Psychotricha

camponutans và Mitracarpus scaber [13] có hoạt tính chống lại các chủng
kháng Staphylococcus aureus và Plasmodium falciparum [14]. Ngoài ra chất
này còn có hoạt tính kháng Trypanosoma congolense.
2-Aza-anthraquinon có hoạt tính gắn kết của DNA topoisomerases và
được xem như là những tác nhân tiêu diệt tế bào ung thư ( theo cơ chế
intercalating DNA binding agents) [15]. Những tác nhân intercalating DNA
như ametantron (7) và mitoxantron (8) là hai ví dụ về các chất đang được sử
dụng trong lâm sàng để chữa bệnh ung thư. Dựa trên giả thiết rằng, các chất
2-aza-anthraquinon tương ứng có vai trò như các tác nhân intercalating DNA.
Khi nghiên cứu trên những giả thuyết như vậy, người ta đã phát hiện chất
Pixantron (BBR 2778 Dimalate) [16,17] và BFI [18] có hoạt tính intercalating

DNA rất mạnh. Pixantron (9) hiện nay đang được nghiên cứu lâm sàng ở giai
đoạn 1. Pixantron không chỉ có hoạt tính chống ung thư mà còn là tác nhân ức
chế miễn dịch và được dùng để chữa bệnh xơ cứng [19]. 1-Aryl-2-azaanthraquinon (11) là những dẫn chất của 2-aza-anthraquinon với các nhóm thế
aryl khác nhau ở cacbon C-1 có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư (Hình 2).

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 6


Khóa luận tốt nghiệp

O

NH(CH 2) 2NH2
COOH

N
2

COOH
O

NH(CH 2) 2NH2

9 ( BBR 2778 dimaleate)

O

HN

N
O

N

R
N

OMe
O

COOEt

OH

O
11

10

Hình 2

1.2 Tổng hợp các hợp chất 2-aza-anthraquinon
Như đã đề cập ở trên, lớp chất 2-aza-anthraquinon có hoạt tính sinh học
lý thú nên việc nghiên cứu tổng hợp lớp chất này có ý nghĩa rất lớn về khoa
học và thực tiễn.
Đã có một số công trình nghiên cứu tổng hợp lớp chất này. Đầu tiên,
phải kể đến phương pháp sử dụng phản ứng Diels - Alder để xây dựng khung
2-aza-anthraquinon.

OMe

O

OMe O

O

1, benzen

N

N

N

2. Ag2O

O
12

O
13

Nguyễn Thị Thùy Dương

14

OMe

(25%)

O
15

(75%)

Lớp K32C - Hóa Học 7


Khóa luận tốt nghiệp

Sơ đồ 1
Qua phản ứng Diels - Alder [29], nhận được hai dẫn chất 2-azaanthraquinon 14 và 15. Điểm yếu của phương pháp này là phản ứng không
chọn lọc nên nhận được đồng thời cả sản phẩm 14 (25%) và sản phẩm 15
(75%), chúng rất khó tách ra khỏi nhau (sơ đồ 1).
Cũng tương tự như khi sử dụng phản ứng Diels - Alder, Cameron và
các cộng sự [30] đã tổng hợp được 9-O-metylbostricoidin (2) và bostricoidin
(1). Tóm tắt quá trình này được mô tả trong sơ đồ 2.

O

(MeO)2 CCH 2 , N 2

O

OMe O
MeO

N

N

N

aceton, 25C MeO
OMe O

O

O

18

17

16

85%

15%

CH3CN , CH3COOH (xt)
as, 400w, 2h

OH

O

OMe O

N

BCl3

N
o

MeO

CH2Cl2 , - 78 C

OH

MeO

O

OH

1 (Bostricoidin)

O

2 (9- O - metylbostricoidin)

Sơ đồ 2
Phương pháp hiệu quả khác để tổng hợp 2-aza-anthraquinon là đi qua con
đường tạo ra 3-lithium-3-cyanophtalit [31]. Sơ đồ sau đây mô tả tóm tắt quá
trình tổng hợp một vài dẫn chất 2-aza-anthraquinon.

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 8


Khóa luận tốt nghiệp

OMe O

19

Br

OMe

2.1 eq LDA

N

O
CN

OMe O

OMe

N

O
OMe

THF , - 40o C

OMe

Li CN
21

20

OMe O

22

O

OMe

N

N
OMe

O
23

OMe
OMe O
24 (10%)

(90%)

Sơ đồ 3
Cũng như phương pháp Diels - Alder, phương pháp này cũng không
chọn lọc và cho ta hỗn hợp 2 sản phẩm (23) và (24) với tỉ lệ (9 : 1). Các sản
phẩm này cũng rất khó tách ra khỏi nhau.
Nghiên cứu các phương pháp nhằm tạo ra phản ứng chọn lọc cao,
Epsztajin và các cộng sự [32] đã phát hiện phương pháp tổng hợp 2-azaanthraquinon trên cơ sở tạo ra otho-lithium của anilit, sau đó cho muối trung
gian lithium này tác dụng với metyl este của axit isonicotimic tạo ra các dẫn
xuất 2-aza-anthraquinon với độ chọn lọc cao. Công trình này được tóm tắt
trong sơ đồ 4

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 9


Khóa luận tốt nghiệp

OMe O

19

OMe
Li
20

N

O

THF , - 40o C
Br

OMe

2.1 eq LDA

N

O
CN

OMe O

OMe

OMe

CN

22

21

OMe O

O
N

N
OMe

O
23 (90%)

OMe

OMe
OMe O
24 (10%)

.

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 10


Khóa luận tốt nghiệp

O

R3

1. 2 eq BuLi
THF, -78oC

N
H

R2

2. N

O
R3

COOMe

R1

N
H
O

R2
R1

25

26
N

27
HCl

O
R3
OMe

O

R2

O

1. 50% H2 SO4

N
2. NaHCO 3

HO

R1
29

N
N

28

LDA, THF

O

R3

N
R2
R1

O

30

Sơ đồ 4
Phương pháp tiếp theo, 2-aza-anthraquinon đã được tổng hợp trên cơ sở
sử dụng phương pháp Friedel - Crafts. Tolypocladin [33] đã được tổng hợp
qua phản ứng ngưng tụ của 1,2,4-trimathoxybenzen và 2-metylpyridin-4,5dicacboxylic anhydric, cũng cho ta hỗn hợp 2 đồng phân. Tóm tắt công trình
này được mô tả trong (sơ đồ 5 ).

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 11


Khóa luận tốt nghiệp

OMe

OMe O

O
N

O
MeO
OMe
31

O

OMe O

AlCl3
N
CH 2Cl2

MeO

32

MeO

HOOC
OMe

OMe

33 (17%)

N
COOH

34
H 2 SO 4

OH

O

N

HO
OH

O
(48%)

3 (Tolypocladin)

Sơ đồ 5
De Kimpe và các cộng sự đã nghiên cứu phương pháp đơn giản tổng
hợp các dẫn chất 2-aza-anthraquinon [34]. Mấu chốt của phương pháp là
ngưng tụ 2-bromometyl-3-acylmetyl-1,4-naphthoquinon với amoniac nhận
được hợp chất 2-aza-anthraquinon với hiệu suất cao (sơ đồ 6).

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 12


Khóa luận tốt nghiệp

O

O

O
N

O

R

Br
R
O

O
36

35

NBS

O

O
NH 3

N

Br
O

R

R

O

O

38

37

Sơ đồ 6
Tiếp tục hướng nghiên cứu phát hiện con đường hiệu quả để tổng hợp 2aza-anthraquinon, De Kimpe và các cộng sự [35] đã phát hiện phương pháp
mới, hiệu quả để tổng hợp các hợp chất này. ý tưởng của phương pháp là dựa
trên giả thuyết về sinh tổng hợp bostricoidin. Tóm tắt phương pháp này mô tả
trong (sơ đồ 7).

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 13


Khóa luận tốt nghiệp

O

O
O

O
O
R

O

O
39

40
NH 3/EtOH

O
N
R
O
38

Sơ đồ 7
Qua tìm hiểu tài liệu tham khảo tôi thấy các dẫn chất 2-aza-anthraquinon là
những hợp chất có hoạt tính sinh học rất lý thú. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng
nấm và đặc biệt là hoạt tính tiêu diệt tế bào ung thư của các lớp chất này đã
gây sự chú ý và cuốn hút các nhà khoa học nghiên cứu chiết tách từ thiên
nhiên cũng như tổng hợp các chất thuộc nhóm này. Với mục đích tìm kiếm
các chất có hoạt tính kháng khuẩn để nghiên cứu sử dụng trong y học chữa
các bệnh nhiễm khuẩn đặc biệt là các chủng kháng thuốc như chủng khuẩn tụ
cầu vàng (S. aureus), tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất của
2-aza-anthraquinon và nghiên cứu khả năng kháng vi sinh vật kiểm định của
sản phẩm nhận được.

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 14

Khóa luận tốt nghiệp

Phần 2 Thực nghiệm
Để thực hiện nhiệm vụ của đề tài, tôi tiến hành tổng hợp các hợp chất theo sơ
đồ sau:
O

O
(NH 4 )2S2 O8

O

COOH

AgNO 3, H 2 O,CH 3CN
O
O

O
R

N

x

CH 3CN, 24h, t O phßng

O

O

O
O
R

O
NH3/C2 H5OH
O
N
R
O

R=

;

;

Sơ đồ 8

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 15


Khóa luận tốt nghiệp

2.1. Phương pháp nghiên cứu, nguyên liệu, và trang thiết bị
2.1.1. Phương pháp nghiên cứu
Thực hiện các phương pháp tổng hợp: các dẫn chất 2-aza-anthraquinon tại

phòng thí nghiệm Hoá dược- Viện Hoá học- Viện Khoa học & Công nghệ
Việt Nam.
2.1.2. Nguyên liệu, dụng cụ
Nguyên

liệu

đầu: 1,4-napthoquinon,

muối

của pyridin,

axit

phenoxyacetic, amoniac.
Dung môi: aceton, metanol, etanol, n-hexan, diclometan, etylacetat,
nước.
Dung dịch hiện màu: dradgendof, ceri sunfat/ axit sunfuric đậm đặc .
Các chất xúc tác và dung môi khác cho các phản ứng được mua của
hãng Merck (Đức) và Aldrich (Mỹ).
Bột silicagel cho sắc ký cột 100 - 200 mesh (Merck), bông y tế dùng
nhồi cột.
Bản mỏng sắc ký silicagel đế nhôm Art. 5554 DC - Alufolien Kiesel 60
F254 (Merck).
Cột sắc ký thuỷ tinh, giá ống nghiệm, ống kapila, bình triển khai sắc ký
bản mỏng.
Bình cầu phản ứng 250ml, con khuấy từ, máy khuấy từ, máy cất quay
chân không,máy hút chân không, giá, kẹp, bình phản ứng.
Phễu chiết 250 ml, ống nghiệm, cốc mỏ vịt, Na2SO4 để làm khan nước.

2.1.3. Kiểm tra định tính, độ sạch của dẫn xuất bằng sắc ký lớp mỏng
Sắc ký lớp mỏng được sử dụng để định tính chất đầu và sản phẩm.
Thông thường chất đầu và sản phẩm với giá trị Rf khác nhau, màu sắc và sự
phát quang khác nhau. Dùng sắc ký lớp mỏng để biết được phản ứng xảy ra,

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 16


Khóa luận tốt nghiệp

không xảy ra, kết thúc phản ứng. Dựa vào các vết trên bản mỏng, cùng các
giá trị Rf tương ứng. Giá trị Rf của các chất phụ thuộc vào bản chất và phụ
thuộc vào dung môi làm pha động. Dựa trên tính chất đó, chúng ta có thể tìm
được dung môi hay hỗn hợp dung môi để các chất tách ra xa khỏi nhau (Rf
khác xa nhau) hay tìm được hệ dung môi cần thiết để tinh chế các chất.
2.1.4. Xác nhận cấu trúc
Để xác nhận cấu trúc các chất tổng hợp được, chúng tôi tiến hành xác
định nhiệt độ nóng chảy, đo phổ IR, 1H NMR, 13C NMR, và MS.
- Xác định nhiệt độ nóng chảy.
Nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp được đo trên máy
GALLENKAMP của Anh tại phòng thí nghiệm Tổng hợp hữu cơ- Viện Hoá
học- Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam.
- Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ IR của các chất nghiên cứu được ghi trên máy Impact 410-Nicolet,
tại phòng thí nghiệm Phổ hồng ngoại Viện Hoá học- Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, đo ở dạng ép viên với KBr rắn.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ 1H NMR (500MHz) và

13

C NMR (125MHz) của các chất nghiên

cứu được đo trong dung môi CDCl3; TMS là chất chuẩn, trên máy Bruker
XL-500 tần số 500 MHz tại phòng Cấu trúc phân tử - Viện Hoá học- Viện
Khoa học & Công nghệ Việt Nam.
- Phổ khối lượng (MS)
Phổ khối của các chất nghiên cứu được kiểm tra trên máy 1100 Series
LC/MSD-Trap-SL theo phương pháp EI-MS tại phòng Cấu trúc phân tử Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.1.5. Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm
Việc thăm dò hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định được thực hiện tại

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 17


Khóa luận tốt nghiệp

phòng Thử hoạt tính Sinh học -Viện Hoá học.
* Đối tượng thử : Các chủng vi sinh vật và nấm gây bệnh kiểm định.
Vi khuẩn Gram (-) : Escherichia coli (Ec), Pseudomonas aeruginosa (Pa).
Vi khuẩn Gram (+) : Staphylococcus aureus (Sa), Baccilus subtilis (Bs).
Nấm men

: Candida albicans (Ca).

* Chất đối chứng:

Amphotericin B và Amoxicilin
1. Pha loãng mẫu thử bằng phương pháp pha loãng đa nồng độ
Mẫu ban đầu có nồng độ 20 mg/ml được pha loãng thành các nồng độ
khác nhau để thử hoạt tính với các chủng từ nồng độ 128 g/ml; 64 g/ml; 32
g/ml; 0,5 g/ml; 0,25 g/ml đối với chất sạch.
2. Thử hoạt tính
- Chuẩn bị dung dịch vi sinh vật và nấm với nồng độ 5.105 khi tiến
hành thử.
- Lấy 10l dung dịch mẫu thử theo các nồng độ đã được pha loãng
thêm 200l dung dịch vi sinh vật hoặc nấm, ủ 370C sau 24giờ đọc giá trị MIC
bằng mắt thường. Đọc độ đục tế bào trên máy Tecan, xử lý số liệu và tính
toán giá trị IC50 . Giá trị MIC thu được sau khi cấy dung dịch trên đĩa thạch
agar ủ 370C sau 24 giờ.
2.1.6. Đối tượng nghiên cứu thử hoạt tính sinh học
Các aza-anthraquinon tổng hợp.
2.2. Tổng hợp 2-phenoxymetyl-1,4-naphthoquinon (43)
Sơ đồ phản ứng:

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 18


Khóa luận tốt nghiệp

O

O
O

COOH

(NH 4)2S2O 8

O

AgNO 3, H2O, CH 3CN
O
41

O
42

43

Sơ đồ 9
Cách tiến hành:
Cho vào hỗn hợp phản ứng 1 g (6,6 mmol) 1,4-naphthoquinon (41), 20
ml acetonitril lắc đều. Cho tiếp 1,46g (9,47 mmol) axit phenoxyacetic (42) và
0,326g (1,87 mmol) AgNO3 đã được hòa tan trong 20ml nước, đun nóng hỗn
hợp phản ứng đến 700C rồi nhỏ từ từ 1,586 g(6,96 mmol) (NH4)2S2O8 trong
20 ml nước vào hỗn hợp phản ứng. Phản ứng tiếp tục duy trì ở 700C trong
khoảng 3h, sau đó làm lạnh bằng đá muối để tủa sản phẩm phản ứng. Sản
phẩm tủa ra được lọc và rửa nhiều lần với nước. Sản phẩm sau đó được hoà
tan trong CH2Cl2, lọc qua celite và làm khan dung dịch bằng Na2SO4, loại bỏ
dung môi nhận được 1,665g sản phẩm (43) (96%), đnc: 160-1610C (CCl4).
Cấu trúc của sản phẩm (43) được xác định bằng phương pháp phổ cộng
hưởng từ hạt nhân, phổ khối lượng và phổ hồng ngoại.
1

H-NMR (500 MHz, CDCl3) : 8,06-8,12 (2H, m, H-5 và H-8); 7,73-7,76

(2H, m, H-6 và H-7); 7,28-7,34 (2H, m, H-2’ và H-6’); 7,17 (1H, dd, J = 4,3
Hz và J = 2,1 Hz, H-4’); 6,97-7,02 (3H, m, H-3’, H-3 và H-5’); 5,06 (2H, d, J
= 2,1 Hz, CH2-O). 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) : 184,65 (C-4); 184,56 (C1); 157,76 (C-2); 146,17 (C-1’); 134,12 (C-7); 133,96 (C-6); 133,79 (C-4’);
132 (C-2); 129,70 (C-2’ và C-6’); 126,73 (C-8); 121,68 (C-5); 114,67 (C-5’
và C-3’); 76.58 (CH2-O). IR (KBr) : 1662, 1625, 1598, 1497, 1338, 1246,
1056, 944, 898, 782 cm-1. MS (m/z): 264 [M+].
2.3. Tổng hợp hợp chất 2-acylmetyl-3-phenoxymetyl-1,4-napthoquin

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 19


Khóa luận tốt nghiệp

2.3.1.

Tổng

hợp

2-(2-oxo-3-metylbutyl)-3-phenoxymetyl-1,4-naphtho-

quinon (45)
Sơ đồ phản ứng:

O

O

O

O

O

O

1.1 eq Et3N
CH 3CN

N
Br

O

O
43

44

45

Sơ đồ 10
Cách tiến hành:
Nhỏ giọt dung dịch 0,2ml Et3N trong 1 ml acetonitril vào hỗn hợp phản
ứng gồm 0,312g (1,18 mmol) 2-phenoxymetyl-1,4-naphthoquinon (43),

3,363g (13,74 mmol) muối pyridin (44) và 3 ml acetonitril. Phản ứng được
khuấy và duy trì ở nhiệt độ thường trong khoảng 24 h. Khi phản ứng kết thúc,
dung môi được loại bỏ ở áp suất thấp, phần còn lại của phản ứng được xử lý
với nước và chiết bằng CH2Cl2. Dịch chiết được rửa bằng nước, làm khan
bằng Na2SO4, sau đó loại bỏ dung môi nhận được sản phẩm thô (86%) và
được sử dụng ngay cho bước tiếp theo để tránh quá trình vòng hoá nội phân tử
khi làm sạch trên silicagel.
2.3.2. Tổng hợp 2-(2-oxo-2-phenyletyl)-3-phenoxymetyl-1,4-naphthoquinon (47)
Sơ đồ phản ứng:
O

O
O

O
N
Br

1.1 eq Et3N

O

CH 3CN

O
43

O

O

47

46

Sơ đồ 11

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 20


Khóa luận tốt nghiệp

Cách tiến hành:
Hoà tan hỗn hợp gồm 5g (18,94mmol) 2-phenoxymetyl-1,4naphthquinon (43), 5,8g (20,83mmol) muối pyridin (46) với 30 ml acetonitril,
sau đó nhỏ giọt dung dịch 2,1g (20,83mmol) của Et3N trong 10ml acetonitrl
vào hỗn hợp phản ứng. Phản ứng được khuấy và duy trì ở nhiệt độ thường
trong khoảng 24 h. Khi phản ứng kết thúc, dung môi được loại bỏ ở áp suất
thấp, phần còn lại của phản ứng được xử lý với nước và chiết bằng CH2Cl2.
Dịch chiết được rửa bằng nước, làm khan bằng Na2SO4, sau đó loại bỏ dung
môi nhận được sản phẩm thô (88%) và được sử dụng ngay cho bước tiếp theo.
2.4. Tổng hợp 2-aza-anthraquinon
2.4.1. Tổng hợp 3-isopropyl-benz[g]isoquinolin-5,10-dion (48)
Sơ đồ phản ứng:

O

O

O

O

NH 3 / C2H 5OH

N

O

O

48

45

Sơ đồ 12
Cách tiến hành:
Hỗn hợp phản ứng gồm 1g (2,87mmol) 2-(2-oxo-3-metylbutyl)-3phenoxy- metyl-1,4-naphthoquinon (45) trong 10ml etanol và 3ml NH3 (25%)
được khuấy qua đêm ở nhiệt độ thường. Khi phản ứng kết thúc, etanol được
cất loại dưới áp suất thấp, sau đó xử lý hỗn hợp còn lại với nước và chiết
nhiều lần bằng CH2Cl2. Dịch chiết được rửa bằng nước, làm khan bằng
Na2SO4, sau đó loại bỏ dung môi nhận được sản phẩm thô. Sản phẩm thô
được làm sạch trên cột silicagel với hệ dung môi hexan/EtOAc (85/15) nhận

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 21


Khóa luận tốt nghiệp

được 0,65g sản phẩm (48). Hiệu suất phản ứng 84%. 1H-NMR (500 MHz,
CDCl3) : 9,48 (1H, s, H-1); 8,30-8,34 (2H, m, H-6 và H-9); 7,94 (1H, s, H4); 7,81-7,88 (2H, m, H-7và H-8); 3,29 (1H, m, H-1’); 1,39 (6H, d, J=6,5Hz,
H-2’, H-3’).

13

C-NMR (125 MHz, CDCl3) : 183,08 (C-10); 182,46 (C-5);

174,64 (C-3); 149,46 (C-1); 138,93 (C-11); 134,92 (C-7); 134,36 (C-8);
133,27 (C-13); 133,23 (C-14); 127,35 (C-9); 127,27 (C-6); 124,38 (C-12);
115,92 (C-4); 37,17 (C-1’); 22,64 (C-2’, C-3’). MS (m/z): 251 [M+].
2.4.2. Tổng hợp 3-phenylbenz[g]isoquinolin (49)
Sơ đồ phản ứng:

O

O

O
O

NH 3 / C2H 5OH

N

O

O

49

47

Sơ đồ 13
Cách tiến hành:
Hỗn hợp phản ứng gồm 1g (2,62mmol) 2-(2-oxo-2-phenyletyl)-3phenoxymetyl-1,4-naphthoquinon (47) trong etanol và 3ml NH3 (25%) được
khuấy qua đêm ở nhiệt độ thường. Khi phản ứng kết thúc, etanol được cất loại
dưới áp suất thấp, sau đó xử lý hỗn hợp còn lại với nước và chiết nhiều lần
bằng CH2Cl2. Dịch chiết được rửa bằng nước, làm khan bằng Na2SO4, sau đó
loại bỏ dung môi rồi làm sạch trên cột silicagel với hệ dung môi hexan/EtOAc
(85/15) nhận được 0,58g sản phẩm (49). Hiệu suất phản ứng đạt 78%. Dữ liệu
phổ: 1H NMR ( CDCl3) : 7,51-7,57 (3H, m, H-3’, H-4’ và H-5’); 7,84-7,91
(2H, m, H-7 và H-8); 8,23 (2H, d, J=8,5Hz, H-2’ và H-6’); 8,34-8,38 (2H, m,

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 22


Khóa luận tốt nghiệp

H-6 và H-9); 8,52 (1H, s, H-4); 9,62 (1H, s, H-1).

13

C NMR (CDCl3) :

115,31 (C-4); 124,57 (C-1’); 127,29 (C-6); 127,41 (C-9); 127,57 (C-2’ và C6’); 129,07 (C-3’ và C-5’); 130,72 (C-4’); 133,20 (C-13); 133,33 (C-14);
134,40 (C-7); 135,00 (C-8); 137,65 (C-12); 139,25 (C-11); 150,01 (C-1);
162,81 (C-3); 182,27 (C-5); 182,80 (C-10). MS m/z: 285 [M+]

Phần 3 Kết quả và thảo luận
3.1. Kết quả và thảo luận về tổng hợp các chất 2-aza-anthraquinon
3.1.1. Tổng hợp 2-phenoxy-1,4-naphthoquinon (43)
1,4-Naphthoquinon dễ dàng tham gia các phản ứng cộng nucleophin
nhận được các hợp chất 1,4-naphthoquinon có một lần thế. Các hợp chất như
thiol và amin dễ dàng tham gia các phản ứng cộng nucleophin vào 1,4naphthoquinon. Quá trình này có thể mô tả trong sơ đồ 14.
O

O
+

HS(CH 2)nCOOH

O

O

41

50a

O

O

N

C2H 5OH

+

O

S(CH 2)nCOOH

C2H 5OH

N
H

O
50b

41

Sơ đồ 14
1,4-Naphthoquinon cũng dễ dàng tham gia phản ứng cộng với các gốc tự
do tạo thành 1,4-naphthoquinon một lần thế. Quá trình phản ứng mô tả trong
sơ đồ 15.

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 23


Khóa luận tốt nghiệp

O

O
R

+

R

O

O

41

50c

Sơ đồ 15
Các hợp chất axit hữu cơ khi phản ứng với persunfat trong xúc tác là ion
bạc hoá trị I dễ dàng tạo thành gốc tự do. Cơ chế của phản ứng này được mô
tả trong sơ đồ phản ứng sau:
S2O82- + Ag+  Ag2+ + 2SO42.
Ag2+ + RCOO- Ag+ + CO2 + R

Như vậy dưới tác dụng của persunfat và xúc tác Ag+, axit hữu cơ xảy ra
.
.
phản ứng đề cacboxyl đồng thời tạo ra gốc R . Lúc này gốc R dễ dàng tham

gia phản ứng cộng vào 1,4-naphthoquinon. Quá trình này được mô tả trong sơ
đồ 16:

O

O

(NH4) 2S 2O8

+

R

RCOOH
AgNO3

O

O

41

50c

Sơ đồ 16
Axit phenoxyacetic phản ứng với 1,4-naphthoquinon với sự có mặt của
amonium persunfat và xúc tác bạc nitrat trong dung môi acetonitril và nước ở
nhiệt độ 750C trong khoảng 3 giờ, nhận được 2-phenoxy-1,4-naphthoquinon
với hiệu suất 85% (Sơ đồ 9).

Nguyễn Thị Thùy Dương

Lớp K32C - Hóa Học 24