Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất chứa nitơ của camphor và thăm dò tác dụng sinh học

B ộ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
i*ti i'„i

Dược HÀ NỘI

|ĨU| ili:;íi|ỉ
*

NGỌC HÀ NHUNG

NGHIÊN CÚXJ TỔNG HỢP
CÁC DẪN XUẤT CHỨA NITƠ CỦA CAMPHOR
VÀ THẢM DÒ TÁC DỤNG SINH HỌC
(KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

Người hướng dẫn

Dược s ĩ KHOÁ

1997 - 2002)

: -GS. TS Trần Mạnh Bình
-TS. Phạm Thị Minh Thuỷ

Nơi thực hiện

: Bộ môn Hoá Hữu cơ

Thời gian thực hiện : 3-5/2002

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện khoá luận tốt nghiệp có hạn, để có được những
kết quả như hiện nay không thể thiếu sự giúp đỡ của các thầy, các cô.
Lời đầu tiên tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo:
-

GS.TS Trần Mạnh Bình

-TS Phạm Thị Minh Thuỷ
đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành công trình này.
Tôi cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của TS Đỗ Ngọc Thanh Phòng thí nghiệm trung tâm; TS Chu Thị Lộc, KS Nguyễn Vân Khanh, cô
Nguyễn Thị Vân Sơn - Bộ môn Vi sinh học cùng toàn thể các thầy, cô giáo, các
cô kỹ thuật viên trong bộ môn Hoá Hữu cơ đã chỉ dẫn và tạo điều kiện thuận lợi
giúp tôi hoàn thành công trình tốt nghiệp đúng thời hạn.
Nhân đây tôi cũng xin chẩn thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ công
nhân viên ở các bộ môn trong nhà trường đã cung cấp cho tôi kiến thức cơ sở tạo
điều kiện cho tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.
Hà nội, ngày 15 tháng 5 năm2002.
Sinh viên.
Ngọc Hà Nhung.


MỤC LỤC
Trang
ĐẶT VẤN Đ Ề ...................................................................................................

1

Phần 1: TỒNG Q U A N .......... .................................... ..... ...............................

2

1.1. Tổng quan về camphor......................................................................

2

1.1.1. Nguồn gốc và phương pháp điều c h ế ...........................................

2

1.1.2. Tính ch ất.........................................................................................

4

1.1.3. Tác dụng sinh học và một số dạng thuốc có chứa camphor......

5

1.2. Phản ứng ngưng tụ của họp chất carbonyl......................................

6

1.2.1. Cơ chế phản ứ n g ...................................................................... ......

6

1.2 .2 . Các yếu tố ảnh hưởng....................................................................

7

1.3. Tác dụng sinh học của các oxim, hydrazon, semicarbazon...........

13

Phần 2: THựC NGHIỆM VÀ KẾT Q U Ả ........................................ ..............

17

2.1. Nguyên vật liệu và phương pháp thực nghiệm ...................... .........

17

2.1.1. Nguyên vật liệu và phương tiệ n ............................. .......................

17

2.1.2. Phương pháp thực nghiệm .............................................................

18

2.2. Kết quả thực nghiệm và nhận x é t...................................................

19

2.2.1. Thực nghiệm ...................................................................................

19

2.2.2. Kiểm tra cấu trúc các chất tổng hợp được....................................

25

2.2.3. Phân tích phổ hồng ngoại, tử ngoại..............................................

28

2.2.4. Thăm dò tác dụng sinh h ọ c ............................................................

31

2.3. Nhận x é t.................................... .............. .......................................

34

Phần 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.................................................................. 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................... ..........................

36

PHỤ LỤC............................................................................................................. 38


ĐẶT VẤN ĐỀ
•

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học công
nghệ, lĩnh vực Y dược học đã có nhiều thành tựu trong việc chăm sóc và bảo
vệ sức khoẻ con người, nghiên cứu và đưa vào sử dụng nhiều chế phẩm thuốc
có hiệu quả điều trị cao, ít tác dụng phụ, đáp ứng nhu cầu về thuốc phòng và

chữa bệnh.
Để nhanh chóng tạo ra thuốc mới, các nhà nghiên cứu thường dựa trên
cấu trúc của các chất tổng hợp, bán tổng hợp, các hợp chất thiên nhiên đã
được dùng làm thuốc để tìm ra các thuốc mới có tác dụng dược lý tốt hơn,
tăng hoạt lực và giảm độc tính.
Nhiều công trình nghiên cứu về tổng hợp và ứng dụng của các hợp chất
có cấu trúc oxim, hydrazon và semicarbazon đã ra đời. Hiện nay có rất nhiều
thuốc đang được sử dụng rất hiệu quả mà trong phân tử có cấu trúc oxim,
hydrazon, semicarbazon như các thuốc trị lao, thuốc kháng khuẩn, chống
nấm...
Xuất phát từ suy nghĩ muốn nghiên cứu tìm các chất có tác dụng sinh
học, trong luận văn này chúng tôi tiến hành:
1. Tổng hợp oxim và một số dẫn chất hydraion, semicarbazon của

Camphor
2. Sơ bộ thăm dò tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các hợp
chất tổng hợp được.
Chúng tôi hy vọng việc nghiên cứu các dẫn chất của camphor sẽ góp
phần tìm ra chất mới có thể ứng dụng vào thực tế.

1


PHÀN

1:

TỎNG QUAN

1.1 .TỔNG QUAN VỀ CAMPHOR:

1.1.1. Nguồn gốc và phương pháp điều chế [2,5,6]:
Camphor (còn gọi là Long não) có công thức CóHioO.

Tên khoa học: 1,7,7- trimethylbicyclo [2,2,1] heptan-2-on; 2-bomanon.
Camphor có hai đồng phân hữu tuyền và tả tuyền, căn cứ vào đó phân ra làm
2 hai loại long não, đó là long não thiên nhiên và long não tổng hợp.
Long não thiên nhiên là một chất có tinh thể trắng được cất từ gỗ cây
Long não - Camphora offìcỉnarum, Lauraceae (họ Long não).
Cây long não còn gọi là cây dã hương là một cây to cao 40-50m. Cây
có thể sống hàng nghìn năm, những cây lâu năm có thể cao 40-5Om và đường
vòng quanh thân dài tới 4-6m, đường kính thân đến hơn 2m. Lá dai dầy, phía
cuống có hai hạch, toàn lá vò có mùi thơm long não, hoa

nhỏ cómàu trắng

vàng nhạt, quả nhỏ, to hơn hạt tiêu một chút.
Long não thiên nhiên tồn tại chủ yếu ở dạng hữu tuyền trong khi đó
long não tổng hợp ở dạng racemic.
Long não thiên nhiên thu được bằng cách cất kéo hơi nước gỗ, lá, cành
non cây long não [5]. Hiện nay người ta thường xẻ gỗ long não thật mỏng, cất
cả tấm gỗ mỏng sau đó gỗ vẫn dùng được ngay.
Long não tổng họp được điều chế từ nguyên liệu chủ yếu là tinh dầu
thông, qua một số quá trình có thể tóm tắt như sau [5]:
+ Chế tạo camphem Tinh dầu thông là một hỗnhọp a- pinen và
Ị3- pinen. Người ta có thể chuyển thẳng tinh dầu thông ra camphen bằng cách
đun sôi tinh dầu thông với sự có mặt của 0,5 phần trăm chất xúc tác là đất thó

2

có hoạt tính. Hoặc người ta tác động lên tinh dầu thông hơi acid clohydric
khan, hai chất pinen sẽ cho bomyl clorua CioHi6HC1. Sau khi tách loại acid
clohydric, ta chuyển thành camphen C 10H 16 đồng phân.
+ Chuyển camphen thành isoborneol’. C10H17OH. Đun cách thuỷ

camphen với acid hữu cơ sẽ cho các este tương ứng của isobomeol. Thường
người ta dùng acid acetic kết tinh với một lương nhỏ acid sulfuric (2%):
C,oH16 + R -C O O H ------- > R-COO-CioH17
Xà phòng hoá bằng dung dịch natri hydroxyd, sẽ cho isobomeol và một
ít bomeol:
R-COO-C10H17 + NaOH ------- ► R-COONa + C i0H17OH
+ Oxy hoá isoborneol: Oxy hoá hai chất bomeol và isobomeol
bằng những chất thích hợp ta sẽ được camphor. Những chất có thể dùng để
oxy hoá có thể là hỗn hợp cromic, kali permanganat hoặc acid nitric.
[0 ]

C , oH 17OH

♦

H2O + C10H 16O

Các giai đoạn trên có thể biểu thị như sau:

iso-Bomyl acetat

iso-Bomeol

Camphor

Ngoài nguyên liệu tinh dầu thông ta còn có thể tổng họp long não từ
p-xymen bằng cách tác dụng thuỷ ngân (II) Sulfat lên dung dịch p-xymen
trong cồn rồi đun sôi trong 60 giờ.

3


h 3c - c h - c h 3

p-xymen

Camphor

1.1.2. Tính chất vật lý [3,6]:
Long não là những tinh thể không màu, khi ép mạnh có thể hợp thành
khối trong mờ, trơn nhẵn, móng tay có thể vạch lên được, mùi thơm đặc biệt,
vị hắc nhưng cuối cùng để lại một cảm giác mát lạnh.
Long não thiên nhiên dễ cháy và thăng hoa ngay ở nhiệt độ thường. Tỷ
trọng 0,992. Độ chảy 180°c, năng suất quay cực [a]D25: +41° đến +44°.
Long não tổng hợp có độ chảy khoảng 171°C-178°C, năng suất quay
cực
-5° đến +5°.
Long não không tan trong nước, tan trong cloroform, acid acetic, ete
ethylic, cồn 95°, Gồn 90°, tinh dầu thông, dầu béo, benzen, không tan trong
glycerin.
Dung dịch long não trong cồn hoà tan tinh dầu thông, do đó có thể chế
những thuốc xoa bóp có chứa long não và tinh dầu thông.
Khi đốt, long não cháy -rất dễ dàng và khi đặt miếng long não đang
cháy lên mặt nước, long não vẫn tiếp tục cháy và chạy vòng vèo rất nhanh
trên mặt nước.

Trộn với nhiều chất đặc khác có chứa phenol, aldehyd, alcol như
menthol, cloral, naphtol, phenol, resorcin, salol, uretan cho những hỗn họp
lỏng ở nhiệt độ thường.

4


1.1.3.

Tác dụng sinh học và một số dạhg thuốc chứa camphor

[3,6,9]:
Tác dụng sinh học [3,6]:
•

Long não được dùng ngoài làm thuốc sát trùng, tiêu viêm

(thường dùng dạng cồn hoặc dầu 5-10%).
•

Dùng trong: Dạng thuốc tiêm để hồi tỉnh cơ tim, chữa truỵ tim

hoặc suy nhược; có thể dùng dưới dạng uống để chữa đau bụng, do long não
có tác dụng làm giảm co thắt ruột.
Ngoài ra trong công nghiệp, long não còn được dùng chế ngà voi nhân
tạo, phim ảnh, chất cách điện; dùng làm dung môi hoà tan nhựa, sơn, chiết
safrol, chế thuốc trừ sâu.
Một sổ dạng thuốc có chứa camphor trên thị trường hiện nay [9]:
Dùng trong với tác dụng trợ tim:
1.

Camphonar_XNDP 2-9 thành phố Hồ Chí Minh.

2.

Camphosol_XN Liên hiệp Dược Hậu Giang/ cần Thơ.

3.

Camphostyl_XNDP TƯ 25 thành phố Hồ Chí Minh.

4.

Camphosulfonat_ Công ty Dược -Vật tư y tế Cửu long.
Dùng ngoài dạng dầu xoa:

5.

Dầu gió Kim _ Công ty Sanofi Pharm-Việt nam thành phố Hồ
Chí Minh.

6.

Dầu Khuynh Diệp_ XNDP TƯ 25 thành phố Hồ Chí Minh.

7.

Dầu nóng Lạc đà_XNDP TƯ 23 thành phố Hồ Chí Minh.

8.

Dầu Phật linh _ Tổ họp Trường Sơn Q ll thành phố Hố Chí
Minh.

9.

Cồn Long não lọ 100ml/10%_XNHD/HN.
Điều trị thấp khớp và giảm đau, chống cảm lạnh.

5


1.2. PHẢN ỨNG NGƯNG TỤ CỦA HỢP CHÁT CARBONYL
[7,11,15]:
Hợp chất carbonyl là những hợp chất trong phân tử có nhóm

c=0 hoạt

động [7].
^ c = o \
Tính hoạt động của nhóm carbonyl là do sự phân cực (hiệu ứng hút điện
tử -I của oxy) và do tính phân cực của nó. Như vậy, trong nhóm carbonyl,
carbon có tính chất acid (hay ái điện tử) và ở oxy có tính chất base (hay ái
nhân). Đặc biệt quan trọng là các phản ứng ở carbon của nhóm carbonyl với
các tác nhân ái nhân, vì nói chung chỉ có các phản ứng này cho kết quả bền
vững. Có thể chia các đối tượng ái nhân trong các phản ứng của nhóm
carbonyl làm ba nhóm lớn đó là: các base, các hợp chất acid, và các base ẩn.
Trong điều kiện thời gian có hạn, chúng tôi xin đề cập đến phản ứng
giữa nhóm carbonyl với các base mà ở đây là các hợp chất kiểu B-NH2 tạo ra
sản phẩm kết tinh có điểm chảy xác định. Quá trình phản ứng được khái quát:

^ C = o + H2 N -B

+w

/C = N — B + YịO

1.2.1. Cơ chế phản ứng [7]:
Thực chất đây là phản ứng cộng hợp ái nhân vào nhóm carbonyl tạo ra
sản phẩm cộng trung gian rất không bền và bị tách nước tạo sản phẩm
ngưng tụ.
Cơ chế phản ứng được mô tả như sau:


Đây là phản ứng thuận nghịch. Cân bằng và tốc độ phản ứng phụ thuộc
vào pH môi trường. Bước cộng hợp trong môi trường trung tính hoặc base
đều xảy ra nhanh và bước dehydrat hoá là bước quyết định tốc độ phản ứng.
Bước dehydrat hoá luôn được xúc tác bằng acid nên thêm acid sẽ làm tăng tốc
độ phản ứng.
Neu chỉ tính đến họp chất carbonyl, phản ứng cộng hợp thuận lợi khi
nồng độ H+ cao. Nhưng với tác nhân B-NH2 trong môi trường nồng độ H+ lớn
sẽ bị proton

hoá tạoB-N+H3 làm mất đôi điện tử tự do của nó.Vì vậy, điều

kiện môi trường phản ứng tuỳ thuộc vào tính base của tác nhân B-NH2 và hoá
tính của hợp chất carbonyl.
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng:
a. Yếu tố điện tử [11,15]:
Xét phản ứng cộng hợp ái nhân:

_
B

V. f \
+

>=01

&
-

i

-

e

B —IC— 0

B: Tác nhân ái nhân (amin bậc 1).
Ở đây có hai yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng:
-Mật độ điện tử trên B càng lớn (càng có tính base mạnh) thì tốc độ
phản ứng càng lớn và ngược lạL
-Điện tích dương phần ở carbon của nhóm carbonyl càng lớn thì tốc độ
phản ứng càng lớn và ngược lại.
* Xét các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ điện tử trên phân tử amin
[11,15]:
Trên phân tử NH2-B, ở nitơ có đôi điện tự tự do nên là tác nhân ái
nhân. Mật độ điện tử trên nitơ càng lớn thì phản ứng cộng ái nhân càng dễ xảy
ra.

-Gốc B: alkyl

7


•

Nếu gốc B có khả năng đẩy điện tử (hiệu ứng +1) sẽ làm tăng khả

năng tham gia phản ứng. Do vậy khả năng tham gia phản ứng cộng họp ái
nhân của phân tử amin tăng dần khi gốc B càng lớn.
•

Nêú gốc B có khả năng hút điện tử sẽ làm giảm mật độ điện tử

trên nitơ và làm giảm khả năng phản ứng.
Ví dụ: các amin sau có khả năng tham gia phản ứng cộng họp tăng dần:
0

_>N—CH2 -NH2

< Cl •<— CH2— NH2 < Br*<— CH2 — NH2

< CH3—*• NH2 < CH3—►CH2 —►NH2 < CH3—► CH2 —►ch 2 ^ n h

2

Đặc biệt gốc B là nhân thơm (aryl) sẽ kéo cặp điện tử tự do của nitơ
vào hệ thống liên hợp của nhân thơm làm giảm mật độ điện tử trên nitơ nên
khả năng phản ứng của hợp chất giảm.

Sự có mặt và vị trí các nhóm thế trên nhân thơm cũng ảnh hưởng đến
khả năng phản ứng:
•

Nhóm thế loại I (alkyl, -OH, -OCH3...) gây hiệu ứng +1, +M làm

tăng mật độ điện tử trên nitơ nên tham gia phản ứng cộng ái nhân AN dễ hơn
anilin.
•

Nhóm thế loại II (-CHO, -N 02, -COOH) cản trở phản ứng xảy

ra. Ví dụ: các amin sau được sắp xếp theo khả năng phản ứng tăng dần:

8


• Xét các yếu tố ảnh hưởng lên điện tích dương của carbon trên nhóm
carbonyl [11]:
6-

R—c=f= Ọ
'T >
•

Nếu gốc R có khả năng hút điện tử (hiệu ứng -I, -M) sẽ làm điện

tích dương phần trên carbon của nhóm carbonyl tăng lên, làm tăng khả năng
phản ứng cộng hợp ái nhân của hợp chất.
•

Nếu gốc R có khả năng đẩy điện tử và khả năng này tăng lên

theo số lượng nguyên tử carbon sẽ làm điện tích dương phần trên carbon của
carbonyl giảm dẫn tới khả năng tham gia phản ứng cộng ái nhân càng giảm.
Ví dụ: Chiều tăng dần khả năng phản ứng cộng ái nhân của một số hợp
chất aldehyd dưới ảnh hưởng của gốc R:
H3C -H 2C - C Í ° < H3C - C Í ° < B r-H 2C - C t ° < C I-H 2C - C Í °
n
H
H
H
< 0 2N -H 2C -C t0

H

Hiệu ứng liên hợp (+M) làm cho phân tử aldehyd thơm khó tham gia phản
ứng cộng ái nhân hơn formaldehyd. Mặt khác, sự có mặt và vị trí các nhóm
thế trên nhân thơm cũng ảnh hưởng đến khả năng phản ứng của họp chất.
- Các nhóm thế loại I gây hiệu ứng +1, +M làm tăng mật độ điện tử
trong nhân thơm và làm giảm điện tích dương trên carbon của nhóm carbonyl
làm khả năng phản ứng kém hơn benzaldehyd.
- Các nhóm thế loại II gây hiệu ứng -I, -M làm giảm mật độ điện tử trên
nhân thơm và làm tăng tính phân cực của liên kết carbonyl, phản ứng cộng ái
nhân dễ xảy ra hơn.

9


Ví dụ: Sắp xếp theo chiều tăng dần khả năng phản ứng của một số

aldehyd thơm:

b. Yếu tố không gian [7,15]:
Hiệu ứng không gian gậy ra bởi các nhóm thế cũng ảnh hưởng nhiều
đến khả năng phản ứng. Trong phản ứng cộng ái nhân của nhóm carbonyl
(C=0), gốc R càng lớn, càng cồng kềnh càng gây hiện tượng án ngữ không
gian, làm giảm khả năng phản ứng.
Mặt khác, yếu tố không gian của phân tử amin cũng ảnh hưởng nhiều
vì trong bước cộng họp từ họp chất carbonyl có cậu trúc tam giác phẳng (I),
khi cộng hợp sẽ thành sản phẩm cộng họp tứ diện (II) và các nhóm thế phải
thu lại gần nhau hơn. Vì vậy sự cộng hợp càng khó khăn.
B —C-OH

o + HB

H B : Tác nhân ái nhân (amin bậc một).
c. Yếu tố xúc tác [15]:
Phản ứng cộng hợp giữa họp chất carbonyl với amin bậc một có thể
dùng xúc tác acid, base hoặc không cần xúc tác. Điều này phụ thuộc vào tính
ái nhân của tác nhân ái nhân. Nếu tính ái nhân yếu (tính base yếu) thì cần xúc
tác acid mạnh (HC1, H 2SO4). Ngược lại với các hơp chất của nitơ có tính base
mạnh hơn thì phản ứng cộng hợp có thể xảy ra trong môi trường acid yếu,
môi trường trung tính, thậm chí base yếu.

10


Cơ chế phản ứng:
-Xúc tác base:
©

B — NH2

+
+

*■

OH

B — NH

+

H20

HN— B
NH— B

^ c — OH
NH— B

+ OH

-Xúc tác acid:
+

+ H

■I

0

/ C — OH + H2N— B

^

+

c - nh 2- b

Óh

Vậy phản ứng xảy ra thuận lợi nhất tại pH nhất định chứ không phải
trong môi trường acid mạnh hay base mạnh. Ở trị số pH tối ưu này nhóm
carbonyl được hoạt hoá mạnh đồng thời vẫn còn phần lớn thành phần ái nhân
ở dạng tự do không bị proton hoá. Nói chung thường trong vùng trị số pK của
tác nhân ái nhân.
Có thể biểu diễn sự phụ thuộc của tốc độ phăn ứng vào pH như sau:
CẠ

(a)

(b)
------------------------------ ► pH

1------------------------------- ► pH

(a): Nồng độ hợp chất carbonyl được proton hoá theo pH.
(b): Nồng độ amin dạng tự do theo pH.

11


d. Các yếu tố ảnh hưởng khác:
-

Tỉ lệ chất tham gia phản ứng: Đây là phản ứng đồng mol giữa họp
chat carbonyl và amin. Do đó khi dư:
• Dư hợp chất carbonyl sẽ bị oxy hoá tạo acid tương ứng
Với các aldehyd, đặc biệt là các aldehyd thơm rất dễ bị oxy hoá:
Ar-CHO -------- > Ar-COOH
• Dư amin sẽ cho sản phẩm phụ:
B— NH2
B— NH2

B— NH
+

°= <

T T *"
' H2°

B— NH

c

Các sản phạm phụ này làm giảm hiệu suất tổng họp và làm quá trình
tinh chế khó khăn.

-

Thời gian phản ứng, nhiệt độ phản ứng:
• Nhiệt độ tăng làm tốc độ phản ứng tăng, tuy nhiên chỉ nên duy trì
nhiệt độ phản ứng ở.mức độ phù hợp vì ở nhiệt độ cao có thể gây
phân huỷ sản phẩm.
• Thời gian phản ứng nên chọn thời gian phù họp làm sao cho phản
ứng xảy ra gần như hoàn toàn mà không bị phân huỷ sản phẩm.

-Dung môi cũng rất quan trọng. Nếu các chất phản ứng là chất rắn phải
hoà tan trong dung môi (hoặc hỗn hợp dung môi) phù hợp để chúng có thể
trộn đều. Ngoài ra dung môi còn ảnh hưởng đến tính phân cực của liêrpkết
c = 0 cũng như tính ái nhân (mật độ điện tử) trên nitơ làm phản ứng thuận lợi
hoặc khó khăn.
1.3.

Tác dụng sinh học của oxim, hydrazon, semicarbazon [4,18]:

Tác dung sinh học của các chất trên rất đa dạng và phong phú. Nhiều
chất đã được đưa vào nghiên cứu và sử dụng làm thuốc đạt hiệu quả cao trong
điều trị. Dưới đây là một số tác dụng chính của những hoạt chất này:
1.3.1. Tác dụng kháng khuẩn:

12


Đây là một tác dụng quan trọng và được ứng dụng nhiều trong thực tế.
Nhiều loại thuốc đang được sử dụng như: sát khuẩn, chống viêm nhiễm,
chống đơn bào. Trong đó đáng chú ý nhất là dẫn chất của 5-nitrofurfural. Đây
là một nhóm kháng sinh tổng hợp có tác dụng với rihiều chủng vi khuẩn Gr(-)

và Gr(+) như tụ cầu, liên cầu, E.coli, Klebsiella...
Cơ chế tác dụng: Dần xuất của nitrofuran ức chế chu trình Krebs của vi
khuẩn, làm giảm sản xuất năng lượng cần cho sinh sản và tồn tại của vi
khuẩn. Với nồng độ vừa phải thuốc ức chế ADN, ngừng hẳn tổng hợp ADN,
ARN.

Nitrofurantoin {2,4-imidazolidindion, l-[[(5-nitro-2-furanyl)methylen]
amino}.
0 2N

o.

CH=N-NH-C-NH2
U
0

Nitrofural {hydrazincarboxamid, 2-[(5-nitro-2-furanyl) methylen]}.
+Lưu ỷ: Những thuốc thuộc nhóm dẫn xuất nitrofuran này không bị
phân huỷ bởi pH dạ dày, nhưng khi gặp ánh sáng sẽ giải phóng gốc nitrit-NC>2
rất độc.
1 .3.2. Tác dụng chống lao:

Ngoài các thuốc đang được sử dụng để điều trị lao như Rimifon,
Ethionamid, Streptomycin. Một số thuốc có cấu trúc thiosemicarbazon cũng
được đưa vào điều trị lao như:
Năm 1948, G.Dromayk đã tìm ra TBi và đưa vào điều trị với tên
biệt dược Coteben Tibion dùng điều trị lao màng nhầy, lao da, lao khoang
miệng.

13

h3 c - c - h n —/

Y-CH=N-NH-C-NH 2

0

s

TBi: Thiosemicarbazon của aldehyd p-acetyl amino benzoic
Cùng năm đó M.N Soulina và E.E Michina đã tổng hợp được một
dẫn chất khác của thiosemicarbazid lấy tên là Cutizon cũng có tác dụng kháng
lao.
H3 C—HC—( /

^ C H = N -N H -C -N H 2
S

ch3

Cutizon- (thiosemicarbazon của p-isopropyl belzaldehyd).
1.3.3. Tác dụng chống khối u:
Hiện nay bệnh ung thư gây tỷ lệ tử vong rất cao do chưa tìm được
thuốc điều trị một cách triệt để. Trong quá trình nghiên cứu người ta đã thu
được một số chất có tác dụng ngăn cản sự phát triển của tế bào ung thư mà
trong công thức có chứa nhóm thiosemicarbazon.
s
02N
CX/C-CH=N-NH-C-NH 2

------lf
2
u1----u N-NH-C-NH
y
*■

s

Bis- thiosemicarbazon của 5-nitrofurfuĩylglyoxal.
1.3.4. Các tác dụng khác:
Ngoài các tác dụng kể trên các hydrazon còn có các tác dụng như:
chống viêm, chống siêu vi trùng, chống sốt rét, hạ huyết áp, chống co giật...
02Nk /Ck /CH=N—NH—c —\
Ổ

OH

Nifuroxazid (4-hydroxybenzoic acid [(5-nitro-2-furanyl) methylen] hydrazid).
Có tác dụng sát khuẩn đường ruột và sát trùng ngoài da.

14


r

r

Bảng 1: Một sô hydrazon,semicarbazon, oxim được sử dụng làm thuôc.
STT

1

Công thức câu tạo

h 3c - c - h n - ^

c h = n -n h -c -n h 2

ỗ

S

0
2

0 2N^CXXH=N— N^N H
II II
ủ- i

Tên thuôc

Tác dụng

Thioacetazon-Berculon

Kìm

trực

Acetamid, N-[4[[amino thioxo

khuẩn lao và

methyl)hydrazon methyl] phenyl]

phong

Nifuraden

Chông

2 - amidazolidinon, l-[[(5-nitro-

nhiễm khuẩn

2 furanyl) methylen] amino]

3

0 2N ^ 0 ^ C H = N - 0 H

T

T

Nifuroxim-Micofur

Điêu trị bệnh

5-nitro-2-furancarboxaldehyd,

do

oxim

nhiễm

Trichomonas
valginalis

Saluzid
4

OONH—N=CH—ừ %—OCH
r^i l
N

5

<0

HOOC

'OCH

Chống lao

dimethoxy-2 -carboxyl
benzaldehyd

-n h -n = c h -O
h2n

Nitrin

Kháng

Amino benzaldehyd phenyl

khuẩn

hydrazon

CH3
NH2 Tibion
C-HN—(\_)/—CH=N—NH-C
0
'---'
S p- acetamidobenzaldehyd
r—

6

Isonicotinoyl hydrazon-3,4-

>

Chống lao

thiosemicarbazon

Nihydrazone
7

02N^.0^CH:N-NH-C-CH3 Acetic acid[(5-nitro-2-furanyl)
methylen] hydrazid.

15

Chống nấm


PHÀN2: THựC NGHIỆM VÀ KÉT QUẢ
2 . 1 . NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM:

2.1.1. Nguyên vật liệu và phương tiện:
a. Hóa chất:
- Camphor thiên nhiên.
- Hydroxylamin hydroclorid.
- Semicarbazid hydroclorid.
- Thiosemicarbazid.
- Hydrazin Sulfat.
- 2,4-dinitrophenylhydrazin.
- Isonicotinoyl hydrazin.
Cùng các dung môi phù hợp: alcol ethylic, cĩoroíorm...
Các hoá chất có thể là loại thông thường, p, PA.
b. Phương tiện:
- Sắc ký lóp mỏng trên bản mỏng Kieselgel 60 F 254 (Merck).
- Điêm nóng chảy xác định trên máy đo nhiệt độ nóng chảy
Gallenkamp.
- Phổ tử ngoại ghi trên máy Cary 1E spectrophometer (Australia).

- Phổ hồng ngoại ghi trên máy FT-IR Spectrometer Perkin-Elmer
(USA) với kỹ thuật làm viên nén KBr đo trong vùng 4000-500 cm'1.
- Đèn tử ngòại Vilber Luormat bước sóng 254nm.
- Bình cầu dung tích 100ml, bình 2 cổ dung tích 250ml.
- Máy khuấy từ có bộ phận nhiệt.
- Sinh hàn hồi lưu.
- Nồi cách thuỷ.

16


2.1.2, Phương pháp thực nghiệm:
•

Nguyên tắc thực nghiệm: Thực hiện phản ứng ngưng tụ loại

nước giữa một ceton là camphor vơí các amin có công thức dạng H 2N-B.
Sơ đồ phản ứng:

ứ ng với mỗi gốc B khác nhau có các sản phẩm tổng hợp khác nhau:
B

Ký hiệu chất
—OH

I

— NH-C-NH2
y

II

B

Ký hiệu chất
— NH2

IV
-N02

V

N

VI

0

0 2N

—n h -c -n h 2
y

s

ỉỉỉ

-HN—c —(
o

•

Quá trình phản ứng:

- Dung môi sử dụng tuỳ phản ứng mà lựa chọn dung môi thích hợp.
- Nhiệt độ phản ứng duy trì ở nhiệt độ sôi của dung môi bằng đun hồi
lưu cách thuỷ có theo dõi bằng nhiệt kế.
- Xúc tác phản ứng: acid acetic, acid sulfuric đậm đặc, natri acetat.
- Theo dõi phản ứng bằng sắc ký lớp mỏng, hệ dung môi CHCl3:MeOH
với tỷ lệ thích hợp.
•

Tinh chế sản phẩm:

Sử dụng các dung môi thích họp để tinh chế sản phẩm, kiểm tra độ tinh
khiết bằng sắc ký lớp mỏng trên bản mỏng Kieselgel 60 F 254 (Merck), hệ dung
môi khai triển CHCI3: MeOH (9:1), hiện màu bằng đèn tử ngoại hoặc hơi iod
bão hoà.
2.2.KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT:
2.2.1, Thực nghiệm:
a. Tổng hợp oxim của camphor:

C,oH160
(M= 152,24)
Tiến hành:

NH 3O
(M= 33.03)

C 10H I7O (I)
(M= 185,27)

Trong bình cầu dung tích 100 ml có lắp sinh hàn hồi lưu. Hoà tan hoàn
toàn 1,52 g camphor (0,01 mol) trong 10 ml ethanol tuyệt đối. Thêm từ từ vào
bình phản ứng hỗn họp gồm 0,70 g hydroxylamin hydroclorid (0,01 mol)
trong 10 ml nước cất và 1,2 g Na2C 0 3 lắc đều. Nhỏ từ từ vào hỗn họp phản
ứng 1 ml acid acetic đậm đặc, lắc đều. Đun hồi lưu cách thuỷ có khuấy trong
3h. Làm lạnh hỗn hợp phản ứng bằng nước đá, dùng đũa thuỷ tinh cọ vào

18


thành bình để kết tinh oxim. Lọc lấy tủa bằng phễu Buchner. Tinh chế lại
trong EtOH: H20 (1:1). sấy khô được 0,54g sản phẩm.
Sản phẩm là tinh thể kết tinh màu trắng, hầu như không tan trong nước,
tan trong ethanol, methanol, cloroíòrm, dễ tan trong DMF, aceton.
- Hiệu suất sau tinh chế: 32,9%.

- Nhiệt độ nóng chảy: 121,8 - 123,5 °c.
Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm và xác định thời gian phản ứng tối
ưu bằng SKLM, dung môi hoà tan là ethanol, dung môi khai triển dùng hệ
CHC13: MeOH (9:1). Sản phẩm có Rf=0,66.
b. Tổng hợp semicarbazon của camphor:
'
+
c

10h 16o

(M - 152^24)
Tiến hành:

h 2n-

+
Ịí— .

nh - c - nh 2

CH5N3O

— nh -

c - nh 2

ố
C11H19N3O (II)

(M= 75,03)

(M= 227,27)

Trong bình cầu dung tích 100 ml có lắp sinh hàn hồi lưu. Hoà tan hoàn
toàn 1,52 g camphor (0,01 mol) trong 10 ml ethanol tuyệt đối. Thêm từ từ vào
bình phản ứng hỗn hợp gồm 1,12 g semicarbazid hydroclorid (0,01 mol), 1 g
natri acetat đã hoà tan trong 10 ml nước cất nóng, lắc đều hỗn hợp phản ứng.
Đun hồi lưu cách thuỷ có khuấy trong 3h. Làm lạnh hỗn hợp phản ứng bằng
nước đá, dùng đũa thuỷ tinh cọ vào thành bình để kết tinh semicarbazon. Lọc
lấy tủa bằng phễu Buchner, rửa tủa bằng nước cất. Tinh chế lại trong EtOH:

H20 (4:1). Sấy khô được 1,32 g sản phẩm.
Sản phẩm là tinh thể kết tinh vụn màu trắng, hầu như không tan trong
nước, tan vừa trong ethanol, methanol, dễ tan trong cloroíòrm, DMF, aceton.
- Hiệu suất sau tinh chế: 42,7%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 243,5° - 245,7°c.

19


Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm và xác định thời gian phản ứng tối
ưu bằng SKLM, dung môi hoà tan là ethanol, dung môi khai triển dùng hệ
CHC13: MeOH (9:1). Sản phẩm có Rf=0,49.
c. Tống hợp thiosemicarbazon của camphor:

C 10H 16O
(M= 152,24)
Tiển hành:
___

r

(III)
(M= 243,38)

CH5N3S

C11H19N3S

(M= 91,14)

Trong bình cầu dung tích 100 ml có lắp sinh hàn hồi lưu. Hoà tan hoàn
toàn 1,52 g camphor (0,01 mol) trong 10 ml ethanol tuyệt đối. Thêm từ từ vào
bình phản ứng hỗn hợp gồm 0,92 g thiosemicarbazid (0,01 mol), 2 g natri
acetat đã hoà tan trong 10 ml nước cất nóng, lắc đều hỗn hợp phản ứng. Nhỏ
từ từ vào hỗn hợp, phản ứng 1,5 ml acid acetic đậm đặc, lắc đều. Đun hồi lưu
cách thuỷ có khuấy trong 3h. Làm lạnh hỗn họp phản ứng bằng nước đá, dùng
đũa thuỷ tinh cọ vào thành bình để kết tinh thiosemicarbazon. Lọc lấy tủa
bằng phễu Buchner, rửa tủa bằng nước cất. Tinh chế lại trong EtOH : H20
(1:1). Sấy khô được 0,7 lg sản phẩm.
Sản phẩm là dạng tinh thể hình kim vụn màu trắng ngà, hầu như không
tan trong nước, tan vừa trong methanol, ethanol. ít tan trong cloroíorm, tan tốt
trong DMF.
- Hiệu suất sau khi tinh chế: 31,9%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 190 - 191,7°c.
Theo dõi phản ứng và độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM, dung
môi hoà tan DMF, hệ dung môi khai triển là CHCI3 : MeOH (9:1). Sản
phẩm có Rf=0,54.

20


d. Tông hợp hydrazon của camphor:

C 10H 16O
(M= 152,24)
Tiến hành:

N 2H4
(M= 32,05)

C,oH18N 2 (IV)
(M= 184,29)

Trong bình cầu dung tích 100 ml có lắp sinh hàn hồi lưu. Hoà tan hoàn
toàn 1,52 g camphor (0,01 mol) trong 10 ml ethanql tuyệt đối. Thêm từ từ vào
bình hỗn họp phản ứng gồm 1,3 g hydrazin Sulfat (0,01 mol) và 1,5 g Na 2C03
đã hoà tan trong 10 ml nước cất nóng. Lắc đều hỗn hợp phản ứng. Nhỏ từ từ
vào bình phản ứng 0,5 ml acid acetic đậm đặc, lắc đều. Đun hồi lưu cách thuỷ
có khuấy trong 3h. Làm lạnh hỗn hợp phản ứng và lọc lấy tủa bằng phễu
Büchner. Rửa tủa bằng nước cất. Kết tinh lại trong EtOH : H20 (1:1). sấy khô
được 0,97 g sản phẩm.
Sản phẩm là bột kết tinh màu trắng, hầu như không tan trong nước, tan
tốt trong ethanol, methanol, cloroform, aceton, DMF.
- Hiệu suất sau khi tinh chế: 53,6%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 196,1 - 198,2°c.
Kiểm tra quá trình phản ứng và độ tinh khiết trong quá trình tinh chế
bằng SKLM, dung môi hoà tan là ethanol, hệ dung môi khai triển
CHCl3:MeOH (9:1) có Rf=0 ,7 4 .
e. Tổnghợp 2,4-dinitrophenylhydrazon của camphor:

0 2N

c 10h 16o
(M= 15.2,24)

' c 6h 6n 4o 4
(M= 198,14)

' c 16h 20n 4o 4 (V)
(M= 350,38)

21


Tiến hành [14]:
Trong bình cầu dung tích 250 ml có lắp sinh hàn hồi lưu. Hoà tan l,98g
2,4-dinitrophenylhydrazin (0,01 mol) trong 5 ml H2SO4 đậm đặc, thêm 95 ml
nước cất, lắc đều. Thêm từ từ vào bình phản ứng dung dịch camphor (1,52 g
camphor hoà tan tron g 10 ml ethanol tuyệt đối). Lắc đều hỗn họp phản ứng.
Đun hồi lưu cách thuỷ có khuấy duy trì ở nhiệt độ sôi của dung môi trong 2h.
Làm lạnh hỗn hợp phản ứng bằng nước đá. Lọc hút lấy tủa bằng phễu
Buchner. Kết tinh lại trong DMF : EtOH (1:5). Rửa tủa bằng ethanol lạnh.
Sấy khô thu được 2,15 g sản phẩm.
Sản phẩm có dạng tinh thể hình kim óng ánh màu cam chín, không tan
trong nước, tan vừa trong ethanol, methanol, tan tốt trong cloroíòrm, aceton,
DMF.
- Hiệu suất sau tinh chế: 61,9%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 182,2 - 184,3°c.
Theo dõi quá trình phản- ứng và kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm
trong quá trình tinh chế bằng SKLM, dung môi hoà tan DMF, hệ dung môi
khai triển là CHCI3 : MeOH (9:1) có Rf=0,77.
g. Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon của camphor:

c 10h 16o

c 6h 7n 3o

c 16h 21n 3o

(M= 152,24)

(M= 137,14)

(M= 289,38)

(VI)

Tiến hành:
Trong bình cầu dung tích 100 ml có lắp sinh hàn hồi lưu. Hoà tan l,52g
camphor (0,01 mol) trong 15 ml ethanol tuyệt đối. Thêm từ từ vào bình phản
ứng hỗn hợp gồm 1,38 g isonicotinoyl hydrazin (0,01 mol) trong lml acid

22