Tồng hưp và thử hoạt tính kháng nấm, khảng khuẩn của chất n (2 clorophenyl)benz,othĩoamid và mởtsẻ dẫn chất

MUC LUC
#t
Trang
1

ĐÁT VẤN
• ĐÈ

Bộ Y TÉ
Lời cảm ơn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
PHÀN 1. TỎNG QUAN
-----(íys yj /<> í'tính
sỉnh
học
của
các
có nhóm
1.1.
Lời đàu tiên, chất
tôi xin
đượcthỉoamid
bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn3 sâu sắc tới
1.1.1.

Tác dụng
3 Dược —
ThS. kháng
Đào nấm
Thi Kìm Oanh, TS. Nguyễn Hui Nam — Bộ môn Hóa

1.1.2.

Tác dụng
kháng
5
Trường
Đạikhuẩn
học Dược Hà Nội, những người thầy đã tận tình hướng
dẫn và

1.2.

Các tạo
phảnmọi
ứng điều
tổng họp
10 khóa luận
kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện

1.2.1.

Phảnnày*
ứng acyl hóa

1.2.2.

Phản ứng thionyl
12 hợp, giúp
Tronghóathời gian thực hiện đề tài, tôi cũng nhận được sự phối

PHẦN 2.

đa của LIỆU,
Phòng Thí
nghiệmBỊ,trung
tâm HUNG
- TrườngVÀĐại PHƯƠNG
học Dược Hà Nội, Phòng
NGUYÊN
THIẾT
NỘI

2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.4.1.

10

Câu trúc
- Viện
học Việt Nam, Phòng Thỉ nghiệm Hỏa vật liệu - Khoa
PHÁP
NGHIÊN
cứưHóaHỢP
TỎNG
VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN,
Nguyên

liệu
Hỏa học- Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc 16
gia Hả NỘI
KHÁNG NÁM CỦA CHẤT
Dung
cu, thiết
bi - Phòng Sinh học thực nghiệm - Viện Hỏa học cảc hợp
16 chất thiên
Khoa
Dược
N-(2 -CLOROPHENYL)BENZOTHI o AM ID VÀ
Nội dung
nhiên nghiên
- Việncứu
Khoa học và Cổng nghệ Việt Nam và toàn thể các 17
thầy, các cán
SỐ DẪN
CHẢT
Phưong
nghiên
bộ pháp
của Bộ
môncửuHỏa Dược MỌT
— Trường
Đại
học Dược Hà Nội. 17
Tôi xin chân
«
Tổngthành
hợp hóa

17
cảmhọc
ơn. và kiểm tra độ tinh khiết

2.4.2.

Xác định cấu trúc
17
Xin cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu nhà trường, các cán bộ
KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP DƯỢC sĩ KHÓA 59 (2004-2009) 17
Thử hoạt tính sinh học
2.4.3.
của các bộ môn, các phòng bạn của Trường Đại học Dược Hà Nội, cảm ơn
18
2.4.4. Nhận xét mỗi liên quan giữa cấu trúc và tác dụng sinh học
Ban giám hiệu, các cán bộ của Bộ môn Hóa dược đã tạo mọi đỉều kiện thuận
- Người
dẫn:LUẬN
PHÀN 3. THỰC NGHIỆM, KÉT
QUẢhướng
VÀ BÀN
lợi cho tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận văn này.
Hóa học
19
- Nai thực hiện đề tài:
3.1.
đình, bạn bè, đồng nghiệp 19
đă luôn giúp
3.1.1
Tổng hợp hỏaCuối

học cùng, tôi xỉn cảm ơn gia Ths.
Đào Thị Kim Oanh
- Thời gian thực hiện:
là tinh
nguồn
động viên tôi trong suốt thời gian vừa qua.
3.1.2. Kiểmđỡtravàđộ
khiết
27
Bộ môn Hóa dược
28
Hà Nội, ngày ỉ 6 tháng 05 nơm 2009
3.1.3. Xác định cấu trúc
/p'
-\ \
Sinh viên
a Ẵoụ 28
3.1.3.1 Phô hỏng ngoại (IR)
Lê Thanh Chính

-Tim li {.
%/ỉị‘ỳ/

Hà Nội - 2009


AIDS

Acquired ĩmmune Deficiency Syndrome

MIC

Minimưm Inhibitory Concentration
30

3.1.3.2 Phổ kJìối lượng (MS)Methicillin-resistant Staphylococcus aureus
MRSA
DANH MỤC
CHỮ
VIỂT
TẮT
DANH
MỤC
BANG
DANH
MỤC
HĨNH
3.2.
Thử tác dung kháng
khuẩn,
kháng nấm
IR
Infrared
radiation

33

MS

3.2.1.

Nguyên tắc, cách tiếnMass
hànhspectrometry

33

SKLM

3.2.2.
3.2.3.

Đọc kết quả
Nhận xét

34
34

T°nc

3.3.

Rf

Bàn luận

3.3.1.
36

vsv
SỐ bảng

3.3.2.

Sắc kí lớp mỏng
Nhiệt độ nóng chảy
Hệ số dịch chuyển
Vi sinh vât1

36
Tổng hợp hóa học vả xác đinh cấu trúc

Tên bảng

TácTrang
dụng sinh học

36
Hiệu suất và các chỉ số hóa lý của dãy chất amid và thioamid
25
3.3.3.
Mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng sinh học
27
Gỉá trị Rf với hệ dung môi khai triến n-hexan/aceton (4: ỉ) và
36
Bảng 2
t°ní của 6 chất Il-a — II-f
Bảng 3 PHẦN 4. KÉT LUẬNSổ
tích phổ IR (cm"1)
29
VÀliệu

ĐỀphân
XUẤT
Bảng 1

Bảng 4
Bảng 5
Bảng 6
sổ Hĩnh
Hình 1

31

4.1.

Số liệu phổ EI-MS của 2 chất Il-a, Il-e
Kết luận
Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm

4.2.

Kết
quả tính logP của các chất Il-a — II-f
Đề
xuất

37

Tên Hình
Cấu tạo chung của các dẫn chất N-(2-

35

Trang
3

Hình 2

ehlorophenyl)benzothioamíd
Cấu tạo của 4-alkylthiopyridin-2-carbothioamid

4

Hình 3

Cấu tạo của 2,4-dihydraxythiobenzanilid và dẫn chất

4

Hỉnh 4

Cấu tạo của thiosalicylanilid

5

Hình 5

Cấu tạo của ethionamid

ố

Hình 6

Cấu tạo cửa thiacetazon

7

Hình 7

Cấu tạo của tiocạrlid

7

Hình 8

Cấu tạo củaprotionamid

7

Hình 9

Cấu tạo 2 nhóm dẫn chất của pyrazin-2-carbothioamid

8

Hình 10

5-Butyl-6-(phenylsulfanyl)pyrazin-2-carbothìoamĩd

8

Hình 11

4 nhóm chất benzazoỉ, l,2,4-triazol, pyridin-2-carbonitri 1,
pyridin-2-carbothioamid

9

39
39


Hình 12

Cấu tạo của 4-methylsulfanylpyridin-2-carbotliioamĩd

9

Hình 13

và các dẫn chất
Cấu tạo của thiosalicylaniỉid vả các dẫn chất

9

Hình 14

Tác nhân Lawes$on

13

ĐẶT VẤN ĐỀ

Khi xã hội ngày càng phát triển thì mô hình bệnh tật của con người trở
nẽn phức tạp và nhu cầu chăm sóc súc khỏe cung ngày càng tăng. Nếu đơn
thuần chỉ dựa vào nhũng thuốc lâu đời có nguồn gốc từ dược liệu hay tổng
hợp vi sinh thì chưa đù để đáp ứng được nhu cầu đỏ. Ngày nay, việc nghiên
cứu tìm ra thuốc mới và đưa vào sử dụng trẽn lâm sàng là thành tựu của nhiều
ngành khoa học như bào chế, hóa dược, vi sinh, dược lâm sàng,... trong đó
tống hợp hóa dược đóng vai trò rất quan trọng, Được hình thành và phát triển
trẽn cơ sở kĩ thuật tống hợp hừu cơ, tổng hợp hoá dược đã trở thành một
ngành khoa học chuyên biệt chuyên nghiên cứu tìm ra các loại thuốc mơi
phục vụ cho việc phòng và điều trị bệnh cho con người. Các thuốc có nguồn
gốc tổng hợp hóa dược đóng vai trò không thể thiếu trong cuộc sống và chiếm
một số lượng rất lớn.
Để tìm được các hoạt chất có hiệu quả điều trị cao, ít độc tính và có thể
ứng dụng trong điều trị, các nhà tổng hợp hóa dược thường dựa vào cấu trúc
của các chất đang được dùng làm thuốc hoặc các chất có tác dụng sinh học
triển vọng để tảng hợp hoặc bán tổng họp tạo ra nhiều thuốc mới.
Một

số

công

trình

nghiên

cứu

cho

thấy

N-(2-

clorophenyl)benzothioamid và các dẫn chẩt có tác dựng sinh học được quan
tâm như: kháng nấm, kháng khuẩn ở ngươi,...
Với mong muốn làm phong phủ thêm và nghiên cứu một cách có hệ
thống vê phương pháp tòng hợp hóa học và tác dụng sinh học của các dẫn
chất

N-(2-cỉorophenyl)benzothioamid,

chúng

tôi

đã

quyết

định

thực

hiện

đề

tài: “Tồng hưp và thử hoạt tính kháng nấm, khảng khuẩn của chất N-(2clorophenyl)benz,othĩoamid và mởtsẻ dẫn chất" vái các mục tiêu sau:

1


1.

Tổng

hợp

N-(2-cỉorophenyl)benzothioamid

và

một

số

đẫn

chất

với các nhóm thế khác nhau trên vòng benzothioamid.

2.

Thử hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn của các dẫn chất tổng

hợp được.
Với những mực tiêu trên, chúng tôi hy vọng khóa luận này sẽ góp phần
vào việc nghiên cứu, tổng hợp các dẫn chất thioamid có hoạt tính sinh học có thế
ứng dụng trong lâm sàng.

2


PHẦN 1. TỔNG QUAN

1.1.

HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CHẮT CÓ NHÓM
THIOAM1D

N-(2-clorophenyl)benzothioamid và dẫn chất có cấu tạo chung như sau:

1
Hình 1: cấu tạo chung của các dẫn chất N-(2-clorophenyl)benzothioamid
Một

số

công

trình

clorophenyl)benzothioamid

nghiên

(1, hình 1)

cứu
và

đà
các

công
dẫn

chất

bố

cho

thuộc

thấy

nhóm

N-(2thioamid

có tác dụng sinh học đáng quan tâm như: kháng nấm [4,12-15], kháng khuẩn,
đặc biệt là trên vi khuẩn lao [1,7,8,11,20-21].
1.1.1. Tác dung kháng nám
Nấm là rriôt bệnh do vi nấm gây ra. Trong số hom 1 00.000 loài vi nấm

thì có khoảng 100 loài gây bệnh, chúng gây ra các ton thương ở da, móng hay
nội tạng. Tuy tính chất bệnh không đặc biệt nguy hiểm nhưng bệnh thường
khổ chữa, dễ tái phát và cổ thể lây từ người này sang ngươi khác. Trong
những nãm gần đây, bệnh có xu hướng gỉa tăng, đặc biệt là ở những người
giảm khả năng miễn dịch, bệnh nhân ung thư, bệnh nhân AIDS và người bị
tiêu chảy. Do đó, việc tìm ra các thuốc mới nhằm hỗ trợ và thay thế dẩn các
thuốc chống nấm cũ đã bị kháng lại một phần là rất cần thiết.
Năm 1996, Klỉmesová V. và các cộng sự đã tổng hợp nhóm dẫn chất 4alkylthiopyridin-2-carbothioamiđ (2, hình 2) và khảo sát giá trị MIC trên các
chủng

nấm

Candida

aỉbicans,

Candida

tropicaỉừ,

Candida

glabrata, Trỉchosporon beigelìi, Trỉchophyton mentagrophyteSy Aspergilỉus

3

kruseỉ,

Candỉda

/umigatus, Absidia corymbĩ/era cho thấy chúng có hoạt tính kháng nấm trung
bình trên chùng T. meniagrophytes và hoạt tinh kháng nấm đó phụ thuộc vào
tính sơ nưởc của nhóm alkyỊ [12].

'N'

c
I2

Hình 2: cấu tạo của 4-alky]thiopyridin-2-carbothioamid
OH
HO-

\/

Hình
Năm

2000,

3:

Matysiak

cẩu
và

tạo
cộng

dihydroxythiobenzanilid

(3,

dicloro

kháng

có

hoạt

tính

của

hình

2,4-dihydroxythiobenzanilid

và

đã

thiết

dẫn

chất

của

2,4-

Bài

báo

đã

minh

các

dẫn

chất

mạnh

nhất

(MIC

31,21gg/ml).

Hoạt

sự

3).

nấm

kế

nhóm
chứng
7,82

-

dẫn

chất

tính kháng nấm phụ thuộc vào độ thân dẩu, sự thay thế của nhóm N-aryl và
cấu trúc electron của phân tử* Tính thân dầu của các chất được đặc trưng bằng
giá trị R(Mw) - được xác định trong hệ pha đảo [13]* Năm 2001, nhóm này
mở rộng thêm dãy dẫn chất của 3 (hình 3) bằng cách thay nhóm R bằng các dị
vòng N. Giá trị MIC được xác định trên 15 chủng nấm da, nấm men, vả nấm
mốc,

kết

quả

dihydroxybenzcarbothioamid

cho

(4,

hình

thấy
3)

có

hoạt

N-5'-(3t-oxobenzfui'ylidyn)-2,4tính

kháng

nấm

mạnh

nhất

trẽn tất cả chủng nấm da với giá trị MIC = 0,48 - 0,98pg/mL. Ảnh hưởng của
nhóm N dị vòng lên hoạt tính kháng nấm đã được thảo luận dựa trên kết quả
đo giá trị quang phổ [14]. Năm 2003, dẫn chất của 3 (hình 3) được mở rộng
thêm với các dị vỏng N-pyrazol (5, hình 3), N-1 ^M-tri-axol (6, hình 3) [15].

4


Thông

qua

thực

nghiệm

trên

chủng

Candida

aỉbỉcans

ATCC

10231,

các

hợp

chắt có hoạt tính ngang bàng hoặc mạnh hơn intraconazol và fluconazoỉ trong
cùng điều kiện thực nghiệm* Dần chất với nhóm thé pyrazol có hoạt tính cao
hơn

các

đồng

phân

khác

[16].

N-(2,3-dimethyl-l-phenyM,2-dihydro-5-oxo-

5H-pyrazol-4-yl)-2,4-dihydroxythiobenzamid

(7,

hình

3)

có

hoạt

tính

kháng

nấm mạnh nhất, tương ứng với giá trị MIC thấp nhất có ý nghĩa thống kê so
với các thuốc nghĩên cứu [15].

s
8

Hình
Phương

và

các

cộng

sự

4:
dựa

cấu
trên

tác

tạo
dụng

của

kháng

nấm

thiosalicylanilid
và

kháng

khuan

tốt của salicyỉanilid đã tảng hợp nên 6 chất là dẫn chất của thiosalicylanilid
(8, hình 4) thông qua phản ứng thionyl hóa nhóm amid bằng tác nhân P2S5.
Tác dụng kháng nấm được thử trên 2 chủng vi nấm T. meỉĩtagrophytes và M.
gypseutn, kết quả cho thấy cả 6 chất đều có tác dụng kháng nấm thấp hơn
clotricomazol

nhưng

chấp

nhận

được.

Các

dẫn

chất

bromo

và

clorothỉosalicyìanilid cỏ tác dụng kháng nấm mạnh hơn các chất khác [4].

1.1.2.

Tác dụng kháng khuẩn

Từ xưa đến nay, các bệnh do vi khuẩn gây ra luôn chiếm một tỷ lệ cao
trong mô hình bệnh tật của các nước, đặc biệt là các nước đang phát triển,
trong đó nhiều bệnh có nguy cơ bùng phát thành dịch rất khó kiểm soát. Kể từ
khi tìm ra loại kháng sinh đầu tiên, con người đã khống chế tương đối thành
công những bệnh dịch do vi khuẩn gây ra. Tuy nhiên, trong những năm gần
dây, việc $ử dụng kháng sinh tràn lan đã dẫn đến hậu quả là tình trạng kháng
thuốc của nhiều loại vi khuẩn, điều này khiến cho việc điều trị trở nên khó

5


khăn. Do đó, tiếp tục tìm ra những loại thuốc mới nguồn gốc tự nhiên, tổng
hợp hay bán tổng hợp có tác dụng kháng khuẩn vẫn đang lả mổi quan tâm của
nhiều nhà khoa học trên thế giới.
Nhóm

thioamid

kháng

Mycobacterium:

Năm

1960,

ethionamid

(2-ethyl

thioisonieotinamid) (9, hình 5) được phát hiện và sử dụng làm thuốc kháng
lao nhóm II, có cơ chế ức chế tồng hợp các peptid và tổng hợp acid mycolic thành phần của màng tế bảo vi khuẩn lao [1]. Ethionamid hiệu quả và không
độc.

Giá

trị

MIC

5,0ịig/mL.

Sự

chuyển

sulíoxid

làm

aberculosỉs.

giảm

đối

với
hóa

MIC

Thiaeetazon

vi

khuẩn

nhóm
của

Mycobacterium

thioamid

thuổc

ở

vi

trong
khuẩn

(p-acety]aminobenzaldehyd

tuberculosis

ethionamid
M.

là

thành

smegmatỉs

thio$emicarbazon)

0,5nhóm

và

M.
(10,

hình 6), là một thuốc khả độc nhưng không đẳt tiền, thường được sử dụng để
điều trị lao ở các nước đang phát triển, cũng chứa nhóm thionamid. Trong
những năm gần đầy đã có sự kháng chéo giữa ethionamid và thiacetazon ở
chủng M. tubercuỉosis. Các chất chuyển hóa trong tế bào vi khuẩn lao của
ethiọnamỉd gắn đồng vị c14 đã được tồng hợp để chửng minh cho mô hình
hoạt hóa và chuyển hóa ethionamid và các thioamid liên quan [7,18].

9
Hình 5: cấu tạo của ethỉonamid

6


10
Hình 6: cấu tạo của thiacetazon
Ngoàỉ ra cùng nhóm với ethionamid còn có các thuốc đang được sử
dụng để điều trị lao như tiocarlid (11, hình 7) và protionamid (12, hình 8).
Hoạt tính kháng mycobacteríum của tiocarlid được đo trên sự ức chế vỉ khuển
Mycobacteria

trong

Mycobacterium
bovis

BCG

trường

tuberculosis

(MIC

Mycobacterium

môi

=

aurum

H37Rv

035pg/mL)
Ả+

rắn,

(MIC

các

(MIC

giá
=

Mycobacteriimi
=

2,0pg/mL).

trị

MIC

2,5pg/mL),

avium
Giá

(MIC
trị

MIC

tương

ứng:

Mycobacterium
=

2,0pg/mL),
trên

cho

và
thẩy

thiocarlid có khả năng ức chết vi khuẩn mycobacteria tốt. Ngoài khả năng ức
chế sự tổng hợp acid mycolic giống như isoniazid và ethambutol, thì nhóm
thioamid cũng ức chế cả sự tổng hợp các acid béo mạch ngan [19,21 ].

4
Hình 7: Câu tạo của tiocarlid

Hình 8: Câu tạo của protionamid
Năm 2002, Krinková và các cộng sự đã khảo sát tác dụng kháng lao

trên 2 nhóm dẫn chất thioamid của 5-alkyl-6-(alkylsuIfanyl)5-alkyI-6-(arylsulfany])pyrazm-2-carbothioamid (14, hình 9). Trong cả hai

7

(13, hình 9) và


nhóm dẫn chất, hoạt tính kháng vi khuẩn lao tăng lên cùng với sự tăng của
khối lượng phân tử của nhóm alkylsulfanỵl ở vị trí số 6 của vòng pyrazin. Các
thioamid

thê

hiện

hoạt

tính

cao

(phenyIsưlfanyl)pyrazm-2-carbothioamid

hơn
(15,

các
hình

amid

10)

tương

ứng.

hoạt

tính

có

5-butyl-6kháng

vi

khuẩn Mycobacỉerìum tubercuỉosis cao (ức chế 91%) và cỏ giá trị thân dầu
cao (logP = 4,95) [11].

___
s- - -Rj

N

H2N

N

s-----Ar

13
14
Hình 9: cấu tạo 2 nhóm dẫn chất của pyrazin-2-carbothioamỉd

15
Hình
Năm

2004,

chất

benzazol

(18,

hình

10:

Zahajská
(16,

11),

L

5-Butỵl-6-(phenỵỉsulfanyl)pyraziĩi-2-carbothioamid

và

hình

các

11),

cộng

sự

l?2,4-triazol

pyridin-2-carbothioamid

naphthylmethylsulfanyl

hoặc

(19,

đã

tống

(17,

hình

hình

pyridylmethyỉsulfanyl

hợp

ở

11)

thêm

11),

vị

nhóm

dẫn

pyridin-2-carbonitril

được

các

4

thế
trí

thêm
khác

1nhau

trên vòng. Ket quả nghiên cửu trên Mycobacterium tubercuỉosis3 M. avỉiim, và
hai chủng M. kansasìi đã cho thấy hai dẫn chất thioamid có hoạt tính mạnh
nhất
(MJC

là

4-(3“pyridylmethyl$ulfanyl)
=

2

-

pyridin-2-carbothioamid

>ố2,5gmol/L)

và

hình

12)

4-(l-naphthylmethylsulfanyl)pyridin-2-

carbothioamid (21, hình 12) (MIC = 2 - >32 ịimol/L) [20].

8

(20,


OL

18
19

Hình 11:4 nhóm chất benzazol, l,2,4-triazol, pyridin-2-carbonitril, pynditt-2'
carbothioamid

2 0: R=

CH2—R

; 21: R =

Hình 12: cấu tạo của 4-methylsulfanylpyridin-2-carbothioamid
và các dẫn chất
Năm 2009, Kubicová L và các cộng sự đã tồng hợp 29 dẫn chất của Nbenzylsalieylthioamid (hình 13) và thử hoạt tính trên Mỵcobacterium
tubercuỉosis,
Mycobacteriưm
kansasii,
và
Mycobacterium

aviam.

Thông

qua

phân tích mối quan hệ giữa cấu trúc — hoạt tính cho thấy hoat tính tăng khỉ
tăng độ thân lipid và hiệu ứng cho electron trong nhỏm acyl và hoạt tính giảm
khi giảm hiệu ứng siêu liên hợp electron của phân tử. Hầu hểt các hạp chất có
hoạt tính đều có hoạt tính cao hơn ỉsoniazid và có hiệu quả với các chủng lao
kháng lại isoniazid [8].

V*
22 X = F; Cl; Br
Hình 13: cấu tạo của thiosalicylanilid và các dẫn chất
Với gĩả thiết nhóm s thay nhóm o sẽ cho tác dụng sinh học mạnh hơn,
Trương Phương và các cộng sự dựa trên tác dụng kháng nấm và kháng khuân
tốt của salicylaniliđ đã tổng hợp nên 6 dẫn chất thiosalicylamỉid thông qua
phản ứng thionyỉ hóa nhóm amid bằng tác nhân P2S5. Kết quả thử nghiệm trên
5 chủng vi khuẩn phổ biến s. aureus, s. /eacaỉỉs, E. coỉì, p. aerugỉnosae,

9


H +

e
0
+ H2N—R'

1
H2
► R—ỏ—N -R'
ĩ
©
MRSẢ cho- Thông
thấy các
sản người
phâm
hợp ester
được làm
cỏ tác
tác nhân
dụng N-acyl
tốt hơn
thường
ta tông
ít dùng
hóa, hẳn
trừ
X
Ỡ\
salicylanilid,
nhấtchế
là ở
2 chủng và
vi0khẩn
Streptococeus/eacaỉìs và E. coỉl [4].
trường0)hợp điều
formamid

dialkylíòrmamid.
17 H
-X" II
H
R—c—N—R' s Các anhydrìd acid—N—R’
1.2,
CÁC PHẢN ỨNG TỎNG HỌP
- Là tác nhân acyl hóa mạnh.
1.2.1.
Phản ứng acyl hóâ
1

o
11
—c—X

- Nếu Khái
tác niệm
nhân là anhydrỉd hỗn tạp thỉ nhóm acyl nào hoạt hóa hơn sẽ
1.2.1.1.
thế vào phân
cần acyl
hóa. trình thay thế nguyên tử hydro trong phân tử hợp chất
Acyl tửhóa
là quá
hữu cơ bằng nhóm acyl (RCO-) trong đó R có thể là mạch sthẳng,
mạch vòng
Các halogcnỉd
add
hoặc nhân

- thơm.
Là tảc nhân acyl hóa rất mạnh, trong đó các cloríd acid được sử dụng
nhiều nhất.
N-acyl hóa là quá trinh acyl hóa amonỉac (NH3) hoặc các amin hữu cơ
bậc

nhất
(R’-NH2)
và chất
bậclỏng
haidễ bị(IV-NH-R”)
- Thường
là những
phân hủy bởitrong
nước. đỏ

nhỏm

acyl

thay

thế

nguyên
tử Hphản
trong
Hên kết N-H, sản phẩm của phản ứng là các amid.
1.2.1.3.
Co'chế

ứng

1.2.1.2.
Các tác
nhânhỏa xảy ra theo cơ ché thế ái nhân lưỡng phân tử (SjM2)
Phản ứng
N-acyl
Tác nhân của phản ứng N-acyỉ hóa có công thức chung như sau:
qua các bước sau:

- Nhóm NH2 amin sẽ gắn vào nguyên tử c của nhóm carbonyl
R
- H được tách ra và cuối cùng là X' tách ra để tạo thành sản phẩm.

X
Trong

đó

X

có

thể

là:

-OH:

acid

carboxylic;

-OR’:

ester;

-OCOR’:

anhydrid acid; -Cl/-Br: halogenid acỉđ,
Sau đầy là một số tác nhân hay gặp:
s Các acid carboxylic

- Là tác nhân acyl hóa trung bỉnh.
- Phản ứng acyl hóa với tác nhân này thường được tiến hành ở nhiệt độ
cao (khoảng 200°C).
v' Các ester

10


dimethylamino-pyridin,

một

số

trường

hợp

có

thể

dùng

carbọnat

kiềm

hoặc

kiềm.

b. Dung môi

- Dung môi thường là các chất tham gia phản ứng (các am in) hay chính
tác nhân acyl hóa.

- Trường hợp các chất tham gia phản ứng không hòa tan tác nhân acyl
hóa

thì

dùng

một

dung

môi

trợ

tan

thích

hợp

như:

benzen,

toluen,

clorobenzen, cỉoroíorm, diclorometham..

c, Nhiêt đô

•

ar

- Acyl hóa lả quá trinh tỏa nhiệt. Tuy nhiên, giai đoạn đầu cần cung cấp
nhiệt cho phản ứng. Sau đó có thề phải làm lạnh để loại bót nhiệt. Giai đoạn
cuải cần cung cẩp nhiệt trở lại để phản ứng kết thúc.

- Tùy từng chất tham gia phản ứng và tửng tác nhân mà nhiệt độ phản

ứng sẽ khác nhau. Ví dụ:

X

1.2.1.4. Một+số Với
lưu ỷtác nhân acid carboxylic: acyl hỏa am in cần nhiệt độ 120-140°c
+ Với tác nhân halogenid acid: chỉ cần nhiệt độ dưới 50ưc [2].

1.2.2.
Phản ứng thionyl hóa
a. Xúc tác

Có rất nhiều loại phản ứng thỉonyl hỏa để đưa nhóm $ vào phân tử, sau

đây là một số phản ứng phổ biến:

11
12


Phản ứng Willgerodt-Kindler cải tĩén có sử dụng vi sóng đã tổng hợp
được hợp chất a-aryl thioacetamid từ nhân thơm ceton, morphin và s nguyên
tử (sơ đồ 2) - trong đó phản ứng được thực hiện không cần dung môi và hoàn
thành trong 4 phút. Các phản ứng cũng có thê được thực hiện với aldehyd,
nítril [17].

Sơ đồ I: Phản ứng thionyl hóa sử dụng s
microwave-

e

s

irradiation

+ ----------------------------

ỉ.2.2.2. Phản ứng lưu huỳnh hỏa amìd

Các phản ứng chuyển hóa trực tiếp tử amid sang thioamid đã được phát
/=\ ÍA
OMe
\/
\-T\i
MeO
23
Hình 14: Tác nhân Lawesson
Phản ửngi
o
MeQ \

Ỹ\ỵSs
R >—(
'. í
QMe

/>—

So’ đồ 3: Phản ứng thionyl hóa sử dụng tác nhân Lawessson
R‘: Rw, ŨR’1, NHR"

Cơ ché phản ủng;

13


- Tác nhân Lawesson ở trạng thái cân bàng tạo ra nhiều nhóm
đithiophosphin hoạt động hơn:

Phản ứng với nhóm carbonyỉ sinh ra chất trung gian
thiaọxaphosphetan;
I

R

/==\

R'

;---\

--------*■ Me0
^—y

o

R

—õ

—o

- Sự vận chuyển electron trong chất trung gian tái tổ hợp lại cấu trúc
phân tử và hình thành nên liên kết p=0 bền vững và tạo thành sản phẩm.
o'
<
MéO
\/
\/
OI
Lưu ý: Phản ứng của ceton, amíd, lactam và lacton thường nhanh hơn
ester. Ester được hoạt hóa tùy thuộc vàỡ điều kiện phản ứng, do đó có tính
chọn lọc hơn [10].
Ngoài ra còn cỏ tảc nhấn P4S10 cũng được sử dụng trong phản ứng
thionyl hóa (sơ đồ 4). Tuy nhiên điều kiện phản ứng khi dùng tác nhân này
cần nhiệt độ cao hom và một lượng tác nhân lớn hơn tác nhân Lavvesson [17].

So* đô 4: Phản ứng thionyl hóa sử dụng P4H[Q

1.2.2.3. Thủy phân muối ưmỉtì hậc 4 và Nitril
Trong phản ừng thionyl hỏa với tác nhân Lawesson và PịSto, một lượng
lớn các sản phẩm phụ chứa phosphủ được hình thảnh và trong một số trường

14


hợp việc phân tách chúng khỏi hợp chât cân tông hơp gảp không ít khó khăn.
Vĩ vậy, chúng ta cỏ thể chuyên amid hoạt động như muôi am in bậc 4 thành
phần tử ái nhân chứa s và sau đó chuyến thành nhóm thioamid. Phản ứng này
phù hợp cho các hợp chất chứa vòng nhân thơm và các hợp chất không tan
trong dung môi hữu cơ.

1.2.2.4, Phản ứng Frietlei-Cmft với tkỉơcynat kim loại

Phản ửng alkyl hóa sử dụng thiocyanat kim loại được dùng để tổng hợp
thioamid thông qua phản ứng với carbon ái nhân - đặc biệt là carbon ái nhân.

R-M +
M = Li, MgBr
K = PỈ1, C6H4-CM, Pr-i, CH=CHỊ

R

Scr đồ 5: Phản ửng lưu huỳnh hóa sử dụng hợp chất cơ kim và CS2
Trong nội dung đề tài này, tác nhân Lavvesson được sử dụng đế thực
hiện phản ứng thionyl hóa nhóm anúd vì hiệu suất phản ứng cao và và dễ tinh
chế.

15


PHẨN 2. NGUYÊN LIỆU, THIÉT BỊ, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

2.1.

NGUYÊN LIỆU
Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm là loại

dành cho tổng hợp được nhập từ công ty Merck và sử dụng trực tiếp không có
tinh chế gì thêm. Bao gồm:

2.1.1.

Hóa chất chính:

- 2-cloroạnilin
- Các

acylchlorid:

clorobenzoyl

chlorid,

4

-

benzoyl

chlorid,

clorobenzoyl

chlorid,

2

4

clorobenzoyl
-

nitrobenzoyl

chlorid,
chlorid,

34

-

methoxylbenzoyl chlorid

- Tác nhân Lawesson:

2,4-bis(4-methoxyphenyl)-l,3-dithia-2,4-

adiphosphetan-2?4-disulfid.

2.1.2.

Dung mồi và các hóa chất khác:

- Dicloromethan (DCM, CH2CI2) - Acid hỵdrocloric (HC1)
~ Natri bícarbonat (NaHC03) - Clorobenzen (CộHịCI)

- Pyriđin (C6H5N)

- Natri sulfat khan (Na2S04)

- Methanol (CH3OH)

- Aceton (CH3COCH3)

- n-Hexan (C6H|4)
2.2. THIÉT BỊ, DỤNG cụ
- Bình cầu đáy tròn dung tích 50 ml có nút mài, máy khuấy từ gia nhiệt,
sinh hàn hồi lưu, máy cất quay chân không, tủ lạnh, tủ sấy, pipet, bình chiết,
phễu thủy tinh, giấy lọc, cân phân tích, cân kỹ thuật, bình chạy sắc ký lóp
mỏng (3KLM).

16


- SKLM tiến hành trên bản mỏng silicagel Merck 70-230 mesh.
- Nhiệt độ nóng chảy (t°nc) được xác định bàng máy đo nhiệt độ nóng
chảy nhiệt điện (Electrothermal digital).

- Phô hông ngoại (IR) được ghi trên máy Perkin Elmer, sử dụng kỹ
thuật viến nén KBr, ghi ở vùng 4000-500 cm_ỉ tại phòng thí nghiệm trung tâm
trường Đại học Dược Hà Nội.

- Phổ khối lượng (MS) được ghi bằng máy khối phổ AưtoSpec Premier
của Khoa hỏa - trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Ọuốc Gia Hà
Nội.

2.3.

NỘI DƯNG NGHIÊN cứu

- Tổng hợp N-(2-clorophenyl)benzothioamid và 5 dẫn chất
- Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được.
- Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của 6 chất tồng hợp được.
- Nhận xét và đánh giá mối liên quan giữa cấu trúc vả tác dụng sinh học
của các dẫn chất tổng hợp được.

2.4.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cửu

2.5. Tống họp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết
2.6. Sử dụng phương pháp lưu huỳnh hóa nhóm amid bằng tác nhân
Lawesson để tổng hợp N-(2-clorophenyl)benzothioamid và các dẫn chất.

2.7.

Dùng SKLM để theo dõi quá trình tiến triển của phản ứng,

2.8.

Kiểm ừa độ tinh khiết của sản phẩm bàng SKLM vả đo nhiệt độ nóng chảy.

2.4,2.

Xác định cấu trác

Xác định cấu trúc của các chất tảng hợp được dựa trên kết quả phân
tích phổ IR, MS.

2.4.3. Thử tác dung sinh hoc

17


- Thử

tác

dụng

kháng

khuân,

kháng

nâm

theo

phương

pháp Vanden

Bergher và Vlietlink trên phiến kính vi lurợng 96 giếng.

2.4.4.

Nhận xét và đánh giá mối liên quan giũa cấu trúc và tác dụng sỉnh

học của các dẫn chất tổng họp đưọ*c
Sơ bộ đánh giá mối liên quan giữa cấu trủc và tác dụng của các chất
tổng hợp được bằng cách tính giá trị ỉogP (hệ số phân bố octanol/nước) của ó
chất dựa vào phần mềm KOWWÌN.

18


PHẦN 3. THựC NGHIỆM, KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1.

HÓA HỌC

3.1.1.

Tổng họp hỏa học

Trong

phạm

vỉ

khóa

luận

này,

chúng

tôi

tiến

hành

tồng

hợp

N-(2-

clorophenyI)benzothioamid và 5 dẫn chất với các nhóm thế R khác nhau trên
vòng benzen của nhóm benzothioamid thông qua chuỗi 2 phản ứng ở sơ dồ 6:

- Phân ứng tạo các amid tưomg ứng từ 2-cloroanilỉn và các acyl chlorid
tương ứng.

- Phản ứng thionyỉ hỏa nhóm amỉd thành nhóm thioamiđ.
ca

CI

\_/
^ "li "HlhJ

r~\ /=yR f \ .... /=yR

\_J

l-a • «-r

ll-a- II-f

Sơ đồ 6: Sơ đồ phản ứng tỗng hợp dẫn chất N-(2-đorophenyl)benzothìoamid

3.1.1.1. Tỗng họp dẫn chất amid
3*1.1,1.1 Tổng họp N-(2-elorophenyl)benzamid (I-a),

b. Cách tiến hành

- Đun hồi lưu hỗn hợp gồm 0,53 ml (5 mmol) 2-cloroanilin, 0,58 ml
benzoyl chlorid (5 mmol) và 5 ml dung môi pyridin trong bỉnh cầu đáy tròn
dung tích 50 ml trong 2h [9].

- Theo dỗỉ tiến triển của phản ứng bằng SKLM với chất hấp phụ là
silicagel,

hệ

dung

môi

khai

triển

là

n-hexan/aceton

bằng đèn tử ngoại ở bước sóng 254 nm.

19

(4:1),

kiểm

tra

kết

quà


- Sau khi kêt thúc phản ứng, hôn hợp phản ứng được rót vào côc có mỏ
chứa 200 ml nước lạnh và 5 ml HC1 10%, sản phẩm sẽ kết tủa xuống, pyridin
và amỉn sẽ tan trong dung dịch HC1, gạn lớp nước ở trên, tiếp tục rửa thêm 2
lần bằng nước., sấy tủa ở 60“70°c trong 30 phút thu được sản phẩm thô. Ket
tinh lại trong hồn hợp n-hexan7aceton. Lọc thu sản phẩm, rửa lại bằng nhexan lạnh, sấy ở 60-70uc đến khô và đem cân để tính hiệu suất.

c. Kết quả

3.1.1.1.2. N-(2-dorophenyl) 2-cỉorobenzamid (I-b)
CI

\/

NH2 + GI------c-

\/

t
chât là 0,53 ml (5 mmol) 2-cloroanilin và 0,Ố4 ml (5 mmol) 2-clorobenzoyỉ
chlorid thu được 1,12 g sản phẩm tình khiết dưới dạng: tinh thẻ hình kim, màu
trắng. Hiệu suât phản ủng: 84,2%.
3.1.1.1.3, N-(2-cloropheuyl) 3-clorobenzamid (I-c)

Tiến hành thực hiện phản ứng tượng tự chất ĩ-ay nhưng với các hỏa
chất là 0,53 ml (5 mmol) 2-cloroanilin và 0,69 ml (5 mmol) 3-đorobenzoyl
chloridthu được 1,20 g sản phầm tinh khiết dưới dạng: tinh thế hình kim, màu
trắng. Hiệu suât. phản ủng: 90,2%.
3.ỉ. 1.1.4. N-(2-clorophenyl) 4-cIorobenzamid (ỉ-d)

20


Tiến hành thực hiện phản ứng tương tự chất ỉ~a, nhưng với các hóa
chất ỉà 0,53 ml (5 mmol) 2-cloroanilin và 0,65 ml (5 mmol) 4-clorobenzoyl
chlorid thu được 1,18 g sản phẩm tinh khiết dưới dạng: tinh thể hình kim, màu
trắng. Hiệu suất phàn úng: 88,7%.
3.Lĩ. 1.5. N-(2-elorophenyl) 4-nitrobenzamid (Ị-e)

Tiên hành thực hiện phản ứng tương tự chât /-Í1, nhưng với các hỏa
chất là 0,53 ml (5 mmol) 2-đoroanilin và 0,93g (5 mmol) 4-nitrobenzoyI chlorid
thu được 1,21 g sản phẩm tinh khiết dưới dạng: tinh thể hỉnh kim, màu vàng

nhạt. Hiệu suất phản ứng: 87,5%.
3.1.LI.6. N-(2-clorophenyl) 3-clorobenzamid (Ị-fi

Tiến hành phản ứng tương tự chát /-ữ, nhưng với các hóa chất là 0,53
ml (5 mmol) 2-cloroanilin và 0,69 ml (5 mmol) 4-methoxybenzoyl chlorid thu
được 1,19 g sản phẩm tinh khiết dươi dạng: tinh thể hình kim, màu trắng. Hiệu
suất phản ủng: 91,1%.

3.1.1.2.

Tổng họp dẫn chất thioamid (Il-a — II-f)

3.1.1.2.1. Tổng họp N-(2-clorophenyl)benzothỉoamid (ĨI-a).
a. Sơ đồ phản ứng

21


b. Cách tiến hàìĩh
Đun hồi lưu hỗn hợp gồm 0,46g
clorophenyl)benzamid,

0,73g

tác

nhân

(2 mmol) N-(2Lawesson

(1,8

mmol)

và

3

ml

dung

môi cỉorobenzen trong bình cầu đáy tròn dung tích 50 ml ở nhiệt độ 801>C
trong 6h [9].

- Theo dõi tiến triển của phản ứng bằng SKLM với chất hấp phụ là
silicagel,

hệ

dung

môi

khai

triển

là

n-hexan/aceton

(4:1),

kiểm

tra

kết

quả

bằng đèn tử ngoại ở bước sóng 254 nm.

- Sau khi kết thúc phản ứng, để lạnh hẵn hạp phản ứng trong cốc nước
đá để sản phẩm kết tinh, gạn bỏ lớp clorobenzen, rửa sản phẩm 3 lần bằng nhexan lạnh. Sau đó hòa tan tủa vào aceton, để kết tinh qua đêm. Ngày hôm
san, sấy ở 60-70°c đến khô và đem cân để tính hiệu suất.
c. Kết quả

- Cảm quan về sản phẩin: tinh thể hình kim, màu vàng nhạt.
- Lượng sản phẩm: m I = 0,41 g
3.1J,2.2* Tổng họp N-(2-clorophenyỉ) 2-clorobenzothloamid (II-b)*

Lav/esson reagent
Chloroberizen
Tiến hành thực hiện phản ứng tương tự chất Il-a, nhưng với các hóa
chất

là

0,53g

(2

mmol)

N-(2-clorophenyl)

2-ciorobenzamid,

0,73g

tác

nhân

Lavvesson (1,8 mmol) thu được 0,44 g sản phẩm tinh khiết dưới dạng: tinh thể
hình kim, màu vàng. Hiệu suất phản ứng: 78,0%.
3.1.1.2.3* Tổng hop N-(2-clorophenyl) 3-clorobenzothioaniid (11-c).

22


C1

Ci

Tiến hành thực hiện phản ứng tương tự chất ĩl-a, nhưng với các hóa
chất

là

0,53g

(2

mmol)

N-(2-clorophenyl)

3-clorobenzamids

0,73g

tác

nhân

Lawesson (1,8 mmol) thu được 0,50 g sản phẩm tinh khiết dưới dạng: tĩnh thể
hình kim, màu vàng. Hiệu s uất phản ứng: 88,6%.
3.1.1.2.4. Tông hgrp N-(2-clorophenyl) 4-clorobenzothioamid (Il-d).

Tiến hành thực hiện phản ứng tương tự chất II-Ũ, nhưng với các hóa
chất

là

Q,53g

(2

mmol)

N“(2-clorophenyl)

4-clorobenzamid,

0,73g

tác

nhân

Lawesson (1,8 mmol) thu được 0,45 g sản phẩm tinh khiết dưới dạng: tinh thể
hình kim, màu vàng. Hiệu suất phản ímg: 79,7%.
2

3.1.1,2.5. Tong họp N-(2-clorophenyI) 4-nitrobenzothioamid (Il-e),
Lawesson
reagcnt
Chlorobenze
Tiến hành thực hiện phản ứng tương tự chất ZZ-a, nhưng với -các hóa
chất

là

0,56g

(2

mmol)

N-(2-clorophenyl)-4-nitrobenzamid,

0,73g

tác

nhân

Lawesson (1,8 mmol) thu được 0,50 g sản phẩm tinh khiết dưới dạng: tỉnh thê
hình kim, màu vâng cam. Hiệu suất phản ứng: 85,4%,
3.1.1.2.6, Tong họp N-(2-cloropheny!) 4“methoxybenzothioamid (Il-f).

Tiến hành thực hiện phản ứng tương tự chất Iĩ-a> nhưng với các hỏa
chất là 0,52g (2 mniol) N-(2-clorophenyl) 4-methoxybenzamid, 0,73g tác

23