DSpace at VNU: Nghiên cứu tổng hợp, cấu tạo và tính chất của một số aza-14-crown-4-ether chứa dị vòng Nitơ

Nghiên cứu tổng hợp, cấu tạo và tính chất của
một số aza-14-crown-4-ether
chứa dị vòng Nitơ
Tô Hải Tùng
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ; Mã số 60 44 01 14
Người hướng dẫn: TS. Lê Tuấn Anh
Năm bảo vệ: 2013

Abstract. Nghiên cứu các phương pháp tổng hợp crown ether truyền thống, đề ra
phương pháp mới tổng hợp đồng thời vòng crown ether và dị vòng nitơ. Tổng hợp một
dãy các azacrown ether theo phương pháp mới, có chứa các tiểu dị vòng nitơ khác
nhau. Tiến hành nghiên cứu tính chất hóa học của các sản phẩm thu được. Tiến hành
thử hoạt tính sinh học của các azacrown ether cũng như các sản phẩm nghiên cứu tính
chất hóa học.
Keywords. Hóa hữu cơ; Dị vòng Nitơ; Crown ether; Azacrown ether.


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

MỞ ĐẦU
Kể từ phát minh đầu tiên của Pedersen cách đây hơn 40 năm, hóa học crao ete
đã phát triển mạnh mẽ với nhiều ứng dụng hữu ích được ghi nhận trong kỹ thuật, công
nghệ, và đời sống. Pedersen đã tổng hợp được hơn 60 dẫn xuất crao ete với số lượng
oxy từ 4 tới 20 nguyên tử và kích thước của vòng crao từ 12 đến 60 cạnh. Những ứng
dụng rộng rãi của crao ete đã được áp dụng ngay tức thì trong các lĩnh vực nghiên cứu
phức chất, xúc tác chuyển pha, trong vai trò là chất “vận chuyển” ion … và ngày nay
vẫn thu hút được sự chú ý của các nhà nghiên cứu.
Bên cạnh đó người ta đã tổng hợp được nhiều đại dị vòng crao ete, trong đó có

xuất hiện các dị tố khác ngoài nguyên tử oxy ví dụ như nitơ, lưu huỳnh … Với sự có
mặt của một hoặc vài nguyên tử nitơ chúng ta thu được azacrao ete với nhiều tính chất
đặc biệt như tăng khả năng tạo phức, độ bền và độ chọn lọc với các ion kim loại. Bên
cạnh đấy việc kết hợp đồng thời dị vòng sáu cạnh chứa nguyên tử nitơ và đại dị vòng
crao ete sẽ đem lại những tính chất hóa học và sinh hóa đặc biệt, đa dạng và hữu ích
với những hoạt tính sinh học đầy hứa hẹn [15]. Bên cạnh đấy, như chúng ta đã biết,
trong gần 2000 loại thuốc hóa dược đang được ứng dụng trong y học và thực tiễn điều
trị, có khoảng 20% các loại thuốc là dị vòng sáu cạnh chứa nitơ (như vòng pyriđin,
piperiđin, pyrimiđin, triazin, điazin ….)[2]. Các dẫn xuất này thể hiện hoạt tính sinh
học rất đa dạng và được ứng dụng trong điều trị các bệnh như an thần, gây mê, hạ
huyết áp, điều trị một số chủng ung thư và điều trị HIV-AIDS.
Chính vì vậy, việc tổng hợp các dẫn xuất mới có chứa đồng thời dị vòng nitơ và
vòng crao ete hiện đang là hướng nghiên cứu mới trên thế giới. Sản phẩm thu được hứa
hẹn có nhiều hoạt tính sinh học đặc biệt và là đối tượng nghiên cứu ảnh hưởng tương
hỗ về mặt hóa học, sinh học, vật lý giữa vòng crao ete và dị vòng chứa nitơ. Vì vậy,
chúng tôi tiến hành triển khai đề tài “Nghiên cứu tổng hợp, cấu tạo và tính chất của
một số aza-14-crown-4-ether chứa dị vòng Nitơ”.

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

1

Tô Hải Tùng


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

Tài liệu tham khảo



Tiếng Việt

1. Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình Bạch, Nguyễn Thị Thanh Phong (2008), Hóa học hữu
cơ 2, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
2. Đặng Như Tại, Ngô Thị Thuận (2012), Hóa học hữu cơ (2 tập), Nhà xuất bản giáo
dục, Hà Nội.
3. Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, Nhà
xuất bản Đại học Quốc gia, Hà Nội.
4.

Trần Quốc Sơn (chủ biên) (2010), Danh pháp hợp chất Hữu cơ, Nhà xuất bản giáo
dục, Hà Nội.

5. Nguyễn Minh Thảo (2005), Tổng hợp hữu cơ, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, HÀ
nội.


Tiếng Anh

6. C. J. Pedersen (1967), “Cyclic polyethers and their comlexes with metal salts”, J.
Am. Chem. Soc, 89, 2495-2496; 7017-7036.
7. Ed. S. R. Cooper (1992), “Crown compounds: Toward Future Applications”, VCH,
Wienheim.
8. E. N. Ushakov, M. V. Alfimov and S. P. Gromov (2008), “Optical molecular
sensors and photoresponsive receptors based on crao etes”. Nanotechnologies in
Russia, Volume 3(1, 2), Pages 35-57.
9. Gokel G.W., Korzeniowski S.H. (1982), Macrocyclic Polyether Syntheses, Berlin:
Springer.

10. Bradshow J.S., Krakowiak K.E., Izatt R.M(1993), Aza-Crown Macrocycles, New
York. J. Wiley.
11. J. M. Bueno, P. Navarro, M. I. Rodriguez-Franco, A. Samat (1991), “Influence of
the length of the poly(ethylene glycol) chain on cyclizations affording dimeric

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

78

Tô Hải Tùng


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

ester crowns of 3,5-disubstituted 1-pyrazole- synthesis of a new 24-membered
proton-ionizable receptor via debenzylation”, J. Chem. Research (S), 126-127 .
12. Y. Ishida, D. Sasaki, H. Miyauchi, K. Saigo (2004), “Design and synthesis of novel
imidazolium-based ionic liquids with psevdo crown-ether moiety”, Tetrahedron
Lett, 45, 9455-9459.
13. E.

Wagner-Wysiecka,

E.

Luboch,

M.

Kowalczyk,

J.

F.

(2003),

“BiernatChromogenic macrocyclic derivatives of azoles – synthesis and
properties”, Tetrahedron, 59, 4415-4420.
14. E. Wagner-Wysiecka, M. Jamorogiewicz, M. S. Forani, J. F. (2007) “Biernat,
Azomacrocyclic derivatives of imidazol”, Tetrahedron, 63, 4414-4421.
15. M. M. Htay, O. Meth-Cohn, N-Bridged (1976), “A new simple synthesis of 1,3polymethylenebenzimidazolones, their crown ethers analogues and related
systems”, Tetrahedron Lett.,1 ,79-82.
16. Y. Aoki, N. Umezawa, Y. Asano, K. Hatano, Y. Yano, N. Kato, T. Higuchi (2007),
“A versatile strategy for the synthesis of crao ete-bearing heterocycles”, Bioorg.
Med. Chem, 15, 7018-7115.
17. D. Guerin, R. Carlier, M. Guerro, D. Lorcy (2003), “Crown-ether annelated
dithiazafulvalenes”, Tetrahedron, 59, 5273-5278.
18. J. S. Bradshaw, B. A. Jones, R. B. Nielsen, N. O. Spencer, P. K. Thompson (1983),
“The

preparation

of

macrocyclic

polyether-diester

compounds

by

transesterification”, J. Heterocycl. Chem., 20, 957-962.
19. J. S. Bradshaw, D. A. Chemberlin, P. E. Harrison, B. E. Wilson, G. Arena, N. K.
Dalley, J. D. Lamb, R. M. Izatt, F. G. Morin, D. M. Grant (1985), “Protonionizable crown compounds. 1. Synthesis of macrocyclic polyether diester
ligands containing a triazole subcyclic unit”, J. Org. Chem., 50, 3065-3069.
20. J. S. Bradshaw, R. B. Nielsen, P. – K. Tse, G. Arena, B. E. Wilson, N. K. Dalley, J.
D. Lamb, J. J. Christensen, R. M. Izatt (1986), “Proton-ionizable crown

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

79

Tô Hải Tùng


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

compounds. 4. New macrocyclic polyether ligands containing a triazole subcyclic
unit’, J. Heterocycl. Chem., 23, 361- 368.
21. J. S. Bradshaw, C. W. McDaniel, B. D. Skidmore, R. B. Nielsen, B. E. Wilson, N.
K. Dalley, R. M. Izatt (1987) “Proton-ionizable crown compounds. Synthesis and
structrural studies of crown compounds containing the triazole subcyclic unit”, J.
Heterocycl. Chem., 24, 1085-1092.
22. A.V. Bordunov, P. C. Hellier, J. S. Bradshaw, N. K. Dalley, X. Kou, X. X. Zhang,

R. M. Izatt (1995), “Synthesis of new pyridinoazacrown ethers”, J. Org. Chem.,
60, 6097-6102.
23. W. H. Kruizinga, R. M. Kellogg (1981), “Preparation of macrocyclic lactones by
ring closure of cesium carboxylates”, J. Am. Chem. Soc., 103, 5183-5189.
24. A.V. Bordunov, P. C. Hellier, J. S. Bradshaw, N. K. Dalley, X. Kou, X. X. Zhang,
R. M. Izatt (1995), “Synthesis of new pyridinoazacrown ethers”, J. Org. Chem.,
60, 6097-6102.
25. A. G. Artiemenko, N. A. Kovdienko, V. E. Kuz'min, G. L. Kamalov, R. N.
Lozitskaya, A. S. Fedchuk, V. P. Lozitsky, N. S. Dyachenko, L. N. Nosach
(2002), “The analysis of structure-anticancer activity relationship in a set of
macrocyclic pyridinophanes”, Experimental Oncology, 24, 123-127.
26. J. D. Lamb, R. M. Izatt, C. S. Swain, J. S. Bradshaw, J. J. Christensen (1980),
“Cation complexes of crown ethers diesters”, J. Am. Chem. Soc., 102, 479-482.
27. S. L. Baxter, J. S. Bradshaw (1981), “Temperature dependent 1H NMRstudies of
the complexation of synthetic macrocyclic multidentate compounds with primary
alkylammonium salts”, J. Heterocycl. Chem., 18, 233-245.
28. J. S. Bradshaw, B. A. Jones, R. B. Nielsen, N. O. Spencer, P. K. Thompson (1983),
“The

preparation

of

macrocyclic

polyether-diester

compounds

by

transesterification”, J. Heterocycl. Chem., 20, 957-962.
29. G. R. Newkome, G. E. Kiefer, D. K. Kohli, Y.-J. Xia, F. R. Fronczek, G. R. Baker

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

80

Tô Hải Tùng


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

(1989), “Macrocyclic inclusion complexes. Synthesis and formation of monoand dinuclear transition-metal complexes of dipyriđino crao etes”, J. Org. Chem.,
54, 5105-5110.
30. B. G. Cox, T. V. Hurwood, L. Prodi, M. Montalti, F. Bolletta, C. I. F. Watt (1999),
J. Chem. Soc., Perkin Trans., 2, 289-296.
31. P. Huszthy, E. Samu, B. Vermes, G. Mezey-Vándor, M. Nógrádi, J. S. Bradshaw,
R. M. Izatt (1999), “Synthesis of novel acridino- and phenazino-18-crown-6
ligands”, Tetrahedron, 55, 1491-1504.
32. Huszthy, Z. Köntös, B. Vermes, A. Pintér (2001), “Synthesis of novel fluorescent
acridino- and thioacridino-18-crown-6 ligands”, Tetrahedron, 57, 4967-4975.
33. P. Huszthy, E. Samu, B. Vermes, G. Mezey-Vándor, M. Nógrádi, J. S. Bradshaw,
R. M. Izatt (1999), “Synthesis of novel acridino- and phenazino-18-crown-6
ligands”, Tetrahedron, 55, 1491-1504.
34. P. Huszthy, Z. Köntös, B. Vermes, A. Pintér (2001), “Synthesis of novel
fluorescent acridino- and thioacridino-18-crown-6 ligands”, Tetrahedron, 57,
4967-4975.

35. G. R. Newkome, S. J. Garbis, V. K. Majestic, F. R. Fronczek, G. Chiari (1981),
“Chemistry of heterocyclic compounds. 61. Synthesis and conformational studies
of macrocyclic ethers possessing 1,8- or 1,5-naphtyridino subunits”, J. Org.
Chem., 46, 833-839.
36. J. Chandler, L. V. Deady, J. A. Reiss, V. Tzimos (1982), “The synthesis of
macrocyclic polyether-diester incorporating 1,10-phenanthrolino and 1,8naphthyridino subunits”, J. Heterocycl. Chem., 19, 1017-1019.
37. J. Halfpenny, P. B. Rooney, Z. S. Sloman (2000), “A facile route to a novel azacrao ete incorporating three thiophene moieties”, Tetrahedron Lett, 41, 62236226.
38. M. M. Htay, O. Meth-Cohn, N-Bridged (1976), “Heterocycles. A new simple

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

81

Tô Hải Tùng


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

synthesis of 1,3-polymethylenebenzimidazolones, their crao ete analogues and
related systems”, Tetrahedron Lett., 1, 79-82.
39. Y. Aoki, N. Umezawa, Y. Asano, K. Hatano, Y. Yano, N. Kato, T. Higuchi (2007),
“A versatile strategy for the synthesis of crao ete-bearing heterocycles”, Bioorg.
Med. Chem., 15, 7018-7115.
40. J. Tirado-Rives, R. D. Gandour, F. R. Fronczek (1982), “Syntheses and structure
of stilbene crowns”, Tetrahedron Letter, Vol.23(16), pp 1639-1642.
41. J. Tirado-Rives, M. A. Oliver, F. R. Fronczek, R. D. Gandour (1984), “Syntheses
and structure of stilbene cycles. Low-Valent Titanium-Induced Ring Closures of
Aromatic Bis(carbonyls)”, J. Org. Chem, Vol. 49(9), pp 1627-1634.

42. Luke T. Higham, Ulf P. Kreher, Colin L. Raston, Janet L. Scott, and Christopher
R. Strauss (2004), “A New Family of Macrocycles Produced by Sequential
Claisen-Schmidt Condensations”, Organic letters, Vol. 6(19), 3257-3259.
43. Luke T. Higham, Ulf P. Kreher, Colin L. Raston, Janet L. Scott, and Christopher
R. Strauss (2004), “Horning-Crown Macrocycles: Novel Hybrids of Calixarenes
and Crao etes”, Organic letters, Vol. 6(19), 3261-3264.
44. V.A.Popova, I.V. Podgornaya, I. Ya. Postovskii, N.N. Frolova (1976), “Synthesis
and tuberculostatic activity of certain new derivatives of macrocyclic polyethers”,
Pharmaceutical Chemistry Journal, Vol. 10(6), pp. 66-68.
45. V.A.Popova, I.V. Podgornaya, V.G. Lundina, L.I. Kurnikova, A.I. Tarasov (1987),
“Acyl derivatives of N,N’-Diaminodibenzo-18-crown-6 ether, their complexing
and catalytic properties”, Russian Chemical Bulletin, No.11, pp. 2544-2547.
46. Popova, V. A.;Tsivadze, A. Yu.;Podgornaya, I. V.;Pyatova,E. N.; Kopytin,
A.V.;Eganova, L. V (1990), “Synthesis and properties of podands with 4antipyryliminomethine groups”, Russian Chemical Bulletin, No.9, pp. 2099-2102.
47. Fedorova O. W., Rusinov G. L., Mordovskoi G. G., Zueva M. N., Kravchenko M.
A., Ovtschinnikova I. G., Chupakhin O. N (1997), “Synthesis and tuberculostatic

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

82

Tô Hải Tùng


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

activity of podands with fluoroquinolone fragments”, Pharmaceutical Chemistry
Journal, Vol. 31(7), pp.21-23.

48. V.A. Popova, I.V. Podgornaya, O.V. Fedorova (1987), “New macrocyclic
compounds containing a thiocarbohydrazone grouping”, Russian Chemical
Bulletin, No.3, pp. 618-670
49. Fedorova O. W., Mordovskoi G. G., Rusinov G. L., Ovtschinnikova I. G., Zueva
M. N., Kravchenko M. A., Chupakhin O. N (1998), “Synthesis and in vitro
tuberculostatic activity of podands containing semicarbazide or thiosemicarbazide
fragments”, Pharmaceutical Chemistry Journal, Vol. 32(2), pp.11-12.
50. V. M. Mazur, N. M. Kolyadina, V. I. Sokol, Siaka Soro, V. S. Sergienko, V. V.
Davydov

(2010),

“Bis(benzo)triazinethionoaza-14-crown-4

ether

and

Its

Complex with CoBr2: Synthesis and Crystal Structures”, Russian Journal of
Coordination Chemistry, 36(11), 838-843.
51. A. N. Levov, Le Tuan Anh, A. I. Komarova, V. M. Strokina, A. T. Soldatenkov,
and V. N. Khrustalev (2008), “Synthesis and Molecular Structure of
Bis(areno)piperidinoaza-14(17)-crowns-4(5)”,

Russian Journal of Organic

Chemistry, 44(3), 457-462.
52. A. N. Levov, Le Tuan Anh, A. T. Soldatenkov, Chuong Hong Hieu, and V. N.

Khrustalev

(2008),

“Transformations

of

Dibenzo(γ-oxopiperidino)aza-14-

crowns-4 upon Acylation. Molecular Structure of Dibenzo-16-crown-3”, Russian
Journal of Organic Chemistry, 44(4), 612-616.
53. Larry McKane, Judy Kandel (1996), Microbiology: essentials and applications
,McGraw-Hill, New York.
54. Skehan et al. (1990), “New colorimetric cytotoxicity assay for anticancer-drug
screening”, JNCI J Natl Cancer Inst, 82(13), 1107-1112.


Tiếng Nga

55. М. Хираока (1986), Краун- соединения, Мир, Москва.

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

83

Tô Hải Tùng


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sỹ

56. В. В. Скопенко, А. Ю. Цивадзе, А. И. Савранский, А. Д. Тарновский (2007),
Координационная химия, ИКЦ Академкнига, Москва
57. Г. Л. Вышковский (2006), Регистр лекарственных средств России. РЛС.
Энциклопедия лекарств. 15-й вып. «РЛС-2007», Москва.
58. Наканиси А. (1965), Инфракрасные спектры и строение органических
соединений. Практическое руководство, Мир, Москва.


Internet

59. http://195.178.207.233/PASS/predict.php

Chuyên ngành Hóa Hữu cơ

84

Tô Hải Tùng