Phân tích cấu trúc của một số dẫn xuất 2 ARYL 3 BENZOYL 1h BENZOfINDOLE 4,9 DIONE bằng các phương pháp phổ hiện đại

UYỄ

Ị

U

Ò

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT
2-ARYL-3-BENZOYL-1H-BENZO[f]INDOLE-4,9-DIONE
BẰ

Á P

Ơ

P ÁP PHỔ HIỆ

U

THÁI NGUYÊN – 2018

I.


UYỄ

Ị

U

Ò

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT
2-ARYL-3-BENZOYL-1H-BENZO[f]INDOLE-4,9-DIONE
BẰ

Á P

Ơ

P ÁP P Ổ HIỆ

P

I.

n tích

8440118

U

Ớ

DẪ

. Ê

THÁI NGUYÊN – 2018

ÙY


Ả

Ơ

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn S. Lê
hật hùy iang – Viện óa học - Viện àn lâm Khoa học và ông nghệ Việt
am đã tin tưởng giao đề tài, định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn và tạo
những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Em xin gửi lời trân trọng cảm ơn tới PGS. S Dương
S. Phạm hế
ọc –

hính cùng các thầy cô khoa

ại học hái

óa

ghĩa Bang, PGS.

ọc, rường

ại

ọc Khoa

guyên đã tạo điều kiện, giúp đỡ em trong quá trình triển

khai nghiên cứu, thực hiện đề tài.
Em xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo cùng các thầy, cô, cán bộ, kĩ
thuật viên phòng
ông

ghệ Việt

óa Dược, thuộc Viện

óa học – Viện

àn lâm Khoa học và

am đã tận tình chỉ dạy và hướng dẫn em trong quá trình học

tập, thực nghiệm và thực hiện đề tài.
uối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè lớp ao
học khóa 2016 – 2018, Ban giám hiệu và anh chị em đồng nghiệp trường

P

Lê Ích Mộc đã giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và thực hiện
luận văn này.

c iả l ậ vă

Nguyễn Thị Thu Hòa

a

MỤC LỤC
L I CẢ Ơ ..................................................................................................... a
MỤC LỤC ........................................................................................................... b
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT ............................................................ d
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ e
DANH MỤ SƠ Ồ ............................................................................................ f
DANH MỤC PHỤ LỤC CÁC HÌNH PHỔ ......................................................... g
MỞ ẦU .............................................................................................................. 1
ƯƠ
1. ỔNG QUAN ................................................................................ 2
1.1. Tổng quan các phương pháp phân tích để phân lập và xác định cấu trúc
các hợp chất ...................................................................................................... 2
1.1.1. ác phương pháp sắc ký ........................................................................ 2
1.1.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) [4-7] ............................................ 4
1.1.3. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) ........................... 6
1.2. Tổng quan về tách chiết, tổng hợp và hoạt tính sinh học của
benzo[f]indol-4,9-dione.................................................................................. 10
ƯƠ
2.
ỰC NGHIỆM ......................................................................... 16
2.1. Hóa chất và phương pháp ....................................................................... 16
2.1.1. Phương pháp nghiên cứu.................................................................. 16
2.1.2. Hóa chất và dung môi ...................................................................... 16
2.1.3. ịnh tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng
sắc kí lớp mỏng .......................................................................................... 16
2.1.4. Xác nhận cấu trúc ............................................................................. 16
2.2. Quy trình chung chuẩn bị mẫu các dẫn xuất 2-aryl-3-benzoyl-1Hbenzo[f]indol-4,9-dione.................................................................................. 17
2.3. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(3-bromophenyl)-3benzoyl-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29a) .................................................. 17

2.3.1. Quy trình chuẩn bị mẫu .................................................................... 17
2.3.2. Phân tích cấu trúc của 29a bằng phổ IR .......................................... 17
2.3.3. Phân tích cấu trúc của 29a bằng NMR ............................................ 18
2.4. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(4-chlorophenyl)-3benzoyl-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29b) ................................................. 18
2.4.1. Quy trình chuẩn bị mẫu .................................................................... 18
2.4.2. Phân tích cấu trúc của 29b bằng phổ IR .......................................... 19
2.4.3. Phân tích cấu trúc của 29b bằng NMR ............................................ 19
2.5. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(4dimethylaminophenyl)-3-benzoyl-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29c)......... 20
2.5.1. Quy trình chuẩn bị mẫu .................................................................... 20
2.5.2. Phân tích cấu trúc của 29c bằng phổ IR ........................................... 20
2.5.3. Phân tích cấu trúc của 29c bằng NMR............................................. 20
2.6. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-phenyl-3-(3hydroxybenzoyl)-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29d) ................................... 21
2.6.1. Quy trình chuẩn bị mẫu .................................................................... 21
2.6.2. Phân tích cấu trúc của 29d bằng phổ IR .......................................... 21
b


2.6.3. Phân tích cấu trúc của 29d bằng NMR ............................................ 22
2.7. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(4-methoxyphenyl)-3-(3hydroxybenzoyl)-1H - benzo [f]indole -4,9-dione (29e) ............................... 22
2.7.1. Quy trình chuẩn bị mẫu .................................................................... 22
2.7.2. Phân tích cấu trúc của 29e bằng phổ IR ........................................... 23
2.7.3. Phân tích cấu trúc của 29e bằng NMR............................................. 23
ƯƠ
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 24
3.1. Mục tiêu của đề tài .................................................................................. 24
3.2. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(3-bromophenyl)-3benzoyl-1H-benzo[f] indole-4,9-dione (29a) ................................................. 25
3.2.1. Chuẩn bị mẫu hợp chất 29a ............................................................. 25
3.2.2. Phân tích cấu trúc của chất 29a bằng IR .......................................... 25
3.2.3. Phân tích cấu trúc của chất 29a bằng phổ NMR.............................. 26
3.3. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(4-chlorophenyl)-3benzoyl-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29b) ................................................. 29

3.3.1. Chuẩn bị mẫu hợp chất 29b ............................................................. 29
3.3.2. Phân tích cấu trúc của chất 29b bằng IR.......................................... 29
3.3.3. Phân tích cấu trúc của chất 29b bằng phổ NMR ............................. 30
3.4. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(4dimethylaminophenyl)-3-benzoyl-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29c)......... 33
3.4.1. Chuẩn bị mẫu hợp chất 29c.............................................................. 33
3.4.2. Phân tích cấu trúc của chất 29c bằng IR .......................................... 33
3.4.3. Phân tích cấu trúc của chất 29c bằng phổ NMR .............................. 34
3.5. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-phenyl-3-(3hydroxybenzoyl)-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29d) ................................... 37
3.5.1. Chuẩn bị mẫu hợp chất 29d ............................................................. 37
3.5.2. Phân tích cấu trúc của chất 29d bằng IR.......................................... 37
3.5.3. Phân tích cấu trúc của chất 29d bằng phổ NMR ............................. 38
3.6. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 2-(4-methoxyphenyl)-3-(3hydroxybenzoyl)-1H-benzo[f]indole-4,9-dione (29e) ................................... 41
3.6.1. Chuẩn bị mẫu hợp chất 29e.............................................................. 41
3.6.2. Phân tích cấu trúc của chất 29e bằng phổ NMR .............................. 41
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 46
PHỤ LỤC CÁC HÌNH PHỔ ............................................................................... 1

c


DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
13

C- NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (13C Nuclear
Magnetic Resonance)

DMSO

1

H- NMR

imetyl sunfoxit (Dimethyl sulfoxide)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H Nuclear Magnetic
Resonance)

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao ( igh Performance Liquid
Chromatography)

IR

Phổ hồng ngoại ( nfrared Spectroscopy)

MS

Phổ khối lượng va chạm điện tử (Electron mpact-Mass
Spectrometry)

H, C

ộ chuyển dịch hóa học của proton và cacbon

Ppm

Phần triệu ( parts per million )

S

Singlet

Dd

Double doulet

d


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cách tính giá trị Rf............................................................................... 2
Hình 1.2. Các bước tiến hành sắc ký bản mỏng. ................................................. 3
Hình 1.3. Các bước tiến hành sắc ký cột (CC) .................................................... 4
Hình 1.4. Phổ hồng ngoại của axit benzoic ( C6H5COOH ) ................................ 5
Hình 1.5. Hệ thống phân tích phổ hạt nhân ......................................................... 6
Hình 1.6. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat ................................... 9
Hình 1.7. Cấu trúc của Kinamycin A và Utahmycin B ...................................... 10
Hình 1.8. Một số phương pháp tổng hợp hợp chất benzo[f]indol-4,9-dione .... 11
Hình 3.1. Phổ IR của hợp chất 29a .................................................................... 26
Hình 3.2. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29a .......................................................... 27
Hình 3.3. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29a.................................................. 27
Hình 3.4. Phổ 13C-NMR của hợp chất 29a ........................................................ 28
Hình 3.5. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29a................................................. 28
Hình 3.6. Phổ IR của hợp chất 29b .................................................................... 29
Hình 3.7. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29b .......................................................... 31
Hình 3.8. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29b.................................................. 31
Hình 3.9. Phổ 13C-NMR của hợp chất 29b ........................................................ 32
Hình 3.10. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29b............................................... 32

Hình 3.11. Phổ IR của hợp chất 29c .................................................................. 33
Hình 3.12. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29c ....................................................... 35
Hình 3.13. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29c ............................................... 35
Hình 3.14. Phổ 13C-NMR của hợp chất 29c ...................................................... 36
Hình 3.15. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29c ............................................... 36
Hình 3.16. Phổ IR của hợp chất 29d.................................................................. 37
Hình 3.17. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29d ....................................................... 39
Hình 3.18. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29d............................................... 39
Hình 3.19. Phổ 13C-NMR của hợp chất 29d ...................................................... 40
Hình 3.20. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29d............................................... 40
Hình 3.21. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29e ....................................................... 42
Hình 3.22. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29e ............................................... 43
Hình 3.23. Phổ 13C-NMR của hợp chất 29e ...................................................... 43
Hình 3.24. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29e ............................................... 44
Hình 3.25. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29e ............................................... 44

e


D

Ụ

Ơ Ồ

Sơ đồ 1. Tổng hợp hợp chất 2,3-dihydro-lH-benzo[f]indol-4,9-dione theo
Hiroshi Suginome ............................................................................................... 11
Sơ đồ 2. Tổng hợp hợp chất 1-methyl-1H-benzo[f]indol-4,9-dione theo Patrice
Vanelle ................................................................................................................ 12
Sơ đồ 3. Tổng hợp hợp chất benzo[f]indol-4,9-dione theo C. C. Tseng ............ 12

Sơ đồ 4. Tổng hợp hợp chất benzo[f]indol-4,9-dione theo Jin-Wei Sun ........... 13
Sơ đồ 5. Tổng hợp hợp chất benzo[f]indol-4,9-dione theo Shanshan Guo ....... 13
Sơ đồ 6. Tổng hợp hợp chất benzo[f]indol-4,9-dione theo Quang H. Luu........ 14
Sơ đồ 7. Tổng hợp các hợp chất benzo[f]indol-4,9-dione theo L. Zhang.......... 14
Sơ đồ 8. Tổng hợp dẫn xuất 2-aryl-3-benzoyl-1H-benzo[f]indole-4,9-dione 29
............................................................................................................................ 25
Sơ đồ 9. Tổng hợp hợp chất 29a ........................................................................ 25
Sơ đồ 10. Tổng hợp hợp chất 29b ...................................................................... 29
Sơ đồ 11. Tổng hợp hợp chất 29c ...................................................................... 33
Sơ đồ 12. Tổng hợp hợp chất 29d ...................................................................... 37
Sơ đồ 13. Tổng hợp hợp chất 29e ...................................................................... 41

f


D

Ụ P Ụ Ụ

Á

Ì

P Ổ

Phụ lục 1. Phổ IR của hợp chất 29a .............................................................. 1/PL
Phụ lục 2. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29a .................................................... 1/PL
Phụ lục 3. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29a ........................................... 2/PL
Phụ lục 4. Phổ

13

C-NMR của hợp chất 29a .................................................. 2/PL

Phụ lục 5. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29a ........................................... 3/PL
Phụ lục 6. Phổ IR của hợp chất 29b .............................................................. 3/PL
Phụ lục 7. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29b .................................................... 4/PL
Phụ lục 8. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29b ............................................ 4/PL
Phụ lục 9. Phổ

13

C-NMR của hợp chất 29b .................................................. 5/PL

Phụ lục 10. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29b ......................................... 5/PL
Phụ lục 11. Phổ IR của hợp chất 29c............................................................. 6/PL
Phụ lục 12. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29c.................................................. 6/PL
Phụ lục 13. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29c ......................................... 7/PL
Phụ lục 14. Phổ

13

C-NMR của hợp chất 29c................................................. 7/PL

Phụ lục 15. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29c ......................................... 8/PL
Phụ lục 16. Phổ IR của hợp chất 29d ............................................................ 8/PL
Phụ lục 17. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29d .................................................. 9/PL
Phụ lục 18. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29d .......................................... 9/PL
Phụ lục 19. Phổ 13C-NMR của hợp chất 29d ............................................... 10/PL
Phụ lục 20. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29d ....................................... 10/PL

Phụ lục 21. Phổ 1H-NMR của hợp chất 29e................................................ 11/PL
Phụ lục 22. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 29e ....................................... 11/PL
Phụ lục 23. Phổ 13C-NMR của hợp chất 29e ............................................. 12/PL
Phụ lục 24. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29e ....................................... 12/PL
Phụ lục 25. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 29e ....................................... 13/PL

g


Ở ẦU
Phân tích cấu trúc các hợp chất nói chung và phân tích cấu trúc hợp chất hữu cơ
nói riêng là nhiệm vụ quan trọng trong hóa phân tích hiện đại. ể phân tích cấu trúc
của các hợp chất hữu cơ, người ta phải kết hợp sử dụng nhiều phương pháp phân tích
khác nhau, vì mỗi phương pháp chỉ cho một số thông tin xác định, việc tổ hợp các
phương pháp phân tích cho ta đầy đủ các dữ liệu cho phép khẳng định chính xác cấu
trúc các hợp chất.
Sự phát triển mạnh mẽ của các phương pháp phổ đã giúp cho việc nghiên cứu
trong các ngành khoa học đặc biệt là tổng hợp hữu cơ trở nên dễ dàng hơn, phát triển
nhanh hơn. rước đây, để chứng minh cấu tạo của một chất có thể mất hàng năm hoặc
có khi k o dài nhiều năm thì nay có thể thực hiện sau vài giờ, sở dĩ làm được như vậy
là nhờ sự hỗ trợ của các phương pháp phổ hiện đại.
hông thường để xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ người ta thường sử
dụng các phương pháp như như sau phương pháp phổ như phổ hồng ngoại cho ta các
thông số về nhóm chức, liên kết, phổ tử ngoại khả kiến cho ta biết các kiểu liên kết,
phổ cộng hưởng từ hạt nhân cho ta thông tin về khung cấu trúc, phổ khối lượng cho ta
biết thông số về khối lượng phân tử, tỷ lệ các đồng vị, nguyên tố tham gia cấu trúc
hoặc cơ chế phân mảnh.
Naphthoquinone và các dẫn xuất là lớp chất đang được các nhà khoa học quan
tâm nghiên cứu bởi khả năng tương hợp sinh học của chúng. Chúng có khả năng gây
độc tế bào, có thể ảnh hưởng đến enzym như topoisomeras - nhóm các enzym rất quan

trọng đối với sự sao chép ADN trong nhân tế bào. Các chất kháng sinh tự nhiên khung
naphthoquinone được tìm thấy trong vi khuẩn, vi nấm và thực vật. Một số hợp chất tự
nhiên và các dẫn xuất tổng hợp, bán tổng hợp như pyranonapthoquinone,
azaanthraquinone,
naphtho[2,3-b]furan-4,9-dione,
benzo[f]indol-4,9-dione,
benzo[h]cinnolin-5,6-dione có hoạt tính kháng khuẩn (đặc biệt là khuẩn Gram (+)),
kháng nấm, chống sốt rét, vi rút và chống ung thư. Do đó, việc nghiên cứu tổng hợp
lớp chất này là có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
ề tài này chúng tôi tập trung nghiên cứu phân tích cấu trúc của một s dẫn
xuất 2-aryl-3-benzoyl-1H-benzo[f]indole-4,9-dione bằ
c c p ươ
p p phổ
hiệ đại.

1