3.3. XÁC ĐỊNH TỈ LỆ CÁC ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ BẰNG HPLC-MS
Đối với các loại máy HPLC-MS mà chúng tôi nghiên cứu, trong hệ thống có hai detector: detector DAD và detector MS.
3.3.1. Khảo sát bước sóng hấp thụ đối với các chất nghiên cứu
Chúng tôi tiến hành đo phổ UV-Vis đối với các loại mẫu nghiên cứu trong dung môi metanol và thu được kết quả như hình sau:
Hình 3.7. Phổ UV-Vis của hợp chất 9a
Hình 3.8. Phổ UV-Vis của hợp chất 9b
Hình 3.9. Phổ UV-Vis của hợp chất 9c
Hình 3.10. Phổ UV-Vis của hợp chất 9d
Từ các hình trên có thể nhận thấy các hợp chất 9a, 9b, 9c, và 9d đều có hai cực đại hấp thụ vào khoảng 210 nm và 260 nm.
Cấu trúc các hợp chất 9a, 9b, 9c và 9d như hình vẽ sau:
Kí hiệu chất
|
Công thức
|
9a
|
|
9d
|
|
9b
|
|
9c
|
|
Ta nhận thấy rằng, phân tử các hợp chất trên đều có vòng benzen. Mà vòng benzen có các dải hấp thụ: λ=180nm; λ=203nm; λ=256nm. Và khi vòng benzen có các nhóm thế có hiệu ứng +C thì các dải hấp thụ được chuyển về các bước sóng dài.
Mặt khác metanol lại có hai dải hấp thụ vào khoảng 150nm và 183nm. Vì vậy chúng tôi đã chọn bước sóng 260nm làm bước sóng nghiên cứu.
3.3.2. Khảo sát phổ MS
Để chọn điều kiện cho bắn phá MS các hợp chất β-lactam theo phương pháp ESI, chúng tôi khảo sát cả hai chế độ positive và negative để thu được các pic ion giả phân tử tương ứng. Đầu tiên, chúng tôi tiến hành khảo sát đối với hợp chất 9c và thu được kết quả như sau:
Hình 3.11. Phổ MS positive của hợp chất 9c
Hình 3.12. Phổ MS negative của hợp chất 9c
Qua phổ MS ở trên ta thấy rằng với điều kiện chế độ Negative không có mảnh ion giả phân tử phù hợp với hợp chất nghiên cứu; chế độ Positive thì cho ta pic ion giả phân tử [2M+Na]+ = 810,10 phù hợp với công thức phân tử của hợp chất 9c. Vậy chọn chế độ positive cho detector MS để nghiên cứu các hợp chất 9a, 9b, 9d và đều thu được mảnh ion giả phân tử [2M+Na]+ tương ứng với từng hợp chất nghiên cứu (phụ lục 25, 26, 31, 32, 34, 35).
3.3.3. Khảo sát chương trình dung môi cho quá trình sắc ký
Từ việc nghiên cứu tài liệu [8]., chúng tôi nhận thấy rằng việc phân tích các đồng phân quang học có một tâm bất đối bằng các điều kiện dung môi, cột tách thông thường là rất khó. Nhưng những phân tử nghiên cứu có hai trung tâm bất đối thì việc phân tích trở nên dễ dàng. Do đó chúng tôi tiến hành phân tích các đồng phân bằng gradient pha động và tiến hành khảo sát các gradient bằng cách tăng % kênh B (giảm độ phân cực của pha động) theo bảng sau:
Bảng 3.2.1. Bảng thay đổi thành phân pha động trong các gradient
-
Min
|
Gradient
|
Gradient 1
|
Gradient 2
|
Gradient 3
|
%B
|
%B
|
%B
|
0
5
6
10
15
16
17
30
|
5
20
20
50
70
100
100
100
|
15
30
30
50
100
100
100
100
|
20
30
60
80
100
100
100
100
|
Chúng tôi sử dụng 3 loại gradient: Gradient 1, gradient 2, và gradient 3 trên mẫu 9c và thu được các kết quả sau:
Hình 3.13.Sắc ký đồ của hợp chất 9c khi chạy với pha động Gradient 1
Hình 3.14.Sắc ký đồ của hợp chất 9c khi chạy với pha động Gradient 2
Hình 3.15.Sắc ký đồ của hợp chất 9c khi chạy với pha động Gradient 3
Từ các sắc ký đồ ta thấy rằng, khi giảm độ phân cực của pha động, sẽ làm giảm thời gian lưu, và làm giảm khả năng tách chất. Điều đó có thể giải thích là do, các chất nghiên cứu đều là các chất kém phân cực, nếu ta làm giảm độ phân cực sẽ làm giảm thời gian lưu. Từ kết quả trên chúng tôi chọn gradien 1để nghiên cứu và phân tích các chất.
3.4.4. Kết quả và thảo luận quá trình phân tích sắc ký.
a. Kết quả phân tích hợp chất 9a
Chúng tôi áp dụng các điều kiện đã khảo sát được ở trên và tiến hành phân tích hợp chất 9a và thu được kết quả sắc đồ như sau:
Hình 3.16. Sắc ký đồ của hợp chất 9a
Kết quả về diện tích pic:
Trên sắc kí đồ píc 1 có tR = 22,319 phút có phổ khối lượng với píc ion giả phân tử là 839,0 tương ứng với [M+M+Na]+ (hình 3.17).
Hình 3.17: Phổ MS của pic 1 (hợp chất 9a)
Pic 2 có thời gian lưu 24,124 phút cũng có píc ion giả phân tử là 839,6 tương ứng với [M+M+Na]+ (hình 3.18) Khẳng định pic 1 và pic 2 là hai đồng phân lập thể dạng cis và trans với dạng cis là chiếm ưu thế (cấu dạng cis đã được chứng minh bằng phổ NMR).
Hình 3.18: Phổ MS của pic 2 (hợp chất 9a)
Từ đó có thể thấy rằng phương pháp HPLC cho phép tách và phân tích hai đồng phân cis và trans của hợp chất beta-lactam 9a. Từ đó ta tính được độ chọn lọc lập thể của hợp chất 9a là:
de= .100% = 97,6128%
b. Kết quả phân tích hợp chất 9b
Đối với hợp chất 9b khi phân tích bằng máy HPLC chúng tôi thu được sắc đồ:
Hình 3.19. Sắc ký đồ của hợp chất 9b
Kết quả về diện tích pic:
Tương tự hợp chất 9b cũng được tách và phân tích bằng phương pháp HPLC, kết quả phân tích thu được độ chọn lọc lập thể là: de = 96,6672 %
c. Kết quả phân tích hợp chất 9c
Sắc đồ của hợp chất 9c khi phân tích bằng máy HPLC:
Hình 3.20. Sắc ký đồ của hợp chất 9c
Diện tích pic tương ứng:
Tương tự hợp chất 9c cũng được tách và phân tích bằng phương pháp HPLC, kết quả phân tích thu được độ chọn lọc lập thể là de = 96,7716 %
d. Kết quả phân tích hợp chất 9d
Sắc ký đồ của hợp chất 9d
Hình 3.21. Sắc ký đồ của hợp chất 9d
Diện tích pic tương ứng:
Tương tự hợp chất 9d cũng được tách và phân tích bằng phương pháp HPLC, kết quả phân tích thu được độ chọn lọc lập thể là de = 96,3116 %
Tóm lại, phương pháp HPLC đã được sử dụng hiệu quả để tách các đồng phân lập thể cis –trans của các hợp chất beta-lactam 9a-d. Các chất này có độ chọn lọc lập thể rất cao (de = 96,3116 – 97,6128 %). Như vậy, tổng hợp beta-lactam theo phương pháp Staudinger sử dụng các nhóm giàu điện tử, cho phép nhận được sản phẩm với độ chọn lọc lập thể cao (de ~ 97%).
KẾT LUẬN
-
Tổng hợp chọn lọc lập thể thành công 6 dẫn xuất cis-β-lactam: 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f bằng phương pháp Staudinger với việc sử dụng các nhóm thế giàu điện tử.
-
Cấu trúc các dẫn xuất của cis β-lactam được chứng minh bằng phương pháp 1H-NMR và 13C-NMR qua việc so sánh hằng số J của hai H liền kề.
-
Bằng phương pháp HPLC đã tách được các đồng phân cis và trans β-lactam.
-
Bằng phương pháp HPLC đã xác định độ chọn lọc lập thể (de) của của các hợp chất β-lactam 9a-d tương ứng là: 97,6128; 96,6672 ; 96,7716 và 96,3116 %.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. Trang web
-
http://www.chm.bris.ac.uk/ms/theory/
-
http://www.waters.com/waters/nav.htm?cid=10073251&locale=en_US
-
http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/Spectrpy/nmr/nmr1.htm
II. Tài liệu tham khảo tiếng Việt
-
Nguyễn Hữu Đĩnh – Trần Thị Đà, Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử (1999), Nhà xuất bản giáo dục.
-
Nguyễn Kim Phi Phụng, Khối Phổ lý thuyết – bài tập – bài giải (2004), Nhà xuất bản đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh.
-
Nguyễn Kim Phi Phụng, Phổ NMR sử dụng trong phân tích hữu cơ lý thuyết – bài tập phổ - bài giải (2005), Nhà xuất bản đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh.
-
Phạm Thị Thắm, Phạm Thế Chính, Hoàng Thị Phương, Phạm Anh Tuân, Đặng Thị Tuyết Anh, Ngô Thị Thuận, Nguyễn Văn Tuyến, Tạp chí hóa học (số 4B tập 50, 2012)
-
Nguyễn Văn Tuyến, Hóa học hữu cơ nâng cao – Các phương pháp tổng hợp hữu cơ hiện đại (2012), Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
III. Tài liệu tham khảo tiếng Anh
-
Ahmed Abouabdellah, Jean-Pierre Bégué, Danièle Bonnet-Delpon, Truong Thi Thanh Nga. J.Org.Chem.,62, 8826-8833, 1997
-
Brady, W. T.; Gu, Y. Q. J. Org. Chem. 1989, 54, 2838.
-
(a) Cossio, F. P.; Ugalde, J. M.; Lopez, X.; Lecea, B.; Palomo, C. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 995. (b) Arrieta, A.; Lecea, B.; Cossìo, F. P. J. Org. Chem. 1998, 63, 5869.
-
For a selection of recent reviews on the biological activity of β-lactams, see: (a) von Nussbaum, F.; Brands, M.; Hinzen, B.; Weigand, S.; Ha ¨bich, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 5072. (b) Singh, G. S. Mini-Re . Med. Chem. 2004, 4, 69. (c) Singh, G. S. Mini-Re . Med. Chem. 2004, 4, 93. (d) Buynak, J. D. Curr. Med. Chem. 2004, 11, 1951. (e) Veinberg, G.; Vorona, M.; Shestakova, I.; Kanepe, I.; Lukevics, E. Curr. Med. Chem. 2003, 10, 1741. (f) Kidwai, M.; Sapra, P.; Bhushan, K. R. Curr. Med. Chem. 1999, 6, 195
-
For selected reviews on the “β-lactam synthon method”, see: (a) Alcaide, B.; Almendros, P.; Aragoncillo, C. Chem. Re . 2007, 107, 4437. (b) Deshmukh, A.R.A.S.; Bhawal, B. M.; Krishnaswamy, D.; Govande, V. V.; Shinkre, B. A.; Jayanthi, A. Curr. Med. Chem. 2004, 11, 1889. (c) Alcaide, B.; Almendros, P. Curr. Med. Chem. 2004, 11, 1921. (d) Ojima, I. F.; Delaloge, F Chem. Soc. Re 1997, 26, 377.
-
For some previous general reviews on the topic, see: (a) Coates, C.; Kabir, J.; Turos, E. Sci. Synth. 2005, 21, 609. (b) Walton, J. C. Top. Curr. Chem. 2006, 264, 163. (c) Singh, G. S. Tetrahedron 2003, 59, 7631. (d) Magriotis, P. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 4377. (e) Go `mez-Gallego, M.; Manchen ˜o, M. J.; Sierra, A. M. Tetrahedron 2000, 56, 5743. (f) Barrett, A. G. M.; Sturgess, M. A. Tetrahedron 1988, 44, 5615.
-
Hashim Mahamed; Bimal K. Banik. Heteroletters special issue,1, 23-26, 2011
-
Hegedus, L. S.; Montgomery, J.; Narukawa, Y.; Snustad, D. C. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5784.
-
Hu, L.; Wang, Y.; Li, B.; Du, D.-M.; Xu, J. Tetrahedron 2007, 63, 9387.
-
Kirmse, W.; Rondan, N. G.; Houk, K. N. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 7989.
-
Lei Jiao, Yong Liang; Jiaxi Xu. J.AM.Chem.Soc., 128, 6060-6069, 2006
-
Li, B.; Wang, Y.; Du, D.-M.; Xu, J. J. Org. Chem. 2007, 72, 990.
-
Liang, Y.; Jiao, L.; Zhang, S.; Xu, J. J. Org. Chem. 2005, 70, 334.
-
Pacansky, J.; Chang, J. S.; Brown, D. W.; Schwarz, W J. Org. Chem. 1982, 47, 2233.
-
Shaikh, A. L.; Puranik, V. G.; Deshmukh, A. R. A. S. Tetrahedron Lett. 2006, 5993.
-
Sharma, A. K.; Kumar, R. S.; Mahajan, M. P. Heterocycles 2000, 52, 603.
-
Sordo, J. A.; Gonzalez, J.; Sordo, T. L. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 6249.
-
Staudinger, H. Justus Liebigs Ann. Chem. 1907, 356, 51.
-
Wang, Y.; Liang, Y.; Jiao, L.; Du, D. M.; Xu, J. J. Org. Chem. 2006, 71, 6983.
-
Weatherwax, A.; Abraham, C. J.; Lectka, T. Org. Lett. 2005, 7, 3461.
PHỤ LỤC
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |