CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Phương pháp nghiên cứu và trang thiết bị. 2.1.1. Các phương pháp tổng hợp hữu cơ.
Sử dụng phản ứng đóng vòng Staudinger và một số phương pháp khác tại phòng thí nghiệm Hoá dược- Viện Hoá học- Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam.
2.1.2. Dụng cụ và hóa chất.
Nguyên liệu đầu: phenol, m-clophenol, este 2-brom metylaxetat, benzylamin, p-brom benzandehit….
Dung môi: axeton, metanol, etanol, n-hexan, diclometan, etyl axetat, nước.
Dung dịch hiện màu: dragendoff, ceri sunfat/ axit sunfuric đặc.
Các chất xúc tác và dung môi khác cho các phản ứng được mua của hãng Merck (Đức) và Aldrich (Mỹ).
Bột silica gel cho sắc kí cột kích thước 0,01÷0,02 mm (Merck), bông y tế dùng nhồi cột.
Bản mỏng sắc kí silica gel đế nhôm tráng sẵn Art. 5554 DC – Alufolien Kiesel 60 F254 , dày 0,2 mm, kích thước 20 x 20 cm (Merck).
Cột sắc kí thuỷ tinh, giá ống nghiệm, ống capila, bình triển khai sắc kí bản mỏng.
Bình cầu phản ứng 250 ml, con khuấy từ, máy khuấy từ, giá kẹp bình phản ứng.
Phễu chiết 250 ml, cốc mỏ vịt, natri sunfat để làm khô.
2.1.3. Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của dẫn xuất bằng sắc kí lớp mỏng.
Sắc kí lớp mỏng (SKLM) được sử dụng để định tính chất đầu và sản phẩm. Thông thường chất đầu và sản phẩm với giá trị Rf khác nhau, màu sắc và sự phát quang khác nhau…. Dùng sắc kí lớp mỏng để biết được phản ứng xảy ra, không xảy ra, kết thúc phản ứng… dựa vào các vết trên bản mỏng, cùng các giá trị Rf tương ứng. Giá trị Rf của các chất phụ thuộc vào bản chất và phụ thuộc vào dung môi làm pha động. Dựa trên tính chất đó, chúng ta có thể tìm được dung môi hay hỗn hợp dung môi để các chất tách ra xa khỏi nhau (Rf khác xa nhau) hay tìm được hệ dung môi cần thiết để tinh chế các chất.
Quy trình chạy sắc kí lớp mỏng:
Cho chất lên bản sắc kí: Hòa tan hoàn toàn chất nghiên cứu bằng dung môi dùng để điều chiết sao cho dung dịch thu được không quá loãng hay quá đặc. Dùng capila thủy tinh lấy chất rồi chấm lên trên bản mỏng sao cho các vệt chấm phải tròn, gọn và các mép bên của bản mỏng 0,5 cm; cách chân bản mỏng 0,7 cm. Các vết chất cách nhau 0,5 cm. Chiều cao bản mỏng 7 cm.
Tiến hành sắc kí lớp mỏng:
Pha hệ dung môi với tỷ lệ thích hợp cho vào bình sắc kí có nút nhám và lắc kỹ. Đặt một mảnh giấy lọc vào thành bình để bão hòa dung môi. Lượng dung môi lấy sao cho khi triển khai SKLM không để cho dung môi ngập vết chất.
Cho bản mỏng đã chấm vào bình sắc kí, bản mỏng được đặt nghiêng một góc 15. Bình sắc kí phải để yên trong suốt quá trình triển khai. Khi tiền tuyến dung môi cách mép trên 0,3 cm thì lấy bản mỏng ra. Làm khô bản mỏng, sau đó hiện sắc phổ dưới đèn tử ngoại rồi bằng thuốc hiện.
2.1.4. Các phương pháp phân tích cấu trúc.
Để xác định cấu trúc các chất hữu cơ tổng hợp được, chúng tôi tiến hành các phương pháp sau:
- Xác định nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp được đo trên máy Gallenkamp của Anh tại phòng thí nghiệm Tổng hợp hữu cơ - Viện Hoá học - Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ 1H-NMR (500MHz) và 13C-NMR (125MHz) của các chất nghiên cứu được đo trên máy Bruker XL-500 tần số 500 MHz với dung môi CDCl3 và TMS là chất chuẩn, tại phòng Phổ cộng hưởng từ hạt nhân - Viện Hoá Học - Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam.
- MÁY HPLC + Hóa chất, thiết bị dùng cho máy HPLC
Dung môi: Kênh A: H2O (PA); Kênh B: Metanol (PA)
Pha tĩnh: Cột thép không gỉ (25 cm x 4,6 mm) được nhồi octadecylsilayl silica gel (C18)
Thiết bị:LC-MSD Agilent 1100 Series (USA)
+ Đặt điều kiện cho hệ thống
Detector DAD: đặt ở bước sóng 260nm.
Detector MS:
- Source: ESI
- Capilary: 3000V; 17nA
- End Plate Offset: 500V; 435nA
|
- Dry Gas: 5,0 l/min
- Dry Temp: 325 ºC
- Skimmer: 40.0V
|
- Cap Exit: 200.0V
- Polarity: Positive
|
Flow: 0,25 ml/min
Stop time: 30 min
Thể tích tiêm: 20 – 50 µl (tùy vào lượng mẫu)
Min
|
Gradient pha động
|
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
| 2.2. Tổng hợp các hợp chất β-lactam 2.2.1. Tổng hợp dẫn xuất 2-phenoxy clorua axetic
Hỗn hợp của phenol (5,1 mmol) 1a, DMF (3 ml) và Na2CO3 (5,1 mmol) được đun hồi lưu ở 140oC, trong thời gian 10 phút. Sau đó thêm este 2-brom metyl axetat (4,6 mmol) và tiếp tục đun hồi lưu ở 140oC, trong khoảng 4h. Hỗn hợp sau phản ứng được cho thêm dung dịch HCl 10% đến môi trường axit, sau đó thêm dung dịch NaHCO3 đến môi trường trung tính và được chiết ba lần bằng CH2Cl2. Dịch chiết CH2Cl2 được làm khô bằng Na2SO4 và loại bỏ dung môi ở áp suất thấp thu được sản phẩm thô 2a, sau đó thêm 8 ml NaOH 1N và 8 ml MeOH/H2O (1:1), tiếp tục đun hồi lưu ở 140oC trong 24h. Hỗn hợp sau phản ứng được chiết bằng CH2Cl2, dịch chiết được làm khô bằng Na2SO4 và loại bỏ dung môi ở áp suất thấp thu được sản phẩm thô. Sản phẩm thô được làm sạch bằng sắc ký cột với hệ dung môi rửa giải là n-hexan/EtOAc (9:1) thu được axit 3a hiệu suất 70%. Axit 3a là các chất rắn màu trắng có điểm chảy là 98-100oC.
Dung dịch của hỗn hợp gồmaxit 3a (0,36 mmol), (COCl)2(1,8 mmol) và 0,1 ml DMF trong 5ml CH2Cl2 được khuấy ở nhiệt độ thường trong 24h. Kết thúc phản ứng, loại bỏ dung môi CH2Cl2ở áp suất thấp thu được sản phẩm 2-phenoxy clorua axetat 4a.
Dẫn xuất 2-(m-clo phenoxy) clorua axetat 4b được tổng hợp tương tự như 4a. Nguyên liệu đầu là m-clophenol 1b, thu được axit 3b với hiệu xuất 50%, điểm nóng chảy tương ứng là 108-110oC.
Sơ đồ 2.1. Tổng hợp dẫn xuất 2-phenoxy clorua axetic
2.2.2. Tổng hợp dẫn xuất imine
Dung dịch của benzylamin(18,7 mmol) 6a, p-brom benzanđehit (18,7 mmol) 7a và Na2SO4 (37,4 mmol) được đun hồi lưu ở 50-60oC trong dung môi CH2Cl2, trong thời gian 4h. Hỗn hợp sau phản ứng được chiết hai lần bằng CH2Cl2, làm khan bằng Na2SO4 và loại bỏ dung môi ở áp suất thấp thu được các dẫn xuất imine 8a, được sử dụng ngay cho phản ứng tiếp theo.
Dẫn xuất imine 8b được tổng hợp tương tự như 8a. Nguyên liệu đầu là 6a và dẫn xuất p-metoxy benzanđehit 7b.
Dẫn xuất imine 8c được tổng hợp tương tự như 8a. Nguyên liệu đầu là 6b và dẫn xuất p-metoxy benzanđehit 7b.
Sơ đồ 2.2. Tổng hợp dẫn xuất imine
2.2.3. Tổng hợp các dẫn xuất β- lactam
Hợp chất 4a (0,75 mmol) được hòa tan vào 5 ml toluen sau đó dung môi toluen được cất loại ở áp suất thấp để loại bỏ (COCl)2 còn dư, tiếp theo làm lạnh và thêm Et3N (1,125 mmol) thu được dẫn xuất ketene 5a, sau đó cho thêm chất 8a (0,75 mmol)và dung môi CH2Cl2(5 ml), đun hồi lưu ở 55oC trong 24h. Hỗn hợp sau phản ứng được chiết hai lần bằng CH2Cl2, làm khan bằng Na2SO4 và loại bỏ dung môi ở áp suất thấp. Sau đó làm sạch bằng cột silica gel với hệ dung môi hexan và EtOAc (9:1) thu được dẫn xuất 9a với hiệu suất 73%.
Dẫn xuất 9b được tổng hợp tương tự như 9a, với nguyên liệu đầu là 4b và 8a, thu được với hiệu suất 67%.
Dẫn xuất 9ccũng được tổng hợp tương tự như 9a, với nguyên liệu đầu là 4b và 8b, thu được với hiệu suất 69%.
Dẫn xuất 9dcũng được tổng hợp tương tự như 9a, với nguyên liệu đầu là 4a và 8b, thu được với hiệu suất 71%.
Dẫn xuất 9e được tổng hợp tương tự như 9a, với nguyên liệu đầu là 4b và 8c, thu được với hiệu suất 68%.
Dẫn xuất 9f cũng được tổng hợp tương tự như 9a, với nguyên liệu đầu là 4a và 8c, thu được với hiệu suất 65%.
Sơ đồ 2.3. Tổng hợp dẫn xuất cis-β-lactam
2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C của các hợp chất 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f
Các chất sau khi được tổng hợp, được đo phổ cộng hưởng từ proton 1H-NMR (500 MHz) và cacbon 13C-NMR (125 MHz) được đo trên máy cộng hưởng từ hạt nhân Avance 500 (Bruker, CHLB Đức).
a). Hợp chất 9a: là chất rắn màu trắng có nhiệt độ nóng chảy: toC: 105-106oC
1H NMR (CDCl3, 500 MHz)δ ppm: 7,41 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3’, H-5’); 7,31-7,34 (3H, m, H-4’’, H-2’’’, H-6’’’); 7,11-7,15 (6H, m, H-2’’, H-3’’, H-5’’, H-6’’, H-3’’’, H-5’’’); 6,89 (1H, t, J = 7,0 Hz, H-4’’’); 6,72 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-2’, H-6’); 5,40 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-3); 4,87 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5a); 4,70 (1H, d, J = 4,5Hz, H-4); 3,87 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5b).
13C NMR (CDCl3, 125 MHz)δ ppm: 165,42 (C=O); 156,82 (C-1’’’); 134,53 (C-1’); 131,51(C-3’); 130,30 (C-5’); 129,30 (C-3’’’); 128,94 (C-6’’’); 128,68 (C-2’’); 128,11 (C-6’’); 122,84 (C-4’); 122,21 (C-4’’’); 115,53 (C-2’’’, C-6’’’); 82,10 (C-3); 60,91 (C-4); 44,4 (C-5)
b). Hợp chất 9b: là chất lỏng
1H NMR (CDCl3, 500 MHz)δ ppm: 7,43 (2H, d, J = 8,5 Hz, H-3’, H-5’); 7,31-7,33 (3H, m, H-3’’, H-5’’, H-4’’’); 7,12-7,15 (4H, m, H-2’, H-6’, H-2’’, H-6’’); 7,05 (1H, t, J = 8,5 Hz, H-5’’’); 6,88 (1H, dd, J = 1,5; 8,0 Hz, H-4’’’); 6,71 (1H, t, J = 1,5 Hz, H-2’’’); 6, 65 (1H, dd, J = 1,0; 7,5 Hz, H-6’’’); 5,36 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-3); 4,87 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5a); 4,71 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-4); 3,87 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5b).
13C NMR (CDCl3, 125 MHz)δ ppm: 164,79 (C=O); 157,32 (C-1’’’); 134,66 (C-1’); 134,34 (C-1’’); 131,58 (C-3’’’); 131,61 (2C, C-3’, C-5’); 130,19 (2C, C-3’’, C-5’’); 130,13 (C-5’’’); 128,97 (2C, C-2’, C-6’); 128,67 (2C, C-2’’; C-6’’); 128,17 (C-4’’); 123,03 (C-4’); 122,45 (C-4’’’); 115,97 (C-2’’’); 113,86 (C-6’’’); 81,92 (C-3); 60,61 (C-4); 44,44 (C-5).
c). Hợp chất 9c: là chất rắn màu trắng có nhiệt độ nóng chảy: toC: 110-111oC
1H NMR (CDCl3, 500 MHz)δ ppm: 7,31 (3H, m, H-3’’, H-5’’, H-4’’); 7,14-7,19 (4H, m, H-2’, H-6’, H-2’’, H-6’’); 7,03 (1H, t, J = 8,0 Hz, H-5’’’); 6,80-6,85 (3H, m, H-4’’’, H-3’, H-5’); 6,71 (1H, t, J = 2,0 Hz, H-2’’’); 6,64 (1H, dd, J = 2,0; 8,0 Hz, H-6’’’); 5,34 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-3); ); 4,87 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5a); 4,72 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-4); 3,84 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5b); 3,78 (3H, s, OCH3).
d). Hợp chất 9d: là chất rắn màu trắng có nhiệt độ nóng chảy: toC: 81-81,5oC
1H NMR (CDCl3, 500 MHz)δ ppm: 7,29-7,32 (3H, m, H-2’’’, H-6’’’, H-4’’); 7,20 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3’, H-5’); 7,17 (2H, dd, J = 2,0; 8,0 Hz, H-2’, H-6’); 7,11 (2H, t, J = 8,0 Hz, H-3’’’, H-5’’’); 6,86 (1H, t, J = 7,5 Hz, H-4’’’); 6,81 (2H, d, J = 8,5 Hz, H-2’’, H-6’’); 6, 72 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3’’, H-5’’); 5,37 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-3); 4,87 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5a); 4,71 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-4); 3,84 (1H, d, J = 15,0 Hz, H-5b); 3,77 (3H, s, OCH3).
13C NMR (CDCl3, 125 MHz)δ ppm: 165,64 (C=O); 159,91 (C-4’’); 157,02 (C-1’’’); 134,86 (C-1’); 129,98 (2C, C-3’’’, C-5’’’); 129,18 (2C, C-2’’, C-6’’); 128,85 (2C, C-3’, C-5’); 128,67 (2C, C-2’, C-6’); 124,51(C-4’); 121,93 (C-4’’’); 115,58 (2C, C-2’’’, C-6’’’); 113,79 (2C, C-3’’, C-5’’); 82,17 (C-3); 61,05 (C-4); 55,22 (OCH3); 44,04 (C-5).
e). Hợp chất 9e: là chất lỏng
1H NMR (CDCl3, 500 MHz)δ ppm: 7,23-7,27 (3H, m, H-4’’’, H-3’’’, H-5’’’); 7,15 (2H, t, J = 7,5 Hz, H-6’, H-2’); 6,89 (2H, d, J = 7,5 Hz, H-3’, H-5’); 6,87 (2H, d, J = 2,5 Hz, H-2’’, H-5’’); 6,85 (2H, d, J = 8,5 Hz, H-2’’’, H-6’’’); 6,77 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3’, H-5’); 6,73 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-4’’, H-6’’); 5,40 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-3); 4,87 (1H, d, J = 15,5 Hz, H-5a); 4,77 (1H, d, J = 4,0 Hz, H-4); 3,85 (1H, d, J = 15 Hz, H-5b); 3,79 (6H, s, OCH3).
13C NMR (CDCl3, 125 MHz)δ ppm: 165,57 (C=O); 159,91 (C-3’’); 159,85 (C-4’); 156,94 (C-1’’’); 136,26 (C-1’’’); 129,91 (C-1’); 129,83 (C-5’’); 129, 12 (2C, C-3’’’, C-5’’’); 124,45 (C-6’); 121,86 (C-2’); 121,05 (C-4’’’); 120,81 (C-6’’); 115,50 (C-6’’’); 114,42 (C-2’’’); 114,04 (C-5’); 113,91 (C-3’); 113,71(C-4’’; 113,47 (C-2’’); 82,08 (C-3); 61,03 (C-4); 55,18 (1C, OCH3); 55,13 (1C, OCH3); 43,94 (C-5).
f). Hợp chất 9f: là chất lỏng
1H NMR (CDCl3, 500 MHz)δ ppm: 7,20-7,26 (1H, m, H-5’’ ); 7,18 (2H, d, J = 8,5 Hz, H-2’, H-6’ ); 7,02 (1H, t, J = 8,0 Hz, H-5’’’) 6,82 (4H, t, J = 8,5 Hz, H-3’, H-5’, H-4’’, H-6’’); 6,73 (1H, d, J = 7,5 Hz, H- 4’’’); 6,70 (1H, dd, J = 1,5 Hz, H- 2’’’ ); 6,68 (1H, s, H-2’’); 6,64 (1H, dd, J = 2,0; 8,5 Hz, H-6’’’); 5,34 (1H, d, J = 4,5 Hz, H-3); 4,82 (1H, d, J = 14,5 Hz, H-5a); 4,74 (1H, d, J = 4,0 Hz, H-4); 3,81 (1H, d, J = 14,5 Hz , H-5b); 3,76 (6H, s, OCH3).
13C NMR (CDCl3, 125 MHz)δ ppm: 164,94 (C=O); 159,93 (C-3’’); 159,89 (C-4’); 157,41 (C-1’’’); 136,05 (C-1’’); 134,39 (C-3’’’); 129,91 (C-5’’’); 129,83 (C-1’); 129,80 (C-2’, C-6’); 124,02 (C-5’’); 122,05 (C-4’’’); 120,76 (C-6’’); 115,98 (C-2’’’); 114,03 (C-4’’); 113,76 (C-3’, C-5’); 113,73 (C-6’’); 113,46 (C-2’’); 81,87 (C-3); 60,74 (C-4); 55,12 (C-OCH3); 43,98 (C-5).
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |