Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp một số acetophenon tetra - O-acetyl-β-D-galactopyranossyl thiosemicarbazon thế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN -------- NGUYỄN THỊ THU HƢỜNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ ACETOPHENON TETRAO-ACETYL--D-GALACTOPYRANOSYL THIOSEMICARBAZON THẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN -------- NGUYỄN THỊ THU HƢỜNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ ACETOPHENON TETRA-O-ACETYL--D-GALACTOPYRANOSYL THIOSEMICARBAZON THẾ Chuyên ngành: Hoá Hữu cơ Mã số: 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. Nguyễn Đình Thành Hà Nội – 2012 MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................................1 DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................4 DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ...........................................................................6 MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................7 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................................8 1.1 TỔNG QUAN VỀ MONOSACCARID ISOTHIOCYANAT ......................................8 1.1.1. Tổng quan về thiocyanat và isothiocyanat .........................................................8 1.1.2. Tính chất hóa học của monosaccarid isothiocyanat ...........................................9 1.1.3. Phƣơng pháp tổng hợp monosaccarid isothiocyanat [7-9] ...............................14 1.2. TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZID ..........................................................19 1.2.1. Các phƣơng pháp tổng hợp thiosemicarbazid ..................................................19 1.2.2. Tính chất của thiosemicarbazid ........................................................................20 1.3. TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZON.............................................................22 1.4. SỬ DỤNG LÕ VI SÓNG TRONG HOÁ HỌC .........................................................23 1.4.1. Lý thuyết về vi sóng .............................................................................................24 1.4.2. Các hiệu ứng vi sóng ............................................................................................26 1.5. PHÉP PHÂN TÍCH HỒI QUY ĐA BIẾN. PHƢƠNG PHÁP HANSCH 2 ............27 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM .........................................................................................31 2.1. TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-α-D-GALACTOPYRANOSYL BROMIDE ......................................................................................................................32 2.2. TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-β-D-GALACTOPYRANOSYL ISOTHIOCYANAT .......................................................................................................33 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Thị Thu Hường 2.3. TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-β-D-GALACTOPYRANOSYL THIOSEMICARBAZID.................................................................................................34 2.4. TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-β-D-GALACTOPYRANOSYL THIOSEMICACZON CỦA ACETOPHENON THẾ ....................................................35 2.4.1. Tổng hợp 4-nitroacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...........................................................................35 2.4.2. Tổng hợp 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...........................................................................36 2.4.3. Tổng hợp 4-methyl acetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...........................................................................36 2.4.4. Tổng hợp 4-hydroxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...........................................................................37 2.4.5. Tổng hợp acetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl)thiosemicarbazon ........................................................................................................37 2.4.6. Tổng hợp 3-nitro-4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...........................................................................37 2.4.7. Tổng hợp 3- nitro-4-cloroacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...........................................................................38 CHƢƠNG 3 .......................................................................................................................39 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...........................................................................................39 3.1. TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-β-D-GALACTOPYRANOSYL BROMIDE ......................................................................................................................39 3.2. TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-β-D-GALACTOPYRANOSYL ISOTHIOCYANAT .......................................................................................................40 3.3. TỔNG HỢP N-(2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-β-D-GALACTOPYRANOSYL)THIOSEMICARBAZID.................................................................................................41 3.4. TỔNG HỢP N-(2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-β-D-GALACTOPYRANOSYL)THIOCARBAZON CỦA ACETOPHENON THẾ ..............................42 3.5. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA DẪN XUẤT (2,3,4,6-TETRA-O-ACETYL-βD-GALACTOPYRANOSYL)THIOCARBAZON CỦA ACETOPHENON THẾ .......56 3.5.1. Khả năng bắt gốc tự do DPPH ..........................................................................56 3.5.2. Nghiên cứu QSAR theo phương pháp Hansch .................................................58 KẾT LUẬN ........................................................................................................................61 Page 2 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Thị Thu Hường TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................62 Tiếng Việt ...........................................................................................................................62 Tiếng Anh ...........................................................................................................................62 PHỤ LỤC ...........................................................................................................................67 Page 3 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Các dẫn xuất acetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-β-D-galactopyranosyl)thiosemicarbazon đƣợc tổng hợp .......................................................................................44 Bảng 3.2 Dữ kiện phổ IR đặc trƣng của các dẫn xuất acetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-βD-galactopyranosyl) thiosemicarbazon ..............................................................................46 Bảng 3.3 Dữ kiện phổ 1H NMR của các dẫn xuất acetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................51 Bảng 3.4 Dữ kiện phổ 13C NMR của các dẫn xuất acetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-βD-galactopyranosyl)thiosemicarbazon ...............................................................................54 Bảng 3.5 Dữ kiện phổ MS của các dẫn xuất acetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................56 Page 4 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Phổ IR của dẫn xuất 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl isothiocyanat. .....................................................................................................................40 Hình 3.2. Phổ IR của 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................47 Hình 3.3. Phổ 1H NMR của 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................47 Hình 3.4. Phổ 13C NMR của 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................48 Hình 3.5. Phổ MS của 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................48 Hình 3.6. Phổ COSY của 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................49 Hình 3.7. Phổ HSQC của 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................50 Hình 3.8. Phổ HMQC của 4-methoxyacetophenon N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon ...................................................................................50 Page 5 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 13 C NMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân carbon-13 (13C Nuclear Magnetic Resonance) COSY Phổ tƣơng quan 1H-1H (Correlated Spectroscopy) DMF Dimethyl fomamid DMSO Dimethyl sulfoxide DMSO-d6 Dimethyl sulfoxide đƣợc deuteri hóa 1 H NMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton (1H Nuclear Magnetic Resonance) 13 C-1H (Hetherronuclear Multiple Bond HMBC Phổ tƣơng tác xa Coherence) HRMS Phổ khối lƣợng phân giải cao (High Resolution Mass Spectrometry) HSQC Phổ tƣơng tác gần Correlation) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) MS Phổ khối lƣợng (Mass Spectrometry)  Độ chuyển dịch hóa học 13 C-1H (Hetherronuclear Single Quantum Page 6 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học MỞ ĐẦU Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã đem lại cho con ngƣời nhiều thành tựu to lớn phục vụ cho cuộc sống, nhƣng bên cạnh đó nó cũng gây ra không ít những vấn đề nhức nhối về sức khoẻ con ngƣời, đặc biệt các loại bệnh tật không ngừng gia tăng, đòi hỏi phải có những loại thuốc mới thích ứng với chúng. Cùng với sự phát triển của hoá học nói chung, hoá học về tổng hợp các hợp chất hữu cơ ngày càng phát triển nhằm tạo ra các hợp chất phục vụ cho đời sống dân sinh, đặc biệt là các hợp chất có hoạt tính sinh học đối với cơ thể ngƣời và động vật. Các hợp chất này ngày càng trở nên có ý nghĩa quan trọng khi áp dụng vào lĩnh vực y học chữa trị những căn bệnh hiểm nghèo, nâng cao sức đề kháng cho ngƣời và động vật. Các hợp chất thuộc nhóm glycozid đƣợc biết đến với nhiều hoạt tính sinh học đáng quí nhƣ: Kháng vi rút viêm gan, HIV, chống ung thƣ... Do đó việc nghiên cứu và tổng hợp các dẫn xuất glycozid mới và nâng cao hoạt tính sinh học của chúng là vấn đề đang rất đƣợc quan tâm hiện nay. Nhằm góp phần vào việc nghiên cứu trong lĩnh vực hoá học của các monosaccarid, trong luận văn này chúng tôi đã tiến hành tổng hợp một số dẫn xuất của N-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl--D-galactopyranosyl)-thiosemicarbazid bằng cách ngƣng tụ hợp chất này với acetophenon thế khác nhau. Page 7 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ MONOSACCARID ISOTHIOCYANAT 1.1.1. Tổng quan về thiocyanat và isothiocyanat Isothiocyanat là nhóm chức có dạng R-N=C=S. Phản ứng của nhóm isothiocyanat với các tác nhân nucleophin tỏ ra khá mạnh do đặc tính electrophin của nhóm –NCS. Đặc tính này có đƣợc là do trong nhóm –NCS, nguyên tử nitơ có độ âm điện cao và sẽ mang điện tích âm còn nguyên tử cacbon sẽ mang điện tích dƣơng. R N + C S Khi tác nhân nucleophin có nguyên tử hydro linh động tấn công vào phân tử isothiocyanat, nó sẽ proton hóa nguyên tử nitơ trong khi đó phần điện âm cũng lại sẽ liên kết với nguyên tử cacbon trong nhóm –NCS. R N C S R N C S R N C S Ngƣợc lại, sự cộng hợp vòng của isothiocyanat trong phản ứng với một tác nhân thích hợp sẽ tạo thành các vòng 1,2-, 1,3-, 1,4-. Do cấu trúc cộng hƣởng của nhóm NCS nên sự ghép vòng bị ảnh hƣởng lớn và chúng có thể phản ứng ở liên kết C=S hoặc C=N. R N + C S Chính nhờ khả năng đó của nhóm isothiocyanat mà đã mở ra một hƣớng nghiên cứu về loại hợp chất dị vòng nitơ, dị vòng lƣu huỳnh hay xa hơn là những hợp chất tƣơng tự nhƣ nucleozid [1]. Để tổng hợp đƣợc những hợp chất đó, các glycosyl Page 8 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học isothiocyanat đƣợc sử dụng nhƣ là chất khởi đầu và bằng hàng loạt những phƣơng pháp khác nhau, ngƣời ta đã tổng hợp đƣợc những dẫn xuất thio và đeoxi của monosaccarid. Bên cạnh đó, ngƣời ta cũng nghiên cứu đƣợc sự chuyển hóa qua lại giữa isothiocyanat và thiocyanat [1]. S C N S C N Cơ chế phản ứng của anion thiocyanat với một hợp chất hữu cơ đã chỉ ra rằng sự tấn công nucleophin của thiocyanat là bởi nguyên tử lƣu huỳnh còn của isothiocyanat là bởi nguyên tử nitơ. Không chỉ vậy, ngƣời ta cũng rút ra nhận xét là trạng thái isothiocyanat đƣợc ổn định về mặt nhiệt động hơn là thiocyanat [1], tất nhiên điều đó còn tùy thuộc vào các điều kiện môi trƣờng ngoài mà cân bằng dịch chuyển theo hƣớng nào. 1.1.2. Tính chất hóa học của monosaccarid isothiocyanat 1.1.2.1. Phản ứng với amoniac Khi cho hợp chất monosaccarid isothiocyanat phản ứng với amoniac, sản phẩm tạo thành là dẫn xuất thioure tƣơng ứng. Đây là một sản phẩm trung gian để điều chế ra các dẫn xuất khác nhau nhƣ thiothymin hay thiazol…, tất cả chúng đều có hoạt tính sinh học cao [4]. Naito và Sano đã tổng hợp đƣợc 1-(tetra-O-acetyl--D-glucosyl)-2-thioure khi thực hiện phản ứng giữa 2,3,4,6-tetra-O-acetyl--D-glucopyranosyl isothiocyanat và amoniac. Sản phẩm thioure đó khi đƣợc xử lí với 3-metoxy-2-methylacryloyl cloride trong dung dịch amoniac sẽ cho hợp chất 1-(tetra-O-acetyl--D-glucosyl)-2-thiothymin Page 9 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học O CH3 HN H AcO AcO AcO H OAc H O NCS AcO H OAc H H H OAc H OCH3 O Cl C S AcO H H H NH3 O NHCNH2 CH3 C CH S N O H OAc H AcO NH 4OH H H OAc OAc 1.1.2.2. Phản ứng với amin bậc một Việc tổng hợp các dẫn xuất thioure khi cho các isothiocyanat tƣơng tác với các amin khác nhau đã đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm [3-6]. Điều đặc biệt chú ý ở đây là các dẫn xuất thioure có khả năng đóng vòng rất cao để tạo thành các vòng thiazol, thion, hay thiazolidinon trong những điều kiện thích hợp OAc H OAc H AcO H AcO H H AcO O AcO NH2 H H AcO H AcO OAc H N AcO H AcO H H OAc N CH3 C NH OAc OAc H H2N NH H O S H CH3 CH3 O NCS H H O OAc OAc H OAc AcO H AcO H O H H H N O S O N CH3 O NH OAc H H H N OAc H NH2NHCO(CH2) 4)CH3 N AcO H AcO H H O O N N (CH2 ) 4 CH3 OAc H Sự cộng hợp vòng này có thể đƣợc giải thích chi tiết qua sự tạo thành các sản phẩm trung gian của dẫn xuất thioure. Ví dụ nhƣ: Page 10 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học HN R N C (CH2)2 HN NH2(CH2)2Cl S Cl C5H5N, MeCN S N S NH R R 1.1.2.3. Phản ứng với amino acid Phản ứng của monosaccarid isothiocyanat với các aminoacid cũng đã đƣợc nhiều tác giả đề cập đến. Phƣơng pháp đơn giản nhất là phƣơng pháp của Haring và Johnson. Hai ông đã tổng hợp D-glucosylhydantoin và dẫn xuất thio của nó khi xử lí isothiocyanat với glycin ethyl ester trong pyridin: NH AcO H AcO H OAc H O N=C=S AcO NH 2 CH 2COOH H H S O H OAc H AcO C5H5N OAc H N O H H OAc Một điều khá thú vị trong phản ứng này là sự cộng hợp thành các vòng thioquinazolinon và thiopyrimidinon khi thực hiện phản ứng trong benzen sôi và có mặt xúc tác ZnCl2 [6]: O R'O 2C R N C S + H2N R= 2,3,4,6-tetra-O-axetyl--D-glucopirannozyl C6H6 ZnCl 2 R N N S H glycosylthioquinanolin Page 11 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học N H2N R N C + S NH COOH C6H6 N HN ZnCl 2 N H S N O R glycosylpyrazol-4-thiopyrimidin-6-on R= 2,3,4,6-tetra-O-axetyl--D-glucopirannozyl 1.1.2.4. Phản ứng với enamin Phản ứng của monosaccarid isothiocyanat với các enamin thƣờng cho nhiều sản phẩm khác nhau do tính electrophin của nhóm isothiocyanat. Tùy điều kiện phản ứng mà chúng có thể phản ứng vào nhóm amin hay vào nguyên tử cacbon không no. Tuy nhiên tất cả các sản phẩm thế của phản ứng này đều rất dễ dàng đóng vòng tạo thành các vòng tƣơng ứng [6] O S O NHR NHR MeC MeN S O O R N C S + MeN N H NH2 O N N H Me O N NH2 O O H3C S R=2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosylO N NH C NHR MeN O S N Me N H Me 1.1.2.5. Phản ứng với diamin Phản ứng của monosaccarid isothiocyanat với điamin thƣờng tạo thành sản phẩm thioure tƣơng ứng, đồng thời xảy ra sự đềsunfua hóa đóng vòng bằng methyl iođua trong THF [6] Page 12 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học S NH C NHR NH H2N NH2 R N C N NHR N N H2N S S O O H2N H2N MeN NMe N O NH C NHR MeN O O O Me Me NH NH2 N N N NHR Me Cơ chế của phản ứng này đã đƣợc Takahashi giải thích qua quá trình S-ankyl hóa ngay lập tức thioure với methyl iodua cho sản phẩm S-methyl-thiopseudoure. Tiếp sau đó là sự tách loại nucleophin nội phân tử metanthiol cho sản phẩm glycosylimidazol. 1.1.2.6. Phản ứng với diazometan Khi thực hiện phản ứng của monosaccarid isothiocyanat với diazometan, sản phẩm tạo thành là glycosyl amino-1,2,3-thiadiazol hoặc semicacbazid tƣơng ứng tùy thuộc vào điều kiện phản ứng [6] R1 R N C S + - R1 CH + N RHN R1=H,COOEt N N S N glycosylamino-1,3,4-thiadiazol Một số dẫn xuất có nhóm isothiocyanat đính với C-1 của cacbohydrat khi phản ứng với diazometan còn cho vòng oxathiazol. Ví dụ nhƣ C.Gmernicka-Haftek [6] đã thực hiện phản ứng của 2,3,4,6-tetra-O-acetyl--D-glucopyranosyl isothiocyanat với diazometan để đƣợc sản phẩm là 2-(penta-O-acetyl-D-gluco-penthtol-1-yl)-4- Page 13 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học oxathiazol với hiệu suất cao. S S - H2C O N H AcO H H H C + N N N2 S + O H AcO H H H OAc H OAc OAc OAc NH O N OAc H OAc OAc H AcO H H H OAc H OAc OAc OAc CH2OAc CH2OAc OAc CH2OAc 1.1.2.7. Phản ứng khử hóa nhóm isothiocyanat Dƣới những tác nhân khử hóa nhƣ triethyl photphin, triethyl photphit, hay triphenyl thiếc hydrit, các monosaccarid isothiocyanat tạo thành các sản phẩm isonitrin (isoxianua). Tuy nhiên, khi khử hóa monosaccarid isothiocyanat bằng tributyl thiếc hydrit trong benzen với sự có mặt của azobis(isobutanonitril) (AIBN) cho ta sản phẩm là isonitrin và dẫn xuất 1,5-anhydro-D-gluxitol tƣơng ứng [5, 6]: OAc OAc H O N H H R S Bu3SnH H OAc H AcO C C6H6, AIBN R: -OAc,-NHAc H O OAc N C H H OAc H AcO + H H R H OAc H OH AcO H H R 1.1.3. Phương pháp tổng hợp monosaccarid isothiocyanat [7-9] 1.1.3.1. Bằng phản ứng của dẫn xuất halogen monosaccarid với thiocyanat vô cơ Lần đầu tiên E.Fischer đã tổng hợp dẫn xuất isothiocyanat của monosaccarid bằng cách xử lí acetylglycosyl halogenua với thiocyanat vô cơ trong dung môi phân cực. Tuỳ theo khả năng hoạt động của halogen X và điều kiện phản ứng mà sản phẩm tạo thành là thiocyanat hoặc isothiocyanat, trong đó glucosyl thiocyanat có thể đồng phân hoá ở mức độ nào đó thành isothiocyanat tƣơng ứng. Page 14 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học R R X SCN t + SCN R Chẳng hạn nhƣ sản phẩm NCS 2,3,4,6-tetra-O-acetyl--D-glucopyranosyl isothiocyanat đã đƣợc E.Fisher tổng hợp bằng cách cho dẫn xuất 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D-glucopyranosyl bromide tƣơng tác với bạc thiocyanat trong xilen khan hoặc với kali thiocyanat trong aceton, sản phẩm tạo thành là dẫn xuất isothiocyanat tƣơng ứng. Điều khá thú vị ở đây là sản phẩm 2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy--Dglucopyranosyl isothiocyanat cũng đƣợc tạo thành khi cho 1,3,4,6,-tetra-O-acetyl-2amino-2-deoxy--D-glucopyranozơ hydrobromit phản ứng với bạc thiocyanat, trong phản ứng này xảy ra sự di chuyển O-acetyl thành N-acetyl. H H OAc OH AgSCN OAc H H H AcO CH 2 OAc CH 2 OAc CH 2 OAc H OAc O NCS H H H H AcO NH 3 Br AgSCN OH H OAc H H NHAc Cl AcO NHAc Về cơ chế, đầu tiên oxazolin đƣợc tạo thành ngay lập tức khi đehydrat hóa sản phẩm 1,2-(orthoacetyl)amit. Sau đó là sự tấn công của ion thiocyanat vào C-1 với sự đảo ngƣợc cấu hình Walden. OH H H OAc - H2O O H HN O H H H OAc H AcO CH 2 OAc CH 2 OAc CH 2 OAc O OH H N C H OAc AcO CH3 O NCS H H AcO C NCS H H H NHAc CH3 Gần đây một số nhà khoa học đã đề xuất một phƣơng pháp tổng hợp mới với qui trình đơn giản, hiệu quả kinh tế cao. Theo phƣơng pháp này các dẫn xuất glycosyl Page 15 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học isothiocyanat đƣợc tổng hợp bằng phản ứng của glycosyl halogenua với KSCN trong môi trƣờng phi proton với sự có mặt của chất xúc tác chuyển pha (C4H9)4NHSO4. Đầu tiên phƣơng pháp đƣợc áp dụng điều chế 2,3,4,6-tetra-O-acetyl--D-glucopyranosylvà isothiocyanat 2-acetamido-3,4,6-tri-O-acetyl-2-deoxy--D-glucopyranosyl isothiocyanat. H OAc AcO AcO H OAc H AcO AcO H H O H + KSCN CH3CN H AcO AcO H H H OAc H O H OAc H OAc H NCS (C4 H9 ) 4 NHSO4 Br OAc H + H KSCN AcO AcO CH3CN H (C4 H9 ) 4 NHSO4 H Cl NHAc O H O NCS H NHAc Sau đó phƣơng pháp đƣợc mở rộng để tổng hợp một số các dẫn xuất isothiocyanat khác nhƣ: -ribofuranosyl isothiocyanat, -arabinopyranosyl isothiocyanat....và nhiều loại xúc tác chuyển pha khác nhau đã đƣợc sử dụng nhƣ TBA (tetrabutyl amoni bromide), TBBA (tributyl bensyl amoni bromide),… 1.1.3.2. Phương pháp tổng hợp từ glucal Glucal là các dẫn xuất không no của monosaccarid, trong đó nguyên tử cacbon glycozid tham gia vào việc tạo thành liên kết đôi C=C. Các phƣơng pháp tổng hợp đi từ glucal bao gồm sự đồng phân hóa bằng nhiệt, các phƣơng pháp thế và cộng hợp nhóm isothiocyanat vào glucal. Các phƣơng pháp này chủ yếu để điều chế các glycosyl isothiocyanat không no. a) Đồng phân hóa các monosaccarid thiocyanat không no Một hƣớng khá đơn giản trong việc tổng hợp glycosyl isothiocyanat là đồng phân hóa các thiocyanat tƣơng ứng. Ngƣời đầu tiên thực hiện phản ứng đó là Ferrier và Page 16 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học Vethaviyasa. Phản ứng chỉ xảy O đƣợc đun nóng [10-13] O t H OEt NCS OEt NCS khi OMs OMs H ra b) Phƣơng pháp thế nhóm isothiocyanat vào glucal Guthrie và Irvine đã phát triển việc tổng hợp những hợp chất isothiocyanat không no, bắt đầu từ hỗn hợp của monosaccarid azid không no với triphenylphotphin trong cacbon disunfua cho sản phẩm 1,2-dehidroxi-3-isothiocyanat tƣơng ứng. Sản phẩm này cũng đƣợc tạo thành khi D-glucal triacetat phản ứng với kali thiocyanat trong acetonitrin trong sự có mặt của xúc tác bo triflorua. OAc O AcO OAc OAc N3 Ph3P O AcO CS2 OAc NCS O O KSCN, MeCN AcO BF 3, Et 2O OAc N3 AcO Tiến trình của phản ứng này có thể đƣợc giải thích qua sự tạo thành oxocacbonium kết hợp với một tác nhân nucleophin ở C-3 trong sự có mặt của acid. OAc O OAc c) Phản ứng cộng hợp thiocyanat vào liên kết C=C Igarashi và Honna đã thực hiện phản ứng cộng hợp thiocyanat vào hợp chất Page 17 Nguyễn Thị Thu Hường Luận văn Thạc sĩ Khoa học 3,4,6-tri-O-acetyl-1,5-anhidro-2-deoxy-D-arabino-hex-1-enitol khi hai ông xử lí với chì thiocyanat trong hỗn hợp của acid acetic, anhidrit acetic và cacbon tetraclorua. Phản ứng cho ra bốn đồng phân nhƣng sản phẩm 3,4,6-tri-O-acetyl-1-isothiocyanat-2thiocyanat--D-arabinopyranozơ là sản phẩm chính. OAc OAc O O Pb(SCN)2, AcOH OAc OAc Ac2O, Br/CCl4 NCS OAc OAc SCN 1.1.3.3. Bằng phản ứng của các dẫn xuất monosaccarid deoxyamino thế với cacbon disunfua hoặc thiophotgen Ramjeesingh và Kahlenberg đã tổng hợp đƣợc sản phẩm 6-deoxy-6isothiocyanat-D-glucopyranozơ khi xử lí dẫn xuất 6-deoxy-6-amino tƣơng ứng với cacbondisunfua trong sự có mặt của dixiyclo hexyl cabodiimit (DCC) [14-16] CH2NH2 O HC CH2NCS O O O CS2 H O Me2C H O O O DCC,100C CMe2 CH NCS H H O OH OH O Me2C O 50% TFA CMe2 HO OH Tƣơng tự nhƣ vậy, P.Gemieiner và Augustin đã điều chế đƣợc 1,3,4,6-tetra-Oacetyl-2-deoxy-2-isothiocyanat--D-glucopyranozơ khi xử lí 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-2deoxy-2-amino--D-glucopyranozơ hydroclorua với thiophotgen khi có mặt canxi cacbonat trong dung môi diclometan. Page 18