Tài liệu Tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của 5 - (2,4- Diclorobenzyliden) rhodanin và dẫn chất

Bộ YTÉ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐINH THU HƯƠNG TÔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA 5-(2,4-DICLOROBENZYLIDEN) RHODANIN VÀ DẪN CHẤT KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ KHÓA 2005 - 2010 Người hu’ó’ng dẫn: TS. Đinh Thị Thanh Hải Noi thực hiện: Bộ môn Hóa hữu cơ HÀ NỘI-2010 r LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới cô giáo TS. ĐINH THỊ THANH HẢI - Bộ môn Hóa Hữu Cơ - Trường Đại Học Dược Hà Nội, người cô đã luôn quan tâm, tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Để có được những kết quả kịp thời, chính xác trong phạm vi khóa luận này tôi xin chân thành cảm ơn sự phối họp, giúp đỡ của: ThS. Đào Thị Nhung - phòng thí nghiệm Hóa vật liệu, khoa Hóa, trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. ThS. Đặng Vũ Lương - phòng nghiên cứu, Viện Hóa học, Trung tâm KH&CN quốc gia. ThS. Phan Thị Tuyết Mai - phòng Hóa vật liệu III, khoa Hóa, trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. PGS.TS. Lê Mai Hưo’ng - phòng thực nghiệm sinh học, Viện hóa học các hợp chất thiên nliiên. Và toàn thể các thầy cô, các cán bộ kỹ thuật viên của Bộ môn Hóa Hữu Cơ, các thầy cô giáo trong trường, các phòng ban, thư viện - Trường Đại Học Dược Hà Nội. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đinh và bạn bè đã luôn giúp đỡ và là nguồn động viên tôi trong suốt thời gian vừa qua. Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2010 Sinh viên Đinh Thu Huong MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIỂT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH, s ơ Đ ồ ĐẶT VẤN Đ È ............................................................................................... 1 Chương 1. TỎNG Q U A N ............................................................................ 2 1.1. Tác dụng sinh học của các dẫn chất rh o d an in ............................. 2 1.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm ........................................ 2 1.1.2. Tác dụng chống ung thư .......................................................... 7 1.2. Các phản ÚTig tổng hợp rhodanin và dẫn chất ............................ 10 1.2.1. Phản ứng tổng họp rhodanin................................................... 10 1.2.2. Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất base Mannich của 10 rhodanin.................................................................................... 1.2.2.1. Phản ứng ngưng tụ các aldehyd thom với rhodanin......... 10 1.2.2.2. Phản ứng M annich............................................................. 12 cứu ......... 17 2.1. Nguyên liệu ............................................................................. 17 2.2. Thiết bị nghiên c ứ u ................................................................ 17 2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................... 18 Chương 2. ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN Chương 3.KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 19 3.1. Tổng họp hóa học ............................................................................ 19 3.1.1. Sơ đồ phản ứng chung................................................................. 19 3.1.2. Tổng hợp 5-(2,4-diclorobenzyliden)rhodanin ( 1 ) ...................... 20 3.1.3. Tổng họp một số dẫn chất base Mannich của 5-(2,4- dicloro 21 benzyliden)rhodanin..................................................... 3.1.3.1. Tổng họp 3-N-(methylpiperazinomethyl)-5-(2,4-dicloro 21 benzyliden)rhodanin (2 ) ..................................................... 3.1.3.2. Tổng hợp 3-(piperidinomethyl)-5-(2,4-diclorobenzyliden) 22 rhodanin (3)........................................................................ 3.1.3.3. Tổng hợp 3-(/?-cloroanilinomethyl)-5-(2,4-dicloro 23 benzyliden)rhodanin (4)..................................................... 3.1.3.4. Tổng hợp 3-(p-floroanilinomethyl)-5-(2,4-dicloro 24 benzyliden) rhodanin (5)...................................................... 3.1.3.5. Tổng hợp 3-(/?-toluidinoanilinomethyl)-5(2,4-dicloro 24 benzyliden)rhodanin (6)....................................................... 3.1.4. Kết luận....................................................................... 3.2. Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc................................ 25 29 3.2.1. Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được......... 29 3.2.2. Xác định cấu trúc của các chất tổng họp được......................... 29 3.2.2.1. Phân tích phổ hồng ngoại.................................................. 29 3.2.2.2. Phân tích phổ khối lượng.................................................. 31 3.2.23. 35 Phân tích phổ cộng hưởng từ proton (*H-NMR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('^C-NMR).................................. 3.3. Thử tác dụng sinh học..................................................................... 36 3.3.1. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm................................... 36 3.3.2. Thử tác dụng kháng dòng tế bàoung thư người....................... 40 3.4. B àn iu ận ............................................................................................ 41 3.4.1. về tổng hợp hóa học................................................................ 41 3.4.2. về xác định cấu trúc................................................................ 42 3.4.3. về hoạt tính sinh học............................................................... 42 KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ...................................................................... 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIÉT TẮT '^C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân '^c CTPT Công thức phân tử DEPT Distortionless enhancement by polaritation transfer DMF Dimethylformamid DMSO Dimethylsulfoxid Hep-2 Tế bào ung thư gan người 'H-NMR Phổ cộng hưởng từ proton IC50 Nồng độ ức chế 50% (50% Inhibited concentration) IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) KLPT Khối lượng phân tử LU Tế bào ung thư phổi MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimal inhibitory concentration) MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) MW Khối lượng phân tử NMR Phổ cộng hưỏng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance spectrometry) SKLM Sắc kí lớp mỏng TMS Tetramethylsilan vsv Vi sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1: Hiệu suất và một số hằng số vật lý của các chất tổng họp 27, 28 được .................................................................................... Bảng 3.2: Tóm tắt kết quả SKLM ......................................................... 29 Bảng 3.3: Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ IR (em ' ) .................... 30 Bảng 3.4: số liệu phổ khối lượng của các chất tổng hợp được ............ 31, 32 Bảng 3.5; số liệu phổ 'H-NMR và ’^C-NMR của chất ( 1 ) ................. 35 Bảng 3.6: Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng n ấ m ................... 39 Bảng 3.7: Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thư ngư ời............... 41 DANH MỤC CÁC HÌNH, so ĐÒ Trang Hình 3.1 : Sơ đồ phân mảnh của chất (2) .................................................. 33 Hình 3.2: Sơ đồ phân mảnh của chất (3) ................................................. 34 ĐẶT VẤN ĐÈ • Trong cuộc đấu tranh chống bệnh tật, con người luôn tìm tòi, nghiên cứu để tìm ra các thuốc mới có hiệu quả trong phòng và chữa bệnh. Cùng với các thuốc có nguồn gốc khác, thuốc có nguồn gốc tổng hợp hóa dược đóng vai trò quan trọng và chiếm số lượng lớn trong số các thuốc đẵ được sử dụng. Các dẫn chất của rhodanin là một dãy chất được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm cả về tổng họfp hóa học và sàng lọc hoạt tính sinh học để tìm kiếm các chất mới có hoạt tính sinh học hướng tới ứng dụng trong điều trị. Nhiều công trình nghiên cứu đã công bố các dẫn chất của rhodanin có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chổng ung thư rất đáng quan tâm [4], [6-9], [13-17], [20-23], [26-29], [31], [32], ’35], [37] và gần đây nhất là tác dụng ức chế enzym HIV-1 integrase có triển vọng cao trong điều trị HIV-AIDS [25]. Để tiếp tục và phát triển theo hướng nghiên cứu về tổng hợp và sàng lọc hoạt tính sinh học của các dẫn chất rhodanin, chúng tôi thực hiện đề tài: “Tổng họp và thử hoạt tính sinh học của 5-(2,4-diclorobenzyliden)rhodanin và dẫn chất” với các mục tiêu sau: 1. Tổng họp được 5-(2,4-diclorobenzyliden)rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó. 2. Thử sàng lọc hoạt tính sinh học (kháng khuẩn, kháng nấm, kháng tế bào ung thư) tìm các chất có hoạt tính sinh học cao, hưóng tới các nghiên cứu sâu hơn về khả năng ứng dụng trong thực tế. C hư ơng 1 TỐNG QUAN 1.1. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẲN CHẤT RHODANIN 1.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm ❖ Rhodanin (2-thioxo-4-thiazolidinon); -NH -sA CTPT: C3H3NOS2 MW: 133,19 ♦> Một số công trình nghiên cứu về tác dụng khảng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất rhodanỉn Năm 1974, nhà nghiên cứu Thụy Điển Akerblom E.B. [20] đã tổng họp và thử tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 5-nitrofuran mà trong phân tử chứa gốc 5 -nitrofìiryl, nhân rhodanin, nhóm ceton a, p - không no. OaN' ^(CH=CH)n— CH n = 0, 1 s Ri = H, alkyl Các chất tổng hợp được xác định nồng độ ức chế tối thiểu trên hai chủng vi khuẩn Gr(+), và chủng vi khuẩn Gr(-) bằng kỹ thuật pha loãng. Kết quả có 9 chất có tác dụng diệt khuẩn mạnh hơn nitrofurantoin trên cả 5 chủng vi khuẩn kiểm định với MIC = 0,2 - 12,5 |ig/ml. Gần đây, các dẫn chất rhodanin vẫn đang được tiếp tục tổng họp nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. Năm 1997, Habib NS, Rida SM, Badaway EAM [29] đã tổng họp một số dithiazol và nghiên cửu hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của dãy chất tổng hợp được. o r>p HzN. -N X — N -C 6 H 4 — Ri V Ồ R = (CH2CH=CH2); CôHs R| = CH3; Cl X = NH2; OC2H5 Các chủng v s v kiểm định là Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Proteus vulgaris, Candida albicans, Aspergillus niger. Ket quả cho thấy các chất này có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm mạnh với các giá trị MIC tương ứng lần lượt nằm trong khoảng là 0,1 - 0,2 fxg/ml và 0,025 - 0,1 íig/nil. Năm 2003, Pafahl, Magnus Catherine [32] đã tiến hành thử hoạt tính kháng nấm của các dẫn chất 5-benzylidenrhodanin. -R Me o -o o o -N OH R = C6H4-OCP3 (p); CH(CH3)Ph Tính kháng nấm được thử nghiệm trên Candida albicans, kết quả là các chất này có hoạt tính kháng nấm mạnh (MIC = 0,5 Ịj,g/ml). Năm 2004, Orchar Michael, Neuss Charlotte [31] đã tổng hợp một số dẫn chất thiazolidinon và thử hoạt tính kháng nấm của chúng. R4R3NY R2O x = 0 ,s Q = -(C H 2)„N C H R ,(C H 2)n R2 = H, alkyl, cycloalkyl n = 0-2; p = 0-3 Y = CH2, CO Ri, R5 = H, alkyl, phenyl R3, R4 = H, alkyl, CORô R 6 = H, alkyl, (CH2)pphenyl Các chất tổng hợp trên có hoạt tính kháng các chủng nấm Aspergillus niger, Microsporum gypseum,... với MIC = 0,2 - 0,5 |ig/ml. Các tác giả người Singapore: Sim, Mui Mui, Ng Sew Bee [35] đã đưa ra nliững thông tin về cơ chế tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 5-benzyliden rhodanin. R Qx Y //— (Ch=ch) „ _ ch"^'^^® R = N(CH3)2, C1 R, - H, alkyl n = 0, 1 Tác dụng này có được là do các chất có khả năng ức chế enzym UDB-NAcetylmuramate/L-Alanin Ligase của Staphylocuccus aiireus kháng methicillin. Tuy nhiên chất này lại không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-) Escherichia coỉi. Tại Việt Nam, nhiều dẫn chất của rhodanin cũng đã được tổng hơp và thử hoạt tính sinh học như tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. Năm 1998, Trương Phương, Huỳnh Thị Nguyên Thủy [13] đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 3 -salicylaminorhodanin. ------ N — N H — CO----RCH— c . / L HO R = -C6H5; -C6H4N(CH3)2 Kết quả là các chất trên có tác dụng trên tất cả các chủng vi khuẩn kiểm định, trong đó mạnh nhất là 4-phenylhydrazon-3-salicylaminorhodanin với MIC = 0,31 C6H4NH— -------N - N H — CO----- ^ HO' Theo kết quả nghiên cứu trên, năm 2000 Trương Phương [14] và cộng sự tiếp tục tổng hợp các dẫn chất 3-(3’,5’- diclorosaliylamydo)rhodanin. -Cl -----N - N H - -co- RCH= HO Cl R = -C6H 5 ; -(CH3)NC6H40H; -C6H4OH Vi sinh vật kiểm định là các chủng thường gặp trong các bệnh nhiễm khuẩn da như Staphylococcus aureus, Microsporum gypseum, Escherichia coli, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus aureus. Cả 6 chat tong hợp đều có tác dụng mạnh trên các chủng vi khuẩn Gr(+) với MIC = 0,15-0,5 |xg/ml, tác dụng yểu hay không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-) và vi nấm. Vào năm 2001, các tác giả Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải, Ngô Mai Anh, Imphea Rhith [4] đã tổng họp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của 5-(5’-nitrofuríuĩyliden)rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó. o. .R i -N — CH2— N \ 1*2 O2N' CH Ri = H, alkyl R2 = alkyl, aryl Các chất này được thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm trên các chủng v s v thông thường như: Staphylococcus aureus, Escherichia colỉ, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa... và cho thấy chúng có tác dụng mạnh, thể hiện ở MIC = 1 - 1 0 |xg/ml. Gần đây, các tác giả Phùng Anh Thư [17] và Nguyễn Thị Thu Hà [8] đã tổng hợp và thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất 5arylidenrhodanin và base Mannich: o N CHa— R2 / -CH R Ket quả cho thấy, nhiều chất có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm khá mạnh với các chủng VSV; Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans (MIC = 12,5 - 50 ịig/mì). Năm 2007, các tác giả Nguyễn Quang Đạt, Nguyễn Ngọc Anh, Phạm Thị Hạnh Nguyên, Cao Thị Thúy Ngân [6 ], [12] đã tổng hợp và thử tác dụng của 5-(mnitrobenzyliden)rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó; ------N—CH2— N ^ 'R2 NO2 Kết quả nghiên cứu cho thấy phàn lớn các chất này đều có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm khá mạnh trên các chủng; Staphylococcus aureus, Fusarium oxysporum (MIC =25 - 50 |ig/ml). Cũng trong năm 2007, các tác giả Dương Thị Huyền Châm, Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải [3] đã tổng họp và thử tác dụng của 5-(p-nitrobenzyliden)rhodanin (1) và 5 -(p-fluorobenzyliden)rhodanin (2 ) và một số dẫn chất base Maiinich của nó: ^ -------N — CH2— R2 Kết quả nghiên cứu cho thấy 9 chất có tác dụng trên 1 chủng vi khuẩn kiểm định là Staphylococcus aureus và cả 10 chất đều có hoạt tính khá mạnh đối với chủng vi nấm Fusarium oxyporum, ngoài ra 5 chất (4, 7, 8 , 9,10) còn có hoạt tính khá mạnh đối với chủng vi nấm Aspergillus niger (MIC = 12,5 - 50 |ig/ml). Năm 2009, các tác giả Bùi Đức Trung, Đinh Thị Thanh Hải, Hoàng Thu Trang [19] đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 5-(pdimethylaminobenzyliden)rhodanin. ° s ------ N — CH2— ,N — ự ' CH CHj' Ket quả cho thấy chất 5 -(/7-dimethylaminobenzyliden)rhodanin (1) có hoạt tính kháng chủng nấm Candida albicans, chất 3-morpholinomethyl-5-(p-dimethyl aminobenzyliden)rhodanin (2) có hoạt tính kháng 2 chủng nấm là Candida albicans và Saccharomyces cerevisỉae. về cơ chế tác dụng kháng khuẩn, kháng nẩm của các dẫn chất rhodanỉn Theo một số tài liệu tham khảo, các dẫn chất của rhodanin có khả năng ức chế enzym cần thiết cho chuyển hóa của các vi khuẩn, vi nấm [29], [35]. Một số dẫn chất của rhodanin chứa nhóm carbonyl a, ß - không no có khả năng phản ứng với nhóm -SH của các nhóm enzym cần thiết cho chuyển hóa của các vi khuẩn, vi nấm [4], [5], [9], [20], Các dẫn chất khác của rhodanin có nhóm NO2 trong phân tử, khi bị khử hóa sẽ thành các nhóm hoạt động như nhóm nitroso, nhóm hydroxyamin, nhóm amin. Các chất này tưong tác và làm tổn thương ADN của vi khuẩn, vi nấm [4], [7], [9], [10], [20]. 1.1.2. Tác dụng chống ung thư Ngoài các tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, thời gian gần đây các dẫn chất của rhodanin cũng đã được biết đến với tác dụng chống ung thư ở người. Trên thế giới ngày càng có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này và ứng dụng thực tế của nó. Năm 2004, Al-Shamma Husien, Pfahl Magnus [22] đã tổng hợp các dẫn chất 5-benzylidenrhodanin. o. —N—R2 Ar V Ri Ket quả nghiên cứu cho thấy các chất trên ức chế đáng kể sự phát triển của các tế bào ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư tụy, ung thư phổi với MIC = 1 - 1 0 ng/ml. Do đó, một số dẫn chất trong nghiên cứu này đã được sử dụng và có hiệu quả trong các bệnh có liên quan đến sự tăng sinh không kiểm soát của các tế bào như bệnh ung thư hay các triệu chứng tiền ung thư. ở Việt Nam, năm 2003, các tác giả Đinh Thị Thanh Hải, Nguyễn Quang Đạt, Lê Mai Hương [9] đã công bố kết quả tổng hợp và tác dụng kháng tế bào ung thư ở người của một số dẫn chất 5-nitrofuran trong đó có 5-(5’-nitro-2’- fìirfuryliden)rhodanin. o. X -N— H N02^ Chất trên được thử tác dụng Iđiáng tế bào ung thư người trên các dòng tế bào ung thư biểu mô (KB) và tể bào ung thư tử cung (FL). Kết quả là chất này có tính kháng mạnh trên cả hai dòng tế bào ung thư, được thể hiện qua IC50 =1,1 l^g/ml đối với dòng KB và IC50= 0,5 |ig/ml đối với dòng FL. Năm 2007, tác giả Nguyễn Quang Đạt và cộng sự [6 ] đã công bố kết quả tổng họp và thử tác dụng kháng tể bào ung thư ở người (tế bào ung thư gan (Hep-2) và ung thư phổi (Lư)) của 5-(m-nitrobezyliden)rhodanin (1) và một dẫn chất base Mannich của nó là 3-piperidinomethyl-5-(m-nitrobenzyliden)rhodanin (2). Kết quả thử cho thấy chất (1) có hoạt tính kháng mạnh cả 2 dòng tế bào ung thư thử nghiệm với IC5o=1,19 ng/ml (Hep-2) và 2,72 |ig/ml (LU); chất (2) có hoạt tính kháng dòng tế bào ung thư gan với IC50 =3,7 ^g/ml. Cũng trong năm 2007, các tác giả Dương Thị Huyền Châm [3], Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải đã công bổ kết quả tổng họp và thử tác dụng kháng tế bào ung thư ở người (tế bào ung thư gan (Hep-2) và tế bào ung thư phổi (LU)) của 5 -(/7-nitrobenzyliden)rhodanin và 5-(p-fluorobenzyliden) rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó. Kết quả thử nghiệm cho thấy 2 chất (1, 4) có hoạt tính kháng cả hai dòng tế bào ung thư thử nghiệm với dòng 1 (IC50 =3 , 3 3- 4, 32 |ig/ml) và dòng 2 (IC50= 3,93 - 4,61 |ig/ml). 1.2. Các phản ứng tổng hợp rhodanin và dẫn chất 1.2.1. Phản ứng tổng hợp rhodanin Rhodanin (2-thioxo-4-thiazolidinon) được tổng hợp theo phương pháp của C.E. Redeman [35] và cộng sự tìm ra năm 1955. Sơ đồ phản ứng như sau: s CS2 + NH4SC ---- ^NH2 2 NH3 Muối amoni dithiocarbamat H2C ---- s NH4SC---- NH2 + ClCH2C02Na 0 -C s=c + NH.CI ÒNa H2C--- s 0=c c=s " HCl---------- NH2 H oC- 0 =c C-S + N aCl H 2O O N a NH2 H Rhodanin Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn: - Giai đoạn 1: Carbondisulíua tác dụng với amoniac thu được muối amoni dithiocarbamat. - Giai đoạn 2: Muối vừa tạo thành cho phản ứng với natri monocloroacetat thu được sản phẩm trung gian. Sau đó đóng vòng sản phẩm trung gian bằng cách đun nóng với acid HCl 6N ở 90 - 95°c sẽ tạo thành rhodanin. 10 1.2.2. Phản ứng tổng họp các dẫn chất của rhodanin Nhân rhodanin có hai khả năng phản ứng để tạo thành dẫn chất: - Nhóm methylen hoạt động có khả năng ngưng tụ với các aldehyd thơm để tạo thành dẫn chất 5-arylidenrhodanin. - Nhóm NH amid có H linh động có thể tham gia phản ứng Mannich để tạo các dẫn chất base Mannich. I.2.2.I. Phản ứng ngưng tụ các aldehyd thơm vói rhodanin ❖ Sơ đồ phản ứng: 0. 0 -------N — H ------ N — H Ar— CH=0 . CH. Av A r— CH ^ AcOH,AcONa Phản ứng xảy ra dễ dàng với xúc tác là natri acetat khan trong acid acetic băng. Một số công trình nghiên cứu đã thực hiện phản ứng này để tạo ra các dẫn chấtrhodanin [12], [13], [14], [16], [21], Trong phạm vi khóa luận, chúng tôi đã áp dụng phản ứng ngưng tụ giữa các aldehyd thơm với các họp chất có chứa nhóm methylen hoạt động (rhodanin) để tổng hợp nên các dẫn chất của rhodanin. Phản ứng ngưng tụ giữa các aldehyd thơm với các hợp chất chứa nhóm methyl en hoạt động thực chất là phản ứng ngưng tụ aldol hỗn hợp [ 1 ], [24], [33]. Sơ đồ phản ứng như sau: ọ Ar r Ar c. OH Q . o _cH 2 —C —R' -----Ar---CH CH--- c —R' o '^ 2 0 Ar —CH R Phản ứng ngưng tụ aldol có thể thực hiện với xúc tác base hoặc acid. —C R' 11 ❖ Co’ chế phản ứng: Nhóm methylen ở vị trí 5 của rhodanin rất hoạt động, các nguyên tử hydro ở đây dễ dàng tách ra khỏi carbon (đặc biệt có xúc tác base) và anion (II) hình thành là một tác nhân ái nhân mạnh. Gọi công thức của rhodanin là R]-CH2-R2 và công thức chung của các aldehyd thơm là Ar-CH=0. Có thể viết cơ chế phản ứng như sau: - Giai đoạn tổng hợp: \ Rí ,CH2 + HB R2 R7 (I) (II) Anion (II) tấn công vào carbon điện tích dương phần của nhóm carbonyl của aldehyd, hình thành sản phẩm cộng hợp (IV). R is ^ S(+) CH ' 0— + I C H ------- ỎH c - ------A r H Ar (II) (III) (IV) lon alcolat (IV) tạo thành lại lấy một proton của HB trả lại xúc tác B '. Ọ OH + HB Rk ,C H ----CH 'C H ---- CH + B R2 Ar Ar Giai đoạn ngưng tụ (dehydrat): OH Ris : C H ----- c R9 ----- H B .C H R7 Ár CH Ar + BH + OH 12 Đã có Iihiều công trình nghiên cứu về phản ứng ngưng tụ của rhodanin và các aldehyd thơm với xúc tác base khác nhau để có hiệu suất phản ứng và hiệu quả phản ứng về xúc tác sử dụng tốt nhất. I.2.2.2. Phản ứng Mannich ❖ Định nghĩa Phản ứng Mannich là phản ứng aminomethyl hóa các hợp chất hữu cơ có nguyên tử H linh động bàng tác dụng của HCHO (hoặc các aldehyd khác) và các amin bậc 1, amin bậc 2 hoặc NH3 . 1? /Ri / R H + CH 2O + HN R ------CH2 ------ R-2 R2 *> Cơ chế phản ứng Phản ứng Mannich thường được tiến hành trong môi trường acid nhưng cũng có thể xảy ra trong môi trường base trung bình. - Môi trường acid Trong môi trường acid, phản ứng xảy ra qua hai bước theo cơ chế sau: + Amin phản ứng với formaldehyd tạo ra dẫn chất hydroxymethyl, dẫn xuất này gắn proton và loại ra một phân tử nước để tạo ra cation aminomethyl: H /N -H + H ^=pO : ^ -H2O / N — CH2 /N -C H 2O H R2^ ■■ - " R2 / N — C H 2 -^ 0 — H R i\ / N — CH2 R2^ Cation aminomethyl + Cation aminomethyl phản ứng với hợp chất có hydro linh động theo 2 trường hợp sau: Trường hợp hợp chất có hydro linh động có thể tạo enol (hydro linh động nằm bên cạnh nhóm carbonyl của phân tử) thì cation aminomethyl là tác ĩiliân