BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT MỚI CHỨA

DỊ VÒNG THIAZOLINE TỪ HỢP CHẤT

2-MERCAPTO-3-PHENYLQUINAZOLIN-

4(3H)-ONE

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS NGUYỄN TIẾN CÔNG

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN LÊ THUẬN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 5 NĂM 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT MỚI CHỨA

DỊ VÒNG THIAZOLINE TỪ HỢP CHẤT

2-MERCAPTO-3-PHENYLQUINAZOLIN-

4(3H)-ONE

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS. TS Nguyễn Tiến Công

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 5 NĂM 2019

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019.

Chủ tịch hội đồng

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, em xin được phép gửi lời cảm ơn chân thành

và sâu sắc nhất đến thầy Nguyễn Tiến Công – một người thầy nhiệt tình, chu đáo, luôn

quan tâm đến tiến trình thực hiện của em để cho em những lời khuyên quý báu nhất trong

suốt quá trình thực hiện khóa luận.

Em cũng xin cảm ơn thầy cô, các anh chị và các bạn ở phòng Tổng hợp hữu cơ đã

nhiệt tình giúp đỡ cũng như động viên em trong suốt thời gian tại phòng thí nghiệm. Đặc

biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bạn Đào Huỳnh Phúc, lớp 41 Sư phạm Hoá B,

đã luôn hỗ trợ em trong thời gian qua.

Vì kinh nghiệm có hạn và kĩ năng chưa được hoàn thiện nên bản báo cáo của em

không tránh được những thiếu sót. Tuy nhiên, em rất mong nhận được những sự đóng

góp từ Quý thầy cô và bạn bè để khóa luận của em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, không biết nói gì hơn, em xin gửi những điều tốt đẹp nhất đến Quý thầy

cô, nhà trường và bạn bè.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2019

Sinh viên thực hiện đề tài

Nguyễn Lê Thuận

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 1

1. Vài nét về dị vòng quinazoline ................................................................................ 1

2. Vài nét về 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one ........................................... 2

3. Vài nét về dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one..................................................... 11

3.1. Cấu tạo, danh pháp .......................................................................................... 11

3.2. Một số phương pháp tổng hợp 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất ........ 12

3.3. Một số phản ứng chuyển hóa của 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất ... 14

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 19

1. Sơ đồ thực nghiệm ................................................................................................. 19

2. Tổng hợp các chất .................................................................................................. 20

2.1. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q) ............................. 20

2.2. Tổng hợp ethyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate

(QE) ........................................................................................................................ 20

2.3. Tổng hợp 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetohydrazide

(QH) ........................................................................................................................ 21

2.4. Tổng hợp N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydro

quinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT)...................................................................... 22

2.5. Tổng hợp các hợp chất N-(5-arylidene-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-Ar) ...................... 23

3. Xác định nhiệt độ nóng chảy và cấu trúc ............................................................... 25

3.1. Xác định nhiệt độ nóng chảy ........................................................................... 25

3.2. Phổ hồng ngoại (FT-IR) ................................................................................... 25

3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1HNMR, 13CNMR) ........................................... 25

3.4. Phổ khối lượng (HR-MS) ................................................................................ 26

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 27

1. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q) .................................... 27

2. Tổng hợp ethyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate (QE)

.................................................................................................................................... 29

3. Tổng hợp 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio) acetohydrazide

(QH) ........................................................................................................................... 30

4. Tổng hợp N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydro

quinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT) ......................................................................... 33

5. Tổng hợp các hợp chất N-(5-arylidene-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-

3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-Ar) ................................. 35

5.1. Phương trình phản ứng tổng quát .................................................................... 35

5.2. Cơ chế phản ứng .............................................................................................. 36

5.3. Phân tích tín hiệu phổ ...................................................................................... 36

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN .......................................................................................... 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 50

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. Một số hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất (24, 26) .................................. 7

Bảng 2. Một số tính chất vật lý của các hợp chất mới được tổng hợp .......................... 27

Bảng 3. Các tín hiệu 13C của hợp chất QT-2N ............................................................. 39

Bảng 4. Các tín hiệu 13C của hợp chất QT-4Br ............................................................ 43

Bảng 5. Các tín hiệu 13C của hợp chất QT-4OMe ....................................................... 47

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất Q ............................................................ 27

Hình 2. Phổ 1HNMR của hợp chất Q ........................................................................... 28

Hình 3. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất QE ......................................................... 29

Hình 4. Phổ 1HNMR của hợp chất QE ......................................................................... 30

Hình 5. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất QH ......................................................... 31

Hình 6. Phổ 1HNMR của hợp chất QH ........................................................................ 32

Hình 7. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất QT ......................................................... 34

Hình 8. Phổ 1HNMR của hợp chất QT ......................................................................... 34

Hình 9. Phổ HR-MS của hợp chất QT ......................................................................... 35

Hình 10. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất QT-2N ................................................. 37

Hình 11. Phổ 1HNMR của hợp chất QT-2N ................................................................ 38

Hình 12. Phổ 1HNMR dãn rộng của hợp chất QT-2N ................................................. 38

Hình 13. Phổ 13CNMR của hợp chất QT-2N ............................................................... 39

Hình 14. Phổ HR-MS của hợp chất QT-2N ................................................................. 40

Hình 15. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất QT-4Br ............................................... 41

Hình 16. Phổ 1HNMR của hợp chất QT-4Br ............................................................... 41

Hình 17. Phổ 1HNMR dãn rộng của hợp chất QT-4Br ................................................ 42

Hình 18. Phổ 13CNMR của hợp chất QT-4Br .............................................................. 43

Hình 19. Phổ HR-MS của hợp chất QT-4Br ................................................................ 44

Hình 20. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất QT-4OMe ........................................... 45

Hình 21. Phổ 1HNMR của hợp chất QT-4OMe ........................................................... 46

Hình 22. Phổ 1HNMR dãn rộng của hợp chất QT-4OMe ............................................ 46

Hình 23. Phổ 13CNMR của hợp chất QT-4OMe .......................................................... 47

Hình 24. Phổ HR-MS của hợp chất QT-4OMe ........................................................... 48

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DHFR: dihydrofolate reductase

1HNMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

13CNMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13

FT-IR: Phổ hồng ngoại

HR-MS: Phổ khối lượng phân giải cao

DMSO: dimethyl sulfoxide

THF: tetrahydrofuran

DMAD: dimethyl axetylendihydrocarboxylate

py. :pyridine

DMF: dimethylformamide

AcOH: acid acetic

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1. Vài nét về dị vòng quinazoline

Quinazoline (hay còn gọi là benzo-1,3-diazine) là dị vòng thơm với cấu trúc bicylic

bao gồm 2 vòng thơm: vòng benzene và vòng pyrimidine. Ở nhiệt độ thường, quinazoline

là chất rắn tinh thể màu vàng nhạt, tan được trong nước.

Quinazoline có công thức phân tử là C8H6N2, khối lượng phân tử M = 130, có công

thức cấu tạo như sau:

Quinazoline có cấu tạo phẳng. Các đồng phân của quinazoline có thể kể đến như:

- Cinnoline (tên hệ thống là benzo-1,2-diazine)

- Phthalazine (tên hệ thống là benzo-2,3-diazine)

- Quinoxaline (tên hệ thống là benzo-1,4-diazine)

Một số dẫn xuất chứa dị vòng quinazoline như pyrazoloquinazoline được nghiên cứu

làm chất ức chế tyrosine kinase, pyrrolo[3,2-f]quinazoline được nghiên cứu làm chất ức

chế dihydrofolate reductase (DHFR) [1]. Một số hoạt tính sinh học của các hợp chất chứa

dị vòng quinazoline có thể kể đến như chống khuẩn, chống ung thư, kháng nấm [1],…

đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học tìm hiểu và tổng hợp các hợp chất chứa dị

vòng này.

1

2. Vài nét về 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one

2.1. Cấu tạo, danh pháp

Trong khuôn khổ đề tài, chúng tôi nghiên cứu về một số sản phẩm chuyển hóa của

hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one. 2-mercapto-3-phenylquinazoline

-4(3H)-one có công thức phân tử C14H10N2OS, khối lượng phân tử M = 254 và có công

thức cấu tạo như sau:

Theo tài liệu [2], hợp chất này tồn tại 2 dạng hỗ biến như sau:

2.2. Phương pháp tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one

Cấu trúc chính của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one dựa trên vòng

quinazolin-4-one được các nhà khoa học nghiên cứu và tổng hợp dựa trên phản ứng giữa

acid anthranilic hoặc các dẫn xuất của acid anthranilic [3]. Phương pháp phổ biến được

dùng để tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one là cho acid anthranilic tác

dụng với alkyl/phenyl isothiocyanate. Dưới đây là một số công trình nghiên cứu áp dụng

phương pháp tổng hợp này:

• Năm 2003, Abdel G.A. El-Helby và Mohammed H.A. Wahab đã thực hiện tổng

hợp một số hợp chất chứa vòng 4-quinazolinone như sau [4]:

2

Sơ đồ 1. Tổng hợp hợp chất chứa dị vòng 4-quinazolinone từ dẫn xuất của acid

anthranilic và alkyl isothiocyanate

• Năm 2006, V. Alagarsamy, V. R. Solomon và K. Dhanabal đã đề xuất quy trình

tổng hợp (7) theo hướng mới: dựa trên phản ứng của aniline và CS2/NaOH trong

DMSO. Sau đó, tiếp tục phản ứng với dimethyl sulfate (CH3)2SO4 và cuối cùng

với methyl anthranilate [5]:

Sơ đồ 2. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one từ aniline và CS2

• Năm 2014, Mohammed G.A Al-Khuzaie và Suaad M.H. Al-Majidi đã công bố

quy trình tổng hợp (7) dựa trên phản ứng giữa anthranilic acid và

phenylisothiocyanate trong dung môi EtOH khi có mặt Et3N [6]:

3

Sơ đồ 3. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one từ acid anthranilic và

phenyl isothiocyanate

2.3. Một số phản ứng chuyển hóa của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one

Một trong những phản ứng chuyển hóa đáng chú ý được các nhà khoa học nghiên cứu

là phản ứng thế H của nhóm thiol. Trong phản ứng này, 2-mercapto-3-

phenylquinazoline-4(3H)-one đóng vai trò tác nhân nucleophile tấn công vào các alkyl

halide [7] để tạo thành các hợp chất 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one S-thế;

sản phẩm thế sau đó còn có thể được chuyển hóa tiếp tục để tạo thành các hợp chất

hydrazide [1] [8] [9], các dị vòng [2] [8], hydroxylamine [10].

Theo tài liệu [7], dẫn xuất của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one (10a-c)

được cho phản ứng với K2CO3 trong dung môi DMF trong 1 giờ. Sau đó thêm vào hỗn

hợp alkyl halide và tiếp tục khuấy trên bếp từ có gia nhiệt trong 2 giờ. Cuối cùng cho

thêm nước lạnh vào hỗn hợp. Chất rắn được lọc và kết tinh trong dung môi ethanol.

Hợp chất Hợp chất R X R X

H 10a - Cl 11f CH2COPh

Cl 10b - Cl 11g CH2[CH2]2OH

Br 10c - Cl 11h CH2COOEt

H 11a Br 11i CH2CH=CH2 CH2CH=CH2

4

11b H 11k Br CH2COPh CH2COPh

11c H 11l Br CH2[CH2]2OH CH2[CH2]2OH

11d H 11m Br CH2COOEt CH2COOEt

11e Cl CH2CH=CH2

Sơ đồ 4. Tổng hợp một số hợp chất S-thế từ dẫn xuất của 2-mercapto-3-

phenylquinazoline-4(3H)-one

Theo tài liệu [2], Wael. S.I. Abou-Elmagd và các cộng sự đã thực hiện phản ứng giữa

chất (7) với ethyl chloroacetate trong sự có mặt của NaOH và ethanol:

5

Sơ đồ 5. Một số chuyển hóa của hợp chất S-thế từ hợp chất 2-mercapto-3-

phenylquinazolin-4(3H)-one

Theo tài liệu [8], Souad J.Lfta và các cộng sự đã thực hiện chuyển hóa từ các hợp chất

dẫn xuất của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one như sau:

Hợp chất 22a, 24-27a 22b, 24-27b

R -H 5-OH

Sơ đồ 6. Một số phương pháp tổng hợp hợp chất S-thế của hợp chất chứa dị vòng 4-

quinazolinone

6

Sau đó, Souad J. Lfta cùng các cộng sự đã tiến hành khảo sát hoạt tính kháng khuẩn

của các hợp chất (24, 26) trên bốn loại vi khuẩn: E.coli, K.pneumoniae, P.eruginosa và

S.aureus [8]. Kết quả thu được ở bảng sau:

Bảng 1. Hoạt tính kháng khuẩn của một số hợp chất (24, 26)

Hợp chất E.coli K.pneumoniae P.eruginosa S.aureus

24a ++ - + -

24b +++ - ++ -

26a - - - -

26b + - + -

Chú thích: (-) = Không có hoạt tính, (+) = 6-9 mm: hoạt tính yếu, (++) = 10-14 mm:

hoạt tính trung bình, (+++) = 15-24 mm: hoạt tính cao.

Theo tài liệu [1], El F. Ismail cùng các cộng sự đã tổng hợp được một số hydrazide

bằng phản ứng của hydrazine với các dẫn xuất ester tương ứng của các chất 2-mercapto-

3-arylquinazoline-4(3H)-one:

Hợp chất 28-30a 28-30b 28-30c 28-30d

R1 Ph 4-CH3C6H4 4-CH3OC6H4 CH3

Sơ đồ 7. Một số chuyển hóa S-thế của hợp chất dẫn xuất 2-mercapto-3-thế

quinazolin-4(3H)-one

Theo [5], V. Alagarsamy cùng các cộng sự cũng thực hiện phản ứng thế nhóm SH

bằng nhóm NHNH2. Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế nucleophile vào vòng thơm và

được thực hiện theo sơ đồ chuyển hóa sau:

7

Sơ đồ 8. Một số hợp chất được tổng hợp từ hợp chất S-thế của 2-mercapto-3-

phenylquinazolin-4(3H)-one

Trong đó, các hợp chất (32a-o) đã được khảo sát khả năng giảm đau, chống viêm [5].

Kết quả cho thấy hợp chất 32b có hoạt tính cao nhất: khả năng giảm đau hiệu quả 57%

và chống viêm đến 45%.

Theo [8], Souad J. Lfta và các cộng sự đã thực hiện chuyển hóa thành các hợp chất

gắn vòng thơm như sau:

8

Sơ đồ 9. Một số hợp chất được tổng hợp từ hợp chất S-thế của dẫn xuất 2-mercapto-3-

phenylquinazolin-4(3H)-one

Theo [9], Mohammed F. Abdel-Megged và cộng sự đã tiến hành phản ứng hydrazine

hóa hợp chất thế của 2-mercapto-3-phenylquinazoline-4(3H)-one (37a-b) trong dung

môi ethanol. Sau thời gian thực hiện phản ứng là 48 giờ, sản phẩm (38a-b) tạo thành

được lọc, rửa bằng ethanol và kết tinh lại bằng butanol.

9

Hợp chất 37-38a 37-38b

X -H -Br

Sơ đồ 10. Tổng hợp hợp chất hydrazine từ dẫn xuất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-

4(3H)-one

Sau đó, hợp chất (38a-b) được chuyển hóa theo chuỗi sau:

Sơ đồ 11. Tổng hợp các hợp chất gắn nhóm thế đường từ hợp chất hydrazine của

dẫn xuất 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one

10

• Phản ứng với hydroxyl amine

Theo [10], Adnan A. Kadi cùng các cộng sự đã thực hiện phản ứng giữa hợp chất (43)

với hydroxyl amine hydrocloride với dung môi EtOH khi có mặt pyridine (py). Sản phẩm

thu được (44) được kết tinh bằng dung môi dioxane.

Sơ đồ 12. Phản ứng S-thế với hydroxyl amine

Như vậy, các hợp chất 2-mercapto-3-arylquinazoline-4(3H)-one có khả năng

chuyển hóa khá phong phú. Trong đó, các hợp chất hydrazide có khả năng phản ứng đa

dạng và hiệu quả, là nguồn nguyên liệu tổng hợp nhiều chất mới là đối tượng được chúng

tôi quan tâm trong nghiên cứu này. Bên cạnh đó, việc kết hợp nhiều cấu trúc hóa học

khác nhau để hình thành những hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao cũng là hướng

nghiên cứu nhận được sự quan tâm của nhiều tác giả cả trong và ngoài nước. Trong

nghiên cứu này, chúng tôi quan tâm đến việc tạo thành các hợp chất có chứa dị vòng

thiazolidine được tạo ra trong quá trình chuyển hóa hydrazide chứa dị vòng quinazolin-

4-one.

3. Vài nét về dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one

3.1. Cấu tạo, danh pháp

Thiazolidine là dị vòng 5 cạnh chứa đồng thời 2 dị tố là nitrogen và lưu huỳnh. Hợp

chất 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one là dẫn xuất của thiazolidine với nhóm thiocarbonyl ở vị

trí số 2 và nhóm carbonyl ở vị trí số 4:

11

Hợp chất có tên thông thường là rhodanine, công thức phân tử C3H3OS2N, có M =

133.

Một số hợp chất có chứa dị vòng thiazolidine nói chung hay chứa dị vòng 2-oxo-

1,3-thiazolin-4-one có hoạt tính sinh học đa dạng. Chẳng hạn như các hợp chất

Epalrestat, Ciglitazone dùng để trị bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insuline [11],

được sử dụng làm dược phẩm với tính năng kháng vi khuẩn, hạ đường huyết, chống viêm

như các hợp chất dẫn xuất 5-arylidene-2-thioxo-3N-arylthiazolidin-4-one [12], chống

ung thư như 5-phenylpropenylidene-3-(3-methoxy-4-hydroxybenzoylamino)-2-thioxo-

4-thiazolidone [13],…

Bên cạnh đó, hợp chất 5-(p-aminobenzylidene)rhodanine còn được nghiên cứu

trong việc phân tích các kim loại đất hiếm [11], [14] hay hợp chất 3-[(2-

furylmethylene)amino]-2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one được sử dụng để chế tạo màng

bán dẫn [15]. Hai hợp chất đều chứa dị vòng 2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one, được xem

là khả năng đáng được khai thác trong tương lai.

3.2. Một số phương pháp tổng hợp 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất

Các hợp chất chứa dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one đã được các nhà khoa học

tổng hợp theo nhiều hướng khác nhau.

• Theo [13], Olexandra Roman và Roman Lesyk đã tiến hành tổng hợp dị vòng 2-

oxo-1,3-thiazolin-4-one từ thiocarbonyl-bis-thioglycolic acid và dẫn xuất

hydrazide như sau:

12

Sơ đồ 13. Phản ứng tổng hợp dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one bằng thiocarbonyl-bis-

thioglycolic acid

Hợp chất (46) được nghiên cứu trên các tế bào ung thư phổi, ung thư vú, u não và thu

được nhiều kết quả hứa hẹn.

• Theo [16], Jagbir Gagoria cùng các cộng sự đã điều chế hợp chất 2-oxo-1,3-

thiazolidin-4-one từ ammonia và carbon disulfide thu được sản phẩm (47). Sau đó,

tiếp tục phản ứng với sodium chloroacetate:

Sơ đồ 14. Dãy chuyển hóa tổng hợp 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one

• Theo [17], Mulay Abhibit cùng các cộng sự đã tiến hành thực nghiệm điều chế dị

vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one từ hợp chất dithiocarbamate với sự hỗ trợ của vi

sóng (microwave):

Sơ đồ 15. Dãy chuyển hóa hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one từ

dithiocarbamate

• Theo [18], Sundeep K. Manjal cùng các cộng sự đã điều chế hợp chất chứa dị vòng

2-oxo-1,3-thiazolin-4-one theo 2 hướng như sau:

13

Sơ đồ 16. Dãy chuyển hóa hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one bằng các

tác nhân khác nhau

Cũng theo tài liệu [18], với sự hỗ trợ của vi sóng hỗn hợp amine và carbon disulfide

cho thời gian ngắn hơn khi sử dụng tác nhân thiocarbonyl-bis-thioglycolic acid.

3.3. Một số phản ứng chuyển hóa của 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one và dẫn xuất

Dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolidin-4-one có nhóm methylen linh động ở vị trí số 5 nên

phân tử có phản ứng ngưng tụ đặc trưng.

• Theo [12], Khaled Toubal cùng các cộng sự đã điều chế được dị vòng 2-oxo-1,3-

thiazolidin-4-one và thực hiện phản ứng ngưng tụ với các aldehyde thơm khác nhau

trong dung môi acid acetic:

14

Sơ đồ 17. Tổng hợp các hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one chứa vòng

thơm từ dẫn xuất của aniline và CS2

• Theo [19], Ludmyla Mosula và các cộng sự đã thực hiện tổng hợp bốn dãy hợp

chất chứa dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one như sau:

Sơ đồ 18. Tổng hợp các hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one chứa vòng

thơm từ thiocarbonyl-bis-thioglycolic acid

15

Các hợp chất (62-66) cũng được các tác giả nghiên cứu thăm dò hoạt tính chống ung

thư và cho thấy có hiệu quả trên các tế bào ung thư thận, ung thư phổi và ung thư buồng

trứng; trong đó, hợp chất (63d) có hiệu quả nhất.

• Theo [18], Vladimir N. Yarovenko cùng các cộng sự đã thực hiện phản ứng Diels-

Alder trên hợp chất dẫn xuất của 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one lần lượt với các tác

nhân maleic anhydride, N-phenylmalemide và dimethyl acetylenecarboxylate

(DMAD):

R =

Ar = Ph Hợp Hợp Hợp R chất chất chất

Ar R

Ph 67,70a PhNHC(S)C(O)NH- 68,69a PhNHC(S)C(O)NH- 67,70e

70f 67,70b 4Cl-C6H4-NHCSCONH- 68,69b 4Cl-C6H4-NHCSCONH- 2OH-C6H4-

67,70c 70g 4Cl-C6H4-NHCSCONH- 68,69c 4Cl-C6H4-NHCSCONH- 2-NO2-C6H4-

Ph 67,70d Ph 70h 68,69d 4-MeO-C6H4-

68,69e

Sơ đồ 19. Phản ứng Diels-Alder của hợp chất mang dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one

16

• Theo [20], Vladimir N. Yarovenko cùng các cộng sự đã thực hiện phản ứng của

chất nền là hợp chất chứa dị vòng 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one với triethyl

orthoformate trong anhydride acetic:

Hợp Hợp R R X chất chất

71,72a Ph 73a Ph O

71,72b 73b Ph p-ClC6H4 CH2

71,72c 73c O p-MeC6H4 p-ClC6H4

71,72d 73d p-ClC6H4 CH2

73e O p-MeC6H4

73f p-MeC6H4 CH2

73g O

73h CH2

Sơ đồ 20. Một số chuyển hóa của hợp chất mang dị vòng 2-oxo-1,3-thiaziline-4-one

Cũng theo [20], Vladimir N. Yarovenko cùng các cộng sự cũng đã thực hiện phản ứng

từ hợp chất 71a với Br2, sau đó tiếp tục cho sản phẩm phản ứng với các hợp chất amine

thơm để thu được các hợp chất chứa vòng thơm như ở sơ đồ 21:

17

Hợp chất 75a 75b 75c

R H 3-F 3,5-Cl2

Sơ đồ 21. Một số chuyển hóa của hợp chất mang dị vòng 2-oxo-1,3-thiazoline-4-one có

chứa vòng thơm

Kết quả nghiên cứu các tài liệu cho thấy các hợp chất chứa dị vòng quinazoline và

dị vòng thiazoline nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học bởi hoạt tính sinh

học đa dạng của chúng. Trong khi đó, việc kết hợp nhiều loại dị vòng được nhiều tác giả

nghiên cứu nhưng tổng hợp những hợp chất mới chứa cả dị vòng quinazoline và

thiazoline còn khá ít. Trên cơ sở đó, với mong muốn tổng hợp được hợp chất mới chứa

đồng thời 2 dị vòng quinazoline, 2-oxo-1,3-thiazolin-4-one để phục vụ nghiên cứu cấu

trúc và hoạt tính sinh học của chúng, chúng tôi đã chọn đề tài “TỔNG HỢP MỘT SỐ

HỢP CHẤT MỚI CHỨA DỊ VÒNG THIAZOLINE TỪ 2-MERCAPTO-3-

PHENYLQUINAZOLIN-4(3H)-ONE”.

18

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM

1. Sơ đồ thực nghiệm

Việc tổng hợp các chất được thực hiện theo sơ đồ sau:

X 2-NO2 4-Br 4-OMe

QT-Ar QT-2N QT-4Br QT-4OMe

19

2. Tổng hợp các chất

2.1. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q)

• Phương trình phản ứng:

• Hóa chất:

- 5,48 gam acid anthranilic (0,04 mol).

- 5,4 gam phenyl isothiocyanate (0,04 mol).

- 3 ml triethyl amine.

- 50 ml ethanol.

• Cách tiến hành:

Cho 5,48 gam acid athranilic và 5,4 gam phenyl isothiocyanate vào bình cầu 100 ml.

Lắp sinh hàn và đun hồi lưu trên bếp ở nhiệt độ 180 oC trong thời gian 6 giờ. Để nguội,

lọc lấy chất rắn, kết tinh trong dimethylformamide (DMF) thu được tinh thể màu trắng

của 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q). Nhiệt độ nóng chảy 299-300 oC.

Hiệu suất 80%.

2.2. Tổng hợp ethyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate

(QE)

• Phương trình phản ứng:

20

• Hóa chất:

- 5,08 gam 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q) (0,02 mol).

- 3,68 gam ethyl chloroacetate (0,02 mol).

- 2,76 gam potassium carbonate (0,02 mol).

- 50 ml DMF.

• Cách tiến hành:

Hòa tan 5,08 gam Q và 2,76 gam potassium carbonate trong 50 ml DMF, khuấy đều

hỗn hợp trên bếp từ sau đó cho 3,68 gam ethyl chloroacetate. Đun hồi lưu hỗn hợp phản

ứng trên bếp từ có lắp hệ thống sinh hàn trong 2 giờ. Cho sản phẩm thu được vào nước

đá, để qua đêm sau đó đem lọc chất rắn thu được, kết tinh lại bằng ethanol thu được

methyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate (QE). Sản phẩm thu

được có nhiệt độ nóng chảy 136-138 oC. Hiệu suất 65%.

2.3. Tổng hợp 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetohydrazide

(QH)

• Phương trình phản ứng:

• Hóa chất:

- 6,8 gam ethyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate (QE)

(0,02 mol).

- 1,5 gam hydrazine hydrate (0,03 mol).

- 50 ml ethanol.

• Cách tiến hành:

Chia 1,5 gam hydrazine hydrate (N2H4.H2O) thành ba phần bằng nhau và thêm dần

vào hỗn hợp phản ứng (mỗi lần cách nhau một giờ) chứa 6,8 gam QE trong 50 ml

21

ethanol. Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng trên bếp có lắp hệ thống sinh hàn trong 8 giờ.

Lấy sản phẩm thu được cho vào nước đá, sau đó lọc lấy chất rắn, kết tinh lại bằng ethanol

thu được 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetohydrazide (QH).

Sản phẩm có nhiệt độ nóng chảy 228-229 oC. Hiệu suất 55%.

2.4. Tổng hợp N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydro

quinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT)

• Phương trình phản ứng:

• Hóa chất:

- 6,48 gam 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetohydrazide (QH)

(0,02 mol).

- 4,52 gam acid thiocarbonyl-bis-thioglycolic (0,02 mol).

- 50 ml ethanol.

• Cách tiến hành:

Cho 6,48 gam QH và 4,52 gam acid thiocarbonyl-bis-thioglycolic trong 50 ml

ethanol. Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng trên bếp trong 8 giờ. Sau khi để nguội, lọc lấy

sản phẩm, kết tinh bằng acid acetic thu được N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT). Sản phẩm có nhiệt độ

nóng chảy 237-238 oC. Hiệu suất 55 %.

22

2.5. Tổng hợp các hợp chất N-(5-arylidene-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-Ar)

2.5.1 Tổng hợp N-(5-(2-nitrobenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-2N)

• Phương trình phản ứng:

• Hóa chất:

- 2,21 gam N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydro

quinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT) (0,005 mol).

- 0,775 gam 2-nitrobenzaldehyde (0,005 mol).

- 0,5125 gam sodium acetate (0,00625 mol)

- 20 ml acid acetic.

• Cách tiến hành:

Cho vào bình cầu 50 ml 2,21 gam QT, 0,775 gam 2-nitrobenzaldehyde và 0,5125 gam

sodium acetate trong 20 ml acid acetic. Đun hồi lưu bình cầu 5 tiếng trên bếp thu được

sản phẩm, lọc lấy chất rắn và kết tinh sản phẩm bằng hỗn hợp dung môi DMF:AcOH

(1:1), thu được N-(5-(2-nitrobenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-

phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-2N). Sản phẩm có nhiệt độ

nóng chảy 230-231 oC. Hiệu suất 69%.

2.5.2 Tổng hợp N-(5-(4-bromobenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-4Br)

• Phương trình phản ứng:

23

• Hóa chất:

- 2,21 gam N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydro

quinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT) (0,005 mol).

- 0,925 gam 4-bromobenzaldehyde (0,005 mol).

- 0,5125 gam sodium acetate (0,00625 mol)

- 20 ml acid acetic.

• Cách tiến hành:

Cho vào bình cầu 50 ml 2,21 gam QT, 0,925 gam 4-bromobenzaldehyde và 0,5125

gam sodium acetate trong 20 ml acid acetic. Đun hồi lưu bình cầu 5 tiếng trên bếp thu

được hỗn hợp sản phẩm sau phản ứng, lọc lấy chất rắn và kết tinh sản phẩm bằng hỗn

hợp dung dịch DMF:AcOH (2:1) thu được N-(5-(4-bromobenzylidene)-4-oxo-2-

thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide

(QT-4Br). Sản phẩm có nhiệt độ nóng chảy 224-225 oC. Hiệu suất 56%.

2.5.3 Tổng hợp N-(5-(4-methoxybenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-4OMe)

• Phương trình phản ứng:

• Hóa chất:

- 2,21 gam N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydro

quinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT) (0,005 mol).

24

- 0,66 gam 4-methoxybenzaldehyde (0,005 mol).

- 0,5125 gam sodium acetate (0,00625 mol)

- 20 ml acid acetic.

• Cách tiến hành:

Cho vào bình cầu 50 ml 2,21 gam QT, 0,66 gam 4-methoxybenzaldehyde và 0,5125

gam sodium acetate trong 20 ml acid acetic. Đun hồi lưu bình cầu 5 tiếng trên bếp thu

được hỗn hợp sản phẩm sau phản ứng, lọc lấy chất rắn và kết tinh sản phẩm bằng hỗn

hợp dung môi DMF:AcOH (1:1) thu được N-(5-(4-methoxybenzylidene)-4-oxo-2-

thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide

(QT-4OMe). Sản phảm có nhiệt độ nóng chảy 218-219 oC. Hiệu suất 54%.

3. Xác định nhiệt độ nóng chảy và cấu trúc

3.1. Xác định nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt độ nóng chảy được đo trên máy Gallenkamp tại phòng Thí nghiệm Hóa Đại

Cương – Khoa Hóa học Trường Đại học Sư phạm TP.HCM. Kết quả đo được cùng với

một số tính chất hóa lý khác của các hợp chất được thống kê ở Bảng 2.

3.2. Phổ hồng ngoại (FT-IR)

Phổ hồng ngoại của các hợp chất đã tổng hợp được ghi trên máy FTIR-8400S

SHIMADZU hoặc trên máy Shimadzu FTIR Affinity - 1S dưới dạng viên nén KBr, được

thực hiện tại Khoa Hóa học – trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà

Nội.

3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1HNMR, 13CNMR)

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1HNMR, 13CNMR) cửa các chất được đo bằng máy

Bruker Avance (500 MHz), sử dụng dung môi DMSO-d6 tại phòng NMR, Khoa Hóa

học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.

25

3.4. Phổ khối lượng (HR-MS)

Phổ MS của các chất được ghi trên máy Bruker MICROTOF-Q 10187, thực hiện tại

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.

Bảng 2. Một số tính chất vật lý của các hợp chất mới được tổng hợp

Khối lượng Hình dạng – Dung môi Nhiệt độ Hiệu suất Hợp chất phân tử Màu sắc kết tinh nóng chảy (oC) (%)

Dạng bột – QT 442,0228 AcOH 237-238 55 Màu vàng

Dạng bột xốp DMF: QT-2N 575,0392 230-231 69 – Màu nâu AcOH (1:1)

607,8273 Dạng bột – DMF: QT-4Br 224-225 56 609,8253 Màu vàng AcOH (2:1)

Dạng bột mịn DMF: QT-4OMe 560,0647 218-219 54 – Màu vàng AcOH (1:1)

26

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1. Tổng hợp 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q)

• Phương trình phản ứng:

Chuyển đổi proton

Chuyển đổi proton

• Theo tài liệu [6], cơ chế phản ứng đóng vòng quinazoline như sau:

• Phân tích tín hiệu phổ:

Hình 1. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất Q

27

Trên phổ hồng ngoại của chất Q (hình 1) xuất hiện peak hấp thụ ở 3217 cm-1 đặc

trưng cho dao động hóa trị của nhóm SH (S-H) và peak hấp thụ ở 1659 cm-1 đặc trung

cho dao động hóa trị của nhóm C=O (C=O).

Hình 2. Phổ 1HNMR của hợp chất Q

Phổ 1HNMR của Q (hình 2) của hợp chất ghi nhận các tín hiệu cộng hưởng ở 13,05

ppm (1H, s, SH), 7,28-7,97 (9H, m, Ar-H). Các dữ liệu này hoàn toàn phù hợp với đặc

tính của 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one trong các tài liệu [5].

28

2. Tổng hợp ethyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate

(QE)

• Phương trình phản ứng:

• Phản ứng xảy ra theo cơ chế SN2 như sau:

• Phân tích tín hiệu phổ:

Hình 3. Phổ hồng ngoại FT-IR của hợp chất

29

Trên phổ hồng ngoại của chất QE (hình 3), không thấy tín hiệu đặc trưng cho dao

động hóa trị của nhóm SH (S-H) ở 3217 cm-1, trong khi đó lại xuất hiện các tín hiệu ở

2986 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết Csp3-H và peak hấp thụ ở 1736

cm-1 ứng với dao động hóa trị của liên kết C=O trong ester.

Hình 4. Phổ 1HNMR của hợp chất QE

Phổ 1HNMR của chất QE (hình 4) xuất hiện đầy đủ các tín hiệu đặc trưng ở 1,23 ppm

(3H, t, -CH3) và 4,15 ppm (2H, q, -CH2-) của nhóm ethyl liên kết C=O; tín hiệu ở 3,99

ppm (2H, s, -SCH2-); cùng với các tín hiệu ở 4,78-8,10 ppm (9H, m, Ar-H) ứng với 9

proton ở các vòng thơm.

3. Tổng hợp 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio) acetohydrazide

(QH)

• Phương trình phản ứng:

30

• Phản ứng xảy ra theo cơ chế như sau:

• Phân tích tín hiệu phổ:

Hình 5. Phổ FT-IR của hợp chất QH

31

Phổ FT-IR của QH (hình 5) cho thấy peak hấp thụ đặc trưng cho nhóm -NHNH2 ở

3279 cm-1. Ngoài ra, phổ cũng cho thấy sự dịch chuyển của băng hấp thụ đặc trưng cho

liên kết C=O từ 1689 cm-1 đối với ester đến 1659 cm-1 của amide.

Hình 6. Phổ 1HNMR của hợp chất QH

Phổ 1HNMR (hình 6) không còn thấy sự xuất hiện của các tín hiệu đặc trưng cho

nhóm -C2H5 thay vào đó là các tín hiệu ở 4,28 ppm (2H, s, NH2) và 9,33 ppm (1H, s,

NH) của nhóm -NH-NH2. Các tín hiệu còn lại bao gồm tín hiệu của các proton methylene

-SCH2- ở 3,86 ppm (2H, s, -SCH2-) và tín hiệu của 9 proton trong các vòng thơm ở 7,48-

8,10 ppm (9H, m, Ar-H). Các tín hiệu này hoàn toàn phù hợp với cấu trúc của hợp chất

2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetohydrazide.

32

4. Tổng hợp N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydro

quinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT)

• Cơ chế phản ứng được đề xuất như sau :

Chuyển đổi proton

• Phương trình phản ứng:

33

• Phân tích tín hiệu phổ:

Hình 7. Phổ FT-IR của hợp chất QT

Trên phổ hồng ngoại của chất QT (hình 7), có tín hiệu ở 3202 cm-1 đặc trưng cho dao

động hóa trị của nhóm -NH- , peak hấp thụ ở 1759 cm-1 đặc trưng dao động hóa trị của

liên kết C=O trong vòng thiazolidinone.

Hình 8. Phổ 1HNMR của hợp chất QT

34

Phổ 1HNMR của chất QT (hình 8) mất đi tín hiệu ở 4,28 ppm (2H, s, -NH2) của nhóm

-NH-NH2. Đồng thời cũng xuất hiện các tín hiệu đặc trưng ở 4,13 ppm (2H, q, -CH2-)

cùng với các tín hiệu ở 7,48-8,10 ppm (9H, m, Ar-H) ứng với 9 proton ở các vòng thơm.

Điểm đáng chú ý là xuất hiện tín hiệu mới ở 4,41 ppm đặc trưng cho nhóm -CH2- của dị

vòng 2-thioxo-1,3-thiazolin-4-one. Tuy nhiên, các tín hiệu của 2 nhóm -CH2- không phải

là singlet như dự kiến. Điều này có thể giải thích là do hiệu ứng Non-First Order Splitting

(sự tách tín hiệu không đơn thuần là bậc nhất). Kiểu tách tín hiệu do hiệu ứng Non-First

Order Splitting đã được đề cập đến trong các tài liệu [21-24].

Hình 9. Phổ HR-MS của hợp chất QT

Phổ HR-MS của hợp chất QT (Hình 9) (C19H14N4O3S3, M = 442,0228) cho tín hiệu

ở 443,0367 m/z. Theo lý thuyết, [QT + H+] = 443,0305 m/z. Tín hiệu phổ thu được là

hợp lý.

Từ các dữ liệu phổ cho thấy hợp chất QT được tổng hợp với cấu trúc như mong muốn.

5. Tổng hợp các hợp chất N-(5-arylidene-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-

3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-Ar)

5.1. Phương trình phản ứng tổng quát

35

QT-Ar X QT-4Br 4-Br QT-4OMe 4-OMe QT-2N 2-NO2

5.2. Cơ chế phản ứng

Cơ chế phản ứng được đề xuất như sau:

QT-Ar X QT-4Br 4-Br QT-4OMe 4-OMe QT-2N 2-NO2

5.3. Phân tích tín hiệu phổ

• Hợp chất N-(5-(2-nitrobenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-2N)

36

Hình 10. Phổ hồng ngoại của hợp chất QT-2N

Phổ hồng ngoại của hợp chất QT-2N (Hình 10) có peak hấp thụ ở 3252cm-1 có cường

độ trung bình đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm -NH. Trên phổ cũng xuất hiện

các tín hiệu ở 1686 và 1740 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của các nhóm carbonyl

C=O của vòng quinazolinone và vòng thiazolinone. Đặc biệt còn có các peak hấp thụ

của nhóm NO2 sắc nét, cường độ mạnh ở 1250 và 1551 cm-1.

Phổ 1HNMR của hợp chất QT-2N (Hình 11) so với phổ 1HNMR của QT (Hình 8)

thì vẫn còn các tín hiệu đặc trưng của nhóm methylen bên ngoài vòng ở 4,16 ppm (2H,

q, -CH2-) và nhóm -NH dạng singlet ở 11,31 ppm (1H, s, -NH). Ở vùng thơm có tín hiệu

7,48-8,68 ppm, cùng với 9 proton ở hợp phần (4-oxo-3-phenyl-3,4-hydroquinazolin-2-

yl), còn có sự xuất hiện thêm 5 tín hiệu của 5 proton ở hợp phần arylidene vừa gắn vào

vị trí số 5 của dị vòng 2-thioxo-1,3-thiazolin-4-one. Trong đó, tín hiệu singlet của H

ngoài vòng thơm của nhóm benzylidene ở 8,17 ppm (1H, s, =CH) (Hình 12).

37

Hình 11. Phổ 1HNMR của hợp chất QT-2N

Hình 12. Phổ 1HNMR dãn rộng của hợp chẩt QT-2N

38

Hình 13. Phổ 13CNMR của hợp chất QT-2N

Phổ 13CNMR của hợp chất QT-2N (Hình 13) cũng xuất hiện 23 tín hiệu phổ ở vùng

34,5-190,7 ppm. Các tín hiệu thể hiện gần đầy đủ các nguyên tử carbon trong hợp chất,

nguyên nhân có thể do sự trùng lặp của một số tín hiệu. Trong đó, dễ dàng nhận thấy các

tín hiệu đặc trưng của carbon C=S (dị vòng 2-thioxo-1,3-thiazolin-4-one) ở 190,7 ppm;

carbon của nhóm -S-CH2- ở 34,5 ppm. Các tín hiệu trên phổ 13C-NMR của QT-2N được

liệt kê trong Bảng 3.

Bảng 3. Các tín hiệu 13C của hợp chất QT-2N

Đặc điểm C=S Csp2 -S-CH2- carbon

Các tin 190,7 34,5 120,0; 124,1, 126,2; 126,6; 126,9; 127,0; 128,9;

129,9; 130,0; 130,1; 130,6; 132,2; 132,4; 135,3; hiệu 13C

136,2; 147,6; 148,3; 156,6; 161,2; 162,9; 166,3. (ppm)

39

Hình 14. Phổ HR-MS của hợp chất QT-2N

Phổ HR-MS của hợp chất QT-2N (Hình 14) (C26H17N5O5S3, M = 575,0392) cho

peak đặc trưng ở m/z 576,0427 . Theo lý thuyết, khối lượng ion [QT-2N + H+] =

576,0470. Tín hiệu phổ thu được là hợp lý.

Từ các dữ liệu phổ cho thấy hợp chất QT-2N được tổng hợp với cấu trúc như mong

muốn.

• Hợp chất N-(5-(4-bromobenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-

oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-4Br)

Phổ hồng ngoại của hợp chất QT-4Br (Hình 15) có peak hấp thụ ở 3215 cm-1 có

cường độ trung bình đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm -NH. Trên phổ cũng xuất

hiện các tín hiệu ở 1736 và 1689 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị nhóm carbonyl

C=O. Đặc biệt là các peak hấp thụ của nhóm Br ở 770 cm-1.

40

Hình 15. Phổ FT-IR của hợp chất QT-4Br

Hình 16. Phổ 1HNMR của hợp chất QT-4Br

41

Hình 17. Phổ 1HNMR dãn rộng của hợp chất QT-4Br

Phổ 1HNMR của hợp chất QT-4Br (Hình 16) so với phổ 1HNMR của QT (Hình 8)

thì vẫn còn các tín hiệu đặc trưng của nhóm methylen ở 4,17 ppm (2H, q, -CH2-) và

nhóm -NH dạng singlet ở 11,56 ppm (1H, s, -NH). Ở vùng thơm có tín hiệu ở 7,48-8,11

ppm, cùng với 9 proton ở hợp phần (4-oxo-3-phenyl-3,4-hydroquinazolin-2-yl), còn có

sự xuất hiện thêm 5 tín hiệu của 5 proton ở hợp phần arylidene vừa gắn vào vị trí số 5

của dị vòng 2-oxo-1,3-thiazilin-4-one. Trong đó, tín hiệu singlet của H ngoài vòng thơm

của nhóm benzylidene ở 7,93 ppm (1H, s, =CH-) (Hình 17).

42

Hình 18. Phổ 13CNMR của hợp chất QT-4Br

Phổ 13CNMR của hợp chất QT-4Br (Hình 18) cũng xuất hiện 21 tín hiệu phổ ở vùng

34,51-190,26 ppm. Sự thể hiện gần đầy đủ các tín hiệu carbon đã được giải thích như

trên. Trong đó, dễ dàng nhận thấy các tín hiệu đặc trưng của carbon C=S (dị vòng 2-

thioxo-1,3-thiazolin-4-one) ở 190,3 ppm; carbon của nhóm -S-CH2- ở 34,5 ppm. Các tín

hiệu được liệt kê trong Bảng 4.

Bảng 4. Các tín hiệu 13C của hợp chất QT-4Br

Đặc điểm C=S Csp2 -S-CH2- carbon

Các tin 190,3 34,5 120,0; 120,5, 126,6; 127,0; 129,9; 130,0; 130,1;

130,6; 132,1; 133,0; 133,8; 135,3; 136,2; 136,5; hiệu 13C

147,6; 156,5; 161,2; 163,5; 166,2. (ppm)

43

Hình 19. Phổ HR-MS của QT-4Br

Phổ HR-MS của hợp chất QT-4Br (Hình 19) (C26H17N4O3S3Br, M = 607,8273 và M

= 609,8253) cho các peak đặc trưng ở m/z 608,9667 và m/z 610,9660. Theo lý thuyết,

khối lượng phân tử ion [QT-4Br + H+] = 608,9624 và 610,9604 m/z do Br có 2 đồng vị

79 và 81. Tín hiệu phổ thu được là hợp lý.

Từ các dữ liệu phổ cho thấy hợp chất QT-4Br được tổng hợp với cấu trúc như mong

muốn.

• Hợp chất N-(5-(4-methoxybenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-

((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-4OMe)

Phổ hồng ngoại của hợp chất QT-4OMe (Hình 20) có peak hấp thụ ở 3208 cm-1 có

cường độ trung bình đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm -NH. Trên phổ cũng xuất

hiện các tín hiệu ở 1686 và 1736 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của các nhóm

carbonyl C=O trong vòng quinazolinone và vòng thiazolidinone. Đặc biệt là các peak

hấp thụ ở 1248 cm-1 sắc nét, cường độ mạnh ứng với dao động của nhóm methoxy.

44

Hình 20. Phổ FT-IR của hợp chất QT-4OMe

Phổ 1HNMR của hợp chất QT-4OMe (Hình 21) so với phổ 1HNMR của QT (Hình

8) thì vẫn còn các tín hiệu đặc trưng của nhóm methylen ở 4,16 ppm (2H, q, -CH2-) và

nhóm -NH dạng singlet ở 11,51 ppm (1H, s, -NH). Ở vùng thơm có tín hiệu ở 7,14-8,11

ppm, cùng với 9 proton ở hợp phần (4-oxo-3-phenyl-3,4-hydroquinazolin-2-yl), còn có

sự xuất hiện thêm 5 tín hiệu của 5 proton ở hợp phần arylidene vừa gắn vào vị trí số 5

của dị vòng 2-oxo-1,3-thiazilin-4-one. Trong đó, tín hiệu singlet của H ngoài vòng thơm

của nhóm benzylidene ở 7,93 ppm (1H, s, =CH-) (Hình 22) và tín hiệu singlet của 3H

của nhóm methoxy ở 3,86 ppm (3H, s, CH3).

45

Hinh 21. Phổ 1HNMR của hợp chất QT-4OMe

Hinh 22. Phổ 1HNMR dãn rộng của hợp chất QT-4OMe

46

Hình 23. Phổ 13CNMR của hợp chất QT-4OMe

Phổ 13CNMR của hợp chất QT-4OMe (Hình 23) cũng xuất hiện 23 tín hiệu phổ ở

vùng 34,6-190,4 ppm. Sự thể hiện gần đầy đủ các tín hiệu carbon đã được giải thích như

trên. Trong đó, dễ dàng nhận thấy các tín hiệu đặc trưng của carbon C=S (dị vòng 2-oxo-

1,3-thiazolin-4-one) ở 190,4 ppm; carbon của nhóm -S-CH2- ở 34,6 ppm. Đặc biệt, tín

hiệu carbon 56,1 ppm đặc trưng cho nhóm thế -OCH3. Các tín hiệu còn lại được liệt kê

trong Bảng 5.

Bảng 5. Các tín hiệu 13CNMR của hợp chất QT-4OMe

Đặc điểm C=S Csp2 -S-CH2- -OCH3 carbon

Các tin 190,4 34,6 56,1 115,7; 116,3, 120,0; 125,8; 126,6; 126,9;

hiệu 13C 127,0; 129,9; 130,1; 130,5; 133,7; 135,2;

(ppm) 135,3; 136,2; 147,7; 156,5; 161,2; 162,3;

163,6; 166,2.

47

Hình 24. Phổ HR-MS của hợp chất QT-4OMe

Phổ HR-MS của hợp chất QT-4OMe (Hình 24) (C27H20N4O4S3, M = 560,0647) cho

peak đặc trưng ở m/z 561,0731. Theo lý thuyết, [QT-4OMe + H+] = 561,0725 m/z. Tín

hiệu phổ thu được là hợp lý.

Từ các dữ liệu phổ cho thấy hợp chất QT-4OMe được tổng hợp với cấu trúc như

mong muốn.

48

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN

Thông qua việc thực hiện đề tài

“TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT MỚI CHỨA DỊ VÒNG THIAZOLIDINE TỪ

2-MERCAPTO-3-PHENYLQUINAZOLIN-4(3H)-ONE”

Chúng tôi đã tổng hợp được 7 hợp chất có chứa dị vòng quinazoline; trong đó có 4

hợp chất mới chứa đồng thời 2 dị vòng quinazoline và dị vòng thiazolidine (QT, QT-

2N, QT-4Br, QT-4OMe), cụ thể như sau:

1. 2-mercapto-3-phenylquinazolin-4(3H)-one (Q)

2. Ethyl 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetate (QE)

3. 2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetohydrazide (QH)

4. N-(4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-3,4-dihydroquinazolin-

2-yl)thio)acetamide (QT)

5. N-(5-(2-nitrobenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-phenyl-

3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-2N)

6. N-(5-(4-bromobenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-

phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-4Br)

7. N-(5-(4-methoxybenzylidene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)-2-((4-oxo-3-

phenyl-3,4-dihydroquinazolin-2-yl)thio)acetamide (QT-4OMe)

Tất cả các chất tổng hợp đều được xác định tính chất vật lí (nhiệt độ nóng chảy, trạng

thái, màu sắc, tính tan, dung môi kết tinh….).

Cấu trúc của các chất cũng được xác nhận qua phổ FT-IR, 1HNMR, 13CNMR, HR–

MS. Trong đó có 4 chất (QT, QT-2N, QT-4Br, QT-4OMe) chưa tìm thấy trong các tài

liệu mà chúng tôi tham khảo và 3 hợp chất (Q, QE, QH) có các tính chất vật lí phù hợp

với tài liệu đã công bố.

49

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] El Fekki Ismail, Ibrahim A. I. Ali, Walid Fathalla, Amer A. Alsheikh and El Said El

Tammey, “Synthesis of methyl [3-alkyl-2-(2,4-dioxo-3,4-dihydro-2H-quinazolin-1-

yl)-acetamido] alkanoate”, Arkivoc, part iv, pp. 104-120, 2017.

[2] Mahmoud. R. Mahmoud, Wael. S. I. Abou-Elmagd, Salwa. S. Abdelwahab, El-

Sayed. A. Soliman, “Synthesis and Spetral Characterization of Novel 2,3-Disubtituted

Quinazolin-4(3H)-one Derivatives”, American Journal of Organic Chemistry, Vol 2,

pp. 1-8, 2012.

[3] Savita D. Desai, Quinazolines Synthesis & QSAR Study, India, LAP Lambert

Academic Publishing, 2014.

[4] Abdel G.A. El-Hebly, Mohammed H.A. Wahab, “Design and synthesis of some new

derivatives of 3H-quinazolin-4-one with promising anticonvulsant activity”, Acta

Pharm, Vol 53, pp. 127-138, 2003.

[5] V. Alagarsamy V. Raja Solomon and K. Dhanabal, “Synthesis and pharmacological

evaluation of some 3-phenyl-2-subtituted-3H-quinazoline-4-one as analgesic, anti-

ìnflammatory agents”, Bioogarnic & Medical Chemistry, Vol 15, pp. 235-241, 2006.

[6] Mohammed G.A Al-Khuzaie, Suuad M.H. Al-Majidi, “Synthesis, Characterization

and Evaluation Antimicrobial Activity of Some New Subtituted 2-mercapto-3-

phenyl-4(3H)-quinazolinone”, Iraqi Journal of Science, Vol 55, No.2B, pp. 582-593,

2014.

[7] Mohamed Hagar, Saied M. Soliman, Farahate Ibid and El Sayed H. El Ashry,

“Synthesis, molecular structure and spectroscopic studies of some new quinazolin-

4(3H)-one derivatives; an acccount on the N-versus S-alkylation”, Journal of

Molecular Structure, Vol 1108, pp. 667-679, 2015.

50

[8] Souad J. Lfta, Nabeel B. Ayram and Salah M. Baqer, “Synthesis and

Characterization of New 2,3-Disubtituted Quinazolinone Derivatives as Antibacterial

Agents”, Journal of Al-Nahrain University, Vol 19, pp. 1-12, 2016.

[9] Mohamed F. Abdel-Megeed, Mohamed M. Azaam and Gamal A. El-Hiti, “A Simple

Proceduce for synthesis of 3H-quinazolin-4-one hydrazones under mild conditions”,

Journal of Saudi Chemical Society, Vol 18, pp. 1022-1027, 2011.

[10] Adnan A. Kadi, Adel S. El-Azab, Ahmed M. Alafeedy and S.G. Abdel-Hamide,

“Synthesis and biological screening of some new subtituted 2-mercapto-4-(3H)-

quinazolinone analogs as anticonvulsant angents”, Arizona Journal of Pharmacial

Science, Vol 34, pp. 135-155, 2009.

[11] Dhruva Kumar, Suresh Narwal and Jagir S. Sandhu, “Catalyst-Free Synthesis of

Highly Biologically Active 5-Arylidene Rhodanine and 2,4-Thiazolidinedione

Derivatives Using Aldonitrones in Polyethylene Glycol, International Journal of

Medicinal Chemistry, Vol 2013, pp. 1-5, 2013.

[12] Khaled Toubal, Ayada Djafri, Abdelkader Chouaih and Abdou Talbi, “Synthesis

and Strutural Determination of Novel 5-Arylidene-3-N(2-alkyloxyaryl)-2-

thioxothiazolidin-4-ones”, Molecules, Vol 17, pp. 3501-3509, 2012.

[13] Olexandra Roman and Roman Lesyk, “Synthesis and Anticancer activity in vitro of

some 2-thioxo-4-thiazolidone derivatives”, Farmacia, Vol 6, pp. 640-648, 2007.

[14] Hassan A. Zamani, Mohammad R. Ganjali and Mehdi Adib, “Fabrication of a New

Samarium (III) Ion-Selective Electrode Based on 3-{[2-Oxo-1-2(H)-

acenaphthylenyliden]amino-2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one”, Journal of Brazil

Chemical Society, Vol 18, pp. 215-222, 2007.

[15] Mohammad R. Ganjali, Hassan A. Zamani, Parviz Norouzi and Mehdi Adib, “Zn2+

PVC-based Membrane Sensor Based on 3-[(2-Furylmethylene)amino]-2-thioxo-1,3-

51

thiazolidin-4-one”, Bulletin of the Korean Chemical Society, Vol 26, pp.579-584,

2004.

[16] Jagbir Gagoria, Kuldeep Singh, S.K. Jain, Gautam and Anurag Khatkar “Synthesis

and anticonvulsant study of benzylidine Rhodanine derivatives”, Oriental Journal of

Chemistry, Vol.24, pp. 713-716, 2008.

[17] Mulay Abhibit, Mangesh Ghodke and Nikalje A. Pratima, “Exploring potential of

4-thiazolidinone: A brief review”, International Journal of Pharmacy and

Pharmaceutical Sciences, Vol 1, pp. 47-64, 2009.

[18] Vladimir N. Yarovenko, Alexandra S. Nikitina, Egor S. Zayakin, Igor V. Zavarzin,

Mikhail M. Krayushkin and Leonid V. Kovalenko, “2-Thioxopyrano[2,3-

d][1,3]thiazoles by Diels-Alder reaction of arylidenerhodanines under microwave

irradiation”, Arkivoc, pp. 103-111, 2008.

[19] Ludmyla Mosula, Borys Zimenkovsky, Dmytro Havrylyuk, Alexandru-Vasile

Missir, Ileana C. Chirita and Roman Lesyk, “Synthesis and antitumor activity of novel

2-thioxo-4-thiazolidinones with benzothiazole moieties”, Farmacia, Vol 57, pp. 321-

330, 2009.

[20] V. N. Yarovenko, A.S. Nikitina, I.V. Zavarzin, M. M. Krayushkin and L. V.

Kovalenko, “Synthesis of 2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one derivatives”, Russian

Chemical Bullein International Edition, Vol 56, pp. 1624-1630, 2007.

[21] Phạm Duy Nam, Nghiên cứu tổng hợp và chuyển hóa các azometin từ dãy 5-amino

thế, Luận án Tiến sĩ Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia

Hà Nội, trang 21.

[22] M. Abo-Bakr, “Synthesis and evaluation of antimicrobial activity of some new

heterocyclic compounds using succinic acid dihydrazide as a precursor,”

International Journal of Scientific & Engineering Research, vol. 4, no. 10, October-

2013, pp. 1438-1445, 2013.

52

[23] J. Mohan, “Organic Spectroscopy: Principles and Applications,” Second Edition,

pp. 227–228.

[24] http://www.chem.ucla.edu/~harding/IGOC/N/non_first_order_splitting.html [Truy

cập lúc 1:50 PM, GMT +7, ngày 10 tháng 4 năm 2019].

53