Tổng hợp và cấu trúc của một vài hợp chất chứa dị vòng 1,2,4-triazol dẫn xuất của safrol

T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (2), Tr. 131 - 135, 2007<br /> <br /> <br /> tæng hîp vµ cÊu tróc cña mét vµi hîp chÊt<br /> chøa dÞ vßng 1,2,4-triazol dÉn xuÊt cña safrol<br /> §Õn Tßa so¹n 27-3-2006<br /> Ph¹m V¨n Hoan, NguyÔn H÷u §Ünh<br /> Khoa Hãa häc, Tr!êng §HSP H& Néi<br /> <br /> <br /> Summary<br /> Some compounds containing 1,2,4-triazole heterocycles derivated from safrole had been<br /> synthesized. Their UV, IR, NMR and MS spectra had been analysed accurately. The analysises<br /> UV, IR, NMR and MS spectra show that the structure of the synthesized compounds were properly<br /> suitable for intending synthesises.<br /> <br /> <br /> I - më ®Çu oxa®iazol tõ safrol còng ®E ®4îc nghiªn cøu [4].<br /> B i n y tr×nh b y kÕt qu¶ tæng hîp, nghiªn cøu<br /> Safrol (th nh phÇn chÝnh trong tinh dÇu x¸ cÊu tróc cña mét sè hîp chÊt chøa dÞ vßng 1,2,4-<br /> xÞ) l nguån nguyªn liÖu quÝ trong thiªn nhiªn, triazol xuÊt ph¸t tõ safrol.<br /> s½n cã ë ViÖt Nam. B¶n th©n safrol v mét sè<br /> dÉn xuÊt cña nã cã nhiÒu øng dông trong y häc, II - tæng hîp<br /> d4îc häc v trong c«ng nghiÖp thùc phÈm [1 -<br /> 3],.... Mét sè hîp chÊt chøa dÞ vßng 1,3,4- C¸c chÊt ®4îc tæng hîp theo s¬ ®å:<br /> <br /> N NH N N<br /> Ar COOH Ar CONHNH2 Ar CONHNH C S K Ar S Ar SCH2COOH<br /> I II III N IV N V<br /> S<br /> NH2 NH2<br /> N NH N N<br /> ArCONHNNHCNHC6H5<br /> Víi Ar l O Ar S Ar SCH2COOH<br /> CH2 S VI N VII N VIII<br /> O C6H5 C6H5<br /> <br /> <br /> Axit I ®4îc tæng hîp b»ng c¸ch oxi hãa safrol b»ng dung dÞch KMnO4. Hi®razit II ®4îc tæng<br /> hîp tõ axit piperolinic b»ng c¸ch chuyÓn th nh este sau ®ã ®un håi l4u este víi hi®razin trong 2 giê<br /> [5]. Muèi III ®4îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch khuÊy cÈn thËn II víi CS2 trong dung dÞch KOH ë nhiÖt ®é<br /> thÊp (5 - 10oC) [6]. HiÖu suÊt t¹o ra III phô thuéc nhiÒu v o viÖc duy tr× nhiÖt ®é, do ë nhiÖt ®é cao<br /> III bÞ thuû ph©n m¹nh. Hîp chÊt IV ®4îc tæng hîp b»ng ph¶n øng cña III víi hi®razin 80%. HiÖu<br /> suÊt ph¶n øng tØ lÖ thuËn víi nång ®é cña hi®razin. Hîp chÊt VI ®4îc tæng hîp b»ng c¸ch ®un håi<br /> l4u II víi phenylisothioxianat C6H5NCS (tæng hîp tõ anilin v CS2 trong KOH-etanol) sau ®ã kÕt<br /> tinh l¹i s¶n phÈm trong DMSO. C¸c axit V v VIII ®4îc tæng hîp b»ng c¸ch cho c¸c hîp chÊt IV v<br /> VII t4¬ng øng t¸c dông víi axit monocloaxetic trong dung dÞch KOH sau ®ã axit hãa b»ng axit HCl<br /> 1 : 1 [7]. KÕt qu¶ tæng hîp c¸c chÊt ®4îc tr×nh b y ë b¶ng 1.<br /> <br /> 131<br />  B¶ng 1: KÕt qu¶ tæng hîp c¸c chÊt<br /> KÝ hiÖu hîp chÊt D¹ng bÒ ngo i NhiÖt ®é nãng ch¶y, oC HiÖu suÊt, %<br /> 1 I D¹ng tinh thÓ nhá, m u v ng 226 40<br /> 2 II Tinh thÓ h×nh kim m u tr¾ng 178 55<br /> 3 IV Tinh thÓ h×nh khèi, m u tr¾ng 256 75<br /> 4 V Tinh thÓ nhá, m u tr¾ng 238 55<br /> 5 VI Tinh thÓ h×nh kim, m u tr¾ng 178 85<br /> 6 VII Tinh thÓ h×nh kim, m u tr¾ng 266-268 50<br /> 7 VIII Tinh thÓ h×nh kim, m u tr¾ng 238 54<br /> <br /> III - nghiªn cøu cÊu tróc d i kh«ng nhiÒu cho thÊy m¹ch liªn hîp trong<br /> c¸c ph©n tö Ýt bÞ thay ®æi do c¸c hiÖu øng<br /> Phæ electron cña c¸c chÊt nghiªn cøu ®Òu cã electron ng4îc chiÒu tõ hai phÝa cña dÞ vßng.<br /> 3 v©n hÊp thô trong vïng tö ngo¹i víi cùc ®¹i Phæ hång ngo¹i cña c¸c chÊt cã c¸c v©n hÊp<br /> hÊp thô gi¶m dÇn tõ v©n sãng ng¾n ®Õn v©n sãng thô ®Æc tr4ng cho c¸c nhãm nguyªn tö trong<br /> d i cho thÊy c¸c chÊt nghiªn cøu cã phæ UV ph©n tö. Sù biÕn ®æi hoÆc xuÊt hiÖn c¸c tÝn hiÖu<br /> kiÓu benzen víi c¸c kiÓu chuyÓn møc n¨ng cho thÊy c¸c chÊt thu ®4îc ®óng theo dù kiÕn<br /> *<br /> l4îng . Nh4 vËy, khi g¾n c¸c dÞ vßng v o tæng hîp. KÕt qu¶ ph©n tÝch phæ IR cña c¸c chÊt<br /> gèc 3,4-®ioximetylenphenyl ®E kh«ng l m xuÊt nghiªn cøu ®4îc tr×nh b y trªn b¶ng 3.<br /> hiÖn nhãm mang m u míi; c¸c nhãm n y chØ<br /> l m t¨ng chiÒu d i cña m¹ch liªn hîp, nªn c¶ 3 B¶ng 2: Quy kÕt tÝn hiÖu trªn phæ UV cña c¸c<br /> v©n hÊp thô cña benzen ®Òu chuyÓn dÞch vÒ phÝa chÊt nghiªn cøu ( max, nm/lg max)<br /> sãng d i h¬n. §iÒu n y cho thÊy c¸c nhãm dÞ<br /> vßng hót electron thuËn chiÒu l m t¨ng chiÒu Hîp<br /> chÊt max /lg max max /lg max max /lg max<br /> d i hÖ liªn hîp nh4ng ch4a ®ñ m¹nh ®Ó chuyÓn<br /> dÞch cùc ®¹i hÊp thô sang vïng kh¶ kiÕn. KÕt<br /> II 206,5/4,48 259,8/4,89 293/3,85<br /> qu¶ n y còng phï hîp víi tÝnh chÊt phæ UV cña<br /> c¸c chÊt chøa dÞ vßng 1,3,4-oxa®iazol tõ IV 204/4,30 257/4,15 299/4,00<br /> eugenol v anetol [4]. KÕt qu¶ quy kÕt c¸c tÝn<br /> hiÖu trong phæ UV cña c¸c chÊt ®4îc tr×nh b y V 212/4,53 268/4,18 296/4,07<br /> trªn b¶ng 2. VI 223/4,60 265/4,40<br /> Khi thay ®æi tõ hi®razit sang c¸c hîp chÊt VII 221/4,59 257/4,58 296/4,56<br /> chøa dÞ vßng, c¸c nhãm X liªn kÕt víi nh©n<br /> benzen l m chuyÓn dÞch cùc ®¹i hÊp thô sãng VIII 217/4,60 273/4,36 295/4,32<br /> <br /> B¶ng 3: KÕt qu¶ ph©n tÝch phæ IR cña c¸c chÊt nghiªn cøu, cm-1<br /> KÝ hiÖu chÊt OH, NH C-H C=O, C=N, C=C C-O-C C=S<br /> II 3177 (tï) 3051 2913 1651 1618 1565 1262 1250<br /> IV 3296 3200 3107 2947 - 1534 1506 1260 1232 1114<br /> V 3306 3200 3117 2940 1696 1605 1502 1266 1218<br /> VI 3148 (tï) 2695 2906 1671 1605 1550 1260 - 1185<br /> VII 3091 3045 2997 - 1608 1595 1261 1232 1113<br /> VIII 3460 2573 3075 2890 1745 1625 1600 1260 1232<br /> <br /> 132<br />  ViÖc quy kÕt c¸c tÝn hiÖu céng h4ëng trªn phæ 1H-NMR cña c¸c chÊt nghiªn cøu ®4îc dùa<br /> v o c4êng ®é t4¬ng ®èi, sù t¸ch tÝn hiÖu céng h4ëng do t4¬ng t¸c spin-spin v trªn c¬ së so s¸nh víi<br /> chÊt ®Çu (axit, hi®razit). KÕt qu¶ ph©n tÝch c¸c tÝn hiÖu céng h4ëng trªn phæ 1H-NMR cña c¸c chÊt<br /> ®4îc tãm t¾t trªn b¶ng 4.<br /> <br /> B¶ng 4: KÕt qu¶ ph©n tÝch c¸c tÝn hiÖu céng h4ëng trªn phæ 1H 5 6<br /> NMR phÇn 3,4-®ioximetylenphenyl cña c¸c chÊt chøa dÞ vßng 4 1<br /> ( ppm; dung m«i DMSO) O X<br /> 7 2<br /> CH2 3<br /> O<br /> <br /> N NH N N N NH N N<br /> X -CONHNH2 SCH2COOH<br /> S SCH2COOH<br /> N<br /> N S<br /> NH2 N N<br /> NH2 V C6H5<br /> II C6H5<br /> IV VIII<br /> VII<br /> 7,35 d 7,55 d 7,49 d 6,81 d 6,85 d<br /> H2 J=2 J = 1,5 J = 1,5 J = 1,5 J = 1,5<br /> 6,97 d 7,07 d 7,06 d 6,87 dd 6,83 d<br /> H5 J=8 J=8 J=8 J = 1,5 J = 8 J=8<br /> 7,403 d 7,58 dd 7,51 dd 6,80 d 6,88 dd<br /> H6 J = 1,6 J = 1,5 J = 8 J = 1,5 J = 7,5 J=8 J = 1,5 J = 8<br /> H7 6,08 s 6,12 s 6,12 s 6,026 s 6,026 s<br /> <br /> KÕt qu¶ ph©n tÝch trªn cho thÊy, c¸c proton anetol: dÞ vßng 1,3,4-oxa®iazol hót electron<br /> thuéc nhãm 3,4-®ioximetylen trong ph©n tö c¸c m¹nh h¬n nhãm dÞ vßng 1,2,4-triazol [4, 5].<br /> chÊt chøa dÞ vßng IV v V ®Òu cã ®é chuyÓn ViÖc quy kÕt tÝn hiÖu céng h4ëng cña c¸c<br /> dÞch hãa häc cao h¬n khi liªn kÕt víi nhãm proton thuéc phÇn dÞ vßng cña c¸c chÊt ®4îc<br /> -CONHNH2 chøng tá c¸c dÞ vßng trong ph©n tö tr×nh b y ë b¶ng 5.<br /> c¸c chÊt IV v V cã kh¶ n¨ng hót electron m¹nh<br /> h¬n so víi nhãm -CONHNH2 v cã ¶nh h4ëng §é chuyÓn dÞch hãa häc cña c¸c proton<br /> b»ng hiÖu øng -C: l m t¨ng ®é chuyÓn dÞch hãa thuéc nhãm phenyl liªn kÕt víi dÞ vßng (Ho, Hm<br /> häc cña c¸c proton ë vÞ trÝ sè 2 v 6 nhiÒu h¬n v Hp) cã gi¸ trÞ cao h¬n ®é chuyÓn dÞch hãa<br /> so víi vÞ trÝ sè 5. §iÒu n y còng phï hîp víi c¸c häc cña c¸c proton cña vßng benzen kh«ng cã<br /> kÕt qu¶ ®èi víi c¸c hîp chÊt chøa dÞ vßng 1,2,4- nhãm thÕ còng chøng tá dÞ vßng 1,2,4-triazol l<br /> triazol trong dEy eugenol v anetol [5]. C¸c chÊt nhãm hót electron b»ng hiÖu øng -C. §iÒu n y<br /> VII v VIII l¹i cã kÕt qu¶ ng4îc l¹i. Theo chóng ho n to n phï hîp víi c¸c t i liÖu ®E c«ng bè.<br /> t«i, ë c¸c hîp chÊt VII v VIII, ngo i yÕu tè ®é §é chuyÓn dÞch hãa häc cña H10 cã gi¸ trÞ 4,02<br /> ©m ®iÖn cña nit¬ nhá h¬n oxi, liªn kÕt hi®ro liªn ppm, nhá h¬n H10 t4¬ng øng khi liªn kÕt víi dÞ<br /> ph©n tö yÕu h¬n so víi c¸c hîp chÊt IV v V vßng 1,3,4-oxa®iazol (4,21 ppm [5]) còng gióp<br /> còng gãp phÇn l m cho kh¶ n¨ng liªn hîp vÒ mét lÇn n÷a kh¼ng ®Þnh kh¶ n¨ng hót electron<br /> phÝa nh©n safrol cña dÞ vßng 1,2,4-triazol m¹nh cña dÞ vßng 1,2,4-triazol kÐm h¬n so víi dÞ vßng<br /> h¬n. Do ®ã kh¶ hót electron cña c¸c dÞ vßng 1,3,4-oxa®iazol.<br /> 1,2,4-triazol kÐm h¬n so víi nhãm -CONHNH2. ViÖc quy kÕt c¸c tÝn hiÖu céng h4ëng trªn<br /> C¸c kÕt qu¶ n y còng phï hîp víi dEy c¸c hîp phæ 13C-NMR cña c¸c chÊt gÆp phøc t¹p h¬n.<br /> chÊt chøa dÞ vßng xuÊt ph¸t tõ eugenol v Nhê sù ph©n tÝch phæ hai chiÒu HMBC v<br /> <br /> 133<br /> NOESY, c¸c tÝn hiÖu céng h4ëng trªn phæ 13C- chÝnh x¸c. KÕt qu¶ ph©n tÝch phæ 13<br /> C-NMR<br /> NMR cña c¸c chÊt ®E ®4îc quy kÕt mét c¸ch ®4îc tãm t¾t trªn b¶ng 6.<br /> <br /> 5 6<br /> <br /> 4 1<br /> B¶ng 5: Quy kÕt c¸c tÝn hiÖu céng h4ëng cña c¸c O X<br /> proton thuéc phÝa dÞ vßng ( ppm; dung m«i DMSO) 7 2<br /> CH2 3<br /> O<br /> N NH 8 N NH 8 N N 10<br /> 8 9 N N 11<br /> 10 11 S SCH2COOH<br /> CONH NH2 S<br /> N SCH2COOH N N<br /> 9 N 0 0<br /> X NH2 9<br /> NH2 m<br /> m p<br /> p<br /> II V<br /> IV VI VIII<br /> H8 9,6 s 13,83 - 11,36 s -<br /> H9 4,42 s 5,75 6,134 - -<br /> H10 - - 4,012 s - 4,012 s<br /> H11 - 2,50 tï 2,50 tï<br /> H0 7,34 dd H0 7,56 m<br /> Ho - - -<br /> J = 1,5 J = 8<br /> Hm<br /> Hm 7,49 m Hm 7,41 m<br /> Hp - - -<br /> Hp 7,50 m Hm 7,57 m<br /> 5 6<br /> <br /> 4 1<br /> B¶ng 6: KÕt qu¶ ph©n tÝch c¸c tÝn hiÖu céng h4ëng trªn phæ O X<br /> 13 7 2<br /> C-NMR cña c¸c chÊt chøa dÞ vßng ( ppm; dung m«i DMSO) CH2 3<br /> O<br /> <br /> ChÊt C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11<br /> II 127,1 107,8 147,2 149,4 106,9 121,8 101,5 165,1 - - -<br /> IV 119,2 108,0 147,2 148,9 108,3 122,6 101,6 149,0 166,6 - -<br /> V 120,4 107,9 148,4 152,8 108,5 122,3 101,5 147,3 153,8 33,4 169,7<br /> VII 119,2 108,2 148,8 150,2 108,3 122,9 101,6 147,1 168,3<br /> VIII 120,1 108,0 148,4 151,0 108,4 122,5 101,6 147,2 154,1 34,2 169,3<br /> Ghi chó N NH N N<br /> 10 11<br /> 8 SCH2COOH<br /> CONH NH2 II S 8 9<br /> 8 N 9 N<br /> N NH i i VIII<br /> N N<br /> o VII<br /> 10 11 o<br /> 9 S SCH m<br /> 8 2COOH m<br /> N 8<br /> N<br /> 9 p<br /> p<br /> V C i,o,m,p: 133,7; 130,0;<br /> NH2 NH2 C i,o,m,p: 134,5; 127,6; 130,1.<br /> 129,2; 128,6; 129,3<br /> <br /> 134<br />  §é chuyÓn dÞch hãa häc cña c¸c nguyªn tö cacbon C7, C10 v C11 t4¬ng øng ë c¸c chÊt cã<br /> sù kh¸c nhau kh«ng nhiÒu, phï hîp víi vÞ trÝ kh«ng bÞ ¶nh h4ëng trùc tiÕp cña c¸c dÞ vßng. §é<br /> chuyÓn dÞch cña c¸c nguyªn tö cacbon v hi®ro ë vßng benzen cña nhãm 3,4-®ioximetylenphenyl<br /> còng kh«ng biÕn ®æi song song (H6 > H2 > H5, trong khi ®ã C2 > C5 > C6) gièng nh4 ë c¸c hîp<br /> chÊt chøa dÞ vßng 1,3,4-oxa®iazol xuÊt ph¸t tõ eugenol [4]. Nguyªn nh©n cã lÏ ë C2 cã sù ch¾n xa<br /> cña phÝa dÞ vßng g©y nªn.<br /> Hai hîp chÊt IV v VII ®E ®4îc ghi phæ MS. Trªn phæ MS cña hai hîp chÊt IV v VII ®Òu cã<br /> pic ion ph©n tö (M+ 297 v M+ 236) phï hîp víi quy t¾c nit¬, ®ång thêi l pic c¬ b¶n, cho thÊy hai<br /> hîp chÊt n y kh¸ bÒn nhiÖt, chøng tá to n bé ph©n tö ®E cã sù liªn hîp ®¸ng kÓ. Mét v i sù ph©n<br /> m¶nh ®Çu tiªn cña hîp chÊt VII nh4 sau:<br /> <br /> N NH N N<br /> N . +<br /> HSCN O S HS O CN2 +<br /> O N N N C14H10NO2<br /> CH2 CH2<br /> O O C6H5<br /> CH2<br /> O m/z 238 C6H5 m/z 235<br /> m/z 297 m/z 264<br /> v<br /> N NH<br /> N N+ + N N2<br /> S . C6H5NCS +<br /> O C C8H5O2<br /> N H O S O<br /> CH2 N N<br /> O CH2 m/z 161 m/z 133<br /> C6H5 CH2 O<br /> m/z 297 O C6H5<br /> m/z 296<br /> <br /> <br /> IV - kÕt luËn 3. NguyÔn §øc T o. C«ng nghÖ tinh chÕ v<br /> chuyÓn hãa tinh dÇu l m thuèc - xuÊt khÈu,<br /> Tõ safrol trong tinh dÇu x¸ xÞ ®E tæng hîp Nxb. Khoa häc v Kü thuËt H Néi (1994).<br /> ®4îc 4 hîp chÊt chøa dÞ vßng 1,2,4-triazol. CÊu 4. NguyÔn V¨n Tßng, NguyÔn H÷u §Ünh,<br /> tróc ph©n tö cña c¸c chÊt tæng hîp ®E ®4îc x¸c Ph¹m V¨n Hoan, Ng« ThÞ Lý. TuyÓn tËp<br /> nhËn nhê c¸c ph4¬ng ph¸p phæ UV, IR, 1H- c¸c c«ng tr×nh, Héi nghÞ khoa häc-c«ng<br /> NMR, 13C-NMR, phæ hai chiÒu (HMBC, nghÖ h÷u c¬ lÇn thø hai, H Néi, Tr. 153 -<br /> NOESY) v MS. 157 (2001).<br /> 5. Ph¹m V¨n Hoan, Ph¹m ThÞ BÝch § o, §o n<br /> t*i liÖu tham kh¶o ThÞ Lan H4¬ng, NguyÔn H÷u §Ünh. T¹p chÝ<br /> Hãa häc, T. 43 (2) Tr. 198 - 202 (2005).<br /> 1. §ç TÊt Lîi Nh÷ng c©y thuèc v vÞ thuèc 6. Dodd, Dharmpal S. Nishi, Tkao US<br /> ViÖt Nam, Nxb. Khoa häc v Kü thuËt H 5,670,526 (Cl.514-340; C07 D271/13) 23,<br /> Néi (1999). Sept. 1997, C. A. Vol. 127, No. 22, 1997,<br /> 2. LE §×nh Mìi, L4u § m C4. T i nguyªn 307388n.<br /> thùc vËt cã tinh dÇu ë ViÖt Nam, Nxb. N«ng 7. A. Shaflee, I. Lalezari, M. Mirrashed. J.<br /> nghiÖp, tËp I (2001). Hetero. Chem. Vol. 14, P. 567 - 571 (1977).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 135<br />