Tiến Sĩ Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất một số dẫn xuất của quinolin trên cơ sở eugenol từ tinh d

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NĂM 2014

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hóa học các hợp chất dị vòng là một lĩnh vực phát triển mạnh mẽ và đã tạo ra nhiều hợp chất có ứng dụng trong thực tiễn. Trong lĩnh vực đó, dị vòng quinolin giữ một vai trò quan trọng. Nhiều hợp chất chứa khung quinolin được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau như mỹ phẩm, thực phẩm, chất xúc tác, thuốc nhuộm, và đặc biệt là trong ngành dược phẩm. Điển hình như quinine (I), cinchonine (II), chloroquine (III), pamaquine (V), (công thức ở mục 1.4) được sử dụng làm thuốc trị sốt rét. Một số dẫn chất khác của quinolin được ứng dụng làm thuốc chữa trị ung thư như camptothecin, kháng khuẩn, kháng nấm, chống lao phổi như bedaquiline, . [50],[54].
Đáng chú ý là các diarylquinolin hiện nay đang được xếp vào một trong mười loại kháng sinh thế hệ mới thay thế cho các kháng sinh đã bị vi trùng kháng lại [43]. Một số dẫn chất khác của quinolin được ứng dụng làm thuốc kháng sinh, kháng khuẩn, kháng nấm, chống kí sinh trùng gây bệnh [43, 95], chống lao phổi [43],[48],[90],[98],[126].
Không những vậy, các hợp chất loại quinolin còn có nhiều ứng dụng trong hóa học phân tích: ferron (XV), snazoxs (XVI), brombenzthiazo (XVII) (công thức ở mục 1.4) dùng làm chất chỉ thị trong phân tích một số kim loại bằng phương pháp trắc quang [19],[39],[70],[85]. Nhiều phức chất với phối tử là hợp chất quinolin nhiều nhóm thế có tính chất quang điện rất đáng được quan tâm trong chế tạo pin mặt trời [78],[119].
Tổng hợp các hợp chất mới trên cơ sở các hợp chất thiên nhiên đã tạo ra được nhiều dược phẩm, nông dược được sử dụng rộng rãi trong y học và nông nghiệp. Trong thế giới hiện đại ngày nay, mỗi khi có những chứng bệnh mới lạ các nhà khoa học vẫn thường tìm đến các hợp chất thiên nhiên hoặc dẫn xuất của chúng, mỗi khi có những chủng vi trùng, vi khuẩn, sâu bệnh nhờn thuốc, kháng thuốc, các nhà hóa học lại phải tổng hợp ra các hoạt chất mới.
Gần đây, nhóm tổng hợp hữu cơ – trường Đại học Sư phạm Hà Nội [44] đã phát hiện một phản ứng mới lạ: tổng hợp vòng quinolin từ hợp chất quinon-axi điều chế từ axit eugenoxyaxetic. Nó đã mở ra một hướng nghiên cứu tổng hợp các hợp chất mới loại quinolin nhiều nhóm thế. Tuy nhiên, phản ứng này chưa ổn định, hiệu suất còn thấp, cơ chế phản ứng chưa được làm sáng tỏ. Việc hoàn thiện phương pháp tạo vòng quinolin mới và nghiên cứu chuyển hoá sản phẩm thu được thành các hợp chất mới không những có ý nghĩa về mặt lý thuyết mà còn có triển vọng tìm kiếm được những hợp chất có hoạt tính sinh học cao và những phối tử cho nghiên cứu phức chất.
Từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất một số dẫn xuất của quinolin trên cơ sở eugenol từ tinh dầu hương nhu”.
2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu
– Hoàn thiện phương pháp tổng hợp vòng quinolin từ hợp chất quinon-axi điều chế từ eugenol có trong tinh dầu hương nhu.
– Tổng hợp một số hợp chất mới thuộc loại quinolin nhiều nhóm thế và nghiên cứu tính chất của chúng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu một số vấn đề sau:
– Hoàn thiện phương pháp và nghiên cứu cơ chế của phản ứng tổng hợp vòng quinolin từ hợp chất quinon-axi điều chế từ eugenol có trong tinh dầu hương nhu.
– Tổng hợp một số hợp chất mới thuộc loại quinolin nhiều nhóm thế.
– Nghiên cứu mối liên quan giữa cấu trúc của các hợp chất tổng hợp với tính chất phổ của chúng, đồng thời cung cấp những dữ liệu về phổ của các hợp chất chứa vòng quinolin.
– Nghiên cứu khả năng phát huỳnh quang của một số dẫn chất.
– Thăm dò hoạt tính sinh học của một số hợp chất tổng hợp được.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
+ Sự thành công của đề tài trong việc tổng hợp vòng quinoline từ dẫn xuất đinitro trên cơ sở eugenol đã mở ra một phương pháp mới trong nghiên cứu tổng hợp dị vòng quinolin.
+ Tổng hợp một số hợp chất mới góp phần phát triển nghiên cứu khoa học cơ bản. Nhờ qui kết chuẩn xác các tín hiệu trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) của các hợp chất tổng hợp được, từ đó rút ra những số liệu đóng góp vào ngân hàng dữ liệu cộng hưởng từ hạt nhân những giá trị  và J đối với một số cấu trúc phức tạp sẽ là nguồn dữ liệu quan trọng phục vụ cho nghiên cứu khoa học và giảng dạy hoá học.
+ Thử hoạt tính sinh học, khả năng kháng vi sinh vật, kháng kí sinh trùng sốt rét của một số dẫn chất tổng hợp được nhằm tìm kiếm những chất có khả năng ứng dụng vào thực tiễn.

Những đóng góp mới của luận án
Tổng hợp
– Hoàn thiện một phương pháp mới tổng hợp vòng quinolin đi từ dẫn xuất quinon-axi xuất phát từ eugenol trong tinh dầu hương nhu dẫn tới hợp chất quinolin mới là 7-cacboxymetoxy-6-hydroxy-3-sunfoquinolin (Q); Dùng phương pháp nhiễu xạ đơn tinh thể để khẳng định cấu trúc Q; Dùng phương pháp 1H NMR động đưa ra được cơ chế phản ứng tạo vòng quinolin chưa gặp trong các tài liệu tham khảo.
– Phát hiện phản ứng thế nucleophin bất thường ở hợp chất loại N-metylquinolini: thế nhóm cacboxymetoxy (OCH2COOH) bằng nhóm amino (RNH). Nhờ nghiên cứu sâu rộng phản ứng này, đã đề xuất cơ chế phản ứng bất thường đó.
– Phát hiện một phản ứng trong đó xảy ra đồng thời sự thế nhóm OCH2COOH bằng nhóm NHNH2 và sự thế nguyên tử Br bằng nguyên tử H. Trên cơ sở thực nghiệm và lý thuyết đã đưa ra cơ chế của phản ứng chưa từng thấy này.