Thạc Sĩ Nghiên cứu tổng hợp một số ( Tetra-o-acetyl-β-dglycopyranosyl ) Thiosemicarbazon của một số Aldehyd

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật nói chung và hoá học nói riêng, hoáhọc về tổng hợp các hợp chất hữu cơ cũng ngày càng phát triển nhằm tạo ra các hợp chất phục vụ đời sống con người, đặc biệt là các chất có hoạt tính sinh học đối với cơthể người và động thực vật. Các hợp chất này ngày càng trở nên có ý nghĩa quan trọngkhi nó được áp dụng vào lĩnh vực y học chữa trị các căn bệnh hiểm nghèo, nâng cao sức đề kháng cho người và động thực vật.

Ngày nay, xu thế tổng hợp các hợp chất thiosemicarbazon đã thu hút được sự quan tâm của các nhà hoá học hữu cơ. Thiosemicarbazon là một hợp chất quan trọng có nhiều hoạt tính sinh học đa dạng, như khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng vi rút, chống ung thư, chống sốt rét, ức chế ăn mòn và chống gỉ sét. Bên cạnh đó, các hợp chấtthiosemicarbazon còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học khác như tinh thểhọc, hoá học đại phân tử và ngành quang điện. Ngoài ra, các hợp chất của nó còn có khả năng tạo phức với nhiều kim loại. Những phức chất này cũng có hoạt tính sinh học như hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng vi rút và chống ung thư v.v . [27]. Vì vậy, ngày càng nhiều hợp chất thiosemicarbazon được tổng hợp và nghiên cứu tính chất.

Bên cạnh đó, các dẫn xuất của monosaccaride cũng có nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý, đặc biệt khi trong phân tử của chúng có hệ liên hợp. Các thiosemicarbazon có hoạt sinh học cao và nhờ sự có mặt hợp phần phân cực của monosaccaride làm các hợp chất này dễ hoà tan trong dung môi phân cực như nước, ethanol .Mặt khác, các dẫn xuất của carbohydrate là các hợp chất quan trọng có mặt trong nhiều phân tử sinh họcnhư acid nucleic, coenzym, trong thành phần cấu tạo của một số virus, một số vitamin nhóm B. Do đó, các hợp chất này không những chiếm vị trí đáng kể trong y dược học mà còn đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp nhờ khả năng kích thích sinh trưởng, phát triển của cây trồng, ức chế sự phát triển hoặc diệt trừ cỏ dại, sâu bệnh [16]. Như người ta đã biết phương pháp cổ điển để tổng hợp các thiosemicarbazon là đun sôi hồi lưu hỗn hợp của hợp chất carbonyl và các thiosemicarbazide tương ứng, phương pháp này cần thời gian phản ứng khoảng 2-3 giờ và hiệu suất phản ứng không cao. Gần đây, một số hợp chất thiosemicarbazon đã được tổng hợp bằng phương pháp lò vi sóng. Phản ứng được tiến hành trong thời gian chỉ khoảng 5-8 phút, hiệu suất phản ứng khá cao (từ 50‒ 90%).
Các hợp chất carbonyl trong thiên nhiên là nguồn hương liệu quí, có nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý như kháng khuẩn, kháng nấm, diệt côn trùng, chống ung thư.
Ngoài ra nó còn có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, làm hương liệu cho bánh kẹo, nước hoa [23].
Nhằm góp phần vào việc nghiên cứu trong lĩnh vực hoá học của các monosaccaride, trong luận văn thạc sĩ khoa học này em đã thực hiện việc nghiên cứu tổng hợp một số thiosemicarbazon có chứa đồng thời hợp phần monosaccaride và một vài hợp chất carbonyl thiên nhiên.

Để thực hiện mục đích này, em đã tiến hành một số nhiệm vụ sau:

1. Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glucopyranosyl)thiosemicarbazide từ (2,3,4,6- tetra-O-acetyl- -D-glucopyranosyl)isothiocyanat.
2. Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-galactopyranosyl)thiosemicarbazide từ (2,3,4,6- tetra-O-acetyl- -D-galactopyranosyl)isothiocyanat.
3. Điều chế, tinh chế một số aldehyd, keton thiên nhiên.
4. Tổng hợp 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glycopyranosyl)thiosemicarbazon của các aldehyd, keton thiên nhiên.
5. Nghiên cứu cấu trúc của các dẫn xuất thiosemicarbazon bằng các phương pháp vật lí hiện đại như phổ hồng ngoại ( IR ), phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( 1H NMR,13C NMR), phổ 2D NMR (COSY, HSQC, HMBC), phổ khối lượng ESI-MS.
6. Thử hoạt tính kháng khuẩn của 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dglycopyranosyl)thiosemicarbazon của các aldehyd, keton thiên nhiên.
7. Thử hoạt tính chống oxy hoá của 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dglycopyranosyl)thiosemicarbazon của các aldehyd, keton thiên nhiên đã tổng hợp

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .7
PHẦN I: TỔNG QUAN 9
1. TỔNG QUAN VỀ ISOTHIOCYANAT 9
2. TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZIDE VÀ CÁC GLYCOSYL
THIOSEMICARBAZIDE 10
2.1. Các phương pháp tổng hợp thiosemicarbazide .10
2.1.1. Phản ứng của isothiocyanat và hydrazin .10
2.1.2. Phản ứng khử thiosemicarbazon bằng NaBH4 .10
2.1.3. Phản ứng của hydrazin với các dẫn xuất của acid thiocarbamic .11
2.1.4. Phản ứng của cyanohydrazin với hydro sulfide 11
2.1.5. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất di- và trithiosemicarbazide từ các amin 11
2.2. Tính chất của thiosemicarbazide 11
2.2.1. Phản ứng với các aldehyd .11
2.2.2. Phản ứng đóng vòng của thiosemicarbazide tạo thiadiazol .12
2.3. Tính chất của các glycosyl thiosemicarbazide .13
3. TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZON .13
4. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ALDEHYD, KETON THIÊN NHIÊN .15
4.1 Cinamaldehyd 15
4.2. Menthone .16
4.3.Citral .16
4.4.Citronellal .17
4.5. Camphor 18
5. SỬ DỤNG LÒ VI SÓNG TRONG HOÁ HỌC CARBOHYDRATE .19
PHẦN II: THỰC NGHIỆM .22
2.1. Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glycopyranosyl)thiosemicarbazide 22
2.1.1. Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glucopyranosyl)thiosemicarbazide .22
2.1.2. Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-galactopyranosyl)thiosemicarbazide 22
2.2. Điều chế và tinh chế một số aldehyd và keton trong thiên nhiên .23
2.2.1. Điều chế menthone từ menthol 23
2.2.2. Tinh chế citral từ tinh dầu sả chanh .23
Luận văn thạc sĩ khoa học Trương Thị Thu
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)
2.2.3. Tinh chế citronellal từ tinh dầu sả hồng (sả Java) 24
2.2.4. Điều chế camphor từ borneol .24
2.3. Tổng hợp 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glycopyranosyl)thiosemicarbazon của
một số aldehyd, keton thiên nhiên 25
2.3.1. Tổng hợp các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon .26
2.3.2. Tổng hợp các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-galactopyranosyl)thiosemicarbazon
của một số aldehyd, keton thiên nhiên .28
2.4. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi và xúc tác đến phản ứng của (2,3,4,6-
tetra-O-acetyl- -D-glycoyranosyl)thiosemicarbazide với citral và citronellal 29
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .31
3.1. Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glycopyranosyl)thiosemicarbazide 31
3.1.1. Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazide .31
3.1.2.Tổng hợp (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl)thiosemicarbazide .32
3.2. Tổng hợp các 4-(2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glycopyranosyl)thiosemicarbazon
của các aldehyd, keton thiên nhiên 33
3.2.1. Các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon 33
3.2.2. Các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl)thiosemicarbazon 54
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi và xúc tác tới phản ứng của (2,3,4,6-tetraO-acetyl-β-D-glycopyranosyl)thiosemicarbazide
với citral và citronellal 67
3.4. Hoạt tính sinh học của 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dglycopyranosyl)thiosemicarbazon
của các aldehyd và keton thiên nhiên 68
3.4.1. Khả năng kháng trực khuẩn Gram(-), cầu khuẩn Gram(+), nấm men và nấm sợi .68
3.3.2 Tác dụng chống oxy hoá 70
KẾT LUẬN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .75
PHỤ LỤC .80