Tổng hợp một số hydrazit n-thế của axit (4-metylcoumarin-7-yloxy) axetic

Năm học 2008 – 2009 54 TỔNG HỢP MỘT SỐ HYDRAZIT N-THẾ CỦA AXIT (4-METYLCOUMARIN-7-YLOXY) AXETIC Đỗ Hữu Đức Sinh viên năm 2, Khoa Hoá học GVHD: TS. Nguyễn Tiến Công 1. Đặt vấn đề Coumarin và các dẫn xuất là các hợp chất hữu cơ quan trọng, có nhiều ứng dụng. Ngoài ra, coumarin và các dẫn xuất của nó còn có nhiều hoạt tính sinh học [1] như chống giun sán, an thần, làm thuốc trừ sâu và có tính chống đông máu. Các nghiên cứu gần đây cho thấy 7-hydroxy-4- metylcoumarin có hoạt tính sinh học khá cao. Báo cáo này trình bày kết quả kết quả tổng hợp 7-hydroxy-4-metylcoumarin và một số dẫn xuất este, hydrazit, hydrazit N-thế của 7-hydroxy-4-metylcoumarin. 2. Thực nghiệm 7-hydroxy-4-metylcoumarin (1) được tổng hợp theo phương pháp đã được mô tả trong tài liệu [2] Tổng hợp etyl 4-metylcoumarin-7-yloxyaxetat: Hòa tan 0,01 mol 7- hydroxy-4-metylcoumarin (1), 0,01 mol etyl cloroaxetat và 2,0 gam kali cacbonat khan vào bình cầu 100ml có sẵn 20ml axeton khan. Vừa khuấy vừa đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng trong 6h. Sau khi làm nguội, rót hỗn hợp phản ứng vào nước lạnh, lọc lấy kết tủa đem kết tinh lại trong etanol-nước. Sản phẩm ở dạng tinh thể màu trắng có nhiệt độ nóng chảy 103-1040C. Hiệu suất 48%. Tổng hợp 4-metylcoumarin-7-yloxyaxetohydrazit: Hòa tan 0,01 mol este etyl 4-metylcoumarin-7-yloxyaxetat trong etanol, thêm 0,03 mol hydrazin hydrat 90%, lắc đều và để yên trong 24h ở nhiệt độ phòng. Lọc lấy kết tủa, kết tinh lại trong etanol-nước. Sản phẩm kết ở dạng tinh thể màu trắng có nhiệt độ nóng chảy 204-2050C. Hiệu suất 71%. Tổng hợp các N-benzyliden-4-metylcoumarin-7-yloxyaxetohydrazit: Hòa tan 0,001 mol 4-metylcoumarin-7-yloxyaxetohydrazit trong etanol, thêm 0,001 mol dẫn xuất andehit thơm, rồi đun hồi lưu trong 2h. Sau đó để nguội, lọc lấy kết tủa và kết tinh lại bằng DMF. 3. Kết quả và Thảo luận 7-hydroxy-4-metylcoumarin và các dẫn xuất được tổng hợp theo sơ đồ sau: Kỷ yếu Hội nghị sinh viên NCKH 55 7-hydroxy-4-metylcoumarin (1) được tổng hợp qua phản ứng ngưng tụ Pechmann giữa resorcinol và etyl axetoaxetat khi có mặt H2SO4 đặc ở 5- 100C. Trên phổ IR có đám pic hấp thụ tù, rộng ở 3497cm-1 đặc trưng cho giao động hóa trị của nhóm OH, các pic hấp thụ khác: 3111cm-1 (C-H thơm), 2950cm-1 (C-H no), 1670cm-1 (C=O), 1606cm-1 (C=C thơm). Phổ 1H-NMR xuất hiện các tín hiệu ở 10,51ppm (1H, board, HO), 7,57ppm (1H, doublet, J=9Hz, H5), 6,79ppm (1H, doublet-doublet, J1=2Hz, J2=8Hz, H6), 6,69ppm (1H, doublet, J=2Hz, H8), 6,11ppm (1H, singlet, H3), 2,35ppm (3H, singlet, H4). Các dữ kiện trên đã xác nhận cấu trúc của sản phẩm. Cho (1) tác dụng với etyl cloroaxetat trong axeton với sự có mặt của K2CO3. để tạo thành sản phẩm (2) Trên phổ IR của sản phẩm (2) không còn đám pic hấp thụ đặc trưng của nhóm –OH ở 3497cm-1, đồng thời thấy xuất hiện các pic hấp thụ ở 3061cm-1 (C-H anken, aren), 2982cm-1 (C-H ankan), 1748cm-1 (C=O este), 1717cm-1 (C=O lacton), 1610cm-1 (C=C). phổ 1H- NMR có các tín hiệu: 7,68ppm (1H, doublet, J=8Hz, H5), 6,98ppm (1H, doublet, J=8Hz, H6), 6.97ppm (1H, singlet, H8), 6,21ppm (1H, singlet, H3), 4,92ppm (2H, singlet, -CH2O-), 4,18ppm (2H, quartet, J=8Hz, -CH2-CH3), 2,39ppm (3H, singlet, H4a), 1,22ppm (3H, triplet, J=8Hz, CH3CH2-). So với phổ 1H-NMR của hợp chất (1) (xem hình 3), trên phổ 1H-NMR của (2) có sự chuyển dịch tín hiệu của các proton trên vòng benzopyran của este về phía trường yếu so với tín hiệu của proton tương ứng ở hợp chất (1) cho Năm học 2008 – 2009 56 thấy nhóm thế C2H5OC(O)CH2– đã hút electron từ nhân benzopyran về phía nó. Để tránh sự phá vỡ vòng pyron khi hydrazit hóa este, chúng tôi đã tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thường và đã thu được hydrazit (3). Trên phổ IR của sản phẩm thu được thấy xuất hiện các pic hấp thụ ở 3310cm-1, 3268cm-1 (-NH-NH2), 3062cm-1 (C-H thơm), 1728cm-1 (C=O), 1676cm-1 (C=O lacton), 1611cm-1 (C=C thơm). Tiếp tục chuyển hóa hydrazit (3) qua phản ứng ngưng tụ của nó với andehit thơm, chúng tôi thu được 2 hydrazit N-thế (4) và (5). Một số pic hấp thụ đặc tiêu biểu trên phổ IR của các hydrazit N- thế được dẫn ra ở bảng 1 Bảng 1: Một số pic hấp thụ tiêu biểu trên phổ IR của các hydrazit N-thế Tần số (cm-1) Chất X υN-H υC-H chưa no υC-H no υC=O υC=C D1 4-N(CH3)2 3316 3095 2915 1707 1687 1618 D2 2-NO2 3295 3088 1920 1719 1697 1611 Phổ 1H-NMR của các hydrazit N-thế có đầy đủ tính hiệu của các proton với cường độ như dự kiến. Kết quả được tóm tắt ở bảng 2. Kỷ yếu Hội nghị sinh viên NCKH 57 Bảng 2: Các tín hiệu trên phổ 1H-NMR của các hydrazit N-thế: O CH3 OO C O H N N C H H2C N(CH3)2 1 2 3 45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 O CH3 OO C O H N N C H H2C 1 2 3 45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 O2N Vị trí Tín hiệu (, ppm) Vị trí Tín hiệu (, ppm) 3 (1H) 6,23 (singlet) 6,21 (singlet) 3 (1H) 6,21 (singlet) 4a (3H) 2,37 (singlet) 2,36 (singlet) 4a (3H) 2.41 (singlet) 5 (1H) 7,73 (doublet, J=9,0Hz) 7,69 (doublet, J=8,5Hz) 5 (1H) 7,73 (doublet, J=8,5Hz) 6 (1H) 7,04 (doublet-doublet) 7,00 (doublet-doublet) 6 (1H) 7,05 (doublet-doublet) 8 (1H) 6,97 (doublet, J=2,5Hz) 6,94 (doublet, J=2,5Hz) 8 (1H) 7,01 (doublet, J=5Hz) 6,99 (doublet, J=5Hz) 9 (2H) 5,24 (singlet) 4,76 (singlet) 9 (2H) 5,28 (singlet) 4,84 (singlet) 11 (1H) 11,34 (singlet) 11,29 (singlet) 11 (1H) 11,93 (singlet) 11,88 (singlet) 12 (1H) 8,17 (singlet) 7,89 (singlet) 12 (1H) 8,75 (singlet) 8,40 (singlet) 14, 18 (2H) 7,52 (doublet, J=9,0Hz) 7,50 (doublet, J=8,5Hz) 14 (1H) _ 15, 17 6,75 (doublet, J=9,0Hz) 15 8,14 (doublet, Năm học 2008 – 2009 58 (2H) 6,73(doublet, J=8,5Hz) (1H) J=7,5Hz) 16a (6H) 2,97 (singlet) 2,96 (singlet) 16 (1H) 7,68 (doublet-doublet) 17 (1H) 8,06 (doublet-doublet) 18 (1H) 7,80 (doublet, J=6,0Hz) 7,79 (doublet, J=6,0Hz) Điều này xác nhận sự tạo thành của các hydrazit N-thế. Sự xuất hiện 2 bộ tín hiệu trên phổ 1H-NMR cho thấy các hydrazit N-thế cũng tồn tại ở 2 cấu dạng syn-anti xung quanh trục liên kết –C(CO)-NH như trong một số tài liệu đã mô tả. 4. Kết luận Thông qua việc thực hiện đề tài, chúng tôi đã tổng hợp được 5 chất: 1) 7-hydroxy-4-metylcoumarin (1) 2) Este etyl 4-metylcoumarin-7-yloxyaxetat (2) 3) 4-metylcoumarin-7-yloxyaxetohydrazit (3) 4) N’-(4-dimetylaminobenzyliden)-4-metylcoumarin-7-yloxy- axetohydrazit (4) 5) N’-(2-nitrobenzyliden)-4-metylcoumarin-7-yloxy-axetohydrazit (5) Trong đó có các hợp chất (2), (3), (4) và (5) chưa thấy trong các tài liệu tham khảo. Cấu trúc của các chất đều được xác nhận qua phổ IR và 1H- NMR. Kỷ yếu Hội nghị sinh viên NCKH 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Kifah S. M. Salih, Khadejeh H. A. Al-Zghoul, Mohammad S. Mubarak and Mikdad T. Ayoub (2005), “Synthesis of coumarinsulfonamides with potential pharmacological interest”, J. Saudi Chem. Soc, Vol. 9, No. 3; pages 623-630. [2]. M.A. Al-Haiza, M.S.Mostafa and M.Y El-Kady (2005). “Preparation of some new coumarin derivatives with biology activity”. Scientific Journal of King Faisal University, Vol.6, No.1, pp. 76-94. [3]. Valery F. Traven (2004), “New Synthetic Routes to Furocoumarins and their Analogs: A review”, Molecules, 9, pages 50-66. [4]. Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXBgiáo dục. [5]. Nguyễn Minh Thảo (2001), Hóa học các hợp chất dị vòng, NXBgiáo dục, tr.73-78; 98-99. [6]. Nguyễn Thị Hoài Thu (2006), Tổng hợp một số 4- iođothymyloxyaxetohiđrazon., Khoá luận tốt nghiệp, ĐHSP TP.HCM.