ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN


Trương Thị Thu

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ (TETRA-O-ACETYL-β-DGLYCOPYRANOSYL)THIOSEMICARBAZON CỦA MỘT SỐ
ALDEHYD VÀ KETON THIÊN NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN


Trương Thị Thu

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ (TETRA-O-ACETYL-β-DGLYCOPYRANOSYL)THIOSEMICARBAZON CỦA MỘT SỐ
ALDEHYD VÀ KETON THIÊN NHIÊN

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 60440114

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THÀNH

Hà Nội – 2013

Lời cảm ơn
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn
Đình Thành đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề
tài. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn Hữu Cơ, trong khoa Hóa Học
đã tạo điều kiện và giúp đỡ em thực hiện đề tài này.Tôi cũng xin cảm ơn các anh chị,
các bạn sinh viên phòng Tổng Hợp Hữu Cơ I, đã động viên trao đổi và giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2013

Học viên Cao học

Trương Thị Thu


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

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
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học


Trương Thị Thu

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 (2,3,4,6tetra-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


Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
13

C NMR : Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân

carbon-13)
DMF

: Dimethylformamid

DMSO

: Dimethylsulfoxide

DMSO-d6 : Dimethylsulfoxide được deuteri hóa
Đnc
1

: Điểm nóng chảy

H-NMR : Proton Nuclear Magnetic Resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton)

HMBC


: Heteronuclear Multiple Bond Coherence (phổ tương tác xa 13C-1H)

HSQC

: Heteronuclear single quantum correlation (phổ tương tác gần 13C-1H)

IR

: InfraRed spectrometry (phổ hồng ngoại)

MS

: Mass Spectrometry (phổ khối lượng)

TMTD

: Tetramethylthiuram disulfide
δ: độ chuyển dịch hóa học

Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)

ii


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 3.1. Phổ IR của (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazide.
Hình 3.2. Phổ IR của hợp chất (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl)
thiosemicarbazide.
Hình 3.3. Phổ IR của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dglucopyranosyl) thiosemicarbazon
Hình 3.4. Phổ IR của menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dglucopyranosyl)thiosemicarbazon.
Hình 3.5. Phổ IR của camphor 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl)
thiosemicarbazon.
1

Hình 3.6. Phổ H NMR của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dglucopyranosyl) thiosemicarbazon.
1

Hình 3.7. Phổ H NMR của menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glucopyranosyl)
thiosemicarbazon.
Hình 3.9. Phổ

13

C NMR của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-

glucopyranosyl) thiosemicarbazon.
Hình 3.10. Phổ

13

C NMR của menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glucopyranosyl)

thiosemicarbazon.
Hình 3.11. Phổ


13

C NMR của camphor 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-glucopyranosyl)

thiosemicarbazon.
Hình 3.12. Phổ COSY của hợp chất menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dglucopyranosyl) thiosemicarbazon.

Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)

iii


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

Hình 3.13 Phổ tương tác gần HSQC của hợp chất menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetylβ-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon.
Hình 3.14 Phổ tương tác gần HSQC của hợp chất menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetylβ-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon.
Hình 3.15. Phổ tương tác xa HMBC của hợp chất menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetylβ-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon.
Hình 3.16. Phổ tương tác xa HMBC của hợp chất menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetylβ-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon.
Hình 3.17. Phổ tương tác xa HMBC của hợp chất menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetylβ-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon.
Hình 3.18. Phổ ESI-MS của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dglucopyranosyl) thiosemicarbazon.
Hình 3.19. Phổ IR của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranosyl) thiosemicarbazon.
Hình 3.20. Phổ IR của menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl)
thiosemicarbazon.
1

Hình 3.21. Phổ H NMR của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-galactopyranosyl) thiosemicarbazon.
1


Hình 3.22. Phổ H NMR của menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dgalactopyranosyl) thiosemicarbazon.
Hình 3.23. Phổ

13

C NMR của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-

D-galactopyranosyl) thiosemicarbazon
13

Hình 3.24. Phổ C NMR của menthone 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-galactopyranosyl) thiosemicarbazon.
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)

iv


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

Hình 3.25. Phổ ESI-MS của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dgalactopyranosyl) thiosemicarbazon.
Hình 3.26. Đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa nồng độ DPPH và mật
độ quang học.
Bảng 3.1: Các hợp chất 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dglucopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.2: Kết quả phổ IR của hợp chất 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dglucopyranosyl)thiosemicarbazon
1

Bảng 3.3. Phổ H NMR của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-glucopyranosyl)thiosemicarbazon [ (ppm), độ bội, J (Hz)].
Bảng 3.4: Kết quả phổ


13

C NMR của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-

glucopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.5. Tương tác gần

13

1

C- H trong phổ HSQC của hợp chất menthone 4-

(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.6. Bảng tương tác xa

13

1

C- H trong phổ HMBC của hợp chất menthone

4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.7: Kết quả phổ ESI-MS của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dglucopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.8: Kết quả tổng hợp các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-galactopyranosyl)thiosemicarbazon.
Bảng 3.9. Kết quả phổ hồng ngoại của 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-galactopyranosyl)thiosemicarbazon
1

Bảng 3.10 . Phổ H NMR của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-galactopyranosyl)thiosemicarbazon [ (ppm), độ bội, J (Hz)]
Hình 3.23. Phổ


13

C NMR của cinamaldehyd 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-

D-galactopyranosyl)thiosemicarbazon.
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)

v


Luận văn thạc sĩ khoa học
Bảng 3.11: Kết quả phổ

Trương Thị Thu

13

C NMR của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -D-

galactopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.12: Kết quả phổ ESI-MS của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl- -Dgalactopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi và xúc tác tới phản ứng
của(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glycopyranosyl)thiosemicarbazide với citral
và citronellal
Bảng 3.14. Hoạt tính kháng khuẩn của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-glycopyranosyl)thiosemicarbazon
Bảng 3.15 Giá trị hiệu quả bắt giữ gốc tự do (SC) của các 4-(2,3,4,6-tetra-O-acetylβ-D-glycopyranosyl)thiosemicarbazon

Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


vi


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật nói chung và hoá học nói riêng, hoá
học 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 cơ
thể người và động thực vật. Các hợp chất này ngày càng trở nên có ý nghĩa quan trọng
khi 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 chất
thiosemicarbazon còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học khác như tinh thể
học, 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 học
như 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

Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

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 (
1

13

H NMR, C 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.

Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

PHẦN I: TỔNG QUAN
1. TỔNG QUAN VỀ ISOTHIOCYANAT
Isothiocyanat là nhóm chức có dạng R-N=C=S. Phản ứng của nhóm isothiocyanat
với các tác nhân nucleophil tỏ ra khá mạnh do đặc tính electrophil của nhóm –NCS. Đặc
tính này có được là do trong nhóm –NCS nguyên tử nitrogen có độ âm điện cao và sẽ
mang điện tích âm còn nguyên tử carbon sẽ mang điện tích dương.
R


C

N

+
S

Khi tác nhân nucleophil có nguyên tử hydro linh động tấn công vào phân tử
isothiocyanat, nó sẽ proton hóa nguyên tử nitrogen trong khi đó phần điện âm cũng lại
sẽ liên kết với nguyên tử carbon trong nhóm –NCS.
..

R

N

Ngược lại, sự cộng hợp vòng của isothiocyanat trong phản ứng với một tác nhân
thích hợp sẽ tạo thành các vòng 1,2-, 1,3-, 1,4-. Do cấu trúc cộng hưởng của nhóm -NCS
nên sự ghép vòng bị ảnh hưởng lớn và chúng có thể phản ứng ở liên kết C=S hoặc C=N.

R

N

C

S

R


-

N

C

+

S

R

N

+

C

S

-

Chính nhờ khả năng đó của nhóm isothiocyanat mà đã mở ra một hướng nghiên
cứu về loại hợp chất chứa nhóm aldehyd có nhân thơm. Để tổng hợp được những hợp
chất đó, các glycosyl isothiocyanat được sử dụng như là chất khởi đầu và bằng hàng loạt
các phản ứng khác nhau, người ta đã tổng hợp được một số dẫn xuất thiosemicarbazon
có chứa hợp phần monosaccaride.

S



Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

Cơ chế phản ứng của anion thiocyanat với một hợp chất hữu cơ đã chỉ ra rằng sự
tấn công nucleophil của thiocyanat là bởi nguyên tử lưu huỳnh còn của isothiocyanat là
bởi nguyên tử nitrogen.
Không chỉ vậy, người ta cũng rút ra nhận xét là isomer isothiocyanat được ổn
định về mặt nhiệt động hơn là isomer thiocyanat [9], tất nhiên điều đó còn tùy thuộc vào
các điều kiện môi trường ngoài mà cân bằng dịch chuyển theo hướng nào.
2. TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZIDE VÀ CÁC GLYCOSYL
THIOSEMICARBAZIDE
Thiosemicarbazide là hydrat của acid carbamic. Nó tồn tại ở dạng tinh thể màu
trắng, có nhiệt độ nóng chảy khoảng 183°C và độ tan trong nước khoảng 10%.
Thiosemicarbazide là một hợp chất đầu quan trọng để tổng hợp các hợp chất dị vòng 5
cạnh. Bên cạnh đó, các dẫn xuất của chúng còn có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng.
2.1. Các phương pháp tổng hợp thiosemicarbazide
2.1.1. Phản ứng của isothiocyanat và hydrazin

R1

N

Đây là phương pháp thông dụng nhất để tổng hợp các thiosemicarbazide, nhưng
hợp chất isothiocyanat lại dễ bị thuỷ phân do vậy rất khó bảo quản [12].

2.1.2. Phản ứng khử thiosemicarbazon bằng NaBH4

N

R4

N

R3

Phản ứng này chỉ dùng để tổng hợp các dẫn xuất mono-, di- hoặc tri- của
thiosemicarbazide [11].


Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

2.1.3. Phản ứng của hydrazin với các dẫn xuất của acid thiocarbamic
Các hydrazin thế phản ứng với các dẫn xuất của acid thiocarbamic cho các
thiosemicarbazide tương ứng. Hiệu suất của phản ứng này dao động từ 66-73% phụ
thuộc vào ảnh hưởng của các phản ứng phụ [35]:
R

R3

5


NH

N

+X

R4
X= Cl, alkyl, Oalkyl

2.1.4. Phản ứng của cyanohydrazin với hydro sulfide
R5

N

R

4

Phản ứng này cho ta dẫn xuất mono- hoặc dithiosemicarbazide [25].
2.1.5. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất di- và trithiosemicarbazide từ các amin
Phản ứng đi qua hai bước: Bước đầu ta thực hiện phản ứng của amin với 1,2,4triazolyl hoặc bis(imidazoyl)methylthion trong dung môi dicloromethan ở nhiệt độ
phòng. Bước 2 ta cho sản phẩm này tác dụng với dẫn xuất của hydrazin trong dung môi
dicloromethan, khi đó thiosemicarbazide sẽ được tạo thành [36].
S

X
X

X= Cl, NH 2, alkyl, Oalkyl


2.2. Tính chất của thiosemicarbazide


2.2.1. Phản ứng với các aldehyd
Thiosemicarbazide có thể dễ dàng ngưng tụ với hợp chất carbonyl. Sản phẩm
ngưng tụ sinh ra được gọi là thiosemicarbazon.
R
1

H2N-CS-NH-NH 2+ O=C

R2
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

H2N C

NH NH2

+

S

2.2.2. Phản ứng đóng vòng của thiosemicarbazide tạo thiadiazol
Hai tác nhân hay được dùng trong phản ứng đóng vòng của thiosemicarbazide và
dẫn xuất của chúng để tạo vòng thiadiazol là CS 2 và TMTD (Tetramethylthiuram
disulfide).

Với CS2, phản ứng này đã được nghiên cứu vào năm 1956. Đây là phương pháp
cổ điển nhất để tổng hợp dẫn xuất 2-mercapto-1,3,4-thidiazol. Phản ứng được thực hiện
0

trong 17 giờ ở nhiệt độ 70-80 C, hiệu suất đạt 93%. Nếu phản ứng diễn ra trong môi
trường kiềm yếu thì chỉ 50% tạo sản phẩm mong muốn. Sản phẩm trung gian được tạo
thành là (H2N-NH-CS)2S cần có acid mạnh mới chuyển hoá tạo thành dẫn xuất
thiadiazol. Còn nếu trong môi trường kiềm mạnh, phản ứng sẽ xảy ra qua một bước.
Phương trình phản ứng như sau [31]:

R

NH C

NH NH2 + C

S

Tetramethylthiuram disulfide (TMTD) hay thiram, là chất xúc tiến lưu hoá cao
su, có giá thành rẻ, khó bay hơi, ít gây ô nhiễm môi trường, là tác nhân rất tốt để tổng
hợp các dẫn xuất 2-mercapto-1,3,4-thiđiazol. TMTD được điều chế bằng cách oxy hoá


muối natri của acid N-alkyl dithiocarbamic với các chất oxy hoá như hydro peoxide,
natri nitrit.... Sơ đồ phản ứng như sau:

R

NH


Phản ứng của các thiosemicarbazide và TMTD xảy ra theo phương trình sau:

Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

R

Phản ứng tiến hành trong dung môi phân cực hoặc không proton như DMF,
dioxan….
2.3. Tính chất của các glycosyl thiosemicarbazide
Các glycosyl thiosemicarbazide có tính chất hóa học tương tự như
thiosemicarbazide. Các glycosyl thiosemicarbazie có thể phản ứng với các hợp chất
carbonyl để tạo sản phẩm gọi là thiosemicarbazon:
Ví dụ:
OH

O

H

H

H
H

OH

HO


HN C NH NH2

H

OH

3. TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZON
Thiosemicarbazon

là

hợp

chất

chứa

hợp

phần

>C=N-NH-C(S)-NH-.

Thiosemicarbazon được tổng hợp từ các thiosemicarbazide bằng phản ứng ngưng tụ với
hợp chất carbonyl. Đồng thời, thiosemicarbazon cũng có thể thực hiện phản ứng khử
hóa ngược trở lại để tạo thành thiosemicarbazide trong môi trường có NaBH 4.
Một điểm đáng lưu ý của thiosemicarbazon là hoạt tính sinh học của nó. Những
thiosemicarbazon chứa hợp phần glycoside và aldehyd hoặc keton có khả năng kháng
nấm và kháng khuẩn cao. Mặt khác, khi đã có sẵn thiosemicarbazide tương ứng thì có

thể dễ dàng điều chế các thiosemicarbazon bằng cách đun hồi lưu thiosemicarbazide và
aldehyd hoặc keton trong dung môi alcohol có xúc tác acid acetic băng trong khoảng
thời gian 2 giờ.
Một cách khác thay thế cho đun hồi lưu là sử dụng lò vi sóng chiếu xạ hỗn hợp phản
ứng trong thời gian 5-8 phút, thiosemicarbazon được tạo thành với hiệu suất khá cao.


Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Lun vn thc s khoa hc

OAc
H
O
AcO
AcO

H

H
OAc

H

H

ởđây R là các nhóm thế có thể là nhóm hút electron hoặc đẩy electron,
aldehyd thơm có thể có một nhóm thế hay nhiều nhóm thế


Ngy nay, thiosemicarbazon c rt nhiu cỏc nh húa hc quan tõm, c bit l
cỏc thiosemicarbazon cha d vũng cú hot tớnh chng ung th ỏng chỳ ý. Tin s
Sarrtorelli (khoa Y Dc - i hc Yale, Hoa K) ó nghiờn cu v tng hp ra mt s
lng ln cỏc thiosemicarbazon trong hn 10 nm. Tin s Tai-Shun Lin v Mao-Chin
Liu cng tng hp c mt s lng ln cỏc hp cht thiosemicarbazon cú nhiu tớnh
cht quan trng. Trong s cỏc thiosemicarbazon ó tng hp c, ỏng lu ý nht l 3aminopyridin-2-carboxaldehyd thiosemicarbazon hay cũn gi l 3AP-Triapine.
NH2
CHO

+

HN
2

N

3AP cú kh nng c ch hu hiu ribonucleotide (mt tỏc nhõn gõy ung th).
Ngy nay, 3AP ang c cỏc nh nghiờn cu trong ngnh y dc hc quan tõm khụng
ch bi kh nng chng bnh ung th (c bit l ung th bung trng) m cũn bi hot
tớnh chng virus v khỏng nm ca nú.
Mt thiosemicarbazon rt quan trng ú l aceton thiosemicarbazon.

H3 CC


O
CH3

Aceton thiosemicarbazon có tính kháng khuẩn và kháng nấm tốt nên nó được sử
dụng để sản xuất thuốc trừ sâu và dược phẩm.

Một điểm khá thú vị trong tính chất hóa học của thiosemicarbazon của một số
aldehyd thơm hoặc dị vòng thơm có thể chuyển hóa thành các dẫn xuất thiazolidin-4-on
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)


Luận văn thạc sĩ khoa học

Trương Thị Thu

bằng phản ứng với acid thioglycolic, hoặc phản ứng với acid monocloroacetic thành dẫn
xuất azetidin-2-on [18,19, 20].
4. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ALDEHYD, KETON THIÊN NHIÊN
4.1 Cinamaldehyd

Danh pháp IUPAC: (2E)-3-phenylprop-2-enal
Công thức phân tử
Phân tử khối
Trạng thái tự nhiên
Mùi
Tỷ trọng
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ sôi
Cinam aldehyd được Jean Baptiste André Dumas và Eugène-Melchior Péligot hai
nhà hóa học người Pháp tách ra từ tinh dầu của cây quế vào năm 1834. Cây quế có tên
khoa học: Cinnamomum cassia, thuộc giống Cinnamomum, họ: Lauraceae. Tên tiếng
Anh: Cinnamon. Trên thế giới, cây quế phân bố tự nhiên và được gây trồng trở thành
hàng hoá ở một số nước châu Á và châu Phi như Indonesia, Trung Quốc, Xrilanca, Xây
xen và Madagaxca… Ở Việt Nam quế được trồng chủ yếu ở các huyện thuộc tỉnh Yên
Bái, huyện Trà Mi tỉnh Quảng Nam, huyện Quế Phong tỉnh Nghệ An….Cinamaldehyd
trong tinh dầu quế tồn tại chủ yếu ở dạng trans-cinamaldehyd. Nó có nhiều tính chất

đáng quý như kháng khuẩn, kháng vi rút, chống ung thư, diệt côn trùng, chống ăn mòn
kim loại nên được sử dụng nhiều trong y dược cũng như trong nông nghiệp. Ngoài ra
còn được dùng làm hương liệu trong sản xuất bánh kẹo, nước hoa.

Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (Đại Học Quốc Gia Hà Nội)