.

BỘ Y TẾ
ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP. HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI

Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn
của một số dẫn chất 2,5-diaryl-1,3,4-oxadiazol

Mã số:

Chủ nhiệm đề tài:
TS.DS. Trần Ngọc Châu

Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 9 năm 2018

.


.

BỘ Y TẾ
ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP. HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI

Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn
của một số dẫn chất 2,5-diaryl-1,3,4-oxadiazol
Mã số:

Chủ nhiệm đề tài
(ký, họ tên)

Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 9 năm 2018

.


.

1. Thông tin chung:
− Tên đề tài: “Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của một số dẫn chất 2,5-diaryl1,3,4-oxadiazol”
− Mã số: 195-17 (số đăng ký)
− Chủ nhiệm đề tài: TS.DS. Trần Ngọc Châu
− Điện thoại: 09 38 77 66 35 Email:
− Đơn vị quản lý về chun mơn: Bộ mơn Hóa Dược – Khoa Dược
− Thời gian thực hiện: từ 01/10/2017 đến 01/10/2018
− Thành viên tham gia:
 TS. Vũ Thanh Thảo (giảng viên bộ môn Vi Ký sinh)
 Sinh viên Võ Hoàng Nam (nghiệm chế viên bộ mơn Hóa Dược)
2. Mục tiêu:
Tổng hợp một số dẫn chất 2,5-diaryl-1,3,4-oxadiazol để sàng lọc hoạt tính kháng khuẩn. Đồng

thời tìm hiểu mối liên quan cấu trúc và tác dụng để góp phần định hướng cho nghiên cứu tổng
hợp các hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn tốt.
3. Nội dung chính:
Đề tài được thực hiện gồm 4 nội dung chính sau:
1) Tổng hợp một số dẫn chất 2,5-diaryl-1,3,4-oxadiazol
2) Xác định cấu trúc và độ tinh khiết của các chất tổng hợp
3) Khảo sát tác dụng kháng khuẩn của các chất
4) Tìm hiểu mối liên quan cấu trúc các dẫn chất và tác dụng kháng khuẩn
4. Kết quả chính đạt đƣợc (khoa học, đào tạo, kinh tế-xã hội, ứng dụng, ...):
Về đào tạo: hướng dẫn nghiên cứu khoa học cho 1 sinh viên Võ Hồng Nam (sinh viên lớp
Dược liên thơng DLT 2013) đã tốt nghiệp Dược sĩ đại học
Công bố khoa học: Kết quả của nghiên cứu được đăng trên tạp chí Y học TP.HCM
Võ Hồng Nam, Vũ Thanh Thảo, Trần Ngọc Châu (2018). “Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của
một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol”. Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh, chuyên đề Dược, phụ bản tập 22, số
1, trang 486-493.

.

i-


.

.


.

MỤC LỤC


Danh mục chữ viết tắt.................................................................................................. IV
Danh mục bảng ............................................................................................................. V
Danh mục hình ............................................................................................................ VI
Chƣơng 1. Đặt vấn đề.................................................................................................. 1
Chƣơng 2. Tổng quan tài liệu ..................................................................................... 3
2.1. Hoạt tính sinh học các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol .................................................... 3
2.2. Cấu trúc và tính chất dị vịng 1,3,4-oxadiazol ....................................................... 7
2.3. Phương pháp tổng hợp dị vòng 1,3,4-oxadiazol .................................................. 10
Chƣơng 3. Đối tƣợng & phƣơng pháp nghiên cứu ................................................ 16
3.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................... 16
3.2. Nguyên liệu và trang thiết bị ................................................................................ 16
3.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 18
3.4. Xác định độ tinh khiết và xác định cấu trúc ......................................................... 20
3.5. Thử hoạt tính kháng khuẩn ................................................................................... 21
Chƣơng 4. Kết quả và bàn luận ............................................................................... 26
4.1. Kết quả tổng hợp hóa học ..................................................................................... 26
4.2. Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn ...................................................................... 48
Chƣơng 5. Kết luận và đề nghị................................................................................. 51
5.1. Kết luận ................................................................................................................ 51
5.2. Đề nghị ................................................................................................................. 52
Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... VI
Phụ lục .................................................................................................................... PL-1

.

ii-


.


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ tắt

Tên tiếng Anh

1

Nuclear magnetic resonance proton Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proron

HNMR

CFU

Colony forming unit

Tên tiếng Việt
Số đơn vị khuẩn lạc
Công thức phân tử

CTPT
D

Doublet

Đỉnh đôi

Dd

Doublet-doublet


Đỉnh đôi-đôi

DMSO

Dimethylsulfoxid

ESBL

Extended spectrum beta-lactamase

INH

Isoniazid

IR

Infrared spectroscopy

Phổ hồng ngoại

M

Multiplet

Đỉnh đa

MHA

Mueller – Hinton


MIC

Minimum Inhibitory Concentration Nồng độ ức chế tối thiểu

MS

Mass spectroscopy

NB

Nutrient Broth

Mũi đơn

Singlet

SKLM
T

Khối phổ

Phân tử lượng

P.t.l
S

Beta-lactamase phổ rộng

Sắc ký lớp mỏng

Mũi ba

Triplet

TLTK

Tài liệu tham khảo

TSA

Tryptycase Soy Agar

TSB

Tryptycase Soy Broth

.


.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1. Danh sách nguyên liệu hóa chất dùng trong tổng hợp và tinh chế............................ 16
Bảng 4.1. Bảng tổng hợp thông tin của các N-acyl hydrazon tổng hợp được ........................... 43
Bảng 4.2. Bảng tổng hợp thông tin của các 1,3,4-oxadiazol tổng hợp được ............................ 45
Bảng 4.3. Định tính khả năng kháng khuẩn (đường kính vịng kháng khuẩn, mm).................. 48
Bảng 4.4. MIC của các chất thử nghiệm.................................................................................... 49

.


v-


.

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Cấu trúc dị vịng 1,3,4-oxadiazol .................................................................................3
Hình 2.2. Các đồng phân của oxadiazol ......................................................................................8
Hình 2.3. Các hướng chính tổng hợp 1,3,4-oxadiazol ...............................................................10
Hình 3.1. Sơ đồ phản ứng tổng hợp các N-acyl hyrazon ...........................................................19
Hình 3.2. Cơng thức cấu tạo của Cloramin B ............................................................................20
Hình 3.3. Sơ đồ phản ứng tổng hợp dẫn chất 1,3,4-oxadiazol..................................................20
Hình 3.4. Đĩa thạch định tính khả năng kháng khuẩn................................................................22
Hình 3.5. Đĩa thạch xác định MIC .............................................................................................25

.


.

CHƢƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Gần 100 năm từ khi kháng sinh penicillin được tìm ra đến nay, hàng trăm loại
kháng sinh đã được phát minh và đưa vào sử dụng. Sự ra đời của kháng sinh đã
đánh dấu một kỷ nguyên mới của y học về điều trị các bệnh nhiễm khuẩn, đã cứu
sống hàng triệu người khỏi các bệnh nhiễm khuẩn nguy hiểm. Kháng sinh còn được
sử dụng rộng rãi trong trồng trọt, chăn nuôi gia súc, gia cầm và thủy sản… Tuy
nhiên cũng do việc sử dụng rộng rãi, kéo dài và lạm dụng, chưa hợp lý, nên tình
trạng kháng kháng sinh của các vi khuẩn ngày một gia tăng. Mức độ kháng thuốc

ngày càng trầm trọng làm ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị, tiên lượng xấu, nguy cơ
tử vong cao, thời gian điều trị kéo dài, chi phí điều trị tăng cao, ảnh hưởng đến sức
khỏe người bệnh và cộng đồng [29].
Đề kháng kháng sinh được báo cáo nhiều nơi trên thế giới, trong đó có châu Âu,
phân tích từ Trung tâm Kiểm sốt và Phịng ngừa bệnh Châu Âu (ECDC) năm 2009
ước tính rằng nhiễm trùng do các vi khuẩn kháng thuốc đã gây ra khoảng 25 000 ca
tử vong ở châu Âu hàng năm. Ngồi những ca tử vong có thể tránh được, thì chi
phí chăm sóc sức khoẻ thiệt hại ước tính ít nhất là 1,5 tỷ euro [21]. Tại Việt Nam,
kết quả của “Khảo sát đề kháng kháng sinh của một số vi khuẩn phân lập tại bệnh
viện Quận 2 TP. HCM” năm 2016: tỷ lệ kháng kháng sinh của E. Coli sinh ESBL:
cefuroxim 100%, ceftriazon 100%, ceftazidim 81,25% cho thấy trình trạng kháng
kháng sinh khá cao [3].
Việc tìm ra các kháng sinh mới là nhu cầu cấp thiết. Trong các tác nhân kháng
khuẩn đang được nghiên cứu, các dẫn chất dị vịng 1,3,4-oxadiazol được nghiên cứu
khá nhiều trong hóa học hữu cơ. Có nhiều yếu tố kích thích sự quan tâm đến các
hợp chất này. Nhờ có hoạt tính sinh học rất đa dạng, các dẫn xuất dị vịng 1,3,4oxadiazol có thể được dùng trong y học để kháng khuẩn, kháng nấm mốc, làm
thuốc giảm đau, kháng viêm [7].
Vì những lý do trên, trong phạm vi đề tài khóa luận tốt nghiệp và điều kiện phịng thí
nghiệm nghiên cứu“ Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của một số

.

-1-


.

dẫn chất 1,3,4-oxadiazol” nhằm tạo ra các hợp chất mới có tiềm năng về mặt sinh
học, ứng dụng trong điều trị các bệnh gây ra bởi vi khuẩn trong cơ thể con người.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tổng hợp các dẫn chất dị vòng 1,3,4-oxadiazol và

khảo sát hoạt tính kháng khuẩn với mục tiêu cụ thể là:
1. Tổng hợp dẫn chất thế chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazol,
2. Xác định cấu trúc sản phẩm và độ tinh khiết bằng phương pháp đo điểm chảy, sắc
ký lớp mỏng, quang phổ hổng ngoại IR, khối phổ MS và phổ cộng hưởng từ hạt
nhân 1H-NMR,
3. Thử hoạt tính kháng khuẩn của các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol đã tổng hợp được.

.

-2-


.

CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC DẪN CHẤT 1,3,4-OXADIAZOL
Các hợp chất có chứa dị vịng oxadiazol nói chung, đặc biệt là dị vịng 1,3,4oxadiazol đã được nghiên cứu rất nhiều trong vài thập kỷ qua. Kết quả từ nhiều
nghiên cứu đã được công bố cho thấy các dẫn chất này có hoạt tính sinh học đa dạng
khác nhau [59].

Hình 2.1. Cấu trúc dị vịng 1,3,4-oxadiazol
Một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật rất tốt như:
kháng khuẩn [10], kháng lao [24] , kháng nấm [26]. Ngoài ra, một số dẫn chất khác
lại thể hiện khả năng gây độc tế bào [46], chống viêm và giảm đau [41], hạ lipid máu
[32], chống ung thư [35], chống loét [11], chống co giật [33] và các hoạt tính khác…

2.1.1. Các thuốc có cấu trúc 1,3,4-oxadiazol
Các hợp chất dị vòng 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp qua nhiều phản ứng hóa học,
tạo được nhiều hợp chất quan trọng, có tiềm năng sinh học to lớn. Hai ví dụ của các
hợp chất có chứa dị vịng 1,3,4-oxadiazol hiện đang được sử dụng trên lâm sàng là:

Raltegravir thuốc kháng retrovirus [56] và Zibotentan tác nhân chống ung thư [31].

.

-3-


.

2.1.2. Hoạt tính kháng khuẩn của dẫn chất 1,3,4-oxadiazol
Nghiên cứu được công bố năm 2014 của Ajmer Singh Grewal và cộng sự cho thấy
hoạt tính kháng khuẩn của một số hợp chất 1,3,4-oxadiazol. Các chất được tổng hợp
có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn E.coli với vùng ức chế (đường kính)
nằm trong khoảng 15-24 mm. Trong số các hợp chất được tổng hợp, (1f) được tìm
thấy là hợp chất hoạt động mạnh nhất vùng ức chế 24 mm khi so sánh với kháng sinh
đối chiếu là carbenicillin (vùng ức chế 25 mm). Hợp chất (1b) với vùng ức chế 23
mm so với kháng sinh đối chiếu. Các hợp chất tổng hợp khác cho thấy hoạt tính
kháng khuẩn vừa phải với E.coli [26].

Năm 2010, Patel và cộng sự đã xác định hoạt tính kháng khuẩn của một số dẫn chất
có chứa khung cấu trúc 1,3,4-oxadiazol trên một số loài vi khuẩn gây bệnh thường
gặp (2 chủng vi khuẩn gram dương là S. aureus MTCC 96, S. pyogenes MTCC 442
và 2 chủng vi khuẩn gram âm là E. coli MTCC 443 và P. aeruginosa MTCC 1688).
Ampicillin được sử dụng như kháng sinh đối chiếu. Kết quả cho thấy các hợp chất
(2), (3) có tác dụng kháng khuẩn mạnh hơn 2 và 5 lần với ampicillin [48].

Năm 2011, Desai và cộng sự đã thiết kế và sàng lọc hoạt tính kháng khuẩn của một
số hợp chất 1,3,4-oxadiazol có cấu trúc như hình vẽ (4). Mười hai chất tổng hợp đã

.


-4-


.

được sàng lọc khả năng kháng khuẩn trên các loại vi khuẩn gram dương S. aureus
(MTCC 96), Staphylococcus pyogenes (MTCC 442) và vi khuẩn gram âm E. coli
(MTCC 443), P. aeruginosa (MTCC 1688) bằng phương pháp pha lỗng. Hoạt tính
kháng khuẩn của các hợp chất đã tổng hợp từ trung bình đến tốt. Các hợp chất với
các nhóm thế 2,4-dimethyl, 3-OCH3 ,và 3,4-dichloro cho hoạt tính kháng khuẩn tốt
[18].

Kumar và cơng sự (2010) đã tổng hợp và thử hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất
(5) được nghiên cứu chống lại sự phát triển của Klebsiella pneumoniae, Escherichia
coli (gram âm) và Bacillus subtilis, Streptococus aureus (gram dương), những hợp
chất này được sử dụng hai nồng độ (25 và 50 ppm). Phần lớn các hợp chất này có
tính kháng khuẩn đáng lưu ý. Hoạt tính ức chế E. coli, Klebsiella pneumonia, B.
subtilis và S. aureus được so sánh với kháng sinh streptomycin. Trong những hợp
chất được tổng hợp thì các hợp chất (5c) và (5h) thể hiện hoạt tính gần bằng với
chuẩn streptomycin [36].

Maldali và cộng sự (2013) đã tổng hợp và đánh giá khả năng kháng khuẩn của dẫn
chất chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazol với cấu trúc (6). Kết quả cho thấy hầu hết các hợp
chất được kiểm tra ức chế vi khuẩn từ vừa đến tốt [40].

.

-5-



.

Ngồi các nghiên cứu trên thế giới về hoạt tính kháng khuẩn của các dẫn chất 1,3,4oxadiazol thì ở Việt Nam năm 2012 Nguyễn Thị Sơn tổng hợp và thử hoạt tính
kháng khuẩn của một số hợp chất 1,3,4-oxadiazol có khung cấu trúc như hình vẽ (7)
có khả năng kháng vi khuẩn E. coli với nồng độ thấp 15 μg/ml [1].

Năm 2015, Lê Hoàng Trung Hiếu đã tổng hợp và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn
của những hợp chất được nghiên cứu, trong số những hợp chất đã tổng hợp thì hợp
chất số (8) có hoạt tính mạnh trên cả S. aureus và MRSA (MIC = 8 μg/ml) [4].

Gần đây nhất năm 2016 Vũ Phạm Mỹ Trinh đã tổng hợp và đánh giá hoạt tính kháng
khuẩn của dị vịng 1,3,4-oxadiazol (9). Hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất đã
tổng hợp từ trung bình đến tốt đối với vi khuẩn gram dương. Các hợp chất mang
nhóm thế: 4-fluoro, 3,4-dicloro, 3-nitro; có MIC = 4 µg/ml với chủng MRSA; với
chủng MSSA có MIC = 4 µg/ml với nhóm thế 3,4-dicloro, 8 µg/ml với nhóm thế 3nitro, 16 µg/ml với nhóm thế 4-fluoro; với chủng Streptococcus faecalis các kết quả
đáng chú ý là 4 µg/ml với nhóm thế 3,4-dicloro, 16 µg/ml với nhóm thế 3-nitro [2].

Ngồi ra một số dẫn chất có cấu trúc rất gần với 1,3,4-oxadiazol là 1,3,4-oxadiazolin
cũng được quan tâm nghiên cứu. Theo Olivera C.S và cộng sự (2012), đã tổng hợp

.

-6-


.

và khảo sát hoạt tính của dẫn chất 1,3,4-oxadiazolin (10) trên các chủng S. aureus,
kháng methicillin và amino glycosid (MARSA), và kháng đa thuốc – MDR. Các hợp

chất cho thấy hiệu quả trong việc ức chế hoạt động của những vi khuẩn này ở nồng
độ từ 4-32 μg/mL. Các hợp chất này mạnh hơn chloramphenicol chuẩn từ 2-8 lần
[17].

Ở trong nước cũng có nhiều nghiên cứu tập trung vào hoạt tính sinh học của cấu trúc
này. Năm 2016, Nguyễn Thị Mai Hiên đã tổng hợp và đánh giá hoạt tính kháng
khuẩn của một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazolin có khung cấu trúc như hình vẽ (11).
Nhìn chung, các chất tổng hợp có tác dụng kháng khuẩn từ yếu đến trung bình [5].

2.1.3. Nhận xét và kết luận
Như vậy sau khi liệt kê tác dụng sinh học, đặc biệt là tác dụng kháng khuẩn, chúng
tơi có thể thấy dị vịng 1,3,4-oxadiazol có thể có vai trị kháng khuẩn, có thể khi

thay đổi ở vị trí cacbon số 2 và số 5 của khung cấu trúc 1,3,4-oxadiazol thường
dẫn đến hoạt tính sinh học của chúng, có thể tác động này phụ thuộc vào nhóm thế
hoặc vịng khác trong cấu trúc, có rất nhiều cấu trúc khác nhau có thay đổi hoạt tính,
có thể gắn vào mất hoạt tính. Do đó, chúng tơi tiến hành khảo sát hoạt tính kháng
khuẩn của dẫn chất có dị vịng 1,3,4-oxadiazol.

2.2. CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT DỊ VỊNG 1,3,4-OXADIAZOL
2.2.1. Cấu trúc của dị vòng 1,3,4-oxadiazol
Dị vòng oxadiazol là dị vòng 5 cạnh chứa một nguyên tố oxy và hai nguyên tố

.

-7-


.


nitơ với cơng thức phân tử C2H2N2O. Dị vịng oxadiazol có 4 đồng phân: 1,2,3oxadiazol, 1,2,4-oxadiazol, 1,2,5-oxadiazol, 1,3,4-oxadiazol.

Hình 2.2. Các đồng phân của oxadiazol

Trong các dị vòng oxadiazol với cấu trúc như hình vẽ trên, chúng tơi quan tâm
đến dị vịng 1,3,4-oxadiazol vì có nhiều nghiên cứu được thực hiện trên các dẫn
chất này và một số phương pháp tổng hợp có thể thực hiện được trong điều kiện
phịng thí nghiệm của chúng tơi.

2.2.2. Tính chất của dị vịng 1,3,4-oxadiazol
2.2.2.1. Tính chất vật lí
CTPT: C2H2N2O, khối lượng phân tử 70,05 g/mol. 1,3,4-oxadiazol là chất lỏng,
khối lượng riêng 1,193 g/cm3. Các hợp chất thế ở vị trí 2 và 5 của dị vịng 1,3,4oxadiazol là những hợp chất khơng màu. Tính tan trong nước của 1,3,4oxadiazol phụ thuộc vào nhiều nhóm thế, ví dụ như: 2,5-dimethyl-1,3,4oxadiazol tan trong nước ở mọi tỉ lệ, trong khi đó 2,5-diphenyl-1,3,4-oxadiazol
thì kém tan trong nước. Nhiệt độ sôi 150 oC. Hợp chất thế 1,3,4-oxadizaol đối
xứng có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sơi cao hơn 1,3,4-oxadiazol bất đối
xứng, khi thay gốc alkyl bằng aryl thì nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sơi cũng
tăng lên.
Phổ IR hấp thu đặc trưng của 1,3,4-oxadiazol: đỉnh hấp thu tại 1640-1650 cm-1
(C=N), 1020 cm-1 (C−O) [53].

2.2.2.2. Tính chất hóa học
1,3,4-oxadiazol có tính base yếu.
Sự rút điện tử của hai N làm cho mật độ electron tại C của vòng thấp, dẫn đến
phản ứng thế với tác nhân ái điện tử khó xảy ra. Các hợp chất vịng 1,3,4oxadiazol ln có hệ số phân bố dầu nước (log P) thấp hơn so với các hợp chất

.

-8-



.

đồng phân của nó.
Phản ứng với tác nhân ái nhân [45]

Phản ứng này không phổ biến. Nhiều tác nhân mở vịng được hay khơng tùy
thuộc vào mật độ electron tại C-2 và C-5 của vịng 1,3,4-oxadiazol. Nói chung
aryl được thế ở vịng 1,3,4-oxadiazol ít nhạy cảm với acid hơn alkyl.

Phản ứng với tác nhân ái điện tử [6]
Do mật độ electron trên nguyên tử C thấp cũng như khả năng proton hóa của
nguyên tử N mà các phản ứng thế với tác nhân ái điện tử rất khó xảy ra. Vịng
oxadiazol được gắn nhóm cho điện tử tại C số 2 và 5 có thể tham gia phản ứng
thế ái điện tử tại nguyên tử N.

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ [6]
Vòng 1,3,4-oxadiazol rất bền với nhiệt. Khi gắn thêm các nhóm aryl hoặc perfoalkyl,
độ bền nhiệt của vịng sẽ tăng lên. Tại nhiệt độ (210-230 oC), oxadiazolinon bị
decarboxy hóa tạo thành nitrilimin.

.

-9-


.

Phản ứng tạo các hợp chất vòng khác [45]
Vòng 1,3,4-Oxadiazol có thể chuyển thành các dị vịng khác. Ví dụ sự hiện diện
hydrazin hydrat nó có thể được chuyển thành triazol amin hoặc với sự có mặt của

thioure nó có thể chuyển đổi thành thiadiazol.

2.3. PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP DỊ VỊNG 1,3,4-OXADIAZOL
Có nhiều phương pháp tổng hợp dị vịng 1,3,4-oxadizol, nhưng có 4 hướng chính
được tóm tắt theo theo hình vẽ sau:

Hình 2.3. Các hướng chính tổng hợp 1,3,4-oxadiazol

.

-10-


.

2.3.1. Tổng hợp từ dẫn chất N-acyl hyrazon
Dẫn chất thế ở vị trí 2 và 5 của vịng 1,3,4-oxadiazol đã được điều chế bằng cách oxi
hóa đóng vịng N-acyl hydrazon. Phản ứng này được thực hiện bởi các phương pháp
khác nhau với các chất oxy hóa khác nhau như :
Phƣơng pháp 1: dùng Dess-Martin periodinan (DMP) trong các dung môi khác
nhau như dichloromethan, dimethylformamid (DMF) và acetonitril [19]

Phƣơng pháp 2: dùng hỗn hợp N-chlorosuccinimid (NCS) và 1,8-diazabicyclo
[5.4.0] undec-7-ene (DBU) trong dichlormethan [47]

Phƣơng pháp 3: dùng tert-butyl hypoiodit (t-BuOI) mới sinh được tạo ra từ t-BuOCl
và NaI trong các dung môi khác nhau như nước, ethanol [23]

Phƣơng pháp 4: dùng iodobenzen diacetat trong dichloromethan (DCM) [50]


Phƣơng pháp 5: dùng cloramin T trong ethanol [43]

Phƣơng pháp 6: dùng diacetoxyiodo benzen (DIB) trong DCM [52]

.

-11-


.

Phƣơng pháp 7: dùng xúc tác Cu(OTf)2, Cs2CO3, và oxy khơng khí [27]

Trong một nghiên cứu liên quan tổng hợp dẫn chất 1,3,4-oxadiazolin: các dẫn chất
N-acyl hydrazon được đóng vịng với xúc tác là anhydrid acetic (phƣơng pháp 8)
[22]

Ngoài ra, các dẫn chất N-acyl hydrazon có thể được đóng vịng bởi các tác nhân:
HgO, MgO và Iod. Hoặc được đóng vòng trong pyridin và benzoyl clorid [57]

2.3.2. Tổng hợp từ dẫn chất hydrazid
Tổng hợp dẫn chất 1,3,4-oxadiazol bằng cách ngưng tụ acyl hydrazid với các
benzaldehyd bởi các tác nhân oxi hóa đóng vịng khác nhau như: ceric ammoni nitrat
(CAN) trong dichloromethan (DCM) [15] hoặc trichloroisocyanuric acid (TCCA)
trong ethanol [49]

.

-12-



.

Các acyl hydrazid được đóng vóng trực tiếp bằng alpha-bromo nitroalkan:[61]

Cacbohydrazid cho phản ứng với carbon disulphid và kali hydroxid trong môi trường
ethanol, được đun hồi lưu cho ra dẫn chất 1,3,4-oxadiazol:[12]

Dẫn chất 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp từ acyl hydrazid và cyanogen bromid:[16]

Dẫn chất 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp từ acyl hydrazid và di(benzotriazol-1yl)methanimin:[16]

Nghiền aryl hydrazid với aldehyd thơm với xúc tác là iod ở nhiệt độ phòng cũng thu
được dẫn chất 1,3,4-oxadiazol. Phương pháp này đơn giản, hiệu quả cao và thân
thiện với môi trường, và tránh sử dụng các dung môi hữu cơ trong phản ứng. [34]

.

-13-


.

2.3.3. Tổng hợp từ dẫn chất diacyl hydrazin
Đóng vịng diacyl hydrazin với thionyl chlorid cho ra dẫn chất 1,3,4-oxadiazol:[42]

Dẫn chất 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp từ dẫn chất diacyl hydazin với xúc tác
triphenylphosphin oxid và triflic anhydrid:[13]

Tổng hợp các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol đi từ 1,2-diacyl hydrazin và zirconium (IV)

chlorid:[58]

2.3.4. Tổng hợp từ dẫn chất N-acyl thiosemicarbazid
Dẫn chất N-acyl thiosemicarbazid được tách lưu huỳnh và đóng vịng bằng các tác
nhân khác nhau: chẳng hạn như iod và kali cacbonat trong ethanol và
dichloromethan.[28]

.

-14-


.

Phản ứng cũng có thể được thực hiện với xúc tác iodoxybenzoic acid (IBX) trong
triethylamin,[14]

Ngoài ra, dùng chất xúc tác là tosyl clorid và pyridin trong tetrahydrofuran
(THF)cũng đóng vịng tạo 1,3,4-oxadiazol [20]

Dẫn chất 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp từ acyl thiosemicarbazid và 1,3-dibromo5,5-dimethylhydantoin:[55]

2.3.5. Tổng hợp từ một số dẫn chất khác
Tổng hợp dẫn chất 1,3,4-oxadiazol từ dị vòng tetrazol trong pyridin ở 50oC:[59]

Tổng hợp dẫn chất 1,3,4-oxadiazol từ semicarbazon:[51]

.

-15-



.

CHƢƠNG 3. ĐỐI TƢỢNG & PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Các N-acyl hydrazon tổng hợp từ INH và các dẫn chất benzaldehyd

Dẫn chất 1,3,4-oxadiazol đi từ N-acyl hydrazon đã tổng hợp

3.2. NGUYÊN LIỆU VÀ TRANG THIẾT BỊ
3.2.1. Nguyên liệu
3.2.1.1. Nguyên liệu cho tổng hợp tinh chế và kiểm nghiệm
Bảng 3.1. Danh sách nguyên liệu hóa chất dùng trong tổng hợp và tinh chế

STT

Tên nguyên liệu

Xuất xứ

Hàm lượng

1

Isoniazid

Số lô: 14806, công ty:

99-101%


Amsal chem private
limited, Ấn Độ
2

Benzaldehyd

Acros

>98%

3

3-nitrobenzaldehyd

Acros

>98%

4

4-nitrobenzaldehyd

Acros

>98%

5

2-clorobenzaldehyd


Acros

>98%

6

2,4-clorobenzaldehyd

Acros

>98%

7

3,4-clorobenzaldehyd

Acros

>98%

8

2-cloro-6-fluorobenzaldehyd

Acros

>98%

9


4-fluorobenzaldehyd

Acros

>98%

.

-16-


.

10

4-methoxybenzaldehyd

Acros

>98%

11

3,4,5-trimethoxybenzaldehyd

Acros

>99%


12

4-hydroxybenzaldehyd

Acros

>98%

13

Ethanol

Chemsol

>99,5%

14

Methanol

Côngty: Guangdong

>99,5%

guanghua, Trung Quốc
15

Acid acetic băng

Côngty: Guangdong


>99,5%

guanghua, Trung Quốc
16

Cloramin B

Số lô: 120520

>25%

Công ty: Guangdong
guanghua, Trung Quốc

Bản mỏng silicagel GF254 tráng sẵn của Merck
Các dung môi chạy sắc ký: aceton, toluen, cloroform, methanol

3.2.1.2. Ngun liệu thử hoạt tính kháng khuẩn
Mơi trƣờng
Mơi trường tăng sinh: NB, TSB, TSA
Môi trường thử nghiệm kháng sinh: (MHA)
Các môi trường này được cung cấp dưới dạng bột khơ, khi sử dụng hịa tan vào
nước theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Các môi trường thạch phải đun nóng cho
thạch tan. Tiệt trùng ở 121oC, 1 atm. Môi trường đã hấp tiệt trùng nhưng chưa sử
dụng được bảo quản trong tủ lạnh ở 2-8 oC.
Hoá chất
Dimethyl sulfoxid (DMSO) - Merck
Vi khuẩn thử nghiệm
Escherichia coli ATCC 25922


.

-17-