Lời cảm ơn.
Trong thời gian 3 tháng làm thực nghiệm, đợc sự hớng dẫn trực
tiếp hết sức nhiệt tình của
Thầy giáo - GS.TS Trần Mạnh Bình
Cô giáo - TS Phạm Thị Minh Thuỷ
Cùng sự chỉ bảo và giúp đỡ về mọi mặt của các thầy cô giáo cũng
nh các thầy cô kĩ thuật viên trong bộ môn Hoá Hữu Cơ, tôi đã hoàn
thành khoá luận tốt nghiệp của mình theo đúng thời gian quy định.
Có đợc kết quả ngày hôm nay, tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc
tới thầy giáo - GS.TS Trần Mạnh Bình, cô giáo - TS Phạm Thị Minh
Thuỷ cùng toàn thể các thầy cô kĩ thuật viên.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự tận tình giúp đỡ của thầy
giáo - TS Đỗ Ngọc Thanh ( Phòng nghiên cứu trung tâm ) và cô giáo -
TS Chu Thị Lộc ( Tổ môn Vi nấm - Kháng sinh ) cùng các bộ môn,
phòng ban, bạn bè trong trờng đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá
luận.
Hà Nội ngày 27/5/2002.
Sinh viên
Nguyễn Quyết Chiến.
Đặt vấn đề
Hiện nay, nhu cầu thuốc phòng và điều trị bệnh là rất lớn, đặc biệt là
các bệnh nhiễm khuẩn nên việc tìm ra các thuốc mới càng cấp thiết hơn.
Giữa cấu trúc hoá học và tác dụng dợc lý thờng có mối quan hệ mật
thiết, do đó ngời ta đã tìm tòi và lựa chọn ra những khung và nhóm chức có
tác dụng sinh học để tổng hợp, bán tổng hợp ra thuốc mới.
Các base azometin, các oxim và các hydrazon đã đợc các nhà khoa học
trên thế giới nghiên cứu từ lâu, không chỉ đợc sử dụng nh một chất trung gian
để tổng hợp một số hợp chất dị vòng chứa N hay tổng hợp -
aminoceton mà chính bản thân nó cùng có một số tác dụng sinh học nh kháng
khuẩn, kháng nấm, điều trị lao, hủi, lợi tiểu . . . Nhiều chất trong số đó đã đợc
dùng làm thuốc.

H
5
- CH =
N - C
6
H
5
và gọi tên là benzylidenanilin hay benzalanilin ). Đây là chất đầu
tiên thuộc dãy anilin thế.
Từ năm 1864 đến nay, nhiều tác giả trên thế giới đã tiếp tục nghiên cứu
một cách có hệ thống phản ứng của các aldehyd với amin bậc 1, bậc 2 thuộc
dãy béo, dãy thơm và dị vòng.
Ví dụ: Amin bậc 1 ( 1 mol )
Tại Việt Nam cũng đã có một số công trình nghiên cứu về vấn đề này
(GS-Đặng Nh Tại và cộng sự)
Tại Trờng Đại học Dợc Hà Nội cũng đã có một số luận án PTS nghiên
cứu tổng hợp các azometin từ các aldehyd thơm và amin thơm làm chất trung
gian tổng hợp các dẫn chất thuộc dãy -aminoceton.
1.1.2. Một số azometin - oxim và hydrazon dùng làm thuốc:
3
R-CHO + H
2
N R R CH = N R + H
2
O
Bảng 1. Một số Azometin-Oxim-Hydrazon dùng làm thuốc
STT Tên thuốc Công thức cấu tạo Tác
dụng
1 Phtivazid
( 3 - methoxy - 4 -

2
N CH N NH C
O
NH
2
Kháng
khuẩn
4 Nifuroxim
(Anti - 5 - nitro
furaldoxim
o
CH=NO
2
N OH
Kháng
nấm
5
Sulfacinamin
CH=CH CH=N
S
O
O
NH
2
Kháng
khuẩn
6
Ampecloral
CH
2

H
O
N
O
H
Thuốc
chống lao
4
1.2. Sơ lợc về Tetracyclin [2]
Tetracyclin là một trong những dẫn xuất của octahydronaphtacen 4
vòng. Đây là một kháng sinh trong nhóm kháng sinh có tên là tetracyclin. Các
tetracyclin đợc chia thành 2 nhóm:
+ Các tetracyclin thiên nhiên có nguồn gốc từ Streptomyces
+ Các tetracyclin bán tổng hợp.
Các kháng sinh trong nhóm này có khung cấu trúc chung nh sau:
R
6
R
1
OH
R
3
O OH O
COR
5
OH
CH
3
CH
3

răng của thai ngời. Nói chung các tetracylin có hoạt phổ tác dụng rộng, bao
gồm nhiều loại cầu khuẩn và trực khuẩn Gram(+) và Gram(-), xoắn khuẩn,
Rickettsia, Trichomonas, Amip, giun kim, Chlamydia, Mycoplasma, không có
tác dụng trên trực khuẩn mủ xanh, trực khuẩn lao, Proteus, Candida albicans.
Tuy vậy các tetracyclin có tác dụng mạnh yếu khác nhau trên một số vi
khuẩn .Ví dụ nh với tụ cầu, lậu cầu, màng não cầu thì clotetracyclin có tác
dụng tốt hơn tetracylin, oxytetracyclin nhng đối với trực khuẩn lỵ thì nguợc
lại.
Các tetracyclin khác nhau cũng có thời hạn bán huỷ khác nhau, có mức
độ liên kết với protein của huyết thanh khác nhau do đó có liều dùng và mục
đích điều trị cũng khác nhau. Ví dụ nh doxycyclin hấp thụ nhanh và gần nh
trọn vẹn, bài xuất lại rất chậm nên duy trì nồng độ trong máu khoảng 24 (h),
5
trong khi đó tetracyclin lại bài xuất rất nhanh trong nớc tiểu, do đó khi dùng
doxycyclin chỉ nên dùng ngày 1 lần với liều lợng thấp và không nên dùng
trong trờng hợp nhiễm khuẩn đờng niệu và bệnh nhân bị thiểu năng thận. Hai
trờng hợp này thì nên dùng tetracyclin có tác dụng ngắn hạn do bài xuất
nhanh.
1.3. Tính chất chung của các Oxim - Hydrazon -
Azometin.
1.3.1. Tính chất vật lí [15].
* Oxim.
Đợc hình thành do sự kết hợp của hydroxylamin với aldehyd hoặc
ceton. Oxim thờng là các chất rắn kết tinh, có điểm chảy xác định, ít tan trong
nớc( Trừ acetoxim ), tan trong alcolethylic, ether, DMF. Oxim của các aldehyd
thơm và các ceton không đối xứng RCOR tồn tại dới 2 dạng đồng phân syn
và anti. Dạng syn ( cấu hình cis ) là dạng có nhóm OH ở cùng phía với gốc R
hoặc Ar liên kết với Cacbon trong nhóm
C=N
còn dạng anti có cấu hình đối

C
R
O
C
R
R
N OH
+ Phản ứng khử hoá
oxim bị khử hoá tạo sản phẩm là amin bậc 1 bởi các tác nhân khử thờng
dùng nh LiAlH
4
, ZnCl
2
, Natri trong alcol, , không nên dùng chất khử acid để
tránh thuỷ phân.
R
CH
R
NH
2
C
R
R
N OH
Oxim của cyclohexanon khi hydro hoá với xúc tác đen platin trong
dung dịch alcol - nớc và hydrocloric tạo ra cyclohexyl hydroxylamin
N OH
NH OH
N
CH
3
O
CH
3
I
C
R
R'
N OH

7
+ H
2
O

+
H
+ H
2
N OH
+ [H]

+ H
2
O
+ H
2


quan trọng nữa, đó là chuyển vị Beckmann
Khi cho anhydrid acetic hoặc acetylclorid tác dụng với cetoxim đáng lẽ
thu đợc dẫn xuất acetyl của oxim thì Beckmann(1886) lại thu đợc amid thế .
Những amid đó là đồng phân của oxim ban đầu và đợc tạo thành bằng cách
chuyển vị nội phân tử gọi là chuyển vị Beckmann
C
N
C
6
H
5
C
6
H
5
OH
C
N
HO C
6
H
5
C
6
H
5
C
N
O C
6

- Cộng hợp hydro
8
C
C
C
C
N
H
CHR
Cl
(-)
(+)
R-CH=N-R +H
2

R - CH
2
- NH - R

- Cộng hợp halogen
Sản phẩm cộng hợp halogen vào azometin làm bão hoà dây nối đôi
R-CH=N-R + Br
2

R - CHBr - NBr - R
- Cộng hợp các acid sulfurơ và các sulfit kiềm
C
6
H
5

2
Ar - CH - NHAr + MgX(OH)
- Cộng hợp với các ceton
Các ceton có hydro linh động ở vị trí sẽ cộng hợp đợc với các
azometin tạo thành hợp chất -aminoceton, phản ứng thờng cần xúc tác acid.
R - CH = N - R + H
3
C - CO - C
6
H
5

R - CH - NH - R
c.Phản ứng cắt mạch
- Phản ứng thuỷ phân các azometin thế
Các azometin N-alkyl bị thuỷ phân bởi dung dịch NaOH 30%, trong khi
đó các base azometin N-aryl thì bền vững trong kiềm và bị thuỷ phân dễ dàng
ở nhiệt độ lạnh với sự có mặt của acid vô cơ tạo aldehyd và amin tơng ứng
R - CH = N - R + H
2
O

RCHO + H
2
N - R
d. Độ bền vững của các azometin
9
H SO
3
H

C
6
H
5
-CH
2
-NH = N = CH - R + H
2
O

RCHO + C
6
H
5
- CH
2
- N = NH
+ Với sự có mặt của ZnCl
2,
arylhydrazon của một số lớn các hợp chất
carbonyl bị chuyển thành indol và amoniac. Phản ứng đợc tiến hành bằng cách
nung chảy ở 180
o
C trên bình cách dầu.
C
6
H
5
NH N CH CH
2

R'CH
N C
6
H
5
( azoic có màu )
+ Phản ứng khử hoá
Các hydrazon bị khử hoá tạo amin bậc nhất.
C N
R
1
R
2
NH R
+
2
H
2
R NH
2
+
CH
R
1
R
2
NH
2
1.4. Tổng hợp các dẫn chất Oxim - Azometin -
Hydrazon

C O
R
R'
+
H
2
N B
C N
R
R'
B
. .
C
O
R
R'
NH
2
B
+
-
Nhanh
C
OH
R
R'
NH B
H
2
O

+
+
-
B
B C O
Có 2 yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng
+ Mật độ điện tử trên B càng lớn ( càng có tính base mạnh ) thì tốc độ
phản ứng càng lớn và ngợc lại.
+ Điện tích dơng ở carbon của nhóm carbonyl càng lớn thì tốc độ phản
ứng càng lớn và ngợc lại.
* Các yếu tố ảnh hởng đến mật độ điện tử trên phân tử amin
+ Gốc B
Nếu gốc B có khả năng đẩy điện tử ( Hiệu ứng +I, +M ) sẽ làm tăng
khả năng tham gia phản ứng. Do vậy khả năng tham gia phản ứng cộng ái
nhân của phân tử amin tăng dần khi mật độ điện tử trên B càng lớn.
Nếu gốc B có khả năng hút điện tử sẽ làm giảm mật độ điện tử trên N
nên khả năng phản ứng của hợp chất giảm.
+ Sự có mặt và vị trí của các nhóm thế trên nhân thơm cũng ảnh h-
ởng đến khả năng phản ứng.
Nhóm thế loại I ( ankyl, -OH, -OCH
3
) gây hiệu ứng +I, +M làm tăng
mật độ điện tử trên N nên tham gia phản ứng cộng ái nhân A
N
dễ hơn anilin.
Nhóm thế loại II ( -CHO, -NO
2
, -COOH ) cản trở phản ứng xảy ra.
Ví dụ:
Các amin thơm sau đợc sắp xếp theo khả năng phản ứng tăng dần.

Nếu gốc R có khả năng hút điện tử ( -I, -M ) sẽ làm điện tích dơng trên
C của nhóm carbonyl tăng nên, làm tăng khả năng phản ứng cộng hợp ái nhân
của hợp chất.
12
Nếu gốc R có khả năng đẩy điện tử và khả năng này tăng lên theo số l-
ợng nguyên tử C sẽ làm điện tích dơng phần trên C của carbonyl giảm dẫn tới
khả năng tham gia phản ứng cộng ái nhân càng giảm.
Hiệu ứng liên hợp ( +M ) làm phân tử aldehyd thơm khó tham gia phản
ứng cộng ái nhân hơn formaldehyd. Mặt khác sự có mặt và vị trí của các nhóm
thế trên nhân thơm cũng ảnh hởng đến khả năng phản ứng của hợp chất.
Các nhóm thế loại I gây hiệu ứng +I, +M làm tăng mật độ điện
tử trong nhân thơm và làm giảm điện tích trên C của nhóm carbonyl, làm khả
năng phản ứng kém hơn benzaldehyd.
Các nhóm thế loại II gây hiệu ứng -I, -M làm giảm mật độ điện tử
trên nhân thơm và làm tăng tính phân cực của liên kết carbonyl, phản ứng
cộng ái nhân dễ dàng xảy ra hơn
b. Yếu tố không gian
Hiệu ứng không gian gây ra bởi các nhóm thế cũng ảnh hởng nhiều đến
khả năng phản ứng. Trong phản ứng cộng ái nhân của nhóm carbonyl, gốc R
càng cồng kềnh thì càng gây hiện tợng án ngữ không gian, giảm khả năng
phản ứng.
Mặt khác yếu tố không gian của phân tử amin cũng ảnh hởng nhiều vì
bớc cộng hợp từ hợp chất carbonyl có cấu trúc tam giác phẳng ( I ) khi cộng
hợp sẽ hình thành sản phẩm cộng hợp tứ diện ( II ) và các nhóm thế phải thu
lại gần nhau hơn, vì vậy sự cộng hợp lại càng khó khăn
C O
+
B
H
B

-
HN B
H
2
O
C
HN B
OH
H
2
O
-
C N B
Xúc tác acid:
C O
+
H
+
C O H
C OH
+
+
C N B
+
. .
H
2
O
-
H

Ar - COOH
+ Amin: Sẽ cho sản phẩm phụ
14
v
pHpH
a
b
C%
+
B NH
2
B NH
2
O CH R
H
2
O
-
CH
BNH
BNH
R
Các sản phẩm phụ này làm giảm hiệu suất tổng hợp và làm quá trình
tinh chế khó khăn.
* Thời gian phản ứng:
Nên chọn sao cho phản ứng xảy ra gần nh hoàn toàn mà không làm
phân huỷ sản phẩm.
* Nhiệt độ phản ứng:
Nhiệt độ tăng làm tốc độ phản ứng tăng, tuy nhiên chỉ nên duy trì ở
nhiệt độ phù hợp vì nhiệt độ cao gây phân huỷ sản phẩm.

Sơ đồ phản ứng
+
HO CH
3
O OH
H
OH
N
CH
3
CH
3
O
CONH
2
OH
2
HO CH
3
N OH
H
OH
N
CH
3
CH
3
N
CONH
2

Cân khoảng 4,81g ( 0,01 mol ) tetracyclin hydroclorid hoà tan trong nớc
cất. Lọc qua phễu Buchner để loại cặn. Dịch lọc thu đợc đem thực hiện bớc
tiếp theo.
Cân chính xác khoảng 0,53g Na
2
CO
3
( 0,005 mol ) cho từ từ vào dịch
lọc thu đợc ở trên và khuấy cho đến khi hết sủi bọt. Tetracyclin base lắng
xuống, để yên khoảng 20 phút.
Lọc qua phễu Buchner, tủa thu đợc mang sấy khô trong tủ sấy chân
không. Sản phẩm mang làm các phản ứng ngng tụ.
17
*Kết quả:
Tetracyclin base có màu vàng sáng.
Khối lợng tủa sau sấy : 4,00g.
Hiệu suất phản ứng: 90%
SKLM bản mỏng Silicagel, hệ dung môi triển khai cloroform :methanol
( 6:4 ), dung môi hoà tan là ethanol, soi đèn tử ngoại đợc vết rõ R
f
= 0,64
2.3. Tổng hợp Oxim, Azometin và Hydrazon của
Tetracyclin
2.3.1. Tổng hợp oxim của tetracyclin ( Chất I )
2
-
+
H
2
O

2
OH
OH OH
( M = 481 )
HO NH
2
( M = 475 )

* Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ 100ml có lắp sinh hoàn hồi lu hoà tan hoàn
toàn 2,2g tetracyclin base ( 0,005 mol ) trong 10ml ethanol tuyệt đối nóng.
Trong cốc có mỏ 100ml cân chính xác khoảng 0,7g hydroxylamin
hydroclorid ( 0,01 mol ) hoà tan trong 5ml nớc cất, thêm từ từ khoảng 1,06g
atricarbonat cho đến hết sủi bọt, cho từ từ vào bình phản ứng dung dịch trên.
Lắc đều hỗn hợp phản ứng, đun hồi lu cách thuỷ có khuấy trong 60 phút, theo
dõi phản ứng bằng SKLM. Làm lạnh hỗn hợp bằng nớc đá, dùng đũa thuỷ tinh
cọ thành bình để kết tinh oxim, lọc lấy tủa bằng phễu Buchner. Tinh chế lại
trong ethanol tuyệt đối. Sản phẩm mang sấy khô ở nhịêt độ 40
0
C trong tủ sấy
chân không.
*Kết quả
Sản phẩm dạng bột màu vàng trắng, có khối lợng 1,55g.
Hiệu suất: 65,11%
Nhiệt độ nóng chảy 192 - 194
0
C
2.3.2. Tổng hợp thiosemicarbazon của tetracyclin ( II )
18
2

OH
N
CH
3
CH
3
N
CONH
2
OH
HN
CS
NH
2
HN C
S
NH
2
( M = 481 )
( M = 627 )
( M = 91 )

* Tiến hành:
Trong bình cầu 3 cổ 100ml có lắp sinh hoàn hồi lu hoà tan hoàn toàn
2,2g tetracyclin base ( 0,005 mol ) trong 10ml ethanol tuyệt đối nóng.
Thêm từ từ vào bình phản ứng hỗn hợp gồm 0,92g thiosemicarbazid
(0,01 mol ), 3g natriacetat đã hoà tan trong 5ml nớc cất nóng. Lắc đều hỗn
hợp phản ứng, đun hồi lu cách thuỷ có khuấy trong 60 phút, theo dõi phản ứng
bằng SKLM. Làm lạnh hỗn hợp bằng nớc đá, xuất hiện kết tủa đặc, lọc lấy tủa
bằng phễu Buchner. Tinh chế lại trong ethanol tuyệt đối. Sản phẩm mang sấy

2
OH
2
HO CH
3
N OH
H
OH
N
CH
3
CH
3
N
CONH
2
OH
HN
C
O
NH
2
HN C
O
NH
2
( M = 481 )
( M = 627 )
( M = 91 )


3
O OH
H
OH
N
CH
3
CH
3
O
CONH
2
OH
HO CH
3
N OH
H
OH
N
CH
3
CH
3
N
CONH
2
OH
NH NH
NO
2

bằng phễu Buchner. Tinh chế lại trong ethanol tuyệt đối. Sản phẩm mang sấy
khô ở nhịêt độ 40
0
C trong tủ sấy chân không.
*Kết quả
Sản phẩm dạng bột kết tinh màu đỏ nâu, có khối lợng 2g.
Hiệu suất: 46,2%
Nhiệt độ nóng chảy 203 - 205
0
C
20
2.3.5. Tổng hợp azometin giữa tetracyclin và p-nitroanilin ( V )
+
H
2
O
H
+
-
HO CH
3
O OH
H
OH
N
CH
3
CH
3
O

-2
* Tiến hành:
Trong bình cầu có nút mài 100ml hoà tan 1,7g p-nitroanilin trong
khoảng 15ml ethanol tuyệt đối nóng và 2ml acid acetic khan.
Thêm từ từ vào bình cầu dung dịch của 2,2g ( 0,005 mol ) tetracyclin
base đã hoà tan trong 10ml ethanol tuyệt đối nóng. Đun cách thuỷ hồi lu có
khuấy, duy trì ở nhiệt độ sôi của dung môi khoảng 1 giờ , theo dõi phản ứng
bằng SKLM. Làm lạnh, lọc kết tủa bằng phễu Buchner. Kết tinh lại trong
ethanol tuyệt đối. Sấy khô sản phẩm trong tủ sấy chân không.
*Kết quả:
Sản phẩm có màu nâu đỏ,khối lợng sản phẩm sau sấy: 2,78 g
Hiệu suất 63,2%
Nhiệt độ nóng chảy 154 - 156
0
C
2.4. Kiểm tra cấu trúc các chất tổng hợp đợc
2.4.1. Tính chất vật lí
a. Trạng thái , màu sắc
Các chất tổng hợp đợc đều ở dạng bột mịn, có màu sắc vàng trắng, vàng
xanh, vàng hoặc nâu đỏ.
b. Độ tan
Đợc mô tả chi tiết ở trong bảng 2.
Bảng 2: Độ tan của các chất tổng hợp đợc
Sản phẩm
Dung môi
I II III IV V
H
2
O - + + - -
21

0.7 0.55
V
Cloroform : Methanol
( 7:3 )
0.82 0.55
2.4.3. Phổ hồng ngoại IR
Thực hiện phân tích quang phổ hồng ngoại các chất tổng hợp đợc trên
máy BECKMAN Acculab TM
2
với kĩ thuật viên nén KBr đo trong vùng 4000 -
6000 cm
-1
tại phòng thí nghiệm trung tâm trờng Đại học Dợc Hà Nội với sự
giúp đỡ của TS. Đỗ Ngọc Thanh. Hình ảnh các phổ IR đợc in trong phần phụ
lục. Qua đó chúng tôi nhận thấy mỗi chất tổng hợp đợc đều có các dải hấp thụ
đặc trng tại vùng tơng ứng với những nhóm chức của cấu trúc dự kiến tổ hợp
đợc. Kết quả phân tích quang phổ hồng ngoại đợc ghi chi tiết trong bảng 4.
23
B¶ng 4: KÕt qu¶ ph©n tÝch quang phæ hång ngo¹i.
ChÊt tæng
hîp
Nhãm
chøc
)
1
(
max
−
cm
KBr

NH
2
Tetrac
yclin
-O-H
(alcol,
enol,
oxim
3401 3394 3360 3199 3360 3339
C=N 1656 1632 1632 1648 1632 1605
C C
aromatic)
1603 1578 1594 1463 1592
1474
1505
C - O
- enol
-alcol
1042 1169 1181
1109
1232
1093
1181
1109
1139
1052
-CH
3
δas
δs

3
CH
3
N
CONH
2
OH
B B
)(
max
nm
MeOH

I - B: - OH 270
II
- B :
NH C
S
NH
2
243; 265; 372
III
- B :
NH C
O
NH
2
206; 230; 368
IV
- B