ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯƠNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÙI THỊ ĐIỀN

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ
HỢP CHẤT LAI GIỮA TRITECPENOIT VÀ
CHẤT CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG HIV

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯƠNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÙI THỊ ĐIỀN

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ
HỢP CHẤT LAI GIỮA TRITECPENOIT VÀ
CHẤT CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG HIV
Ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐẶNG THỊ TUYẾT ANH

THÁI NGUYÊN - 2018


MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về betulin............................................................................................ 3
1.2. Tổng quan về các phương pháp phân tích .............................................................
9
1.2.1. Các phương pháp chiết...................................................................................... 3
1.2.2. Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất
.............. 4
1.2.3. Các phương pháp xác định cấu trúc của các hợp chất ......................................
6
Chương 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 11
2.1. Hóa chất và thiết bị ............................................................................................ 11
2.1.1. Hóa chất và dung môi ..................................................................................... 11
2.1.2. Thiết bị xác định cấu trúc ................................................................................ 11
2.1.3. Xác định cấu trúc của các mẫu chất hữu cơ chuẩn bị được ............................
11
2.2. Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc một số dẫn xuất của tritecpenoit................ 12
2.2.1. Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc chất 6a-b .................................................
12
2.2.2. Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc chất 7a-b .................................................
14
2.2.3. Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc chất 8 a-b ................................................
15
Chương 3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN .................................................................... 18
3.1. Phân tích và xác định
b..................................................... 18

cấu

trúc

C- NMR

H- NMR

Độ chuyển dịch hóa học của proton và cacbon
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13
(13C Nuclear Magnetic Resonance)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
(1H Nuclear Magnetic Resonance)

CHCl3

Clorofoc

dd

Double doulet

DMF

Dimethylformamide

EtOH

Etanol

IR
MS

Phổ hồng ngoại


Các pic cộng hưởng đặc trưng của các este 7a-b δ (ppm); (số
proton); J (Hz) ............................................................................. 23

Bảng 3.3.

Một số tín hiệu đặc trưng phổ 13C-NMR của các hợp chất 7a-b ....
25

Bảng 3.4.

Các tín hiệu cộng hưởng đặc trưng phổ 1H của các hợp chất
8a-b δ (ppm); s, m, hoặc d, t, J (Hz); số proton ........................... 29

Bảng 3.5. Tín hiệu cộng hưởng 13C đặc trưng của các hợp chất 8a-b δ
(ppm)..... 32

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 3.1. Tổng hợp các chất lai betulin và AZT qua cầu este-triazol ........ 12
Sơ đồ 3.2. Tổng hợp các propagyl este 7a-b ................................................ 20
Sơ đồ 3.3. Phản ứng “Click” tổng hợp các hợp chất lai 8a-b ....................... 27

d


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.

Hợp chất lai triterpenoit-AZT ........................................................ 2


Phổ 1H-NMR của hợp chất 8a...................................................... 29

Hình 3.9.

Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 8b ............................................. 30

Hình 3.10. Phổ 13C-NMR của hợp chất 8a..................................................... 31
Hình 3.11. Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 8a............................................. 31

e


DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1:

Phổ NOESY của hợp chất 6b ....................................................... 1

Phụ lục 2:

Phổ giãn 1H-NMR của este 7a ...................................................... 2

Phụ lục 3:

Phổ giãn 1H-NMR của este 7a phần H-Csp3.................................. 2

Phụ lục 4:

Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 7a ............................................. 3

Phụ lục 5:


H

O
R''

N

R'

n

H

N

O

H

HO

O

N

n

H


trong các mẫu nghiên cứu thực cũng như trong đời sống và công nghệ.
Vì vậy, luận văn đã tiến hành lựa chọn đề tài: “Phân tích cấu trúc của
một số hợp chất lai giữa tritecpenoit và chất có hoạt tính kháng HIV ”.
Mục tiêu chính của luận văn:
Phân tích cấu trúc của một số sản phẩm chuyển hóa giữa tritecpenoit
và chất có hoạt tính kháng HIV bằng các phương pháp phổ.

2


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về các phương pháp phân tích

1.1.1. Các phương pháp chiết
Phương pháp chiết xuất bao gồm cả việc chọn dung môi, dụng cụ và
cách chiết. Một phương pháp chiết xuất thích hợp chỉ có thể được hoạch định
khi biết rõ thành phần của các chất cần biết trong cây ra. Mỗi loại hợp chất có
độ hòa tan khác nhau trong từng loại dung môi. Vì vậy không thể có một
phương pháp chiết xuất chung cho tất cả các dược liệu. Về nguyên tắc có hai
phương pháp chiết:
Phương pháp 1: Phương pháp chiết xuất nhằm mục đích nghiên cứu sơ
bộ khi chưa biết rõ thành phần hóa học của dược liệu, dùng phương pháp cổ
điển là sử dụng một dãy dung môi từ không phân cực đến phân cực mạnh để
phân đoạn các hợp chất ra khỏi dược liệu. Ví dụ: sử dụng dãy dung môi: ete
dầu, ete, clorofoc, cồn và cuối cùng là nước.
Phương pháp 2: Phương pháp chiết xuất khi cần chiết lấy toàn bộ thành
phần trong dược liệu thì dung môi thích hợp nhất metanol hoặc etanol (60%).
Nhất là etanol được xem như là dung môi có thể hòa tan được chất không
phân cực đồng thời cũng có khả năng tạo dây nối hydro với các nhóm phân

1.1.2.2. Sắc ký lớp mỏng (TLC)
Sắc ký lớp mỏng trên silicagel là phương pháp thích hợp cho phân tích
các hợp chất hữu cơ. Vì sự phân tích TLC trên silica gel là một quá trình hấp
phụ các hợp chất được phân tách theo độ phân cực theo cách tương tự như
trong sự phân tách sắc ký cột. Sắc ký lớp mỏng là phương pháp phân tích để
lụa chọn các hệ dung môi rửa giải cho sắc ký cột. Để định tính các hợp chất,
các giá trị Rf và màu sắc của các vệt chất được phát hiện trên bản mỏng TLC
cần được mô tả. Dựa vào sắc ký đồ TLC có thể đánh giá định tính số lượng
các hợp chất có trong hỗn hợp. Sắc ký lớp mỏng được thực hiện trên bản
mỏng silicagel tráng sẵn DC- Alufolien 60 F254 (Merck, Darmstadt, CHLB
Đức) với chiều dày lớp silica gel là 0,2 mm. Đưa mẫu phân tích lên bản
mỏng: Hòa tan mẫu thử trong dung môi thích hợp (1 mg/ml), sau đó dùng
capilla đưa dung dịch mẫu thử lên bản mỏng (10 l).


Dung môi triển khai: Các dung môi dùng trong TLC đều được làm
khan và chưng cất lại trước khi sử dụng. Các hệ dung môi được trộn theo tỷ lệ
phù hợp với từng mẫu phân tích. Sau khi pha phải lắc kỹ cho các dung môi
trong hệ trộn đều nhau rồi cho vào bình triển khai sắc ký đáy bằng, có nút
nhám kín đến chiều cao 0,5 cm. Để yên đến khi bình được bão hòa dung môi
mới tiến hành triển khai bản mỏng.
Triển khai bản mỏng: Bản mỏng được cắt với kích thước phù hợp với
tuyến xuất phát của dung môi, dung môi có chiều cao 1 cm. Dùng kẹp sắt
đưa nhanh bản mỏng đã được tẩm mẫu vào bình triển khai sắc ký, đậy kín
nắp, để yên và quan sát. Khi quan sát thấy dung môi đã chạy đến tuyến dung
môi trên, dùng kẹp sắt lấy bản mỏng ra khỏi bình và tiến hành phát hiện vệt
chất trên bản mỏng.
Phát hiện vệt chất trên bản mỏng: Bản mỏng được phun các thuốc hiện
FeCl3/EtOH 5% và vanillin/H2SO4 đặc 1%, sau đó được hơ nóng ở 120 0C,
đánh dấu vệt chất trên bản mỏng, tính giá trị Rf và ghi màu sắc của các vệt

đoạn được thu theo thể tích 3-5 ml.
Khảo sát sắc ký các phân đoạn: Tiến hành khảo sát các phân đoạn nhận
được bằng TLC, gộp các phân đoạn cho sắc ký đồ TLC giống nhau lại, sau đó
cất loại kiệt dung môi để thu được các nhóm phân đoạn.
1.1.2.4. Phương pháp kết tinh lại
Phương pháp này chủ yếu được sử dụng để phân lập và tinh chế chất
rắn. Việc làm sạch chất rắn bằng kết tinh là dựa trên sự khác nhau về độ tan
của chất và tạp chất trong dung môi hoặc hệ dung môi đã chọn và độ tan của
chất ở các nhiệt độ khác nhau.
1.1.3. Các phương pháp xác định cấu trúc của các hợp chất
Phương pháp chung để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất là
kết hợp giữa việc xác định các thông số vật lý với các phương pháp phổ hiện
đại. Tuy nhiên, phương pháp phổ biến nhất là các phương pháp đo phổ như:
phổ hồng ngoại (IR), phổ khối (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( 1H-NMR,
13

C-NMR, DEPT,…).


* Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ hồng ngoại cho nhiều thông tin quan trọng về cấu trúc của hợp chất
[18-19]. Đường cong biểu diễn cường độ hấp thụ với số sóng của bức xạ hồng
ngoại được gọi là phổ hồng ngoại, trên phổ biểu diễn các cực đại hấp thụ ứng
với những dao động đặc trưng của nhóm nguyên tử hay liên kết nhất định.
Căn cứ vào phổ hồng ngoại đo được đối chiếu với các dao động đặc
trưng của các liên kết, ta có thể nhận ra sự có mặt của các liên kết trong phân
tử. Một phân tử có thể có nhiều dao động khác nhau và phổ hồng ngoại của
các phân tử khác nhau thì khác nhau, tương tự như sự khác nhau của các vân
ngón tay. Sự chồng khít lên nhau của phổ hồng ngoại thường được làm dẫn
chứng cho hai hợp chất giống nhau.


13

C) dưới tác dụng của từ

trường ngoài. Sự cộng hưởng khác nhau này được biểu diễn bằng độ
chuyển dịch hóa học [18-19].
Phổ 1H-NMR: Trong phổ 1H-NMR độ chuyển dịch hoá học của các
proton được xác định trong thang TMS từ 0 ppm đến 14 ppm tuỳ thuộc vào
cấu trúc hoá học của phân tử. Mỗi loại proton cộng hưởng ở một trường khác
nhau và vì vậy chúng được biểu diễn bằng một độ chuyển dịch hoá học khác
nhau. Dựa vào độ chuyển dịch hoá học, diện tích pic cũng như tương tác spin
giữa các hạt nhân từ với nhau mà người ta có thể xác định được cấu trúc hóa
học của hợp chất.
Phổ 13C-NMR: Phổ này cho tín hiệu phổ vạch carbon. Mỗi nguyên tử
carbon ở một trường khác nhau và cho một tín hiệu phổ khác nhau. Thang đo
cho phổ 13C-NMR cũng được tính bằng ppm với dải thang đo rộng hơn so với
phổ proton (từ 0 ppm đến 240 ppm).
Phổ DEPT: Phổ này cho các tín hiệu phổ phân loại các bậc carbon khác
nhau. Trên phổ DEPT 135 không cho tín hiệu của carbon bậc 4, tín hiệu của
CH và CH3 nằm về một phía, còn tín hiệu của CH2 nằm về phía đối diện. Trên


phổ DEPT 90 chỉ có duy nhất tín hiệu phổ của CH. Kết hợp phổ 13C-NMR và
phổ DEPT sẽ cho ta biết chính xác số carbon bậc 1, 2, 3, 4.
1.2. Tổng quan về betulin

Betulin hay 20(29)-lupene-3,28-diol (1), lần đầu tiên được phân lập
vào năm 1788 từ loài Betula alba (Betulaceae), là một trong các hợp chất thiên
nhiên phổ biến thuộc nhóm tritecpenoit khung lupan.Trong tự nhiên, betulin

(3'-azido-3'- deoxythymidin hay AZT), là nucleozit đã được sử dụng trong lâm
sàng để chữa HIV. Thuốc này cũng được biết đến như là các hoạt chất kháng
retrovirus tiềm năng [5-7], và hoạt chất kháng ung thư [8-11]. Do đó việc lai
hóa các thuốc AZT với betulin qua các nhóm cầu nối khác nhau hứa hẹn sẽ
tạo ra nhiều hợp chất lai có hoạt tính sinh học có giá trị.


Chương 2
THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất và thiết bị
2.1.1. Hóa chất và dung môi
Các hoá chất dùng cho chuẩn bị mẫu hữu cơ và dung môi được mua của
hãng Merck, hãng Sigma Aldrich và hãng Fluka và thuộc loại phân tích
dùng cho phân tích.
Bột silicagel cho sắc ký cột 100 - 200 mesh (Merck), bản mỏng sắc ký
silicagel đế nhôm Art. 5554 DC - Alufolien Kiesel 60F254(Merck).
2.1.2. Thiết bị xác định cấu trúc
Để xác định cấu trúc các mẫu chất hữu cơ, chúng tôi tiến hành các
phương pháp sau:
- Xác định nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp được đo trên máy đo trên
máy Gallenkeamp của Anh tại phòng thí nghiệm Tổng hợp hữu cơ - Viện hóa
học - Viện Hàn Lâm khoa học & Công nghệ Việt Nam.
- Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ IR của các chất nghiên cứu được ghi trên máy Impact 410 Nicolet, tại phòng thí nghiệm Phổ hồng ngoại Viện Hóa học - Viện Hàn Lâm
Khoa học & Công nghệ Việt Nam, đo ở dạng ép viên với KBr rắn.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ 1H-NMR (500MHz) và

13

1456, 1389, 1263, 1174, 1015
+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR (CDCl3, 500 MHz), δ, ppm:
4,68 (1H, s); 4,59 (1H, s); 4,30 (1H, d, J = 11,0 Hz); 3,89 (1H, d, J = 11,0 Hz);
3,19 (1H, dd, J = 5,0; 11,0 Hz); 2,71-2,64 (4H, m); 2,46-2,40 (1H, m); 1,932,00 (1H, m); 1,81 (1H, br.d); 1,72-1,77 (1H, m); 1,65-1,71 (2H, m); 1,68
(3H, s); 1,561,65 (5H, m); 1,48-1,55 (1H, m); 1,34-1,43 (5H, m); 1,02 (3H, s); 0,97 (3H,
s);
0,96 (3H, s); 0,82 (3H, s); 0,75 (3H, s); 0,67 (1H, d, J = 9,5 Hz).
+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR (CDCl3, 125 MHz), δ, ppm:
176,7; 172,5; 150,1; 109,9; 79,1; 62,9; 55,3; 50,4; 48,8; 47,7; 46,4; 42,7; 40,9;
38,8; 38,7; 37,6; 37,1; 34,6; 34,2; 29,8; 29,6; 29,1; 28,9; 28,0; 27,4; 27,1;
25,3; 20,8; 19,9; 19,0; 17,3; 16,2; 15,6; 14,8.
Hợp chất 6b: Tinh thể màu trắng. Hiệu suất 28%. Nhiệt độ nóng chảy
233-235oC.
Dữ liệu phổ của hợp chất 6b:
+ Phổ hồng ngoại IR (KBr) cm-1: 3418, 3066, 2944, 2870, 2560, 1717,
1641, 1455, 1390, 1258, 1224, 1160.
+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR (CDCl3, 500 MHz), δ, ppm (J,
Hz): 6,48 (1H, d, J = 13 Hz); 6,39 (1H, d, J = 12,5 Hz); 4,71 (1H, s); 4,62
(1H, s); 4,51 (1H, d, J = 11 Hz); 4,07 (1H, d, J = 11,5 Hz); 3,19 (1H, dd, J =
5,0; 11,5 Hz); 2,40-2,46 (1H, m); 1,93-2,10 (1H, m); 1,80-1,85 (1H, m);1,741,79 (1H, m); 1,69 (3H, s); 1,60-1,69 (7H, m); 1,04 (3H, s); 0,99 (3H, s); 0,97


(3H, s); 0,84 (3H, s); 0,77 (3H, s); 0,69 (1H, d, J = 9,5 Hz).


2.2.2. Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc chất 7a-b

Chuẩn bị mẫu: Hợp chất 6 a-b (1mol) và Cs2CO3 (2 mol) được hòa tan
trong 5 ml hỗn hợp dung môi DMF và THF (1:1). Khuấy hỗn hợp ở nhiệt độ
phòng trong 30 phút sau đó thêm propagyl bromua (2 mol) vào và tiếp tục