Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học các hợp chất chứa khung 2-heterosubstituted benzazole
Mã số đề tài KHCBHH.03/22-24
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Hoá học
Thuộc Danh mục đề tài Khoa học cơ bản
Họ và tên GS.TS. Ngô Quốc Anh
Thời gian thực hiện 01/01/2022 - 31/12/2024
Tổng kinh phí 2 tỷ VNĐ
Xếp loại Đạt loại B
Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu các phản ứng mới để tổng hợp một số cấu trúc dị vòng chứa khung 2-heterosubstituted benzazole. 
- Ứng dụng các phương pháp mới để tổng hợp một số hợp chất dị vòng và khảo sát hoạt tính sinh học một số chất mới.

 

Kết quả chính của đề tài

1.    Tổng hợp Arylbenzoxazole từ 2-Aminophenol và Aldehydes
-    Đã phát triển một phương pháp hiệu quả để tổng hợp các dẫn xuất 2-heterosubstituted benzoxazole thông qua phản ứng ngưng tụ oxy hóa khử giữa 2-nitrophenol và isothiocyanate, sử dụng hệ xúc tác Fe/S kết hợp với bazơ N-methylpiperidine (NMP) và dung môi NMPone. Phản ứng chỉ xảy ra khi đồng thời có mặt ba thành phần: muối sắt (FeCl₂·4H₂O), lưu huỳnh và NMP.
-    Thu được 41 dẫn xuất 2-heterosubstituted benzoxazole (70ab - 70ka).
-    Phương pháp này đơn giản, không yêu cầu điều kiện áp suất cao, thể hiện hiệu quả tổng hợp cao và khả năng ứng dụng rộng rãi cho các chất mang nhóm thế điện tử khác nhau.
-    Đã xây dựng được bộ hồ sơ phổ (gồm phổ 1H, phổ 13C-NMR) để xác định và chứng minh cấu trúc của 41 hợp chất 2-heterosubstituted benzoxazole (70ab - 70ka).
2.    Tổng hợp 2-Aminobenzoxazole từ Amine, Carbon Disulfide và 2-Nitrophenol
-    Phát triển một phương pháp mới và hiệu quả để tổng hợp các dẫn xuất 2-aminobenzoxazole thông qua phản ứng ngưng tụ oxy hóa khử giữa 2-nitrophenol, amin và carbon disulfide, xúc tác bởi muối sắt. Phản ứng được tiến hành trong dung môi NMP với sự hình thành trung gian dithiocarbamate từ amin và CS₂, đóng vai trò tác nhân khử nhóm nitro.
-    Thu được 24 dẫn xuất 2-aminobenzoxazole (73bc – 73bz)
-    Đã xây dựng được bộ hồ sơ phổ (gồm phổ phổ 1H, phổ 13C-NMR) để xác định và chứng minh cấu trúc của 26 hợp chất 2-aminobenzoxazole (73bc – 73bz)
3.    Tổng hợp 3-Arylquinoxalin-2-one được thúc đẩy bởi lưu huỳnh bằng cách oxy hóa o-Phenylenediamine với Arylacetate 
-    Một phương pháp ngưng tụ oxy hóa chọn lọc đã được áp dụng thành công và thân thiện với môi trường để tổng hợp các dẫn xuất quinoxalin-2-one thông qua phản ứng ngưng tụ oxy hóa giữa o-phenylenediamine và arylacetate, sử dụng lưu huỳnh nguyên tố làm chất oxy hóa, phối hợp với DABCO và DMSO. 
-    Ưu điểm của quy trình nằm ở chỗ sử dụng hóa chất rẻ tiền, điều kiện phản ứng nhẹ, sản phẩm tinh khiết dễ phân lập bằng các phương pháp đơn giản như kết tinh hoặc lọc, tiềm năng áp dụng cho tổng hợp quy mô lớn.
-    Thu được 26 dẫn xuất 3-Arylquinoxalin-2-one (76ab – 76ja).
-    Đã xây dựng được bộ hồ sơ phổ (gồm phổ 1H, phổ 13C-NMR) để xác định và chứng minh cấu trúc của 26 hợp chất 3-Arylquinoxalin-2-one (76ab – 76ja)
4.    Phản ứng đa thành phần tổng hợp các dẫn xuất Thione
-    Thione là một nhóm hợp chất quan trọng nhờ vào các đặc tính như khả năng xúc tác trong tổng hợp hữu cơ, hoạt tính sinh học, và tiềm năng ứng dụng trong vật liệu chức năng cũng như vai trò trung gian trong các phản ứng tổng hợp. Trong các nghiên cứu trước đây, thiourea thường được tổng hợp bằng cách ngưng tụ amin với carbon disulfide hoặc các chất liên quan mà không làm thay đổi trạng thái oxy hóa. Tuy nhiên, carbon disulfide là chất dễ bay hơi, dễ cháy và độc hại, không phù hợp cho quy mô lớn; hơn nữa, hydro sulfide sinh ra trong quá trình phản ứng là sản phẩm phụ nguy hiểm. Nhằm khắc phục các hạn chế này, chúng tôi đề xuất một phương pháp tổng hợp thiourea đơn giản, sử dụng nitromethane và lưu huỳnh nguyên tố – hai chất an toàn và thân thiện hơn với môi trường. 
-    Đặc biệt, perimidinethione (79f) có thể được tổng hợp với hiệu suất cao và dễ mở rộng quy mô, cho thấy tiềm năng ứng dụng làm nguyên liệu trung gian trong các quá trình tổng hợp khác.
-    Thu được 10 dẫn xuất thione (79a – 79k).
-    Đã xây dựng được bộ hồ sơ phổ (gồm phổ 1H, phổ 13C-NMR) để xác định và chứng minh cấu trúc của 10 hợp chất thione (79a – 79k)
5 Khảo sát hoạt tính kháng viêm NO 
- Đã khảo sát, đánh giá hoạt tính kháng viêm NO của 20 hợp chất tổng hợp được

 

Những đóng góp mới

Đã nghiên cứu được 4 phương pháp mới trong việc tổng hợp hợp chất dị vòng với điều kiện phản ứng êm dịu, các hóa chất ban đầu rẻ tiền, dễ kiếm, không độc hại. Phương pháp tổng hợp thân thiện với môi trường và có tiềm năng cho sản xuất quy mô lớn. Đặc biệt với các nhóm thế rút điện tử như (-NO2…) phản ứng vẫn diễn ra trong khi các nghiên cứu trước đây thường gặp khó khăn với các chất ban đầu có nhóm rút điện tử và thường phải sử dụng các xúc tác phức tạp, đắt tiền và độc hại.
•    Đã tổng hợp được 190 hợp chất
•    Đề xuất được 4 cơ chế phản ứng mới
•    Đã khảo sát, đánh giá hoạt tính kháng viêm của 20 hợp chất tổng hợp được

*** Sản phẩm cụ thể giao nộp:
•    1 Báo cáo hoàn thiện
+ Các bài báo đã công bố (liệt kê):
•    04 Bài báo trên tạp chí quốc tế thuộc danh mục ISI, SCIE, IF>2:
•    Le Anh Nguyen, Thi Yen Tran, Quoc Anh Ngo, Dinh Hung Mac, Pascal Retailleau, and Thanh Binh Nguyen, Sulfur-Promoted Access to 3‑Arylquinoxalin-2-ones by Oxidative Coupling of o‑Phenylenediamines with Arylacetates, Org. Lett. 2024, 26, 6098−6102. (IF = 5.0)
•    Le Anh Nguyen, Supasorn Phaenok, Duc Long Le, Thi Thu Tram Nguyen, Quoc Anh Ngo,*and Thanh Binh Nguyen, Fe/S-Catalyzed Redox Condensation of o‑Nitrophenols with Isothiocyanates to 2‑Aminobenzoxazoles, Org. Lett. 2023, 25, 5145−5150. (IF = 5.0)
•    Duc Long Le,[a, b] Thi Yen Tran, Le Anh Nguyen, Quoc Anh Ngo, Dinh Hung Mac, and Thanh Binh Nguyen, Iron-Promoted Redox Access to 2-Aminobenzoxazoles from Amines, Carbon Disulfide and 2-Nitrophenols, Asian J. Org. Chem. 2024, e202400212. (IF = 2.8)
•    Supasorn Phaenok, Le Anh Nguyen, Darunee Soorukram, Thi Thanh Tam Nguyen, Pascal Retailleau,[a] and Thanh Binh Nguyen, Sulfur- and Amine- Promoted Multielectron Autoredox Transformation of Nitromethane: Multicomponent Access to Thiourea Derivatives, Chem. Eur. J. 2024, 30, e202303703. (IF = 3.9)
•    Các bài báo đã online và đều có ghi mã số nhiệm vụ trong phần cám ơn
•    Đề tài đã góp phần đào tạo được 01 nghiên cứu sinh 

 

Kiến nghị

Các phản ứng tổng hợp các hợp chất có khung 2-heterosubstituted benzazole vẫn đang được nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới quan tâm. Nhóm tác giả mong muốn được tiếp tục đăng ký thực hiện mở mới đề tài để phát triển thêm các sản phẩm, mở rộng quy mô từ phòng thí nghiệm sang quy mô sản xuất và đánh giá thêm các hoạt tính khác của các chất có khung 2-heterosubstituted benzazole.

Ảnh nổi bật đề tài
1764904245616-ngoquocanh.png