Nghiên cứu phản ứng mở vòng thiolanium bằng tác nhân nucleophil

Tóm tắt

Sulforaphan được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1948 bởi Von H. Schmidt và P. Karrer, đến năm 1992 Y. Zhang và cộng sự đã chứng minh hoạt tính kháng ung thư của những chất được phân lập từ bông cải xanh, trong đó có sulforaphan. Kể từ đó, nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp toàn phần sulforaphan được công bố.

            Năm 2006, Cao Xing Ping và cộng sự đã xây dựng quy trình tổng hợp sulforaphan trong điều kiện hóa học xanh qua 6 giai đoạn, trong đó có giai đoạn tổng hợp 4-(methylthio)butyl azid đóng vai trò quan trọng. Tuy nhiên, quy trình tổng hợp phải qua nhiều giai đoạn (riêng bước tổng hợp 4-(methylthio)butyl azid phải qua 4 giai đoạn), việc thế nhóm -OH của butan-1,4-diol còn phụ thuộc vào điều kiện phản ứng và hiệu suất phản ứng cũng chưa cao.

            Nghiên cứu thực hiện phản ứng mở vòng thiolanium bằng tác nhân nucleophil, ứng dụng để tổng hợp 4-(methylthio)butyl azid từ nguyên liệu S-methyltetrahydrothiophenium, tạo tiền đề để nghiên cứu và rút ngắn quy trình tổng hợp sulforaphan trong điều kiện hóa học xanh.

Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

            S-methyltetrahydrothiophenium được tồng hợp từ tetrahydrothiophen được lấy từ sản phẩm của quá trình chưng cất dầu mỏ và các hóa chất cần thiết khác (natri azid, dimethyl formamid) cũng được nhập từ Công ty Sigma-Aldrich. Sắc ký lớp mỏng tiến hành trên bản mỏng Kieselgel 60 F₂₅₄. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ¹H-NMR và ¹³C-NMR được đo trên máy Bruker AV500.

Phương pháp tổng hợp

            + Phản ứng mở vòng thiolanium của S-methyltetrahydrothiophenium

            + Tổng hợp 4-(methylthio)butyl azid với các ion Nu^- là các tác nhân nucleophil

            + Tổng hợp 4-(methylthio)butyl azid với các ion Nu^- là các tác nhân trơ

Kết quả

            Như vậy, nghiên cứu đã chứng minh việc thay thế bằng 1 ion trơ không có tính nucleophil của muối S-methyltetrahydrothiophenium phản ứng mở vòng thiolanium sẽ xảy ra theo đúng hướng đã định sẵn. Hiệu suất của phản ứng khá cao (69%), đạt độ tinh khiết làm nguyên liệu quan trọng trong tổng hợp sulforaphan trong điều kiện hóa học xanh.