(Luận văn) tổng hợp một số dẫn xuất của 2 pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HĨA lu an TRƯƠNG ĐÌNH QUANG n va gh tn to p ie TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2- w PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG d oa nl NHIỀU THÀNH PHẦN ll u nf va an lu oi m KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM z at nh z m co l gm @ Đà Nẵng - 2018 an Lu n va ac th si ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA lu TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2- an n va PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG ie gh tn to NHIỀU THÀNH PHẦN p TRƯƠNG ĐÌNH QUANG – 14SHH oa nl w d KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM an lu ll u nf va Giáo viên hướng dẫn: TS NGUYỄN TRẦN NGUYÊN oi m z at nh z m co l gm @ Đà Nẵng - 2018 an Lu n va ac th si ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐHSP KHOA HÓA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP lu an n va p ie gh tn to Họ tên sinh viên: Trương Đình Quang Lớp: 14SHH Tên đề tài: “Tổng hợp số dẫn xuất 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần” Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: - Nguyên liệu: benzylamine, m-nitroaniline, diethyl acetylenedicarboxylate, benzaldehyde, p-tolualdehyde, 4-nitrobenzaldehyde, acid citric, ethanol, dichloromethane, n-hexane, ethylacetate - Dụng cụ: bình cầu 25ml, bình cầu 15ml, phễu chiết, phễu lọc, pipet loại 5ml 1ml, nhiệt kế, ống sinh hàn, giấy lọc, cốc thủy tinh 100ml, 500ml, sắc kí mỏng - Thiết bị: máy hút, máy khuấy từ gia nhiệt, máy quay chân khơng, máy sóng siêu âm, đèn UV, cân phân tích Nội dung nghiên cứu: Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trần Nguyên Ngày giao đề tài: 15/07/2017 Ngày hoàn thành: 10/04/2018 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ, tên) (Ký ghi rõ họ, tên) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày … tháng … năm … gm @ m co l Kết điểm đánh giá: Ngày … tháng … năm … CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ, tên) an Lu n va ac th si LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy TS Nguyễn Trần Nguyên giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm nói chung khoa Hóa nói riêng hỗ trợ tạo điều kiện tốt suốt thời gian em nghiên cứu trường Em cám ơn sinh viên nhóm nghiên cứu giúp đỡ, hỗ trợ em hồn thành khóa luận lu an Đà Nẵng, ngày … tháng … năm … va Sinh viên n gh tn to p ie Trương Đình Quang d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Mục tiêu nghiên cứu NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4.1 Tổng quan lý thuyết 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm lu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU an n va BỐ CỤC LUẬN VĂN CHƯƠNG TỔNG QUAN 3 1.1.1 Sơ lược phản ứng nhiều thành phần ie gh tn to 1.1 PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN 1.1.2 Một số phản ứng nhiều thành phần p w 1.1.3 Một số cơng trình nghiên cứu ứng dụng phản ứng nhiều thành phần nl 1.2 GIỚI THIỆU VỀ 2-PYRROLIDINONE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ oa 10 1.2.1 Sơ lược 2-pyrrolidinone d 10 lu 11 1.2.3 Ứng dụng 2-pyrrolidinone dẫn xuất 13 u nf va an 1.2.2 Một số dẫn xuất 2-pyrrolidinone 1.2.4 Phản ứng điều chế dẫn xuất 2-pyrrolidinone ll 15 m CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU oi 16 2.1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 16 gm 17 m co l 2.2 QUY TRÌNH PHẢN ỨNG 16 @ 2.1.3 Hóa chất 16 z 2.1.2 Thiết bị z at nh 2.1.1 Dụng cụ 16 2.2.1 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzylamine, 4nitrobenzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate an Lu 17 n va ac th si 2.2.2 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzaldehyde, mnitroaniline diethyl acetylenedicarboxylate 18 2.2.3 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde, benzylamine diethyl acetylenedicarboxylate 19 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠNG CỤ ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP 19 lu 2.3.1 Phương pháp sắc ký mỏng (Thin layer chromatography) 19 2.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại IR 22 2.3.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 27 2.3.4 Phương pháp phổ khối lượng (MS) 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 an n va 3.1 TỔNG HỢP DẪN XUẤT CỦA 2-PYRROLIDINONE TỪ BENZYLAMINE, 4-NITROBENZALDEHYDE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE 3.1.1 Phổ hồng ngoại (IR) 37 3.1.2 Phổ khối (MS) 39 3.1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR p 39 3.1.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR 41 ie gh tn to 36 nl w d oa 3.2 TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ BENZALDEHYDE, M-NITROANILINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE 42 lu an 3.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) 43 3.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR 45 ll u nf va 45 3.2.2 Phổ khối (MS) m 3.2.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR oi 47 z at nh 3.3 TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ P-TOLUALDEHYDE, BENZYLAMINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE 48 @ TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 55 an Lu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ m co 3.3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR 51 l 3.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR 51 gm 3.3.2 Phổ khối (MS) 49 z 3.3.1 Phổ hồng ngoại (IR) 56 n va ac th si 58 PHỤ LỤC lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT lu MCRs Phản ứng nhiều thành phần DHPMs Dihydropyrimidinone IR Phổ hồng ngoại MS Phổ khối lượng NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân TLC Sắc ký mỏng CTPT Cơng thức phân tử Et Nhóm CH3–CH2– (ví dụ EtOOC–là CH3–CH2–OOC–) HCA Acid citric an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 3.1 Phổ IR hợp chất A 39 3.2 Phổ 1H NMR hợp chất A 41 3.3 Phổ IR hợp chất B 45 3.4 Phổ 1H NMR hợp chất B 47 3.5 Phổ IR hợp chất C 51 3.6 Phổ 1H NMR hợp chất C 54 bảng lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số Tên bảng hiệu Trang lu an n va Sơ đồ minh họa phản ứng nhiều thành phần 1.2 Fosphenytoin Phenytoin 1.3 Imiprothrin 1.4 Iprodione 10 1.5 2-Pyrrolidinone 10 1.6 Cotinine 12 1.7 Doxapram 12 1.8 Piracetam 12 1.9 Ethsuximide 13 1.10 Một số dẫn xuất 2-pyrrolidinone thuốc 13 Cấu trúc spiropiperidine-hydantonie-4-imide 14 Một số hợp chất có nguồn gốc tự nhiên 14 gh tn to 1.1 1.11 ie p 1.12 Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ benzylamine, 4- w 17 nl 2.1 oa nitrobenzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ m-nitroaniline, d lu 18 an 2.2 benzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate./18 va Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ benzylamine, p- u nf 2.3 18 ll tolualdehyde diethyl acetylenedicarboxylate m 2.4 Sắc kí mỏng 2.5 Q trình sắc ký mỏng 2.6 Dao động hóa trị đối xứng bất đối xứng oi 20 z at nh 22 23 z Một số dao dộng biến dạng mặt phẳng (in-plane) @ mặt phẳng (out of plane) 24 l gm 2.7 Trạng thái dao động phân tử AB theo quan điểm cổ điển 24 2.9 Đường cong dao động điều hòa 25 2.10 Đường cong mức lượng dao động phân m co 2.8 an Lu 26 n va ac th si KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong trình thực đề tài “Tổng hợp số dẫn xuất 2pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần”, thu số kết sau: a Tổng hợp thành công số dẫn xuất 2-pyrolidinone: - Hợp chất A từ nguyên liệu benzylamine, 4-nitrobenzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate với xúc tác acid citric dung môi ethanol với hiệu suất 77.49% lu - Hợp chất B từ nguyên liệu m-nitroaniline, benzaldehyde diethyl an acetylenedicarboxylate với xúc tác acid citric dung môi ethanol với hiệu suất va n 95.38% tn to - Hợp chất C từ nguyên liệu benzylamine, p-tolualdehyde diethyl ie gh acetylenedicarboxylate với xúc tác acid citric dung môi ethanol với hiệu suất p 80.63% w b Đã phân tích cấu tạo dẫn xuất 2-pyrrolidinone phương oa nl pháp phân tích IR, ESI-MS, 1H NMR 13C NMR d c Đã ứng dụng thành công phản ứng nhiều thành phần để tổng hợp dẫn xuất KIẾN NGHỊ u nf va an lu 2-pyrrolidinone ll Do thời gian phạm vi đề tài nghiên cứu có hạn, thông qua kết đề tài, oi m mong muốn đề tài phát triển rộng số vấn đề sau: hóa hữu z at nh - Tiếp tục nghiên cứu phản ứng nhiều thành phần ứng dụng tổng hợp z - Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2- @ m co l chất tham gia phản ứng gm pyrrolidinone như: thời gian phản ứng, nhiệt độ phản ứng, xúc tác nồng độ - Nghiên cứu tổng hợp thêm dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ amine an Lu aldehyde khác - Nghiên cứu thêm nhiều ứng dụng dẫn xuất 2-Pyrrolidinone n va ac th 55 si TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Trần Nguyên (2015), Giáo trình Các phương pháp phổ ứng dụng hóa học, Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng [2] Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp phân tích vật lý ứng dụng hóa học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh [3] Akritopoulou-Zanze, I.; Djuric, S.(2010), In Synthesis of Heterocycles via Multicomponent Reactions II; Orru, R.V.A.; Ruijter, E., Eds Springer: lu Berlin/Heidelberg, 95-127 an [4] Alexander Domling Dr., Ivar Ugi Prof Dr (2000), Multicomponent Reactions va n with Isocyanides, Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 39, 3168-3210 Hamideh Ahankar, Ali Ramazani, Katarzyna Slepokura, Tadeusz and Sang Woo Joo (2016), “Synthesis of pyrrolidinone derivatives from aniline, an ie gh tn to [5] p aldehyde and diethyl acetylenedicarboxylate in an ethanolic citric acid solution under ultrasound irradiation”, Green Chem, 3582-3593 w I Ugi, B Werner and A Domling (2003), “The Chemistry of Isocyanides, oa nl [6] d their MultiComponent Reactions and their Libraries”, Molecules, 8, 53-66 lu J.A.Joule and K Mills (2000), Heterocylic Chemistry, Blackwell Science an [7] J Zhu (2003), European Journal of Organic Chemistry, Wiley-VCH: ll [8] u nf va Publishing, Oxford, UK, 4th edn, 9, 16-20 oi Jeiping Zhu, Qian Wang and Meixiang Wang (2014), Multicomponent z at nh [9] m Weinheim, Germany,15 Reaction in Organic Synthesis, Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 42-46, 60, z 271-277 @ gm [10] Linda, P Dowskin, Lihong Teng, Susan T Buxton, Peter A Crooks (1998), m co l “Cotinine, the Major Brain Metabolite of Nicotine, Stimulates Nicotinic Receptors to Evoke Dopamine Release from Rat Striatal Slices in a Calcium Therapeutics, 288, 905-911 an Lu Dependent Manner”, The Journal of Pharmacology And Experimental n va ac th 56 si [11] M.J Brodie, S J E Barry, G A Bamagous, J.D Norrie, P Kwan (2012), “Patterns of treatment response in newly diagnosed epilepsy”, American Academy of Neurology, 46, 140-144 [12] Monika-gupta (2016), “Diverse Models for the Prediction of HIV Intergrase Inhibitory Activity of Subsituted Quinolone Carboxylic Acids”, 989-1000 [13] Omura S, Fujimoto T, Otoguro K, Matsuzaki K, Moriguchi R, Tanaka H, Sasaki Y (1991), “Lactacystin, a novel microbial metabolite, induces neuritogenesis of neuroblastomacells”, 44, 113-116 [14] Raquel P Herrara Eugenia Marques-Lopez (2015), Multicomponent Reactions: Concepts and Applications for Design and Synthesis, Wiley-VCH: lu an Weinheim, Germany, 33, 879-888 va WEBSITE n tn to [15] https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-component_reaction gh [16] https://en.wikipedia.org/wiki/2-Pyrrolidone p ie [17] https://www.slideshare.net/nhattamnhattam/bi-ging-mass-spectrometer-htp7 w [18] https://case.vn/vi-VN/34/96/119/details.case oa nl [19] https://vi.wikipedia.org/wiki/Sắc_ký_lớp_mỏng d [20] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040403916312060 lu an [21] https://en.wikipedia.org/wiki/Hydantoin u nf va [22] https://en.wikipedia.org/wiki/Cotinine [23] https://en.wikipedia.org/wiki/Doxapram ll oi m [24] https://en.wikipedia.org/wiki/Piracetam z at nh [25] https://en.wikipedia.org/wiki/Ethosuximide z m co l gm @ an Lu n va ac th 57 si PHỤ LỤC lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu PL1 Phổ IR chất A n va ac th 58 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh PL2 Phổ MS chất A z m co l gm @ an Lu n va ac th 59 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh PL3 Phổ 1H NMR chất A z m co l gm @ an Lu n va ac th 60 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ PL4 Phổ 13C NMR chất A an Lu n va ac th 61 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu PL5 Phổ IR chất B n va ac th 62 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh PL6 Phổ MS chất B z m co l gm @ an Lu n va ac th 63 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ PL7 Phổ 1H NMR chất B an Lu n va ac th 64 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ PL8 Phổ 13C chất B an Lu n va ac th 65 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu PL9 Phổ IR chất C n va ac th 66 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh PL10 Phổ MS chất C z m co l gm @ an Lu n va ac th 67 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ PL11 Phổ 1H NMR chất C an Lu n va ac th 68 si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ PL12 Phổ 13C NMR chất C an Lu n va ac th 69 si