Nghiên cứu tổng hợp cấu trúc một số hợp chất chứa vòng quinolin từ 7 cacboxymetoxy 6 hidroxy 3 sunfoquinolin

LỜI CẢM ƠN Luận văn thực hồn thành Phịng thí nghiệm Hóa học Khoa Khoa học Tự nhiên – Trường Đại học Hồng Đức Trước hết em xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến Cô giáo, Thạc sĩ Lê Thị Hoa – Bộ mơn Hóa học, Khoa khoa học tự nhiên – Trường Đại học Hồng Đức Cô bên, dìu dắt, động viên, khích lệ hướng dẫn tận tình chu đáo suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô hội đồng chấm luận văn dành thời gian đọc đóng góp ý kiến quý báu cho luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám Hiệu Nhà trường, quý thầy cô Khoa Khoa học Tự nhiên, q thầy giảng dạy Bộ mơn Hóa học tận tình giảng dạy đóng góp nhiều ý kiến quý báu đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập nghiên cứu Và cuối em muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người hỗ trợ động viên tạo điều kiện vật chất, tinh thần cho em suốt trình học tập hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Thanh Hóa, tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Hồng Nhung i MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .1 Sự cần thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu .2 Những đóng góp đề tài Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Nghiên cứu tinh dầu Hương Nhu Eugenol 1.1.1 Sơ lược tinh dầu Hương Nhu 1.1.2.Sơ lược Eugenol 1.1.3 Phương pháp tách tinh dầu Hương nhu Eugenol từ Hương nhu 1.1.3.1.Phương pháp tách tinh dầu Hương nhu 1.1.3.2 Phương pháp chiết xuất Eugenol từ tinh dầu Hương nhu 1.2 Sơ lược dị vòng quinolin 1.2.1 Quinolin .8 1.2.2 Tình hình tổng hợp chuyển hóa hợp chất chứa dị vòng quinolin năm gần 10 1.2.2.1 Tình hình tổng hợp chuyển hóa hợp chất chứa dị vòng quinolin giới 10 1.2.2.2 Tình hình tổng hợp chuyển hóa hợp chất chứa dị vòng quinolin nước 11 1.2.3 Các phương pháp tổng hợp vòng quinolin 11 1.2.3.1 Tổng hợp vòng quinolin từ arylamin dẫn xuất N-thế chúng (phản ứng khép vòng kiểu I) .12 ii 1.2.3.2 Tổng hợp vòng quinolin từ O-axylanilin dẫn xuất (Phản ứng khép vòng kiểu IV) 12 1.2.4 Một số ứng dụng hợp chất chứa dị vòng quinolin 14 1.2.4.1. Ứng dụng y dược 14 1.2.4.2.Ứng dụng hóa phân tích .15 1.2.4.3 Một số hướng ứng dụng khác .16 1.2.5 Hợp chất loại aminoquinolin 17 1.3 Chất màu Azo .18 1.3.1 Sơ lược Azo [1,5] .18 1.3.1.1 Định nghĩa .18 1.3.1.2 Tên gọi 19 1.3.2 Hợp chất loại azoquinolin .20 1.3.3 Hợp chất diazo 22 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 23 2.1 Dụng cụ, hóa chất .23 2.1.1 Hóa chất 23 2.1.2 Dụng cụ 23 2.2 Tổng hợp chất đầu 24 2.2.1 Tổng hợp axit eugenoxyaxetic .24 2.2.2 Tổng hợp 4-(aci-nitro) – 2-(cacboxymetoxy – 5-(3 – nitro – 2(nitrooxy)propyl) – xiclohexan-2,5-dienon (A0) 25 2.2.3 Tổng hợp 7-(cacboxymetoxy)-6-hidroxy-3-sunfoquinolin (Q) .25 2.2.4 Điều chế 5-nitro-7-(cacboxymetoxy)-6-hidroxy-3-sunfoquinolin (QNO2) .26 2.2.5 Điều chế 5-amino-7-(cacboxymetoxy)-6-hidroxy-3-sunfoquinolin (QNH2) 27 2.3 Tổng hợp chất .27 2.4 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc 28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Cấu trúc số vật lý chất đầu .29 iii 3.1.1 Hằng số vật lý hình dạng chất đầu tổng hợp 29 3.1.2 Từ eugenol đến 5-nitro – 7-(cacboxymetoxy)-6-hidroxy – 3-sunfoquinolin (QNO2) 30 3.1.3 5-amino-7-(cacboxymetoxy)-6-hidroxy-3-sunfoquinolin (QNH2) .32 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất tổng hợp 34 3.2.1 Hợp chất N1 34 3.2.2 Phản ứng tạo chất màu azo QNH2 với phenol 40 KẾT LUẬN .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng1.2.1: Các tín hiệu 1H 13C NMR quinolin .9 Bảng 3.1.1 Hằng số vật lý hình dạng chất đầu tổng hợp đ ược 29 Bảng 3.2.1 Một số vân hấp thụ chính phổ IR của N1 .36 Bảng 3.2.2 Đối chiếu phổ N2a, N2b với phổ Q(OH)2 N2 .42 v DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Trang Hình 1.1.1: Cây Hương Nhu Hình 3.1.3 Phổ 1H NMR QNH2 33 Hình 3.2.1.a Phổ hồng ngoại N1 35 Hình 3.2.1b Phổ 1H NMR N1 37 Hình 3.2.1c Phổ 13C NMR N1 39 Hình 3.2.2 Phổ 1H NMR N2 41 Sơ đồ1: Sơ đồ chung tổng hợp vòng quinolin theo hai hướng 11 Sơ đồ 2: Các phương pháp tổng hợp quinolin tiêu biểu theo kiểu I .12 Sơ đồ 3: Các phương pháp tổng hợp quinolin theo kiểu IV 12 Sơ đồ 4: Sơ đồtổng hợp số quinolin-N-oxit từ dẫn xu ất BaylisHillman 14 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CÁC CHỮ VIẾT TẮT H-NMR 13 C-NMR ĐƯỢC HIỂU LÀ H - Nuclear Magnetic Resonance 13 C - Nuclear Magnetic Resonance IR Infrared Spectroscopy NXB Nhà xuất KB Human epidemic carcinoma – ung thư biểu mô WHO Tổ chức y tế giới EtOH Etanol DMSO Dimethy sulfoxit THF Tetrahydrofuran DMF Dimethylformamide vii MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Cây hương nhu loại thảo,sống nhiều năm, biết đến loại thuốc q Hương nhu có vị cay tính ơn có tác dụng mồ hơi, giảm sốt,hành thủy, thường dùng để chữa cảm mạo nhức đầu, nôn, đau bụng tiêu chảy,….Chưng cất lôi nước phần thân, hoa hương nhu người ta thu tinh dầu hương nhu có tác dụng sát khuẩn, cầm máu giảm đau tốt, trị cảm nắng , lợi tiểu…ngồi cịn có ứng dụng cơng nghiệp hương liệu, mỹ phẩm, dược phẩm Với thành phần tinh dầu hương nhu eugenol chiếm khoảng 40%- 70% khối lượng tinh dầu, thành phần quan trọng nghiên cứu để tổng hợp nên hợp chất dị vịng hóa học hữu Trong hóa học, hợp chất dị vịng nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu cấu trúc lí thú ứng dụng rộng rãi thực tiễn Trong khơng thể khơng nói đến vịng quinolin Các hợp chất có chứa vịng quinolin tìm thấy tự nhiên, đặc biệt alkaloid, với nhiều tiềm hoạt tính sinh học sử dụng cho việc thiết kế tổng hợp nhiều hợp chất với tính chất dược lý khác kháng sốt rét kháng viêm kháng oxi hóa vá đặc biệt kháng ung thư; 2-ankylquinolin, furoquinolin quinolon chất có khả kháng khuẩn, nấm; hay số dẫn xuất quinon quinolin, thường gọi quinolon, lại sử dụng làm thuốc kháng sinh Điển lavendamycin, yaequinolone, megistoquinone, streptonigrin,…Các dẫn xuất từ quinolin ngày trở nên quan trọng y học mà cịn nơng nghiệp… Ngồi ra, hợp chất loại quinolin cịn có nhiều ứng dụng hóa học phân tích: ferron, snazoxs, brombenzthiazo dùng làm chất thị số kim loại phương pháp trắc quang Nhiều phức chất với phối tử hợp chất quinolin nhiều nhóm có tính chất quang điện đáng quan tâm chế tạo pin mặt trời Xuất phát từ lí tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp cấu trúcmột số hợp chấtchứa vịng quinolin từ 7-cacboxymetoxy-6-hydroxy-3sunfoquinolin”làm đề tài khóa luận Mục tiêu nghiên cứu - Tổng hợpcác hợp chất dị vòng thuộc loại hợp chất azo chứa vịng quinolin nhiều nhóm nghiên cứu cấu trúc chúng - Qua rèn luyện kỹ thực hành tổng hợp chất phịng thí nghiệm Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu - 2-metoxi-4-(2-propenyl)phenol hay eugenol - 7-cacboxymetoxy-6-hydroxy-3-sunfoquinolin hay quinolin (Q) - 5-Amino-7-cacboxymetoxy-6-hydroxy-3-sunfoquinolin (QNH2 ) 3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ đề tài bước đầu nghiên cứu với hợp chất chứa vòng eugenol để đến phương pháp tổng hợp quinolin tổng hợp số hợp chất azo chứa vòng quinolin Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tinh dầu hương nhu eugenol - Các phản ứng tổng hợphợp chất chứa vòng quinolin cơsở eugenol tinh dầu hương nhu - Phân tích kết thu - Nghiên cứu cấu trúc hợp chất tổng hợp Những đóng góp đề tài - Tổng hợp: xuất phát từ eugenol tổng hợp hai chất Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp chất: Vận dụng phương pháp tổng hợp hữu truyền thống có lựa chọn cải tiến cho thích hợp với đối tượng Chú trọng nâng cao hiệu suất - Nghiên cứu cấu trúc: Dùng phương pháp phổ IR, NMR kết hợp với phương pháp hóa học - Phân tích phổ, hệ thống hố liệu rút nhận xét