Tổng hợp một số hệ liên hợp chứa dị vòng thông qua phản ứng oxi hóa heck

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Đặng Xuân Hải TỔNG HỢP MỘT SỐ HỆ LIÊN HỢP CHỨA DỊ VỊNG THƠNG QUA PHẢN ỨNG OXI HÓA HECK LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Thành phố Hồ Chí Minh – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Đặng Xuân Hải TỔNG HỢP MỘT SỐ HỆ LIÊN HỢP CHỨA DỊ VÒNG THƠNG QUA PHẢN ỨNG OXI HĨA HECK Chun ngành : Hóa hữu Mã Số : 8440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ TÍN THANH Thành phố Hồ Chí Minh – 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết thu đề tài thân, thực hướng dẫn TS Lê Tín Thanh khơng chép từ cơng trình khác Những nhận xét, đánh giá số liệu số tác giả khác sử dụng luận văn trích dẫn thích với quy định Nếu có sai phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm TP HCM, ngày 15 tháng năm 2022 Đặng Xuân Hải LỜI CẢM ƠN Em xin gửi đến TS Lê Tín Thanh lời cảm ơn chân thành lịng biết ơn sâu sắc bảo tận tình tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đề tài cách thuận lợi Em xin gửi lời cảm ơn đến q Thầy Cơ khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh cho em lời khun, góp ý để hồn thiện kiến thức kinh nghiệm nghiên cứu khoa học Em xin cảm ơn Thầy Cơ, phịng ban phòng Sau đại học hỗ trợ em hoàn thành luận văn Xin cảm ơn gia đình, bạn bè bạn sinh viên phịng thí nghiệm tổng hợp hữu ln giúp đỡ, ủng hộ em suốt chặng đường vừa qua Vì chủ quan cá nhân nên em tránh khỏi thiếu sót q trình thực đề tài này, em mong nhận nhận xét góp ý từ Thầy Cơ để khắc phục hạn chế sai sót luận văn Em xin chân thành cảm ơn! TP HCM, ngày 15 tháng năm 2022 Đặng Xuân Hải MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng biểu vii Danh mục hình ảnh vii Danh mục sơ đồ viii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu số hệ liên hợp chứa dị vòng DPDT 1.1.1 Một số hệ liên hợp chứa dị vòng 1.1.2 Các hệ liên hợp chứa dị vòng thiophene 1.1.3 2,2-(2,2-Diphenylethene-1,1-diyl)dithiophene (DPDT) dẫn xuất 1.2 Phản ứng ghép cặp Heck oxi hóa Heck 15 1.2.1 Phản ứng ghép cặp Heck 15 1.2.2 Phản ứng oxi hóa Heck trực tiếp liên kết C-H dị vòng 16 Chương NGHIÊN CỨU 22 2.1 Thực nghiệm 22 2.1.1 Hóa chất 22 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc 22 2.3 Quy trình thực nghiệm 22 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Tổng hợp 2,2'-(2,2-diphenylethene-1,1-diyl)dithiophene DPDT 27 3.2 Tổng hợp dẫn xuất DPDT phản ứng oxi hóa Heck trực tiếp liên kết C-H dị vòng thiophene 28 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ DPDT với dẫn xuất styrene tới tạo thành sản phẩm 28 3.2.2 Tổng hợp dẫn xuất monoalkene DPDT 29 3.2.4 Tổng hợp dẫn xuất dialkene DPDT 34 3.2.5 Xác định cấu trúc sản phẩm dialkene 34 3.3 Khảo sát tính chất quang dẫn xuất monoalkene dialkene 39 3.3.1 Sự phát xạ huỳnh quang dung môi chloroform 39 3.3.2 Sự phát xạ tập hợp hỗn hợp dung môi THF nước 40 Chương KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 42 4.1 Kết luận 42 4.2 Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT AIE Phát xạ tập hợp (kết tụ) AcOH Acetic acid Ar Aryl bpy 2,2’-bipyridine 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C C-NMR d Doublet dd Doublet of doublet DMSO Dimethylsulfoxide DMAc N,N-dimethylacetamide DNA Deoxyribonucleic Acid DPDT 2,2'-(2,2-diphenylethene-1,1-diyl)dithiophene Dppf 1,1’-bis(diphenylphosphino)ferrocene EA Ethyl acetate eq Equivalent h Giờ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H H-NMR HR-MS Khối phổ phân giải cao J Hằng số ghép KOAc Potassium acetate m- Meta m Multiplet MS Phổ khối NBS N-Bromosuccinimide OFET Điện trở hiệu ứng trường lượng tử OLED Diode phát quang hữu q quartet RT Nhiệt độ phòng s singlet t triplet TBAF Tetra-n-butylamonium fluoride THF Tetrahydrofuran TPE Tetraphenylethylene TTE Tetrakis(thiophen-2-yl)ethene TLC Sắc ký lớp mỏng UV Ultra violet δ Chemical shift Δ Đun hồi lưu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Dữ liệu phổ hợp chất DPDT 27 Bảng 3.2 Khảo sát tỉ lệ mol chất dẫn xuất styrene 28 Bảng 3.3 So sánh số liệu phổ DPDT ST-OAc-1 30 Bảng 3.4 Dữ liệu phổ 1H-NMR (CDCl3, 500Hz) dẫn xuất monoalkene 33 Bảng 3.5 So sánh số liệu phổ ST-OAc-2 ST-OAc-1 35 Bảng 3.6 Dữ liệu phổ 1H-NMR (CDCl3, 500Hz) dẫn xuất dialkene 38 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cationic polythiophene nhóm Mario tổng hợp Hình 1.2 Polymer kim ruthenium Hình 1.3 Các polymer liên hợp chứa dithienophosphole Hình 1.4 Hệ liên hợp chứa dị vịng thiophene Capodilupo Hình 1.5 TPE hệ liên hợp tương tự Hình 1.6 Cấu trúc hai hợp chất 9,10 sử dụng làm đầu dò huỳnh quang 12 Hình 3.1 Phổ 1H-NMR (CDCl3, 500Hz) DPDT 31 Hình 3.2 Phổ 1H-NMR (CDCl3, 500Hz) ST-OAc-1 31 Hình 3.3 Phổ 13C-NMR giãn rộng (CDCl3) ST-OAc-1 32 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR (CDCl3) giãn rộng ST-OAc-2 36 Hình 3.5 Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125Hz) ST-OAc-2 36 Hình 3.6 Phổ phát xạ dung môi chloroform ST-OAc-1 ST-CH3-1 39 Hình 3.7 Phổ AIE hợp chất ST-OAc-1 40 Hình 3.8 ST-OAc-1 hỗn hợp dung môi THF/H2O đèn UV 40 Hình 3.9 Phổ AIE hợp chất ST-CH3-1 41 Hình 3.10 ST-CH3-1 hỗn hợp dung mơi THF/H2O đèn UV 41 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Qui trình tổng hợp P4TBT Sơ đồ 1.2 Tổng hợp hệ liên hợp chứa dị vòng pyridine Sơ đồ 1.3 Tổng hợp dinaphtho[2,3-b:2’,3’-f]thieno[3,2-b]thiophene Sơ đồ 1.4 Tổng hợp TTE từ di(2-thienyl)- acetylene Sơ đồ 1.5 Tổng hợp TTE từ dẫn xuất dibrom Sơ đồ 1.6 Tổng hợp bisthienylethene-dipyrimido[2,1- b][1,3]benzothiazole Sơ đồ 1.7 Tổng hợp 1,2-bis(thiophen-2-yl)-1,2-diphenylethene Sơ đồ 1.8 Tổng hợp 1,2-bis(thiophen-2-yl)-1,2-dithienylethene theo Mloston 10 Sơ đồ 1.9 Tổng hợp dẫn xuất 1,2-bis(thiophen-2-yl)-1,2- dithienylethene theo Wakana 10 Sơ đồ 1.10 Tổng hợp DPDT theo Fischer 11 Sơ đồ 1.11 Tổng hợp dẫn xuất 2,2'-(2,2-dibromoethene-1,1- diyl)dithiophene 11 Sơ đồ 1.12 Sơ đồ tổng hợp TTE-4TPA, TTE-4DPA 12 Sơ đồ 1.13 Qui trình tổng hợp dẫn xuất TTE Song cộng 13 Sơ đồ 1.14 Tổng hợp DPDT từ thiophene 14 Sơ đồ 1.15 Tổng hợp dẫn xuất aryl hóa DPDT thơng qua phản ứng Suzuki 14 Sơ đồ 1.16 Phản ứng ghép cặp theo Mizoroki 15 Sơ đồ 1.17 Tổng hợp số alkene theo Vincenzo Calo 15 Sơ đồ 1.18 Tổng hợp alkene theo Nakashima 16 Sơ đồ 1.19 Tổng hợp số dẫn xuất benzofuran L Zhou 16 Sơ đồ 1.20 Phản ứng hoạt hóa trực tiếp alkene sử dụng xúc tác PdCl2 17 Sơ đồ 1.21 Cơ chế đề xuất phản ứng oxi hóa Heck 18 Sơ đồ 1.22 Phản ứng oxi hóa Heck sử dụng tác nhân oxi hóa BQ 18 Sơ đồ 1.23 Tổng hợp dẫn xuất indole phản ứng oxi hóa Heck 19 Sơ đồ 1.24 Tổng hợp 2-styrylthieno[3,2-b]thiophene 19 PL PHỤ LỤC Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-CH3-1 PL PHỤ LỤC Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-CH3-1 PL 10 PHỤ LỤC 10 Phổ 1H-NMR (CDCl3, 500MHz) ST-F-1 PL 11 PHỤ LỤC 11 Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-F-1 PL 12 PHỤ LỤC 12 Phổ 1H-NMR (CDCl3, 500MHz) ST-OAc-2 PL 13 PHỤ LỤC 13 Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-OAc-2 PL 14 PHỤ LỤC 14 Phổ HR-MS ST-OAc-2 PL 15 PHỤ LỤC 15 Phổ 1H-NMR (CDCl3, 500MHz) ST-CH3-2 PL 16 PHỤ LỤC 16 Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-CH3-2 PL 17 PHỤ LỤC 17 Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-CH3-2 PL 18 PHỤ LỤC 18 Phổ 1H-NMR (CDCl3, 500MHz) ST-2 PL 19 PHỤ LỤC 19 Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-2 PL 20 PHỤ LỤC 20 Phổ 1H-NMR (CDCl3, 500MHz) ST-F-2 PL 21 PHỤ LỤC 21 Phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) ST-F-2 PL 22 PHỤ LỤC 21 Phổ HR-MS ST-F-2