Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực hiện Trang 3 Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hò Xuân Đậu + À Mở đâu Trong thời gian qua, nghành hóa học nói chung và hóa
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
_ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TP HO CHi MINH
caso Llicea
KHOA LUAN TOT NGHIEP CU NHAN HOA HOC Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
A ff ”
ANTOLIN AC V4 BENZOTHLAZOL2SLONYMCETAMDE 1
Người hướng dẫn khoa học: Th.S Hỗ Xuân Đậu Người thực hiện: Nguyễn Quốc Huy
Thành Phố Hỗ Chí Minh
Trang 2(J/~ 412M
Lời cảm ơn
Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Hồ Xuân Đậu, người
đã hướng dẫn tận tỉnh giúp đỡ và động viên em rất nhiêu trong thời gian thực hiện khóa luận
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Mai Anh Hùng, quản lý phòng phân tích phô, thầy Nguyễn Thụy Vũ, quản lý phòng hóa hữu cơ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình nghiên cửu và các thầy cô trong khoa Hóa
đã giảng dạy và truyền thụ kiến thức khoa học cho em
Em xin cám ơn anh Tiêu Tuấn Kiệt đã truyền cho em những kinh nghiệm
quí giá Cuối cùng tôi xin gửi những lời chúc tốt đẹp nhất đến gia đình, bạn bẻ, những người đã luôn bên cạnh động viên, chia sẻ những khó khăn cũng như niềm vui với tôi
Tp Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực hiện
Trang 3Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hò Xuân Đậu
+ À
Mở đâu
Trong thời gian qua, nghành hóa học nói chung và hóa học các hợp chat dj vòng nói riêng đã có nhiều bước phát triển Các hợp chất dị vòng đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu khá nhiều và có nhiều ứng dụng trong các
hoạt động thực tiễn như trong ngành dược phẩm, sản xuất phẩm nhuộm, nông nghiệp, chế biến cao su
Một trong các hợp chất đị vòng và các dẫn xuất của nó đang được nghiên cứu hiện nay là benzothiazole Thông qua việc tìm hiểu và nghiên cứu, các nhà hóa học đã khám phá được những tính chất hóa học cũng như hoạt tính sinh học phong phú của các dẫn xuất benzothiazole
Dẫn xuất 2-mercaptobenzothiazole được dung làm tăng tốc độ lưu hóa cao
su, vừa làm chất chống nắm bảo vệ cao su trong quá trình sản xuất 2-
mercaptobenzothiazole cũng làm chất chống nắm cho các loại hang dệt như bông , vải sợi Sau khi xử lí với 2-mercaptobenzothiazole sẽ chống ẩm ướt, bên với nhiệt độ và sự phân hủy của vi khuân
Các dẫn xuất thế ở vị trí số 3 của benzothiazole có nhiều hoạt tính sinh học đối với thực vật, ngoài ra chúng còn được nghiên cứu làm chất điều hòa tăng
trưởng ở thực vật, lắm tăng năng suất cây trồng Ngoài ra các dẫn xuất thế ở vị trí
số 2 còn được dung làm thuốc chữa các bệnh ngoài da
Do sự ứng dụng rộng rãi trong đời sống ở các dẫn xuất của benzothiazole ĐỂ góp phần thêm vào việc nghiên cứu các dẫn xuất của 2-
mercaptobenzothiazole là lí do em chon dé tai:
“Nghiên cứu và tổng hợp dẫn xuất 3-(benzo{djthiazol-2-
ylthio)propanoic acid va 2-(2-oxobenzo{djthiazol-3-yl)acetamide tir 2- mercaptobenzothiazole”
Trang 4
Khóa luận tết nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu
Mục đích của đẻ tài:
Tổng hợp các dẫn xuất 3-(benzo[d]thiazol-2-ylthio)propanoic acid và 2-(2-oxobenzo{ dÌthiazol-3-yÌ)acetamide
' Nghiên cứu về cấu trúc của các hợp chất dựa vào phổ hông ngoại
(IR), phổ cộng hưởng từ (1H-NMR), nhiệt độ nóng chảy
Trang 5
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hỏ Xuân Đậu Mục lục NI ẤN in ào cc6ct0203661Gn 0610 3625600013234G60501162/5)002606330020462)4032421a6610.6)0E 1 PETANT ⁄2TONGOUẨNseeaeeeeedieesakcioaoodesoakeedoCearede 5 LỊ Beer ONG so cisssicecssicrsicivesnnsseircunneacaieusumteserananpnasvcepnasie 6 F01 ) UÊI TẾ saaanusgooa014000000607A10002100200200000663000000066 6 BH ———————-—.——— 6 1.2 2-Mercaptobenzothiazole ư=-y-.-aoaseessodvasaseeese 7 Ki : 0B naxenanedderaroonxeigr010600904400290050000001000004000030000047 7
I2.2 Tính chất -sĂ3c 2v Setsvsesrerrsre 7
I2.3 Phương pháp tổng hợp :-55-5s5cccscsssecvsssssersre 8 1.3 2- BemzothiaZolinome .:cccesessececereeeseseesescesenseesseereseesnseeerereeeecess 1] L301 CAU taO cc ececcccecscssecscoesesseccecesssesesessesursuseversessussusnesecetersoneeneenseveueees II I3.2 - Tính chất vật lý -2555255 21 xtxevrssrsirsvre M1 1.3.3, Kha nding phan Ung cccscssseserersersseesenrenreseeseensensneessensenseesees II TT In co ———— H146 22226222232520036 13 1.4 Vai nét về tình hình nghiên cứu các dẫn xuất thế ở vị trí số 2 của 2- MBT và các dẫn xuất thế ở vị trí số 3 của 2-HBT 2-2 14 1.5 Ứng dụng của 2-MBT va 2-HBT ::cscsccccsessesssessscsssseeseesesstesseesee 16 1.5.1 Trong công nghiệp sản xuất a0 SU .c.ccccecceessessessseeseeseessesseeeeseees 16
1.5.2 Trong lĩnh vực nông nghiệp 17
L53 Tre HAVWGYUOMNGDQEGC2 cac 18
1.5.4 Trong lĩnh vực xi mạ và sơn phủ . 5 5-55 19
1.5.5 Trong lĩnh vực thuốc thử hữu cơ -2- 5-5s++xee 19
I5.6 Trong lĩnh vực phẩm màu và nhiếp ảnh 55 555 20
PHNH TH NGHÌN ỚỖ kia doaeiiiieeieeeeooec 24
II, AR Is I eeenu ae icn-Ÿioneiyeeeeodececekei 25
TED: “FRI HT ke keeSiiiiidii-eiỷoeieeedeeeeesnsee 26 "` 1¬ — mi ——-sresssed 26 "si ớớĨý<——.- ——————.- 26 PP 26 11.3 Tổng hợp axit 3-(benzothiazol-2-ylthio)propanoie (H;) 27 IXU - lộ : cm 6 27 "" - Ặằằẻ -ằẴằẴẰẮ— TS -ẶẮẮẶẰẶẮẰ-—ằẮằẮẰẴẰẴẰẴẴSKS.Ằ—— 27
II.3.3 Cách tiến hành 2-22-S2 2z222Z223ccecxeczevzzczerrerrxere 27
II3.4 Kếtquả 6-5 2 22225255 23EECEEEEkrskrskrrsrrsed 27
II.4 Tổng hợp 2-hydroxybenzothiazole - 2: 52552 5s scssrcvve 28
Trang 6Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hỏ Xuân Đậu
33: CHẾ HẠNH 22 t2ccicceicecetriaooerooseomee 29
TSA: TỔ dỗ eo so caaiaebsoseeeeoretsieopaoagesoagbss«k 29
11.6 Thiết bị sử dụng phân tích cấu trúc - ¿2-5556 s2 s2 2S xcce 30
I.6.l Nhiệt độ nông chấy, oiiiiEiiiiiiiisieieiee 30 D2: ‹ TRổ NHÀ DÀNG (TRÍ Gaocekoaniyobaureooeedoioabeooenseodeusorezee 30
11.6.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('H-NMR) 30 PHAN IIT = KET QUA VA THẢO LUẬN 31
II.I — Qui trình tỉnh chế 2-MBT s2 52-52cS5222S2S22SzccsecxzZ2zv 32
1" TT TS 32
III.I.2 Phân tích cấu trúc phân tử 2-MBT - 55555555 33
HI.2 Tổng hợp 3-(benzo[d]thiazol-2-y|thio)propanoic acid (H;) 35
III2.] — Thảo luận 22- 2555 252 S2eccSe+EzcEsrrvxrrrvre 35
Trang 7Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu
PHANI : TONG QUAN
Trang 8Khỏa luận tốt nghiệp Người hướng dan; ThS.H6 Xuan Dau I.1 Benzothiazole
Céng thirc phan tu: C;H;NS
Khi lượng phân tử: 135 dvC
Tên goi: 1,3-benzothiazole, benzo[d]thiazole
I.I.I Cấu tạo
Benzothiazole (1,3-benzothiazole) la hợp chất dị vòng chứa 2 dị tố Nitrogen và Sulfur, gồm 2 vòng, benzene và thiazole gần như đồng phăng
Benzothiazole chita 10 electron t£ do mỗi nguyên tử Carbon va Nitrogen đóng góp | electron n, con nguyén tu Sulfur ding mot cap electron tự do tham gia liên hợp tạo nên tính thơm cho vòng benzothiazole phù hợp với qui tắc Huckel (4n+2) Chel Toe 1.1.2 Tính chất a Tính chất vật lý e Benzothiazole khó tan trong nước, tan tốt trong rượu, CS; e Nhiệt độ nóng chảy: 2°C © Nhiệt độ sơi: 230°C b Khả năng phản ứng
Từ công thức cấu tạo của benzothiazole cho thấy hợp chất dị vòng này
mang đây đủ tính chất của một hợp chất thơm, nghĩa là benzothiazole sẽ tham gia phản ứng thế electrophil vào vị trí số 4 và 6
Nhưng thực nghiệm chứng tỏ phản ứng thể electrophil đối với benzothiazole đều xảy ra ở vị trí số 6 của vỏng benzothiazole Ngay trong tổng
hợp 2-phenylbenzothiazole, phản ứng thế electrophil vẫn xảy ra ở vị trí số 6 mà
không xảy ra ở vị trí số 2 của vòng phenyl mới thé vao [1]
Trang 9Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu
1.2 2-Mercaptobenzothiazole (2-MBT) Công thức phân tử: C;H„NS;
Khối lượng phân tử: 167 đvC
Tén thuong mai: Kaptax, Vukacid, Thiotax, Dermacid, Nodeb 84, USAF
1.2.1 Cau tao
Trong dung dịch, 2-MBT tôn tại ở dạng cân bằng hỗ biến:
CO- — Co
Viée phan tich phé héng ngoai (IR), phổ cộng hưởng tir (NMR) déu cho
thấy 2-MBT ở trạng thái rắn tồn tại chủ yếu dưới dạng thione Ngoài ra, khi so sảnh độ lớn moment lưỡng cực của 2-MBT trong dung dịch 1,4-dioxan cũng như n-hexan thì giông với độ lớn moment lưỡng cực của 2-thioxo-3-methyl-1I,3-
Trang 10Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu LL b Khả năng phản ứng > Phản ứng oxi hóa 2-MBT dễ dàng cho phản ứng oxi hóa với H;O; trong môi trường kiểm mạnh ở 48 - 52C [1] S Ce OL C= H > Phan ứng thế vảo vị trí số 2 [23] 5 FeX, ằ s + RX —— SR ; ) 1 N H
Phản ứng của 2-MBT với (CH:;);SO; trong môi trường kiểm cũng cho 2 dạng đồng phân với tỉ lệ khác nhau, khi đun nóng trên 200°C có mặt lodine, phản ứng sẽ xảy ra sự chuyển vị nhóm methyl tir vj tri Sulfur sang vj tri Nitrogen [23] S CX )—su (CH;);SO, of as = N NaOH 15% CH, S — 1, , T°>200°C Š = Ì ì CH; 1.2.3 Phương pháp tổng hợp
Trang 11Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: Th§.Hồ Xuân Đậu
Bang tac dung của CS, hay CSCI, vao o-aminothiophenol trong dung mdi alcohol hay muối của nó trong dung dịch kiểm
+ CS; — »> + HạS
NH; N
Bảng tác dụng của CS; với o o'-iaminodiphenolsulfide
â-ơT-C>
Phng phỏp iờu chế 2-mercaptobenzothiazole thuận tiện nhất là aniline
cho tác dụng với CS; và S ở áp suất thấp, nhiệt độ cao
me _280-290fC 280 -
+ CS; + Ss
90 - ng
Đề thu được hiệu suất cao nhất, tỉ lệ mol các chất phản ứng là
Trang 12Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: ThS.Hỏ Xuân Dau
2-Mercaptobenzothiazole điều chế từ aryl isothiocyanate, azo benzene-N- ary! dithiocarbamate phenylthioure va thiocarbanilide-(N,N’-dipheyl thiourea) khi đun nóng sulfur với điều kiện tương tự nhau
CX3X<)-:— Cl?>~
(>>) — C>~-:O2<‹)
2-Mercaptobenzothiazole được điều chế từ đithiobenzoic acid PhCSSH; 2.2'~dithiobis[benzothiazole | và triphenyl phosphine Ph;P trong benzene - on nae Cor CO *§ SCO: De Một số amine: PhNH;; PhCH;NH;, n-BuNH;, sec-BuNH; EuNH; Me- NH-n-Bu, HOCH;CH;NH; Ngoài ra, 2-benzothiazolyl dithiobenzoate đun hồi lưu với aleohol có thé tạo 2-mercaptobenzothiazole Ss S (ŒX )-s-eem + ROH —~ ee + (X ps N S N
R: Me, Et, n-Pr isoPr: n-Bu, t-bu: Ph, PhCH,
Phản ứng của 2-chlorobenzothiozole với acid thiocarboxylic hay acid đithiocarbamic cũng tạo ra 2-mercaptobenzothiazole hay dẫn xuất của nó
Trong điêu kiện thực tế 2-mercaptobenzothiazole được điêu chế bằng
phản ứng tỉnh chế 2-mercaptobenzothiazole kỹ thuật
Trang 13
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hề Xuân Đậu
1.3 2- Benzothiazolinone
Cong thic phan tu: C;H;ONS Khối lượng phân tử: 151 đvC
Tên gọi: benzo[d]thiazole-2-one, benzo{ d]thiazole-2-ol,
2-benzothiazolinone, 2-hydroxybenzothiazole (2-HBT), benzothiazolone
13.1 Cấu tạo
Trong dung địch, 2-benzothiazolinone (benzo[d]thiazole-2-one) cỏ thể tồn
tại ở dạng cân băng hỗ biến:
Oe -O0- h N
Momen lưỡng cực tính bằng lý thuyết đối với 2-hydroxybenzothiazole (benzo[d]thiazole-2-ol) là 2,4 D (Debyte) và với 2-benzothiazolinone là 3,8 D ,
bảng thực nghiệm đã nhận được là 3,66 D; điều đó khăng định rằng trong các
Trang 14Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: Th§.Hỏ Xuân Đậu > Phản ứng ở vị trí số 3 2-Benzothiazolinone phản ứng với formaldehyde tạo thành 3-hydromethyl- 2-benzothiazolinone [5,1] Cr, Sư cưa ST _ È HạOH
Đây là chất đầu thuận tiện điều chế các dẫn xuất tiếp theo Thí dụ, bằng tác
dụng của thionyl chioride với 2-benzothiazolinone thu được 3-chloromethyl-2- benzothiazolinone, sau đó tiễn hành tiếp tục các phản ứng như tạo ether [5] hay thực hién phan img Wittig [1]
Khi methyl hóa bang diazomethane cùng với với 2-
Trang 15Khóa luận tốt nghỉ Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu
> Phản ứng thế electrophil trên vòng benzene như phản ứng acyl hoá Fredie! Craft [6], phan tmg nitro hoá [7] : H,COC : (CL ee + econ: TT ỷ 75- 85°C, 3h ee on N N H H Ñ HNO,/H,SO - h fo O a : = yo N nay N H H 1.3.4 Tổng hợp: Phản ứng của o- aminophenol với phosgene (COCI,) hay thiophosgen (CSC];) [8] SH Toluene Ạ “ CÓC ); ——— 2 OH + 2HCI NH, N Phan ứng của 2-aminobenzothiazole với MeOH có mặt H' [9] CX; + MeOH ea NH) )—o" N + H’,- NH, N
V F Kucherox đưa ra phương pháp điều chế nó trong phòng thí nghiệm
Trang 16Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: Th§.Hồ Xuân Đậu
Tuy nhiên, dựa vảo điều kiện của phòng thí nghiệm cho nên em đã tiến
hành điều chế 2-hydroxybenzothiazole bảng cách sử dụng tác nhân oxi hóa
hydrogen hay potassium permanganate peroxide trong môi trường kiểm, sẽ xuất hiện muỗi kali của sunfoacid tương ứng, sau đó thủy phân trong môi trường acid tương ứng [1]
S9 Tu Ê°n xuôÊn 1.4 Vài nét về tình hình nghiên cứu các dẫn xuất thế ở vị trí số 2 của
2-MBT va các dẫn xuất thế ở vị trí số 3 của 2-HBT
Vào năm 1945, các dẫn xuất acid đầu tiên ở vị trí số 2 của 2-MBT được
tông hợp thành công bởi (10) được ứng dụng làm chất điều khiển quá trình phát triển của thực vật đã mở ra các hướng phát triển tiếp theo bởi tập thể tác giả nước
ngoài [II] cũng như các tác giả ở Việt Nam [12,13,14] và nhận thấy sự ứng dụng
rất lớn không chỉ trong lĩnh vực nông nghiệp mà còn cả trong y được học
CL = = Canc, N N
| ArCOR
hi SCH,COONHN=C— Ar
N k
R=H, Ar: phenyl, 3-nitrophenyl, 4-nitrophenyl, 4-chlorophenyl, 4- dimcthylaminophenyl, 2-furyl, 3-furyl, 2-thiophenyl, 3-styryl.4-hydroxy-3- methoxyphenyl, 2-hydroxyphenyl, 4-methoxyphenyl, 4-dimethylaminopheny],
3,4-methylidenoxypheny], 2-pyrolyl, 3-pyridinyl
ReCH,, Ar: phenyl, 4-methoxyphenyl, 4-bromophenyl, 2-furyl
Trang 17
Khóa luận tốt nghỉ Người hướng dẫn: ThS.Hỏ Xuân Đậu
Vào năm 1976, D`Aminco đã tiến hành tổng hợp những dẫn xuất đầu tiên ở
vị trí số 3 của 2-benzothiazolinone (2-HBT) vả nhận thấy các dẫn xuất nảy có hoạt tính sinh lý mạnh đối với cây trồng [15] cụ thể làm chất kích thích quá trình phát triển thực vật như tăng hàm lượng đường trên miỉa đường vả củ cải đường
như 2-oxo-3-benzothiazoline acetonitrile, methyl-2-oxo-3-benzothiazoline
acetate, 2-oxo-3-benzothiazoline acetamide
S S S
Se, 06,106, Ì I I
CH,CN CH;COOCH; CH;CONH;
Điều này đã tạo sự thu hút mạnh mẽ đối với các nhà nghiên cứu trên khắp
thế giới, các tác giả nước ngoài [16] cùng với nhóm cán bộ bộ môn Hóa hữu cơ trường DHSP TP.Hè Chí Minh vào năm 1996 [I] đã ứng dung phan img Wittig trong việc tổng hợp các dẫn xuất thể ở vị trí số 3 của 2-benzothiazolinone
C= Ole Ole CH,OH S;C1
°†T¬ eras” HC=C— Ar "eit CH;CI
Ar: 2-nitrophenyl, 3-nitrophenyl, 4-nitrophenyl, 2-chlorophenyl, 4-chlorophenyl, 3,4-dichloropheny!, 2-methoxyphenyl, 4-methoxyphenyl, 2,4-dimethoxyphenyl, 4-đimethylaminophenyl 4-acetamidopheny!, 3,4-methylidenoxyphenyl, 2-furyl, 3-pyridyl, 5-(4-methylpheny!)-2-furyl.,
Trang 18
Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: ThS§.Hỗ Xuân Đậu
Gần dây nhất, vào năm 1999, các tác giả nước ngoài đã tổng hợp các hợp
chất hidrazone từ 2-HBT có ứng dụng cao trong điều trị bệnh động kinh {[ I7]
do soe CH;COOCH;
—
R4 X
~ ⁄ "Snndndx
R: H, 2-Chloro, 4-Chloro, 2-methyl, 4-methyl, 2-methoxy, 4-methoxy, 2-
hydroxy, 4-hydroxy, 2-flouro, 4-flouro, 4-ethoxy, 4-bromo, 4-nitro, 4-
dimethylamino
I.5 Ứng dụng của 2-MBT và 2-HBT I.5.I Trong công nghiệp sản xuất cao su
2-MBT và các dẫn xuất được biết đến vả sử dụng nhiều nhất là trong công nghiệp sản xuất cao su và các loại polymer nhân tạo
e 2-MBT kết hợp với l số phụ gia như ZnO, acid stearic có tác dụng xúc tiến lưu hóa nhanh cho cao su thiên nhiên, cao su téng hgp va latex [18] e 2-MBT con duge dùng làm chất hóa đẻo cao su [ 18]
e© Các dẫn xuất đưới đây của 2-MBT đã được tác giả [19] sử dụng để chống lại sự oxi hoa trong quá trình lưu hoá cao su
Trang 19
Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu S S Cr }= N ŒX =s N X:= halogen, Y:= H.ankyl HạC——‡—NR' (CHạ);SO;Na n:= 2-5 e 2-Mercaptobenzothiazole xuc tac cho phan img tao polysulfua (> ik — (X- „xế § Ww 00% Vv .“ ` ` ` `
Acid (benzothiazol-2-ylthio)acetic hay acid (benzothiazol-2-ylthio)propanoic cé
khả năng tăng tính bám đính của nhựa epoxy trên bề mặt thép [38] Qỳ— C2—
1.5.2 Trong lĩnh vực nông nghiệp
Các dẫn xuất thế ester hay amide của 2-mercaptobenzothiazole ở vị trí số 2
cũng và một số dẫn xuất thế của 2-benzothiazolinone ở vị trí số 3 có tác dụng điều hòa sinh trưởng của thực vật, đặc biệt đối với các loại cây họ đậu [1 1.20,21]1
Trang 20Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hồ Xuân Đậu R;: Alkyl 'bậc thấp hay Na', K* Tm XR S | o SS N | (CH,)-—Y—C—R ƒ
Với X.Y và W:O S
T„ :alkyl, alkoxy, halogen CF; hay NO; (m=0 - 2, n=l - 3)
R: morpholinon, pyrrolidyl, -NR;R; (Rj, Ro: alkyl) T KS | =o SS N A Trong đó OR T :alkyl (C, — Cs), alkoxyl(C, — Cs), halogen hay haloalkyl, alkoxy, halogen, CF; hay NO (m=0 — 2, n=1 — 3)
R: alkyl (C,; — Cs), alkenyl(C, — Cs), alkynyl(C, — Cs), haloalkyl, phenyl hay phenyl mang nhom thé alkyl (C; — Cs), alkoxyl(C, — Cs), halogen hay haloalkyl 1.5.3 Trong lĩnh vực y dược học
Một số hợp chất đơn giản như 6-amido-2-benzothiazolinone có tác dụng
kích thích cơ tim, 6-alkyl-2-benzothiazolinone có tác dụng chống nắm, 6-acyl-2- benzothiazolinone ứng dụng làm chất chữa bỏng và chống đông máu [22]
oO
R S
Œ> Xr>—Œ> N N
H H h
Điều đặc biệt ở đây là các hợp chất benzothiazole ở trên đều có đặc tính làm bình thường hóa hàm lượng lipid trong máu, cụ thể làm giảm hàm lượng
LDL ( low-density lipoprotein), tang ham lugng HDL (high-density lipoprotein)
Ƒ—————————————————=—=—=—
Trang 21Người hướng dẫn: ThS.Hỗ Xuân Đậu
Từ đó đến nay, hàng loạt các dẫn xuất có ứng dụng trong y dược đã được tong hợp từ 2-HBT như các dẫn xuất (2-Oxobenzothiazolin-3-yl)methyl]-4- alkyl/aryl-1,2,4-triazolin-5-thiones dùng để chữa bỏng [24] S > N | HạC =N N À R~ YC s
R: Methyl, ethyl, allyl, phenyl, p-chlorophenyl, p-methylphenyl, p-nitrophenyl, p-methoxyphenyl, benzyl, phenylethyl
1.5.4 Trong lĩnh vực xỉ mạ và sơn phú
Hợp chất với hàm lượng 10:1000ppm được dùng làm xúc tác trong điện
phân, phủ kín các lỗ xốp khi mạ vàng lên bề mặt Niken [39]
Vào năm 1995, Paten của Nhật công bế đã dùng phức của Ag với các
phối tử hữu cơ là đẫn xuất của benzothiazole tạo đung dịch có tác dụng sơn phủ
ioe (CH;);SOyNa
1.5.5 Trong lĩnh vực thuốc thử hữu cơ
Trang 22Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hỗ Xuân Đậu Ví dụ: Để xác định các ion Zn”", Pb”", Ba”, Cd”*, Hạ”, La’ trong nước
hay trong các mẫu sinh học người ta sử dụng hợp chất vòng benzothiazole và coumarin đề tạo phức vỏng càng với các kim loại nói trên [40]
3-Mercaptohbenzothiazole được dùng để xác định vết Au trong mẫu địa
chat
4-(6-brom-2-benzothiazolylazo)pyrogalol cho phản ứng tạo màu với Mo (IV), W (VI), Ti (IV) [41]
Hợp chất đưới đây có khả năng tạo màu với Cu(I) và Cu(H), ở pH= 4 -
10 dung mi alcohol: nude = 1: 1 hop chat có điểm đăng quang ở 526nm va van
hap thy 6 520nm va 553nm, voi gia tri pKa = 7,4 (nhém OH naphtol) [42]
HO HOH,CH,C
tự 2
Bis-benzothiazole cũng có khả năng tạo phức màu của Cu(1)
Ngoài ra phức chuyến điện tích của dẫn xuất benzothiazole, ví dụ N- methyl benzothiazole-2-(J-H)selen tạo phức màu với l; và IBr [43]
Các hợp chất thuộc đãy Hr-CH=N-Ar và Ar-CH=N-Hr (Hr là hợp chất chứa benzothiazole hay quinolin) cũng cho phức hợp màu với một số kim loại
[48]
1.5.6 Trong lĩnh vực phẩm màu và nhiếp ảnh
Phim ảnh thường được phủ một lớp màng mỏng chứa muối bạc halogenua dưới dạng nhũ tương Các muối halogenua chứa dẫn xuất của 2- mercaptobenzothiazole thường được dùng để tạo lớp keo nảy
Trang 23Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dan: ThS.Hé Xuan Dau aS COX Ngoài ra người ta cũng tổng hợp được một loại phẩm mau cé tinh gan kết trên polyester [45] xu A: N, CCN R, Ry, Ro, R3, Ra: H, halogen X: imino, carboxylciano
Năm 1994, Shoji Masayaki ngung ty benzothiazole-2-yl-axetonitrin với
4-triflomethyl benzaldyde tạo hợp chất làm tăng độ nhạy trong chụp ảnh điện tử [46] Cl 4 -OO > Hợp chất sau đây làm tăng độ nhạy trong chụp anh dién ta ™), CO R: H, alkyl R’ : phenyl
Nhiều dẫn xuất của benzothiazole được dùng để sản xuất các chất màu chất cảm quang chế tạo mản hình tinh thé lỏng
COX) =>
Trang 24Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: Th§.Hồ Xuân Đậu
R: cyano, nitro, alkyl, alkoyl
Hợp chất sau đã được thêm vào lớp nhũ tương chứa muỗi halogenua tráng lên phim để tăng độ nhạy cho phim [46] XE >—r-€1A MY THLA Z: H, Me, Et V;, Vz: H, F, Cl, OH, COOH, alkoxy Y: aryl R: alkyl
Trong công nghiệp chế tạo đĩa quang học DVD-R hiện nay, thông thường người ta sử dụng các hợp chất màu cyanine, phthalocyanine hay phức chất giữa kim loại và hợp chất azo Song những chất liệu này đều có những
nhược điểm nhất định Hợp chất mảu cyanine thì không bền đưới tác dụng của
ánh sáng, thời gian sử dụng ngắn; hợp chất màu phthalocyanine thì có độ tan kém
hạn chế quá trình sơn phú lên bề mặt đĩa vả giá thành đắt hơn nhiều so với hợp chất cyanine Riêng phức chất giữa kim loại và hợp chất azo có nhiều ưu điểm
hơn cả bền với ánh sáng hợp chất cyanine, thích hợp với các bước sóng bằng
cách thay đổi các nhóm chức trên hợp chất và khả năng bên nhiệt cao Dựa trên cơ sở này, một số nhà khoa học Nhật bản đã phát hiện ra các hợp chất như acid
2-aminobenzothiazloe-6-carboxylic, 2-amino-6-methoxybenzothiazole sau khi đã
được điazo hoá và tạo phức với một số kim loại Ni?”, Cu°, Zn””, Co?” sẽ tạo
thành những hợp chất có tính năng tốt hơn để chế tạo đĩa DVD-R (bẻn hơn với nhiệt độ 300°C hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 635nm có độ phản xạ cao khoảng
2,08) [47]
Trang 26Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu
PHAN II THUC NGHIEM
ED
Trang 28Khoa ludn tét nghiép Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu gE LO EL Oe 11.2 Tinh ché 2-MBT [1] 11.2.1 Hóa chat 100 g 2-MBT ki thuat 80 ml NH, 26 % 4~— 4.5 ml H,0, 30 %, Š g than hoạt tính 4gNa;CO; CH;COOH Ethanol Nước cất II2.2 Cách tiến hành
Cân 100g 2-MBT kĩ thuật hòa vào trong trong 2 lít nước cất Vừa khuấy vừa cho 80ml dung dịch NH; 26%.sau đó vừa đun vừa khuấy ở khoảng 85 - 90°C Trong quá trình đun cần vớt bọt chất bắn trên bề mặt Dung dịch chứa muối ammoni cùa 2-MBT có màu vàng đậm Sau đó cho tử tử 4 - 4.5 ml dung
địch H;O; 30% đã hòa tan với 50 mÌ nước ấm Tiếp tục vớt bọt chất bản nỗi trên
bẻ mặt Lọc lấy dung dịch màu vàng chanh chứa muối ammonium của 2-MBT
Thêm 5g than hoat tính vào dung dịch để khử màu vàng bảng cách đun nóng
(khoảng 90°C), rồi hạ xuống 45 - 50°C Lọc lấy dung dịch thu được và cho vào 4g Na;CO: Sau đó, acid hóa dung địch thu duge bang 70 — 80 ml acid acetic thi
kết tủa 2-MBT tách ra để yên trong 24h đẻ kết tủa lắng xuống Lọc và rửa kết tủa
Trang 29Người hướng dẫn: Th§.Hồ Xuân Đậu 11.3 Tổng hợp axit 3-(benzothiazol-2-ylthio)propanoic (H,) 11.3.1 Phương trình phản ứng ` KOH/C;sH.OH/H:O : »> + BrCH+zCH;COOHI > p—rerncoot M ÚC t 11.3.2 Hoá chất 1.7 2 (0.01 mol) 2-MBT
0.8 g (0.01 mol) acid 3-bromopropanoic 50 ml dung dich ethanol 76 %
| g KOH
Dung dich HCI 36 % 11.3.3 Cách tiến hành
Hoa tan 1g KOH vao 50ml dung dịch etanol 76% trong bình cầu 100ml,
sau đó thêm tiếp 1.7g 2-MBT và 0,8g axit chioroacetic Cho thêm đá bọt, lắp ống sinh hàn và đun hồi lưu 3 giờ Để nguội dung dịch vừa đun, sau đó cô quay đuổi bớt etanol và lọc chat ran tách ra Hòa tan chất rắn vừa lọc được vào nước nóng,
axit hóa bằng axit chlohidric và có chất rin tach ra Loc chat răn tách ra và kết tỉnh lai bằng etanol
HI.3.4 Kết quả
Hình dạng và màu sắc: Tính thể hình kim, màu nâu rất nhạt
Nhiệt độ nóng chảy: 148- 149,7°C (tải liệu 150°C)
Hiệu suất: 40% (tài liệu 70%)
Trang 30
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dan: ThS.Hé Xuân Dau II.4 Tổng hợp 2-hydroxybenzothiazole H4.1 Phương trình phản ứng S C>-= —- Q}~ ~ N (X> + H;O +3KMnO, ———> (X—» „ 2KOH +2MnO; N N ` S (XS + HCI —-CX }—0H + KCI + SO; N N 11.4.2 Hoá chất
16.7g (0.1 mol) 2-MBT Dung dich HCI 36%
31.6g (0.2 mol) KMnO, Nước cất
§.4g (0.15 mol) KOH
II4.3 Cách tiến hành
Cân và hòa tan 8.4g KOH, 16,7g 2-MBT vào 100ml nước cất Hòa tan
31,62 KMnO, vào nước cất, vừa thêm vừa khuấy từ từ dung dịch KMnO/ vào dung địch ban đầu ở nhiệt độ 20- 30°C Sau khi đung địch KMnO, được thêm
vào hết, đun hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 80-90°C trong khoảng 5 giờ
Tiếp đó lọc bỏ MnO; tách ra Nước lọc chứa muối của axit benzothiazol-2-
sulfonic được axit hóa đến khi có màu đỏ congo bằng axit HCI 35% khi nóng 2- hydroxybenzothiazol tách ra dưới đạng vảy kẻm theo sự giải phỏng lượng lớn SO; Lọc vảy 2-hydroxybenzothiazol tách ra rửa sạch bằng nước cất, sau đó kết tinh lại băng hỗn hợp etanol : nước tỉ lệ 1:1
11.4.4 Két qua
Hình dạng và màu sắc: Tỉnh thể hình kim trắng Nhiệt độ nóng chảy: 137 — 139°C (tải liệu 138”°C) Hiệu suất: 60% (tài liệu 90%)
Trang 31
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Dau ———ÔÔGGOOCC -ễễễễễỄễỄễỄẺỄẺẼễễỄễỄễỄễỄễỄỄŸỄỄỄễễỄễễỄễỄẼẺẼỄễỄỲŸŸ IS Tổng hợp 2-oxo-3-benzothiazoline acetamide (H;›) 11.5.1 Phương trình phản ứng KOH/Aceton/H;0 - Cr = » + CICH;CONH; A P Nr, 11.5.2 Hoá chất 3.03 g (0.02 mol) 2-HBT 1.87 g (0.02 mol) 2-chloroacetamide 1.32 g KOH 85 % Acetone Nước cất HI.5.3 Cách tiễn hành
Phản ứng được tiến hành trong bình câu 250ml Hòa tan 1,32g KOH &§%
vào 250ml aceton và 20ml nước cất trong bình cầu Sau đó thêm vào 1,87g 2- chloroacetamide va 3,03g 2-HBT Lap dng sinh hàn và đun hỏi lưu hỗn hợp phản ứng vừa đun vừa khuấy hỗn hợp phản ứng trên bếp khuấy từ trong khoảng 5,5
giờ Tiếp tục khuấy hỗn hợp phản ứng ở 20-30°C trong 18 giờ Thêm 70ml nước
cất vào hỗn hợp phản ứng và khuấy tiếp trong 30 phút Sản phẩm tách ra được lọc và rửa sạch bằng nước cất nhiều lần cho đến khi không còn làm đổi màu qui tím Làm khô ở nhiệt độ phòng, kết tỉnh lai bang acetone
11.5.4 KẾt quả
Hinh dang va mau sac: Tinh thé hinh kim, mau trang
Nhiệt độ nóng chảy: 248 — 250°C (tải liệu 253 - 254°C)
Hiệu suất: 40%
Trang 32
Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dan: ThS.H6 Xuan Dau
11.6 Thiét bị sử dụng phân tích cấu trúc 11.6.1 Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp được đo bằng phương pháp mao quản trên máy Mettler Toledo, phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ - Khoa Hóa - Trường Đại học Sư Phạm Tp Hồ Chí Minh
11.6.2 Phô hông ngoại (IR)
Phê hỏng ngoại của các chất tông hợp được đo ở phòng máy - Khoa Hóa —-
Trường Đại học Sư Phạm Tp Hồ Chi Minh bảng máy FTIR 8400S của hãng
Shimadzu dưới dạng viên nén với KBr
11.6.3 Phé cộng hưởng từ hạt nhân (“H-NMR)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân được đo trên máy BRUCKER AVANCE S00MHz, chất chuẩn nội là TMS và dung môi đo mẫu là CDC];, DMSO tại Viện
Hóa học -Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Trang 33
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hồ Xuân Đậu
PHAN III
KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN
Trang 34Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Dau ———————————Ầ——mmnm
III.1 Qui trình tỉnh chế 2-MBT HHI.I.1 Thảo luận
2-MBT kĩ thuật có chứa nhiều tạp chất trong quá trình sản xuất, do đó trước
khi tiến hảnh các phản ửng tổng hợp các dẫn xuất ta cần tỉnh chế lại 2-MBT Theo tài liệu [26] 2-MBT có tính axit yếu nên tạo muỗi tan trong các dung dịch
cé tinh base nhu NaOH, KOH, Ca(OH), Tuy nhién, khi sử dụng các base mạnh
này thi pH của dung dịch để thay đổi đột ngột và khó kiểm soát, để tạo thành sản phẩm 2-benzothiazoly! disulfide Khi tinh ché ta can kiểm soát PH dung dịch chứa muối 2-MBT vào khoảng 9 - 12 Nếu PH dung dịch lớn hơn 12 thì khi ta tiến hành phản ứng oxi hóa thì các sản phẩm oxi hóa của chất bắn sẽ hòa tan lẫn vào muối 2-MBT làm giảm độ tỉnh khiết Ngược lại khi PH dung dịch nhỏ hơn 9 thì 2-MBT sẽ kết tỉnh lẫn vào các sản phẩm oxi hóa của chất bắn làm giảm hiệu
suất tinh ché Trong qui trình em đã sử dụng dung dịch NH; 26 % để hòa tan 2-
MBT vi dung dịch muối là hệ đệm NH;/NH,ˆ nên sẽ có PH ổn định vào khoảng
11,2
Trong quá trình tỉnh chế, em đã sử dụng H;O; làm tác nhân oxi hóa các chất bản có trong 2-MBT kĩ thuật H;O; là chất oxi hóa nhẹ nhưng vẫn có thể phá vỡ vòng thiazole, do đó phải pha loãng dung dịch H;O; trong nước Cần phải pha
loãng dung dịch H;O; vào nước ấm trước khi oxi hóa nếu dùng nước nguội thì
khi cho H;O; vào dung địch muối 2-MBT đang ở nhiệt độ cao (80 - 90 °C) sự
chênh lệch nhiệt độ lớn sẽ làm giảm tính oxi hóa của HO; do sự tạo thành O¿ Ngoài ra, cần thêm H;O; vào dung dịch muối với tốc độ vừa phải nếu thêm quá
nhanh cũng dẫn đến việc phá vỡ các vòng thiazole, làm giảm hiệu suất
Quá trình oxi hóa cân thực hiện ở nhiệt độ &0 - 90 °C để tránh sự kết tỉnh
2-MBT trong nước Nước lọc sau khi oxi hóa có chứa các sản phẩm oxi hóa ở dang huyền phù, do đó thêm than hoạt tính vào nước lọc, đun lên, sau đó hạ nhiệt độ xuống còn khoảng 45-50 °C lọc nóng thu được dung dịch trong suốt Theo
như tải liệu [27] nhiệt độ thích hợp cho quá trình tỉnh chế 2-MBT vào khoảng 40-90 °C
Khi acid hóa nước lọc, các acid HạSO¿ HCI được dùng, tuy nhiên qui trình sử dụng acid acetic là một acid yếu nhưng mạnh hơn 2-MBT đẻ tránh sự nguy
Trang 35
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dan: ThS.H6 Xuan Dau hiểm do các acid mạnh gây ra vì cần một lượng tương đối nhiều acid để tách 2-
MBT ra Môi trường chuyển từ base sang acid, 2-MBT tách ra còn các chất bẩn vẫn hòa tan trong dung dịch nếu có
Sau khi axit hóa bang acid acetic, 2-~MBT được lọc ra, 2-MBT ở dạng bột màu vàng nhạt do vẫn còn một lượng nhỏ chất bản nên ta cân lọc lại bằng than hoạt tính và kết tỉnh lại trong ethanol : nước 1:1 để sản phẩm được tỉnh khiết hơn
LHII.1.2 Phân tích cầu trúc phân tử 2-MBT
2-MBT sau khi tính chế có nhiệt độ nóng chảy gân với nhiệt độ nóng chảy của 2-MBT tỉnh khiết 99.5% trong tài liệu [26] Thông qua đó em dự đoán được việc đã phản nảo tính chế thành công 2-MBT Ngồi ra, thơng qua những dữ kiện thu được trong phô hồng ngoại của 2-MBT sau tinh chế và so sánh với phô 2- MBT chuẩn cảng giúp em khăng định hơn việc đó
Trên phô 2-MBT có thê nhìn thấy một số vân hắp thụ đặc trưng cho dao
đông hóa trị của liên kết N-H ở 3111 cm” và liên kết C=S ở 1425, 1244, 1033
cm'' sự xuất hiện hải hòa giữa 3 vân của đao động hóa trị C=S [28,29] là do sự
pha trộn giữa các dao động của hợp phần >N-C=Š Các vân hấp thụ đặc trưng
cho dao động hỏa trị của liên kết N-H và C=S cho thấy sự tổn tai dang thione cia
2-MBT
Chúng ta cũng có thể quan sát được các vân hắp thụ có cường độ yếu đặc
trưng cho liên kết S-H của đạng thiole ở trong vùng 2500 —- 2600 cm `
Ngoài ra cũng quan sát được các vân hấp thụ đặc trưng cho các liên kết
đều có ở cả 2 dạng hỗ biến như các vân nằm trong ving 3030 — 3125 cm” đặc
trưng cho đao động hóa trị các liên kết C„;=H các vân 1597, 1498, 1453 cm” đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết C=C 1=
Dưới đây là bảng so sánh giữa phổ 2-MBT chuẩn và 2-MBT đã được em tỉnh chế, có vài sai lệch ở vị trí các vân hấp thụ nhưng không đáng kê
Trang 36Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: Th§.Hồ Xuân Đậu
Trang 37Khóa luận tốt nghiệ Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Dau HI.2 Tổng hợp 3-(benzo[d|thiazol-2-yÌthio)propanoic acid (H,) 111.21 Thảo luận Cơ chế phản ứng 00+ C+ BCH CHCOOH + KOH ———e BrCH,CH,COO Kk" ` ` CN Os ⁄ TIỀN —=— ŒX pK M HỆ DwuCOO
Phan ửng diễn ra theo cơ chế S„; gồm 2 giai đoạn:
e — lon hóa phân tử 2-MBT sau đó ion 2-MBT đóng vai trò tác nhân
thân hạch tắn công vào nguyên tử carbon tạo thành hợp chất trung gian * Từ hợp chất trung gian, ion CT tách ra, tạo thành sản phẩm
Phản ứng được tiến hành trong môi trường base vì liên kết C-S-C không bên như liên kết C-O-C do đó dễ bị thùy phân trong môi trường acid hơn Khi acid hóa muối của Hạ dé tạo sản phẩm ở giai đoạn cuối cần hết sức cắn thận, vì
đang đun nóng ở nhiệt độ cao, do đỏ ta cẩn pha loãng dung dịch HCI 36 % và thêm vào từ từ để hạn chế sự thủy phân của liên kết C-S-C dẫn đến hiệu suất điều
chế thấp
LHII.2.2 Phân tích câu trúc
Nhiệt độ nóng chảy của H; thấp hơn 2-MBT, khoảng 150 °C do liên kết Hydro
giữa các phân tử Hạ không bên băng liên kết Hydro giữa các phân tử 2-MBT
Trang 38
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dan: ThS.H6 Xuan Dau a Phổ hồng ngoại
Trên phô hỏng ngoại của Hạ em quan sát thay:
e — Vân hấp thụ rất mạnh ở 1720 cm” đặc trưng cho đao động hóa trị của liên kết >*C=O của axit cacboxylic
° Một đám van hap thụ trên khoáng rộng trong khoảng 3400-2500
cm' đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết O-H trong nhóm cacboxyl
° Các vân cỏ cường độ trung bình trong khoảng gần 3000 cm” đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết C-H và vân cường độ trung bình ở 3057
cm” đặc trưng cho đao động hóa trị của liên kết C„„-H
Vân N-H & ving 3300-3100 cm” cũng không còn xuất hiện trên
pho dé
° Hai vân sắc nhọn có cường độ vừa đặc trưng cho nhân
benzothiazole là 1417 cm-l (dao động hỏa trị của vòng thiazole) vả 758 cm-]l
(dao động biến dạng ngoài mặt phảng của 4 nguyên tử H kể nhau ở vòng
benzen)
Theo tải liệu [2Š] ngoài Hạ còn có một sản phẩm phụ thế ở vị trí N, do đó trên phô đồ có thể quan sát thấy vẫn còn sự xuất hiện của 3 vân đặc trưng cho đao động hóa trị của liên kết C=S ở 1425, 1234, 1032 cm-1 Em đã tiến hành đo
thêm phổ công hưởng từ hạt nhân để xác định chắc chắn về cấu trúc sản phẩm
chính
b Phé 'H-NMR va “C-NMR
Phân tích sơ bộ phổ 'H-NMR và 'ÌC-NMR, em nhận thấy phổ 'H-NMR thể hiện các cường độ tích phân phủ hợp với công thức dự đoán, còn phổ '3C-
NMR thì xuất hiện đủ 10 peak phù hợp với cơng thức dự đốn
Về phổ IH-NMR
Có thể nhận thấy trong vùng thơm có 4 nhóm tín hiệu tương ứng với 4 proton trên vỏng benzothiazole vả có 2 nhóm tín hiệu trong vùng trường mạnh 3
- 3.6 ppm tương ứng với 4 proton trên 2 nhóm metylene trên nhóm thẻ
Đối với các proton trên nhóm thể, các proton &a, 8b là tương đương hóa học và nằm kẻ với proton 9a 9h cũng tương đương vẻ hóa học Do nhóm
~C(O)OH rit clectron mạnh hơn -S- nên các proton &a, 8b sẽ ở vùng trường
Trang 39
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu
mạnh hơn còn các proton 9a, 9b sẽ ở vùng trường yếu hơn Trên phô có thể quan
sát thấy một tín hiệu ở 3.590 - 3.618 ppm và một ở 2.990 — 3.017 ppm lần lượt là
của các proton 8a,8b và 9a 9b, cả hai tín hiệu đều cho dạng triplet do tương tác spin - spin giữa proton 8a, 8b và 9a, 9b
Proton 4 nam kè proton 5 và proton 6 năm kề proton 7 Nếu chỉ có tương tac spin-spin giita proton 4 va 5, 6 va 7 thi proton 4 và 7 sẽ cho tín hiệu doublet Nếu cé thém tuong tac spin-spin giita proton 4 v a 6, 5 va 7 thi proton 4 va 7 sé
cho tin hiéu doublet-doublet Do 46, 2 tin higu doublet-doublet 6 7.747 — 7.763
ppm va 7.867 - 7.885 ppm được gây ra tương ứng bởi 2 proton 4 và 7 Tin hiệu của proton 7 không cho dạng doublet-doublet rõ có lẽ do ảnh hưởng của chất ban `⁄ | ` || lì | | | 1 yy | ¡ tự" H” J H*® | i 19 Tr T ; ' | | | "NI: bill | uve [ ee els hị - El sai Vi ; aT Tr Payer y T T T Ty: 7 T T 3.60 3.55 3.50 3.466 3.40 3.35 3.3% 3.25 3.20 3.15 3.10 3.08 3 00 pps i |
Hình !: Phổ cộng hưởng từ 'H-NMR giãn rộng của H,
Nếu chỉ xét vẻ độ âm điện của các đị tô tức hiệu ứng cảm âm -I thì N có độ âm điện lớn hơn S, khả năng hút giữ clectron mạnh hơn nên tín hiệu của proton 4 sẽ nằm ở vùng trường yếu hơn một chút so với 7 Tuy nhiên Trong
trường hợp này, hiệu ứng liên hợp lại đóng vai trò quyết định, thông qua các
Trang 40
Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS.Hồ Xuân Đậu công thức cộng hưởng của vòng benzothiazole, vị trí số 4 và đặc biệt là vị trí số 6 tập trung nhiều điện tích âm hơn 2 vị trí số 5 và 7 Khí thực hiện các phản ứng thế electrophil đối với benzothiazole, sản phẩm luôn thu được là thế ở vị trí số 6,
còn nếu có thêm sản phẩm phụ thì là sản phẩm thế ở vị trí số 4, chiếm tỉ lệ nhỏ
Chính vì lí đo đó, proton 6 luôn ở vùng trường mạnh nhất 7.290 - 7.320 ppm so
với các proton còn lại trên vòng benzothiazole Proton 4 và 7, mặc dù chịu ảnh
hướng bởi các dị tố với hiệu ứng cảm âm -I (các tín hiệu xuất hiện ở vùng trường yếu hơn proton 5 và 6) nhưng proton 4 vẫn cho tín hiệu ở trường mạnh hơn Ì chút so với proton 7 vì hiệu ứng liên hợp Proton Š không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng liên hợp cũng như hiệu ứng cảm - l của các dị tố, do đó cho tín hiệu ở trường yếu hơn proton 6 trong vùng 7.404 - 7.438 ppm
Vé phé “C-NMR
Có thể quan sát trên phổ đỏ đầy đủ 10 pcak tương úng với 10 carbon của Hạ Các peak phân bố trong hai vùng từ trường 20 - 40 ppm và trên 120 ppm
Đây là phổ '*C-NMR khử hoàn toàn tương tác spin-spin, do đó trên phổ đồ, các peak có cường độ nhỏ tương ứng với carbon bậc 4, ngược lại các peak còn lại tương ứng với carbon bậc 3 và bậc 2 ‹ im 5% 1 4 iy š 4 | | | | i | | > - ° -° °
lao tec 140 to ioc ao 40 40 2° cm
Hình 2: Phô cộng hưởng từ 'C-NMR của H,