TONG HOP: 1 Tén axit cinamic Thực chất đây là phản ứng dựa trên sự ngưng tụ andol và croton giữa Trang 26 Độ tan của muối thu được khơng lớn, nên sau phản ứng thu được hỗn hợp đĩng rắ
Trang 1
BO GIAO DUC VA BAO TAO
TRUONG BAI HOC SU PHAM THANH PHO HO CHi MINH KHOA HOA HOC
eooXfeoo
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
NGHIÊN CUU TONG HOP MOT SO CHAT CHUA DI VONG 1,2,4 — TRIAZOL
Chuyên ngành : Hĩa Hữu Cơ
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Tiến Cơng
Trang 2UE RE - ———————- uy Trang3 ĐẶT VẤN ĐỀ ` 4 PHUONG PHAP NGHIEN CUU F410044018440i60 00234614 PHẦN A: TỔNG QUAN: sessssssuuveceseesessunuessesersnenseauusscssseteneetensnenues -6 '; Đi vững NA < NH0 tá ccccc06GGGt0Sy0Si0Azeccjsabsysse 6
1) Cấu tạo vịng l,2,4 — triazol: .- ¿5s sS << srvseexs 6 2) Tính chat cba dj vOng 1,2,4 — triaZol: : cccccccssscosssssessevesssssensceonse’ 7
3) Phương pháp tổng hợp dị vịng 1,2,4 - triazol và dẫn xuất: 13
II Ứng dụng của đị vịng 1,2,4 - triazol và dẫn xuất của nĩ: 17
PHẦN B: THỰC NGHIỆM: TT ON ONO
BS OG Wie INE vào seeeiseaseeebevtdeieerixix24001404600016461136n66161 20
II Tu BH VÀO CIẤP tác tát G6 G0áGGGGAcLi0iiciiiiccsuqxiii 21
TH Hết RTT Á eeneiiiriieaiiieesieeeeeenesssseesex 21
7ì Wear ities eben 22122022 set rae asia aaa 21
©- RVR OBUROUE CED, « ccccscerncesscsss scccernecesceneinacdrecosansceresstiscucscenusesumnecss 21 è Erxvioimamat (HÀ <2 cscciccescaizgsanaak 21
NI TL —Ỳy-zỷ-aneaeeeeeeeaeeeeceeseseeo 22
s Hit aftcos axttĐÐeneotc (H024 20 Ác 2220622006662 csksáe 22 e Hidrazit của axit cinamic (H): {00G cccceĂSVScSSssesssssee 22
4)Tổng hợp thiosemicacbazit: .- 5-55 ccc+<c<s<xeSe OY 2
Trang 3¢ Benzoylthiosemicachbazit (Thy): .css:sscseseseeseeseeesseeceenenenseenenss 22 ¢ CimamylthiosemicacbaZit (Thy): .cccccscccseceseereeseeesesteceesseeeseneees 22
SJ]Tổng hơn 1224 = trie sssssisccsccsccccccatastosinxasnnitoninotenvieanseaneasacnnanes 22
+ 3— mecapto — 5 — phenyl — 4H — 1,2,4 - triazol 22 « 3— mecapto — 5 — cinamyl — 4H — 1,2,4 - triazol 22
PHẦN C: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN: 24
Ti, Tổng hdQD1cckccct1200000202cdA5G131006s6au4aci64L000G48y062001368662206334c4 24 II Kết quả nghiên cứu cấu tạo các chất: .- c5 5< 55x <2 30
Ù) NMI độ ĐH PHẨY dưa há 0bpcogccoCGccccccocoio 30
2) Phổ hồng ngoại: 6 6S St Sxeezsrkrsrrsrrsrsrsreree 31
KẾT LH ákkiibiiGskniGk0 10h30 tuS001)6015.0086a240i3.61ã1 6560) 35
TÀI LIỀU THAM KHẢO —UAS2s602161066 37
Trang 4LOF CAM ON
Dé hoan thanh luin van nayngodl s¢ né lute ctia bin than con cd se
gif dE cia lhiy cé wa ban be.Nhan diy em xin chin thanh gi loi cam on dén:
Thiy Ngayén itn Cong da tin lim hiting din wa nhiél linh gif dé em trong sul thet gian lhite hién dé lai
ém cting xin chin thinh gdi li cim on dén các thdy cé tong li’ Hoa
hate cd néé bơng wa Khoa Héa néé chung dé lao diéu kién lhudn lai cho
em
Din chin thanh céim on ede ban tong li Héa hia conhitng ngubi
Trang 5DAT VAN ĐỂ
Téng hợp hữu cơ nĩi chung và tổng hợp các chất dị vịng nĩi riêng ngày càng phát triển và đĩng gĩp tb lớn vào kho tang khoa học về cả phương diện lý thuyết và cả thực tiễn, nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng cao của
con người Đây là hợp chất dị vịng hiện đang được thu hút được sự chú ý
của nhiều nhà nghiên cửu Vì thế, việc chọn để tài này chủ yếu dựa trên cơ sở học hỏi, đồng thời gĩp phần khẳng định khả năng phong phú trong nghiên cứu, ứng dụng dẫn xuất 1,2,4 - triazol
Mặt khác hợp chất dị vịng phần lớn đều cĩ hoạt tính sinh học và cĩ
nhiều ứng dụng trong thực tiển Trong nhiều trường hợp quan srọug dẫn xuất triazol được dũng để diệt cỏ dại, nấm, các loại cơn trùng, kháng khuẩn, kháng nấm Và nhiều ứng dụng khác trong phẩm nhuộm, phim ảnh và cơng
nghiệp cao su
Từ những vấn để trên em đã chọn để tài: "Vghiên cứu tổng hợp một số
chất chứa dị vịng 1;2,4-triazol ”
Trong để tài này,chúng tơi hướng đến một số mục tiêu sau: -Tổng hợp axit xinamic bang phản ứng Peckin
-Điều chế este và hirazit của:axít benzoic,axít xinamic
-Tổng hợp dị vịng 1,2,4-triazol từ hirazit tương ứng
-Nghiên cứu cấu trúc (phổ hồng ngoại) của các hợp chất tổng
hợp được
Trang 6
+ Phương pháp nghiên cứu:
Trang 7T TT GVHD- ThŠ Nguoễä Tiến Cĩ PHAN A: TONG QUAN I Di vong 1,2,4 — triazol: 1) Cấu tạo: Dị vịng 5 cạnh chứa 3 dị tử là nitơ được gọi là trlazol Tùy thuộc vào vị
trí tương đối của các nguyên tử nitơ trong vịng, người ta chia thành 1,2,3-
triazol (1) va 1,2,4 — triazol (II)
TA N HC V2 CH
N Ps a N A
ts H
(D (H)
1,2,4 — triazol cịn được gọi là sym - triazol (s — triazol) là chất rắn nĩng chảy ở 121°C và sơ‡ ở 260°C Đây là một hợp chất cĩ tính thơm bởi
các nguyên tử trong đị vịng đều ở trạng thái lai hĩa sp” và cĩ 6 electron
thỏa mãn qui tắc Hueken (4n + 2)
Trang 8Lud fLnghii GVHD: Ths Nguyễniến Cĩ Người ta cũng đã biết rằng 1,2,4-triazol cũng như dẫn xuất 1,2,4,-triazol
chứa hai nhĩm thế như nhau ở vị trí 3và 5luơn tổn tại ở hai dạng
tautome:dạng l1-(I) và dạng 4-(II) CH CH « HỆ~ / HC / | ⁄Z N (R) NH—=—CH cả: ® N ` ấu
Cân bằng này xảy ra với tốc độ rất nhanh, nên phổ NMR khơng ghi
được Khi gốc R = CH¡, chỉ cĩ một tín hiệu của nhĩm CH¡ Việc nghiên cứu
phổ Rơnghen cũng như tính tốn momen lưỡng cực của 1,2,4 - triazol trong
đioxan (3,17D) và của 4-phenyl-1,2,4 — triazol (5,63 D trong benzen) cho
thấy rằng dạng 1H là bển vững hơn Những tính tốn gần đúng cho thấy
1,2,4 — triazol dễ tạo muối tại NỈ, chỉ cĩ 3,5 — diankyl/diaryl - 1,2,4 -
triazol mới cĩ khả năng hình thành muối tại NỈ
2) Tính chất của 1,2,4 - triazol :
1,2,4 — triazol là một hợp chất cĩ độ thơm cao Các dữ liệu thực
nghiệm chỉ ra rằng vịng 1,2,4 - triazol rất trơ với nhiều tác nhân mạnh
như lii nhơm hidrua, kalipemanganat, peoxit và nhiều tác nhân khác Phản ứng thế electrophin vào nguyên tử cacbon của 1,2,4 - triazol xảy ra
Trang 9
rat cham chap Cho đến nay các phản ứng sunfonic hĩa, Friedel — Crafts
(cả alkyl hĩa và axy! hĩa) 1,2,4 — triazol đều chưa được biết
Pha i i
So với benzen; khả năng phản ứng thế vào nguyên tử cacbon của vịng
1,2,4 — triazol kém hơn nhiều Khi vịng 1,2,4 - triazol cĩ nhĩm thế pheny!
thì phản ứng nitro hĩa luơn xảy ra ở phía nhân phenyl
Chẳng hạn, người ta đã thực hiện được phản ứng nitro hĩa đết với 3
hidroxi 1,2,4 - triazol bằng HNO: bốc khĩi thu được 3 — nitro — 5 — hidroxi ~ 1,2,4 - triazol H H | + HNO; TDM ou | + mo | H H Khi Liti hod | — ( 2 — pyridyl) — 1,2,4 — triazol tao ra bistriazo ở “2= Ở-Ơ b)Phản ứng của tác nhân Nuclêophin vào cacbon:
Theo [2] phan tng cia 3 — iod — | — metyl ^ 1,2,4 — triazol với 2 -
metylbut — 3 — in — 2 —.ol tao ra 3 — etylnyl — 1 - metyl - 1,2,4 - triazol:
Trang 10
Lơ ý nghị, =VHD- ThŠ Nguyễn Tiến C Me Me Me N N N N HC=CCMe2OH CuCl2 N OH Si cà —< CQ wn WL ee
Đun lưu huỳnh với triazol cĩ nhĩm thế ở nitơ số 4 cho ta các thione: như
là từ 4 - phenyl — 1,2,4 - triazol thu được 4 — phenyl —- 1,2,4 - triazol — 3 — thione ï | N S éCị =- \_ự c)Phả hân Electro :
Các phản ứng với các tác nhân electrophin tấn cơng vào nguyên tử nitd
được nhiều tác giả nghiên cứu
Coburn và cộng sự.của ơng đã tổng hợp được NỶ — axetyl - 3 — amino -
1,2,4 — triazol theo sơ đồ:
ye
X - hm +cH,co0 — 7
Năm 1976, Louis - Benjamin'đã tiến hành ¿šềnÌ hĩa và metyl hĩa
Trang 11N——NH ON “ Ae = " ee | , Bt) , onl MLN ——®M, CH: H
Việc chuyển hĩa các nhĩm thế của vịng 1,2,4 - triazol cũng đựơc nhiều tác giả quan tâm Tuy nhiên alkyl hĩa trên NỶ thì khĩ hơn NỈ hoặc NỶ d)Phan ứng trên nhĩm thế:
Từ các hợp chất 5 — aryl - 3 — mecapto - 1,2,4 — triazol, các tác biả [3]
đã tổng hợp các hợp chất 5 —- aryl - 3 — metylthio — 1,2,4 - triazol:
AI + CHÍ — => ”i7-12 —
NO;
Sự alkyl hĩa tào N xảy ra với các gốc alkyl: metyl, etyl, benzyl và các
gốc hidrocacbon mạch ngắn Vì thế khi tetraacêtylglucopyranosyÌ hĩa của 3 - metyl — 4 — phenyl — 1,2,4 — triazolyl — 5 — thiol thì thế trên S, khi cĩ mặt Hg” thi cho hdp chat déng phan (ID):
Trang 12we t ra c e X) “we —— ena” a” ° Ds On
Cac amino — 1,2,4 — triazol va cdc din xuất của nĩ được quan tâm đặc
biệt bởi những ứng dụng thực tiển của nĩ trong y học, trong cơng nghiệp, nhiếp ảnh và trong nơng nghiệp Chẳng hạn từ 3 — amino - 1,2,4 - triazol
Trang 13On we O00~ — NH- C-CH;COCH; — Oa | a a a O
Khi đun hồi lưu 3,4 - diamino — 5 — alkyl/ ary! — 1,2,4 — triazol ở dạng
bromhidrat với etyÌaxetat cĩ mặt natriaxetat trong 3 giờ cũng thu được hợp
chất triazepin tương tự như trên
Bằng cách diazo hĩa nhĩm amino sau đĩ chuyển thành hidroxi,
Thomas J.Schwan đã tổng hợp được axit 5 - hidroxi — 1,2,4 — triazol - 3 —
cacboxylic axít này sau đĩ đã được tiếp tục chuyển hố thành este:
“S HÀ -coou #8 ho-Ÿ_ - COOCH,
H H
Gần đây, vào năm 1998, lag Mohan và Sangorta Kataria [4] khi đun hồi lưu hỗn hợp đẳng phân tử của bromxyanua BrCN với 4 - amino — 3 — etyl -
5 — mecapto — s — triazol đã thu được 6 — amino — 3 — etyl — 3 triazol — [3,4
— b] — thiadiazol theo so 46 phan tng:
Trang 14aLudn vdn 16t nghigp
| \ | Ư —— `
NH;
3) Phư V 4 - triazol và dẫn xuất:
Phương pháp đơn giản nhất tổng hợp 1,2,4 - triazol là ngưng tụ diaxyl
hidrazin với amoniac hoặc amin theo sơ đồ:
N—N
RCONHNHCOR +R'NH, 2220 wll MN N
Phương pháp này cho hiệu suất cao
Một phương pháp phổ biến khác để tổng hợp các hợp chất chứa vịng
1,2,4 - triazol (s-triazol) là khép vịng các axylthiosemicacbazit hoặc axylsemicacbazit hoặc aminoguanidin trong mơi trường axit hay mơi trường kiểm: HN——N -R' 0 RCONH - N - CSNH; ——> R- l as k N
Bằng phương pháp này Thomas J.Schwan đã tổng hợp được axit 3 -
Trang 15: snchid 2VHD- ThŠ Nguyễn Tiến C Để tổng hợp 3,5 - điankyl/ diaryl - 4 - ánkyl/ phenyl - 1,2,4 - triazol,
cĩ thể dùng tác nhân nucleophin ArNH; tác dụng với 2,5 - điankyl/ điaryl -
1.3.4 - oxadiazol theo sơ đồ: N \ CH; 1G » C5H, ` C,H; 1G Ầ C;H; 0 N À Ar: C,H; -; 2 - CH;:C,H, -; 3 - CH:C;H, -;4 - CH;:C,H; -
Cũng cĩ thể tổng hợp các hợp chất 3,5 - diankyl - 4 - amino/ ankyl
amin - 1,2,4 - triazol theo sơ đề: N——N — CH; - t Sc Pe CH; - [ À.en Lộ NH-R (R:H,CH;, C;H;)
Một hướng tổng hợp dị vịng 1,2,4 — triazol được rất nhiều người quan
tâm là tổng hợp các chất 5 — aryl/ ankyl — 4 — amino/ arylamin — 3 —
Trang 16Ll ý nghịê GVHD: 1hŠ Nuuễn Tiến Cĩ
Phương pháp này địi hỏi nhiều thời gian qua và trãi qua ba giai đoạn nên hiệu suất chung của quá trình khơng cao Nhằm nâng cao hiệu suất của
quá trình tổng hợp các hợp chất dãy 4 - amino - 5 - aryÌ - 3 - mecapto -
1,2,4 - triazol, Jack R.Reid đã để xuất phương pháp tổng hợp mới theo sơ đồ: ỷ—N \ RCONHNH; "> RCONHNH-CH-SHK* ee Be CC » - SH NH,
Nhờ sử dụng phương pháp này nhiều tác giả đã tổng hợp được các hợp chất 4 - amino — 3 — aryl — 5 — mecapto — 1,2,4 — triazol
Một phương pháp khác để tổng hợp các hợp chất 4 — amino — 3 - aryl —
5 - mecapto - 1,24 - triazol là đi trực tiếp từ axit cacboxylic và thiocacbohidrazit [4] Sơ để phản ứng như sau:
N——N CH,CH,COOH + H;N - NH -C - NHNH; + C;H‹- { À - SH
N
NH
Sản phẩm phản ứng trên được dùng làm chất đầu để tổng hợp các hợp
chat imidazo — [1,2— đ] - s - triazol — [3,4 - b] — 1,3,4 — thiadiazol là các
hoạt chất kháng nấm, kháng khuẩn cao
Trang 17
Trong những năm gần đây, các hợp chất 4,5 - diaryl - 3 - mecapto - 4
~ amino — 3 - aryl - 5 - mecapto - 1,2,4 - triazol được rất nhiều tác giả
quan tâm Các chất được tổng hợp theo sơ đồ chung sau:
J\
Ar-CONH - NH; “AES Ar- CONHNH -( -NHAr — Ar- ( À - SH S
} le
Với các gốc Ar, Ar’ khdc nhau sé téng hợp được một loạt các hợp chất cĩ nhĩm thế ở NỈ Các chất đã tổng hợp ra đều thể hiện cĩ hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm
Ngồi ra cĩ thể tổng hợp 1,2,4-triazol từ các hợp chất dị vịng khác như
là:
se - Phản ứng của 2-metylamino-l,3,4-thiadiazol tạo thành
triazolinethione (5-thiol-4-metyl- 1 ,2,4-triazol) xảy ra với hiệu suất tốt
ở 160°C
S A Nig
é anne MeNH?,1600C X email
Trang 18II) Ứng dụng của di vịng 1, 2, 4 — triazol và dẫn xuất của nĩ:
Phần lớn 1, 2, 4 - triazol với lượng nhỏ thì dùng làm thuốc thử phân
tích, cịn lượng lớn hơn thì dùng cho mục đích nơng nghiệp Ứng dụng nhiều
nhất và quan trọng của dẫn xuất triazol được dùng để diệt cỏ dại, nấm, các
loại cơn trùng
s« Trong tổng hợp hữu cơ : 1,2,4-triazol là chất xúc tác tốt nhất trong
việc tổng hợp peptit
Ví dụ: sự ngưng tụ glycin thành triglycin ở pH = 6,7 — 89 tang lên 10 đến 20 lần nếu cĩ sự hiện diện của xúc tác 1, 2, 4 — triazol
Sơ d6 phan tng sau miêu tả đặc tính xúc tác 1, 2, 4 — triazol: N——NH CA prymoe <n (1) ZA N N -~CRHCH,CO (= NOH + o 5 (3) j— t (4)
Sự cộng NH vịng triazol vào ceton (1) tạo ra (2) và oxim khơng bền (3) tạo ra isoxaol (4) (4) khơng thể tổng hợp bằng cách cộng hidroxylamin
vào (1) mà khơng cĩ mặt triazol
® Trong nơng nghiệp:
+ 3— amino — 1, 2, 4— triazol là 1, 2, 4— triazol đầu tiên được sản xuất
qui mơ lớn, cĩ ứng dụng làm thuốc trừ cỏ trung tính, làm thuốc rụng lá ở cây bơng Nhưng nĩ cĩ độc tính là ức chế các enzim xúc tác ở gan và thận, và làm suy kém chức năng tuyến giáp ở động vật và cĩ thể là chất gây ung thư,
Do đĩ việc sử dụng aminotriazol trong việc bảo vệ những cây thực vật ăn
được cĩ thể bị hạn chế Nhưng hiệu quả gây bệnh tìm thấy thấp ở động vật và chưa tìm thấy ở người Một trường hợp khác aminotriazol được thăm dị trong việc chống lại tia X trên chuột
Trang 19
Cĩ thể nĩi aminotriazol dùng làm thuốc diệt cỏ tốt nhất ma khơng cĩ một dẫn xuất triazol nào thay thế được
Aminotriazol với nồng độ thấp đẩy mạnh tăng trưởng nhưng bistriazol
(5) thì cĩ tác dụng ngược lại:
+ 4 — butyltriazol là một thất diệt nấm nhưng làm hại cây giống nhưng
sử dụng phức (6) thì tránh được sự hư hại đĩ: en Nhiều dẫn xuất alkyl và aryl của mecaptotriazol cĩ hoạt tính chống lại nấm và một vài vi khuẩn khác Ngbài ra, thion đơn giản nhất (7) chống lại tia X trên chuột, hợp chất (8) cĩ tác dụng chống viêm H Ph A, X ) Me2NCHzCH2 bea (7) (8)
e Trong phém rhuém va nhiếp ảnh:
N6i 1,2,4-triazol véi dimetylsunfit va vang(I)clorua c6 thé sit dung dé
ma kinh
Trang 20
Luơn sản tốt nghịê GVHID: Th$ Nguyễn Tiến Cĩ
Nhiều dẫn xuất 1,2,4-triazolcũng ứng dụng trong nhiếp ảnh.Như là s-
propargylthiol (9) để ổn định nhũ tương trong phim ảnh:
ủ
£
SCH2CECH se Trong cơng nghiệp cao su:
Sự hình thành polyamid bởi sự ngưng tụ của axit đicacboxylic hoặc
điisocynat với hợp chất điamino như (10).Phản ứng của (10) với 2,6-
naphtalenđicacboxylic axít cho ta hợp chất cĩ ứng dụng trong phim chịu nhiệt: (9) Ph Đ (10)
« Trong sản xuất phụ gia:
Phản ứng của tributyl chì hidroxit với animotriazol cho ra (1 1) mà chất này
Trang 21puin & THỰC NGHIÊM I) So dé téng hop: 7 a ˆ q u ul a + + CaH:OH +N2H, QOOH — OOCaHs ———> , — HSOQ - C;H;OH +KNCS _ HANS | (CO) gu —+ NaOH „_ ot H -es ki t/a "CICOOM -erecoon TS HaSOa +N¿H¿ C-cè=cu-coocau —= H—C Hy ENS s C;H:OH
-ee-pmnnes —LNOU „ Ope
Trang 22Luơn văn tất nghĩê SVHD: Thề Nguyễn Tiến Cơ
II) Tiến hành tổng hợp:
¡) Tổng hợp axit ciamic (ngưng tụ Peckin) (A;):
Cho vào bình cầu đáy trịn 6 ml benzandêhit vừa cất lai 10 ml anhidritaxêtic và 5g K;ạCO; khan vừa sang lại và nghiền mịn Lắp sinh hàn
hồi lưu, đun nĩng hổn hợp trên nổi cách cát ở 180°C trong 2 giờ Để nguội đến 100C rồi thêm hổn hợp phản ứng 100 mÌ NaOH 2N Chuyển hổn hợp
sang bình cầu đáy trịn lớn hơn và lấp vào bộ cất hơi nước để loại
benzanđêhit khơng phản ứng Sau đĩ thêm vào phần cịn lại trong bình cầu
lg than hoạt tính và đun sơi 10— 15 phút rồi lọc
Để nguội dung dịch rồi axit hĩa bằng axit HCI đặc cho đến phản ứng
theo giấy Cơnggơ (khoảng 20 ml) Kết quả của axit xinamic ở dạng tỉnh thể ĩng ánh lọc lấy kết tủa
Kết tỉnh cịn lại trong hỗn hợp rượu + nước Hiệu suất: 4g
Nhiệt độ nĩng chảy: 133 - 135C
2) Tổng hợp este: etylbenzat (E;) và etylcinamat (E;):
Cho vào bình cầu 250 ml: 0,08 mol axit benzoic (hay acid cinamic) thêm từ rượu etylic cho đến khi tan hết axit (khoảng 60 ml) Nhỏ 4 ml H;SO, đặc, thêm đá bọt Đun hồi lưu trong 5 giờ Cất đuổi bớt rượu.để nguội trung hịa
bằng Na;CO;, tách lớp Đem đi chiết lấy phần este ở lớp dưới, thu được este dạng lỏng.Chưng cất thu lấy sản phẩm ở:
Nhiệt độ sơi: E;: - 34,6, E;: 7,5C Hiệu suất: 38%
Trang 23
3) Tổng hợp hidrazit:
« Hidrazit của axit benzoic (H)) « Hidrazit của axit cinamic (H;)
Cho vào bình cầu este: etylbenzoat (E,) (hoặc etylcinamat (E;)) thu được ở trên và hidrat 80% theo tỉ lệ mol 1:3 rồi cho thêm etanol khan đến khi hỗn
hợp phản ứng tạo thành một pha đồng nhất Dun héi lưu trong 6 giờ Cắt đuổi bớt rượu Làm lạnh từ từ, sản phẩm tách ra ở dạng rắn Lọc lấy kết tủa
Kết tỉnh lại trong rượu etanol thu được tỉnh thể hình kim, màu trắng
Nhiệt độ nĩng chảy: H; 1 12°C
Hiệu suất: 85%
4) Tổng hợp benzoyl thiosemicacbazit (Thị) hộc cinamyl thiosemicacbazit
(Th;):
Dun hồi lưu hỗn hợp của 0,01 mol hidrazit của axit benzoic (hoặc
hidrazit của axit cinamic) và 0,01 mol KSCN (1,94g), 2ml HCI đặc trong 30
ml HạO trong 6 giờ Để nguội rồi lấy kết tủa, kết tinh lai trong etanol
Nhiệt độ nĩng chảy: Thị: 202,5°C (theo tài liệu 198°C)
Hiệu suất: 84%
5) Tổng hợp 3 ~ mecapto — 5 — phenyl — 4H — 1,2,4 - triazol (T¡) hoặc 3 -
mecapto — 5 — cinamyl — 4H — 1,2,4- triazol (T;):
Cho 0,05 mol benzoylthiosemicacbazit (hoặc cinamyl thiosemicacbazit)
hịa trong 15 ml KOH 2N, đun hồi lưu trong 6 giờ Axit hĩa phần nước lọc
bằng HCI thu lấy, kết tủa, rửa bằng nuớc, kết tỉnh lại trong etanol thu được
sản phẩm
Trang 24Lud fe nghia 2VHID: ThŠ Nguyễn Tiếu Cơ
Nhiệt độ nĩng chảy: T;: 203 - 205°C Hiệu suất: 63%
Trang 25PHAN C KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN I TONG HOP: 1) Tén axit cinamic
Thực chất đây là phản ứng dựa trên sự ngưng tụ andol và croton giữa
Trang 26Độ tan của muối thu được khơng lớn, nên sau phản ứng thu được hỗn
hợp đĩng rắn Sau khi axit hố và lọc sẽ thu được axit thơ Phải cho dư axít để chuyển hết muối thành axít
Qua thực nghiệm chúng tơi thấydùng xúc tác K;CO; cho hiệu suất
cao hơn CH;COONa
Axít xinamic thu được là những tỉnh thể hình lá,màu trắng Nhiệt độ nĩng chảy: 134- I35”C (1ý thuyét 133°C)
Trang 27Cơ chế phản ứng: HOR’ R! + / R- ont R- -~on HOR Coa -ƠH2 H H H ch sọ He W R’
Khơng nên cho quá nhiều axít vì HỈ sẽ proton hố rượu
Rượu etylic vừa là tác nhân vừa là dung mơi Do đĩ lấy dư rượu nhằm tăng hiệu suất phản ứng,sau phản ứng cất rượu dư ra
Sau khi cất rượu ta kiểm hố để loại bỏ axít dư tạo thành muối tan
trong nước để thu lấy este (khơng tan trong nước)
Giai đoạn trung hoa bang NaHCO, nén cho từ từ đến khi giấy chỉ thị
khơng đổi màu, khơng nên cho đư kiểm vì este bị thuỷ phân trong mơi
trường kiểm
Este thu được ở thể lỏng ta tách được để dàng bằng phương pháp
chiết.Để chiết este tan trong muối một cách triệt để ta chiết bằng ete
Trang 28Lud ‘nghiz 2VHD: Th$ Nguyễn Tiến Cĩ 3) Tổng hợp hidrazit:
Phản ứng điều chế hidrazit xảy ra theo sơ đồ sau:
Ar COOC;H; + ĐH; - NH; > Ar CONHNH; +C;H;OH
Cơ chế phản ứng này giống như sự thuỷ phân este trong mơi trường
kiểm chỉ khác là tác nhân tấn cơng vào C cacbonyl khơng phải là OH' mà là NH — NH, Co ché: NHONH? -O-C2Hs + HạN-NHạ =———> ~O-ChHs H2NH? Ar-C-O-C2aHs ———> HN + C2HsOH
Dùng rượu làm dung mơi phản ứng vì : hidrazin và este khơng tan lẫn
nhau,mà cả hai đều tan tốt trong dung mơi hữu cơ(tốt nhất là rượu)
Nên dùng vừa đủ rượu nhằm tăng hiệu suất phản ứng bằng cách:cho từ từ hidrazin vào este rồi đến rượu để tạo hổn hợp đồng nhất
Để tăng hiệu suất dùng dư hidrazin, nhưng hidrazin nhiều sẽ tạo mơi
trường kiểm thuỷ phân este.Do đĩ lúc đầu cho lượng hidrazin vừa đủ, sau
đĩ thêm hidrazin sau mỗi giờ đun
Trong quá trình tạo ra hidrảzit,rượu etylic là dung mơi phản ứng đồng
thời nĩ cũng hồ tan sản phẩm sau phản ứng Do đĩ vẫn đuổi rượu etylie
trước khi để nguội hỗn hợp sau phản ứng để hidrazit dễ kết tỉnh (vì nĩ tan
rất tốt trong rượu etylic)
Trang 29
Luơn vản rất nghị GVHID- ThŠ Nguyễn Tiến Cĩ
Chúng tơi đã tiến hành thí nghiệm với axít xinamic (H;) trong điều kiện tương tự,nhưng chưa thu được sản phẩm tỉnh khiết hidrazit tương ứng
Vì sản phẩm tạo ra ở dạng lỏng,tuy nhiên bị thuỷ phân trong quá trình
chưng cất.Do đĩ, lấy sản phẩm thu được chưa tỉnh khiết điều chế tiếp giai
đoạn sau
Hidrazit của axít benzoic thu được :
Nhiệt độ nĩng chảy: 112°C (tài liệu :112°C)
Trang 30Luơn ván đốt nghiê GVHID- ThŠ Ngoễn Tiến Cơ
Thực chất cơ chế phản ứng trên giống như cơ chế axyl hố amin tạo
liên kết C-N Nhĩm cacbonyl ở đây được thay bởinhĩm _ œc_
i
S
Điểm bất thường ở đây là cinamylthiosemicacbazit khơng được tạo ra mà nĩ đã đĩng vịng tạo thành 3 - mecapto — Š ~ s tiryl — 1,2,4 - triazol
Do khơng tách được hidrazit ở dạng tỉnh thể, trong đĩ cịn hidrazin dư tạo
mơi trường kiểm nên đã đĩng vịng để tạo ra 1, 2, 4 - triazolvà cĩ lẽ do
sản phẩm tạo thành cĩ khả năng phản ứng cao do hình thành một hệ liên
hợp tốt với nhiều trung tâm phản ứng: CO Wut a Wu Phổ hồng ngoại Th,(xem bảng 2 và phụ lục) cĩ các mũi đặc trưng sau: wy.: 3143-3285 cm ` “Ha: 3418 cm", Vezo: 1703-1685 cm” vc„c(thơm): 1605-1550 cm”, Vees: 1264 cm’, 5 Tổng hợp 1, 2,4 triazol Ngưng tu đĩng vịng để tạo ra hợp chất dị vịng 5 cạnh 2 dị tố C và N nhờ phương pháp vịng hố nội phân tử dưa trên sự tương tác electron - nucleophin : HN——NH ee Tu" š 4¬» ae I \, a ss 6 nO wi oi?
C6 thé déng vong | , 2, 4 - triazol trong mơi trường axit
Trang 31T;:: vs : 3382-2676 cm", Vc.c Và vc„w: 1687-1619 cm’, vc.c(mạch thẳng): 1525-1456 cm” Voes: 1177 cm"
Il Kết quả nghiên cứu cấu tạo các chất :
Nhiệt độ nĩng chảy của các chất thường phụ thuộc vào khối
lượng phân tử,lực tương tác giữa các phân tử,liên kết Hiđro
Sau khi chuyển axit (A;vàA;) thành este (E; vàE;).Các este đều
ở thể lỏng cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp hơn các axít ban đầu(tồn tại ở
thể rắn).Điều đĩ cĩ thể giải thích do axít cĩ liên kết Hiđro giữa các
phân tử làm cho nhiệt độ nĩng chảy cao :
VAN NA ÁN
Các este mặc dù cĩ khối lượng phân tử lớn nhưng khơng cĩ liên kết Hiđro nên nhiệt độ nĩng chảy giảm.Điều này hồn tồn phù hợp
với quy luật chung và một trong các dấu hiệu giúp chúng tơi xác định
các este đã được tạo ra
Nhiệt độ nĩng chảy của H; và H; thấp hơn các axít tương ứng, cĩ
thể do H và H; cĩ kích thước phân tử cổng kểnh Liên kết Hiđro
ngọai phân tử cũng yếu hơn so với các axit tương ứng,do nguyên tử
Hiđro kém linh động hơn.Mặc dù vậy các Hiđrazit thu được đều cĩ
nhiệt độ nĩng chảy cao hơn các este tương ứng
Khi chuyển Hiđrazit sang Thiosemicacbazit(Th, vàTh; ),nhìn chung nhiệt độ nĩng chảy đều tăng là do sự tăng khối lượng phân tử
Khi đĩng vịng,sản phẩm tạo ra cĩ nhiệt độ nĩng chảy cịn cao
hơn nữa Cĩ lẽ các sản phẩm hình thành đễ tạo liên kết Hiđro nhờ sự
phân cực của liên kết S-H
Trang 32Luời sJÉ 2b GVHD: Ths Nguyễn Tiến Cĩ
2).Phổ hồng ngoại của các chất nghiên cứu (bảng 2)
e Khi so sánh phổ IR của các axit (A, và A;) với các este (E; và
E;) chúng tơi nhận thấy giống như axit este cũng cĩ các vân dao động
hĩa trị liên kết C = C (thom), C = C (mach thing),
C - H (thơm), C - H (no), Nhưng bên cạnh sự giống nhau đĩ, giữa este và axit cịn cĩ sự khác biệt rất rõ rệt Nếu ở axit vùng từ 2000 -
3000 cm” cĩ một vân hấp thụ mạnh và rộng đặc trưng cho dao động
hĩa trị của liên kết O-H (cĩ tạo liên kết hiđro) thì ở este vùng này
hồn tồn khơng cĩ tín hiệu hấp thụ, và đồng thời tần số dao động
của liên kết C = O chuyển lên vùng cao hơn Điều này hồn tồn phù hợp với quy luật thơng thường, do đĩ giúp chúng tơi xác nhận được
axit A¡ và A¿ đã tham gia phản ứng và sản phẩm este E; và E; đã
được tạo ra
e Trên phổ IR (xem phụ lục ) của hiđrazit (H;) Đặc biệt ở vùng
trên 3000 cm” lại cĩ sự khác biệt khá lớn Nếu ở H; trong vùng 3300
- 3250 cm” cĩ xuất hiện các vân dao động hĩa trị với cường độ mạnh
và rộng đặc trưng cho nhĩm -NH; và -NH-, thì trên phổ của este hồn
tồn khơng cĩ tín hiệu trong vùng này Ngồi ra tần số dao động hĩa trị của nhĩm cacbonyl trong phân tử hiđrazit lại giảm so với Ve_.y
trong este (E;}: Vo_o = 1710, H, : Vo=0 = 1660) khoadng 50 cm’
Tất cả các hiện tượng trên, cĩ lẽ được giải thích khi chuyển từ este
sang hiđrazit đã làm xuất hiện hệ liên hợp n - II của cặp electron
chưa liên kết của nguyên tử nitơ trong nhĩm -NH- với nhĩm C = O,
do đĩ tần số ve chuyển vé giá trị nhỏ hơn
Qua việc phân tích so sánh phổ IR của este với hiđrazit đã xác
nhận cấu tạo của hiđrazit tổng hợp được
e Như trên phổ IR (xem phụ lục) của Thiosemicacbazit (Th,) ngồi các vân dao động hĩa trị liên kết C = C (thơm), C = O, -NH- H;N-,đặc biệt cịn xuất hiện thêm một vân mới đĩ là Vc.e = 1264
ecm', Chứng tỏ đã cĩ sự chuyển hiđrazit (H;) thành muối
thiosemicacbazit (Thị)
Trang 33liên kết hiđro trong nhĩm S-H Cịn ở vùng 1593-1424 cm” là của
liên kết C = C và C = N liên hợp với nhau Ngồi ra cịn cĩ vùng 1224
cm cĩ một vân của liên kết C = § Điều này được giải thích là do
triazol tổn tại ở 2 dạng hỗ biến: —N —N | is Ì H A H H
Mặt dù khơng thu được sản phẩm Thiosemicacbazit (Thạ) nhưng sản
phẩm T; thu được cĩ nhiều đặc điểm giống với sản phẩm T; (vs : 3382-
26716 cm”, ve-c , Vc-w : 1687-1619 cm”, vc-s:1177 cm`).Điểu đĩ cho
phép chúng tơi kết luận T; cũng là một đị vịng
Trang 36
KẾT LUẬN Qua quá trình tổng hợp,chúng tơi đã tổng hợp được các chất sau: Etylbenzoat (E;) Hidrazit của axít benzoic (H;) Benzothiosemicacbazit (Thị) 3-mecapto-5-phenyl-4H-I,2,4-triazol (T)) AXit cinamic (A)) Etylcinamat (Eạ) H:drazit của axit cinamic (H;) Cinamyl thiosemicacbazit (Thạ) 3-mecapto-5-cinamy]-4H-1 ,2,4-triazol (T>)
Do thời gian cĩ hạn nên để tài này chủ yếu tổng hợp dựa trên cơ sở học hỏi,khơng đi sâu vào nghiên cứu
Trong quá trình tổng hợp,chúng tơi chưa thu được sản phẩm Hidrazit
của axit cinamic và Cinamylthiosemicacbazit tỉnh khiết
Do lần đầu tiếp xúc với cơng việc nghiên cứu nên cịn nhiều thiếu sĩt,mong qui thay cơ và đọc giả đĩng gĩp thêm để luận văn này được
hồn chỉnh hơn nữa
Như vậy,theo muc tiêu để ra ban đầu về cơ bản đã được hồn thành
Trang 37
PHU LU C