Nghiên cứu tổng hợp một số hợp chất chứa dị vòng 1 2 4 triazole từ thymol

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC SU PHAM THANH PHO HO CHI MINH CB EICREO KHOA LUAN TOT NGHIEP CU NHAN HOA HOC CHUYEN NGANH: HOA HUU CO Tén dé tai: NGHIÊN Cứu TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT CHCA DI VONG 1,2,4-TRIGZOLE TU THYMOL Người hướng dẫn khoa học: Th.s Nguyễn Tiền Công Người thực hiện: Sinh viên Cao Thị Kim Anh Thành phơ Hồ Chí Minh, tháng 5-2007 Jboan ludn vdn nay, ti xin chin eam on: - Shay Wguyén Fién Cong da tan tinh chi bao, hiténg dan suédt thoi EHTEL gian giắn bó oới đề tài - C6 Dham Thi Thao va thay Wguyén Thuy Oa cin phu teach phong thi nghi¢m da tao diéu kién thuuận lợi giúp téi hoan qua trinh thite nghi@m Su pham Tp Wé Chi Minh da day dé tdi suét thei gian hee tap tai Guan Mai, Wai Yen, Qube Bitu va ban bé ~^~ * a than thiét da luén dong vién giúp đỡ Cao Shi Kim Anh —————— —=——-————— - Quy Shay C6 Khoa Hoa truting Dai hee Luận văn tốt nghiệp ——=— mm me mm ES me Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công mee mee ee ee ee me ee eee ee eee ee ee me ee ee ee OE A) saccommemcamnsonnesscescunceemvensccvameusreramenenusiernmiccuomanesieonseentet 03 CHUONG I: TÔNG QUAN 2222 1122121 21211212121 21111 2111 cty 04 ï.1 Giới thiệu Thymol - - - skkEE 331 1v TT 11 Tnhh 04 LLL TO SQ [.1.2 Cấu tạO H111 g1 TT TT HT TT HH 04 ng 04 1A Tinh GIất tiết DĨ bang GIGGUUNGGNGESNGGbStA0880a088 05 Lo Tinh Ghat hộn Hổ oguangb tong ta taxg ng 0i6t0000303)G 0/0 010/008 88080 06 1.3.1 Phản ứng hyđro nhóm hyđroxy - ¿5 2252 5scsz+s 06 13.2, Phan ứng thể đến] Hư HO 15.3, PHôn cán nanaggacnnthdg0atlSD330000 5831000833406 08 nhận (N00 caogaraauaddddGtcodtdtetsttogadgctlilobitbsx6g 09 123.1 Phần ứng nhữm SIM cua ganoatoeacccctiaig00003646(500/G69605098000436010308 II mm 7n, i.x._- =ms.T=s.e.-a.ma -ae.Brsnsrae.=a 12 CHUGNG Th: THUG NG II vs EI eaocceeeracceocaoecceccoeoooeeoncoenooco 14 0n ố "Ta aAA 14 s; — l6 CHƯƠNG III: KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN .-5-5 6S set: 27 III.1 Tổng hợp este etyl cÌoroaxetat - - ¿c3 vv tk xrxrrrrrrvrie 27 III.2 Tổng hợp 4-iođothymol (A)) - ¿5 56x E23 E3 v.v Exzxzvckrrxre 27 III.3 Tổng hợp este etyl thymyloxyaxetat (A¡) este etyl (4-iodothymyloxy) ;b{110 VỆNG::tỈỶỲŸ .4 II4 Tổng hợp thymyloxyaxetohydrazit ;»42(001190 410057777 Ô (B,) 29 4-iođothymyloxy ố aag 30 III.5 Tổng hợp 5-(thymyloxymetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3-thiol (C¡) 5(4-iođothymyloxymety])-4-phenyl- l ,2,4-triazole-3-thiol (Ca) 31 111.6 Téng hop etyl [5-(thymyloxymetyl)-4phenyl-1,2,4-triazole-3-ylthio] axetat (D¡) etyl [Š-(4-iođothymyloxymety])-4-phenyl- l ,2,4-triazole-3-yÏthio| axetat (D2) mem) me wm ewe ee ee eee ao ee acc ee Sinh vién Cao Thi Kim Anh eee me cac cac ca ốc me mm me me me me me mee me me Sa me me em me em me me 33 ee ee ee | Lan văn tot f nghiệp =sm7Ỷm.Ÿẽ m5 maA ĐO II.7 a Tông hydrazit (E,) ee ed GIÚP vién Cường dẫn: ThS Nguyễn MP © GHP G GP G G5 GP Ò GỮP © CD © Q5 GP © GP Ơ GNU GP Ị GP © GP Ă© GUỤ © QHP GP Đ GNẾ © d6 Tiến Cơng GA © G000 © GP © Ơn ð q9 @m hop [5-(thymyloxymetyl)-4-pheny]-1,2,4-triazole-3-ylthio]axeto va [5-(4-iodothymyloxymetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3-ylthio] axetohYyđraZI (E2) - ‹ - ng TT ng nga o @œ 34 III.8 Tổng hợp hyđrazit N-thế (F)) (Fa), (G¡), (G¿) -.-52- 552cc, 36 KT TT ung ntyrngag 000 0A EEGEVEIESốAninssrneeessee 45 TALTIEU THAM KAO oss cccesssssscessazcesssusqussoesisseaseeicuiiapcesesscesieacaaneoannensnereans 46 ;-7- 7704 j3 7; g0 sa pete aaN rUspeaeT eum RNRNESNESTEG 48 ~.-— 7= me mm mm mm m vo Ợm Lớn Go ớn Sinh vién Cao Thi Kim Anh Lớn Ơn CO mm me meme me BỊ ee eee me me ee ee ee ee Luận văn tốt nghiệp me mm mm me me me Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công me me me mm me me mm me me me mm me ee CHUONG ee mm ee me me ee ee MO DAU Thymol thành phần hóa học nhiều loại tinh dầu Cùng với phát triển hóa học hữu nói chung, từ lâu, dẫn xuất Thymol nghiên cứu ứng dụng nhiều ngành khoa học, kỹ thuật, y dược nhiều lĩnh vực khác đời sống Với mong muốn đóng góp thêm vào việc nghiên cứu dẫn xuất Thymol, thực đẻ tài: “NGHIÊN CỨU TỎNG HỢP MỘT SÓ HOP CHAT CHU DI VONG 1,2,4-TRIAZOLE TU THYMOL” Nhiệm vụ đề tài: - Từ Thymol tổng hợp hợp chất chứa dị vong 1,2,4-triazole (este, hydrazit, hydrazit N-thé) - Nghiên cứu tính chất cấu trúc chất tổng hợp nhiệt độ nóng chảy, phổ hồng ngoại, phố electron, phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('H-NMR) Đây hướng nghiên cứu Đối với thân, để tài hội để học hỏi, phát triển kỹ thực nghiệm, nghiên cứu, đặc biệt lĩnh vực tổng hợp, nghiên x ~.~ cứu x cấu ố ốẽ trúc ố số hợp eee chất ee me me chứa me ee dị ee vòng ee 1,2,4-Triazole ee ee ee ee et ee ee Luận văn tốt nghiệp "mcm mm et et om + om + om + ome me mm mt em me Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công em ee CHUONG ee ee ee me le te me le ee me et ee I: TONG QUAN 1.1 GIO] THIEU VE THYMOL Công thức phân tử: C¡oH;4O Khối lượng phân tử: 150 đvC Công thức cấu tạo: ? I.1.1 Tên gọi Thymol Ngồi có tên gọi theo danh pháp IUPAC người ta metyletyl)phenol; hydroxytoluen; gọi thymol 6-isopropyl-z-crezol; la 2-isopropyl-5-metylphenol số tên khác như: 3-hydroxy-p-xymen; 1-hydroxy-2-isopropyl-5-metylbenzen; thyme 5-metyl-2-(14-isopropyl-3camphor; axit thymic Trong số tài liệu tiếng Việt, thymol gọi tymol, timol hay thimol 1.1.2 Cau tao Thymol hyđroxy hợp chất dạng phenol phân tử có nhóm liên kết trực tiếp với cacbon nhân thơm Ngồi phân tử thymol cịn có nhóm ankyl no: nhóm metyl vị trí số nhóm isopropyl vị trí số Vì vậy, nhân thơm nhóm có tác động qua lại lẫn nhau: ^ _ Ảnh hưởng nhân thơm lên nhóm hyđroxy: Nhân thơm kéo cặp electron p oxy phía hiệu ứng -C, nguyên nhân khiến proton nhóm hyđroxy trở nên linh động, dễ tách nên thymol có tính axit yếu Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyên Tiến Công ^ _ Ảnh hưởng nhóm đến nhân thơm: Do ảnh hưởng nhóm metyl, isopropyl gây hiệu ứng cam img +I tac động đến nhân thơm đông thời ảnh hưởng hiệu ứng liên hợp p-x nhóm hyđroxy nhân thơm mà mật độ electron nhân thơm tăng lên Do đó, phần nhân thơm thymol dễ bị tân công tác nhân electrophin tác nhân oxy hóa so với nguyên tử cacbon rượu hydrocacbon thơm Trong ba nhóm: metyl, isopropyl, hyđroxy nhóm hyđroxy với khả cho electron mạnh nhóm định hướng electrophin vào vi tri ortho (vi tri sé 6) va para (vi trí số 4) I2 TÍNH CHÁT VẬT LÝ Thymol tôn dạng tỉnh thể không màu, suốt, có mùi thơm hắc tinh dầu xạ hương, vị cay nóng Thymol có hại nuốt, hít hay thấm qua da Độ tan thymol nước 1a 1:1500, glyxerin 1:190, xăng ete dầu hỏa 1:6, rượu etylic 8:3, ete la 8:3, CCl, la 8:5, axit axetic băng 4:3 tan tốt dầu paraphin, dung dịch propylen glycol, benzen, etylen glycol Dưới số số vật lý thông dụng thymol MOT SO HANG SO VAT LY Nhiệt độ nóng chảy 49-51,5”C (760mmHg) Nhiệt độ sôi 233-234°C (760mmHg) Ap suat hoi 0,04mmHg (6 20°C) mm d7; = 0.9257 g/cm” d” = 0,969 g/cm` Chiét suat me meme mm me me me me me me mm Sinh vién Cao Thi Kim Anh me mm me n'y = 1,5044 mm me mmm mem me em ee ee ee eee ee ee ee Luận văn tốt nghiệp mm mm mm mm mm Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công mmm mm me mm me B]ỉïà co BmỊỉ meme me mm HC mm mm mm: mm me AC mm me mee me meee Lo Ơn Lớn Ơn Lm lv ee I.3 TÍNH CHÁT HĨA HỌC Các phản ứng mà thymol tham gia là: ® Phản ứng hyđro nhóm hyđroxy ® Phản ứng nhóm hyđroxy ® Phản ứng phần nhân thơm ® Phản ứng vào nhóm metyl, isopropyl I.3.1 Phản ứng hyđro nhóm hyđroxy Do liên kết O-H phân cực mạnh phía nguyên tử oxi chịu ảnh hưởng hút electron vòng benzen nên nguyên tử hiđro nhóm -OH linh động dễ bị thay nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác I.3.1.1 Phản ứng tạo thymolat Thymol phản ứng với kiềm tạo thymolat + Na ———t + O—H 1/2H; O—Na Thymol dễ tan dung dịch kiềm lỗng tạo thành thymolat — ——ờ NaOH + ư—a H;O + 1.3.1.2 Phan ứng tạo efe Có thể điều chế ete thymol theo phương pháp Williamson: Cho thymolat tác dụng với ankylhalogenua (RX), điankylsunfat (R;SO¿) Phản ứng theo chế Sw” Phản ứng ankyl hóa dùng điankylsunfat thường xảy với hiệu suất cao nhanh ankylhalogenua Các phản ứng thường xúc tác băng bazơ xảy thuận lợi đun nóng dung mơi rượu OH R= wwe me mee me eee CH;, me mm | ict O—H C;Hs, me Sinh viên Cao Thị Kim Anh me CH;C;H;, BÀ mm Bu, me mm me CH;CH=CH;, meme CH;C,H:‹, mee CH;COOH ee ƠGGG ae eee ee Luận văn tốt nghiệp ee ee CC CS CS CA Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công a.a.a.a a ae "se A a ca a'a ÃÀa -Ặ 5ä Phản ứng este hóa trực tiếp với axit khó khăn có hiệu suất thấp nên đề điều chế este từ thymol người ta tiến hành theo phương pháp Sotten - Bauman cho thymolat tác dụng với clorua axit anhiđrit axit môi trường kiềm yếu (đệm axetat piriđi) + Na CE-CO-R SE he + NaCl 1.3.2 Phan ứng thé nhom hydroxy 1.3.2.1 Thé béi halogen Dé thé hyđro thymol nguyên tử halogen người ta dùng photphohalogenua nhu PCls, PBrs, [15] H + ÚC ————> PB, Br + x04 + 4HBr 1.3.2.2 Thế xianua Phản ứng thymol với Zn(CN); có mặt AC]; benzen —— H AICl; CN 1.3.2.3 Thế hyđro (phản ứng khử) Nhóm hyđroxy thay hyđro phản ứng thymol diphotphopentasunfua cho p-cymen P;Ss Sinh viên Cao Thị Kim Anh Luận văn tốt nghiệp ^ mm Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công me a a.a a a a a a a .ê h6 na I.3.3 Phản ứng nhân thơm 1.3.3.1 Phan ứng cộng nhân thơm Hyđro hóa thymol nồi hấp nhiệt độ 109-205°C, áp suất 60-80atm, xúc tác niken hay bột platin hay Cu-Cr hay qua tầng xúc tác 0,05-10% Ru, Pd thời gian tạo 95% mentol với hỗn hợp gồm nhiều đồng phân [16,17] OH + neoisomentol # isomentol ” 0H + neomentol + mentol 1.3.3.2 Phan tng thé nhân thom I.3.3.2.1 Phản ứng halogen hóa Phản ứng thymol halogen cho sản phẩm thé vi tri octo hay para so với nhóm hyđroxy lođ tác dụng với thymol có mặt kali iođua tao kết tủa vàng điiođđithymol hay aristol có tác dụng sát trùng (do giải phóng iođ thymol) - +21, cr —— on Nam 1959, Eiichi Hayashi [11] da tong hop 4-iodothymol bang cách cho thymol phản ứng với iođ dung môi metanol axit axetic, thêm từ từ H;O; 30%, khuấy 30°C giờ, sản phẩm thu dạng hình kim, màu trắng, hiệu suất 90,3% H ee ~ — — em a + ij we wee HH meme me me me v me me + H me me me me me me mm HI me me me meme mm me me me me ee