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

Trang 1

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

Trang 2

EHTEL a ~^~ *

Jboan thanh ludn vdn nay, ti xin chin thanh eam on: - Shay Wguyén Fién Cong

da tan tinh chi bao, hiténg dan tôi trong suédt thoi gian giắn bó oới đề tài

- C6 Dham Thi Thao va thay Wguyén Thuy Oa

cin bộ phu teach phong thi nghi¢m da tao diéu kién thuuận lợi giúp téi hoan thanh

qua trinh thite nghi@m

- Quy Shay C6 Khoa Hoa truting Dai hee

Su pham Tp Wé Chi Minh da day dé tdi trong suét thei gian hee tap tai trong

Guan Mai, Wai Yen, Qube Bitu va ban bé

Trang 3

Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công

——=— mm me mm me mee mee ee ee ee me ee eee ee eee ee ee me ee ee ee

ES OE A) saccommemcamnsonnesscescunceemvensccvameusreramenenusiernmiccuomanesieonseentet 03

CHUONG I: TÔNG QUAN - 5 2222 1122121 21211212121 21111 2111 cty 04

ï.1 Giới thiệu về Thymol .- - - - skkEE 331 3 1v TT 11 Tnhh 04

LLL TO SQ 04

[.1.2 Cấu tạO H111 g1 TT TT HT TT HH 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 thế hyđro của nhóm hyđroxy .- - ¿5 2252 5scsz+s 06 13.2, Phan ứng thể đến] Hư HO cán nanaggacnnthdg0atlSD330000 5831000833406 08 15.3, PHôn 6 của nhận (N00 caogaraauaddddGtcodtdtetsttogadgctlilobitbsx6g 09 123.1 Phần ứng 0 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 EI eaocceeeracceocaoecceccoeoooeeoncoenooco 14

II vs 0n .4 ố 14

"Ta aAA 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¡) và este etyl (4-iodothymyloxy) ;b{1 10 VỆNG::tỈỶỲŸ 4 29

II4 Tổng hợp thymyloxyaxetohydrazit (B,) và 4-iođothymyloxy

;»42(001190 410057777 Ô ố aag 30

III.5 Tổng hợp 5-(thymyloxymetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3-thiol (C¡) và 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¡) và etyl [Š-(4-iođothymyloxymety])-4-phenyl- l ,2,4-triazole-3-yÏthio | axetat (D2) ao acc cac cac ca ốc Sa 33

mem) me wm ewe ee ee eee ee ee eee me me mm me me me me me mee me me me me em me em me me ee ee ee

Trang 4

Lan văn tot f nghiệp GIÚP vién Cường dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công

=sm7Ỷm.Ÿẽ m5 maA ĐO a ee ed MP © GHP G GP G G5 6 GP Ò GỮP © CD © Q5 0 GP © GP Ơ GNU 0 GP Ò GP © GP Ă© GUỤ © QHP 6 GP Đ GNẾ © d6 GA © G000 © GP © Ơn ð q9 9 @m o @œ

II.7 Tông hop [5-(thymyloxymetyl)-4-pheny]-1,2,4-triazole-3-ylthio]axeto hydrazit (E,) va [5-(4-iodothymyloxymetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3-ylthio]

axetohYyđraZI (E2) - ‹ - ng TT ng nga 34

III.8 Tổng hợp các 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 Lớn Ơn CO mm me meme me BỊ ee eee me me ee ee ee ee

Trang 5

me mm mm me me me me me me mm me me mm me me me mm me ee ee mm ee me me ee ee

CHUONG MO DAU

Thymol là một thành phần hóa học chính trong nhiều loại tinh dầu Cùng với

sự phát triển của hóa học hữu cơ nói chung, từ lâu, các dẫn xuất của Thymol đã

được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều ngành khoa học, kỹ thuật, trong y dược cũng như nhiều lĩnh vực khác của đời sống

Với mong muốn đóng góp thêm vào việc nghiên cứu các dẫn xuất của

Thymol, chúng tôi đã thực hiện đẻ tài: “NGHIÊN CỨU TỎNG HỢP MỘT SÓ HOP CHAT CHU DI VONG 1,2,4-TRIAZOLE TU THYMOL”

Nhiệm vụ chính của đề tài:

- Từ Thymol tổng hợp các hợp chất chứa dị vong 1,2,4-triazole (este,

hydrazit, hydrazit N-thé)

- Nghiên cứu tính chất và cấu trúc các chất tổng hợp được như nhiệt độ

nóng chảy, phổ hồng ngoại, phố electron, phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('H-NMR) Đây là hướng nghiên cứu khá mới Đối với bản thân, để tài này là một cơ hội để học hỏi, phát triển kỹ năng thực nghiệm, nghiên cứu, đặc biệt trong lĩnh vực

tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc các hợp chất chứa dị vòng 1,2,4-Triazole

Trang 6

"mcm mm et et om + om + om + ome me mm mt em me em ee ee ee ee me le te me le ee me et ee

CHUONG 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 có tên gọi theo danh pháp IUPAC la 2-isopropyl-5-metylphenol Ngoài ra người ta còn gọi thymol bằng một số tên khác như: 5-metyl-2-(1- metyletyl)phenol; 6-isopropyl-z-crezol; 3-hydroxy-p-xymen; 4-isopropyl-3- hydroxytoluen; 1-hydroxy-2-isopropyl-5-metylbenzen; thyme camphor; axit thymic

Trong một số tài liệu tiếng Việt, thymol còn được gọi là tymol, timol hay

thimol

1.1.2 Cau tao

Thymol là một hợp chất dạng phenol do phân tử của nó có một nhóm hyđroxy liên kết trực tiếp với cacbon của nhân thơm Ngoài ra trong phân tử thymol còn có các nhóm thế ankyl no: một nhóm metyl ở vị trí số 5 và một nhóm

isopropyl ở vị trí số 2 Vì vậy, giữa nhân thơm và các nhóm thế sẽ có tác động qua

lại lẫn nhau:

Trang 7

Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyên Tiến Công

^ _ Ảnh hưởng của các nhóm thế đến nhân thơm: Do ảnh hưởng nhóm

metyl, isopropyl gây hiệu ứng cam img +I tac động đến nhân thơm đông thời do ảnh hưởng của hiệu ứng liên hợp p-x của nhóm hyđroxy và nhân thơm mà mật độ electron của nhân thơm được tăng lên Do đó, phần nhân thơm của thymol dễ bị tân công bởi các tác nhân electrophin hoặc bởi các tác nhân oxy hóa so với các nguyên tử cacbon của rượu hoặc hydrocacbon thơm Trong ba nhóm: metyl, isopropyl, hyđroxy thì nhóm hyđroxy với khả năng cho electron mạnh nhất sẽ là nhóm quyết định hướng thế electrophin vào các vi tri ortho (vi tri sé 6) va para (vi

trí số 4)

I2 TÍNH CHÁT VẬT LÝ

Thymol tôn tại ở dạng tỉnh thể không màu, trong suốt, có mùi thơm hắc của

tinh dầu xạ hương, vị cay nóng Thymol có hại nếu nuốt, hít hay thấm qua da Độ tan của thymol trong nước 1a 1:1500, trong glyxerin là 1:190, trong xăng

và ete dầu hỏa là 1:6, trong rượu etylic là 8:3, trong ete la 8:3, trong CCl, la 8:5,

trong axit axetic băng là 4:3 tan tốt trong dầu paraphin, dung dịch propylen

glycol, benzen, etylen glycol Dưới đây là một số hằng số vật lý thông dụng của 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 n'y = 1,5044

1 me meme mm me me me me me me mm me mm me mm me mmm mem me em ee ee ee eee ee ee ee

Trang 8

mm mm mm mm mm 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 vn Lm lv ee

I.3 TÍNH CHÁT HÓA HỌC

Các phản ứng chính mà thymol tham gia là: ® Phản ứng thế hyđro của nhóm hyđroxy ® Phản ứng thế nhóm hyđroxy

® Phản ứng của phần nhân thơm

® Phản ứng thế vào nhóm metyl, isopropyl I.3.1 Phản ứng thế hyđro của nhóm hyđroxy

Do liên kết O-H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxi và chịu ảnh hưởng hút electron của vòng benzen nên nguyên tử hiđro trong nhóm -OH rất linh động và dễ bị thay thế bởi các nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác

I.3.1.1 Phản ứng tạo thymolat

Thymol phản ứng với kiềm tạo thymolat + Na ———t + 1/2H; O—H O—Na Thymol dễ tan trong dung dịch kiềm loãng tạo thành thymolat + NaOH ——ờ + H;O — ö—a

1.3.1.2 Phan ứng tạo efe

Có thể điều chế ete của thymol theo phương pháp của Williamson: Cho thymolat tác dụng với ankylhalogenua (RX), điankylsunfat (R;SO¿) Phản ứng

này theo cơ chế Sw” Phản ứng ankyl hóa dùng điankylsunfat thường xảy ra với

hiệu suất cao hơn và nhanh hơn đối với ankylhalogenua Các phản ứng này thường được xúc tác băng bazơ và xảy ra thuận lợi khi đun nóng trong dung môi rượu

OH

O—H ict |

R= CH;, C;Hs, CH;C;H;, Bu, CH;CH=CH;, CH;C,H:‹, CH;COOH

wwe me mee me eee me mm me me BÀ mm me mm me meme mee ee ƠGGG ae eee ee

Trang 9

ee ee CC CS CS CA 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 rất thấp nên đề điều chế

este từ thymol người ta tiến hành theo phương pháp Sotten - Bauman là cho

thymolat tác dụng với clorua axit hoặc anhiđrit axit trong môi trường kiềm yếu

(đệm axetat hoặc piriđi)

+ CE-CO-R SE + NaCl Na he 1.3.2 Phan ứng thé nhom hydroxy 1.3.2.1 Thé béi halogen Dé thé hyđro trong thymol bằng nguyên tử halogen người ta dùng photphohalogenua nhu PCls, PBrs, [15] ÚC 4 + PB, ————> + + 4HBr H Br x04 1.3.2.2 Thế bởi xianua Phản ứng giữa thymol với Zn(CN); khi có mặt AC]; trong benzen —— AICl; H CN 1.3.2.3 Thế bởi hyđro (phản ứng khử)

Nhóm hyđroxy được thay thế bởi hyđro trong phản ứng giữa thymol

và diphotphopentasunfua cho ra p-cymen

P;Ss

Trang 10

^ mm me a a.a a a a a a a ê 6 h6 na

I.3.3 Phản ứng của nhân thơm

1.3.3.1 Phan ứng cộng ớ nhân thơm

Hyđro hóa thymol trong nồi hấp ở 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 trong thời gian 5 giờ tạo ra 95% mentol cùng với hỗn hợp gồm nhiều đồng phân [16,17]

OH ” 0H

+ neoisomentol # isomentol + neomentol + mentol

1.3.3.2 Phan tng thé 6 nhân thom

I.3.3.2.1 Phản ứng halogen hóa

Phản ứng của thymol và halogen cho sản phẩm thé 6 vi tri octo hay para so với nhóm hyđroxy lođ tác dụng với thymol có mặt của kali iođua tao

kết tủa vàng của điiođđithymol hay aristol có tác dụng sát trùng (do giải phóng iođ

và thymol)

- cr

+21, ——

on

Nam 1959, Eiichi Hayashi [11] da tong hop 4-iodothymol bang

cách cho thymol phản ứng với iođ trong dung môi metanol và axit axetic, thêm từ từ

Trang 11

me me me mm mm mm mm mm mm xa a mm ae a a a

Các tác giả [1] sau đó đã chuyên hóa iođdothymol thành axit iodothymyloxiaxetic, este, hidrazit va hidrazit N-thé cua no: I I yw OCH,CONHNH, + 0—C —— aaa SẠC + H,O R R

1.3.3.2.2 Phan ứng nitroso hóa

Tác dụng của axit nitrơ (Natri nitrit + HClaa) với thymol ở 0°C có

thể tạo ra 4-nitrosothymol ở dạng kết tủa (kết tỉnh trong benzen)

ON NaNO, + HCI

Sau khi chuyển 4-nitrosothymol thành etyl

4-nitrosothymyloxiaxetat, tiến hành phản ứng với hyđrazn tạo 4-

nitrosothymyloxiaxetohyđrazit Từ đây tạo thiosemicacbazit rồi đóng vòng tạo

Trang 12

Luận ven tot HIẾP Giáo Mễ Nướng dan: ThS Nguyễn Tién Céng

mm me mm me mm mm me mm me me me me nme mee me me me me me mee ee ee ee ee eee eee

1.3.3.3 Phan ing ankyl hóa

Thymol phản ứng với CH:-CH=CH; trong dung dịch H;ạSO¿ ở 25°C H;SO, TP CH;-CH=CH; Khi bột than phản ứng với thymol tạo ra 2,4 -đithymylmetan, đây là chất có khả năng trừ giun sán TÚ, 2,4 -đithymylmetan I.3.3.4 Phản ứng ghép azo

Trang 13

a vŠố v ốv rẽ v.v cv r r6 ch CO SA g acc a .a e À aia ijÃổố -i sa sa ỏẳẨố-ÄẳẮẳảẮ Ặ -.- - - -_.ˆ_- -=-"h =

1.4 UNG DUNG

Thymol thuộc họ phenol có những hoạt tính tương tu phenol Ban than no duge cơ thẻ hấp thụ chậm hơn nhiều và ít gây kích thích lên vét thương, trong khi nó sát trùng mạnh hơn phenol, có tác dụng sát trùng tây uế mạnh đối với vi khuân Gram âm, Gram dương, kháng nắm mạnh Chính vì vậy, thymol có rất nhiều ứng dụng trong cuộc song:

Trong y học: Thymol dùng để diệt khuẩn trong các viện bảo tàng, những khu di tích lịch sử, khử mùi ngăn ngừa nhiễm trùng, tăng khả năng liền sẹo Một

lượng nhỏ thymol thêm vào lòng trăng trứng, sữa, nhựa cây, keo gelatin sẽ bảo vệ

chúng được nhiều tháng M.Paquet đã bảo vệ phủ tạng, tay chân tránh thối rữa

trong nhiều tháng bằng dung dịch thymol, tannin, anilin, glycerin Thymol còn được dùng làm thuốc sát trùng, nước súc miệng (1/1000), thuốc bôi chữa bệnh hắc lào (1/10 rượu), thuốc cao chữa bệnh eczema kí sinh trên da, bỏng (1/24 paraphin mẻm) Trong nha khoa dùng thymol để làm giảm đau nướu răng (1,25 phần thymol,

| phan ancol etylic 95°C) dưới tên dung dịch Gartman, đôi khi nó còn được dùng để pha chế các bột thuốc đánh răng Đa số hiđrazit, hiđrazon điều chế từ thymol

và từ các hợp chất thế của thymol đều có tác dụng kháng vi sinh vật

% Trong công nghiệp hương liệu: Do thymol có mùi thơm rất bền nên thường được dùng để pha chế nước hoa, dầu thơm Ngoài ra người ta còn trộn thymol với carvacrol hoặc xymen để thu được hỗn hợp có mùi thơm dễ chịu và bền hơn Thuốc cao là hỗn hợp gồm thymol:paraphin mềm (1:24), trộn thêm chất thơm là tinh dầu hoa oải hương được dùng làm thuốc trừ muỗi

$ Trong nông nghiệp: Dung dịch thymol với nồng độ 250ug/ml có tác dụng chống lại giun tròn, có hiệu quả cao đối với sâu căn rễ hại thuốc lá Spodupteralitura

% Trong hóa học: Dùng thymol đẻ điều chế các chất chỉ thị axit-bazơ như:

thymol xanh, thymol phtalein, thymol phtalexon, xác định định tính và định lượng titan trong axit sunfuric đặc, làm chất khử khi nghiên cứu sinh vật học

an\0 eb ìẰ7ccœẰ co mscc Go 6c œo Ăœ 6 œ 6 Gõ Œ 6 6o Ằ 0 ae 0 ciớn Go œ8 è GP ð.GB 6 0S o G9 GD 6.69 a Oe OO eI SMe eam

Trang 14

Luan van tot nghiệp Giáo viên hudng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công Tuy nhiên, thymol là một chất độc bị nghi ngờ là chất gây ung thư nên khi tiếp xúc với thymol phải mang găng tay cao su, làm việc trong hệ thống thoáng khí và hết sức cân thận Thymol còn gây bạc màu giấy và chất màu hữu cơ

Với các khả năng ứng dụng phong phú, các dẫn xuất của thymol là đối tượng quan tâm của nhiêu tác giả Mặc dù vậy, các hướng tông hợp đi từ dị vòng 1,2.4-triazole chứa gốc thymyl chưa thấy đề cập trong các tài liệu tham khảo Nhận thây hiđro trong nhóm S-H khá linh động (tương tự như hiđro trong nhóm O-H của

phân tử thymol) nên có thẻ đi từ dị vòng 1,2,4-triazole chứa gốc thymyl tông hợp

ra este, hiđrazit và các hiđrazit N-thế theo các phản ứng sau: „Ñ ICH;COOC;H N—N chủ rũ +CICH,COOGHs _ y\ CH; SCH;COOC;H, Gat _ H, —~ ae -_ H,CONHNH, Li \ ⁄ N—N

cÍ ơsencowna,+o=cCằ 2 rt seu h/â0MErtơn

õy cng chớnh là hướng tông hợp và nghiên cứu của dé tai này

Trang 15

Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyên Tiến Công

Trang 16

Luận văn tốt nghiệp - Giáo viên hướng dan: ThS Nguyễn Tiến Công

tm me mm me ee mem ee em me cm mm Co Ựm vn ee mm mm CO ng ml Ơn, VN ee ee Ơn es ee ee em Chuỗi 2: 2: — g aoa —_ớặ CH ¡CO Cảng H,CONHNH, (A) (A2) 1/ CcHSCN 2/ NaOH 3/ HCI N—N (C;) TỦ ` N | CICH;COOC;H; (D;) ul \-ocn ,COOC;H, N—N N—N ¬ / \ „ti ï : nữ \_` urd \esen CONHNH Ô (E2) (G2) ‘“ | Carvon N—N (F 2) cu Ô' )

VẺ /Ẻ vỐố TY rY ThS Uh TS ThS S6 SUS S hS 6s a a .ắ a.a a.a xa

Trang 17

II.2 Quá trình tổng hợp

II.2.1 Tong hgp etyl cloroaxetat LII.2.1.1 Phương trình phan tng: H;SO, đ,? CICH,COOH + C,;H;OH Zo CICH,COOC;H, + H,0 II.2.1.2 Hóa chất: 50g axit CICH;COOH 7ml H;SO; đặc 80ml C;H;OH 25ml benzen II.2.1.3 Cách tiến hành:

Cho 50g axit CICH;COOH, 80ml C;H:OH vào bình cầu 250ml Vừa làm

lạnh bình cầu trong chậu nước lạnh vừa cho từ từ 7ml H;SO¿ đặc vào Lắp ống tách nước, cho 25ml benzen vào ống tách nước Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng

đến khi thấy nước không còn tách ra nữa thì dừng đun Cắt bớt dung môi, để nguội rồi trung hòa axit dư bằng dung dịch Na;CO;, cho thêm nước, khuấy đến khi không còn bọt khí tách ra, cho thêm một ít tỉnh thể NaCl vào khuấy cho tan Chiết lấy lớp este bằng benzen, rửa vài lần bằng dung dịch NaCl Sau khi làm khan bằng

CaCl; khan, chưng cất loại benzen ở 80°C và thu lấy este ở 143°C

II.2.2 Tông hợp theo chuỗi 1

II.2.2.1 Tổng hợp etyl thymyloxiaxetat (A;) HL2.2.1.1 Phương trình phản ứng: + K;CO; —> 4 KHCO; B K (2- + CICH;COOC;H, —> MuCOOC,H, + KCI II.2.2.1.2 Hóa chất:

15g Thymol (0,1 mol) 160ml axeton khan

Trang 18

9,75ml etyl cloroaxetat (d=1,257g/cm) 14g K;CO: (~0,1 mol)

II.2.2.1.3 Tiến hành:

Cho 15g thymol, 9,75ml etyl cloroaxetat, 160ml axeton khan va 14g K,CO;

vào bình cầu 250ml Ðun sôi và khuấy hỗn hợp phản ứng trong 6 giờ Đê nguội rồi

đô hỗn hợp phản ứng vào nước đá lạnh, cho thêm một ít tỉnh thê NaCl rồi khuấy

cho tan Chiết lấy lớp este ở trên bằng ete Cho este chiết được vào bình cầu, làm

khan bằng CaCl) khan sau đó đem chung cất ở áp suất thấp sẽ thu được este etyl thymyloxiaxetat Hiệu suất 77,2%

II.2.2.2 Tông hợp thymyloxiaxetohydrazit (B,) II.2.2.2.1 Phương trình phản ứng: + H;NNH, ——*> + C;H;OH CH,COOGH, oo II.2.2.2.2 Hóa chất: Este etyl thymyloxiaxetat thu được ở 1 Etanol 12ml hydrazin hydrat 50% II.2.2.2.3 Tiến hành:

Cho este thu được ở 1 vào bình cầu 100ml, thêm 4 ml dung dịch hyđrazin hydrat 50% rồi hòa tan bằng etanol đến khi thu được dung dịch đồng nhất Ðun hồi

lưu 1 giờ Thêm tiếp 4ml dung dịch hyđrazin hyđrat, đun tiếp 1 giờ nữa Sau đó cho tiếp 4ml dung dịch hyđrazin hyđrat còn lại và đun thêm 4 giờ Sau khi cất bớt

dung môi, để nguội và làm lạnh sẽ xuất hiện kết tủa Lọc lấy kết tủa và kết tỉnh lại bằng hỗn hợp benzen : ete dầu hỏa = l : 2

Sản phẩm tỉnh khiết dạng tỉnh thể hình kim không mau, t°,, = 86-88°C Hiệu suất 32,7%

ms meet wt Lẻ vẽ mw mw mm tm mm tm tm mt mm mm mse mm mm eee ee eee te ee

Trang 19

` a a A“ ằ K.a : a ae .ố .ẽ.a xa II.2.2.3 Tống hợp 5- (thymyloximetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3-thiol (C¡) II.2.2.3.1 Phương trình phản ứng: N=C=S O + NH "mu, CH¡CONHNH—C S 4 CH ,CONHNIE-G + NaOH 2M ———> wll My, Be N—N ur Xà + HAI Năng 9 Voss + NaCl II.2.2.3.2 Hóa 0 | 4,449 thymyloxiaxetohidrazit (0,02mol) Axit HCI loãng 30ml etanol 25ml NaOH 2M 2,72 C6HsNCS (d=1,13g/ml) II.2.2.3.3 Tiến hành:

Cho thymyloxiaxetohidrazit, C¿H¿NCS và etanol vào bình cầu 100ml, lắc

đều cho kết tủa tan bớt Ðun hồi lưu cách thủy 1 giờ Để nguội, thu lấy kết tủa

Trang 20

Luan van tot nghiền Giáo TIỀN NÓNG dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công

ee ee ee -a 5Ä

Sản phẩm kết tinh được đun hồi lưu trong 25ml NaOH 2M trong 2 giờ Sau khi làm lạnh hỗn hợp axit hóa bằng HCI loãng đến pH= 3-4 Lọc kết tủa, kết tỉnh lại trong etanol

Sản phẩm tinh khiết (C¡) ở dạng tỉnh thể hình kim, không màu, t”„.= 174-175°C Hiệu suất 80% H.2.2.4 Tống hợp etyl [5-(thymyloximety])-4phenyl-1,2,4-triazole-3-ylthio] axetat (Dị) II.2.2.4.1 Phương trình phản ứng: N—N N—N cụ ØF ` + K;CO; — cu = + KHCO, N N Ò Ò N—N N—N nU )= + CICH;COOCH, ——> cul ` sen,cooc,n, N + KCl II.2.2.4.2 Hóa chất:

6g hgp chat C; (0,019 mol) 1,85ml CICH;COOC;H;

2,7g K;ạCO; (0,019 mol) 40 ml axeton

11.2.2.4.3 Tién hanh:

Cho 6g thiol C,, 2,7g K2CO3, 1,85ml CICH,COOC;Hs, 40 ml axeton vao

bình cầu 100ml, đun và khuấy hỗn hợp trong 6 giờ Lọc bỏ chất rắn, lấy dung dịch đem cô quay thu được kết tủa Kết tỉnh lại bằng etanol

Sản phẩm tỉnh khiết (Dạ) ở dạng tỉnh thể hình kim, không màu,

Trang 21

me me meme cme me mm me mem mmm mem mem em ee ee ee ee me ee me eee 11.2.2.5 Tống hợp [Š-(thymyloximetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3-ylthio | axetohyđrazit (E¡) 11.2.2.5.1 Phương trình phản ứng: Nt N=N cul \\-seu,cooc,H, + H,NNH, ——> cu Â, \\-seu,connnty, N N + C,H,OH II.2.2.5.2 Hóa chất: 3,75g hợp chất D,(0,009mol) Etanol 3,5 ml hydrazin hydrat 50% II.2.2.5.3 Tiến hành:

Cho 3,75g este Dị, 2ml hyđrazin hyđrat, 10ml etanol vào bình cầu 50ml Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng trong 1 giờ Thêm tiếp 1,5ml hyđrazin hyđrat còn

lại và đun tiếp 5 giờ nữa Cắt loại bớt dung môi, để nguội và làm lạnh sẽ có kết tủa

xuất hiện Lọc kết tủa, kết tỉnh lại bằng etanol

Trang 22

Luận vain tot nghiép -_ Giáo VIỄN Nướng dẫn: Mưa Nguyễn Tiến Công

ee 6 6 6 a LG .a ÃAố k.Ấ a a Ã /Äa sa i a.-i xxx

II.2.2.6.2 Hóa chất:

0,5g hidrazit E,(0,0013mol) 8ml etanol

0,2ml perilandehit axitaxetic bang

Cho 0,5g hiđrazit Eị, 0,2ml perilandchit, 8ml etanol vào bình cầu 50ml, thêm vài giọt axit axetic băng Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng trong 14 giờ Để nguội, làm lạnh, lọc kết tủa Kết tinh lại bằng hỗn hợp etanol : dioxan = 3 : 1

Sản phẩm tinh khiết dạng bột, màu trắng, t”„¿= 80-82°C Hiệu suất 35% II.2.2.7 Tống hợp [5-(thymyloximety])-4-phenyl-1,2,4-triazole-3-ylthio|-/V'- [2-metyl-5-(prop-1-en-2-yl)xiclohex-2-enyliden]axetohydrazit (F)) II.2.2.7.1 Phương trình phản ứng: N—N N—N / \ x / \ cn \\-scu,connnn, + —% CH SCH;CON N ` CO + H,0 ⁄ 11.2.2.7.2 Héa chat:

0,5g hidrazit E,(0,0013mol) 8m] etanol

0.2ml carvon axit axetic băng

IIL2.2.7.3 Tiến hành:

Cho 0,5g hiđrazit E, 0,2ml carvon, 8ml etanol vào bình cầu 50ml, thêm

từng giọt axit axetic bang dén pH = 4-5 Dun hồi lưu hỗn hợp trong 14 giờ Để

nguội, làm lạnh, loc lấy kết tủa Kết tỉnh lại bằng hỗn hợp etanol : dioxan = 3 : 1 Sản phẩm tỉnh khiết dang bột, màu trắng, t°,,= 124-126°C Hiệu suất 30%

am © am + em 6© Ăn 9 mm 6 om © om 6 CN 0 GP 9 GP ð GP 2 GP SG 0 we 60 GP 6 ÀNH 6 CÀ 6 am Ò GP 6 GP © GP © GP © GU Q (mm S5 GP mm me ee eee eee ee eee

Trang 23

Luận văn tỐt nghiệp Giáo viên hướng dan: ThS Nguyễn Tiến Công

II.2.3 Tổng hợp theo chuỗi 2

II.2.3.1 Tổng hợp 4-iođothymol (A)

II.2.3.1.1 Phương trình phản ứng:

+ ly TÊN + HI

H H

15g thymol (0,1 mol) 30g CH;COOH 15g H,02 30%

45g CH:OH 12,65g iod 150ml NaHCO; 10%

11.2.3.1.3 Tién hanh:

Cho 45g CH;OH, 30g CH;COOH vao binh cau 250ml Sau do thém tiép 15g

thymol, lắc đến tan hoàn toàn Tiếp tục thêm vào hỗn hợp phản ứng 12,65g iođ rồi vừa khuấy vừa nhỏ từ từ vào đó 15g H;O; 30% trong 1,5 giờ (nếu thấy bình phản ứng nóng phải ngâm vào nước lạnh) Tiếp tục khuấy hỗn hợp phản ứng trong 1,5

giờ nữa sau đó đổ hỗn hợp phản ứng vào cốc chứa 600ml nước Cho vào cốc

150ml NaHSO; 10% va khuấy mạnh, để yên một lúc sau đó gạn bỏ bớt nước ở trên, thêm nước lạnh vào để rửa Để yên một thời gian sản phẩm từ dạng sánh dầu nâu đỏ chuyển sang dạng rắn Lọc sản phẩm, kết tỉnh lại bằng ete dầu hỏa

Sản phẩm tỉnh khiết dạng hình kim, không màu, t ,= 64-66°C Hiệu suất 65,6% II.2.3.2 Tổng hợp este etyl 4-iođothymyloxiaxetat (A;) II.2.3.2.1 Phương trình phản ứng: + CO, — + KHCO; H K + CICH;COOC;H, —> + kel K CH;COOC;H,

-—:s om) me ee mee ee me ee ee meme me me meme Bm ee meme mm CO Ằ CÓ Ỷỉ CO mm mmm meee eee

Trang 24

Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Cơng

11.2.3.2.2 Hóa chất:

I8§,1g 4-iođothymol (0,066mol) 9,06g K;CO: khan (0,066mol)

130ml axeton 6,4ml etyl cloroaxetat

11.2.3.2.3 Tién hanh:

Tiến hành phản ứng tuong ty II.2.2.1.3

Trang 25

"_““—_ _ mm me me me mem me mm meme me me me me me em mmm me me me ame ee ee TS CS ST i I N—N N—N mô Ò Ò N—N N—NH a / \ — / ol ond ÀN 11.2.3.4.2 Hóa chat: 6,2g hydrazit Bz (0,018mol) 2,2m! CgHsNCS 27ml etanol II.2.3.4.3 Tiến hành: Tiến hành phản ứng tương tự II.2.2.3.3 nhưng kết tỉnh sản phẩm bằng hỗn hgp etanol : dioxan = 5: 1

Sản phẩm tỉnh khiết (C;) ở dạng tỉnh thể hình kim, không màu, {onc = 232-230°C Hiệu suất 60%

Trang 26

Lubes: van tot nghiệp: _ Đáp viene hung dan: THẺ, Nguyễn Tién Cô Ong

5,lg vòng C; (0,011mol) 22ml axeton

1,1ml CICH;COOC;H; (d=1,257g/ml) 1,óg K;CO;(0,011mol)

Tiến hành phản ứng tương tự II.2.2.4.3

Sản phẩm tỉnh khiết dạng hình vảy, màu trắng, t„„ = 108-109°C Hiệu suất 72,8% II2.3.6 Tổng hợp [Š-(4-iođothymyloximetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3- ylthio]axetohyđrazit (E;) II.2.3.6.1 Phương trình phản ứng: I I N—N N—N n Ul \\scu,coocyn, + H,NNH, ——> nữ \\scu,connnn, + C;H,OH 11.2.3.6.2 Héa chat: 4,15g este D2 (0,008mol) 2ml hyđrazin hyđrat etanol I.2.3.6.3 Tiến hành:

Tiến hành phản ứng tương tự như II.2.2.5.3

Sản phẩm tỉnh khiết có dạng hình kim, không màu, t„¿ = 101-102,5°C Hiệu suất 74,2% H.2.3.7 Tổng hợp [|5-(4-iođothymyloximetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3- ylthio]-V'-{[4-(prop-1-en-2-yl)xiclohex-1-enyl]metylen}axetohydrazit (G2) 11.2.3.7.1 Phuong trinh phan img: H=O N—N N—N cull \\ sci, connnn, + — HỆ ` se, coNH=¿ N Ò C

we me meme me me me me mm me me me me me meme me mm meme me em me me meme ee me ee ee ee

Sinh viên Cao Thị Kim Anh 25

Trang 27

kuẩn: văn tot nghiệp _.—~ viên ưng dẫn: Thổ, Nguyễn Tiến Cơ Ơng

0,5g hidrazit E, (0,0009mol) §ml etanol 0,2ml perilandehit axit axetic bang II.2.3.7.3 Tiến hành: Tiến hành phản ứng tương tự II.2.2.6.3 nhưng kết tỉnh lại sản phẩm bằng hỗn hợp etanol : dioxan = I : 2 Sản phẩm tỉnh khiết dạng bột, màu trắng, t„= 142-143,5°C Hiệu suất 61,3% II.2.3.8 Tổng hợp [5-(4-iođothymyloximetyl)-4-phenyl-1,2,4-triazole-3- yithio|-N’-[2-metyl-5-(prop-1-en-2-yl)xiclohex-2-enyliden]axetohydrazit (F;) II.2.3.8.1 Phương trình phản ứng: 1 ma ‘\ U \\-seu, CONHNH, + i “Aan ! \\ scu,conn ó + ⁄ II.2.3.8.2 Hóa chất:

0,5g hiđrazit E; (0,0009mol) §ml etanol

0,2ml carvon axit axetic băng

I1.2.3.8.3 Tiến hành:

Tiến hành phản ứng tương tự II.2.2.7.3 nhưng kết tỉnh lại sản phẩm bằng hỗn hợp etanol : dioxan = l : 2

Sản phẩm tỉnh khiết dạng bột, màu trắng, t”,= 155—157C Hiệu suất 45%

Trang 28

"` ae .a a a a ẽ a .a xa

CHUONG III: KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN

LIL.1 Tổng hop este etyl cloroaxetat

Cơ chế của phản ứng có thể diễn tả theo sơ đô sau: ” = ý BY oa Si OH H H2 \ = [ere = CC TC +H* H; Hạ + _25 K=— cl—C—t—0— Cots Be H OH OH *OH Hạ - H;Q 2 Hạ + =A Hạ —— ccc—C—0—c; =— 8È" 6 — tells c<—=>* @-b ft -b—0 OH { Đán, O

Phan tmg xay ra theo co ché S,2, la phan img thuận nghịch Ở nhiệt độ

thường phản ứng este hóa xảy ra rất chậm Để tăng tốc độ phản ứng cần phải đun

nóng

Xúc tác thường dùng là axit HạSO¿ đặc vì nó vừa cung cấp H”, vừa hút nước

sau phản ứng Tuy nhiên lượng axit dùng phải vừa phải, không dùng quá nhiều vì

nếu dùng dư axit thì H” sẽ kết hợp với cặp electron của etanol làm giảm thậm chí

lam mat tinh nucleophin

C,H;OH + W — C,H.OH,

Để tăng hiệu suất của phân ứng, khi tiến hành thí nghiệm chúng tôi đã thực

hiện một số biện pháp như: sử dụng dư etanol so với axit, sử dụng bộ tách nước,

dùng thêm dung môi benzen dé tách nước ra khỏi hỗn hợp phản ứng

Sau khi để nguội, thêm Na;CO; vào hỗn hợp phản ứng để trung hòa H;SO¿

đồng thời giúp loại bỏ axit dư

HI.2 Tổng hợp 4-iođothymol (A)

Về cơ chế của phản ứng: Đây là phản ứng thế electrophin vào nhân thơm (SgAr) trong đó I; đóng vai trò là tác nhân electrophin Cơ chế của phản ứng có

thể được diễn tả bằng sơ đồ sau:

mem te te tm mw m 9 0 mm CS St im 0 PO ĐANG ẠG SƠN me em ee ee eee

Trang 29

Luận văn tốt nghiệp <« wen Peng dan: ThS Nguyén Tién Céng

Trong qua trinh điều chế cần lưu ý: nên cho H;O; vào từ từ vì HạO; dễ bị phân hủy tạo oxi nguyên tử, đồng thời duy trì phản ứng ở 30°C để tránh phân hủy HạO; và thăng hoa lạ

Trong phản ứng này HO; là chất oxi hóa HI làm cân bằng chuyển dịch sang

phải, đồng thời tái tạo iođ cho phản ứng Vì vậy, lượng iođ chỉ cần dùng một nửa

so với lí thuyết

2H + HO; ——> |, + 2H,0

Hỗn hợp phản ứng sau khi ngừng khuấy, đỗ vào lượng nước lớn và cho vào

đó 100ml dung dịch NaHSO; 10% để loại bỏ I; chưa phản ứng

HO + I, + NaHSO; ——+ NaHSO, + 2HI

Sản phẩm ban đầu tách ra ở dạng lỏng, sánh, nâu đỏ, cần rửa tiếp vài lần bằng nước để có sản phẩm sạch hơn, sau đó để yên mới kết tinh được

Kết quả thu được sản phẩm tỉnh khiết ở đạng tỉnh thể hình kim, không màu, có nhiệt độ nóng chảy 64-66°C Nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm 4-iođothymol

cao hơn so với nhiệt độ nóng chảy của thymol (49-51,5°C), có thể được giải thích

là đo sản phẩm có khối lượng phân tử tăng lên nên nhiệt độ nóng chảy tăng lên

s+ me me me me ee me me me me BS eee ee me ee me mg CO me em me ee mee me ee et me oe

Trang 30

me me me mmm mm meme me mmm mem em mmm me m G On me meme eee eee + On Lớn Ơn vn m3 BH: “#5 =3

I11.3 Tong hop etyl thymyloxiaxetat A;) va etyl 4-iodothymyloxiaxetat (A Cơ chế chung của hai phản ứng có thể được diễn tả như sau: X 3 x 2 + + CI—C—COOC¿H; Sn2, ‘ a 5 i canon ol COOC2Hs Hạ -CỊ" O——C——COOC;zH; (X =H, 1)

Đây là phan tmg thé nucleophin lưỡng phân tử (Sy2), trong d6 anion thymolat (iodothymolat) đóng vai trò là một tac nhân nucleophin

Để tăng tính nucleophin của tác nhân cần thực hiện phản ứng trong môi trường kiềm Không thực hiện phản ứng trong dung môi nước vì K;ạCO: trong

nước thể hiện tính kiềm tương đối mạnh nên este etyl cloraxetat và este etyl

thymyloxiaxetat (etyl iođothymyloxiaxetat) sẽ bị thủy phân làm hiệu suất phản ứng

giảm Vì vậy, dung môi có thể chọn là benzen, axeton Tuy nhiên với dung môi

axeton có độ phân cực lớn hơn benzen nên tạo điều kiện phân ly ra ion thymolat tốt

hơn, đồng thời sau phản ứng hòa tan hỗn hợp sản phẩm vào nước thì axeton tan

trong nước nên sẽ loại được dung môi ra khỏi sản phẩm và este thu được sẽ sạch hơn

Với mong muốn làm tăng hiệu suất phản ứng chúng tôi đã kết hợp việc đun

nóng với khuấy trộn, để làm tăng tốc độ phản ứng và tăng khả năng tiếp xúc của

các chất phản ứng vì KạCO; tan ít trong axeton

Kết quả thu được sản phẩm (A;) ở trạng thái lỏng, sánh, có màu trắng và sản phẩm (A;) cũng ở trạng thái lỏng, sánh nhưng có màu vàng Este (A¡) có nhiệt độ

sôi là: 145°C/30mmHg, nhiệt độ sôi của este (A) là: 178°C/12,4mmHg

— sm 6 me 8 me me ee me me ee 6c a mm me me me me me me em me me meee ee

Trang 31

_ ì 1 me me mm meme me mm mm mm me me G mm em mmm mmm ee me me eee ee eee ee eee

111.4 Tong hợp thymyloxiaxetohyđrazit (Bị) và 2-(4-iođothymyloxi)axeto hiđrazit (B;) Cơ chế chung của hai phản ứng được diễn tả bằng sơ đồ sau: x X ‘ + + HạN—NH; HạN—NH; CHạ-C~0—€C;Hs; <—————* CH2-C—OC2Hs o- + \- H Xx X ~ CạHzO” HN—NH2 Hay NENA =—————h CHạ~C—OC¿Hs 0 0“ (X =H, I)

Đây là phản ứng thế nhóm -OC;H; nối với nhóm cacbonyl theo cơ chế AcB2, tác nhân nucleophin là HạNNH;

Phản ứng cần tiến hành trong môi trường kiềm yếu vì trong môi trường axit thì hyđrazin sẽ bị proton hóa làm giảm tính nucleophin nhưng nếu là môi trường

phản ứng kiềm mạnh thì este sẽ bị thủy phân giảm hiệu suất phản ứng Để tăng

hiệu suất phản ứng ta dùng dư một lượng hyđrazin nhưng do dung dịch hyđrazin

tạo môi trường bazơ nên cần cho hyđrazin vào từ từ (chia làm 2-3 đợt)

Phản ứng được tiến hành trong dung môi rượu etylic (vì rượu etylic vừa hòa tan este vừa hòa tan hiđrazit) nhưng vì hyđrazit tạo thành tan tốt trong rượu nên

sau phản ứng cần loại bớt rượu

Cả hai sản phẩm tỉnh khiết thu được đều là tỉnh thể hình kim, không màu (B,) có nhiệt độ nóng chảy là 86-88C, (B;) là 97-98°C Phổ hồng ngoại của (BỊ)

cho thấy đây là một hiđrazit với pic hấp thụ mạnh ở 3315,8em' (NH;); một pic

hấp thụ ở 1678,Iem'' (C=O); đám pic hấp thụ ở 2867,1+2952,5cm'” (C-H no); một

pic hấp thụ ở 1601.5cm” (C=C thơm) Phô IR của hiđrazit (B;) cũng có những

pIC hap thụ đặc trung tuong ty nhu (B,): mot pic hap thụ mạnh ở 3314cm'` (NH;); một pic ở 3205cm” (N-H); một pic hấp thụ ở 1678em' (C=O) Các tính chất này

hoàn toàn phù hợp với những tinh chat phô của hiđrazit mà tài liệu [2] đã mô tả

om + mm 6 mee me me Vẽ: me me me me me th ch me meme mm me me me meme me me me mm meme ee ee ee eee

Trang 32

Luận van lót nghiệp _ Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiền Công

HI n i -1,2,4-triazole-3-thiol (C,) va

4-iodothymyloximety! henyl-l riazole-3-thiol

Vẻ cơ chế của phản ứng: Có thể coi đây là phản ửng cộng nucleophin vào

liên kết C=N Phản ứng diễn ra theo 2 giai đoạn::

« Giai đoạn ì: tổng hợp thiosemicacbazi i f X dare x” + | cụ" —M—Ấm, + + CH-(—NH—NH7“Ñ 0 ia ie —NH—NH— (X =H, 1)

Trong giai đoạn này, hiđrazit đóng vai trò tác nhân nucleophin tấn công vào

nguyên tử C,„ trong nhóm ¡sothioxianat Đây là nguyên tử cacbon có điện tích

dương lớn nên phản ứng xảy ra dễ dàng ngay ở nhiệt độ phòng Đề nâng cao hiệu

suất quá trình, chúng tôi đã đun hỏi lưu cách thuý hỗn hợp phán ứng trong 1 giờ Sản phẩm tạo thành ít tan trong etanol nguội nên hiệu suất phản ứng rất cao

Trang 33

—~ mm mm mmm mmm mm me ee eee mm i so Ơn vạn vn vn ben vn + n vn tứ sơn s em

Ở giai đoạn sau phản ứng đóng vòng xảy ra trong môi trường bazơ và hiđro của nhóm —-S-H khá linh động nên sau phản ứng ta không thu được hợp chất thiol

(C¡) hay (C;) mà thu được muối thiolat (C') của chúng

- N—N cu Ns

(X =H, 1) Ô

(C`)

Muối thiolat (C') dễ tan trong nước Đề thu được sản pham ta can axit hoa

dung dịch muối bằng HCI loãng

Các sản phẩm tỉnh khiết thu được đều ở dạng tỉnh thể hình kim, không màu

Nhiệt độ nóng chảy của ( C¡) là 174-175°C, của (C;) là 230-232°C, cao hơn rất nhiều so với các hiđrazit (B¡) và (B;) là do khối lượng phân tử của các sản phẩm

tăng lên nhiều đồng thời cũng có thể giữa các phân tử thiol đã hình thành liên kết hiđro liên phân tử -S-H N

Cùng với sự khác biệt về nhiệt độ nóng chảy, sự chuyển hóa từ các hiđrazit

thành các vòng thiol còn được thấy qua phổ IR của chúng: (xem hình 1) trên phổ

IR của (C¡) thấy xuất hiện vùng phổ rộng khoảng 2500cm' đến 3300cm' đặc trưng cho sự hấp thụ của nhóm S-H, đồng thời cũng xuất hiện đám pic hấp thụ ở 1074,3+1166,9cm'' đặc trưng cho nhóm C=S Điều này chứng tỏ đã có cân bằng thiol ® thion; các pic hấp thụ của liên kết C=C thơm ở 1579,6em', 1614,3cm`,

của C-H no ở 2869,9cm'', 2968,2cm'' và của C-H thơm ở 3043,5cm' vẫn còn Các

tính chất này hoàn toàn phù hợp với tính chất phổ của hợp chất thiol ma tài liệu [12]

đã mô tả

ee ẽ ẽ ẽ ẽ ẽ a ố cố eẽ a .a.a a ca ẽ.Ắ xa

Trang 34

Luận van tắt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiền Công %T 9o0~= 80-3 a 10 60 0- Ầ 2 143 +R a | 563 $ 5 748 4 NI 50.0 ie ị LA 010 3 2509 9 ASS :‹ 40 0— ee Ade ' TL we E 5 81 | LY MÝ2 Nhyaa 1035.7 0 2 30.0— 255 6 200— Ò (Cụ 100= 00¬ Bite L TY TH «ate a ealtees a eS oS we | U eG: al ve Or, Ores Cire 1} Vow Ÿÿ- 0c 0,90:9.0- pc 0.8: 0Š BP Ve Ue oe peor Or Naw 0 3500 0 30000 2500 0 2000.0 17500 15000 12500 10000 7500 5000 $1 DHSP 1a Vern Hình 1: Phố hồng ngoại của hợp chất (C;)

Phổ IR của (C;) cũng có những dấu hiệu tương tự: Xuất hiện vùng phỏ rộng khoảng 2700cm'' đến 3400cm'! đặc trưng cho sự hấp thụ của nhóm S-H; các pic

hấp thụ của liên kết C=C thơm ở 1596,9cm'”, của C-H no ở 2866cm'', 2958,6cm `

và của C-H thơm ở 3070,5cm'` vẫn còn (xem PL6a)

Như vậy có thể khẳng định các sản phẩm vòng (C;) và (C:) đã được tổng hợp thành công Cơ chế chung: Hạ ` Hr—8~ + C—C2-COOCaHs Ne tr | COOCzHs Hạ ir —S—C—COO0C Hs + Cl

Day 1a phan img thé nucleophin ludmg phan tir (S\2)

-—< = ~~ mee emma mmm mmm aaa ee eee eee eo ee ee

Trang 35

——— me me mm me mmm mmm meme eee me me ee me me me eee mee ee mee eee

Sản phẩm tỉnh khiết (D,) thu được ở dạng tỉnh thê hình kim, không màu còn

(D;) tỉnh khiết có dạng hình vảy, màu trắng Nhiệt độ nóng chảy của (Dị) là

88-90°C, của (Dạ) là 108-109°C, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của

vòng thiol (C¡) và (C;) phù hợp với việc không còn liên kết hiđro liên phân tử Trên phổ hông ngoại của các hợp chất (D¡) và (Dạ) có đầy đủ các đặc trưng của một este với các pic hấp thụ tiêu biểu: Đối với este (D\): pic hấp thụ mạnh ở 1741,6cm' đặc trưng cho nhóm C=O, các pic hấp thụ của liên kết C=C thơm ở 1577,7cm',1612,4cm', của C-H no ở 2866cm'', 2964,4cm'! và vùng phỏ hấp thụ

rộng đặc trưng cho nhóm S-H đã không còn (xem phô đồ ở hình 2); Với este (Dạ):

xuất hiện pic hấp thụ mạnh ở 1743,5cm'” đặc trưng cho nhóm C=O, các pic hấp thụ

của liên kết C=C thơm ở 1596,9cm'Ì, của C-H no ở 2869,9cm”', 2960,5cm” vẫn

còn, vùng phô hap thụ rộng đặc trưng cho nhóm S-H đã không còn (xem PL7a) 100.0 %T 3 900— 80.0— J2886,0 ' 2= 364 4 Xà Tu“ | (Đụ) 00 wWeyew ge FECT OW RM ee ee eee se oY ee eae ee eee ee re eae ey 40000 3500.0 3000.0 25000 20000 1750.0 1500.0 12500 1000.0 750.0 5000 WM S2 OHSP ta 1/cm Hình 2: Phổ hồng ngoại của hợp chất (D,) Như vậy có thể khăng định rằng các sản phẩm este (D¡) và (D;) đã được tông hợp thành công ~¬i s 3 8 ề 5 Š ° œ œ œ oO Oo Oo oO Tr.rYrrFrrrrrrrtrrrr

IH.7 Tổng hợp [5-(thymyloximetyl)-4-phenyl-1.2.4-triazole-3-ylthio] axeto

hydrazit (E,) và [Š-(4-iođothymyloximetyl)-4-phenyl-1.2.4-triazole-3-yÏthio]

axetohydrazit (E>)

ee Ơn vn

Trang 36

Luận văn tốt nghiệp _ Sito viên ®ưởng dẫn: sen Nguyễn Tiến Công

we (Ái mee mee me me me me UP Ơn me me Ơn C Í—ỚỚ — vn me me —= C — ee me mm — = me me ”m ee ee ee

Cơ chế chung của hai phản ứng có thể được diễn tả bằng sơ đồ sau: + - H2N—NH}2 + H2N—NH?2 | ee =—_———_ Hr—S—CHs—C-O-CoHs €Q b- + Í-» - HN —NHgạ ~ C;HzO | Hr—S—CH7—C—NH—NH2 ==—== Hr—§—CHzTC—OC¿Hạ bn

Đây là phản ứng thé nhóm -OC;H; nối với nhóm cacbonyl theo cơ chế

AcB2, tác nhân nucleophin là HạNNH;

Kết quả tổng hợp thu được hiđrazit (E¡) tỉnh khiết có dạng bột màu trắng, hiđrazit (Ea) ở dạng tỉnh thể hình kim, không màu Nhiệt độ nóng chảy của cả hai

hiđrazit đều thấp hơn este ban đầu, điều này có thể là do sự hình thành liên kết

hiđro nội phân tử giữa nhóm —NHNH; với trung tâm bazơ của dị vòng

Phổ hồng ngoại của sản phẩm càng khăng định các hiđrazit đã được tạo

thành Trên phổ IR của hợp chất (E;) xuất hiện đám pic hap thy ở 3100+3400cm ` đặc trưng cho nhóm —NH-NH; Pic hấp thụ đặc trưng cho nhóm C=O dịch chuyển

về phía tần số thấp (từ 1741,6cm”' chuyển xuống 1691,5cm }) Các pic hấp thụ của

liên kết C=C thơm ở 1577,7cm”', 1612,4em”, của C-H no ở 286ócm”', 2962,5cm `

vẫn còn (xem hình 3) Phổ hồng ngoại của hiđrazit (E;) cũng xuất hiện dam pic hấp thụ ở 3100+3400em” đặc trưng cho nhóm -NH-NH;, pic hấp thụ đặc trưng cho nhóm C=O dich chuyển về phía tần số thấp (từ 1743,5cm'” chuyển xuống

1670,2cm `), các pic hấp thụ của liên kết C=C thơm ở 1598,9cm'”, của C-H no ở

2868§cm', 2958,6cm'” vẫn còn (xem PL8a)

Trang 37

Luận văn tốt nghiệp -_ Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tién Công 100.0— %T 5 90.0— we me me me me me me BƠ mmm mm me me mm ee me ee NGON NGON me ee mY ee a em ee ee 80.04 ` 484 1 1407 | "2P La\ | TU bai: D6614 độ 83.3 810 L :e-ftp28 o 3 70.0— 60.0— 4 50.0 3 Boa 3 40.0 = 30.0— a7 BY ‘ 3 wll \ SCH,CONHNH, 255.6 20.0 498.6 si QC (E,) 10.04 0.0 Tree Ga Spe Tt Pr eee ry Fee ear ee PPh ee eee wa op ee Oe Ge 4000.0 3500.0 3000.0 25000 2000.0 1750.0 1500.0 1250.0 1000.0 750.0 500.0 MB S4 DHSP 1a 1/cm

Hình 3: Phố hồng ngoại của hợp chất (E¡)

Như vậy có thể khẳng định các sản phẩm hydrazit (E,) va (E2) đã được tông hợp thành công

IIIL8 Tổng hợp các hyđrazit N-thế (E)) (F;) (G¡), (G

Cơ chế chung:

Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn:

Giai đoạn cong An: thudng ding xúc tac axit ee +1 = ” R——C——N——NHạ + R——C——0H ——> R——C——NH—NHạ—CH O R' OH || | nhanh ee +

Giai đoạn tách nước: =

Trang 38

Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Tiến Công ee me me me me mm mm me me me mm me me mm me mm me me me me me me mm me me me me me me nme me me ee NT TU KT TT NT TK Xúc tác bazơ: Oo H | R——C——NH—NH—C—R' an 54 Ta ~ Hạ OH b5 |? R——C——NH—N——CH—R'

Đây là phản ứng cộng nucleophin của hyđrazit vào nhóm cacbonyl tạo ra sản phẩm cộng trung gian và bị tách nước ngay thành sản phẩm ngưng tụ hay sản

phẩm thế oxy-cacbonyl bằng nitơ Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn: giai đoạn

cộng Ax và giai đoạn tách nước tạo ra sản phẩm Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào

pH của môi trường và bản chất của góc R

Giai đoạn cộng Aa:

se Giai đoạn này thường được xúc tác bằng axit Proton H” sẽ hoạt hóa nhóm cacbonyl làm tăng mật độ điện tích dương trên nguyên tử cacbon tạo điều kiện cho tác nhân nueleophin dễ dàng tấn công Xét về phía hợp chất cacbonyl,

phản ứng cộng thuận lợi khi nồng độ H cao tức pH giảm

* Trong môi trường axit mạnh hyđrazit sẽ bị proton hóa tạo muối làm

mat tac dung của tác nhân nucleophin (do không còn cặp electron tự do trên nguyên tử nitơ) Vậy về phía tác nhân nucleophin, phản ứng không thuận lợi khi

pH môi trường giảm

0 0

ans a =—=x "5."

Theo tính toán, người ta đã xác định được pH tối ưu là 4 - 5

Giai đoạn tách nước: có thể được xúc tác bằng axit hay bazơ

* Xúc tác axit: Đầu tiên H” sẽ proton hóa nhóm —OH , sau dé

đến giai đoạn tách nước là giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng, cuối cùng tách

nhanh H' hoàn trả lại xúc tác và tạo ra sản phâm

ee ee ee ee ee ee ee ee ee ee (Ơn AC G AC CA ee ee ee ee HO — (Ơn CƠm | mẽ +

Trang 39

Luận: văn m tỐt nghiệp Ngân viên hướng dẫn: TRE Nguyễn Tién C ‘Ong

* Xtc tac bazo: Anion OH’ tan céng vao nguyén tr nito lấy H”, đây là giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng sau đó tách nhanh OH trả lại môi trường phản ứng đề tạo sản phẩm cuối cùng

Tính chất vật lý của các hyđrazit N-thế được mô tả ở bảng 6 trang 43

Vé phô hông ngoại: (xem phố đồ ở các PL 4a, 5a, 9a, 10a)

Bảng 1: Tóm tắt kết quả phô hồng ngoại của các hiđrazit N-thế x , N—N nl \\-scu,connn=crr’ N Ò

Hợp x! RR°C- DN-H Đc-c thon Uc=0 |UC-H thom} ÒC-H no | ÒC-H no

chat cm! cm em em” em em” CH; 1577.7 2868.0 F,|H 318243 | ¡ 5089 1681,8| 3055,0 2020 0 2866,0 I 3180.4 | 1596.9 |1681,8] 3055.0 mE eee, 2960,5 CH= 1577,7 2868,0 G,|H 3190,0 | | 6124 1681,6 ° 2029 7 1641,3 G1 HạCf CH; - | 15969 |1683/7| 3055,0 | 7°89 | 1637.5 2962,5

Trên phố hồng ngoại của các hyđrazit N-thé, đám pic dao động hóa trị đặc trưng cho liên kết N-H yếu hơn so với hyđrazit ban đầu

Tần số dao động hóa trị của nhóm C=O tăng lên so với hyđrazit, điều này phù hợp với sự liên hợp tốt hơn của nhóm C=O với hợp phần vừa ghép vào

(G¡) có thêm tần số dao động của C=C anken ở 1641,3cm' ', (Gạ) ở

1637.5cm! Với các hợp chất (F,), (F2), tần số dao động này không thấy rõ, có lẽ

do chúng xuất hiện với cường độ yếu nên bị lẫn với pic của nhóm C=O

Vê phổ tử ngoại: (xem phô đồ ở các PLIb, 2b, 3b, 4b)

¬ 6n me hs hs ch 6 ẽ .-a mm me me me me me me me me me me meme ee me ee ee ee

Trang 40

we me mem me mm mm me me mm me me mm mm mm me TC: mỉm me me BH ng nm me meme me m8 me me mm me me me mee ee ee eee

Trong phân tử các hiđrazit N-thế tổng hợp được, ngoài các nhóm chức

còn có chứa hệ vòng thơm (như vòng benzen, dị vòng triazole) có các nguyên tử với cặp electron tự do (N, O, S) và các nhóm mang màu khác (C=N, C=C, C=O) Đặc điểm cấu tạo đó dẫn tới sự xuất hiện của một hay 3 cực đại hấp thụ trên phô

UV của các hiđrazit N-thế khảo sát, tất cả đều có hệ số tắt phân tử lớn (10!) chứng tỏ chúng có nguồn gốc chuyển mức năng lượng z-x` Kết quả được tóm tắt ở bảng 2 Bảng 2: Kết quả phố electron của một số chất: X N—N cụ ÔF \ sen,connx-cn O

H s lBăng sóng ngắn.| Băng sóng dài,

chất x Ree À¡, nm/lge À;„nm/lge CH; F, H - 271/4,53 F; I - 269/4,59 H,C~ “CH, CH= c, | a 206/479 | z4 205/4,85 G› I đế Soi, 238/4.52 269/4,59 Các hợp chất (F¡), (G¡) có một cực đại hấp thụ còn các hợp chất (F;), (G;) có 3 cực đại hấp thụ trên phô UV

Cực đại hap thụ của các hiđrazit N-thế là dẫn xuất của carvon chuyển

dịch 2nm về phía sóng dài so với các dẫn xuất của perilanđehit có thể được giải thích bởi sự xuất hiện của liên kết đôi ngoại vòng (exoeyelie double bonds) ở các

dẫn xuất này

—~ ‹ m Lm vn vn Lm tr to mB O mẽ OmSB BS (ốc mnB.(ố Ắ.K8ê cốc ẰÃ.‹.m=c- mẽ GV n“mG =Ặ =ỜỈ =CO mỶẬU — BỊ ”=OU “On An U mm An Qớn em CƠn CƠ CƠ C Ơn CƠ CC — ‹ =m + mỶÍ —

Định dạng
Số trang	57
Dung lượng	7,55 MB