ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HCM
75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
NGÔ THӎ TUYӂT TRINH
NGHIÊN CӬU PHҦN ӬNG AMINE +2È1+Æ17+Ѫ0CӪA NITROBENZENE
(A method for amination of para CíH bond in nitrobenzene)
Chuyên ngành: KӺ THUҰT HÓA HӐC Mã sӕ: 8520301
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
TP HӖ &+Ë0,1+WKiQJ QăP
Trang 2&Ð1*75Î1+ĈѬӦC HOÀN THÀNH TҤI 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ±Ĉ+4*-HCM
Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc: TS NguyӉn Thanh Tùng
Thành phҫn Hӝi ÿӗQJÿiQKJLiOXұn văn thҥFVƭJӗm:
(Ghi rõ hӑ, tên, hӑc hàm, hӑc vӏ cӫa Hӝi ÿӗng chҩm bҧo vӋ luұn văn thҥFVƭ 1 Chӫ tӏch: PGS.TS NguyӉn Thӏ PKѭѫQJ3KRQJ
2 7KѭNê 761JX\ӉQĈăQJ.KRD
3 Phҧn biӋn 1: TS TrҫQ3Kѭӟc Nhұt Uyên 4 Phҧn biӋn 2: TS NguyӉn TrҫQ9NJ 5 Ӫ\YLrQ 76/r9NJ+j
Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch Hӝi ÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұn văn ÿã ÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có)
CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG 75ѬӢNG KHOA KӺ THUҰT HÓA HӐC
Trang 3
NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
Hӑ tên hӑc viên: NGÔ THӎ TUYӂT TRINH
MSHV: 1870414 1Jj\WKiQJQăPVLQK 23/12/1996 1ѫLVLQK %j5ӏD± 9NJQJ7jX &KX\rQQJjQK .ӻWKXұW+yDKӑF 0mVӕ 8520301
,7Ç1Ĉӄ TÀI:
Tên tiӃng ViӋt: Nghiên cӭu phҧn ӭQJDPLQKRiQKkQWKѫPFӫa Nitrobenzen
Tên tiӃng Anh: A method for amination of para CíH bond in nitrobenzene
II NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG:
- Phát triӇQSKѭѫQJSKiSDPLQHKyDQKkQWKѫPFӫa nitrobenzene vӟi dӏ YzQJWKѫPFKӭa liên kӃt NíH
- Nghiên cӭu khҧ QăQJPӣ rӝQJSKѭѫQJSKiSYӟi các dүn xuҩt dӏ YzQJWKѫPNKiF - Nghiên cӭu khҧ QăQJPӣ rӝQJSKѭѫQJSKiSYӟi các dүn xuҩt nitrobenzene khác - Nghiên cӭu áp dөQJKѭӟng tiӃp cұn cho phҧn ӭQJDPLQHKyDÿyQJYzQJQӝi phân tӱ
III NGÀY GIAO NHIӊM VӨ: 21/09/2020
IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ: 03/07/2021 V CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN: TS NGUYӈN THANH TÙNG
*6763+$17+$1+6Ѫ11$0
73+&0QJj\«WKiQJ«QăP
CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN CHӪ NHIӊM BӜ 0Ð1Ĉ¬27ҤO
75ѬӢNG KHOA KӺ THUҰT HÓA HӐC
ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HCM 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
CӜNG HÒA XÃ HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM Ĉӝc lұp - Tӵ do - Hҥnh phúc
Trang 4LӠI CҦ0Ѫ1
MӛLEѭӟFÿLWUrQFXӝFÿӡLÿӅu là sӵ trҧi nghiӋm QuyӃWÿӏnh lӵa chӑn hӑc tiӃp tөc FKѭѫQJWUuQKQj\OjFҧ mӝWTXiWUuQKÿҫy thách thӭc vӟi bҧn thân tôi Tӕt nghiӋSĈҥi hӑc vӟi chuyên ngành nhiӅu ӭng dөng khô khan, tӯ mӝWQJѭӡLFKѭDtӯng làm quen vӟi P{LWUѭӡng phòng thí nghiӋPFKѭDELӃWÿӃQFiFSKѭѫQJSKiSSKkQWtFKFNJQJQKѭNK{QJgiӓi vӅ lý thuyӃt hӳXFѫOӵa chӑQÿӅ tài luұQYăQWKHRKѭӟng tәng hӧp hӧp chҩt hӳXFѫlà mӝt sӵ NKyNKăQNK{QJKӅ nhӓ cӫa chính bҧn thân tôi
LuұQYăQWKҥFVƭFKX\rQQJjQK.ӻ thuұt Hóa hӑc là sҧn phҭPÿ~FNӃt tӯ quá trình cӕ gҳng cӫa bҧn thân cùng vӟi sӵ hӛ ÿӝQJYLrQTXDQWkPFKăPVyFWӯ JLDÿuQKQJѭӡi thân, Thҫy Cô và bҥn bè4XDÿk\W{L[LQJӱi lӡi cҧPѫQhӃt sӭc chân thành tӯ nhӳng QJѭӡLÿmJL~Sÿӥ, hӛ trӧ trong suӕt quá trình hӑc tұp và thӵc hiӋn luұQYăQQj\
Ĉҫu tiên tôi xin dành cho nhӳng lӡi cҧPѫQÿһc biӋWÿӃn JLDÿuQKW{LChính gia ÿuQKOjFKӛ dӵa vӳng chҳc nhҩt, gL~SW{LYѭӧt qua tҩt cҧ nhӳQJNKyNKăQ&NJQJFKtQKJLDÿuQKOX{QOjKұXSKѭѫQJOX{Qӫng hӝ mӑi quyӃWÿӏnh cӫa bҧn thân tôi tӯ lúc bҳWÿҫu theo hӑFFKѭѫQJWUuQK7KҥFVƭÿӃn lúc hoàn tҩt luұQYăQ
Tôi xin gӣi lӡi cҧPѫQFKkQWKjQKYjVkXVҳFÿӃn Thҫ\Kѭӟng dүn cӫa mình TS NguyӉQ7KDQK7QJYj*6763KDQ7KDQK6ѫQ1DP Chính nhӡ sӵ chӍ dүn, hӛ trӧ cӫa Thҫy mà tôi có thӇ hoàn tҩWÿӅ tài trong hoàn cҧnh dӏch Covid ± ÿҫ\NKyNKăQ Kính chúc sӭc khoҿ ÿӃn Thҫy TS NguyӉQ7KDQK7QJYj*6763KDQ7KDQK6ѫQNam
Bên cҥQKÿyW{L[LQFҧPѫQFiFDQKFKӏ hӑc viên, các bҥn sinh viên tҥi phòng thí nghiӋm Nghiên cӭu cҩu trúc vұt liӋXÿmTXDQWkPÿӝQJYLrQYjJL~Sÿӥ tôi trong suӕt quá trình làm luұQYăQCҧPѫQFiF$QKFKӏ cùng lӟSÿmKӛ trӧ YjJL~Sÿӥ tôi trong suӕt quá trình hӑc tұp
Lӡi cuӕi cùng, tôi xin chúc mӑLQJѭӡi thұt nhiӅu sӭc khӓe và ngày càng thành công
Xin chân thành cҧPѫQ
TP HCM, tháng 09 QăP Tác giҧ
Ngô Thӏ TuyӃt Trinh
Trang 5TÓM TҲT
&iFSKѭѫQJSKiSFKX\Ӈn hóa liên kӃt CíH cӫDQKkQWKѫPQLWUREHQ]HQHWKѭӡng gһp nhiӅu trӣ ngҥi do tính ái nhân kém cӫDQKkQWKѫPWtQKNKӱ mҥnh cӫa nhóm NO2,
Trong nghiên cӭu này, mӝWSKѭѫQJSKiS mӟLÿӇ amine hóa liên kӃt CíH ӣ vӏ trí para
cӫDQLWUREHQ]HQHWKHRFѫFKӃ thӃ ái nhân-oxi hóa, bҵng các dӏ YzQJWKѫPFKӭa NíH ÿѭӧc phát triӇn Phҧn ӭng diӉQUDÿѫQJLҧn, vӟi sӵ hӛ trӧ cӫa base NaOH và dung môi DMSO NhiӅu dӏ YzQJQKѭGүn xuҩt indole, dүn xuҩt pyrazole, pyrrole không nhóm thӃ có thӇ WѭѫQJWKtFKYӟLÿLӅu kiӋn phҧn ӭQJĈӅ xuҩt vӅ FѫFKӃ phҧn ӭQJVDXÿyOjFѫVӣ ÿӇ phát triӇQSKѭѫQJSKiSDPLQHKyDQӝi phân tӱÿyQJYzQJ
ABSTRACT
Available methods for functionalization of CíH bonds in nitrobenzene often suffer from the weak nucleophilicity of the aromatic ring and the reduction ability of NO2 group Herein we develop an approach for nucleophilic oxidative amination of
para CíH bond in nitrobenzene with NíH heterocycles Reactions only required the
use of NaOH base and DMSO solvent Heterocycles such as susbtituted indoles, pyrazoles, and non-substituted pyrrole were compatible with reaction conditions Early mechanistic consideration was exploited to propose an intramolecular, oxidative amination/cyclization
Trang 6LӠ,&$0Ĉ2$1
Tác giҧ [LQFDPÿRDQOXұQYăQQj\OjF{QJWUuQKQJKLrQFӭu cӫa cá nhân tác giҧÿѭӧc thӵc hiӋQGѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa TS NguyӉQ7KDQK7QJYj*6763KDQ7KDQK6ѫQNam, tҥi Phòng thí nghiӋm TrӑQJ ÿLӇP Ĉ+4*-HCM Phân tích cҩu trúc vұt liӋu 0$1$5 7UѭӡQJĈҥi hӑF%iFK.KRDĈ+4*73+&0
Sӕ liӋu, kӃt quҧ nghiên cӭu và kӃt luұn trong luұQYăQQj\OjKRjQWRjQWUXQJWKӵc
TP Hӗ &Kt0LQKWKiQJ QăP
Tác giҧ
Ngô Thӏ TuyӃt Trinh
Trang 7MӨC LӨC
&+ѬѪ1* 7ӘNG QUAN 1
1 Tәng quan vӅ phҧn ӭng thӃ ái nhân WUrQQKkQWKѫPFӫa nitrobenzene 1
1.1 Phҧn ӭng thӃ ái nhân vӟi tác nhân ái nhân cacbon 2
1.2 Phҧn ӭng thӃ ái nhân vӟi tác nhân ái nhân khác cacbon 10
2 Phҧn ӭQJDPLQHKyDFyÿӏQKKѭӟng liên kӃW&í+ 13
2.1 Phҧn ӭng vӟLFiF1í+Fӫa dӏ YzQJWKѫP 13
2.2 Phҧn ӭng cӫa liên kӃW&í+Yӟi mӝt sӕ 1í+FyWtQKDFLGNKiF 20
3 Mөc tiêu nghiên cӭu 23
&+ѬѪ1* 7+ӴC NGHIӊM 25
2.1 Hóa chҩt sӱ dөng 25
2.2 ThiӃt bӏ và dөng cө 27
2.3 Thӵc nghiӋm 27
2.3.1 Quy trình cho các phҧn ӭng khҧRViWÿLӅu kiӋn 27
2.3.2 Quy trình cho các thí nghiӋm cô lұp sҧn phҭm 28
2.3.3 Thí nghiӋm phҧn ӭng khӱ nhóm nitro thành aniline 28
2.3.4 Thí nghiӋm phҧn ӭng chuyӇn nhóm nitro thành thioamide 29
&+ѬѪ1* .ӂT QUҦ VÀ BÀN LUҰN 30
3.1 Khҧo sát phҧn ӭng amine hóa liên kӃW&í+ӣ vӏ trí para cӫa nitrobenzene vӟL1í+cӫa indole 30
3.1.1 Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa nhiӋWÿӝ phҧn ӭng 30
3.1.2 Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa tӍ lӋ mol các tác chҩt phҧn ӭng 31
3.1.3 Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa loҥi base 32
3.1.4 Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa loҥi dung môi 33
3.1.5 Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫDOѭӧng DMSO 34
3.1.6 Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫDP{LWUѭӡng phҧn ӭng 35
3.1.7 Khҧo sát tiӃn trình phҧn ӭng 36
3.1.8 Phân tích cҩu trúc sҧn phҭPWKXÿѭӧc 37
3.1.9 Khҧo sát khҧ QăQJPӣ rӝng phҧn ӭng vӟi các dүn xuҩt dӏ YzQJWKѫPNKiF 38
3.1.10 Khҧo sát khҧ QăQJPӣ rӝng phҧn ӭng vӟi các dүn xuҩt nitrobenzene khác 41
ĈӅ xuҩWFѫFKӃ phҧn ӭng 43
Trang 8Phө lөc 1: Ĉѭӡng chuҭQÿӇ [iFÿӏnh hiӋu suҩt sҳc kí (GC) 57
Phө lөc 2: DiӉn giҧi kӃt quҧ phә cӝQJKѭӣng tӯ hҥt nhân cӫa các sҧn phҭm 57
Phө lөc 3: Hình phә cӝQJKѭӣng tӯ hҥt nhân cӫa các sҧn phҭm 63
Trang 9DANH MӨC HÌNH
Hình 1.1 Phҧn ӭng thӃ iLQKkQWUrQQKkQWKѫPFӫa dүn xuҩt nitrobenzene 1
+uQK$U\OKyD&í+Fӫa ketone vӟi dүn xuҩt nitrobenzene 3
+uQK$U\OKyD&í+Fӫa indole vӟi dүn xuҩt nitrobenzene 3
Hình 1.4 Aryl hóa liên kӃt C(sp3 í+ӣ vӏ trí benzylic vӟi dүn xuҩt nitrobenzene 4
+uQK &ѫ FKӃ tҥo diaryl ketone tӯ phҧn ӭng alkyl hóa liên kӃt para &í+ Fӫa nitrobenzene 6
Hình 1.6 Tәng hӧp các dүn xuҩWĮĮ-diarylacetamide tӯ DU\OKyDEHQ]\OLF&í+Eҵng dүn xuҩt nitrobenzene 7
Hình 1.7 Aryl hóa C(sp3 í+Fӫa 2-alkylazaarene bҵng nitrobenzene 8
Hình 1.8 Tәng hӧp mӝt sӕ dүn xuҩt nitroaryl acetylene 9
Hình 1.9 Sӵ tҥo thành isoindoline tӯ DON\OKyD&í+Fӫa dүn xuҩt nitrobenzene 9
Hình 1.10 Tәng hӧp các dүn xuҩt 2-nitroaniline 10
Hình 1.11 Tәng hӧp dүn xuҩt 2-nitroaniline tӯ dүn xuҩWQLWUREHQ]HQHQJKqRÿLӋn tӱ 11
Hình 1.12 Methoxy hóa C(sp2 í+Fӫa dүn xuҩt nitrobenzene 12
Hình 1.13 Alkoxyl hóa C(sp2 í+Fӫa dүn xuҩt nitrobenzene 12
Hình 1.14 MuӕL&X ,, WK~Fÿҭy phҧn ӭng amine hóa liên kӃW&í+Yӟi dӏ YzQJWKѫP1í+ 14
Hình 1.15 Amine hóa C(sp2 í+YӟL1í+Gӏ vòng, sӱ dөng xúc tác (CuOH)2CO3 15
Hình 1.16 $PLQHKyD&í+Fӫa naphthylamine sӱ dөng xúc tác Cu(II) 16
+uQK;~FWiF&X ,, WK~Fÿҭy phҧn ӭQJJKpSÿ{LJLӳa các liên kӃt C(sp2