Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Tổng hợp một số dẫn xuất chứa dị vòng 1,3,4 - oxađiazol

Với cấu tạo khá đặc biệt vòng 5 cạnh chứa đồng thời 2 dị tố là oxy và nitơ vòng oxađiazol đã được coi là một đối tượng tốt để nghiên cứu về mặt lý thuyết như : các phản ứng chuyển hóa vò

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA HÓA

ale

LUAN VAN TOT NGHIEP

TONG HOP MOr số DẪN XUẤT CHUA DỊ VÒNG 1,3,4 - OXADIAZOL

GVHD : Th.s Nguyễn Tiến Công

SVTH : Trần Thị Hằng Thu

TP.HO CHÍ MINH 2004

đau xin chan thanh cảm on thầu

Wguyén Fién Cong da tận tinh giíp để,

kướng din em trong tuốt quá trinh thực

kiện luậm odn mầu.

đan cũng xin chin thanh eim on các

thay cô trong tổ hóa hitu eo mói riêng oa

khoa khóa ndi chung eting các ban sinh oiêm

đã nhiệt tink gitip đề, tạo diéu kiện thugn

tợi cho em hoàn thank luận oan màu.

Do lin đâu tiên lam quen oới nghién

atu khoa hee, ehita có kinh nghigm oa do

thời gian cá han “êm luận oán kiêng thé

trinh khdi nhitng sai lát, mong thầu ed oa

mong mudn nhậm được tự gop ý châm

thinh từ thay có oà ede ban.

Fhiing 5 / 2004

Sinh oitn

Quản Chị Hang Thu

ae

Luấn xà» i nghờ SVTH : Trần Thi Hồng Th

MUC LUC

DAT VAN DE

1L TCS th Bồ VI xeeeeontinkiioiioiedoeioiousedaeeeodioa<ese 5

UN ieee ww đồ i csi ee erect ARSE 5

TUL sa lạ Cái GAIN ẽ “n6 g ố 5

Wy, TP lon ORE NT ve 166c0000220G00300G360000242668 26

| = naphtoxy axetic (A;)

2 — naphtoxy axetic (A)2., Tears HƠ0 CR a co á0ccc6ii0xca2e 26

Etyl | — naphtoxy axetat (E¡)

Etyl 2 — naphtoxy axetat (Ea)

3 Ti hưu GG HN le co S02 20Gã000846adt 26

| — naphtoxy axeto hydrazit (H))

2 ~ naphtoxy axeto hyđrazit (H;)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lư ốt nghịê SVTH : Trần Thị Hàng D

I Lí do chọn đề tài.

Trong những năm gần đây, hóa học dị vòng phát triển ngày càng mạnh

mẽ Việc tổng hợp và nghiên cứu các hợp chất dị vòng thu hút sự chú ý của

nhiều nhà khoa học Người ta quan tâm đến các dị vòng không chỉ về những tính chất lý hóa học đặc biệt mà còn về những ứng dung quan trong của chúng

trong thực tiễn Trong số những hợp chất dị vòng này phải kể đến dị vòng

1,3,4-oxadiazol Với cấu tạo khá đặc biệt (vòng 5 cạnh chứa đồng thời 2 dị tố

là oxy và nitơ) vòng oxađiazol đã được coi là một đối tượng tốt để nghiên cứu

về mặt lý thuyết như : các phản ứng chuyển hóa vòng, khả năng tao phức và

kha năng truyền điện tử trong mạch liên hợp Mặt khác, nhiều hợp chất chứa

vòng 1,3,4-oxadiazol đã được sử dung rộng rãi trong kỹ thuật như làm tăng độ

nhạy cho phim ảnh, làm chất chống tác hại của ánh sáng đối với các polimehay làm chất phát quang trong máy đếm Một số hợp chất của chúng có hoạt

tính kháng khuẩn cao nên đã được ứng dụng trong y học làm thuốc chữa bệnh.

Tóm lại, các hợp chất dị vòng 1,3,4-oxadiazol có ý nghĩa quan trọng cả về

mặt lý thuyết lẫn thực tiễn

Từ những vấn để nêu trên em đã chọn để tài : “Tổng hợp một số dẫn

xuất chứa di vòng 1,3,4-oxađiazol” Đây là một hướng nghiên cứu thu

hút sự quan tâm của khá nhiều tác giả trong những năm gần đây Đối với bản thân việc chon để tài này chủ yếu trên cơ sở học hỏi, đồng thời góp phần

khẳng định khả năng phong phú trong nghiên cứu, ứng dụng dẫn xuất của1,3,4-oxađiazol.

II Nhiệm vụ đề tài.

Đi từ chất đầu là 1- naphtol và 2- naphtol sẽ tiến hành tổng hợp một dãy

các chất và cuối cùng tổng hợp ra 2 hợp chất chứa vòng 1,3,4-oxadiazol.

Sản phẩm sau khi được tổng hợp sẽ được kiểm tra độ tỉnh khiết bằng nhiệt độ nóng chảy và bước đầu xác định cấu tạo bằng phổ IR.

IH Phươn nghiên c

1 Tra cứu tài liệu

2 Tiến hành tổng hợp

3 Đo nhiệt độ nóng chảy và chụp phổ IR.

| ỲỶ—.ö VHD - Th.s Neuvén Tiến Cong

Re

TONG QUAN

I Cấu tạo và tính chất phổ.

Oxadiazol là dị vòng 5 cạnh chứa một nguyên tử oxi và 2 nguyên tử nitơ.

Tùy thuộc vào vị trí các di tố mà ta có các hợp chất khác nhau : 1,23

oxadiazol (1); 1,2,4 oxadiazol (ID); 1225 oxadiazol (III) và 1,3,4

-oxadiazol (IV)

H H H

CÀ hS CÁ dhs

(1) (H) (TIE) (IV)

Các nguyên tử trong vòng oxadiazol đều ở trạng thái lai hóa sp” Các

cặp electron của các nguyên tử cacbon và nitơ tạo thành hệ liên hợp với cặp electron không phân chia của nguyên tử oxi hình thành hệ liên hợp kín Vòng

1,3,4 — oxadiazol là một hệ liên hợp phẳng tương tự vòng benzen Do số cặp

electron trong vòng oxadiazol đảm bảo qui tắc Hucken (4n+2), nên vòngoxadiazol có tính chất thơm Do cặp electron không phân chia của nguyên tửoxi chỉ tham gia liên kết ở mức độ yếu với các electron x của liên kết C=N, vì

vậy vòng 1,3,4 — oxadiazol cũng kém bén hơn vòng benzen Bằng phương

pháp MINDO và MNDO, tác giả [4] đã tính tóan được mật độ điện tích, độ

dài liên kết (A°) trong vòng 1,3,4 oxadiazol và 2 metyl 1,3,4

-oxadiazol Kết quả được tóm tắt trên giản 46 phân tử :

0,175

Thực tế, vòng 1,3,4 — oxadiazol không có nhóm thế nói chung đều kém

bền, nhưng khi có nhóm thé ở vị trí số 2 và số 5 thì độ bển của vòng tăng lên

rất nhiều Diéu này có thể giải thích là do các nhóm thế đã gây ra hiệu ứngelectron với nhân 1,3,4 - oxadiazol tạo thành mạch liên hợp trong tòan phân tử.

Dựa trên những kết quả nghiên cứu quan hệ giữa cấu trúc nguyên tử và

cấu trúc phổ của các chất chứa vòng 1,3,4 - oxadiazol, các tác giả trước đây

đã nhận thấy rằng vòng 1,3,4 — oxadiazol (cũng như các vòng oxadiazol khác)

đều có khả năng hút electron.

GVHD ; Ths Nguyễn Tiến Có

xs

Luân văn tế nghịê SVTH : Trần Thị Hằng Ti

Phổ hồng ngoại của vòng 1,3,4 - oxadiazol, có những vân đặc trưng ở

1593, 1560 và 1510 cm” Tuy nhiên trong một số trường hợp, các vân này có

thể bị lẫn với các vân đặc trưng cho vòng benzen hay nhóm thế khác nêncũng khó phân biệt.

Trên phổ hổng ngoại của các hợp chất 2 metyl 5 R 1,3,4

-oxadiazol (R : CH;¡, CsHs, p-O;NC;H;, quinolyl - 2) và các azometin, xeton

không chứa vòng 1,3,4 - oxadiazol cũng đều có 3 vân ở vùng 1580 - 1595,

1540 - 1560, 1510 em” đặc trưng cho vòng 1,3,4 - oxadiazol Khi R là nhân thơm hay dị vòng thơm, vân ở 1595 - 1580 cm” thường bị lẫn với các vân hấp thu ở vòng thơm, tuy nhiên vân 1560 - 1540 cm” vẫn đặc trưng.

Phổ IR của các axit (5 - aryl - 1,3,4 - oxadiazol - 2 - yl) axetic cũng đều

có các vân ở 1597 - 1590 cm” là vân đặc trưng cho vòng 1,3,4 - oxadiazol.

Các vân khác bị lẫn với các tín hiệu đặc trưng cho vòng benzen ở vùng 1651

-1470 cm”,

Phổ IR của các hợp chất 5 - aryl - 2 - mecapto - 1,3,4 - oxadiazol có vân

hấp thụ đặc trưng cho liên kết C = N trong vòng 1,3,4 - oxadiazol có giá trị tại

1590 cm” trong khi đó vân hấp thụ đặc trưng cho liên kết C =N trong 2 - ary!

- (2 - (benzimidazol - 2 - yl)- phenyl! - 1,3,4 - oxadiazol lại là một vân mạnh

tại 1600 cm", Khi vòng 1,3,4 - oxadiazol liên kết với các nguyên tử có cặp

electron chưa chia như nitơ trong amin, thì vân hấp thụ đặc trưng cho liên kết

C =N có giá trị cao hơn hẳn Chẳng hạn, các chất dạng :

Ar : CạH;, p — CHyOC,H¿, p - CH;CạH¿

có vân hấp thụ đặc trưng cho liên kết C=N trong khoảng 1609 - 1630 cm”,

Tần số này là 1620 cm” trong phân tử 2 - amino - 5 -[1 - (4 - isobutyl phenyl)

etyl]-1,3,4- oxadiazol Khi nhóm thế của vòng 1,3,4 - oxadiazol có khả năng

hút electron mạnh, thì vân hấp thụ đặc trưng cho liên kết C=N của vòng 1,3,4

- oxadiazol lại giảm đi Chẳng hạn, các hợp chất dang :

R:H, Cl, Br, CH;, OCH;, có vân hấp thụ đặc trưng cho liên kết C = N ở 1610

cm, Ngoài ra, trên phổ IR của các hợp chất 5 aryl 2 mecapto 1,3,4

-oxadiazol đều có vân hấp thụ đặc trưng cho liên kết N_ H (ở 3250 cm”) và C

= S(ở 1140 cm”), hay 3260 cm Ì(NH) 1120 cm Ì(C = S) Phổ IR của

5-naphtylmetyl - 2 - mecapto - 1,3,4 -oxadiazol có vân hấp thụ đặc trưng cho

nhóm NH : 3200 cm”, C = S$ 1160 cm” Diéu này chứng tỏ đã có sự hỗ biến

theo sơ đồ :

x." ,)

Hiện tượng hỗ biến này cũng xuất hiên ở day 1,2,4 - triazol và một số

dãy khác.

Phổ hấp thụ tử ngoại của các hợp chất chứa vòng 1,3,4 - oxadiazol cũng

đã được nhiều tác giả nghiên cứu Phổ của dãy 2,5 - diaryl - 1,3,4 - oxadiazol

có hai hoặc ba vân hấp thụ với hệ số hấp thu mol khoảng 10 Các azometin

va các xeton không no chứa vòng 1,3,4 - oxadiazol có dạng phổ electron

tương tự nhau Trong vùng từ 200 - 400 nm đường cong hấp thụ của các hợpchất này đều có ba vân với cực đại hấp thụ của các băng sóng có lge = 3,8 -4,8 Người ta còn tìm thấy sự phụ thuộc tuyến tính giữa hằng số ơ Hammet

của nhóm thế X ở nhân phenyl với tần số hấp thụ cực đại băng sóng dài trongcác dãy azometin và xeton chưa no Diéu này cũng phù hợp với kết quả

nghiên cứu phổ hồng ngoại chứng tỏ vòng 1,3,4 - oxadiazol có khả năngtruyền electron trong mạch liên hợp như một vòng thơm Trong khi đó các

hợp chất 5-R-2- metyl - 1,3,4 - oxadiazol (R : CH¿ạ, C,H;, p-O;NCạH,,

quinolyl - 2) chỉ có hai vân hấp thụ ở 254 -270 nm đặc trưng cho sự chuyển

mức x - ` của vòng 1,3,4 - oxadiazol Vị trí của băng sóng này phụ thuộc vào

bản chất nhóm thế R

Phổ "H NMR của vòng 1,3,4 - oxadiazol ghi trong dung môi CDCl;

được nêu trong tài liệu [9], hai proton trong vòng cho một tín hiệu có giá trị 8

= 8,73 ppm Khi thay thế một nguyên tử hiđrô của vòng bằng một nhóm thế

GVHD ; Ths Nguyễn Tiến Cô

-9-Luận văn si nghiê SVTH : Trần Thị Hằng TỊ

đẩy electron giá tri này giảm đi Chẳng han ở 2 - R - 1,3,4 - oxadiazol, tin

hiệu của proton còn lại trong vòng 1,3,4 - oxadiazol có các giá trị sau :

ồ 8,53 8,48 8,43 8,26 (ppm)Khi thay thé cả hai nguyên tử hiđrô của vòng bằng nhóm mety! thì phổcủa 2,5 - dimetyl - 1,3,4 - oxadiazol chỉ còn một vạch duy nhất ứng với độdịch chuyển hóa học 5(H) = 2,40 ppm của proton nhóm CH; chứng tổ vòng

oxadiazol hút electron mạnh hơn vòng benzen vì nhóm CH; có ỗ(H) =2,3

ppm.

So sánh phổ 1H NMR của 5 - fomyl - 2 - metyl — 1,3,4 - oxadiazol và

5 - fomyl — 2 — phenyl — 1,3,4 — oxadiazol trong CDCh, thấy tín hiệu củaproton nhóm CHO trong trường hợp thứ hai chuyển mạnh về phía trường yếu

so với trường hợp thứ nhất và có giá trị là 10,10 ppm Điều này cho thấy vòng

1,3,4 — oxadiazol có tính chất thơm và có khả năng truyền ảnh hưởng electron

tương tự nhân benzen.

Sự phân cắt vòng xảy ra theo một số hướng khác nhau, tùy theo sự cómặt của nhóm thế trong vòng Chẳng hạn sự phân cắt của 2,5 - diphenyl —

1,3,4 — oxadiazol xảy ra theo các hướng chủ yếu sau :

‡

CoHs < -cotts ——> CeHgCO* + Nz + Cris

C6HsNCO* + CgHzCmN Ca¿HsCmNỈ + CoHsNCO

Trong khi đó, phổ khối lượng của 1 (2 — phenyl 1,34

-oxadiazol)peflopropan hoặc pefloheptan có các hướng phân cắt chủ yếu sau :

CeHs<CO © CgHsCmO*Ä+—— can QS] Be —%, cả Á Ss

Các hợp chất chứa vòng 1,3,4 — oxadiazol có nhóm thế phức tạp thì sự

phân cắt cũng phức tạp hơn

Il Một số phan ứng của vòng 1.3.4 — oxadiazol và dẫn xuất

-10-Vòng 1,3,4 - oxadiazol rất kém bền, bị thuỷ phân dễ dàng ở điều kiện

thường Khi có nhóm thế thì độ bển của vòng tăng lên rất nhiều Chẳng hạn

trong dung dịch axit lạnh, 2 — aryl - 1,3,4 - oxadiazol bị thủy phân ngay theo

sơ đồ sau :

c

+ Arc”

Ls = wick =

Khi để hỗn hợp đẳng phân tử của 2,5 - dietyl - 1,3,4 - oxadiazol và

nước qua 48 giờ ở nhiệt độ phòng thì xảy ra phản ứng thủy phân tạo thành

N,N - dipropionnylhidrazin, trong khi đó 2,5 - dipentyl - 1,3,4 - oxadiazol

không bị thủy phân khi đun sôi nhiều giờ trong dung dịch rượu — nước

Cho đến nay người ta vẫn chưa thực hiện được phản ứng thế

electronphin vào nguyên tử cacbon của vòng 1,3,4 - oxadiazol như đối với

Khi cho 2,5 — bis(triflometyl) — 1,3,4 — ắnẵ: dể dụng với N;H,

trong etanol sẽ thu được vòng tetrazin :

Đặc biệt các tác gid(21] đã tổng hợp được các hợp chất có hoạt tính

chống ung thư, chống HIV theo sơ đồ :

CH3CON ©) C ` —~cuscowi-( -C Š~scmscownar

‘ ‘Ar’ : CoHs, 4~ O¿NC,H‹, 3- O¿NC,H:, 2 - O;NC,H,, 3 - CH;OC,H,

Các tác giả [22] đã tiến hành phản ứng tổng hợp các thioete theo sơ đồ

SB OSS cow Od

-12-Năm 1972, G.Weber và cộng sự [23] đã tiến hành phản ứng benzoyl

hóa, nitro hóa, axetyl và metyl hóa một số hợp chất 1,3,4 — oxadiazol Chẳng

hạn, 2 - amino - 5 - phenyl — 1,3,4 — oxadiazol tác dụng với anhidrit axetic

theo sơ dé :

i

CCH3

C6H NH2 + (CH+CO)2O2——>C¿H vĩ CH3 + H20

Phản ứng ngưng tụ của nhóm NH; được nghiên cứu :

Rcgtu-C S-Ni + OHC-Ar ——> neat Ne CH-Ar + HO

Với R : H, p-OH ,p-NO;, Ar: CyHs, p-CH;C,H, , p- HOC,H, ,

Bằng cách ngưng tụ 2 — fomyl — 5 — R — 1,3,4 - oxadiazol với các amin

hoặc ankyl hidrazin, các tác giả đã thu được một loạt các azometin chứa dị

vòng 1,3,4 — oxadiazol là các hợp chất có khả năng kháng khuẩn tốt.

Sự decacboxyl hóa của các axit chứa dị vòng dang 5 —

ankyl/arylamino-1,3,4 — oxadiazol - 2 — cacboxylic khi nung nóng cũng đã được nghiên cứu.

II &

oxadiazol.

Các hợp chất chứa dj vòng 1,3,4 ~ oxadiazol có nhiều đặc tính sinh học

quí giá : khả năng diệt cỏ chon lọc mà không gây độc cho cây, trừ sâu, Do đó

các phương pháp tổng hợp các hợp chất chứa dị vòng 1,3,4 — oxadiazol ngày càng được hoàn thiện, nhưng tựu trung lại có thể chia thành hai nhóm phương

pháp chính.

1 tổ các hợp chất

Phương pháp chung để tổng hợp các dẫn xuất một lần thế là cho

hidrazit phan ứng với octo este của axit fomic dư theo sơ đồ :

XArCONHNHạ ——> XArCONHN =(H es md >

0C2Hs

-I3-Với Ar : phenyl thì X=H,p-CI, p-CH;, p-C;H; , p-NO,

Với Ar : 4 — piridyl , | — naphtyl , 2 — furyl thi X=H

Trong phản ứng này octo este vừa là tác nhân phản ứng vừa là tác nhân

đóng vòng Đã tổng hợp được 2 - amino — 1,3,4 - oxadiazol bằng cách để

cacboxyl đối với axit 2 — amino — 1,3,4 — oxadiazol — 5 — cacboxylic khi dun

nóng trong etanol.

Để điểu chế các hợp chất 2 (4 amino/hidroxiphenyl) 1,3,4

-oxadiazol A.P.Grekop và O.P.Svaika đã chuyển hóa từ 2 — (p —

nitrophenyl)-1,3,4 = oxadiazol theo sơ dé :

“OSs SO-" =

Ngưng tụ 2 ~ (benzimidazol — 2 ¬y]) benzoylhidrazin với arylcacboxylic

khi có mặt POCI, ,các tác giả [19] đã tổng hợp một day các hợp chất theo sơ

R: C,H;, 4- BrC,H,, 2 - CIC,H, , 4 — CIC,H, , 2 - HOC,H, , 2 - CH;OC,H,

3 - CH;OC,H, , 3 - CH;OC,H, , 3 — CH;OC,H,

Các tác giả cũng đã thăm do hoạt tính kháng khuẩn của các sản phẩm Nói chung các sản phẩm này có tác dụng tốt, đặc biệt có hiệu quả đối với

khuẩn M tuberculoris.

2 Phương pháp tổng hợp các dẫn xuất hai lần thế

Phương pháp quan trọng và phổ biến hơn cả để tổng hợp các dẫn xuất :

2,5 — diaryl — 1,3,4 — oxadiazol là tiến hành phản ứng qua hai giai đoạn : giai

đoạn thứ nhất là tổng hợp các diaxylhidrazin, giai đoạn thứ hai là tiến hành

đóng vòng nhờ tác nhân tách nước Tác nhân tách nước thường dùng là những

chất hút nước mạnh như : POCI; , SO;Cl; , POs , axit pirophotphoric, Tùy

—— GVHD:Th:NguyễnTiếnCôn ——————

-14-theo trường hợp cụ thể, có thể chọn tác nhân đóng vòng thích hợp để nâng cao

Theo cơ chế trên, hướng ưu tiên xảy ra theo hướng tạo thành vòng chứa

nguyên tử oxi của gốc aroyl nào chứa nhóm hút electron mạnh hơn Với tác

nhân POCI, , A.P.Grekop và P.C.Azen đã tổng hợp được một số dẫn xuất 2,5

~ điaryl — 1,3,4 — oxadiazol theo sơ đồ :

¬ — POCI3 ane Sa

Trong đó Ar va Ar’ là C¿H;, 4 — C¿H,C,H;, 1 — C,oH;, 2- CroH>

Hiệu suất của phan ứng đóng vòng phụ thuộc rat nhiều vào nhóm thé Ar và

Ar’ Khi Ar là C,H; va Ar’ là 2 — CioH, hiệu suất đạt 91,3% , nhưng khi Ar là

CoHs và Ar’ là 1 ~ C¡oH; thì hiệu suất chỉ đạt 24,3%.

Bằng phương pháp tương tự, các tác giả đã tổng hợp được một dãy các

hợp chất 2 — aryl — 5 — triclometyl — 1,3,4 — oxadiazol có tác dụng chống sốt

rét rất tốt Với tác nhân tách nước POCl; , Yoritaro Haraoka và cộng sự đã

tổng hợp được hợp chất 2,5 - di (5 — nitrofuryl)- 1,3,4 — oxadiazol có kha

năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn Trichomonas và hợp chất 2 - metyl

— [2 -(5 - nitrofuryl)etylenyl]- 1,3,4 — oxadiazol của khả năng kìm hãm

sự phát triển của các khuẩn E.coli, Staphylococus aureus và Trichomonas

vaginalis.

Khi cho este tác dụng với hidrazin trong axit poliphotphoric các tác giả

[8] đã thu được một loạt các hợp chất chức vòng 1,3,4 — oxadiazol theo sơ 46

ArCOOR——— 2H14“ _ > A R

H3P04 83% P2Os

R:CH;, C;H;

-15-Khi dùng SO;Cl; làm tác nhân tách nước, tác giả [8] đã để nghị sơ 46

phản ứng sau :

NH—NH soc! “⁄ a!) ` “ân.

R : CạH; , CHy , p— O2N CgH, ; R:H,CH;,, CeHs

Bằng tác nhân tách nước là POCl; hoặc anhidrit axetic, các tác giả [8]

đã tổng hợp được 2,5 - dimetyl - 1,3,4 - oxadiazol đạt hiệu suất 29,3% :

CH3_CONH—NH—_COCHa (CHACO)29 cu>-Ễ Scns

Bằng phương pháp vi sóng, các tác giả [14] đã thực hiện quá trình

R_CHzCONHNH¿ + #-{C))-coon S $205 nc S(C)-#

_= `

Từ hetaroylhidrazin và arylandehit với xúc tác iodbenzen điaxetat

(IBD), các tác giả đã tổng hợp các dẫn xuất 1,3,4 — oxadiazol theo sơ đồ :

Het—CONHNH2 +ArCHO ©4398 ee cONHN=CHAr BDL

CH;C?

Ar: CạH; , 4— CH;C,H, , 4 - Cl C,H, , 4 - CH;OC;H, , 4 - O;N C,H,

Các dẫn xuất 2 ~ amino - 5 - R ~ 1,3,4 - oxadiazol có thể được tổng

hợp từ dẫn xuất của semicacbazit theo phương pháp sau :

Br2 ,;CH3COOH

C N— NH , 6H5CH= a 2 †——— “CHạCco0Aa > Ra cone-Ễ S-Ni

Từ dẫn xuất thiosemicacbazit, với xúc tác PbyO, , các tác giả cũng đãtổng hợp được một dãy các hợp chất 2 - amino - 5 — aryl— 1,3,4 — oxadiazol

theo sơ đồ :

aGs

Ar-CONHNHV ~ NH2 a and Sonn

S

Với Ar là : C„H;, 3 - CL CạH, , 3 - CHOC,H,, 3,4,5 — (CH;O);C,H;

Cũng có thể tổng hợp 2 - amino - 5 - aryl - 1,3,4 - oxadiazol từ

hidrazit bằng phản ứng khép vòng là BrCN :

Ar—CONHNH2 ——————> TS On

Nhiều tác gid cũng đã tổng hợp chất 5 - aryl — 2 - phenylamino — 1,3,4

— oxadiazol theo sơ dé :

Are cain Taxi —H3P04 „ we Snir

Trong một số trường hợp, các tác giả đã chuyển hóa các dị vòng khác

như tetrazin hoặc 1,2,4 — oxadiazol thành 2,5 — diaryl — 1,3,4 — oxadiazol

Chẳng hạn các tác giả [20] đã tổng hợp dãy hợp chất có tính phát quang

theo sơ dé :

©O-O<I—- ©O-OX*

Hoặc như tác giả đã thực hiện chuyển hóa :

Một số 5 — aryl — 1,3,4 oxadiazol 2 — axetic, 5 aryl — 1,3,4

-oxadiazol — 2— yl— axetic và este của nó cũng đã được tổng hợp theo sơ đồ :

Ar_CONHNHCOCH2COOC2Hs POOH ag S-cinscoocats ee

Từ este của axit oxalic hoặc từ este và amit của axit oxalic các tác giả

[11] đã tổng hợp được các hợp chất 2 — amino — 5 — axyl — 1,3,4 — oxadiazolđược tóm tắt theo sơ đồ sau :

= RỊT§—NHNH; me cm < S- NH2

Cũng bằng phương pháp này, khi dùng kali ety! oxalat, các tác giả trên

đã tiến hành tổng hợp được axit 2 amino 1,3,4 oxadiazol 5 cacboxylic theo sơ đồ :

-C2zHs0O_C-.CooK_—— 2H ook tou 00H Tản _ 5

Các hợp chất 5 - R - 1,3,4 - oxadiazol — 2 — axetat theo sơ đồ :

Các tác giả cũng đã thực hiện chuyển hóa theo sơ đổ :

ki ` 8E Win” an ” iu

Sản phẩm thu được có khả năng làm tăng độ trắng cho sợi polieste.

3 các chất 5 - aryl - 2 - mecapto - 134

-oxadiazol và dẫn xuất.

Trong thời gian gắn đây, các hợp chất 5 — aryl — 2 mecapto — 1,3,4 —

oxadiazol và dẫn xuất của chúng được quan tâm về mặt tổng hợp cũng như nghiên cứu hoạt tính sinh học của chúng Phương pháp phổ biến là đi từ

aroylhidrazin và CS; trong môi trường kiểm.

Năm 1977, các tác giả [22] đã tổng hợp theo sơ đồ sau :

oO CS, rt 2 Ss

R:H ° CH, ° CyHs

X:S,Se

Tác giả cũng đã nghiên cứu sự phân mảnh của một số chất trong phổ

khối lượng của chúng.

Bằng phương pháp tương tự, nhiều tác giả đã tổng hợp được các hợp

chất 5 — aryl - 2— mecapto — 1,3,4 — oxadiazol [12], [15], [16], [17], (211.

Một số hợp chất 5 — aryl — 2 - mecapto — 1,3,4 - oxađiazol đã thể hiện

khả năng trừ cỏ [13], chống viêm [10], chống ung thu, HIV [21]

Như vậy, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp các hợp chất

chứa di vòng 1,3,4 — oxađiazol, tuy nhiên những hợp chất dang 2 [5 aryl 1,3,4 — oxađiazol - 2 — ylthio] ankanoic và este của nó còn ít thấy được

-nghiên cứu cả về mặt tổng hợp và -nghiên cứu hoạt tính sinh học của chúng.

IV lá nang XHAINH ian Va ung Gung a MOt SỐ HỢUD Ch

Bên cạnh việc nghiên cứu tổng hợp và tính chất của các hợp chất dị

vòng 1,3,4 — oxadiazol, người ta còn nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của

các hợp chất này Người ta đã thử nghiệm với các dẫn xuất hai ldn thế của oxadiazol và đi đến kết quả : hầu hết những hợp chất có nhóm thế là nhân

thơm hoặc dị vòng đều có khả năng kháng khuẩn, có trường hợp có hoạt tính

rất cao Do có khả năng kháng khuẩn cao nên một số dẫn xuất của oxadiazol

đã được nghiên cứu sử dung làm thuốc phòng chống bệnh ung thư như 2

-amino — 5 — (2,3,5 — trỉ - o— penzoyÌ — Ð - ribofuranoyl) — 1,3,4 — oxadiazol

hay thuốc chống viêm lao như 2 - R ~ amino - 5 - R`— 1,3,4 - oxadiazol ( R : aryl, R`: aryl, furyl).

Một ứng dụng khác của một số dẫn xuất 1,3,4 - oxadiazol được nhắc

đến nhiều trong những năm gần đây là dùng để tẩy trắng polime : poliamit,

polieste, sợi xenlulo, P.V.C, polistiren, poliacrilonitrin, axetat xenlulo và

phim ảnh Những dẫn xuất này đã được tổng hợp và ứng dụng nhiều trong

công nghiệp dệt Thí dụ các chất thuộc dãy :

R’: phenyl, phenyl thé ( Cl, Br, OH, (CH;);N, CN, )

Đã được dùng trong kỹ thuật làm chất ổn định và chống tác hai của ánh

sáng cho các polime : poliolefin, poliamit, poliacrilat, các este của xenlulo,

cao su tự nhiên và cao su tổng hợp,.Dẫn xuất này được điểu chế từ các

cloanhidrit của axit oxadiazol cacboxilic với các phenol tương ứng.

Các poli 1,3,4 — oxadiazol đã được dùng làm chất kết dính cho chất dẻo

tổng hợp, chế tạo vật liệu chịu nóng, chế tạo băng từ Một số dẫn xuất 2,5 dianky! — 1,3,4 — oxadiazol đã được sử dụng như một dung môi hữu cơ rất tốt,

-để chiết tách các hidrocacbon thơm Trong vài năm gần đây, người ta đặc biệt

quan tâm đến khả năng làm tăng độ nhạy cho phim ảnh của các chất chứa

vòng 1,3,4 - oxadiazol Các tác giả Nhật Bản là Nakazawa và Susuma, đã sử

dụng các dẫn xuất

meng -Ar Và semÔ nan,

làm các chất quang dẫn cho phim ảnh có tốc độ in cao Yamada và

Yamaguchi đã sử dụng 2,5 bis / (4 aminophenyl)phenyl / 1,3,4

-oxadiazol làm nguyên liệu cho phẩm màu azo và cho phim ảnh.

V Cở sở lí thuyết,

Lui ất nghiệ SVTH : Trin Thi Hàng Te

Phản ứng xảy ra như sau :

Y+R_X_ „,RY«xX

X: L, Cl, Br, OH, OR, OSO ›Ar

Y: OH, RO, RCOO, I, H ;O, ROH, NR3,

RCOOH + HOR' == RCOOR' + H;O

Phản ứng trên là phản ứng thế nhóm OH của axit cacboxy licRCOOH bằng nhóm ankoxi R’O của ancol ( hay nhóm aryloxi ArO của

phenol ).

Đây là phương pháp quan trọng, được ứng dụng nhiều nhất

“7

Động học của phản ứng này được nghiên cứu chỉ tiết bởi

M.A.Mensutkin và học trò của ông trong công trình từ năm 1877 - 1891 và cơ chế phản ứng như sau :

" wet on OR kim —k

OH OH OH

Bo fon Pa a eae

Để tăng hiệu suất của phan ứng có thể sử dung các biện pháp sau :

"Lấy dư axit hoặc rượu

* Tach lấy este hoặc nước ra khỏi hỗn hợp phản ứng

Sự tương tic giữa axit và ancol ở nhiệt độ thường xảy ra chậm vì tinh

hoạt động kém của nhóm cacboxyÌ trong axit vì vậy để tăng tốc độ phản ứng,

người ta tăng nhiệt độ và dùng thêm xúc tác axit như HCI khan, H;SO;, đặc,

lượng HạSO¿ đặc cho vào khoảng 5 — 10% so với lượng ancol đã dùng phảnứng Không nên cho quá nhiều axit vì H” ngoài hoạt hóa nhóm cacbonyl của axit hữu cơ nó còn proton hóa nhóm OH của rượu làm giảm hiệu suất tao

thành este.

3 Phan ứng axyl hóa :

Con đường tạo ra liên kết C_ N phổ biến là sự tương tác của N_

nucleophin với C_ electrophin ( vì trên nitơ có đôi electron tự do )

Axyl hóa amin cho các anilit hay amit nói chung.

W$B— sha hr

` — `4 + HX

Còn nhiều phương pháp tổng hợp các amit cũng dựa trên nguyên tắc

trên, thí dụ phản ứng este với amin bậc một.

RCOOR' + R"NH2 ——> RCONHR'