luận văn đại học sư phạm Tách và chuyển hoá etyl-p metoxixinamat thành một số dẫn xuất chứa nitơ

Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân MỞ ĐẦU Địa liền (Kaempferia galanga Linnaeus) thuộc họ gừng (Zingiberaceae) loại cõy ứng dụng nhiều đời sống y học Theo kinh nghiệm dân gian, thân rễ địa liền sử dụng chữa ngực đau, bụng lạnh, chữa ăn uống khó tiêu, đau dày, chữa ho, hen suyễn… Những tác dụng chữa bệnh cho chất metyl p-etoxixinamat có nhiều tinh dầu thân rễ củ địa liền Từ thân rễ khô chiết 2,4-3,9% tinh dầu, etyl p-metoxixinamat chiếm 30% tinh dầu[13] Metyl p-etoxixinamat có phổ kháng nấm rộng nên sử dụng ức chế số nấm gây bệnh da Đồng phân trans-etyl p-metoxixinamat gõy gión khớ phế quản sử dụng việc điều trị bệnh hen suyễn, cũn tác dụng chất gây ức chế men monoaminoxiđaza (một loại men oxi hóa nhúm amino) nên làm thuốc chống trầm cảm Dẫn xuất axit p-metoxixinamat 2- (etylhexyl) p-metoxixinamat axit p-metoxixinamic dùng làm thành phần kem chống nắng Việc tìm kiếm dẫn xuất sở etyl p-metoxixinamat metyl p-etoxixinamat từ thân rễ địa liền nghiên cứu khả ứng dụng chúng vào thực tiễn đề tài quan tâm nghiên cứu nhiều nhà khoa học nói chung nhà hố học núi riờng.Với lí trên, chúng tơi chọn đề tài: “Tách chuyển hố etyl-p metoxixinamat thành số dẫn xuất chứa nitơ” với nhiệm vụ đặt là: • Tách ankyl p-ankoxixinamat từ thân rễ địa liền • Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc số dẫn xuất chứa nitơ từ ankyl pankoxixinamat Líp: K55A - Khoa Hoá học Hà Nội Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1 TỔNG QUAN CHI THỰC VẬT KAEMPFERIA GALANGA L VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC I.1.1 Các chi địa liền Chi địa liền Kaempferia có khoảng 70 lồi giới [4], gần 2/3 số tìm thấy vùng nhiệt đới châu Á, khoảng 1/3 châu Phi Việt Nam tìm thấy 10 lồi có lồi mơ tả chi tiết, có lồi trồng phổ biến để lấy nguồn liệu làm thuốc Địa liền (Kaempferia galanga L.) Cẩm địa la (Kaempferia rotunda R.) Địa liền Kaempferia galanga L Tờn khác: Sơn nại, tam nại, củ thiền liền, sa khương, co xỏ choúng (Thái) Tên nước ngoài: East indies galingale (Anh); kaepfộrie, faux galanga (Pháp) Họ: Gừng (Zingiberaceae) Mô tả: Cây thảo sống lâu năm, khơng có thân Thân rễ có nhiều củ nhỏ, hình trứng mọc nối tiếp nhau, có nhiều vân ngang Lỏ cú 2, hình trịn, xoè rộng sát mặt đất, đầu tù thuôn nhọn, gốc thn hẹp thành cuống ngắn rộng có rãnh, mặt nhẵn bóng, mặt có lơng mịn, mép mỏng màu đỏ, hai mặt có nhiều chấm hình vịng, phiến dài 8- 10 cm, rộng - 7cm Cụm hoa không cuống nằm ẩn bẹ lỏ, lỏ bắc hình mũi mác nhọn, hoa 612 cái, xếp thành hình bánh xe, màu trắng có đốm tím giữa, đài có ba dài, hẹp nhọn Tràng có ống dài, mang ba thùy Nhị có nhị, bao phấn có hai song song Nhị lép, cánh mơi to chẻ đơi thành hai thuỳ Tồn thõn lỏ có mùi thơm vị núng Mựa hoa tháng - Phân bố sinh thái: Loài địa liền phân bố Ấn Độ, Malaysia, Indonesia, Philippin, Thái Lan, Lào, Campuchia Trung Quốc Việt Nam có lồi địa liền hẹp mọc tự nhiên rừng thưa rụng nửa rụng Đắc Lắc, Đồng Nai ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân Địa liền vốn mọc tự nhiên Tõy Nguyờn số tỉnh miền núi Hà Giang, Yờn Bỏi, Sơn La Cõy trồng nhiều nơi vùng đồng sông Hồng như: Hưng Yên, Hải Dương, Bắc Ninh, Quảng Ninh, Nghệ An Thanh Hoá Địa liền ưa sáng, ưa ẩm có khả chịu hạn Hàng năm, mọc non vào tháng 4-5, sinh trưởng nhanh mùa hè sau hoa Hoa nở ngày tàn vào lúc 10 Địa liền có khả đẻ nhánh khoẻ, từ thân rễ lúc trồng sau năm thành khóm lớn Tồn phần mặt đất tàn lụi vào mùa đông I.1.2 Thành phần hóa học lồi Kaempferia L ứng dụng Các nghiên cứu hóa học lồi thuộc chi Kaempferia ý từ năm 80, cơng trình nhà khoa học Thái Lan Theo [20], Supinya Tewtrakul, Supreeya Yuenyongsawad, Sopa Kummee Latthya Atsawajaruwan, thành phần tinh dầu loài Kaempferia galanga Linn Thái Lan, qua phương pháp phân tích GC-MS cho kết bảng I.1 Bảng I.1 Thành phần tinh dầu Kaempferia galanga Linn Thái Lan Pic 10 Thành phần % Pinen 1,28 Camphen 2,47 Carvon 11,13 Benzen 1,33 Eucalyptol 9,59 Borneol 2,87 METYL XINAMAT 23,23 Pentađecan 6,41 ETYL P-METOXIXINAMAT 31,77 Không xác định 9,94 TỔNG 100,00 Một số tác giả cơng bố thõn rễ địa liền gồm có n-pentađecan, cineol, -caren, camphen, etyl xinamiat, etyl p-metoxixinamat, kaempferol, kaempferit, anđehit xinamic Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân Năm 1987, Kiuchi cộng [16] tách từ thõn rễ monopecpen 3-caren-5-on Năm 1998, tác giả phõn lập etyl xinamat, etyl p-metoxixinamat axit p-metoxixinamic Một số công bố khác cho thấy thành phần tinh dầu K galangal có chứa -phellanđren, -terpineol, etyl xinamat đihiđro - sesquiphyllanđren, 4- butylmentol Phần lỏng lại thu thành phần etyl petoxixinamat có trọng lượng riêng 0,8792 - 0,8914 g/ml, số axit 0.5-1.3; số xà phịng 99.7-109; [ α]D30=2.6- 4.5 Theo [9], thành phần hố học tinh dầu địa liền Đồng Nai-Việt Nam bảng sau: Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân Bảng I.2 Thành phần tinh dầu địa liền Đồng Nai -Việt Nam STT Thành phần CTPT Thành phần% % C5H10O2 0,9 C22H46 3,0 Izopropyl axetat Đocosan Caryophyllenoxit C15H24O 3,0 Farnesol C15H26O 0,5 ETYL XINAMAT C11H24O2 2,7 Aromađenđren C15H24 1,1 p-(1-butenyl) anilsol C11H14O 0,5 Pentađecan C15H32 2,5 (Z)-ETYL PMETOXIXINAMAT C12H14O3 9,4 10 (E)-ETYL PMETOXIXINAMAT C12H14O3 20,5 Theo [1], thành phần hóa học cuả tinh dầu thân rễ địa liền tận Hưng Yên, phân tích phương pháp GC-MS thu số liệu bảng I.3 Bảng I.3 Thành phần tinh dầu địa liền Hưng Yên-Việt Nam STT Thành phần Thành phần % 1,99 STT Thành phần 16 Sabinen Thành phần % 0,16 -Pinen Camphen 3,20 17 -Pinen 0,70 Mirxen 1,14 18 -Phellanđren 0,87 ∆-3-Caren 16,78 19 -Terpinen 0,25 p-cimen 1,20 20 Terpinoten 0,36 Limonen 1,51 21 2-Unđecanon 0,20 1,8-cineol 1,65 22 Cyperen 0,67 10 L-Borneol Etyl xinamat Germacren D 1,58 25,70 1,59 23 24 25 -Gurjunen -Elemen -Selinen 0,30 0,16 0,37 11 Germarcren B 1,55 26 Valenxen-1 0,18 12 Pentađecan 11,65 27 13 ETYL P-METOXI XINAMAT 17,28 28 Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội -Amorphen ∆-Cađinen 0,46 0,65 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân 14 Tricyclen 0,19 29 Heptađecan 0,46 15 Hujen 0,24 30 Không xác định 6,95 Trong địa liền thành phần bảng 1.4 Bảng I.4 Thành phần tinh dầu địa liền Hưng Yên- Vi ệt Nam STT Thành phần Thành phần % ETYL XINAMAT 17,04 -Caryophyllen 3,66 Pentađecan 3,65 ∆-3-Caren 4,08 ETYL P-METOXIXINAMAT 40,46 Camphen 0,77 Không xác định 30,34 TỔNG 100,00 Tác giả [1], tìm thấy pirimiđin-(1H, 3H)-2,4-đion cặn chiết clorofom Theo [20], dịch chiết thân rễ etanol phần tinh dầu chưng cất lôi nước cú tác dụng kháng khuẩn tốt, thử nghiệm số vi khuẩn, có tác dụng ức chế mạnh với vi khuẩn Candida albican so với kháng sinh clotrimazole Bảng I.5 Tác dụng kháng khuẩn dịch chiết thân rễ địa liền Thái Lan LOẠI VI KHUẨN SO SÁNH VỚI KHÁNG SINH STAPHYLOCOCCUS AUREUS GRAMPOSITIVE BACTERIA Đường kính ức chế VI KHUẨN +, +, STREPTOCOCCUS FAECALIS +, 14 mm BACILLUS SUBTILIS +, 16 mm SALMONELLA TYPHI +, Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội mm TETRACYLINE (30 Àg/đĩa) 31 mm +, 12 MM 15 mm +, 18 mm +, 21mm Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân SHIGELLA FLEXNERI 12 mm +, 10 mm ESCHERICHIA COLI FUNGI +, +, mm +, 23 mm CANDIDA ALBICANS +, 31 mm +, 25 mm CLOTRIMAZOLE (2.5 Àg/đĩa) Thành phần tinh dầu thân rễ K galanga etyl p-metoxi xinamat, cho có khả chống nấm vi khuẩn gây bệnh da (Tungtrongjit, 1978) Thành phần cơng bố có hoạt tính sinh học chống ung thư (Zheng etal, 1993) chống hoạt động oxi hoỏ phân giải amin (Noro et al., 1983) Puthan cộng (Puthan et al., 1926) công bố tinh dầu K galanga Ở Ấn Độ tách etyl xinamat etyl p-metoxi xinamat thành phần chớnh với số parafin Một ứng dụng dẫn xuất axit p-metoxixinamic este, chỳng có khả hấp thụ tia tử ngoại Khả chống xạ tử ngoại xa octyl p-metoxixinamat ứng dụng làm thành phần kem chống nắng với hệ số hấp thụ mol ( ) cao có khả tan mỡ tốt Theo tài liệu [17], thành phần bước sóng hấp thụ tử ngoại số loại kem chống nắng công bố bảng I.6 Bảng I.6 Thành phần bước sóng hấp thụ tử ngoại số loại kem chống nắng TT 99 Thành phần nồngđộ(%) 10 11 12 Avobenzon Đioxibenzon Mentyl anthranilat Oxibenzon Sulisobenzon Axit aminobenzoic Homosalat Lisađimat Octocrylen Octyl metoxixinnamat Octyl salicylat Pađimat 13 Axit 2-Phenylbenzimiđazole-5-sulfonic 1–4 290–340 14 Roxađimat 1–5 280–330 Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 3 3.5–5 2–6 5–10 5–15 4–15 2–3 7–10 2–7.5 3–5 1,4–8 Bước sóng hấp thụ (nm) 320–400 250–390 260–380 270–350 260–375 260–313 295–315 264–315 250–360 290–320 280–320 290–315 Trường ĐHSP Bài tập môn học 15 16 17 Nguyễn Thị Vân Trolamine salicylat Titan đioxit Kẽm oxit 5–12 2–25 - 260–320 290–700 290-700 So Ra Kim, Sang Hyun Sung, Young Pyo Jang, Young Choong Kim (Korea) & George J Markelonis, Tae H Oh (USA)[19] chứng minh axit p-metoxixinamic cú tác dụng bảo vệ tế bào thần kinh khỏi gây độc glutamat Glutamat biết đến có ảnh hưởng tới trung tâm thần kinh, kích thích thay đổi nơron thần kinh Đặc biệt, ảnh hưởng đến linh hoạt, học tập, trí nhớ (Albright, 2000) I.2 TỔNG QUAN VỀ QÚA TRèNH TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CỦA ANKYL p-ANKOXIXINAMAT Theo [18], Ryan G Stabile Andrew P Dicks tổng hợp (E)-etyl pmetoxixinamat từ anđehit p-metoxibenzoic este axit malonic theo phương pháp Knovnagel [15] (phương pháp Knovnagel tìm từ năm 1896) Xúc tác bazơ yếu piperiđin để tạo anion malonat từ dẫn xuất 1,3-đicacbonyl Anion malonat sau đóng vai trị tác nhân nucleophin cơng vào nhóm cacbonyl phân tử anđehit Phản ứng tương tự phản ứng andol hoá Sự tách sản phẩm axit α,β-không no liên hợp tạo từ anđehit với sản phẩm trung gian hợp chất β-hiđroxiđicacbonyl dễ bị xà phịng hóa đecacboxyl hố Verley-Dobnơ sửa đổi phương pháp Knovnagel cách dùng piriđin làm dung môi làm chất xúc tác, đồng thời thêm β-alanin làm chất Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân đồng xúc tác, thay 1,3-đieste malonat axit malonic cho hiệu suất cao [18] Traci J Speed, cộng [21] dùng phản ứng Fitic: Sử dụng Phopho Ylit tác nhân chọn lọc lập thể hữu hiệu để tổng hợp transetyl xinamat Năm 1960, A.Chisvert, A.Salvador, M.C Pascual Martin [13], chuyển hóa etyl p-metoxixinamat thành dẫn xuất ankoxixinamat, theo sơ đồ: Năm 1978 Grald S Ponticello cộng [22] chuyển hoá axit p- metoxixinamic thành hợp chất chứa dị vịng thơm thieno[2,3-b]thiopyrans theo sơ đồ chuyển hố sau : Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân R1,R2 : H, R3 : 4-OCH3C6H5 Cấu trúc chất tác giả xác nhận phương pháp phân tích vật lý đại Ngồi ra, tác giả cịn tính tốn lượng tử cho chất tổng hợp Năm 1994 Toshinobu Ohno đồng nghiệp [23] tổng hợp γ-lacton từ etyl xinamat theo sơ đồ sau : Trong Ar : C6H5, p-CH3OC4H6, p-CH3C4H6, p-Cl C4H6, 3-thienyl, 3-piperonyl R: CH3, n-C3H7, iso-C3H7, n-C4H9 Cấu trúc chất xác định, ngồi tác giả cịn xác nhận chế phản ứng sau: OEt Ar +e OEt Ar RCHO Ar OEt O O R Ar Ar O O OEt +e TMSCL R O O -EtOTMS (or MgOEt) R O O TMS(or Mg) Trong nước có nhiều cơng trình nghiên cứu chuyển hố este axit xinnamic etyl p- metoxixinamat Nguyễn Anh Tuấn [8] tổng hợp dẫn xuất este axit xinnamic theo sơ đồ sau : Líp: K55A - Khoa Hoá học Hà Nội 10 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân II.1.2 Tổng hợp dẫn xuất từ etyl p-metoxixinamat : Các dẫn xuất tổng hợp từ etyl p-metoxixinamat theo phương pháp thông dụng thực phịng thí nghiệm mơn Hoỏ Hữu trường ĐHSP Hà Nội II.2 XÁC NHẬN CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC Để xác nhận cấu trúc chất tổng hợp được, tiến hành xác định nhiệt độ nóng chảy, đo phổ IR, 1H NMR, 13C NMR, MS II.2.1 Xác định nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy chất tổng hợp đo trờn mỏy GALLENKAMP ANH phịng thí nghiệm Hữu cơ, Khoa hố- Trường Đại học sư phạm Hà nội II.2.2 Phổ hồng ngoại (IR) Phổ IR chất nghiên cứu ghi trờn mỏy Impact 410Nicolet, phịng thí nghiệm Phổ hồng ngoại Viện Hố Học- Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, đo dạng ộp viờn với KBr rắn II.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Phổ NMR chất nghiên cứu đo dung môi DMSO-d 6; TMS chất chuẩn Thực trờn mỏy Bruker XL-500 tần số 500 MHz phòng phổ cộng hưởng từ hạt nhân Viện Hố Học- Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam II.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIấN CỨU 1) Thân rễ địa liền: mua tỉnh Hưng Yên 2) Hợp chất etyl p-metoxixinamat dẫn xuất CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM Sơ đồ thực nghiệm: Củ địa liền Líp: K55A - Khoa Hoá học Hà Nội 16 Trường ĐHSP Bài tập mơn học Nguyễn Thị Vân III.1 Q TRÌNH TÁCH ESTE TỪ THÂN RỄ ĐỊA LIỀN Để tách este từ thân rễ địa liền thực qui trình ngâm chiết tách sau: - Thân rễ địa liền thu mua làng Nghĩa Trai-huyện Hưng Yên sau thái mỏng, phơi nắng nhẹ bẻ vụn - Nghiền nhỏ thành bột ngâm cồn công nghiệp khoảng tháng - Lọc lấy dung dịch chiết đem cất đuổi bớt dung môi cất quay chân khơng cịn khoảng 1/5 thể tích Sau pha lỗng dung dịch đặc nước cất 2-3 lần đú chất không tan nước tách dạng nhũ tương Chiết metyl p-etoxixinamat n-hexan ete dầu hoả nhiều lần Thường chiết có lớp chất lỏng, n-hexan trên, hỗn hợp nước cồn phần dầu không tan giữa.Loại bỏ lớp nước, cồn lớp dầu không tan Dung dịch thu làm khô natri sunfat, sau cất đuổi dung mơi cịn lại 1/5 thể tích Để dung dịch đặc kết tinh Ở nhiệt độ phòng, thu lấy tinh thể sau 17 Líp: K55A - Khoa Hố học Trường ĐHSP Hà Nội Bài tập mơn học Nguyễn Thị Vân rửa nhiều lần n-hexan Tinh thể thu có màu vàng khử màu than hoạt tính Nhiệt độ nóng chảy 51-52oC Tinh thể metyl p-etoxixinamat (V0) bảo quản bỡnh nhám tối màu, nhiệt độ phòng III.2 TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CHỨA NITƠ TỪ ETYL PMETOXIXINAMAT III.2.1 ĐIỀU CHẾ V1: Tiến hành: Cho 0,03 mol V0 vào bình cầu loại 500 ml, thêm 30ml anhiđrit axetic, lắp sinh hàn nước, khuấy máy khuấy từ, làm lạnh nước muối đá 00C Sau cho từ từ 2,8 ml HNO (65%), trì phản ứng nhiệt độ phịng nước Thực phản ứng 12 (để nguyên phản ứng qua đêm), kiểm tra sản phẩm sắc ký lớp mỏng Sau phản ứng thực xong, đổ vào bình cầu khoảng 100ml nước đá, ngâm bình cầu nước đá 30 phút để nguyên nhiệt độ phịng khoảng tiếng Sau thêm muối ăn đến bão hòa Cho từ từ dung dịch Na2CO3 vào hỗn hợp, bọt khí tạo đẩy sản phẩm lên trên, vớt sản phẩm rửa nước cho hết axit (thử giấy pH) Hoà tan sản phẩm cồn 90o Làm lạnh hỗn hợp sản phẩm etanol đến 0oC, tinh thể tách có hình thoi mỏng , màu vàng nhạt Nhiệt độ nóng chảy 104-105oC Hiệu suất 43% Kí hiệu sản phẩm V1 Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 18 Trường ĐHSP Bài tập mơn học Líp: K55A - Khoa Hoá học Hà Nội Nguyễn Thị Vân 19 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN IV.1 KẾT QUẢ Trong trình thực đề tài chúng tơi tỏch etyl- pmetoxycinamat từ thân rễ địa liền tiến hành chuyển hoá thành dẫn xuất chứa nitơ Một số đặc trưng vật lí sản phẩm trình bày bảng IV.1 Bảng IV.1 Một số đặc trưng vật lí sản phẩm Hiệu STT Kí hiệu T0nc Cơng thức cấu tạo Dạng bề ngồi suất (%) V0 51-52 Tinh thể hình trụ, khơng màu Tinh thể hình V1 104-105 thoi, màu vàng 38 nhạt IV.2 Thảo luận kết tổng hợp IV.2.1 Tách tinh chế etyl-p-metoxixinamat(V0) Chúng tiến hành tách etyl-p-metoxixinamat từ nguyên liệu sấy khô, lát mỏng, nghiền thành bột nhỏ ngâm cồn khoảng tháng Có thể giảm thời gian ngâm đun hồi lưu cách thuỷ chiết siêu âm Kết : thu etyl-p-metoxixinamat với hàm lượng 4% IV.2.2 Điều chế V1: Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 20 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân Cơ chế phản ứng chế SEAr sau: Chỳng thực điều kiện khác nhận thấy phản ứng thực (CH3CO)2O với tác nhân HNO3 nhiệt độ thường tỷ lệ este/axit HNO3 1:1,4 thích hợp Trước cho HNO3 H2SO4 phải làm lạnh hỗn hợp phản ứng, sau để phản ứng xẩy nhiệt độ thường Nếu khơng làm lạnh hỗn hợp phản ứng cho axit nitric axit sunfuric vào làm tăng nhiệt độ phản ứng dẫn đến tạo nhiều sản phẩm làm khó khăn cho việc tách sản phẩm Khi tăng nồng độ axit nitric lên làm tăng sản phẩm dinitro Để khẳng định nhóm nitro gắn vào vịng benzen vị trí ortho so với nhóm metoxi ghi lại phổ IR, 1H, 13C Kết trình bày phần phân tích cấu trúc VI.3 Kết thảo luận cấu trúc sản phẩm VI.3.1 Phổ hồng ngoại Khi phân tử hấp thụ xạ vùng hồng ngoại làm quay phân tử quanh trục không gian phân tử gây dao động nguyên tử liên kết phân tử Những dao động làm biến đổi momen lưỡng cực, tạo tín hiệu phổ hồng ngoại Vì vậy, phổ hồng ngoại phương Líp: K55A - Khoa Hoá học Hà Nội 21 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân pháp vật lý đại giúp phát cỏc nhúm chức, nghiên cứu cấu tạo… chất Nhờ phương pháp đo phổ hồng ngoại, ghi thông tin để khẳng định cấu trúc hợp chất tổng hợp trình bày bảng IV Bảng IV.2 Một số dao động hoá trị đặc trưng phổ IR sản phẩm ( KH ) Công thức V0 3391 2984 (nước 1711 2841 - 1601 ẩm) V1 1627 1292 1172 1571 3077 2991 2948 2891 2841 1704 1514 1646 1529 1274 1353 • Sự hấp thụ vùng 2500-3500 cm-1: Dao động hoá trị nhúm -CH thơm, -CH no -Trong vùng từ 2850-2960 cm-1: vùng đặc trưng cho dao động hoá trị nhúm –CH2 –CH3, chủ yếu nhúm –OCH3 +Trên phổ V0, V1 xuất võn phù hợp thuộc vùng đặc trưng, chứng tỏ khơng có thay đổi nhúm metoxi chuyển từ V0 sang V1 -Trong vùng 3010-3080cm-1: võn đặc trưng cho dao động hố trị liên kết C-H vịng benzen với cường độ yếu • Sự hấp thụ vùng 1690-1720 cm-1: Dao động hóa trị nhóm Líp: K55A - Khoa Hoá học Hà Nội 22 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân cacbonyl Trên phổ V0, V1 chuyển từ este sang sản phẩm nitro hoá giảm từ 1711cm-1 xuống 1704 cm-1 Nguyên nhõn giảm tần số dao động C=O đõy thêm nhúm –NO2 vào vị trí meta gõy hiệu ứng –I làm giảm độ bền liên kết C=O • Sự hấp thụ vùng 1500-1650 cm -1: Dao động hố trị nhóm C=C -Trên phổ V0,V1 thấy vân dao động hóa trị đặc trưng nhóm C=C vịng thơm 1500- 1600 cm -1 -Vân dao động hóa trị nối đơi C=C :1625- 1650 cm -1 liên hợp với vòng thơm nhóm cacbonyl • Sự hấp thụ vùng 700-1400 cm -1: Dao động hố trị nhóm C-O, dao động biến dạng nguyên tử H vòng benzen… -Trên phổ hồng ngoại chất thấy xuất từ đến hai võn có cường độ từ trung bình đến mạnh đặc trưng cho dao động hố trị Cthơm-O-CH3 vùng từ 1150-1290 cm-1 -Ngoài cũn có nhiều võn hấp phụ vùng 700-1000 cm -1 đặc trưng cho dao động biến dạng mặt phẳng nguyên tử H vòng benzen Như vậy, qua việc phân tích phổ hồng ngoại hợp chất tổng hợp được, thấy đầy đủ cỏc võn hấp thụ đặc trưng cho dao động cỏc nhúm nguyên tử phù hợp công thức cấu tạo dự kiến Đồng thời qua so sánh, phân tích phổ IR hợp chất xác nhận số ảnh hưởng cấu tạo đến tần số hấp thụ đặc trưng cho dao động số nhóm ngun tử Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 23 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân IV.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhõn cấu trúc hợp chất tổng hợp Các phương pháp phổ cộng hưởng từ phổ hồng ngoại thường bổ xung cho nhau, phương pháp cho kiểu thông tin khác Tuy nhiên, phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân thường cho kết mà nhận phương pháp thơng thường khác Proton hạt nhân có từ tính, gặp hầu hết hợp chất hữư Do đó, phổ cộng hưởng từ hạt nhân có giá trị thực tiễn lớn việc giải vấn đề cấu trúc hoá học hữu IV.3.3.1 Phân tích phổ 1HNMR hợp chất nghiên cứu Phổ cộng hưởng từ hạt nhõn hợp chất thường có nhiều proton khơng tương đương, nhiều nhúm chúng có tương tác spin-spin phức tạp Để phõn tích phổ chúng tơi nhận dạng proton thành nhúm: Nhúm proton thơm không no “nhúm proton béo” Kết phõn tích phổ 1HNMR thể bảng IV.3 đõy Bảng IV.3 Các tín hiệu 1HNMR V0, V1 ( ppm); J (Hz); s(singlet); d(doublet); dd(doublet-doublet); t(triplet); q(quartlet) Công thức H1 H2 H5 3,80 6,97 3H 2H s dd (8,5) HC CH COO CH CH H3 H4 7,66 2H dd (8,5; 2) H4 - 3,98 7,40 3H 1H s d (9) 8,02 1H dd (8,5; 2) 8,26 1H d (2) NO2 H5 - H6 H7 H8 H9 6,98 1H d (16) 6,48 1H d (16) 4,18 2H q (7) 1,26 3H t (7) 7,65 1H d (16) 6,65 1H d (16) 4,20 2H q (7; 7) 1,27 3H t (8; 7) OCH3 Líp: K55A - Khoa Hoá học Hà Nội 24 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân (Cách đánh số nhằm thuận lợi cho việc phân tích phổ NMR, hoàn toàn khác với cách đánh số thứ tự để gọi tên hợp chất theo danh pháp quốc tế) a Các proton thơm không no: -Trên phổ V0: hai proton H2, H5 (6,97ppm, 2H, dd) gần nhúm – OCH3 có hiệu ứng +C làm tăng mật độ electron C2 C5 nên cộng hưởng trường mạnh so với H3, H4(7,66 ppm, 2H, dd) -Trên phổ proton: V0 có 14 proton, có loại proton tương đương; V1cú 13 proton, có loại proton tương đương Như este ban đầu bị proton Để khẳng định nhúm nitro vào vị trí ortho este etyl pmetoxixinamat, so sánh phổ V0 V1 ta thấy: phổ V0, hai proton H2 H5 không tách vạch nhau, điều nhúm metoxi xoá tương tác chúng Trên phổ V1 có tín hiệu 8,28 ppm (1H, d, J=7) H4 bị H3 tách vào H4 khơng có tách vạch Điều chứng tỏ -NO2 vào vòng benzen -Ba proton H2, H3, H4 V1, chịu ảnh hưởng đồng thời ba nhóm khác (một nhóm nitro, nhóm metoxi nhóm –CH=CHCOOC2H5) nên độ chuyển dịch hoá học khác nhau, vị trí tương đối nhân benzen chúng nên hình dạng cỏc võn phổ giống Proton H2 tương tác với H3, tín hiệu võn đụi (doublet) với số tách J=9 Hz H3 tương tác với H2 H4 nên tín hiệu võn đụi- đụi (doublet-doubet), H4 tương tác với H3 nên tín hiệu võn đụi với số tách J= 2Hz -Hai proton H6 H7 nhận dạng nhờ độ chuyển dịch hoá học, cường độ số tách J, theo H6 có tín hiệu cộng hưởng khoảng 6,98-7,65 (d), 1H, J=16 Hz H7 6,48-6,65 (d) , 1H, J=16Hz Sở dĩ H6 Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 25 Trường ĐHSP Bài tập mơn học Nguyễn Thị Vân cộng hưởng trường yếu H7 mặt liên hợp làm giảm mật độ điện tử H6, mặt khác H6 nằm vùng phản chắn nhõn bezen b Các “proton no” -Từ V0 đến V1, δH proton H1, H8, H9 thay đổi không nhiều +H9 tương tác spin với proton H8 nên tách thành vạch có tín hiệu (1,26-1,27 ppm), +2 proton H8 có tín hiệu cộng hưởng (4,18-4,20 ppm) tách thành vạch tương tác spin-spin với proton H9 +H1 có tín hiệu cộng hưởng võn đơn cường độ tích phõn ứng với 3H khoảng 3,80-3,98ppm IV.3.3.2 Phổ 13CNMR hợp chất nghiên cứu Ngày nay, với máy phổ đại phân biệt nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hố học khác 0.001 ppm, phổ 13 CNMR cho phép phân biệt nguyên tử cacbon có độ chuyển dịch hố học khác cấu tạo chút Số lượng tín hiệu phổ 13CNMR số lượng nguyên tử cacbon không tương đương phân tử Kết quy kết phổ 13CNMR liệt kê bảng IV Bảng IV Độ chuyển dịch 13C V1 (δC , ppm) Công thức Số cacbon C1 C2 C3 C4 C5 C6 56.9 152.9 114.8 127.5 133.5 124.5 C7 C8 C9 C10 C11 C12 139.6 141,8 118,4 166 60,0 14,1 Thông thường cacbon đớnh với hidro có cường độ pic phổ mạnh cacbon khơng có hidro Có số tín hiệu dễ nhận biết tín hiệu đặc trưng như: độ chuyển dịch hoá học C=O trường yếu (166ppm), nhúm –CH3 (14,1 ppm), nhúm –OCH3 (56,9 ppm) Khi đớnh nhúm –NO2 vào vị trí C7 độ chuyển dịch cacbon chuyển trường yếu 139,6 ppm Ngoài nhúm –NO2 ảnh hưởng đến độ chuyển dịch nguyên Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 26 Trường ĐHSP Bài tập mơn học Nguyễn Thị Vân tử cacbon khác phõn tử V- KẾT LUẬN Qua q trình làm tập mơn học, rút số kết luận sau: Khi tách ankyl p- ankoxixinamat từ nguyên liệu địa liền từ Hưng Yên có hàm lượng etyl p- metoxixinamat khoảng 4% Từ etyl p-metoxixinamat chuyển hoá tạo sản phẩm V1 Đã xác định cấu trúc sản phẩm tổng hợp phương pháp phổ IR, HNMR, 13CNMR Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 27 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Chõu Thuỳ Dương- Nghiên cứu số thành phần hóa học địa liền Kaempferia galanga L tỉnh Hưng Yên Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội, (2005) Vũ Huy Định- Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc tính chất số dẫn xuất chứa nitơ từ etyl-p-metoxixinamat Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội, (2006) Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà- Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử NXBGD, tháng 7- năm 1999 Hội đồng khoa học tự nhiên ngành khoa học sống - Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống – Chi Địa liền Kaempferia L Việt Nam NXB KHKT, (2004), tr.51-54 Nguyễn Thi Thanh Phong, Trương Minh Lương, Phạm Thị Thanh Thuỷ, Vũ Huy Định - Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc, tính chất số hợp chất azometin từ N-amino 2-(metoxiphenyl)propiolactam Tạp chí khoa học số 4, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (2006), tr.64-68 Nguyễn Thị Thanh Thuỷ- Tổng hợp nghiên cứu số dẫn xuất azometin từ p-metoxixinamat củ địa liền khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (2004) Trần Văn Trung – Nghiờn cứu tách chuyển hóa thành số hợp chất chứa nitơ từ etyl p- metoxixinamat Khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (2005) Nguyễn Anh Tuấn- Đặng Ngọc Hà- Tổng hợp dẫn xuất este acidcinnamic Hội nghị khoa học hữu toàn quốc lần thứ hai, (2001), tr.123-126 Nguyễn Thị Bích Tuyết- Nghiên cứu mặt hố học tinh dầu số thuộc chi Curcuma (Nghệ) Chi (Địa liền) thuộc họ gừng (Zingibereace) Việt Nam luận án tiến sĩ hố học, Hà Nội, (2000) 28 Líp: K55A - Khoa Hoá học Trường ĐHSP Hà Nội Bài tập mơn học Nguyễn Thị Vân 10 Phạm Hồng Tùng- Góp phần phân lập chuyển hoá số thành phần hố học củ địa liền, khóa luận tốt nghiệp Khoa Hoá , Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội, (1994) 11 Viện dược liệu Cõy thuốc động vật làm thuốc Việt Nam, tập NXB KHKT, (2000), tr.782.785 12 Nguyễn Ngọc Thanh - Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc thăm dị hoạt tính sinh học số dẫn xuất chứa nitơ từ ankyl p- ankoxixinamat, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội, (2007) Tiếng Anh 13 Chisvert A., A.Salvador, M.C Pascual Martin – Simultaneous determination ofoxybenzone and 2-ethyl-4-methoxy cinnamatate in suncreen formulation by iofection- isodifferential derivative ultraviolet spectrometry Analytica Chimica Acta 20859, (2000) 14 Hiroyuki Ohde, Chine M Wai, Hakwon Kim, Jeongryul Kim, and Mariko Ohde – Hydrogenation of Olefins in supecritical CO2 Catalyzed by Palladium Nanoparticles in a Water – in – CO Microemulsion J Am Chem Soc Vol 124, No 17, (2002) 15 Jones, G In – Organic Reaction, Wiley, New York, (1967), p.204-599 16 Kiuchi, F., Nakamura, N., Tsuda, Y- 3- carene-5-one-from Kaempferia galanga Linn Phytochemitry, (1987), p.2250 17 Naylor MF, Boyd A, Smith DW – High sun protection factor sunscreens in the suppression of actinic neoplasia Arch Dermatol, (1995), p.170-175 18 Ryan G Stabile and Andrew P Dicks –Two- Step Semi- Microscale Preparation of a Cinnamate Ester Sunscreen Analog Journal of Chemical Education Vol, 81 No 10 October (2004) 19 So Ra Kim, Sang Hyun Sung, Young Pyo Jang, George J Markelonis, Tae H Oh & Young Choong Kim – (E)-p-Methoxycinnamic acid protects cultured neuronal cells against neurotoxicity induced by glutamate British Journal of Pharmacology, (2000), p.1281-1291 Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 29 Trường ĐHSP Bài tập môn học Nguyễn Thị Vân 20 Tewtrakul, S., Yuenyongsawad, S., Kummee, S., and Atsawajaruwan, L.- Chemical components and biological activities of volatile oil of Kaempferia galanga Linn Songklanakarin J Sci Technol., (2005), 27(Suppl 2): p 503-507 21 Traci J Speed, Jean P McIntyre, and Dasan M Thamattoor- Wittig Reaction Using a Stabilized Phosphorus Ylid: An Efficient and Stereoselective Synthesis of Ethyl trans- Cinnamate Journal of Chemical Education Vol 81 No September, (2004) 22 Gerald S Ponticello, Mark B Freedmen, Charles N Habecker, M Katherin Holloway, Joesph S Amato: Utilization of , - Unsaturated Acids as Michael Acceptors for the Synthesis of Thiennol thiopyran J Org Chem Vol 53, No.1, (1988), p.9-13 23 Toshinobu Ohno, Yoshio Ishino Tsumagari, and Ikuzo Nishiguchi: MgPromoted Reductive Cross- Coupling of Ethyl - Arylacrylates with Aldehydes J Org Chem Vol 60, p.458-460 (1995) Líp: K55A - Khoa Hố học Hà Nội 30 Trường ĐHSP ... Thạc sĩ khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội, (2005) Vũ Huy Định- Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc tính chất số dẫn xuất chứa nitơ từ etyl-p- metoxixinamat Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội,... nghiên cứu số dẫn xuất azometin từ p -metoxixinamat củ địa liền khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (2004) Trần Văn Trung – Nghiờn cứu tách chuyển hóa thành số hợp chất chứa nitơ từ... đề tài: ? ?Tách chuyển hoá etyl-p- metoxixinamat thành số dẫn xuất chứa nitơ? ?? CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU II.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II.1.1 Tách etyl p-metoxixinamat