ÁP DỤNG MONTMORILLONITE TRAO ĐỔI CATION XÚC TÁC PHẢN ỨNG TỔNG HỢP DẪN XUẤT PYRANOQUINOLINE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ÁP DỤNG MONTMORILLONITE TRAO ĐỔI CATION XÚC TÁC PHẢN ỨNG TỔNG HỢP DẪN XUẤT PYRANOQUINOLINE GVHD: ThS Phạm Đức Dũng SVTH: Điệp Thị Tiến MSSV: K39.106.108 Tp Hồ Chí Minh 5-2017 LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian năm học tập giảng đường Đại Học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh, với lòng yêu nghề, tâm huyết truyền đạt thầy cô giúp em tích lũy nhiều kiến thức số kỹ cần thiết cho sống Lời em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Phạm Đức Dũng Cảm ơn thầy tận tình dạy, hướng dẫn tạo điều kiện tốt cho em trình nghiên cứu, thực đề tài để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp cách tốt Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy, Cô Khoa Hóa Học - Trường Đại Học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh bảo, khuyến khích giúp đỡ em nhiều suốt năm học qua, giúp em tiếp thu nhiều kiến thức, kinh nghiệm kỹ cần thiết cho tương lai Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, bạn tổ môn “Tổng hợp hữu cơ” K39 nói riêng bạn sinh viên ngành Hóa Học Hữu Cơ nói chung, khuyến khích, hỗ trợ giúp đỡ em nhiều thời gian qua Tuy nhiên, thời gian khả có hạn, khóa luận không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến, góp ý Thầy Cô bạn bè để khóa luận trở nên hoàn chỉnh Cuối em xin kính chúc quý Thầy Cô sức khỏe, thành công hạnh phúc Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .10 1.1 Phản ứng đa thành phần 10 1.2 Phản ứng Povarov 10 1.2.1 Phản ứng Diels-Alder 10 1.2.2 Phản ứng Aza-Diels-Alder 11 1.2.3 Phản ứng Povarov 11 1.3 Một số phương pháp tổng hợp theo Povarov thực giới 12 1.3.1 Tổng hợp dẫn xuất pyranoquinoline sử dung xúc tác thiếc (II) Clorua .12 1.3.2 Tổng hợp dẫn xuất 7-aryl-pyrano[3,4-c]pyrazolo[4,3-f]quinoline sử dụng xúc tác iod .14 1.3.3 Phản ứng Povarov tổng hợp pyrano furoquinoline sử dụng xúc tác dị thể acid rắn (Fe3+-K-10 montmorillonite) 15 1.4 Về xúc tác Montmorillonite 16 1.4.1 Khái niệm 16 1.4.2 Cấu trúc .17 1.4.3 Tính chất vật lý 17 1.5 Tổng quan siêu âm 19 1.5.1 Giới thiệu 19 1.5.2 Nguyên lý hoạt động 19 1.5.3 Nguồn siêu âm 21 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 22 2.1 Hóa chất thiết bị 22 2.2 Điều chế xúc tác 22 2.2.1 Điều chế montmorillonite tinh chế 22 2.2.2 Hoạt hóa acid montmorillonite Lâm Đồng 22 2.2.3 Phương pháp trao đổi cation với montmorillonite hoạt hóa acid 22 2.3 Điều chế .22 2.4 Quá trình tối ưu hóa 23 2.5 Xác định cấu sản phẩm 23 2.6 Xác định cấu xúc tác 23 3.1 Tổng hợp 9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10b-hexahydro-2H-pyrano[3,2c]quinoline 24 3.1.1 Sơ đồ tổng hợp 24 3.1.2 Khảo sát xúc tác sử dụng 24 3.1.3 Tối ưu hóa nhiệt độ .25 3.1.4 Tối ưu hóa thời gian phản ứng 26 3.1.5 Tối ưu hóa tỉ lệ phản ứng .26 3.1.6 Tối ưu hóa khối lượng xúc tác 27 CHƯƠNG 4: ĐỊNH DANH SẢN PHẨM 28 4.1 Hợp chất 4: cis-9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10b-hexahydro-2H-pyrano[3,2c]quinoline 28 4.2 Hợp chất 5: trans-9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10b-hexahydro-2Hpyrano[3,2-c]quinoline 32 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC .40 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết phản ứng Povarov sử dụng xúc tác SnCl2………………………… 14 Bảng 1.2 Kết phản ứng Povarov sử dụng xúc tác SnCl2 với tác chất thời gian khác nhau…………………………………………………………………………… 14 Bảng 1.3 Kết phản ứng tổng hợp 7-aryl-pyrano[3,4-c]pyrazolo[4,3f]quinoline………………………………………………………………………….…15 Bảng 1.4 Kết phản ứng tổng hợp pyrano furoquinoline sử dụng xúc tác dị thể…………………………………………………………………………………… 15 Bảng 3.1 Kết khảo sát xúc tác ……………………….………………….…… 25 Bảng 3.2 Kết tối ưu hóa theo nhiệt độ………………………………… ……… 25 Bảng 3.3 Kết tối ưu hóa theo thời gian……………………………………………26 Bảng 3.4 Kết tối ưu hóa tỉ lệ phản ứng…………………………………… …….26 Bảng 3.5 Kết tối ưu hóa khối lượng xúc tác…….……………….………………27 Bảng 4.1 Kết quy kết mũi phổ 1H-NMR chất 4……… ……… 30 Bảng 4.2 Kết quy kết mũi phổ 13C-NMR chất 4…………….… 32 Bảng 4.3 Kết quy kết ác mũi phổ 1H-NMR chất 5………… … …….34 Bảng 4.4 Kết quy kết nũi phổ 13 C-NMR chất 5………………………………………………………………………………… … 36 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ phản ứng Povarov……………………………………….….………11 Sơ đồ 1.2 Sơ đồ phản ứng đa thành phần…………………………………….………12 Sơ đồ 1.3 Cơ chế phản ứng Povarov……………………………… … ……… 12 Sơ đồ 1.4 Sơ đồ tổng hợp pyranoquinoline sử dụng xúc tác thiếc (II) clorua… ………………………13 Sơ đồ 1.5 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 7-aryl-pyrano[3,4-c]pyrazolo[4,3-f]quinoline sử dụng xúc tác iod ……………………………………… …………………………14 Sơ đồ 1.6 Sơ đồ tổng hợp pyrano furoquinoline sử dụng xúc tác dị thể acid rắn…………………………………… ………………………………………………17 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ tổng hợp 9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10b-hexahydro-2Hpyrano[3,2-c]quinoline…….………………………….………………………………24 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơ chế phản ứng Diels-Alder…………………… ……….……… .10 Hình 1.2 Mô hình cấu trúc không gian montmorillonite……….….……… 17 Hình 1.3 Quá trình tạo bể bọt khí…………………………………………………20 Hình 1.4 Mô tả phản ứng sử dụng chiếu xạ siêu âm…………………………… 20 Hình 4.1 Phổ 1H-NMR chất 4……………….….……………………….… …29 Hình 4.2 Phổ 13C-NMR chất 4…………….…….…………………………… 31 Hình 4.3 Phổ 1H-NMR chất 5……….………………………………………… 33 Hình 4.4 Phổ 13C-NMR chất 5…………………………………………….… 35 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT + 1H-NMR: phổ cộng hưởng từ proton + 13C-NMR: phổ cộng hưởng từ carbon + BET: phương pháp đo diện tích bề mặt riêng hấp phụ N2 theo BrunauerEmmett-Teller + CEC: khả trao đổi cation + LD30: Montmorillonite tinh chế hoạt hóa acid H2SO4 có nồng độ 30% + LDTC: Montmorillonite tinh chế chưa hoạt hóa acid + Mn+-Mont: Montmorillonite tinh chế hoạt hóa acid trao đổi cation với Mn+ + MMT: Montmorilonite + MCR: phản ứng đa thành phần MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong Hóa học hữu nói chung tổng hợp hữu nói riêng, việc tìm phương pháp tổng hợp đơn giản, nhanh chóng thách thức mà nhà hóa học mong muốn đạt Một phương pháp tổng hợp lý tưởng mang lại hiệu cao quy trình tổng hợp phản ứng imino Diels-Alder hay gọi phản ứng Povarov, phản ứng tổng hợp trọn gói với ưu điểm bật tạo sản phẩm có độ tinh khiết cao bước nhất, đơn giản, nhanh gọn mà không cần trải qua bước trung gian phức tạp khác Hơn nữa, sản phẩm phản ứng có nhiều ứng dụng đời sống nhờ vào dược tính hoạt tính sinh học đa dạng chúng Các dẫn xuất pyranoquinoline tìm thấy có phạm vi lớn ứng dụng nhiều lĩnh vực dược lý chống viêm, chống dị ứng, chống rối loạn nhịp tim, kháng ung thư… Thêm vào đó, năm gần đây, ứng dụng xúc tác acid rắn đất sét hay zeolit thu hút ý lĩnh vực hữu khác tính thân thiện với môi trường , khả tái sử dụng, tính chọn lọc cao, không ăn mòn, chi phí thấp đơn giản Đặc biệt, xúc tác đất sét làm cho phản ứng trở nên thuận lợi, kinh tế hơn, thân thiện với môi trường hoạt động acid Lewis dạng tự nhiên trao đổi ion chúng, cho phép chúng hoạt động xúc tác hiệu phản ứng hữu khác Như vậy, với ưu điểm phản ứng Povarov xúc tác đất sét thân thiện, hiệu mà định thực đề tài: Áp dụng montmorillonite trao đổi cation xúc tác phản ứng tổng hợp dẫn xuất pyranoquinoline Mục tiêu nghiên cứu + Điều chế xúc tác montmorillonite trao đổi cation với số muối vô tiến hành áp dụng xúc tác điều chế phản ứng Povarov để chọn xúc tác tốt + Tối ưu hóa phản ứng ba tác chất 4-chloroaniline, benzaldehyde 3,4dihydro-2H-pyran dựa xúc tác chọn Phương pháp nghiên cứu + Tổng hợp tài liệu khoa học liên quan + Tiến hành điều chế montmorillonite hoạt hóa acid trao đổi cation phòng thí nghiệm Tổng hợp hữu cơ, khoa Hóa học, trường Đại học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh + Tiến hành tối ưu hóa phản ứng Povarov ba tác chất 4-chloroaniline, benzaldehyde 3,4-dihydro-2H-pyran, khảo sát khả tái sử dụng xúc tác phòng thí nghiệm Tổng hợp hữu cơ, khoa Hóa học, trường Đại học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh + Định danh sản phẩm thu thông qua phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) phổ cộng hưởng từ carbon (13C-NMR) CHƯƠNG 4: ĐỊNH DANH SẢN PHẨM 4.1 Hợp chất 4: c]quinoline cis-9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10b-hexahydro-2H-pyrano[3,2- Phản ứng tiến hành điều kiện bất kỳ, sản phẩm tách sắc ký cột với hệ dung môi hexan:ethyl acetate=100:2.6, dùng sắc ký mỏng để thu sản phẩm Cho bay dung môi ta thu sản phẩm đo nhiệt độ nóng chảy, phổ 1HNMR, phổ 13C-NMR Phổ 1H-NMR phổ 13C-NMR trình bày Phụ lục 4a, 4b  Nhiệt độ nóng chảy: 131°C  Phổ 1H-NMR (500 MHZ, CDCl3 ) Dựa vào hình ta thấy có tổng cộng 18 proton tách thành tín hiệu có cường độ tương đối 5:1:1:1:1:1:1:1:1:1:3:1 Chùm tín hiệu có cường tương đối 5, có độ chuyển dịch hóa học δ=7.37-7.41 ppm qui kết cho proton vòng thơm Tín hiệu có cường độ tương đối 1, có độ chuyển dịch hóa học δ=7.32 ppm qui kết cho proton H10 chịu ảnh hưởng rút điện tử nhóm chloro nên bị chuyển trường thấp Tín hiệu doublet-doublet-doublet có cường độ tương độ chuyển dịch δ=7.04 ppm qui kết cho H8 H8 đứng cạnh carbon gắn nhóm chloro có hiệu ứng rút điện tử mạnh nên độ chuyển dịch hóa học chuyển dịch trường thấp hơn, có ghép spin-spin với proton vị trí ortho proton vị trí meta so với đồng thời chịu tương tác với nhóm chloro nên bị tách thành doublet-doublet-doublet 28 Hình 4.1 Phổ 1H-NMR hợp chất Tín hiệu doublet có cường độ tương đối 1, δ=6.53 ppm, độ chuyển dịch hóa học J=8.5 Hz quy kết cho H7 có tương tác spin-spin với proton vị trí ortho so với nên bị tách thành doublet Tín hiệu doublet có cường độ tương đối 1, độ chuyển dịch hóa học δ=5.26 ppm, J=5.6 Hz cho H5 H5 nằm carbon gắn trực tiếp với N nhóm phenyl có hiệu ứng rút điện tử mạnh nên δ dịch chuyển trường thấp so với bình thường, đồng thời có tương tác spin-spin với proton H4a bên cạnh với số ghép J=5.6 Hz nên đồng phân dạng cis H5 bị tách thành doublet Tín hiệu doublet có cường độ tương đối 1, δ=4.66 ppm, J=2.5 Hz quy kết cho H10b H10b nằm carbon gắn trực tiếp với dị tố O có hiệu ứng rút điện tử mạnh nên δ bị chuyển dịch vùng trường thấp cao H5 Tín hiệu singlet có cường độ tương đối 1, δ=3.92 ppm quy kết cho proton NH 29 Tín hiệu có cường độ tương đối 1, δ=3.60 ppm tín hiệu có cường độ 1, δ=3.42 ppm qui kết cho proton vị trí số proton chịu ảnh hưởng rút điện tử oxy nên bị chuyển trường thấp so với bình thường Tín hiệu có cường độ tương đối δ=2.16 ppm quy kết cho H4a proton chịu ảnh hưởng rút điện tử vòng benzene kế bên nên bị chuyển trường thấp Các tín hiệu lại vùng δ=1.32-3.54 ppm quy kết cho proton dị vòng no chứa oxy Các tín hiệu phù hợp với công thức dự kiến chất nên khẳng định chất tổng hợp thành công Kết quy kết phổ hợp chất tóm tắt Bảng 4.1 Bảng 4.1 Quy kết mũi phổ 1H-NMR chất Proton H7 H5 H4a H10b Proton nhân thơm NH δ (ppm) 6.53 (d, J=8.5 Hz, 1H) 5.26 (d, J=5.6 Hz, 1H) 2.16 (m, 1H) 4.66 (d, J=2.5 Hz, 1H) 7.30-7.41 (m, 6H) 3.92 (s, 1H) δ (ppm) (tham khảo) [21] 6.58 (d, J=7.8 Hz, 1H) 5.31 (d, J=5.6 Hz, 1H) 2.15 (m, 1H) 4.68 (d, J=2.5 Hz, 1H) 7.25-7.43 (m, 6H) 3.92 (s, 1H)  Phổ 13C-NMR Từ phổ 13C-NMR thấy có 16 tín hiệu Vùng tín hiệu 100 ppm vùng C no, vùng có tín hiệu Tín hiệu 60.85 ppm ứng với C2 nhóm CH2 nhóm CH2 gắn trực tiếp với dị tố O nên tín hiệu bị chuyển dịch trường thấp Tín hiệu 72.46 ppm ứng với C10b nhóm CH nhóm CH gắn trực tiếp với dị tố O, đồng thời chịu ảnh hưởng rút điện tử vòng benzene chứa nhóm Cl kế bên nên bị chuyển vùng trường thấp C2 Tín hiệu 59.33 ppm ứng với C5 nhóm CH2 nhóm gắn trực tiếp với dị tố N Tín hiệu 38.60 ppm quy kết cho C4a C bậc Tín hiệu 25.54 ppm quy kết cho C3 C bậc chịu ảnh hưởng rút điện tử O nên bị chuyển dịch trường thấp so với tín hiệu 18.07 ppm chịu ảnh hưởng nhóm rút điện tử ứng với C4 30 Hình 4.2 Phổ 13C-NMR hợp chất Tín hiệu 143.75 ppm quy kết cho C6a C gắn trực tiếp với dị tố N nên bị chuyển dịch trường thấp Tín hiệu 140.69 ppm quy kết cho C5a C chịu ảnh hưởng rút điện tử dị tố N, nhiên C6a gắn trực tiếp với N Tín hiệu 126.78 ppm có cường độ tương đối quy kết cho C5c C5e không chịu ảnh hưởng rút điện tử Tín hiệu 128.69 ppm có cường độ quy kết cho C5b C5f Tín hiệu 127.93 ppm quy kết cho C8, tín hiệu 128.63 ppm quy kết cho C10 tín hiệu 123.10 ppm quy kết cho C9 chịu ảnh hưởng rút điện tử mạnh Cl (có thể xảy cộng hưởng) làm cho mật độ tiện tử vị trí ortho giảm mạnh nên vị trí δ bị chuyển dịch trường thấp so với δ C9 Tín hiệu 115.72 ppm quy kết cho C7 Tín hiệu 121.63 ppm quy kết cho C10a Kết quy kết mũi tóm tắt Bảng 4.2 31 Bảng 4.2 Kết quy kết mũi trng phổ 13C-NMR chất δ (ppm) 60.85 59.33 126.78 128.69 143.75 115.65-143.75 127.93 123.10 72.46 Carbon C2 C5 C5c, C5e C5b, C5f C6a C vùng thơm C8 C9 C10b 4.2 Hợp chất 5: trans-9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10b-hexahydro-2H-pyrano[3,2c]quinoline Phản ứng tiến hành điều kiện bất kỳ, sản phẩm tách sắc ký cột với hệ dung môi hexan:ethyl acetate = 100:2.6, dùng sắc ký mỏng để thu sản phẩm Cho bay dung môi ta thu sản phẩm đo nhiệt độ nóng chảy, phổ 1HNMR, phổ 13C-NMR Phổ 1H-NMR phổ 13C-NMR trình bày Phụ lục 4c, 4d  Phổ 1H-NMR (500MHz, CDCl3) Dựa vào phổ 1H-NMR thấy có 17 tín hiệu tương ứng với 17 proton có cường độ tương đối 5:1:1:1:1:1:1:1:1:3:1 Chùm tín hiệu có cường độ tương đối 5, δ=7.37-7.39 ppm quy kết cho proton vùng thơm 32 Hình 4.3 Phổ 1H-NMR hợp chất Tín hiệu singlet δ=7.26 ppm tín hiệu dung môi Tín hiệu doublet có cường độ tương đối 1, δ=7.20 ppm, J=2.5 Hz quy kết cho proton H10 proton chịu ảnh hưởng nhóm rút điện tử Cl C kế cạnh nên bị chuyển vùng trường thấp, đồng thời có tương tác spin-spin với proton khác vị trí meta so với nên bị tách thành doublet với J=2.5 Hz Tín hiệu doublet-doublet có cường độ tương đối 1, δ=7,04 ppm quy kết cho H8 chịu ảnh hưởng nhóm rút điện tử nên bị chuyển trường thấp, đồng thời có tương tác spin-spin với proton vị trí ortho proton vị trí meta so với nên bị tách thành doublet-doublet Tín hiệu doublet có cường độ tương đối 1, δ=6.46 ppm, J=8,5 Hz quy kết cho proton H7 có tương tác spin-spin với proton vị trí ortho so với nên bị tách thành doublet Tín hiệu doublet có cường độ tương đối 1, δ=4.67 ppm, J=10.5 Hz quy kết cho H5 chịu ảnh hưởng rút điện tử mạnh dị tố N nhóm phenyl kế cạnh nên δ chuyển dịch vùng trường thấp so với bình thường, đồng thời có tương tác với proton H4a ( J=10.5 Hz) nên đồng phân dạng trans H5 bị tách thành doublet 33 Tín hiệu doublet có cường độ tương đối 1, δ=4.34 ppm, J=2.5 Hz quy kết cho H10b H10b nằm carbon gắn trực tiếp với dị tố O có hiệu ứng rút điện tử mạnh, nhiên hiệu ứng rút điện tử dị tố O yếu tổng hiệu ứng rút điện tử dị tố N nhóm phenyl nên δ bị chuyển dịch vùng trường thấp cao H Do có tương tác spin-spin với proton khác (J=2,5 Hz) nên H10b bị tách thành doublet Vì H5 nằm vị trí xích đạo nên nhóm phenyl nằm vị trí trục có nhiều tương tác xảy nhóm phenyl dị vòng cạnh chứa oxy làm cho cấu trúc không bền nên tỉ lệ sản phẩm thu so với sản phẩm dạng cis Tín hiệu doublet-triplet có cường độ tương đối δ=4.08 ppm tín hiệu tripletdoublet có cường độ tương đối δ=3.71 ppm quy kết cho hai proton C2 hai proton chịu ảnh hưởng rút điện tử dị tố O nên bị chuyển dịch trường thấp Tín hiệu multilet có cường độ tương đối δ=2.06 ppm quy kết cho H4a chịu ảnh hưởng rút điện tử yếu vòng benzene nằm C kế bên nên bị chuyển trường thấp Các tín hiệu lại nằm vùng δ=0.87-1.26 ppm quy kết cho proton lại nằm dị vòng no chứa O Các tín hiệu phù hợp với công thức dự kiến hợp chất nên khẳng định hợp chất tổng hợp thành công Kết quy kết mũi tóm tắt Bảng 4.3 Bảng 4.3 Kết quy kết mũi phổ 1H-NMR chất Proton H7 H10 H5 H10b H4a Proton vùng thơm δ (ppm) 6.46 (d, J=8.5 Hz, 1H) 7.20 (d, J=2.5 Hz, 1H) 4.67 (d, J=10.5 Hz, 1H) 4.34 (d, J=2.5 Hz, 1H) 2.06 (m, 1H) 7,37-7,39 (m, 5H) δ (ppm) [21] 6.51 (d, J=7.1, 1H) 7.25 (d, 1H) 4.72 (d, J=10.8, 1H) 4.39 (d, J=2.7, 1H) 2.11 (m, 1H) 7.36-7.42 (m, 5H)  Phổ 13C-NMR Từ phổ 13C-NMR thấy có 16 tín hiệu Vùng tín hiệu 100 ppm vùng C no, vùng có tín hiệu Tín hiệu 68.48 ppm ứng với C2 nhóm CH2 nhóm CH2 gắn trực tiếp với dị tố O nên tín hiệu bị chuyển dịch trường thấp Tín hiệu 73.96 ppm ứng với C10b nhóm 34 CH nhóm CH gắn trực tiếp với dị tố O, đồng thời chịu ảnh hưởng rút điện tử vòng benzene chứa nhóm Cl kế bên nên bị chuyển vùng trường thấp C2 Hình 4.4 Phổ 13C-NMR hợp chất Tín hiệu 54.95 ppm ứng với C5 nhóm CH2 nhóm gắn trực tiếp với dị tố N nên bị chuyển vùng trường thấp Tín hiệu 38.66 ppm quy kết cho C4a C bậc Tín hiệu 24.00 ppm quy kết cho C3 C bậc chịu ảnh hưởng rút điện tử O nên bị chuyển dịch trường thấp so với tín hiệu 22.06 ppm chịu ảnh hưởng nhóm rút điện tử ứng với C4 Tín hiệu 143.34 ppm quy kết cho C6a C gắn trực tiếp với dị tố N nên bị chuyển dịch trường thấp Tín hiệu 141.96 ppm quy kết cho C5a C chịu ảnh hưởng rút điện tử dị tố N, nhiên C6a gắn trực tiếp với N Tín hiệu 127.70 ppm có cường độ tương đối quy kết cho C5c C5e không chịu ảnh hưởng rút điện tử Tín hiệu 128.73 ppm có cường độ quy kết cho C5b C5f Tín hiệu 129.24 ppm quy kết cho C8, tín hiệu 130.59 ppm quy kết cho C10 tín hiệu 128.04 ppm quy kết cho C9 chịu ảnh hưởng rút điện 35 tử mạnh Cl (có thể xảy cộng hưởng) làm cho mật độ tiện tử vị trí ortho giảm mạnh nên vị trí δ bị chuyển dịch trường thấp so với δ C9 Tín hiệu 115.30 ppm quy kết cho C7 Tín hiệu 125.60 ppm quy kết cho C10a Kết quy kết mũi tóm tắt Bảng 4.4 Bảng 4.4 Kết quy kết mũi phổ 13C-NMR chất δ (ppm) 68.48 54.95 127.70 128.73 143.34 115.30-143.34 129.24 128.04 73.96 Carbon C2 C5 C5c, C5e C5b, C5f C6a C vùng thơm C8 C9 C10b 36 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Qua đề tài “Áp dụng montmorillonite trao đổi cation xúc tác phản ứng tổng hợp dẫn xuất pyranoquinoline” tổng hợp thành công dẫn xuất pyranoquinoline cụ thể hợp chất 9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10b-hexahydro-2H-pyrano[3,2c]quinoline sử dụng xúc tác montmorillonite điều chế từ đất sét Một số xúc tác montmorillonite hoạt hóa acid trao đổi cation điều chế sử dụng trình tổng hợp dẫn xuất pyranoquinoline, xúc tác Co2+-Mont cho hiệu suất cao Điều kiện tối ưu phản ứng tổng hợp 9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10bhexahydro-2H-pyrano[3,2-c]quinoline với xúc tác Co2+-Mont là: tỉ lệ tác chất 1:2:3=1:1.7:1, thời gian khuấy 60 phút, thời gian chiếu xạ siêu âm 90 phút nhiệt độ phòng với khối lượng xúc tác 100 mg Các sản phẩm thu định danh thông qua phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) phổ cộng hưởng từ cacbon (13C-NMR) Kết cho thấy chất có cấu trúc phù hợp với công thức dự kiến Tuy nhiên, có lẽ phản ứng tổng hợp 9-chloro-5-phenyl-3,4,4a,5,6,10bhexahydro-2H-pyrano[3,2-c]quinoline phản ứng khó khăn, chịu ảnh hưởng rút điện tử mạnh nhóm Chloro làm cho trình tạo imine ban đầu không tốt dẫn đến hiệu suất phản ứng không cao mong đợi Do tìm hướng với loại xúc tác để tiến hành tổng hợp dẫn xuất pyranoquinoline cách hiệu 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dömling, A.; Ugi, I., Multicomponent reactions with isocyanides, Angew Chem Int Ed., 39, 3170-3172, (2000) [2] Abdelmadjid, D.; Louisa, C.; Raouf B,; Bertrand, C., A one pot multi-component synthesis of dihydropyrimidinone/thione and dihydropyridine derivatives via Biginelli and Hantzsch condensations using t-BuOK as a catalyst under solvent-free Conditions, The Open Organic Chemistry Journal, 6, 12-20, (2012) [3] "The Nobel Prize in Chemistry 1950", Nobelprize.org Feb 2011 http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1950/ [4] S Kobayashi, Tsuyoshi Busujima, Satoshi Nagayama, Ln(OTf)3 or Cu(OTf)2 Catalyzed Mannich-Type Reactions of Aldhehydes, Amines and Silyl Enolates in Micellar Systems, Synlett, 545-546, (1999) [5] Kouznetsov, Recent synthetic developments in a powerful imino Diels–Alder reaction (Povarov reaction): application to the synthesis of N-polyheterocycles and related alkaloids, Tetrahedron, 65, 2721, (2009) [6] L S Povarov, Αβ-unsaturated ethers and their analogues in reaction of diene synthesis, Russ Chem Rev., 36, 656-670, (1967) [7] Lingaiah Nagarapu, Rajashaker Bantu, Ravinder Goud Puligoudla, Tin(II)chloride catalyzed synthesis of pyranoquinolines, phenanthridinone and phenanthridine derivatives, European journal of Chemistry 2, 260-265, (2011) [8] Wei Wang, Yu-Ling Li and Xiang-Shan Wang, Highly efficient synthesis of 7-arylpyrano[3,4-c]pyrazolo [4,3-f]quinoline derivatives catalyzed by iodine, ARKIVOC, 214221, (2012) [9] K.V.N.S Srinivas, Biswanath Das, An Efficient One-Pot Synthesis of Pyrano- and Furoquinolines Employing Two Reusable Solid Acids as Heterogeneous Catalysts, Synlett, No 10, 1715–1718, (2004) [10] David, A.L., Influence of layer charge on swelling of smectite, Applied Clay Science, 34, 74-86, (2006) 38 [11] Navjeet, K., Dharma, K., Montmorillonite: an efficient, heterogeneous and green catalyst for organic synthesis, Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 4, 991-993, (2012) [12] Ola, K., Martin, B., Montmorillonite stability with special respect to KBS-3 conditions, Clay Technology, 7-10, (2006) [13] Murray, H.H, Applied Clay Mineralogy Occurrences, Processing and Application of Kaolins, Bentonites, Palygorskite–Sepiolite, and Common Clays, Elsevier’s Science & Technology, Oxford, 12-27, (2007) [14] Heda, L.C.C., Sharma, R., Pareek, C., Chaudhari, P.B., Synthesis and antimicrobial activity of some derivatives of 5-substituted indole dihydropyrimidines, E-Journal of Chemistry, 6(3), 770-774, (2009) [15] Çigdem, K., Invertigation of applicability of clay minerals in waste water treatment, Graduate of Natural and Applied Sciences, Dokul Eylül University, 9-26, (2007) [16] Navjeet, K., Dharma, K., Montmorillonite: an efficient, heterogeneous and green catalyst for organic synthesis, Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 4, 991-993, (2012) [17] Vasundhara Singh, Kanwal Preet Kaur, Anupam Khurana and G.L.Kad, Ultrasound: A Boon in the Synthesis of Organic Compounds, resonance, (1998) [18] T.J Mason and J.P Lorimer, Sonochemistry: Theory, Applications and Uses of Ultrasound in Chemistry, Ellis Horwood Ltd., (1988) [19] K.S Suslick Ultrasound, Chemical, Physical and Biological Effects, VCH Publishers, Inc., (1988) [20] Võ Thị Mai Hoàng, Lê Ngọc Thạch, Điều chế số Montmorillonite Việt Nam, Khoa học công nghệ, 13, 17-20, (2010) [21] Yun Ma, Changtao Qian, Meihua Xie and Jie Sun, Lanthanide Chloride Catalyzed Imino Diels-Alder Reaction, One-Pot Synthesis of Pyrano[3,2-c]- and Furo[3,2c]quinolones J Org Chem., 64, 6462-6467, (1999) 39 PHỤ LỤC Phụ lục 4a Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 4b Phổ 13C-NMR chất 40 Phụ lục 4c Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 4d Phổ 13C-NMR chất 41 NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Chữ ký Ủy viên 42 ... khác Như vậy, với ưu điểm phản ứng Povarov xúc tác đất sét thân thiện, hiệu mà định thực đề tài: Áp dụng montmorillonite trao đổi cation xúc tác phản ứng tổng hợp dẫn xuất pyranoquinoline Mục tiêu... nghiên cứu + Điều chế xúc tác montmorillonite trao đổi cation với số muối vô tiến hành áp dụng xúc tác điều chế phản ứng Povarov để chọn xúc tác tốt + Tối ưu hóa phản ứng ba tác chất 4-chloroaniline,... [8] 14  Sơ đồ phản ứng Ar-CHO + I2, THF + 65◦C Sơ đồ 1.5 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 7-aryl-pyrano[3,4-c]pyrazolo[4,3-f]quinoline sử dụng xúc tác iod  Kết +Kết phản ứng tổng hợp dẫn xuất 7-aryl-pyrano[3,4-c]pyrazolo[4,3f]quinoline