Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2(4,6Diclo8metyl quinolin2yl)4,5,6,7tetraclo1,3tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (LV thạc sĩ)
Trang 1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
HÀ THỊ THÁI LINH
PHÂN TÍCH CÁU TRÚC, HÀM LƯỢNG CỦA
MỘT SĨ DẪN XUẤT 2-(4,6-DICLO-8-METYLQUINOLIN- 2-YL)-4,5,6,7 -TETRACLO -1,3 TROPOLON BANG
MOT SO PHUONG PHAP HOA LY HIEN DAI
LUAN VAN THAC Si HOA HOC
THAI NGUYEN - 2016
Trang 2
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
HÀ THỊ THÁI LINH
PHÂN TÍCH CÁU TRÚC, HÀM LƯỢNG CỦA
MỘT SĨ DẪN XUẤT 2-(4,6-DICLO-8-METYLQUINOLIN- 2-YL)-4,5,6,7 -TETRACLO -1,3 TROPOLON BẰNG
MỘT SĨ PHƯƠNG PHÁP HĨA LÝ HIỆN ĐẠI
Chuyên ngành: Hĩa phân tích
Mã số: 60 44 01 18
LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS TS DƯƠNG NGHĨA BANG
THÁI NGUYÊN - 2016
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.7S
Dương Nghĩa Bang - Trưởng Khoa Hĩa - Trường ĐHKH - Thái Nguyên, người trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để em hồn
thành luận văn
Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cơ giáo Khoa Hĩa học, các
thầy cơ Khoa sau Đại học, các thầy cơ trong Ban Giám hiệu trường Đại học
Khoa Học - Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy và giúp đỡ em trong quá trình
học tập, nghiên cứu
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới tồn thê gia đình, bạn bè đã luơn bên
cạnh, ủng hộ và động viên em trong những lúc gặp phải khĩ khăn dé em cĩ thé hồn thành quá trình học tập và nghiên cứu
Mặc dù đã cĩ nhiều cố gắng, song do thời gian cĩ hạn, khả năng nghiên cứu của bản thân cịn han ché, nên kết quả nghiên cứu cĩ thể cịn nhiều thiếu sĩt Em rất mong nhận được sự gĩp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cơ giáo, các bạn đồng nghiệp và những người đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, đề luận văn được hồn thiện hơn
Em xin tran trọng cảm on!
Tac gia luan van
HÀ THỊ THÁI LINH
, a
Trang 4MỤC LỤC
0909.) 000 a
MỤC DỤ CrnirurettgrtidatrgttiirttitrtistlvEG3881538130T1311S0SEESISISVSITTEIVISEXIESISENESESSSSE13/8E383 b
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮTT -cccccccccccttEEEEEEktkrtteeerrrrrrrrrre d DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐƠ - cv e DANH MỤC CÁC HÌNH -5525cccccciirrrrrrrrrrrrre f MỞ ĐẦU .-22ccccc 212 11.1 1
Chwong 1 TONG QUAN o cccsccescssscsssesssesssessesssesseessesssesssesstsssesstessesseesseess 3
1.1 Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc . ¿+ 3 1.1.1 Phương pháp phố tử ngoại 2- 2+ ©2++2E22EE+2EE2EEEEEerkerrkerrrerkee 3 1.1.2 Phương pháp phố hồng ngoại . 2-2252 £++E£2EE+£Ez+Exezresrxez 5 1.1.3 Phương pháp phơ cộng hưởng từ hạt nhân -.-: z- +: 6 1.1.4 Phương pháp phơ khối lượng . 2:- 2 ©+22z222+++tz++vzcse2 10 1.2 Tổng quan về quinolin và tropolon :-zz2+22+++2z++zzss+ 12
I9) 0 .Ả 12
1;222."ITODGDTN:isex:iiss2022905003330544100033501555N45050159S0GGSEE3GEIWSSERHSEETGSV935S5STSSSE39g1888 16
Chương 2 THỰC NGHIM . - (5c 2ererrrererrrrrrererrrre 20
2.1 Dụng cụ, hĩa chất và phương pháp thực hiện . -¿- s2 20
2.2 Tổng hợp và kết quả phân tích các mẫu quinolin ‹- 20
2.2.1 Tổng hợp 6- clo - 2,8 - đimetyl quinolin- 4 - on -.2- 2-2 20 2.2.2 Tổng hợp 4,6 - diclo - 2,8 dimetylquinolin 2-2 szcsz=:s2 21
2.2.3 Tơng hợp và kết quả phân tích 4,6 - diclo - 2,8 - dimetyl - 5-nitro
QGUITONIN ses eeserenrenrenescocenermnencvc nm seneumenene mame 22 2.3 Tổng hợp và kết quả phân tích các mẫu tropolon 2- z2 23 2.3.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của 2-(4,6-điclo-§8- metyl quinolin -2- y])- 4,5,6, 7- tetraclo -1,3-ITODÏOH 1011611 HH ngán ghê, 23
2.3.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của 2- (4,6 - điclo - 5 nitro- 8 -
metyl quinolin -2 yl) - 4,5,6,7 - tetraclo -1,3 troplon - -‹ «-««+ 24
b
Trang 52.4 Phân tích hàm lượng chất thu được bằng phương pháp LC-MS 25
2.4.1 Hĩa chất, thiết bị 2:22¿222++22E+222231221112221122211222112711 221 re, 25 2.4.2 Thiết lập các thơng số cho hệ thống LC/MS . -2- ¿5+ 25 2.4.3 Chuẩn bị mẫu 2 2+©2++2E++2E++2EE+22EE22E12273E2231221 271 22ecrre 26 2.4.4 Kết quả phân tích -©¿2¿++z+2EE+EE+EEESEEESEEEEEESEEEEEEEEEErrkrrrkerree 26 Chương 3 KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN 22 225czz+cxzzcez 27
3.1 Tổng hợp và phân tích cấu trác mẫu quinolin 2- ¿s2 27 3.1.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc mẫu 4,6-điclo- 2,8-đimetylquinolin 27 3.1.2 Tơng hợp và phân tích cấu trúc 5-nitro-4,6 điclo - 2,8-dimetylquinolin 28 3.2 Kết quả tơng hợp va phân tích cầu trúc mau 4,5,6,7-tetraclo-1,3-tropolon 29 3.2.1 Kết quả phân tích cau tric của 2-(4,6-điclo-8-metylquinolin-2-yl)-
4;5,6,7- tetraclo-1;3-ÍTODỌOT s:zx:scsccsscc6i2566560060815151111 0113811211418 3086165 18x 03058x68 31
3.2.2 Kết quả phân tích cấu trúc cia 2-(5-nitro-4,6-diclo-8-metylquinolin-2-yl)-
4,9;6;,/-†6ffä6lư<132TðPO BH: ssosxesneossnosiitDEEEAE-SSEESESESSESLEĐGS115I5G3 8280239 33
3.3 Kết quả phân tích hàm lượng . 2-¿+z+2++2E+£+EE++£E+z£xz+zxzzrzz 35 KẾT LUẬN . 22 2s©S+£+EEESEEE22E1227112211271127112112112111211211 E1 re a7 TÀI LIỆU THAM KHẢO -2-22¿2+22E+2£EEE+t2EEEezEEverrrxeerree 38 PHỤ LỤC
, Cc
Trang 6DANH MUC CHU VIET TAT
Me Metyl
Py Pyridine
PPA Axit poliphotphoric
t-BuOH ter-Butanol
MeOH Metanol
Ome Metoxi
UV Ultraviolet
MS Mass Spectrometry
NMR Nuclear magnetic resonance
HPLC High-performance liquid chromatography
„ d
Trang 7DANH MUC CAC BANG, SO DO
Bang
Bang 1.1 Ty lệ cường độ tín hiỆu <5 EsSEekeersiereresrsrske 7
Sơ đồ SO GO 2.1 te cocccccccssssecssssssecsssssissssssssessssssuesssssssssssisiuvsssssivessessisssssisiessssssssssssisesssasiesssssieeee 20 Sơ đồ 2.2: Sơ đồ 2.3: 222222211222 T222 2222 re 22 Sơ đồ 2.4: cccc 2111111111111 1111ee 23 Sơ đồ 3.: cccc 22 11211111 erree 27 Sơ đồ 3.2: .ccc 21111111111 1rrrree 28 Sơ đồ 3.3: 1111111 1111rree 29 Sơ đồ 3.4: - 222221222 22221 222 rrrererree 29 S46 3.5% cccsssssssssssscssscssesesssssssssssssvesssseeseeessssssssssussssesssssesesesssssssssssssseesseesesssssnsssasessseesesee 30 S046 3.6% cecsssssssssssscssssssscsssssssssssssssessssseseesssssssssssssssessssesessssssssssssssssstssssessssssssasnaseeseeeseeee 30 , e
Trang 8DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1: _ Tropolon và một số dẫn xuất tiêu biểu . - 2-22 1
Hình 2: Một số dẫn xuất quinolin tiêu biểu 2- ¿©z+cs22zsz=s4 2 Hình 1.1 Phổ tử ngoại của -carotene trong dungmơi n-hexan, etanol 5 Hình 1.2 Phổ hồng ngoại của benzyl ancol - ¿©cse+xz+cxezxseres 6 Hình 1.3 Phố cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat 8
Hình 1.4 Phổ khối lượng của benzamit (CaHzCONH;) . 12
Hinh 3.1: Mật độ electron trên hệ quinoÏ1n - - ¿55+ 5< +s+ss+s++ex++ 28
Hình 3.2: Phổ 'H-NMR của hợp chất 5 -¿-©+22sz2css+zcssez 31 Hình 3.3: Phổ '*C-NMR của hợp chất 5 2-2¿5z+2c2+z+cvxrcccsed 32 Hình 3.4: Phổ 'H-NMR của hợp chất 6 -2-©22©£+2z++2Exz+rxesczed 33
Hình 3.5: Phổ !3C-NMR của hợp chất 6 . 2-2-©2+2z+2£++2zxezrxeerrs 34 Hình 3.6 Phổ MS của hợp chất 6( LINH4) . -.2 2z 2z©2+zz2z++ 35
Hình 3.7 Phố HPCL của hợp chất LINH4 2- 5¿©<+22z+zs2=:e2 36
f
Trang 9MO DAU
Hiện nay ở nước ta việc ứng dụng các phương pháp phơ trong giảng dạy, học tập, nghiên cứu khoa học và trong đời sống sản xuất là rất phơ biến Các phương pháp phơ khơng chỉ ứng dụng trong phạm vi ngành hĩa học mà cịn ở
nhiều ngành khác nhau như hĩa sinh, y dược, dầu khí, vật liệu, mơi trường Sự phát triển mạnh mẽ của các phương pháp phổ đã giúp cho việc nghiên cứu trong các ngành Khoa học đặc biệt là Tổng hợp hữu cơ trở nên dễ dàng hơn, phát triển nhanh hơn Trước đây, để chứng minh cấu tạo của một
chất cĩ thể mắt hàng năm hoặc cĩ khi kéo dài nhiều năm thì nay cĩ thê thực
hiện sau vài giờ, sở dĩ làm được như vậy là nhờ sự hỗ trợ của các phương
pháp vật lý hiện đại
Để phân tích cấu trúc của các hợp chất hữu cơ cĩ thể sử dụng các
phương pháp phố như phổ hồng ngoại, phố tử ngoại khả kiến, phố cộng
hưởng từ hạt nhân, phơ khối lượng Mỗi phương pháp cho phép xác định một
số thơng tin khác nhau của cấu trúc phân tử và hỗ trợ lẫn nhau trong việc xác
định cấu trúc các hợp chất hữu cơ
Tropon và tropolon được các nhà hố học hữu cơ biết đến từ thập kỉ 40 của thế ki XX, nguyên nhân chính là do hệ tropolon là một trong những hệ chính trong một số hợp chất thiên nhiên, đa số những hợp chất đĩ (Hình 1)
thể hiện những hoạt tính sinh học quí giá [1] như làm thuốc kháng sinh, chống
ung thư, chống oxi hĩa, kháng khuẩn [2l v.v
oO oO
R R
OH
Tropon R=H HOOC "
Tropolon R=OH Axit Stipitat R=H
Axit Pyberul R=OH OMe
Colchicine Rị=H, R;=COMe Colxamine Rị=R=Me
Hình 1: Tropolon và một số dẫn xuất tiêu biểu 1
Trang 10Kolsamin được sử dụng trong y học như thuốc chống mụn nhọt, chống các khối u, colchicin thể hiện hoạt tính chống khuẩn Mito[3] Trong tài liệu [4] cho biết về tổng hợp các dẫn xuất của Colchicin cĩ thể hiện các hoạt tính kháng khuẩn lao và chống các loại khuẩn gây mụn nhọt Khoa học đã chứng minh được hoạt tính sinh học của o-alkyl tropolon và các hợp chất tương tự đang được sử dụng làm thành phần chất ức chế tế bào ung thư [4]
Ngồi ra Quinolin và các dẫn xuất của chúng là những hợp chất hết sức quen thuộc và cĩ ứng dụng rộng rãi Một số ancaloit chứa nhân quinolin cĩ hoạt tính sinh học mạnh đã được sử dụng làm thuốc như quinin được sử dụng làm thành phần thuốc chống sốt rét, sopcain là chất gây mê thuộc loại mạnh nhất, plasmoxin và acrikhin đều cĩ tác dụng chống sốt rét rất hiệu quả [5,6]
: | * là H=CH, H * H 3 HO—CH-Ìš Ƒ ? py bHtcH NC); N | Ss S OCH; HạCO NZ ⁄ 2HCI 2HạO N Quinin Acrikhin
Hình 2: Một số dẫn xuất quinolin tiêu biểu
Xét về các phương diện trên thì việc nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất
của quinolin là một nhiệm vụ hết sức quan trọng đặc biệt là các dẫn xuất
quinolin của tropolon Đã cĩ rất nhiều nhà khoa học trong và ngồi nước
nghiên cứu tổng hợp các hợp chất trên, nhưng kết quả cịn nhiều hạn chế Việc tổng hợp dẫn xuất quinolin của tropolon mới chỉ xuất hiện trên các tạp
chí khoa học từ những năm đầu của thế kỉ 21
Từ những lý do nêu trên, chúng tơi chọn đề tài “ Phân tích cấu trúc,
hàm lượng của một số dẫn xuất 2-(4,6-Diclo-8-metyl quinolin-2-yl)-4,5,6,7-
tetraclo-1,3-tropolon bằng một số phương pháp phân tích hĩa lý hiện đạt”
Mục tiêu chính của đề tài là sử dụng các phương pháp phơ hiện đại như !H-
NMR, '°C-NMR và phương pháp phơ khối lượng MS đề phân tích cấu trúc của
một số dẫn xuất 2-(4,6-Diclo-8-metyl quinolin-2-yl)-4,5,6,7- tetraclo -1,3-
tropolon tổng hợp được Sử dụng phương pháp phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC để xác định hàm lượng của sản phẩm trong các mẫu thu được
2
Trang 11Chương 1
TONG QUAN
1.1 Tống quan về các phương pháp xác định cấu trúc [7, 8]
1.1.1 Phương pháp phổ tử ngoại (UV)
Phổ tử ngoại, viết tắt là UV (ultraviolet) là phương pháp phân tích được
sử dụng rộng rãi từ lâu Vùng sĩng tử ngoại (UV) 200 - 400 nm
Phổ tử ngoại của các chất hữu cơ gắn liền với bước chuyển electron giữa mức năng lượng electron trong phân tử khi các electron chuyển từ các obitan liên kết hoặc khơng liên kết lên các obitan phản liên kết cĩ mức năng lượng cao hơn, địi hỏi phải hấp thụ năng lượng từ bên ngồi
Phổ tử ngoại được ứng dụng rộng rãi trong việc xác định nối đơi liên hợp và vịng thơm
a Nhĩm mang màu và sự hiên hợp của các nhĩm mang mau
Các chất cĩ màu là do trong phân tử của các chất chứa các nhĩm nối
đơi hay nối ba như C=C, C=O, C=N, N=N, C=C, N =N, -NO¿ Do vậy,
chúng được gọi là nhĩm mang màu Trong phân tử cĩ càng nhiều nhĩm mang
màu liên hợp thì màu của chất sẽ càng đậm Các chất màu đậm khi đo phổ tử
ngoại khả kiến cho À „ạx nằm ở vùng cĩ bước sĩng dài Do đĩ, những hợp
chất hữu cơ cĩ mạch liên hợp dài thì cực đại nằm ở phía sĩng dài
- Liên hợp ø -
Loại này xuất hiện khi trong hợp chất cĩ chứa các nĩi đơi liên hợp, các
cực đại hấp thụ chuyên dịch mạnh về phía sĩng dài và cường độ hấp thụ tăng
khi số nối đơi liên hợp tăng
- Liên hợp 1 - p
Đây là sự liên hợp của nối đơi và cặp electron tự do ở các dị tố trong các liên kết đơi C=Z (Z=O, N, S ) và C-X (X=Cl, Br, I ) tương ứng với
bước chuyển electron n — 2’ Sự liên hợp này dẫn đến sự chuyển dịch cực đại
về phía sĩng dài nhưng cường độ hấp thụ thấp
„ 3
Trang 12- Liên hợp ø - ø hay cịn gọi là siêu liên hợp
Nhĩm ankyl thế ở liên kết x gây ra hiệu ứng siêu liên hợp Hiệu ứng
này làm cực đại hấp thụ chuyên dịch về phía sĩng dài một ít nhưng khơng lớn như hai hiệu ứng trên, e „„ khơng tăng hoặc tăng khơng đáng kẻ
Chuyên dịch bước sĩng 2.„„„ về phía sĩng dài: —> p > m—> 7# > #—> Ơ Sự tăng cường độ hấp thụ emay: “—> £ >—> p > m—> Ơ
b Các yếu tố ảnh hướng đến cực đại hấp thụ 1 mạ và cường độ hấp
thụ Àmax
Trong phổ UV, đại lượng đặc trưng là À max (Emax) và được xem xét căn cứ trên sự liên hợp của phân tử
- Hiệu ứng thể
Khi thay thế nguyên tử H của hợp chất anken hay vịng thơm bằng các
nhĩm thế khác nhau, tùy theo nhĩm thế đĩ cĩ liên hợp hay khơng liên hợp đối với
hệ nối đơi của phân tử mà ánh hưởng nhiều hay ít đến phố tử ngoại của phân tử
Hiệu ứng lập thể
Khi tính đồng phẳng của phân tử bị mất đi thì sự liên hợp của phân tử
bị phá vỡ, lam A max giảm đi một ít nhưng £ „ạ„ giảm nhiều, vì vậy cĩ thể xem £ m„ là căn cứ đề so sánh tính đồng phẳng của một dạng phân tử cho trước
- Ảnh hưởng của dung mơi
Tuy theo ban chat phân cực của dung mơi và chất tan mà phố tử ngoại
của chất tan thay đơi theo các cách khác nhau Khi tăng độ phân cực của dung
mơi thì đải K chuyển dịch về phía sĩng dài cịn dải R (n —> 2”) lại chuyển
dịch về phía sĩng ngắn
c Ủng dụng phổ tử ngoại
Phương pháp phổ tử ngoại cĩ ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực phân tích định tính, phân tích cấu trúc phân tử và phân tích định lượng Nguyên tắc của phương pháp phân tích định lượng là dựa vào mối quan hệ giữa mật độ quang và nồng độ dung dịch theo định luật Lambert - Beer Ưu điểm của
4
Trang 13phương pháp quang phơ tử ngoại trong phân tích định lượng là cĩ độ nhạy
cao, cĩ thể phát hiện được một lượng nhỏ chất hữu cơ hoặc ion vơ cơ trong
dung dich, sai số tương đối nhỏ (chỉ 1 đến 3%)
2500 2000 Te Em Ethanol a 1500 1000
Hình 1.1 Phổ tử ngoại của -carotene trong dungmơi n-hexan, etanol 1.1.2 Phương pháp phổ hơng ngoai (IR)
Trong số các phương pháp phân tích cấu trúc, phổ hồng ngoại cho nhiều thơng tin quan trọng về cầu trúc của hợp chất hữu cơ, thơng tin quan
trọng nhất của phương pháp phổ này là các nhĩm chức hữu cơ
Bức xạ hồng ngoại bao gồm một phần của phơ điện từ, đĩ là vùng bước
sĩng khoảng 10 đến 105 m Nĩ nằm giữa vi sĩng và ánh sáng khả kiến Phan
của vùng hồng ngoại được sử dụng nhiều nhất để xác định cấu trúc nằm trong
giữa 2,5x10 và 16x10 m Đại lượng được sử dụng nhiều trong phổ hồng
ngoại là sé sĩng (cmr}), ưu điểm của việc dùng số sĩng là là chúng tỷ lệ thuận với năng lượng Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợp chất, bức xạ hồng ngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bản lên trạng
thái dao động cao hơn Cĩ hai lại dao động khi phân tử bị kích thích là dao
động hĩa trị và biến dạng, dao động hĩa trị (v) là dao động làm thay đổi độ dài
liên kết, dao động biến dạng (ư) là dao động làm thay đổi gĩc liên kết
„ 5
Trang 14Đường cong biểu diễn cường độ hấp thụ với số sĩng của bức xạ hồng ngoại được gọi là phố hồng ngoại, trên phổ biểu diễn các cực đại hấp thụ ứng với những dao động đặc trưng của nhĩm nguyên tử hay liên kết nhất định
%Transmittance IAA SS aS 07 6££€—: £Z70I— Sr— T———~ T + - r + > 4000 3000 Wavenumbers (cm) oa a 2 1 3 =
Hình 1.2 Phố hồng ngoại của benzyl ancol
Căn cứ vào phơ hồng ngoại đo được đối chiếu với các dao động đặc
trưng của các liên kết, ta cĩ thể nhận ra sự cĩ mặt của các liên kết trong phân
tử Một phân tử cĩ thể cĩ nhiều dao động khác nhau và phổ hồng ngoại của các phân tử khác nhau thì khác nhau, tương tự như sự khác nhau của các vân ngĩn tay Sự chồng khít lên nhau của phơ hồng ngoại thường được làm dẫn chứng cho hai hợp chất giống nhau
Khi sử dụng phổ hồng ngoại để xác định cấu trúc, thơng tin thu được
chủ yếu là xác định các nhĩm chức hữu cơ và những liên kết đặc trưng Các
pic nằm trong vùng từ 4000 - 1600 cm thường được quan tâm đặc biệt, vi vùng này chứa các dải hấp thụ của các nhĩm chức, như OH, NH, C=O, C=N nên được gọi là vùng nhĩm chức Vùng phổ từ 1300 - 626 cm! phức tạp hơn và thường được dùng để nhận dạng tồn phân tử hơn là để xác định nhĩm chức Chính ở đây các dạng pic thay đổi nhiều nhất từ hợp chất này đến hợp chất khác, vì thế vùng phơ từ 1500 cm được gọi là vùng vân ngĩn tay 1.1.3 Phương pháp phổ cộng hướng từ hạt nhân (NMR)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân viết tắt của tiếng Anh là NMR (nuclear Magnetic Resonance) là một phương pháp vật lý hiện đại nghiên cứu cấu tạo
„ 6
Trang 15của các hợp chất hữu cơ, nĩ cĩ ý nghĩa quan trọng để xác định cấu tạo các
phân tử phức tạp như các hợp chất thiên nhiên Phương pháp phổ biến được
sử dụng là là phố 'H-NMR và '°C-NMR Hạt nhân của nguyên tử !H và !3C
cĩ momen từ Nếu đặt proton trong từ trường khơng đổi thì moment từ của nĩ cĩ thê định hướng cùng chiều hay ngược chiều với từ trường Đĩ là spin hạt
nhân cĩ tính chất lượng tử với các số lượng tử +1/2 và -1⁄2
a Hằng số chắn và từ trường hiệu dụng
Hằng số chắn xuất hiện do hai nguyên nhân: Hiệu ứng nghịch từ và
hiệu ứng thuận từ
Tỷ lệ cường độ tín hiệu của mỗi nhĩm tuân theo tam giác Pascal như sau: Bảng 1.1 Tỷ lệ cường độ tín hiệu
TA mùi nhơm | Sbdinh ky igu | S? EN" 1 1 dinh Singlet 0
1:1 2 dinh duplet 1 1:2:1 3 dinh Triplet 2 1:3:3:1 4 dinh Qualet 3 1:4:6:4:1 5 dinh Quynlet 4 1:5:10:10:5:1 6 dinh Sexlet 5 1:6:15:20:15:6:1 7 dinh septet 6
Nhin bang trén thay các nhĩm tín hiệu cĩ độ bội lớn thì cường độ tín
hiệu đỉnh giữa và đỉnh ngồi gấp nhau nhiều lần vì thế đối với nhĩm 6, 7 đỉnh trở lên thì chỉ xuất hiện một số ít hơn Ví dụ nhĩm 7 đỉnh thường chỉ xuất
hiện 5 đỉnh
Ngồi ra khoảng cách giữa hai đỉnh liền nhau ở mỗi nhĩm được đo bằng Hertz (Hz) và được gọi là hằng số tương tác spin-spin J Đây là một
thơng số phổ quan trọng như độ chuyên dịch hố học
„ 7
Trang 16b Độ chuyển dịch hố học:
Độ chuyển dịch hĩa học ð: Do hiệu ứng chắn từ khác nhau nên các hạt
nhân !H và 'C trong phân tử cĩ tần số cộng hưởng khác nhau Đặc trưng cho các hạt nhân !H và '3C trong phân tử cĩ độ chuyên dịch hĩa học 6; đối với hạt nhân !H thì:
5 = “ms —"s.10°(ppm)
o
Trong đĩ: Vrws, vụ là tần số cộng hưởng của chất chuân TMS và của
hạt nhân mẫu đo, vụ là tần số cộng hưởng của máy phổ
Đối với các hạt nhân khác thì độ chuyền dịch hĩa học được định nghĩa
một các tổng quát như sau:
Vv —V
6 — _ chuan x 10°( ppm)
V
Trong đĩ: Venuan, V„ là tần số cộng hưởng của chất chuẩn và của hạt
nhân mẫu đo, vạ là tần số cộng hưởng của máy phơ
Dựa vào độ chuyên dịch hĩa học õ ta biết được loại proton nào cĩ mặt
trong chất được khảo sát Đối với 'H-NMR thì ư thường cĩ giá trị từ 0-12
ppm, đối với 'C-NMR thì ư thường cĩ giá trị từ 0-230 ppm
N -CH, CH Á fw rs Oo \ Oo |- - 1.4 ppm | [ T T T T T T T T T T T T 75 7.0 6.5 6.0 55 5.0 4.5 4.0 35 3.0 35 ppm
Hình 1.3 Phố cộng hướng từ hạt nhan cia benzyl axetat
„ 8
Trang 17Hằng số chắn ø xuất hiện do ảnh hưởng của đám mây electron bao
quanh hạt nhân nguyên tử, do đĩ tùy thuộc vào vị trí của hạt nhân !H và !3C
trong phân tử khác nhau mà mật độ electron bao quanh nĩ khác nhau dẫn đến chúng cĩ giá trị hằng số chắn ø khác nhau và do đĩ độ chuyển dịch hĩa học của mỗi hạt nhân khác nhau Theo đĩ proton nào cộng hưởng ở trường yếu
hơn sẽ cĩ độ chuyên định hĩa học lớn hơn [9]
c Tương tac spin- spin J:
Đối với mỗi hạt nhân hoặc một nhĩm hạt nhân, người ta nhận được một tín hiệu đặc trưng chỉ cĩ một đỉnh nhưng cũng cĩ khi gồm một nhĩm 2, 3, 4, 5 đỉnh khác nhau trường riêng biệt Hai từ trường này tác dụng lên hạt nhân bên cạnh làm phân tách mức năng lượng chính của nĩ thành hai mức năng lượng khác nhau Trường hợp 2, 3 hạt nhân cùng tác động từ trường riêng của minh lên cùng một hạt nhân khác thì năng lượng cộng hưởng của hạt nhân đĩ bị phân tách thành nhiều mức năng lượng khác nhau mà mỗi mức năng lượng cộng hưởng này cho một đỉnh trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
Hằng số tương tác spin-spin J được xác định bằng khoảng cách giữa các hợp phần của một vân phơ Dựa vào hằng số tương tác spin-spin J ta cĩ thể rút ra
kết luận về vị trí trương đối của các hạt nhân cĩ tương tác với nhau
d Ứng dụng của phổ cộng hưởng từ hạt nhân
- Ứng dụng trong hĩa hữu cơ rất rộng lớn Tuy nhiên, ứng dụng chủ
yếu là để xác định cầu tạo hợp chất hữu cơ tỉnh khiết và phân tích định tính,
định lượng hợp chất hữu cơ
- Xác định cấu tạo hợp chất hữu cơ
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân đặc biệt quan trọng đối với việc nghiên
cứu cầu hình mạch chính, đồng phân và dạng hình học khơng gian của phân tử Dạng hình học khơng gian của phân tử cĩ liên hệ với sự cĩ mặt ở trong các
phân tử hợp chất hữu cơ những nhĩm từ tính khơng đẳng hướng mà sự phân
bố khơng gian của chúng ảnh hưởng mạnh đến dạng phổ Thuộc vào những
nhĩm như là các vịng thơm, vịng béo, các nhĩm cacbonyl, axetilen và mirin
„ 9
Trang 18Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cĩ thể xem là vơ giá để xác định các
đồng phân hình học, thành phần hỗn hợp xeto - enol và những tautome khác - Ứng dụng trong của phơ cộng hưởng từ hạt nhân trong phân tích hữu cơ Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cũng được ứng dụng trong cả phân tích định tính và định lượng hợp chất hữu cơ
- Với mục đích định tính, phổ cộng hưởng từ hạt nhân được sử dụng để
đồng nhát hĩa (kiểm tra độ tinh khiết) chất phân tích với một giả định bằng
cách so sánh phổ của mẫu nghiên cứu với phổ chuẩn trong bản đồ tra cứu (atlas) ghi trong cùng điều kiện
- Nếu dạng của hai phổ đồng nhất với nhau thì cĩ thể xem hai hợp chất
cùng một loại hoặc cùng một hợp chất Việc phát hiện các nhĩm chức bằng cộng
hưởng từ hạt nhân khá đơn giản đối với các nhĩm cĩ chứa các hạt nhân từ như các nhĩm amino, hidroxi, cacboxyl, anđehit, cũng như các nhĩm cĩ chứa flo, photpho Trong trường hợp khơng chứa các hạt nhân từ (nhĩm cacbonyl, một số nhĩm chứa oxi và lưu huỳnh hoặc các halogen khơng phải là flo) thì cĩ thể dựa vào sự biến đổi sinh ra trong đặc tính của những proton ở gần hoặc xa hơn Mặc dù cĩ sự trùng lặp đáng kế về độ dịch hĩa học, nhưng sự phân biệt các vùng hấp
thụ vẫn cĩ thể nhận biết được đối với từng nhĩm chức Việc nghiên cứu đồng
thời phố hồng ngoại và phổ cộng hưởng từ hạt nhân cũng như phổ khối lượng để phân tích nhĩm chức sẽ cho kết quả chắc chắn hơn
- Việc áp dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân trong phân tích hữu cơ định
lượng là dựa vào diện tích của vạch hấp thụ (cường độ tín hiệu cộng hưởng) tỉ
lệ với số hạt nhân tạo ra sự hấp thụ đĩ Việc tính hàm lượng chất nghiên cứu
cĩ thể được thực hiện theo phương pháp thêm hoặc đường chuẩn
1.1.4 Phương pháp phổ khối lượng (MS)
Phương pháp phổ khối lượng viết tắt là MS (Mass Spectrometry) cĩ ý nghĩa rất quan trọng đối với việc nghiên cứu xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ Dựa trên các số khối thu được trên phổ cĩ thể xây dựng cấu trúc phân
tử hoặc chứng minh sự đúng đắn của cơng thức cấu tạo dự kiến 10
Trang 19a Nguyên tắc chung
Nguyên tắc chung của phương pháp phơ khối lượng là phá vỡ phân tử
trung hồ thành ion phân tử và các ion dương mảnh cĩ số khối z = m/e (m là
khối lượng cịn e là điện tích ion) Sau đĩ phân tách các ion nay theo số khối và ghi nhân thu được phơ khối lượng Dựa vào phơ khối này cĩ thể xác định
phân tử khối và cấu tạo phân tử của chất nghiên cứu
Khi bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hồ bằng các phân tử mang năng lượng cao sẽ trở thành các ion phan tu mang điện tích dương hoặc phá vỡ thành mảnh ion và các gốc theo sơ đồ sau:
——>ABCT ¿2e (l) >95%
ABC + e —+4 42
|—_—> ABC” + 3e (2)
L —mm> ABC
Sự hình thành các ion mang điện tích +l chiếm tỉ lệ lớn, cịn lại các ion mang điện tích +2 Năng lượng bắn phá các phân tử thành ion phân tử khoảng 15eV Nhưng với năng lượng cao thì ion phân tử cĩ thê phá vỡ thành các mảnh ion đương (+), hoặc ion gốc, các gốc hoặc phân tử trung hồ nhỏ hơn:
ABC! ——> A* + BC
ABC! ——» an + B
AB ——>A:B
Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và năng lượng bắn phá Quá trình này là quá trình ion hố
Các ion dương hình thành đều cĩ khối lượng m và điện tích e, tỷ số m/e
được gọi là số khối z Bằng cách nào đĩ, tách các ion cĩ số khối khác nhau ra khỏi nhau và xác định được xác suất cĩ mặt của chúng rồi vẽ đồ thị biểu điễn mối liên quan giữa các xác suất cĩ mặt (hay cường độ ]) và số khối z thì đồ
thị này được gọi là phổ khối lượng
11
Trang 20b Úng dụng của Phương pháp phổ khối lượng
- Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng của phân tử hợp chất hay từng phan tach riêng của nĩ
- Xác định kết cầu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất - Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách
riêng của nĩ
- Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp
khác (phương pháp phổ khối vốn khơng phải là định lượng)
- Nghiên cứu cơ sở của hĩa học ion thể khí (ngành hĩa học về ion và
chất trung tính trong chân khơng)
my 1051 š 1001 & ¥ a 1 121 1 a ] 511 | = 504 3 pis 281 a5) a + T T rmmrmrrrrmr 20 30 40 50 60 yz 70 80 90 100 110 120
Hình 1.4 Phé khéi lwong ctia benzamit (CsHsCONH2) 1.2 Tổng quan về quinolin và tropolon
1.2.1 Quinolin
a Giới thiệu chung về quinolin
Quinolin đã được biết đến từ năm 1834 khi Runge tách được từ nhựa than đá Từ đĩ đến nay, hố học các hợp chất chứa vịng quinolin phát triển
mạnh và đem lại nhiều kết quả đáng quan tâm, đặc biệt là trong hố dược
Các nghiên cứu về tổng hợp khung quinolin đã được tổng hợp thành những cuốn sách tham khảo cả bằng tiếng Việt và tiếng nước ngồi
Quinolin là bộ khung chính trong một số ancaloit cĩ hoạt tính sinh học
cao như Quinin (tách từ cây thanh hao làm thuốc chống sốt rét), Sopcain (làm
thuốc gây mê), plasmoxin và acrikhin (đều làm thuốc chống sốt rét hiệu
qua)[10], saquinavir (thudc điều tri HIV)[11] 12
Trang 21CHON(CH;);N(C;H;); Ph O ` Zz N NếN N N ⁄ 0 H OH N~ ~O(CH))3CH3 CONH; Sopcain Saquinavir
Do các hợp chất chứa hệ quinolin thể hiện hoạt tính sinh học đa dạng
như vậy, nên đã từ lâu hệ dị vịng quinolin được nhiều nhà khoa học quan tâm
và đã cĩ rất nhiều phương pháp tơng hợp được cơng bố Những phương pháp tổng hợp hệ quinolin hiệu quả nhất đều bắt nguồn từ chất đầu là các dẫn xuất của anilin Sau đây là một số phương pháp thơng dụng tiêu biêu
b Một số phương pháp tổng hợp quinolin [10,12]
- Tổng hop Skraup va tong hop Doebner-von Miller (bang phản ứng cua amin thom voi cacbonyl a, B -khéng no)
NH) H N
Or I H S ey Z
Arylamin Hop chat cacbonyl Quinolin
œ, 8 — khong no
- Tổng hợp Combes (bằng phản ứng của amin thơm với hợp chất 1,3- đicacbonyl)
NH, O Nw
+ -HạO
Ox a ZA
arylamin 1,3-dicacbonyl Quinolin
Phản ứng ngưng tụ đĩng vịng xảy ra khi đun nĩng hỗn hợp arylamin
và hợp chất 1,3-đicacbonyl tới khoảng 100C, cĩ mặt axit mạnh 13
Trang 22- Tổng hợp Friedlander (bằng phản ứng của o-axylanilin và hợp chất cacbonyl cĩ nhĩm ơ -metylen) 1 NH, OW R! NUR R L vaz0 R _ O Oac axit 2 ZS R2 R Rề Rạ
Hợp chất cacbonyl cĩ thé là andehit hodc xeton ( R! = H, ankyl, aryl, .) hoặc xefo este, xefo nitrin, xeto amit (R? = H, ankyl, aryl, COOC;H:, COCHạ,
CN, CONHCH;, .) Nhĩm o-axyl của anilin cĩ thê là fomyl, axetyl, aroyl, - Tong hop Pfitzinger (Di tir isatin va hợp chất cacbonyl cĩ nhĩm œ -metyÌen)
NH KOH, HO ou,
R =O
Ou oO \
)
Dựa theo phương pháp này, nhiều dẫn xuất của axit quinolin-4- cacboxylic khơng cĩ hoặc cĩ nhĩm thế trong vịng benzen đã được tổng hợp
với mục đích chuyển hố tiếp theo thành các hợp chất giống quinin về mặt
cấu tạo đề thực hiện mục đích nghiên cứu dược học và hố được
Dựa vào các phương pháp trên nhiều nhà Khoa học trong và ngồi
nước đã tơng hợp được rất nhiều dẫn xuất của quinolin Tuy nhiên, dẫn xuất
tropolon của chúng thì phải tới năm 2003 Komissarov V.N [13] cùng các cộng sự mới tìm ra phương pháp tổng hợp bằng phản ứng ngưng tụ khơng dung mơi với xúc tác axít ở nhiệt độ 160-170° C theo sơ đồ sau:
160 -170 °C
— TeOH -
14
Trang 23R=Cl, H; R! = NO), H; R? = CH, H; R? = CHạ, H; RÝ = CHạ, H;
Nhưng cĩ thể là do ở nhiệt độ quá cao, sản phẩm cĩ thể bị phân hủy
một phần nên hiệu xuất thu được khơng cao (9-16%)
Gần đây trên một số tạp chí uy tín xuất hiện một số cơng bố lý thú về phương pháp tổng hợp cũng như hoạt tính sinh học lý thú [14-16] của một số dẫn xuất quinolin mới
Việc nghiên cứu tổng hợp các hợp chất dị vịng cĩ hoạt tính sinh học được các nhà hố học trong nước bắt đầu nghiên cứu từ lâu Trong thời gian gần đây họ rất chú trọng nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của các hợp chất dị vịng chứa nitơ, đặc biệt là quinolin Trong số đĩ cĩ rất nhiều giáo sư cĩ uy tín trong làng hố học hữu cơ nước ta như GS.TSKH Nguyễn Minh Thảo,
GS.TSKH Nguyễn Đình Triệu, GS TSKH Ngơ Thị Thuận, v.v
Năm 2000, GS.TSKH Nguyễn Đình Triệu cùng nhĩm nghiên cứu Khoa Hĩa học trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tổng hợp được một số fomazan chứa dị vịng quinolin và chứng minh nhiều
tính chất lý thú của hợp chất này [17]
Năm 2001, GS.TSKH Nguyễn Minh Thảo cùng nhĩm nghiên cứu đã nghiên cứu tơng hợp được một số 3-axetyl-4-hiđroxi-N-phenyl-quinolin-2-on, ơng đã nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh học của một số hợp chất tiêu
biểu và đĩng gĩp nhiều kết quả lý thú
Ind: Indoly]-3; 2-metylindoly]-3; 2-phenylindolin-3; N-benzylindoly]-3 l5
Trang 24Kết quả cho biết, đa số dẫn xuất quinolin tương tự flavon trên cĩ hoạt tính kháng khuẩn cao và ở nhiều nồng độ khác nhau đối với các chủng loại khuan Escherichia coli, Pseudomonas roginorz (trực khuân mủ xanh) và staphylococcus aureus [I8]
Sau đĩ, nhĩm nghiên cứu của GS.TSKH Nguyễn Minh Thảo cịn tổng
hợp được thêm nhiều dẫn xuất của quinolon-2, hidroquinon và đặc biệt là một số dẫn xuất cảu 3-axetyl-4-hiđroxi-N-phenyl-quinolin-2-on [19-21]
1.2.2 Tropolon
a Giới thiệu chung về tropolon
Tropon và tropolon được các nhà hố học hữu cơ biết đến từ thập kỉ 40 của thế kỉ 20 Chúng tồn tại trong tự nhiên chủ yêu dưới dạng các ancaloit
(troponoit, tropolonoIt) cĩ trong thực vật, nắm, v.v Đa số những hợp chất đĩ thể
hiện những hoạt tính sinh học quí giá và đã được sử dụng làm thành phần một số loại thuơc kháng sinh, thuốc chống ung thư, kháng khuẩn [22] Ngồi ra, colchicin được sử dụng trong các bệnh ngồi da ví dụ như actinic keratoses, bệnh vầy nến Chính vì vậy, từ các thập niên 60-70 đến nay nhiều cơng trình nghiên cứu về cấu trúc cũng như hoạt tính sinh học của các hợp chất hữu cơ cĩ chứa hệ tropolon đã được đăng tải trên các tạp chí quốc tế uy tín [23,24] Dưới đây là một số ví dụ về các hợp chất cĩ chứa hệ tropon và tropolon đã biết
ở gà Š %
Tropon R=H R=H OH R=H OR
Tropolon R=OH Sci R=CH3 R=CH3
HOOC
Axit Stipitat R=H
RẺCH, Axit Pyberul R=OH
Colchicine R¡=H, Rz=COMe Colxamine Rị=Rz=Me
l6
Trang 25Gần đây, một sỐ nghiên cứu đã khẳng định một số phức bạc (I), nhơm (ID và coban (I) với 4-isopropyltropolon cĩ khả năng kháng khuẩn rất tốt [25] Hinokitiol (B-thujaplicin) là một tropolon tự nhiên cĩ trong cây tùng bách cĩ khả năng chống ung thư và thiếu máu cục bộ Nhĩm các nhà khoa
hoc Hy lap Maria Koufaki, Elissavet Theodorou tai Institute of Organic and
Pharmaceutical Chemistry Athens tổng hợp và nghiên cứu khả năng bảo vệ thần kinh của một số dẫn xuất B-Thujaplicin (4-isopropyl-1,2-tropolon) va đã cĩ kết luận chỉ cĩ dẫn xuất piperazin của -Thujaplicin cĩ khả năng bảo
vệ tế bào thần kinh khỏi sự oxi hĩa do stress gây ra [26]
£8 -thujaplicin
Ngồi ra tropolon cĩ tác dụng ức chế mạnh mẽ tới tăng trưởng thực vật,
cĩ tác dụng ức chế chống bệnh viêm gan C [27] và cĩ hoạt tính kháng khuẩn
và cơn trùng, kháng virus, kháng nắm Chúng đã được biết và sử dụng rộng rãi trong nơng nghiệp, sản phâm lâm sàng, mỹ phẩm và các khu vực khác[2§]
b Phương pháp tổng hợp a-tropolon
Phương pháp đầu tiên để điều chế 1,2-tropolon xây dựng trên nền tảng biến đổi từ xicloheptan-1,2-đion [29] Xicloheptan-1,2-đion thu được từ phản ứng oxi hố xicloheptanon bằng SeO; Brom hố bằng Brom [30] hoặc N- Bromsuexinimit [31] sau đĩ thực hiện phản ứng tách HBr trong điều kiện cĩ chất xúc tác ở nhiệt độ cao hay cĩ mặt của bazơ sẽ tạo ra 1,2-tropolon Phan ứng này cũng cĩ thể áp dụng một số dẫn xuất khác của 1,2-tropolon nhưng do giai đoạn brom hố và giai đoạn đehiđrobrom hố xảy ra với hiệu suất rất thấp cho nên hiệu suất tơng thể cũng rất thấp
17
Trang 26COOH (chy moon 7 soy 1 1 [Bri “hp HBr 70H” PC
Một trong những phương pháp thường gặp trong các tài liệu về tong
hợp tropolon là tạo ra hệ bixiclo sau đĩ thực hiện phản ứng mở vịng Ví dụ như phản ứng của 3,4,5,6-tetraclo-1,2-benzoquinon (ø-cloranil) với axeton tạo ra 7-axetyl-3,4,5-triclo-1,2-tropolon [32]
Nhưng về sau này một số tác giả khác [33] dùng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều đã chỉ ra rằng kết quả của phản ứng trên tạo thành 1,3-tropolon chứ khơng phải là 1,2-tropolon Cơ chế hình thành 1,3- tropolon theo sơ đồ dưới đây:
cl ai Cl oO el OH “ CH;COCH; H a — o HỆ COCH; cl a ey OH cl Cl OH Cl ' — _HCI ` COCH; Cl OH cl
Cách đây khơng lâu một số nhà khoa học đưa ra phương pháp tổng thê dùng đề tổng hop 4-nitrin-1,2-tropolon theo so đồ đưới đây từ dẫn xuất của furan [34]
lạ Rs 0 Rs » _ Bone? yo Be Rạ ° TN — ——# pf —* OH Ry a Ry AC Fy ; Ry NC M 18
Trang 27c Phương pháp tổng hợp p-tropolon
Năm 1954 một số nhà khoa học đã lần đầu tiên thu được 1,3-tropolon ở trạng thái picrat với hiệu suất vơ cùng nhỏ từ phản ứng đeccacboxyl axit 3,5- dimetoxihepta-1,3,5-trien [33]
Sau đĩ xuất hiện nhiều hơn các phương pháp tổng hợp các dẫn xuất của 1,3-tropolon Một trong những phương pháp nổi bật là bắt nguồn từ 3,4,5- trimetoxi-axit-benzoic trải qua rất nhiều giai đoạn đã thu được 1,3-tropolon
[35] theo sơ đồ dưới đây: COOH
[HỊ
MeO OMe MeO” CHz ~OMe
OMe
Cũng vẫn các tác giả trên [36] đã đặt nền mĩng phản ứng mở vịng từ hệ thống bixyclo đề tạo ra dẫn xuất của 1,3-tropolon với hiệu suất cao theo
so do sau:
Mi OMe
0H, OMe +
OH
OMe MeO
Cách đây khơng lâu một số tác giả [37] đưa ra phương pháp tổng hợp
dẫn xuất 1,3-tropolon chỉ qua 4 giai đoạn cĩ thể thu được các 2-alkoxi-1,3- tropolon với hiệu suất từ 20-37% bắt đầu từ 2-alkyl-furan theo sơ đồ sau:
R
jt © OMe
cl \
LL CHCI,COCHCI, ° ‘MeoNe KOH R ou
———> + + ——>
R^o MeONA ”_ Zn, MeCOOH
R R for) se MeO: ° 19
Trang 28Chương 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Dụng cụ, hĩa chất và phương pháp thực hiện
» Sắc kí bản mỏng thực hiện trên bản mỏng silicagel tráng sẵn trên
bản nhơm mỏng (Merck), Sắc kí cột sử dụng bột silicagel (Merck) trên cột
thủy tỉnh
s Hĩa chất thực hiện được cung cấp bởi hãng Sigma - Aldrich, Merck,
Trung Quốc, Việt Nam, tùy vào phản ứng cụ thé
* Nhiét d6 nong chay thyc hién trong ống capila do trong glixerol
* Phé NMR - 'H va NMR - °C thực hiện trén may “Bruker-Advance 500
MHz” tai Vién Hĩa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam
* Pho MS duoc đo trên máy Agilent 1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems
* Phan tich ham luong cdc chat bang may sac ky long hiéu năng cao HPLC “Agilent 1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems” với cột sắc ky “Zorbax Eclipse XDB Cis (250 x 4.6 mm, 5m) va cot bao vé Cig của
hang Agilent” tai Vién Hoa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam
» Thực nghiệm làm tại phịng thí nghiệm Hĩa hữu cơ của nhà Trường Đại học Khoa học - ĐHTN
2.2 Tổng hợp và kết quả phân tích các mẫu quinolin 2.2.1 Tong hop 6- clo - 2,8 - dimetyl quinolin- 4 - on
Sơ đồ 2.1 O Cc Cl | + CH,COCH,COOC,H; Hcl _ | NH, PPA, 140-170°C N CH; CH 4 CH; H 2 20
Trang 29Cho vào bình nĩn dung tích 200 ml, 10 gam (0,07 mol) 4-clo-2- metylanilin (1), 25 ml etylaxetoaxetatat và thêm 0,1 ml HCl đặc làm xúc tác
thì thấy hiện tượng cĩ kết tủa nổi lên Sau khoảng 30 phút, khi thấy những
giọt hơi nước ngưng tụ trên thành bình, cho thêm Na;SO¿ (đề hút nước) đến
khi khơng thấy nước xuất hiện trên thành bình Hỗn hợp giữ ở nhiệt độ phịng
khoảng 12 giờ, sau đĩ chuyên sang bình cầu 3 cơ và đỗ thêm vào bình khoảng
30 ml PPA (Axit PoliPhotphoric) Lắp thêm sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy
Sau đĩ đun tới khi hỗn hợp ở nhiệt độ 140° C thì bắt đầu tính giờ Sau
khoảng1,5h thấy hỗn hợp khơng cịn sủi bọt khí thì ngừng đun đề nguội và rĩt sang cốc thuỷ tinh dung tích Iít, thả nhẹ vài viên HạO đá Trung hồ hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 40% cho đến mơi trường trung tính Lọc kết tủa, rửa bằng nước, sấy khơ thu được 8,7 g san pham (H=59,2%)
2.2.2 Tổng hợp 4,6 - diclo - 2,8 dimetylquinolin Sơ đồ 2.2 Oo cl cl cl POC], S | —> NCH N~ “CH; CH; H 9 CH 3
Cho vào bình cầu dung tich 250 ml, 8,3 g (0,04 mol) 6-clo-2,8- dimetylquinolin-4(1H)-on (2) Thêm từng phần nhỏ 25 ml POCla Sau đĩ lắp sinh hàn và đun sơi trong vịng 2 h Hỗn hợp được làm nguội, chuyền từ từ sang
cốc thuỷ tinh dung tích 1 lít cĩ chứa sẵn 0,2kg HạO đá Trung hồ hỗn hợp bằng
NaOH 40% đến mơi trường trung tính Lọc lấy kết tủa, sấy khơ, tinh chế qua cột sắc kí chứa silicagen bằng dung mơi CHCI; Thu được 6,8 gam tinh thé mau
vàng nhạt chính là 4,6-điclo-2,8-đimetylquinolin (3) ( H= 75,6%)
Phân tích 4,6-diclo- 2,8-đimetylquinolin bằng phương pháp NMR: Lay 25 mg mau chat 3 hoa tan vao 0,8 ml CDCI; trong ống NMR loại (tubes NMR cua Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm Lắc đều cho mẫu tan hết
21
Trang 30vào dung mơi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trên máy Bruker-Advance 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Viện Hố học - Viện Hàn lâm Khoa học & Cơng nghệ Việt Nam
1H-NMR (CDCL, 5, ppm, J/Hz): 2,70 (s, 3H, 8-Me), 2.75 (s, 3H, 2-Me), 7.37 (s, 1H, 3-H), 7.50 (d, 1H, 7-H, J=2,0 Hz), 7,99 (d, 1H, 5-H, J = 2.5 Hz)
2.2.3 Tổng hợp và kết quả phân tich 4,6 - diclo - 2,8 - dimetyl - 5-nitro quinolin So dé 2.3 cl NO, Cl Cl Cl sS HNO, b Zz — ⁄ N`cH, H›ŠO¿ N' `CHạ CHạ 3 CHạ 4
Hịa tan 4,5 gam (0,02 mol) 4,6-diclo-2,8-dimetylquinolin (3) vào 5ml
H;SO¿ đặc ở nhiệt độ từ 10-15°C Dung dịch được làm lạnh tới -5 °C và thêm từng giọt hỗn hop (5,0 ml H2SO, + 5,0 ml HNO: đặc) Giữ nhiệt độ trong thời gian phản ứng khơng quá -59%C Thu bỏ hệ thống làm lạnh, hệ thống được giữ ở nhiệt độ 20-25°C trong thời gian 3h Dung dịch được trung hịa bằng NaOH 40% Lọc lấy kết tủa rửa bằng nước ấm, làm khơ, tinh chế bằng phương pháp sắc ký cột bằng dung mơi CHCI; ( thu phân đoạn đầu tiên màu vàng) Loại bỏ dung mơi, kết tỉnh lại bằng isopropylic, thu được 3,8 g tinh thé mau vang
4-clo-2,8-dimetyl-5-nitro-quinolin (4) (H=70,1%)
Phân tích 4,6 - diclo - 2,8 - dimetyl - 5-nitro quinolin bằng phương pháp NMR
Lấy 25 mg mẫu chất 4 hịa tan vào 0,8 ml CDC]; trong ống NMR loại (tubes NMR của Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm Lắc đều cho mẫu tan hết vào dung mơi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trên máy Bruker-Advance
500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Viện Hố học - Viện Hàn lâm Khoa học
& Cơng nghệ Việt Nam
‘H-NMR (CDCL, 8, ppm, J/Hz): 2,72 (s, 3H, 8-Me), 2.79(s, 3H, 2- Me), 7.49 (s, 1H, 3-H), 7.62 (s, 1H, 7-H,)
22
Trang 312.3 Tống hợp và kết quả phân tích các mẫu tropolon
2.3.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của 2-(4,6-điclo-8- metyl quinolin -2-
yl)- 4,5,6,7- tetraclo -1,3-troplon
Sơ đồ 2.4
CA
— 25-30% 7 30°C
Hoa tan quinolin 3 (0,28 g, 1,25 mmol) va o-cloranil (3,4,5,6-tetraclo-
1,2-benzoquinon) 7 (0,62 g, 2,5 mmol) trong 5 ml axit axetic (99,9%) Hỗn
hợp phản ứng được giữ ở nhiệt độ từ 25-30°C trong thời gian 24h Làm lạnh và lọc lấy kết tủa, rửa lần lượt bằng axit axetic, nước cất, cồn, ete dầu lửa (tất cả các dung mơi đều làm lạnh) Sản phẩm được kết tỉnh lại bằng benzen thu
được 0,43 g (69,4%) tinh thể màu vàng sáng
Phân tích4,6 - điclo - 2,8 - đimetpl - 5-nitro quinolin bằng phương pháp NMR:
Lay 25 mg mẫu chất 5 (LINH3) hịa tan vào 0,8 ml CDC]; trong ống
NMR loai (tubes NMR cua Aldrich) dai 20,3 mm, rộng 5 mm Lac déu cho
mẫu tan hết vào dung mơi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trên máy
Bruker-Advance 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Viện Hố học - Viện
Hàn lâm Khoa học & Cơng nghệ Việt Nam
‘H-NMR (CDCl, 8, ppm, J/Hz): 2,80 (s, 3H, 8’-Me), 7.69 (s, 1H, 3’- H), 8.07 (d, 1H, 5’-H, J=1,0) 8.50 (d, 1H, 7’-H, J=1,0), 17.62 (s, 1H, OH) 13C-NMR (CDCI];, 125 MHz) ở ppm: 184,6 (C=O); 153,8 (C-3); 151,1 (C-2”); 146,9 (C-9”); 134,6 (C-7); 134.5 (C-6”); 133,5 (C-6); 130,7 (C-4'); 130,3 (C-4); 129,6 (C-5); 124,6 (C-2); 123,8 (C-3°); 122,1 (C-5”); 119,9 (C- 7”); 115,0 (C-8”); 110,8 (C-10”); 17,50 (C-C8)) 23
Trang 32Phân tích 4,6 - diclo - 2,8 - dimetyl - 5-nitro quinolin cấu trúc của bằng phổ MS
Lay 1 mg chất mẫu chất 5 (LINH3) ở trên được pha trong 1 ml dung
dich DMSO, lac déu dé tao thé théng nhất Sau đĩ mẫu được đưa vào máy
Agilent 1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems tai phong hoạt tính sinh học, Viện Hĩa sinh biển - Viện Hàn Lâm Khoa học & Cơng nghệ Việt
Nam đề ghi phơ MS
MS (m/z): 469,9 [M+HCl] *
2.3.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của 2- (4,6 - diclo - 5 nitro- 8 - metyl quinolin -2 yl) - 4,5,6,7 - tetraclo -1,3 troplon
Sơ đồ 2.5 NO, eee 35.30°C 7 30°C 4
Hoa tan quinolin 4 (0,34 g, 1,25 mmol) va o-cloranil (3,4,5,6-tetraclo-
1,2-benzoquinon) 7 (0,62 g, 2,5 mmol) trong 5 ml axit axetic (99,9%) Hỗn hợp phản ứng được giữ ở nhiệt độ từ 25-30°C trong thời gian 24h Làm lạnh
và lọc lay kết tủa, rửa lần lượt bằng aXIt axetic, nước cất, cồn, ete dầu lửa (tất
cả các dung mơi đều làm lạnh) Sản phẩm được kết tỉnh lại bằng benzen thu được 0,48 g (75%) tỉnh thể màu vàng sáng
Phân tích cấu trúc của 2- (4,6 - diclo - 5 nitro- 8 - metyl quinolin -2 yl) - 4,5,6,7 - tetraclo -1,3 troplonbang phương pháp NMR:
Lay 25 mg mau chat 6 (LINH4) hịa tan vào 0,8 ml CDC]; trong ống NMR loai (tubes NMR cua Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm Lắc đều cho mẫu tan hết vào dung mơi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trên máy
Bruker-Advance 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Viện Hố học - Viện
Hàn lâm Khoa học & Cơng nghệ Việt Nam 24
Trang 33‘H-NMR (CDCI, 8, ppm, J/Hz): 2,78 (s, 3H, 8’-Me), 7.76 (s, 1H, 3’- H), 8.40 (s, 1H, 7’-H), 18.60 (s, 1H, OH) C-NMR (CDCl, 125 MHz) 6 ppm: 188,5 (C=O); 171,8 (C-3); 154,9 (C-2”); 150,8 (C-9’); 140,1 (C-7); 139.8 (C-6’); 138,7 (C-5’); 137,1 (C-6); 136,6 (C-4'); 133,4 (C-4); 132,1 (C-5); 130,5 (C-2); 126,1 (C-3'”); 124,7 (C- 7”); 116,1 (C-8”); 112,7 (C-10”); 18,80 (C-C8”)
Phân tích cấu trúc của 2- (4,6 - diclo - 5 nitro- 8 - metyl quinolin -2 yl) - 4,5,6,7 - tetraclo -1,3 troplon bang phé MS:
Lay 1 mg chat mau chat 6 (LINH4) hoa tan trong 1 ml dung dich DMSO, lắc đều dé tao thể thống nhất Sau đĩ mẫu được đưa vào máy Agilent 1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems tại phịng hoạt tính sinh học, Viện Hĩa sinh biển - Viện Hàn Lâm Khoa học & Cơng nghệ Việt Nam đề ghi phổ MS
MS (m/z): 514,8 [M]*, 516,8 [M+2]*, 518,8 [M+4]†,
2.4 Phân tích hàm lượng chất thu được bằng phương pháp LC-MS
2.4.1 Hĩa chất, thiết bị
- Dung mơi hĩa chất: Methanol và nước cất loại dùng cho phân tích và chạy HPLC
- May LC-MS: Agilent 1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems - Cột sắc ký: Cột Zorbax Eclipse XDB Cis (250 x 4.6 mm, Sum) và cột bao vé Cis cua hang Agilent
- Màng lọc cho kim bơm mẫu dùng để lọc mẫu trước khi bơm vảo hệ thống LC
2.4.2 Thiết lập các thơng số cho hệ thống LC/MS
- Pha động sử dụng hệ dung mơi: MeOH/H;O chạy đăng hệ với tỉ lệ là 92/8 - Bước sĩng phân tích: 254nm
- Lượng mẫu bơm: 5 HL - Tốc độ dong: 1 mL/phit
25
Trang 34- Hệ thống LC/MS được kết nối với phần mềm Agilent OpenLAB Control Panel Khí nitơ được bơm với tốc độ dịng 5,0 L/phút, áp suất đầu
phun đạt 40 psi, nhiệt độ làm khơ đạt 250°C Chế độ bắn mảnh phổ khối lựa
chọn ở ESI mode positive và ESI mode negative
2.4.3 Chuẩn bị mẫu
- Các mẫu phân tích được pha trong CHCI; và đều được lọc qua mảng
lọc 0,45 trước khi bơm vào hệ thống LC/MS
2.4.4 Kết quả phân tích
Kết quả phân tích mẫu chất 6 cho thấy độ sạch của mẫu tropolon
chiếm 80,6%
26
Trang 35Chương 3
KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc mẫu quinolin
3.1.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc mẫu 4,6-điclo- 2,8-đimetylquinolin
Các quinolin được tơng hợp theo phương pháp Conrad-LImpach [38] từ dẫn xuất 3-clo-2-metyl anilin trong điều kiện đơn giản, phù hợp với điều kiện phịng thí nghiệm
Đầu tiên, dẫn xuất 3-clo-2-metylanilin (1) phản ứng với etylaxetoaxetat trong điều kiện xúc tác axit ở nhiệt độ phịng nhận được sản phẩm ngưng tụ 2 Tiếp theo, hợp chất 2 được vịng hố cĩ mặt của axit polyphotphorie (PPA) ở nhiệt độ 140°C nhận được 7-clo-§- metylquinolin-4(17)-on 3 Quinolon 3
được clo hố bằng POC]s ở nhiệt độ sơi của hỗn hợp trong 2 giờ nhận được 4,7-điclo- 2,8-đimetylquinolin 4 Cấu trúc của các sản phẩm được xác định bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân !H-NMR Sơ đồ 3.1: CHOH z0 Cl Cl H'HCI) th + CH:COCH;COOC;H; —`“ ¬*Z c_—* -H,0 4.7% Hạ N CHạ CHỊ 1 CHạ oO Cl Cl Cl PPA 140-170°C | POR: > ————> -CaH:OH N CH; NẾ CH; CH; H 2 CH; 3
Phan tich mau 4,6-diclo- 2,8-dimetylquinolin bang phương phap NMR Trén phé 'H NMR cua chat 3 xuất hiện đầy đủ tín hiệu cộng hưởng của các proton cĩ mặt trong phân tử Tín hiệu của 3 proton singlet tại 2,70 ppm và
3 proton singlet tại 2,75 ppm là đặc trưng cộng hưởng của proton nhĩm metyl
liên kết với nhân thơm ở các vị trí tương ứng là số 8 và số 2 Các tín hiệu
27
Trang 36proton thé hién tai 7,37 ppm (s, 1H) duge gan cho vi tri H-3 Hai tin hiéu doublet tại 7,50 ppm cĩ hằng số tương tác J = 2,0 Hz là đặc trưng của proton nhân thơm cĩ tương tác ocfo với tín hiệu doublet tại 7,99 ppm cĩ J = 2,5 Hz, hai proton này được gán cho vi trí H-7 và H-5 Dữ liệu phố 'H-NMR trên cho phép khẳng định cấu trúc của 3
3.1.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc 5-nitro-4,6 điclo - 2,8-dimetylquinolin
Từ các quinolin thu được tiếp tục thực hiện phản ứng nitro hĩa Theo tài liệu [24], sự phân bố mật độ electron trên hệ quinolin (theo hình 3.1):
-0,011 +0,068
-0,003 4 _-0,008 +0,016 z= +0,104
N
-0,013 -0,784
Hình 3.1: Mật độ electron trên hệ quinolin
Dựa vào mật độ electron ta dễ dàng dự đốn phản ứng nitro hĩa xảy ra
ở các vị trí số 5 và 8 Tuy nhiên, vị trí số 8 đã cĩ nhĩm metyl chiếm chỗ nên phản ứng nitro hĩa quinolin xảy ra chủ yếu ở vị trí 5 (theo sơ đồ 3.6)
Sơ đồ 3.2: éi NO, Cl cl Cl N HNO; S ——> H,SO, z + 2 N' ch; NCH; CH 3 CH 4
Phân tích mẫu 5-nitro-4,6-điclo - 2,8-đimetylquinolin bằng phương pháp NMR
Phố cộng hưởng 'H NMR (phơ 2-phụ lục) cho thấy: 2,72 (s, 3H, 8 -CH;)
là đặc trung của nhĩm -CH:; 2,79 (s, 3H, 2-CHạ) là đặc trưng của nhĩm -CH:; 7,49 (s, 1H, 3-H,) là đặc trưng của nhĩm -CH nhân thom; 7,62 (s, 1H, 7-H) 1a đặc trưng của -CH nhân thơm Đặc biệt là sự biến mắt của vạch phơ cua Hidro ở vị trí số 5 chứng tỏ nĩ đã được thay thế bằng nhĩm nitro
Từ những dữ kiện đĩ chúng tơi xác định được cấu tạo của chất tổng
hợp được là đúng như cơng thức của 4 đã dự kiến
28
Trang 373.2 Kết quả tống hợp và phân tích cấu trúc mẫu 4,5,6,7-tetraclo-1,3-tropolon
Phản ứng của nhĩm cacbonyl với các hợp chất cĩ nhĩm metyl hoạt hố đã được phát hiện từ lâu, đĩ là một trong những phương pháp hình thành liên
kết C-C trong các hợp chất hữu cơ Nhưng đưa phản ứng đĩ vào áp dụng với các quinon thì hầu như rất mới mẻ Cùng với khả năng phản ứng cao và khả năng bền nhiệt của các quinon, cụ thể là các đi(tert-butyl)benzoquinon đã tạo
điều kiện cho các nhà hố học tổng hợp được nhiều loại hợp chất mới [40-43]
cĩ khả năng thê hiện những tính chat quí giá, trong đĩ cĩ cả hoạt tính sinh học
Phan tmg cua 3,4,5,6-tetraclo-1,2-benzoquinon (o-cloranil) duoc thuc hiện với axeton tạo ra 7-axetyl-3,4,5-triclo-1,2-tropolon [32] (So đồ 3.2)
Sơ đỗ 3.3: ⁄° Es, OE re _proaes cl ˆCHCOCH; Cl Oo, > ot <> cl Cocn; toch,
Nhưng về sau này một số tác giả khác [33] dùng phương pháp phổ cơng hưởng từ hạt nhân hai chiều đã chỉ ra rằng kết quả của phản ứng trên tạo thành 1,3-tropolon chứ khơng phải là 1,2-tropolon Cơ chế hình thành 1,3- tropolon theo sơ đồ 3.4 dưới đây:
Sơ đồ 3.4: OH *_cuscocis, el H „OH———> ——> COCH; pee cl ‘OH a OH Cl 0 cl H Hs COCH; cl Ị OH OH 29
Trang 38Trong nội dung của luận văn này chúng tơi đưa ra ý tưởng thực hiện
phản ứng của các quinolin điều chế được ở trên với 3,4,5,6-tetraclo-l,2- benzoquinon (o-cloram]) trong axit axetic 99,9% ở điều kiện nhiệt độ phịng
Chúng tơi thu được sản phẩm theo sơ đồ phản ứng sau:
So do 3.5: cl cl oO cl oO cl CH, CH3COOH (99 9% )/ 25-30°C ”à =H,NO;
Phản ứng tạo thành dẫn xuất quinolin cua Ø-tropolon xảy ra theo co ché nhu so dé sau: Sơ đồ 3.6: cl 60 -70 ans O HạcỀN “ACOH Hạ cl
Đầu tiên là sự tạo thành sản phẩm cộng hợp vào một trong 2 nhĩm cacbonyl Sau đĩ là phản ứng vịng hố tạo nên hệ thống vịng kép (bixiclo)
Do vịng Xyclopropan khơng bền nên bước tiếp theo là vịng này sẽ bị phá vỡ
tạo nên hệ hiđro-tropolon Cuối cùng là phản ứng oxi hố hiđro-tropolon tạo nên sản phẩm là dẫn xuất quinolin của Ø-tropolon Tác nhân oxi hố ở đây cĩ thể là oxi khơng khí, hoặc chính quinon Chính vì vậy trong phản ứng chúng tơi dùng lượng quinon gấp đơi so với lượng quinolin (về số mol) và kết quả thu được hiệu suất tạo tropolon tăng lên đáng kẻ
30
Trang 393.2.1 Kết quả phân tích cấu trúc của 2-(4,6-điclo-8-metylquinolin-2-yl)- 4,5,6,7- tetraclo-1,3-tropolon
Trên phố 'H-NMR của hợp chất 5 (LINH3) xuất hiện đầy đủ tín hiệu
cộng hưởng của các proton cĩ mặt trên phân tử (hình 3.2) Giá trị cộng hưởng vùng trường cao tại 2,80 ppm là đặc trưng của nhĩm metyl liên kết với nhân thơm được gán cho nhĩm metyl ở vị trí số 8 trên vịng quinolin Tín hiệu vùng truong thap 6 dang singlet tai 7,69 ppm cua 01 proton duge gan cho proton 6 vị trí số 3 trên vịng quinolin Hai tín hiệu tại vùng trường thấp tai 8,07 ppm của một proton dạng doublet cĩ hằng số tương tác J = 1,0 Hz và tại 8,50 ppm của một proton dạng doublet cĩ hằng số tương tác J = 1,0 Hz do tương tác spin-spin được gán cho lần lượt các proton ở vị trí số 5 và số 7 trên vịng quinolin Tín hiệu cộng hưởng singlet tại vùng trường rất thấp 17,62 là đặc trưng của proton của nhĩm OH enol cĩ liên kết hydro bền vững
LINH3-CDC13-1H 17.618 8-503 8.501 —8.068 —7.685 —7.260 —2.802 —1.550 —1.255 ——-0.000 S02 CHANNEL fì =—===== 500.2045018 itz 3R 19.00 uaee pues 22.00000000 W II ie T T T T T T T T T T T T T T T T T T T 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 4 ppm R gee) BỊ Hình 3.2: Phố !H-NMR của hợp chất 5 š 31
Trang 40Phé C-NMR cua hợp chất 5 (LINH 3) xuất hiện đây đủ tín hiệu của các
nguyên tử cacbon cĩ mặt trong phân tử bao gồm tín hiệu của các nhĩm
cacbonyl, tín hiệu của nhĩm bão hịa và nhân thơm Tín hiệu cộng hưởng vùng
trường thấp tại 184,6 ppm là đặc trưng của nhĩm cacbonyl trên khung tropolon Trong tín hiệu vùng thơm xuất hiện cộng hưởng của 15 nguyên tử cacbon, trong đĩ cĩ 3 tín hiệu đặc trưng của nhĩm CH tại 123,8 ppm là của C-3’, 122,1 ppm
được gán cho C-5’, tai 119,9 ppm dugc gan cho C-7’ Con lai 1a 12 tin hiéu dac
trưng của cacbon bậc 4 thơm trong đĩ tín hiệu cộng hưởng tại 153,8 ppm là đặc trưng của cacbon bậc 4 thơm liên kết với nhĩm cĩ chứa nguyên tử oxy như vậy tín hiệu này được gán cho vị trí C-3 trên khung tropolon; tín hiệu cộng hưởng tại 151,1 ppm va 146 ppm duoc gan cho vị trí C-2 va C-9” trên khung quinolin
Các tín hiệu của C bậc 4 liên kết với clo được xác định tương ứng ở các vị trí
tương ứng trên vịng quinolin và vịng tropolon như 134,6 (C-7); 134.5 (C-6’);
133,5 (C-6); 130,7 (C-4'); 130,3 (C-4); 129,6 (C-5) Các tín hiệu của các bon
vịng thơm chỉ liên kết với C được xác định là các tín hiệu 115,0 (C-8’); 110,8 (C-10’) Tin higéu cộng hưởng nhĩm metyl của quinolin tai 17,50 ppm
LINH3-CDC13-C13CPD nhữfen 17.00 —89.65 77,25 76.75 —17.50 0 2.00000000 see 0:03000000 see T T T T T T T T T T T 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 ppm Hình 3.3: Phố 'C-NMR của hợp chất 5 32