Tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc một số Nhetaryliđen(4,6đimetylpirimiđin2yl)axetohiđrazit

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Khóa luận hồn thành Bộ mơn Hóa học Hữu cơ, khoa Hóa họcTrường Đại học Sư phạm Hà Nội Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Đăng Đạt trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo, giáo Bộ mơn Hóa học Hữu cơ, Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, anh chị nghiên cứu sinh, bạn học viên cao học K22, em sinh viên K61 người thân động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành khóa luận Em xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2014 Học viên Hà Thị Giang DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Phổ IR hợp chất A1………………………………………………… 30 Hình 2: Phổ IR hợp chất A2……………………………………………… … 33 Hình 3: Phổ IR hợp chất A3………………………………………………… 35 Hình 4: Phổ 1H-NMR hợp chất A3……………………………………………36 Hình 5: Phổ IR hợp chất B1……………………………………………………38 Hình 6: Phổ 1H-NMR hợp chất B1………………………………………….…39 Hình 7: Phổ 13C-NMR hợp chất B1……………………………………………40 Hình 8: Phổ HSQC hợp chất B1………………………………………….……42 Hình 9: Phổ HMBC hợp chất B1………………………………………….… 42 Hình 10: Phổ 1H-NMR hợp chất B2………………………………………… 44 Hình 11: Phổ 13C-NMR hợp chất B2………………………………………… 45 Hình 12: Phổ HSQC hợp chất B2………………………………………….… 46 Hình 13: Phổ HMBC hợp chất B2………………………………………….….47 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Một số tín hiệu phổ IR tiêu biểu hợp chất (B1)………………37 Bảng : Tín hiệu phổ proton hiđrazit…………………………………45 Bảng : Tín hiệu phổ 13C-NMRcủa hiđrazit………………………………46 MỞ ĐẦU Cùng với phát triển hóa học hữu nói chung, từ lâu hợp chất dị vòng nghiên cứu ứng dụng nhiều nghành khoa học, kĩ thuật, y dược nhiều lĩnh vực khác đời sống Rất nhiều cơng trình nghiên cứu cơng bố, chứng tỏ quan tâm lớn nhà khoa học hợp chất dị vòng Nhờ mà đặc tính q báu hợp chất dị vòng người biết đến ứng dụng rộng rãi đời sống sản xuất Các hợp chất dị vòng có nhiều ý nghĩa việc nghiên cứu lý thuyết ứng dụng thực tiễn Pirimiđin ba dị vòng đơn sáu cạnh chứa hai ngun tử nitơ có tính thơm (các điazin) Dị vòng pirimiđin có thành phần nhiều hợp chất giữ vai trò quan trọng q trình chuyển hóa sinh học Nó khung cấu tạo nên ba bazơ hữu cơ: uraxin, xitoxin thimin có thành phần cấu tạo nucleotit axit nucleic Ngoài ra, có nhiều hợp chất thiên nhiên chứa dị vòng pirimiđin, số dùng làm thuốc kháng sinh, số dùng tổng hợp dược phẩm, nông dược v.v… Nhiều hợp chất chứa dị vòng pirimiđin đươc nghiên cứu giới Tuy nhiên hiđrazit axit pirimidyloxiankanoic axit pirimidylsunfanylankanoic nghiên cứu chưa nhiều Với mục đích tìm kiếm chất mới, nghiên cứu cấu trúc, tìm mối liên hệ cấu trúc tính chất chúng tơi chọn đề tài: “Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc số N-hetaryliđen(4,6-đimetylpirimiđin-2-yl)axetohiđrazit” Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo Phụ lục, luận văn gồm ba chương: Chương I: Tổng quan Chương II: Thực nghiệm Chương III: Kết thảo luận CHƯƠNG I TỔNG QUAN I.1 SƠ LƯỢC VỀ VÒNG PIRIMIĐIN Đặc điểm cấu tạo Khi thay hai nhóm CH vị trí số số phân tử benzene nguyên tử N ta dị vòng pirimiđin Pirimiđin đơn giản có cơng thức phân tử: C 4H4N2 có cơng thức cấu tạo: Pirimiđin dị vòng thơm điển hình Tính đối xứng phân tử, độ dài góc liên kết, mật độ electron nguyên tử dị vòng pirimiđin thay đổi nhiều so với vòng benzene Tuy nhiên, dị vòng pirimiđin có trục đối xứng qua hai nguyên tử C số số (trục đối xứng 2,5), phân tử 4,6đimetylpirimiđin chứa trục đối xứng 2,5 Phân tử pirimiđin có chứa hệ thống electron π vòng phân bố khơng đỉnh Kết tính toán lượng tử theo thuyết VESCF cho giá trị độ dài liên kết C – C C – N, góc hóa trị mật độ electron nguyên tử C N sau [25]: Trục đối xứng 2,5 Độ dài liên kết Góc liên kết Mật độ electron Trên phổ tử ngoại vòng pirimiđin có hai cực đại hấp thụ bước sóng 243 298nm [8] Trên phổ hồng ngoại, pic đặc trưng cho vòng pirimiđin dao động 1570, 1467, 1402 cm-1 Trong đó, phổ cộng hưởng từ hạt nhân giá trị độ chuyển dịch hóa học (δ, ppm) proton cacbon sau[2]: Độ chuyển dịch hóa học Độ chuyển dịch hóa học proton nguyên tử cacbon Về mặt cấu trúc, pirimiđin giống piriđin nên có nhiều tính chất giống piriđin diện hai dị tố âm điện nên phân tử có tính phân cực piriđin Chẳng hạn, pirimiđin có momen lưỡng cực 2.42D, có cấu trúc cộng hưởng sau: Từ công thức cộng hưởng trên, thấy electrophin xảy vị trí số vị trí số bị hoạt hóa Tính chất 2.1 Tính chất vật lý Pirimiđin chất lỏng không màu, dễ tan nước etanol, nóng chảy 22,5oC, sơi 124oC Pirimiđin có tính bazơ yếu ảnh hưởng qua lại hai nguyên tử nitơ vòng Điều thể rõ với giá trị pK a pirimiđin 1,3 pKa 4,6 – đimetylpirimiđin 2,8 Như vậy, dị vòng pirimiđin bị proton hóa dung dịch axit Thí dụ: 2.2 Tính chất hóa học Dị vòng pirimiđin bền vững với tác dụng chất oxi hóa, nhiên tác dụng chất oxi hóa mạnh chuyển thành mono- đi-Noxit Phản ứng N-oxide pirimiđin giống với phản ứng N-oxide piriđin hay N-oxide quinolin Trong phản ứng electronphin (SE), khả phản ứng pirimiđin piriđin so với benzen, nguyên nhân có mặt hai nguyên tử nitơ lai hóa sp2 Nhưng vòng có gắn nhóm hoạt hóa mạnh hydroxy hay amino lúc thực electrophin: Phản ứng nucleophin xảy vị trí ortho hay para dị tố nitơ vòng Nhưng kiện thực nghiệm cho thấy nucleophin nguyên tử halogen liên kết trực tiếp với vòng pirimiđin vị trí para dễ dàng vị trí ortho Các ngun tử halogen, nhóm metylsunfonyl gắn vào vị trí dễ dàng thay tác nhân nucleophin Hydro nhóm metyl có vòng pirimiđin vị trí có tính axit dễ ngưng tụ với chất có nhóm cacbonyl Ứng dụng pirimiđin Pirimiđin đối tượng hấp dẫn để nghiên cứu tính chất ứng dụng thực tiễn Dị vòng pirimiđin có thành phần nhiều hợp chất thiên nhiên, đặc biết thường tham gia vào thành phần hệ thống hai vòng purin pteriđin Trong thiên nhiên gặp hơp chất chứa dị vòng pirimiđin chưa ngưng tụ axit orotic (vitamin B13), thiamin (vitamin B1), … Axit orotic Đặc biệt, dị vòng pirimiđin tham gia vào hợp chất giữ vai trò quan trọng q trình chuyển hóa sinh học Nó khung phân tử uraxin, xitozin, thimin Đó phân tử nằm thành phần nucleotit axit nucleic 10 Một phần phổ HMBC B1 Một phần phổ HMBC B1 80 81 Một phần phổ HMBC B1 82 Một phần phổ HMBC B1 83 Phổ 1H-NMR hợp chất B2 84 Phổ 13C-NMR hợp chất B2 85 Một phần phổ 13C-NMR hợp chất B2 86 Một phần phổ HSQC B2 87 Một phần phổ HSQC B2 88 Một phần phổ HMBC B2 89 Một phần phổ HMBC B2 90 Một phần phổ HMBC B2 91 Một phần phổ HMBC B2 92 XÁC NHẬN LUẬN VĂN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG - Nội dung 1: Thống kê liệu phổ vào bảng trang số 37, 45, 46 - Nội dung 2: Chỉ phổ HSQC HMBC trang số 42, 43 - Nội dung 3: Bổ sung phần thăm dò hoạt tính sinh học trang số 50 - Nội dung 4: Sắp xếp lại tài liệu tham khảo trang số 52, 53, 54 - Nội dung 5: Bổ sung phổ gốc phần Phụ lục HỌC VIÊN CAO HỌC (kí ghi rõ họ tên) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (kí ghi rõ họ tên) (kí ghi rõ họ tên) 93 ... pirimidylsunfanylankanoic nghiên cứu chưa nhiều Với mục đích tìm kiếm chất mới, nghiên cứu cấu trúc, tìm mối liên hệ cấu trúc tính chất chọn đề tài: Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc số N-hetaryliđen(4,6-đimetylpirimiđin-2-yl)axetohiđrazit”... axetylaxeton tổng hợp 4,6-đimetylpirimiđin-2-on, tiếp tục tổng hợp este, hiđrazit cuối tổng hợp số N-hetaryliđen(4,6đimetylpirimiđin-2-yloxi)axetohiđrazit 26 II TỔNG HỢP II.1 TỔNG HỢP 4,6-ĐIMETYLPIRIMIĐIN-2(1H)-ON... (4,6-đimetylpirimiđin-2ylsunfanyl)phenoxiaxetic nghiên cứu tính chất chất Một số dẫn xuất 4,6-đimetylpirimiđin Chen Fusheng Yu Zhongsheng [25] tổng hợp nghiên cứu vào năm 1992: 23 R = 4-ClC6H4, 4-F2CHOC6H4