Tổng hợp một số dẫn xuất của 2 pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HĨA TRƯƠNG ĐÌNH QUANG TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM Đà Nẵng - 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN TRƯƠNG ĐÌNH QUANG – 14SHH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM Giáo viên hướng dẫn: TS NGUYỄN TRẦN NGUYÊN Đà Nẵng - 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐHSP KHOA HÓA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trương Đình Quang Lớp: 14SHH Tên đề tài: “Tổng hợp số dẫn xuất 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần” Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: - Nguyên liệu: benzylamine, m-nitroaniline, diethyl acetylenedicarboxylate, benzaldehyde, p-tolualdehyde, 4-nitrobenzaldehyde, acid citric, ethanol, dichloromethane, n-hexane, ethylacetate - Dụng cụ: bình cầu 25ml, bình cầu 15ml, phễu chiết, phễu lọc, pipet loại 5ml 1ml, nhiệt kế, ống sinh hàn, giấy lọc, cốc thủy tinh 100ml, 500ml, sắc kí mỏng - Thiết bị: máy hút, máy khuấy từ gia nhiệt, máy quay chân khơng, máy sóng siêu âm, đèn UV, cân phân tích Nội dung nghiên cứu: Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trần Nguyên Ngày giao đề tài: 15/07/2017 Ngày hoàn thành: 10/04/2018 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ, tên) (Ký ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày … tháng … năm … Kết điểm đánh giá: Ngày … tháng … năm … CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ, tên) LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy TS Nguyễn Trần Nguyên giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm nói chung khoa Hóa nói riêng hỗ trợ tạo điều kiện tốt suốt thời gian em nghiên cứu trường Em cám ơn sinh viên nhóm nghiên cứu giúp đỡ, hỗ trợ em hồn thành khóa luận Đà Nẵng, ngày … tháng … năm … Sinh viên Trương Đình Quang MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Mục tiêu nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4.1 Tổng quan lý thuyết 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm BỐ CỤC LUẬN VĂN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN 1.1.1 Sơ lược phản ứng nhiều thành phần 1.1.2 Một số phản ứng nhiều thành phần 1.1.3 Một số công trình nghiên cứu ứng dụng phản ứng nhiều thành phần 1.2 GIỚI THIỆU VỀ 2-PYRROLIDINONE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ 10 1.2.1 Sơ lược 2-pyrrolidinone 10 1.2.2 Một số dẫn xuất 2-pyrrolidinone 11 1.2.3 Ứng dụng 2-pyrrolidinone dẫn xuất 13 1.2.4 Phản ứng điều chế dẫn xuất 2-pyrrolidinone 15 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 16 16 2.1.1 Dụng cụ 16 2.1.2 Thiết bị 16 2.1.3 Hóa chất 16 2.2 QUY TRÌNH PHẢN ỨNG 2.2.1 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzylamine, 4nitrobenzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate 17 17 2.2.2 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzaldehyde, mnitroaniline diethyl acetylenedicarboxylate 18 2.2.3 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde, benzylamine diethyl acetylenedicarboxylate 19 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠNG CỤ ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP 19 2.3.1 Phương pháp sắc ký mỏng (Thin layer chromatography) 19 2.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại IR 22 2.3.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 27 2.3.4 Phương pháp phổ khối lượng (MS) 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 TỔNG HỢP DẪN XUẤT CỦA 2-PYRROLIDINONE TỪ BENZYLAMINE, 4-NITROBENZALDEHYDE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE 36 3.1.1 Phổ hồng ngoại (IR) 37 3.1.2 Phổ khối (MS) 39 3.1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR 39 3.1.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR 41 3.2 TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ BENZALDEHYDE, M-NITROANILINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE 42 3.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) 43 3.2.2 Phổ khối (MS) 45 3.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR 45 3.2.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR 47 3.3 TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ P-TOLUALDEHYDE, BENZYLAMINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE 48 3.3.1 Phổ hồng ngoại (IR) 49 3.3.2 Phổ khối (MS) 51 3.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR 51 3.3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 58 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MCRs Phản ứng nhiều thành phần DHPMs Dihydropyrimidinone IR Phổ hồng ngoại MS Phổ khối lượng NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân TLC Sắc ký mỏng CTPT Công thức phân tử Et Nhóm CH3–CH2– (ví dụ EtOOC–là CH3–CH2–OOC–) HCA Acid citric DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 3.1 Phổ IR hợp chất A 39 3.2 Phổ 1H NMR hợp chất A 41 3.3 Phổ IR hợp chất B 45 3.4 Phổ 1H NMR hợp chất B 47 3.5 Phổ IR hợp chất C 51 3.6 Phổ 1H NMR hợp chất C 54 bảng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số Tên bảng hiệu Trang 1.1 Sơ đồ minh họa phản ứng nhiều thành phần 1.2 Fosphenytoin Phenytoin 1.3 Imiprothrin 1.4 Iprodione 10 1.5 2-Pyrrolidinone 10 1.6 Cotinine 12 1.7 Doxapram 12 1.8 Piracetam 12 1.9 Ethsuximide 13 1.10 Một số dẫn xuất 2-pyrrolidinone thuốc 13 1.11 Cấu trúc spiropiperidine-hydantonie-4-imide 14 1.12 Một số hợp chất có nguồn gốc tự nhiên 14 2.1 2.2 2.3 Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ benzylamine, 4nitrobenzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ m-nitroaniline, benzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate./18 Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ benzylamine, ptolualdehyde diethyl acetylenedicarboxylate 17 18 18 2.4 Sắc kí mỏng 20 2.5 Quá trình sắc ký mỏng 22 2.6 Dao động hóa trị đối xứng bất đối xứng 23 2.7 Một số dao dộng biến dạng mặt phẳng (in-plane) mặt phẳng (out of plane) 24 2.8 Trạng thái dao động phân tử AB theo quan điểm cổ điển 24 2.9 Đường cong dao động điều hòa 25 2.10 Đường cong mức lượng dao động phân 26 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong trình thực đề tài “Tổng hợp số dẫn xuất 2pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần”, thu số kết sau: a Tổng hợp thành công số dẫn xuất 2-pyrolidinone: - Hợp chất A từ nguyên liệu benzylamine, 4-nitrobenzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate với xúc tác acid citric dung môi ethanol với hiệu suất 77.49% - Hợp chất B từ nguyên liệu m-nitroaniline, benzaldehyde diethyl acetylenedicarboxylate với xúc tác acid citric dung môi ethanol với hiệu suất 95.38% - Hợp chất C từ nguyên liệu benzylamine, p-tolualdehyde diethyl acetylenedicarboxylate với xúc tác acid citric dung môi ethanol với hiệu suất 80.63% b Đã phân tích cấu tạo dẫn xuất 2-pyrrolidinone phương pháp phân tích IR, ESI-MS, 1H NMR 13C NMR c Đã ứng dụng thành công phản ứng nhiều thành phần để tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone KIẾN NGHỊ Do thời gian phạm vi đề tài nghiên cứu có hạn, thơng qua kết đề tài, mong muốn đề tài phát triển rộng số vấn đề sau: - Tiếp tục nghiên cứu phản ứng nhiều thành phần ứng dụng tổng hợp hóa hữu - Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2pyrrolidinone như: thời gian phản ứng, nhiệt độ phản ứng, xúc tác nồng độ chất tham gia phản ứng - Nghiên cứu tổng hợp thêm dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ amine aldehyde khác - Nghiên cứu thêm nhiều ứng dụng dẫn xuất 2-Pyrrolidinone 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Trần Nguyên (2015), Giáo trình Các phương pháp phổ ứng dụng hóa học, Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng [2] Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp phân tích vật lý ứng dụng hóa học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh [3] Akritopoulou-Zanze, I.; Djuric, S.(2010), In Synthesis of Heterocycles via Multicomponent Reactions II; Orru, R.V.A.; Ruijter, E., Eds Springer: Berlin/Heidelberg, 95-127 [4] Alexander Domling Dr., Ivar Ugi Prof Dr (2000), Multicomponent Reactions with Isocyanides, Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 39, 3168-3210 [5] Hamideh Ahankar, Ali Ramazani, Katarzyna Slepokura, Tadeusz and Sang Woo Joo (2016), “Synthesis of pyrrolidinone derivatives from aniline, an aldehyde and diethyl acetylenedicarboxylate in an ethanolic citric acid solution under ultrasound irradiation”, Green Chem, 3582-3593 [6] I Ugi, B Werner and A Domling (2003), “The Chemistry of Isocyanides, their MultiComponent Reactions and their Libraries”, Molecules, 8, 53-66 [7] J.A.Joule and K Mills (2000), Heterocylic Chemistry, Blackwell Science Publishing, Oxford, UK, 4th edn, 9, 16-20 [8] J Zhu (2003), European Journal of Organic Chemistry, Wiley-VCH: Weinheim, Germany,15 [9] Jeiping Zhu, Qian Wang and Meixiang Wang (2014), Multicomponent Reaction in Organic Synthesis, Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 42-46, 60, 271-277 [10] Linda, P Dowskin, Lihong Teng, Susan T Buxton, Peter A Crooks (1998), “Cotinine, the Major Brain Metabolite of Nicotine, Stimulates Nicotinic Receptors to Evoke Dopamine Release from Rat Striatal Slices in a Calcium Dependent Manner”, The Journal of Pharmacology And Experimental Therapeutics, 288, 905-911 56 [11] M.J Brodie, S J E Barry, G A Bamagous, J.D Norrie, P Kwan (2012), “Patterns of treatment response in newly diagnosed epilepsy”, American Academy of Neurology, 46, 140-144 [12] Monika-gupta (2016), “Diverse Models for the Prediction of HIV Intergrase Inhibitory Activity of Subsituted Quinolone Carboxylic Acids”, 989-1000 [13] Omura S, Fujimoto T, Otoguro K, Matsuzaki K, Moriguchi R, Tanaka H, Sasaki Y (1991), “Lactacystin, a novel microbial metabolite, induces neuritogenesis of neuroblastomacells”, 44, 113-116 [14] Raquel P Herrara Eugenia Marques-Lopez (2015), Multicomponent Reactions: Concepts and Applications for Design and Synthesis, Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 33, 879-888 WEBSITE [15] https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-component_reaction [16] https://en.wikipedia.org/wiki/2-Pyrrolidone [17] https://www.slideshare.net/nhattamnhattam/bi-ging-mass-spectrometer-htp7 [18] https://case.vn/vi-VN/34/96/119/details.case [19] https://vi.wikipedia.org/wiki/Sắc_ký_lớp_mỏng [20] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040403916312060 [21] https://en.wikipedia.org/wiki/Hydantoin [22] https://en.wikipedia.org/wiki/Cotinine [23] https://en.wikipedia.org/wiki/Doxapram [24] https://en.wikipedia.org/wiki/Piracetam [25] https://en.wikipedia.org/wiki/Ethosuximide 57 PHỤ LỤC PL1 Phổ IR chất A 58 PL2 Phổ MS chất A 59 PL3 Phổ 1H NMR chất A 60 PL4 Phổ 13C NMR chất A 61 PL5 Phổ IR chất B 62 PL6 Phổ MS chất B 63 PL7 Phổ 1H NMR chất B 64 PL8 Phổ 13C chất B 65 PL9 Phổ IR chất C 66 PL10 Phổ MS chất C 67 PL11 Phổ 1H NMR chất C 68 PL12 Phổ 13C NMR chất C 69 ... ứng nhiều thành phần - Tổng quan phương pháp điều chế dẫn xuất 2- pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần 4 .2 Nghiên cứu thực nghiệm - Tổng hợp dẫn xuất 2- pyrrolidinone dựa vào phản ứng. .. phần 1.1.3 Một số cơng trình nghiên cứu ứng dụng phản ứng nhiều thành phần 1 .2 GIỚI THIỆU VỀ 2- PYRROLIDINONE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ 10 1 .2. 1 Sơ lược 2- pyrrolidinone 10 1 .2. 2 Một số dẫn xuất 2- pyrrolidinone. .. Tổng hợp số dẫn xuất 2- pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần ” ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2. 1 Đối tượng nghiên cứu - Dẫn xuất 2- pyrrolidinone 2. 2 Mục tiêu nghiên cứu - Tổng hợp