Tổng hợp một số hợp chất chứa dị vòng pyrazole từ 4 nitroaxetophenon

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HỐ HỌC  KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HOÁ HỌC Chuyên ngành Hoá hữu ĐỀ TÀI: Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Tiến Công Người thực : Dương Minh Tú Niên khố : 2008 - 2012 TP Hồ Chí Minh – tháng năm 2012 LỜI CẢM ƠN Hoàn thành khố luận tốt nghiệp này, tơi xin chân thành cảm ơn: Thầy Nguyễn Tiến Cơng ln tận tình bảo, hướng dẫn động viên giúp đỡ em nhiều q trình thực khố luận tốt nghiệp Thầy Nguyễn Thụy Vũ, thầy Nguyễn Trung Kiên thầy Trương Quốc Phú tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài Quý thầy khoa Hố học trường Đại học Sư phạm TP.HCM dạy dỗ em suốt thời gian học tập trường Cảm ơn ba mẹ gia đình nuôi nấng, dạy dỗ, chỗ dựa tinh thần vững vàng giúp tơi vượt qua khó khăn tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp Cảm ơn anh Đỗ Hữu Đức, anh Lê Thiện Phước, chị Lê Thị Hồng Nhung, chị Nguyễn Thị Chi, chị Lê Thị Thuỳ Dung, chị Phạm Trần Kim Ngân, chị Nguyễn Thụy Minh Nguyên nhiệt tình giúp đỡ, truyền thụ kinh nghiệm quý báu cho em từ ngày đầu thực đề tài Cảm ơn bạn Phạm Xuân Phú, bạn Đặng Thuỳ Trinh, bạn Trần Thị Hạnh, bạn Nguyễn Văn Lốc, bạn Trương Chí Hiền, bạn Trần Thị Dưỡng, bạn Nguyễn Thị Hồng Thái – người bạn thân yêu giúp đỡ, chia sẻ buồn vui trình thực đề tài Cảm ơn tất bạn thực khố luận phịng hợp chất thiên nhiên, phịng phân tích hố lý, phịng hố lý, phịng nơng nghiệp giúp đỡ tơi q trình thực khố luận Trong q trình hồn thành đề tài chưa có kinh nghiệm thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót, mong thầy bạn thơng cảm Đồng thời em mong muốn nhận góp ý chân thành từ thầy cô bạn Sau cùng, em xin gửi lời chúc tốt đẹp đến tất người Thành phố Hồ Chí Minh tháng năm 2012 Tác giả Dương Minh Tú MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .3 LỜI MỞ ĐẦU .6 CHƯƠNG I:TỔNG QUAN I Đặc điểm cấu trúc dị vòng Pyrazole dẫn xuất II Các phương pháp tổng hợp 11 Phản ứng hydrazin (hoặc dẫn xuất) với hợp chất 1,3-dicacbonyl 11 Phản ứng hydrazin (hoặc dẫn xuất) với hợp chất cacbonyl 𝜶, 𝜷 không no 18 III Phản ứng diazo với axetilen olefin dẫn xuất 23 Một số phương pháp tổng hợp khác 25 Một số ứng dụng dị vòng Pyrazole dẫn xuất 28 Dược tính ứng dụng y học 28 Trong ngành dệt, phẩm nhuộm .32 Trong nông nghiệp 33 Trong tổng hợp hữu 33 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 36 I Sơ đồ thực nghiệm 37 II Tổng hợp chất 37 Tổng hợp dietyl oxalat 37 Tổng hợp etyl 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoat (1) 38 Tổng hợp hydrazit chứa dị vòng pyrazole (2) 39 Tổng hợp dẫn xuất hydrazit N-thế (3 a-f ) 39 Tổng hợp dẫn xuất chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazolin từ hợp chất hidrazit N-thế (4 b-c ): 41 III Xác định tính chất số tính chất vật lý .42 Nhiệt độ nóng chảy 42 Phổ hồng ngoại (IR) 42 Phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) 42 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .44 I II III IV V Tổng hợp dietyl oxalat 45 Phương trình phản ứng 45 Cơ chế phản ứng 45 Tổng hợp etyl 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoat (1) 46 Phương trình phản ứng 46 Cơ chế phản ứng 46 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) 47 Tổng hợp hydrazit chứa dị vòng pyrazole (2) .48 Phương trình phản ứng 48 Cơ chế phản ứng 48 Phương pháp nâng cao hiệu suất phản ứng .51 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) 51 Phân tích phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) 52 Tổng hợp dẫn xuất hydrazit N-thế (3 a-f ) 54 Phương trình phản ứng 54 Cơ chế phản ứng 54 Phương pháp nâng cao hiệu suất .55 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) 55 Phân tích phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) 56 Tổng hợp dẫn xuất chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazolin từ hợp chất hidrazit N-thế (4 b-c ) 60 Phương trình phản ứng 60 Cơ chế phản ứng 60 Phương pháp nâng cao hiệu suất .60 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) 61 Phân tích phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) 62 CHƯƠNG IV:KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 72 LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, khoa học kĩ thuật ngày phát triển không ngừng, nhiều hướng nghiên cứu lĩnh vực hoá học thực Cùng với phát triển hóa học hữu nói chung, hợp chất dị vòng nghiên cứu ứng dụng nhiều ngành khoa học, kĩ thuật, đời sống Ngày nay, số hợp chất dị vòng tổng hợp nghiên cứu vượt xa số hợp chất khơng vịng vịng cacbon Thực tế hàng năm số cơng trình hợp chất dị vịng chiếm nửa tổng số cơng trình hóa hữu nói chung cơng bố tạp chí thức giới Các hợp chất dị vịng thơm pyrazole, oxazole, isoxazole…có nhiều ứng dụng ngành như: hóa dược, sản xuất phẩm nhuộm, hóa thực vật, hóa sinh nghiên cứu hợp chất có hoạt tính sinh học… Trong số đó, dị vịng pyrazole dẫn xuất hợp chất đáng quan tâm dược tính chúng Đó hợp chất có hoạt tính sinh hoạt cao, có ý nghĩa việc điều trị hen suyễn, viêm khớp, tăng hoạt tính số enzim Một số dẫn xuất khác có chứa dị vịng pyrazole có khả kháng khuẩn, kháng nấm, ức chế hoạt động khối u… Ý nghĩa tầm quan trọng việc nghiên cứu hợp chất dị vòng pyrazole dẫn xuất thúc đẩy quan tâm thực đề tài: “TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT CHỨA DỊ VỊNG PYRAZOLE TỪ 4-NITROAXETOPHENOL” Chúng tơi thực đề tài với mục đích: Từ 4-nitroaxetophenon tổng hợp dẫn xuất este etyl 4-(4-nitrophenyl)2,4-dioxobutanoat etyl 5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-cacboxylat Tổng hợp 5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-cacbohydrazit, dẫn xuất hydrazit N-thế dẫn xuất chứa đồng thời dị vòng pyrazole 1,3,4-oxadiazolin Nghiên cứu tính chất cấu trúc chất tổng hợp thơng qua nhiệt độ nóng chảy phổ IR, 1H-NMR CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Đặc điểm cấu trúc dị vòng Pyrazole dẫn xuất Hợp chất dị vòng cạnh chứa dị tố nitơ đơn giản pyrazole đơn giản pyrazole (1,2-diazol) Pyrazole có cơng thức phân tử C H N , khối lượng phân tử M=68 đvC, có cấu tạo sau [28]: H H N N N 134,9 113,1o 104,1o N 133,1 135,9 106,4o 137,3 111,9o 104,5o 141,6 Độ dài liên kết tính pm (1𝐴̇=100pm) Góc liên kết tính độ Momen lưỡng cực phân tử: 2,21 D Theo thuyết obitan phân tử (MO), pyrazole có cấu tạo phẳng, nguyên cacbon hai dị tố trạng thái lai hóa sp2 Dị vịng pyrazole chứa hệ thống electron 𝜋 (mỗi nguyên tử cacbon dị tố nitơ vị trí số đóng góp 1electron 𝜋, cịn ngun tử nitơ cịn lại đóng góp electron 𝜋, thỏa mãn quy tắc Huckel (4n + 2) nên pyrazole có tính thơm Nhờ đó, pyrazole có tính chất tương tự hợp chất thơm khác isothiazole, isoxazol, oxazole, pyridin Ngoài ra, nguyên tử nitơ vị trí số vịng pyrazole cịn đôi electron tự không tham gia vào ổn định hố vịng thơm có khả thể tính bazơ tạo liên kết [34] Bằng phương pháp obitan phân tử (MO), người ta xác định mật độ electron nguyên tử vòng pyrazole thấy nguyên tử C4 giàu mật độ electron đó, phản ứng với tác nhân electrophin xảy vị trí [28] -0,107 C C +0,051 +0,025 N -0,269 C N +0,3 H Điều hoàn toàn phù hợp với cấu trúc cộng hưởng pyrazole: N N N N N N N N H H H H Pyrazole tham gia vào liên kết hydro Dựa xác định số khúc xạ phân tử gam, chia cấu trúc pyrazole liên kết hidro thành nhóm: - Trime cateme: pyrazole có nhóm nhỏ gọn vị trí 3,5 - Dime tetrame: pyrazole có nhóm lớn, gây cản trở khơng gian (ở vị trí tương ứng) Đến tháng 5/2005, nhiều phương pháp tính tốn đại, Infantes tác giả phân tích thống kê có dạng liên kết hidro có pyrazole mô tả bảng [32] BẢNG 1: CÁC DẠNG N-H PYRAZOLE LIÊN KẾT HIDRO N N H N N H N H M onome N Dime N N H H N N N N N H H H N N N N H N N H N Tetrame Trime H N H N N H N N N N H N H H N N H N N N N N H H N N N H N H exame N C ateme Một lĩnh vực thu hút quan tâm nhiều nhà hoá học nghiên cứu pyrazole (cũng dị vịng khác nói chung) khảo sát tượng SVTH: DƯƠNG MINH TÚ O2N O2N H HN N C N N C NH HN O O COCH H3 O OC CH H3 O OC CH H3 C H H N COCH H3 C H H N Phụ lục 24: Phổ IR 1-[2-(4-metoxyphenyl)-5-hetaryl-1,3,4-oxadiazol-3-yl]etanon (4b) HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Trang 96 SVTH: DƯƠNG MINH TÚ O2N O2N H HN N C N N C NH HN O O COCH H3 COCH H3 O OC CH H3 C H H N O CH H3 OC C H H N Phụ lục 25: Phổ 1H-NMR 1-[2-(4-metoxyphenyl)-5-hetaryl-1,3,4-oxadiazol-3-yl]etanon (4b) HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Trang 97 SVTH: DƯƠNG MINH TÚ O2N O2N H HN N C N N C NH HN O O COCH H3 COCH H3 O H3 OC CH C H H N O OC CH H3 C H H N Phụ lục 26: Phổ 1H-NMR dãn rộng 1-[2-(4-metoxyphenyl)-5-hetaryl-1,3,4-oxadiazol-3-yl]etanon (4b) HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Trang 98 SVTH: DƯƠNG MINH TÚ O2N O2N HN N C N N C NH N O O COCH3 COCH3 N N(CH H3)22 C H N N N(CH H3)22 C H N Phụ lục 27: Phổ IR 1-[2-(4-dimetylaminophenyl)-5-hetaryl-1,3,4-oxadiazol-3-yl]etanon (4c) HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Trang 99 SVTH: DƯƠNG MINH TÚ O2N O2N HN N C N N C NH N O O COCH3 COCH3 N N(CH H3)22 C H N N N(CH H3)22 C H N Phụ lục 28: Phổ 1H-NMR 1-[2-(4-dimetylaminophenyl)-5-hetaryl-1,3,4-oxadiazol-3-yl]etanon (4c) HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Trang 100 SVTH: DƯƠNG MINH TÚ O2N O2N HN N C N N C NH N O O (4c) COCH3 COCH3 N N(CH H3)22 C H N N N(CH H3)22 C H N Phụ lục 29: Phổ 1H-NMR dãn rộng 1-[2-(4-dimetylaminophenyl)hetaryl-1,3,4-oxadiazol-3-yl]etanon HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Trang 101 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT CHỨA DỊ VÒNG PYRAZOLE TỪ 4-NITROAXETOPHENON NGUYỄN TIẾN CƠNG, DƯƠNG MINH TÚ Tóm tắt: Etyl 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoat (1) tạo thành phản ứng 4-nitroaxetophenon dietyl oxalat Phản ứng hợp chất (1) với lượng dư hydrazin tạo thành hỗn hợp 5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-cacbohydrazide 3-(4nitrophenyl)pyrazole-5-cacbohydrazide, chất tiếp tục chuyển hóa thành hidrazide N-thế (3 a-f ) Ngoài ra, hai dẫn xuất (4 b-c ) chứa đồng thời hai dị vòng pyrazole 1,3,4-oxadiazoline tổng hợp qua phản ứng hidrazide N-thế tương ứng (3 b-c ) với anhydrit axetic Các hợp chất chứa dị vòng pyrazole chưa tìm thấy tài liệu tham khảo; cấu trúc chúng xác nhận qua phổ IR phổ 1H-NMR Synthesized some derivatives containing pyrazole heterocycle from 4-nitroacetophenone Abstract: The reaction of 4-nitroacetophenone and diethyl oxalate in the presence of sodium ethylate afforded ethyl 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoate (1) The reation of (1) with a exceeding hydrazine yielded mixture of 5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3carbohydrazide and 3-(4-nitrophenyl)pyrazole-5-carbohydrazide, which can be transformed to N-substituted hydrazides (3 a-f ) Beside that, two derivatives (4 b-c ) containing two heterocycles as pyrazole and 1,3,4-oxadiazoline were synthesized from respective N-substituted hydrazides (3 b-c ) and anhydride acetic All of the derivatives containing pyrazole heterocycle haven’t been found in the references Their structures were determined by IR and 1H-NMR spectral data Từ khóa (key words): hidrazide, pyrazole, 1,3,4-oxadiazoline MỞ ĐẦU Các hợp chất chứa dị vòng pyrazole nhận quan tâm nghiên cứu nhiều tác giả hoạt tính sinh học phong phú chúng Một số dẫn xuất chứa dị vịng pyrazole có tác dụng điều trị hen suyễn, viêm khớp, tăng hoạt tính số enzim…[3,4] Một số dẫn xuất khác có khả kháng khuẩn, kháng nấm, ức chế hoạt động khối u [1] Bên cạnh đó, hidrazide dẫn xuất chúng SVTH: DƯƠNG MINH TÚ Trang 102 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C hiđrazide N-thế, dị vòng oxadiazoline, … trung tâm mang nhiều hoạt tính [2,6] Với mong muốn tìm kiếm hợp chất chứa dị vịng pyrazole đồng thời chứa nhóm chức có hoạt tính cao, tiến hành tổng hợp dẫn xuất este, hydrazide, hydrazide N-thế dẫn xuất chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazoline từ 4nitroaxetophenon dietyl oxalat THỰC NGHIỆM Este 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoat (1) tạo thành qua phản ứng ngưng tụ Claisen 4-nitroaxetophenon dietyl oxalat có mặt natri etylat Tiếp tục thực phản ứng khép vòng pyrazol (1) với hydrazin hydrat thu 5-(4nitrophenyl)pyrazole-3-cacbohydrazide (2) Khi cho hợp chất (2) tác dụng với andehit thơm khác tạo dẫn xuất hidrazide N-thế (3 a-f ) Cuối cùng, thực phản ứng ngưng tụ khép vòng 1,3,4-oxadiazoline (3 b-c ) với anhyrit axetic để thu dẫn xuất chứa đồng thời dị vòng pyrazole 1,3,4-oxadiazoline (4 b-c ) Các chuyển hố thực theo sơ đồ hình Tổng hợp etyl 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoat (1): Cho hỗn hợp gồm 1,15g natri 35 ml etanol khan vào bình cầu 100 ml Sau natri tan hết, cho từ từ 8,26g p-nitroaxetophenon vào bình phản ứng thêm tiếp 6,7 ml dietyl oxalat Khuấy hỗn hợp giờ, sau để hỗn hợp yên 24 Làm lạnh cho hỗn hợp vào 100ml dung dịch axit HCl 2M Lọc lấy chất rắn màu nâu đỏ, kết tinh lại etanol Sản phẩm tinh khiết chất rắn màu nâu đỏ, nóng chảy 115-116oC Hiệu suất 48,2% Tổng hợp 5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-cacbohydrazide (2): Cho 5,3g (1) (0,02 mol) vào bình cầu 100ml thêm etanol để hồ tan hết chất rắn, thêm 8,5ml hydrazin hydrat 80% Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng để nguội, lọc lấy chất rắn màu vàng tách ra, kết tinh lại dioxan : nước (1:1) Sản phẩm tinh khiết dạng tinh thể màu vàng, có nhiệt độ nóng chảy 170-172oC Hiệu suất 57% SVTH: DƯƠNG MINH TÚ Trang 103 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP O O O CH3 O2N GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C HN O + (COOC2H5)2 C2H5ONa O O2N NH - NH2 O O2N (2) (1) HN CHO + N NH - N R O2N HN CH + (CH3CO)2O O R N C2H5 + NH2-NH2 N N N COCH3 C H C O O2N (3a-f ) (4b-c) R R= 5-Br-2-OH (3 a ); 4-OCH (3 b , b ); 4-N(CH ) (3 c , c ); 4-Cl (3 d ); 4-NO (3 e ); 4-CH (3 f ) Hình 1: Sơ đồ tổng hợp Tổng hợp N’-aryliden-5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-carbohydrazide (3 a-f ): Cho 1,24 g (2) (0,005 mol) vào bình cầu 100ml, hoà tan lượng vừa đủ dioxan thêm tiếp 0,005 mol andehit thơm Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng giờ, sau để nguội, lọc lấy chất rắn tách Kết tinh lại chất rắn thu dung dịch nước : DMF (1:2) Tổng hợp 1-(2-(4-(dimetylamino)phenyl)-5-(5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-yl)1,3,4-oxadiazol-3-yl)etanon 1-(2-(4-metoxyphenyl)-5-(5-(4-nitrophenyl)pyrazole3-yl)-1,3,4-oxadiazol-3-yl)etanon (4 b-c ): Cho 0,01 mol (3 b-c )và 8ml (CH CO) O vào bình cầu 100ml Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng Sau để nguội, đổ hỗn hợp phản ứng vào cốc nước lạnh, lọc lấy chất rắn tách ra, rửa nước lạnh kết tinh lại dioxan : etanol (1:1) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Etyl 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoat (1) tổng hợp qua phản ứng ngưng tụ Claisen 4-nitroaxetophenon dietyl oxalat có mặt bazơ mạnh (natri etylat) làm xúc tác Trên phổ IR (1) thấy xuất pic hấp thụ tiêu biểu: 3124 cm-1(C sp2 -H), đám pic hấp thụ vùng 3000 – 2850 cm-1 đặc trưng cho dao động hoá trị liên kết đơn (C sp3 -H), 1728cm-1(C=O), 1578 cm-1 (C=C thơm ) SVTH: DƯƠNG MINH TÚ Trang 104 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Hình 2: Một phần phổ 1H-NMR hợp chất (2) Hợp chất 5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-cacbohydrazide (2) tổng hợp từ (1) hidrazin hydrat Trên phổ IR (2), xuất pic hấp thụ 3192 cm-1 3123 cm-1 đặc trưng cho dao động hoá trị nhóm >NH, cịn có pic hấp thụ tiêu biểu: 3080 cm-1(C sp2 -H), 1690 cm-1(C=O), 1645 cm-1 1601 cm-1(C=N C=C thơm ) Phổ 1H-NMR (2) xuất đầy đủ tín hiệu với cường độ dự kiến Tuy nhiên, tín hiệu thường có dạng ghép tín hiệu; đặc biệt, proton nhóm NH dị vịng pyrazole cho tín hiệu rõ rệt với tỷ lệ cường độ khoảng : (lần lượt 9,87ppm 9,49ppm - xem hình 2) Chúng tơi cho rằng, phản ứng hợp chất (1) – hợp chất 1,3-dicacbonyl bất đối xứng – với hidrazin hydrat tạo thành hỗn hợp đồng phân 5-(4-nitrophenyl)pyrazole-3-cacbohidrazide 3-(4nitrophenyl)pyrazole-5-cacbohidrazide: O O HN N COOC2H5 NH2NH2 O2N O2N NH N CONHNH2 + O2N CONHNH2 Sự khác biệt tỷ lệ cường độ tín hiệu phổ 1H-NMR (ứng với tỷ lệ mol hai đồng phân tạo thành) khác nhóm điều kiện phản SVTH: DƯƠNG MINH TÚ Trang 105 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C ứng so với phản ứng khép vòng pyrazole mà tài liệu [7,8] mô tả Sự tạo thành hỗn hợp hai đồng phân pyrazole điều thường gặp tổng hợp dị vòng từ hợp chất 1,3-dicacbonyl bất đối xứng mô tả tài liệu [5,7,8] Các tín hiệu phổ 1H-NMR hai đồng phân là: δ 14,00ppm (1H, singlet, H7), δ 9,87ppm 9,49ppm (1H, broad, H5), δ 8,31ppm (2H, doublet, J = 8,0Hz, H1,2), δ 8,06ppm 8,01ppm (2H, doublet, J = 850Hz, H3,4), δ 7,34ppm 7,32ppm (1H, singlet, H6), δ 4,56ppm (2H, broad, H8) Bảng 1: Kết tổng hợp số tín hiệu phổ IR hydrazide N-thế (Xem công thức bảng 2) Hợp chất Tần số (cm-1) Hiệu suất t nc (OC) R (%) O-H N-H C-H no C=O C=C, C=N 3a 3b 3c 3d 5-Br-2-OH 203-205 4-OCH 184-186 4-N(CH ) 206-208 4-Cl 200-202 65,5 3489 3190 - 1692 1605 60,5 - 3169 2916 1667 1609 3119 2848 61,5 - 3160 2917 1663 1598 59,4 - 3140 - 1682 1591 - 1670 1603 - 1667 1604 3111 3e 4-NO 194-195 57,4 - 3188 3163 3f 4-CH 199-200 60,3 - 3185 Bảng 2: Các tín hiệu phổ 1H-NMR hydrazide N-thế NH N NH - N O2N 13 R 10 12 O Tín hiệu (δ, ppm J, Hz) Vị trí 11 C H 3a 3b 3c 3d 3e 3f 8,35 (*) 8,34 (d) 8,33 (d) 8,34 (d) 8,34 (*) 8,34 (d) 3 J = 8,5 SVTH: DƯƠNG MINH TÚ J = 8,5 J = 8,5 J = 8,0 Trang 106 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 8,11 (*) 8,09 (d) 8,09 (d) 7,54 (d) 3 J = 8,5 11,30 (s) GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C J = 8,5 11,75 (br) - 8,34 (*) J = 8,5 11,98 (br) J = 8,0 12,22 (br) 11,34 (s) 7,56 (s) 7,28 (d) 11,89 (s) 11,73 (s) 7,49 (s) 7,48 (s) 7,54 (s) 7,55 (s) 7,51 (s) 14,13 (br) - 14,13 (br) 14,22 (br) 14,15 (br) 8,42 (s) 8,33 (d) 8,49 (br) 8,62 (br) 8,50 (br) 7,85 (s) 7,68 (d) 7,55 (d) 7,76 (br) 8,13 (br) 8,13 (br) 7,73 (s) 3 7,40 (*) 7,03 (d) 6,76 (d) 8,13 (*) 8,01 (*) 7,64 (*) 6,91 (*) 3 12,23 (s) 3,82 (s) 2,98 (s) - - 2,50 (s) 7,49 (s) 14,29 (s) 14,19 (s) 8,70 (s) 8,62 (s) 9,10 11,12 13 J = 8,5 J = 8,5 J = 8,0 J = 8,0 Ghi chú: dấu (*): tín hiệu bị chồng chất, không phân giải Hai hợp chất (4 b , c ) tổng hợp qua phản ứng anhydrit axetic với hợp chất (3 b , c ) tương ứng Trên phổ IR (4 b,c ) xuất thêm pic ứng với dao động hóa trị liên kết C=O 1720cm-1 1750 cm-1 thấy xuất pic N-H khoảng 3125 cm-1 chứng tỏ xảy phản ứng tạo vòng oxadiazoline mà khơng xảy phản ứng axyl hóa ngun tử nitơ vòng pyrazole (điều phù hợp với việc xuất tín hiệu nhóm CH phổ 1H-NMR chất này) Thay đổi rõ phổ 1H-NMR (4 b,c ) so với hidrazide N-thế (3 b , c ) xuất tín hiệu singlet có cường độ tương đối gần 2,50ppm ứng với proton nhóm C(O)CH Trong đó, tín hiệu proton nhóm imin CH=N (singlet, 1H khoảng 8,30÷8,40ppm) khơng cịn mà lại thấy tín hiệu singlet có cường độ tương đối gần 8,00ppm đặc trưng cho tín hiệu proton vịng pyrazole Đặc điểm bật tổng hợp phổ hợp chất (4 b , c ) sau: Hợp chất (4 b ): to nc = 209-210oC; hiệu suất H = 45%; IR: 3123cm-1 (N-H), 1748cm-1 1721cm-1 (C=O), 1693cm-1 1604cm-1 (C=N C=C thơm); 1H-NMR: δ 8,31ppm (2H, doublet, J = 8,5Hz, Ar-H), δ 8,23ppm (2H, doublet, J = 8,5Hz, Ar-H), SVTH: DƯƠNG MINH TÚ Trang 107 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C δ 6,93ppm (4H, multiplet, Ar-H), δ 8,09ppm (1H, singlet, vòng oxadiazoline), δ 8,03ppm (1H, singlet, vòng pyrazole), δ 3,73ppm (3H, singlet, CH O), δ 2,50ppm (3H, singlet, C(O)CH ) Hợp chất (4 c ): to nc = 212-213oC; hiệu suất H = 52%; IR: 3125cm-1 (N-H), 1757cm-1 1720cm-1 (C=O), 1689cm-1 1604cm-1 (C=N C=C thơm); 1H-NMR: δ 8,31ppm (2H, doublet, J = 8,5Hz, Ar-H), δ 8,21ppm (2H, doublet, J = 8,5Hz, Ar-H), δ 6,79ppm (2H, multiplet, Ar-H), δ 6,65ppm (2H, multiplet, Ar-H), δ 8,06ppm (1H, singlet, vòng oxadiazoline), δ 7,93ppm (1H, singlet, vòng pyrazole), δ 2,87ppm (6H, singlet, (CH ) N), δ 2,50ppm (3H, singlet, C(O)CH ) Các hợp chất (4 b-c ) xảy tượng đồng phân hợp chất (2) (3 a-f ) nên nhiều tín hiệu nét đặc trưng hình dạng vân phổ Do hình thành dị vịng 1,3,4-oxadiazoline nên tín hiệu H8 (gắn với Csp3 vịng oxadiazoline) dịch chuyển trường mạnh so với hợp chất (3 b-c ) tương ứng (gắn với Csp2 nhóm imin) H5 gắn với nguyên tử nitơ dị vịng pyrazole linh động có khả trao đổi với dung mơi nên khơng cho tín hiệu phổ hợp chất (4 b-c ) KẾT LUẬN Chín hợp chất chứa dị vịng pyrazole (bao gồm 01 hiđrazit, 06 hiđrazit N-thế 02 dẫn xuất chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazoline) tổng hợp Kết nghiên cứu cho thấy chất tồn hai dạng đồng phân dẫn xuất 5-(4nitrophenyl)pyrazole-3-cacbohidrazide 3-(4-nitrophenyl)pyrazole-5- cacbohiđrazide TÀI LIỆU THAM KHẢO Abdel-Rahman Farghaly (2010) “Synthesis of some new indole derivatives containing pyrazoles with potential antitumor activity” ARKIVOC (xi), pp 177187 Harish Rajak Murli Dhar Kharya, Pradeep Mishra (2007) “Synthesis of some novel oxadiazole and oxadiazoline analogues for their antiinflammatory activity”, YAKUGAKU ZASSHI, Vol 127, No 10, pp 1757-1764 SVTH: DƯƠNG MINH TÚ Trang 108 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C M.M Ismail and H.M Mohamed (2005) “Synthesis and cyclization reactions with quinolinyl keto esters II Synthesis of novel 3-diazolylquinolinones and their enzymic activity”, Chem Pap., Vol 59, No pp 127-138 Mohamed Abdel Hamid Abd, Gawaad Awas (2008) “Synthesis and Cyclization Reactions with Pyrazolopyrimidinyl Keto-esters and their Enzymaic Activity”, Acta Chim Slov., Vol 55, pp 492-501 Santos Fustero, Antonio Sim´on-Fuentes, and Juan F Sanz-Cervera “Recent Advances in the Synthesis of Pyrazoles A Review”, Organic Preparations and Procedures International, Vol 41, pp 253–290 (2009) Sevim Rollas and Gỹniz Kỹỗỹkgỹzel (2007) Biological Activitives of Hydrazone Derivatives”, Molecules, Vol 17, pp 1910-1939 Wei Xiong, Jiu-Xi Chen, Miao-Chang Liu, Jin-Chang Ding, Hua-Yue Wu, Wei-Ke Su (2009) “A General and Efficient Synthesis of Pyrazoles Catalyzed by Sc(OTf) under Solvent-Free Conditions”, J Braz Chem Soc., Vol 20, No 2, pp 367-374 Zhong-Xia Wang, Hua-Li Qin (2004) “Solventless syntheses of pyrazole derivatives”, Green Chemistry, Vol , pp 90-92 Địa liên hệ: TS Nguyễn Tiến Cơng, Khoa Hóa Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh Tel: 0908121866 Email: congchemist@yahoo.com SVTH: DƯƠNG MINH TÚ Trang 109 HOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: DƯƠNG MINH TÚ GVHD: TS NGUYỄN TIẾN C Trang 110 ... 4-(4-nitrophenyl)-2,4-dioxobutanoat (1) 38 Tổng hợp hydrazit chứa dị vòng pyrazole (2) 39 Tổng hợp dẫn xuất hydrazit N-thế (3 a-f ) 39 Tổng hợp dẫn xuất chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazolin từ hợp chất hidrazit N-thế... hợp chất dị vòng nghiên cứu ứng dụng nhiều ngành khoa học, kĩ thuật, đời sống Ngày nay, số hợp chất dị vòng tổng hợp nghiên cứu vượt q xa số hợp chất khơng vịng vịng cacbon Thực tế hàng năm số. .. thúc đẩy quan tâm thực đề tài: “TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT CHỨA DỊ VÒNG PYRAZOLE TỪ 4-NITROAXETOPHENOL” Chúng thực đề tài với mục đích: Từ 4-nitroaxetophenon tổng hợp dẫn xuất este etyl 4-(4-nitrophenyl)2,4-dioxobutanoat