Muoán thu ñöôïc anñehit ôû daïng töï do, ta hoaø tan chaát raén treân vaøo 1200 ml nöôùc caát loïc döôùi aùp suaát thaáp thu ñöôïc dung dòch loïc coù maøu ñoû, axit hoùa dung dòch thu ñ[r]
(1)CHƯƠNG 11
HỢP CHẤT DỊ VÒNG VÀ ANKALOIT
A HỢP CHẤT DỊ VỊNG: 11.1-Khái niệm phân loại:
♦-Khái niệm: Hợp chất dị vịng loại hợp chất hữu có vịng, vịng ngồi cacbon cịn chứa nhiều nguyên tử khác cacbon gọi dị tử hay dị tố Các dị tố thường gặp O, S, N
♦-Phân loại: loại: no khơng no * Dị vịng no, vịng bé quan trọng:
CH2 CH2
O CH2NH CH2 CH2 S CH2 oxit etilen etilenimin etilensunfo
S H
N O
thiophan piroliñin
tetrahiñrofuran ñioxan
piperidin O O N
H
Nói chung tính chất dị vịng no khơng khác tính chất hợp chất thẳng no tương ứng
* Các hợp chất dị vòng chưa no: có loại: Dị vịng cạnh ; Dị vòng cạnh ; Dị vòng ngưng tụ
* Dị vòng cạnh:
5
4
2
4
2
4
2
O S N
H Furan thiophen pirol Dị vòng cạnh dị tố :5
1
1
1
Dị vòng cạnh hai dị tố :5
thiazol pirazol imidazol oâxazol
N S N N H N
H N N
O
5
4
2
N N H
N triazol
N N
N H
N tetrazol
Dị vòng cạnh ba dị tố trở lên:
(2)H
5 piperidin N 6
6 N O S
piridin piran thiopiran Dị vòng cạnh dị tố :
1 5 5
6 6
N N
pirazin
Dị vòng cạnh hai dị tố :
4
2 oxazin pirimidin N N O NH
* Dị vòng ngưng tụ:
1 β S (benzothiophen) (benzofuran)cumaron O NH Indol
(benzopirol) ( , -benzopiridin)α quinolin N 7 N isoquinolin ( , -benzopiridin)β 7
6 N N N N purin H
(đánh số ngoại lệ) γ
1 quinazolin N N N N N N pteridin
Một số chất quan trọng chứa dị vịng:
(Thuốc chống sốt rét) CH=CH2 CH2 CH N CH2 N CH3O
quinin HO N N N N N N N N Cu
Đồng (II) phthalocianin phức màu xanh
CH3 N CH2 HO HO O CH2 11 10 14 13 12 3 12 1314 10 11
N CH3
mocphin heâroin
AcO AcO O
CH2 CH2
(Có thuốc phiện)
(3)(Thuốc giảm đau)
O
O-C-CH-CH2OH
N CH3
Atropin (Thuốc tê thuộc loại ma túy)
O O-C CH3N
COOCH3
Cocain
C6H5CH2C
O N H N S H H
O COOHH
CH3
CH3
Penicilin G (Thuốc kháng sinh)
N
N S
N H3C
CH2
NH3
Cl
CH2CH2OH
CH3
Thiamin (Vitamin B1)
Cl
Cl Thiamin (Vitamin B1)
CH3
S N
CH2CH2OH
Cl CH2
H3C N
N NH3
(Thuốc kháng sinh)Penicilin G H H H CH3 N S O CH3 COOH N H C6H5CH2C
O
Nicotin
(Ankaloit coù thuốc lá) CH3
N N
HHH H
CH3O-C
N N
CH3O
O O-C O OCH3 OCH3 OCH3
H OCH3
H H Resepin (Thuốc giảm đau)
Mg
clorophin b H
H3C
O C2H5
H3C
N N
N N
CH=CH2 CH=O
CH3
C20H39O
C
O HH
O CH3O
C CH2 CH2 CH2 CH2 O C CH3O
H H O
C C20H39O
O H3C
C2H5
CH=CH2
N N
N N
H3C
CH3
CH3
H
clorophin a Mg
(cả chất chứa diệp lục tố xanh)
-Chất xúc tiến có tác dụng làm cho q trình lưu hóa trở nên nhanh hơn, hạ nhiệt độ q trình lưu hóa Các chất xúc tiến hữu :
(4)11.2-Tính chất thơm dị vòng chưa no: ♦-Biểu tính thơm:
Các dị vịng chưa no có tính thơm thể chỗ: bền với tác nhân oxihóa, dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng:
thiophen S
thiophanS
-Khơng bị oxihóa KMnO4, khơng tạo
các sunfoxit sunfon
-Dễ bị oxi hóa KMnO4 ,
taọ thành sunfoxit sunfon :
sunfon
sunfoxit O O
S O
S
-Phản ứng dễ dàng benzen (p/ư nitro hóa, p/ư sunfonic hóa, p/ư halogen hóa
-Nguyên tử S có khả cộng thêm nguyên tử Br để tạo thành đibromthiofon:
S Br Br dibromthiofon ♦-Giải thích:
-Điều kiện hợp chất thơm:
Phải hệ liên hợp vòng kín, phẳng thỏa mãn vớicơng thức Hucken (Huychken) = (4n + 2) electron π ( n = , , , )
-Đối với benzen: Sự tạo thành 6eπ liên hợp vịng kín - gọi lục tử thơm
-Đối với dị vịng giải thích vậy: tạo thành lục tử thơm: 4eπ C, 2eπ 2e tự dị tử (đối với vòng cạnh dị tố):
pirol thiofen
Furan
H H S H
H
.. .. .
. . H
H O
H H
. .. .
H H N H
H H (2e tự + 4eπ = 6e -Đối với vòng cạnh:
H H H
N H
H piridin :
(5)-Đối với dị vòng dị tố vậy:
; O N
thiazol oxazol
. . . . . .
. .
H
H S
N H H
H N
O H
S N ⇒ Biểu diễn công thức giống benzen :
N thiophen
S furan
O N
H
pirol piridin
Những kiện vật lý mới:
-Năng lượng liên kết: Năng lượng liên hợp:
chaát benzen furan pirol thiophe
n pirydin
năng lượng (kcal/mol)
36 22 24 28 37
-Độ dài liên kết:
Độ dài liên kết C-C dị vòng = 1,39 Ao đến 1,4 Ao
Độ dài liên kết C-C ankan = 1,54 Ao
Độ dài liên kết C-C benzen = 1,40 Ao
Độ dài liên kết C=C anken = 1,34 Ao
Độ dài liên kết C-N pirol = 1,42 Ao
Độ dài liên kết C-N amin = 1,47 Ao
Độ dài liên kết C-C thiophen = 1,74 Ao
Độ dài liên kết C-C thioete = 1,82 Ao
11.3-Các phương pháp điều chế:
Mỗi loại dị vịng có phương pháp điều chế riêng, khơng có phương pháp chung áp dụng cho để điều chế cho tất dị vòng Sau giới thiệu số phương pháp điều chế riêng
11.3.1-Điều chế dị vòng cạnh furan, pirol, thiophen: furan H2O
H2S
NH3/Al2O3 H2O
H2S/Al2O3
NH3
400 4500_ 0
4000 ,
thiofenS O
(6)Thiophen n-butan
560 C + H
2S
S 0 CH3CH2CH2CH3 + S
♦-Từ axetilen andehit fomic điều chế pirol:
NH3, xt
1,4-butindiol
Cu2Cl2
HC CH + HCH=O HOCH2C CCH2OH
pirol N H ♦-Từ pentosan điều chế furan:
0 O
400 C
furfural
H2O, H+
(C5H8O4)n (CHOH)3
CH=O CH2OH
pentosan pentozô
-3H2O
CH=O O
xt
furan 11.3.2-Đi từ 1,4-dixeton để điều chế furan pirol:
H2C CH2
C C
O O
H3C CH2
α α, -dimetylpirol
dimetylfuran
-,α α
H2SO4
NH3
+ _ H2O
H CH3 N CH3
CH3
O CH3
axetonylaxeton (2,5-hexadion hay 1,4-dixeton)
HC CH
C C
H3C CH2
HO OH
11.3.3-Đi từ axetilen:
S
pirolNH
o
H2
+
qua ống nung đỏ NH3
+ +
qua ống nung đỏ :
t HC N N
400-500 C Al2O3,
H2S
+
CH CH
thiôphen piriđin axêtilen
o
11.3.4-Chưng cất nhựa than đá:
Than đá qua lò cốc nung nhiệt độ 1000oC tạo thành than cốc nhựa than đá, đem chưng cất nhựa
than đá thiofen, piridin hợp chất hữu khác 11.4-Tính chất hóa học:
11.4.1-Phản ứng thế: ♦-Phản ứng halogen hóa:
I I
NH
I I KOH
NH
pirol + 4I2
tetraiotpirol + 4HI
cloruasunfuril
+ HCl + SO2
α -clopirolNH Cl + SO2Cl2
pirolNH
tetraclothiophenCl Cl
S Cl
Cl + Cl2
Cl S Cl + Cl2
Cl S + Cl2
S
(7)+ HBr Br N N + Br2
300 C
3-brompiridin
o
♦-Phản ứng nitro hóa:
-Furan pirol khơng thể nitro hóa trực tiếp HNO3 hỗn hợp H2SO4 - HNO3vì chúng kị axit,
khi gặp axit chúng hóa nhựa, mà dùng axetylnitrat CH3COONO2 piridin:
O furan
+ CH3COONO2 NO
2
O -nitrofuran α
+ CH3COOH
piridin
piridin + CH3COOH α -nitropirolNH NO2
+ CH3COONO2
pirolNH
-Thiophen bò nitro hóa cách khó khăn: + H2O
α -nitrothiophen NO2
S + HNO3 (đặc bốc khói)
thiophen
o
t C S
-Piridin tham gia phản ứng nitro hóa khó khăn:
o
300 C _nitropiridin
H2SO4 + H
2O
NO2
N + HNO3
N
β
piridin ♦-Phản ứng sunfohóa:
-furan pirol khơng thể sunfohóa trực tiếp H2SO4 đặc mà dùng sản phẩm cộng
anhidritsunfuric với piridin:
NH t Co
pirol
+ C6H5N.SO3 SO 3H NH
axit -pirolsunfonicα + C6H5N
+ C6H5N
α
axit -furansunfonicO SO3H + C6H5N.SO3
furan
o
t C O
-thiophen sunfohóa dễ dàng, dễ sunfo hoùa benzen:
α
axit -thiophensunfonicS SO3H + H2SO4
thiophen
o
t C
S + H2O
Lợi dụng tính chất để tách benzen khỏi hỗn hợp với thiophen: Hỗn hợp thiophen + benzen tác dụng với axit sunfuric đặc → thiophen sunfohóa trước tạo thành axit α-thiophensunfonic, benzen khơng phản ứng tạo lớp màng phía
-Phản ứng sunfo hóa piridin:
+ H2O
SO3H
N N + H2SO4
350 C
axit 3-piridinsunfonic
o
♦-Phản ứng axyl hóa, diazo hóa phản ứng fomyl hóa:
(C2H5)2O:BF3
o C
O furan
+ (CH3CO)2O O COCH3
-axetylfuran α
+ CH3COOH SnCl4
S furan
+ C6H5COCl S COC6H5
-benzoylthiophen α
(8)+ HCl 2-(phenylazo)pirolNH N=NC6H5 + C6H5N N+Cl
-pirolNH muoái diazoni
H N pirol
+ CHCl3 + 3KOH N CH=O
H
2-pirolcacboxandehit
+ 3KCl + 2H2O
♦-Phản ứng nucleophin pridin:
N + NaOH N OH
400 C
α-hidroxipiridin
o
+ NaH
N + NaNH2 N NH2
α_aminopiridin o
130-150 C + NaH
2-brompiridin N NH2
+ NH3
Br
N + HBr
200 C
2-aminopiridin
o
Cl N 4-clopiridin
NH2
N
+ NH3 200 C + HCl
4-aminopiridin
o
+ - δ
δ o
2-phenylpiridin 200 C
N + C6H5 Li N C6H5 + LiH
piridin
2-aminopiridin
N + Na+NH2- N NH2 + NaH
piridin
11.4.2-Tính bazơ pirol piridin:
-Piridin pirol có tính bazơ yếu, số phân li bazơ (kb)piridin = 5,6.10-10, (kb)anilin =
6,27.10-10, (k
b)trimetylamin = 5,5.10-5, tính bazơ piridin cịn yếu tính bazơ anilin Người
ta giải thích tính bazơ piridin nhóm N vịng có trạng thái lai hóa sp2chứ khơng phải có
đơi e tự Piriđin tạo muối với axit mạnh muối dễ bị thủy phân:
+ H2SO4 N
H
N HSO4
sunfat axit piriñin
-Đối với pirol tính bazơ yếu cặp e tự N tham gia liên hợp hệ liên hợp, cặp e tự khơng tự amin béo no, nên làm giảm khả kết hợp với proton, tính bazơ giảm
11.4.3-Tính axit pirol:
(9)(K;Na)KOH N
H
N K
N R
N COR + IR
+ ClCOR
t C caoo
o
t C cao R H N
COR H N
11.5-Những hợp chất dị vòng tiêu biểu: 11.5.1-furan:
♦-Sơ đồ điều chế:
galactôzơ
275 C khan
caát [O] HOCH
CH HOOC CH
CHOH HO
COOH OH CH=O
(CHOH)4
CH2OH O
o
furan COOH
O axit pirômuxic
♦-Tính chất:
Lí tính: Furan chất lỏng khơng màu ĐSo = 32oC, có mùi giống clorofom, khơng tan nứớc, có
tính chất trung tính
Hóa tính: furan thể tính thơm phần tương tự benzen Trong phản ứng với brơm không cho phản ứng cộng vào nối đôi mà cho phản ứng Tuy nhiên furan không bền với tác dụng axit Furan cho phản ứng cộng với nguyên tử hiđrô tạo thành tetrahiđrôfuran:
Ni
O t Co
furan + 2H2
O tetrahidrofuran 11.5.2-Furfural ( α-fomil furan ):
♦-Điều chế: Furfural điều chế cách đun cám trấu với H2SO4lỗng, cất lơi
nước ♦-Tính chất:
Lí tính: chất dầu, khơng màu, ĐSo = 162oC, có mùi giống mùi bánh mì có luợng nhỏ,
nhưng lượng lớn có mùi khó chịu kích thích màng nhầy, để ngồi khơng khí bị nâu lại nhanh chóng
Hóa tính: Furfural giống anđêhit thơm benzanđêhit: axit pirômuxic
COOH O + [O]
furfural
o
t C xt CH=O
O
+ CO O CH=O
O
xt t Co furfural
Furfural dùng công nghiệp nhựa cao phân tử thay cho HCH=O sản xuất chất dẻo tương tự loại phenolfomanđêhit; cịn sử dụng làm dung môi tổng hợp hữu v.v
(10)Phản ứng trùng ngưng furfural phenol:
furfural
o
t C xt CH=O O OH
+ (n + 1) (n + 2)
OH OH
OH
CH CH
O
O n
+ (n + 1)H2O
phenol
nhựa phenolfurfurandehit 11.5.3-Benzôfuran (hay cumaron):
O cumaron
Cumaron thuộc nhóm dị vịng ngưng tụ có chứa nhựa than đá, chất lỏng dầu, khơng màu, ĐSo = 174oC, cộng phân tử Cl2 hay Br2 vào nối đôi, bền vững với kiềm NH3, dễ bị
oxi hóa KMnO4, tác dụng H2SO4 trùng hợp thành nhựa paracumaron tính chất
được ứng dụng công nghiệp chất dẻo 11.5.4-Pirol:
Pirol có nhựa than đá chất dầu thu cất khan xương loại hết mỡ
Pirol chất dầu, khơng màu, có mùi giống mùi clorofom, ĐSo = 131oC, hóa nâu để lâu ngồi
khơng khí bị oxi hóa, it tan nước, dễ tan rượu ete Pirol thể tính thơm đặc trưng, ngồi tham gia phản ứng cộng H2:
NH NH
NH
piroliñin piroli
pirol
[H] [H]
2
Piroliđin có chứa phân tử chất nicotin (là ancalơit có chứa thuốc lá), chứa hêmơglơbin (hồng huyết cầu), có clorơphin (sắc tố xanh)
N N N
N N N
N N Cu
Đồng (II) phthalocianin phức màu xanh
Mg
clorophin b H
H3C
O C2H5
H3C
N N
N N
CH=CH2 CH=O
CH3
C20H39O
C
O HH
O CH3O
C CH2
CH2
CH2
CH2
O C CH3O
H H O
C C20H39O
O H3C
C2H5
CH=CH2
N N
N N
H3C
CH3
CH3
H
clorophin a Mg
(11)11.5.5-Quinolin vaø isoquinolin:
Quinolin
10 9N1
3
8
Isoquinolin
10 1 N2
3
8
Điều chế quinolin:
anilinNH2
+ C6H5NH2 + H2O
o
t C H2SO4, FeSO4 + C6H5NO2
CH2OH
CHOH CH2OH
glixerin +
N
Quinolin Qúa trình phản ứng xảy gồm bước sau: B1: glixerin tách nước tạo thành acrolein:
acrolein glixerin
CH2=CHCH=O + H2O H2SO4 ñ
CH2-CH-CH2
OH OH OH t C0
B2: Phản ứng nucleophin nhóm amin:
NH2
+ O C
H CH
CH2 NH
CH2
CH2
H C O
anilin acrolein β-(phenylamino)propionandehit
B3: Phản ứng electrophin (nội phân tử) vào nhân benzen nhóm cacbonyl:
NHCH2 CH2
H C O
+ H+
OH N H
H
N H H2O
H+ NHCH2
CH2
H C OH
B4: Phản ứng oxi hóa nitrobenzen:
quinolin 1,2-dihidroquinolin
3
3 + C6H5NH2 + 2H2O
N H+
H
N + C6H5NO2
Điều chế dẫn xuất isoquinolin:
1-metylisoquinolin 1-metyl-2,3-dihidroisoquinolin
N-(2-phenyletyl)axetamit
CH3
N
t Co
CH3
N
o
P2O5, t C
CH2
CH2
NH O=C
CH3
+ H2
Phản ứng oxi hóa quinolin, isoquinolin dẫn xuất chúng:
Quinolin bị oxi hóa dung dịch KMnO4 tạo axit quinolinic Trong phân tử quinlin, vòng benzen bị
phá vỡ, nhân piridin bảo toàn, điều chứng minh nhân piridin bền nhân benzen:
N N COOH
COOH
+ 2CO2 + H2O
+ 9[O] KMnO4
(axit 2,3-piridindicacboxilic)axit qunolinic quinolin t Co
Isoquinolin bị oxihóa dung dịch KMnO4 tạo hỗn hợp axit phtalic (phụ) axit 3,4
(12)axit 3,4-piriñinñicacboxylic(B) N
(E) (F)
COOH N
COOH N
o
t C isoquinolin
KMnO4, OH
-COOH
N COOH
axit 2,3-piridindicacboxylic quinolin
o
t C
COOH N
COOH N COOH
N COOH OH
KMnO4
N
o
t C
COOH N COOH
N
COOH OH
KMnO4
N
COOH N isoquinolin axit 3,4-piriñinñicacboxylic
Các dẫn xuất quinolin isoquinolin bị oxi hóa selen oxit: dioxanSeO2 N CH=O
CH3
N dioxan N CH=O
SeO2
CH3
N
Thí dụ: dioxan CH=O
N SeO2
CH3
N
xylen
CH=O N SeO2
CH3
N
CH3 dioxanSeO2 CH=O
OH N
OH N
[O]
OH N OH
N CH3 COOH
11.5.6-Daãn xuất 8-hiroxiquinôlin:
Tính chất hóa học quan trọng 8-hiđroxiquinolin có khả tạo phức với kim loại, sử dụng rộng rãi hóa học phân tích
Trong phân tử 8-hiđroxiquinolin có tạo thành liên kết hiđro nội phân tử nguyên tử hiđro nhóm OH với cặp electron tự nguyên tử nitơ:
8
6
O N H
9 10
Liên kết hiđro nội phân tử 8-hiđroxiquinolin
(13)C
C N
O H
Hệ sở tạo hợp chất nội phức với nhiều kim loại khác 8-hiđroxiquinolin tạo phức với nhiều ion kim loại:
OHN O NM
+ n2Mn
2n M : kim loại
n : hóa trị Thí dụ : tác dụng với MgCl2 FeCl3 :
+ 2NaCl + 2H2O
NaOH MgCl2
OH
N O
N
N Mg O
+ 3NaCl + 3H2O
O N O N
O Fe
N FeCl3
OH
N 3NaOH
Dung dịch 8-hiđroxiquinolin rượu etilic-nước tác dụng với dung dịch sắt III clorua (FeCl3) cho
maøu xanh
Khi cho thêm muối nhơm clorua amoniac có chứa muối axit tactric dung dịch 8-hiđroxiquinolin rượu etilic, tạo thành hạt kết tủa màu vàng tươi
Ứng dụng 8-hiđroxiquinolin tác dụng với số nguyên tố (với nguyên tố có pH xác định) tạo thành muối nội phức khó tan Các muối nội phức ứng dụng rộng rãi thực tế để tách, phân tích trọng lượng, phân tích thể tích (theo phương pháp brom hóa gián tiếp bromua, bromat) nguyên tố
Trong dung dịch axit axetic-axetat với điều kiện khác người ta dùng 8-hiđroxiquinolin để xác định Cu , Zn , Cd , Al , In , Ti , Zr , Nb , Bi , Mo , W , Mn , Fe , Co , Ni , v.v
Phản ứng ngưng tụ anđol-croton hóa tạo xêtơn α,β-không no:
C O CH3 + O HO
N C
X C
N
HO CH=CH
O X
(X : p-NO2 ; m-NO2)
(X : -H ; -CH3 ; -OCH3)
HH2O
+
X O OH
N CH=O + CH3-C X
O OH N CH=CH-C
(14)Sơ đồ chuyển hóa 8-hiđrơxiquinơlin tạo xêtơn α,β-không no : CH=O
OHN
HCl HCl
CH=CH
N O
C
HCl + CHCl3
OHN
+ CH3C
O + CH3C
O
OCH3 C
O
OCH3
N OH CH=CH
Từ 8-hiđroxiquinolin, fomyl hóa theo phương pháp Raimơ -Timan (Reimer-Teimann) clorofom KOH nhiệt độ 100oCthời gian 12 thu 5-fomyl-8-hiđroquinolin
Cho 5-fomyl-8-hiđroxiquinolin cho ngưng tụ anđol hóa croton hóa với axetophenon p-metoxi axetophenon môi trường axit HCl thu sản phẩm tương ứng 3-(8-hiđroxi-5-quinolyl)-1-phenyl-prop-2-en-1-on 1-(4-metoxi-1-phenyl)-3-(8-hiđroxi-5-quinolyl)-prop-2-en-1-on
Sau qui trình tổng hợp 3-(8-hiđroxi-5-quinolyl)-1-phenyl-prop-2-en-1-on từ 8-hiđroxiquinolin axetophenon :
TỔNG HỢP CHẤT : 5-FOMYL-8-HIĐROXIQUINOLIN Hóa chất :
8-hiñroxi quinolin Clorofom
Rượu etylic 99o5
KOH raén
Nước cất
Dung dịch HCl 18% Benzen tuyệt đối Dụng cụ :
Bình cầu cổ 1000 ml Máy khuấy Ống sinh hàn Phễu nhỏ giọt Bếp điện
Nồi đun cách thủy Bộ Soxhlet
(15)Bộ dụng cụ để tổng hợp 5-fomyl-8-hiđroxiquinolin từ 8-hiđroxiquinolin :
Tiến hành phản ứng:
Cho vào bình cầu cổ 1000 ml 40g 8-hiđroxiquinolin (bột), cho thêm 160 ml rượu etylic 99o5 để hòa
tan 8-hiđroxi quinolin, lúc dung dịch có màu vàng chanh tỏa nhiệt mạnh Hòa tan 80 g KOH rắn bằng 100 ml nước cất cho từ từ vào bình phản ứng, lúc màu dung dịch sậm dần Lúc ta lắp vào cổ bình cầu: cổ gắn với máy khuấy, cổ gắn với phễu nhỏ giọt chứa clorofom, cổ lại gắn với ống sinh hàn Mở ống sinh hàn, mở máy khuấy để hịa tan hồn tồn chất, đun cách thủy dung dịch nhận đến 80oC khoảng nhằm tạo hệ đồng thể xúc tiến trình tạo ion
8-quinolinolat Sau nhỏ giọt 80 ml clorofom vào bình qua phễu nhỏ giọt, lúc ta ngừng đun, giữ nhiệt độ hỗn hợp khoảng từ 40oC – 45oC để giữ cho clorofom bay hơi, phải điều chỉnh tốc độ nhỏ giọt
sao cho hỗn hợp sôi, thời gian nhỏ clorofom khoảng Phản ứng bắt đầu rót vào vài ml clorofofom, xác định bắt đầu phản ứng theo xuất màu lựu đỏ không bền, nhanh chóng mất biến thành màu nâu Sau cho hết clorofom, ta tiếp tục khuấy đun sôi hỗn hợp phản ứng trên nồi cách thủy nhiệt độ 80oC thời gian 12 Chú ý sau thứ 6, cần phải cho thêm
vào hỗn hợp phản ứng ml clorofom ml rượu 99o5 để bù lại lượng bay Nếu không cho thêm
rượu clorofom hỗn hợp phản ứng bị đóng rắn khơng đủ điều kiện tạo tác nhân thân điện tử cacben Đến thứ 10 phản ứng coi kết thúc, ta ngừng cho thêm CHCl3nhưng trì
nhiệt độ 80oC khuấy thêm để đảm bảo phản ứng kết thúc hồn tồn Sau ngừng khuấy
và đun, lắp lại ống sinh hàn xuôi để cất đuổi clorofom rượu ta thu khối rắn sền sệt màu đen, sản phẩm ta lúc dạng muối
Muốn thu anđehit dạng tự do, ta hoà tan chất rắn vào 1200 ml nước cất lọc áp suất thấp thu dung dịch lọc có màu đỏ, axit hóa dung dịch thu dung dịch axit HCl 18%, dung dịch xuất kết tủa màu cam, ý không nên cho dư axit sản phẩm sinh tác dụng với axit tan trở lại nước Lọc áp suất thấp chất rắn màu đỏ sậm Sấy khơ 60oC gói
vào giấy lọc đem socklet dung môi benzen benzen lên máy socklet –ban đầu màu cam –trở nên khơng màu Benzen bình có màu vàng cam, cất đuổi benzen dung dịch thu trên bếp cách thủy, thu hồi benzen ống sinh hàn Khi khô cạn, ta chất rắn màu cam
8-hidroxiquinolin, (trong rượu etylic) Clorofom
Máy khuấy
Natrihiđroxit
Sản phẩm thô
(16)đậm Để tinh chế, hòa tan chất rắn vào hỗn hợp rượu –nước, vừa đun nóng nhẹ vừa lọc, để nguội, sản phẩm kết tinh với tinh thể hình kim màu vàng rơm, lọc lấy sản phẩm áp suất thường, sấy nhẹ sản phẩm ta tinh thể màu vàng nhạt
NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY : 172oC - 173oC
HIỆU SUẤT : 7,2% TỔNG HỢP CHẤT :
3-(8-HIĐROXI-5-QUINOLYL)-1-PHENYLPROP-2-EN -1-ON Hóa chất :
5-focmyl-8-hiñroxiquinolin: 0,4 g
axetophenon: 0,3 ml Axit clohiñric 36%:10 ml
Rượu etylic 99o5:15 ml
Dung dịch natriaxetat bão hòa
Dụng cụ : Bình tam giác Phễu, giấy lọc
Cốc, ống đong Tiến hành phản ứng:
Hòa tan 0,4 g 5-focmyl-8-hiđroxiquinolin vào 15 ml rượu ettylic 99o5, axit hóa 10 ml HCl 36%,
rồi nhỏ giọt 0,3 ml axetophenon, lắc vòng giờ, đồng thời đun hỗn hợp phản ứng nồi cách thủy nhiệt độ khoảng 40oC đến 50oC Sau cất đuổi dung môi ta thu chất rắn màu vàng,
rửa chất rắn thu ete để hồ tan axetophenon chất 5-fomyl-8-hiđroxiquinolin cịn dư Lấy chất rắn tác dụng với natriaxetat bão hòa để thu xeton -α,β không no dạng tự
Kết tinh lại sản phẩm dung môi rượu etylic 96o, thu sản phẩm kết tinh màu vàng tươi
NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY : 169oC - 170oC
(17)B.ANKALOIT:
I-Định nghĩa: Ancaloit hợp chất hữu có chứa dị vịng nitơ, có tính bazơ, thường gặp nhiều lồi thực vật đơi cịn tìm thấy vài động vật
Đặc biệt ancaloit có tác dụng hoạt tính sinh lí cao thể người động vật, đối với hệ thần kinh Với lượng nhỏ, có ankaloit chất độc gây chết người, có lại thần dược trị bệnh đặc hiệu
II-Thành phần nguyên tố cấu tạo ankaloit : 1-Thành phần nguyên tố ankaloit : Có loại ankaloit :
+ Loại chứa nguyên tố : C, H, N
+ Loại chứa nguyên tố : C, H, N, O C, H, N, S
+ Loại chứa nguyên tố : C, H, N, O, S loại có độc tính cao lồi nấm độc 2-Cấu tạo ankaloit :
+ Các ancaloit thường có cấu tạo khác nhau, nói chung có chứa nhân dị vịng có nitơ :
quinolin indol
piperidinN N
NH
piridin pirolidin pirolNH NH N
N N CH3
Thí duï:
nicotin
CH2
CH2
N CH
N CH3O
HO
CH=CH2
quinin
+ Các ancaloit trong họ thực vật thường có cơng thức cấu tạo gần giống
+ Các ancaloit thường kết hợp với axit axit oxalic (HOOC-COOH), axit tactric (HOOCCHOHCHOHCOOH), axit lactic (CH3CHOHCOOH), axit malic (HOOCCH2CHOHCOOH) để
tạo thành dạng muối
+ Thành phần ancaloit phụ thuộc nhiều vào vùng, khí hậu, địa lí, mùa năm Ancaloit thường chứa số phận : lá, hạt, rễ, vỏ
III-Phương pháp tách biệt ankaloit từ thực vật động vật :
Nghiền phận có chứa ancaloit cho tác dụng với HCl (hoặc H2SO4), tạo thành muối
ancaloit, tách dung dịch muối cho tác dụng với NaOH (hoặc Ca(OH)2 hay NH3), ancaloit tách
ra dạng tự tan nước, sau dùng dung mơi thích hợp để chiết ancaloit, sau cất đuổi dung môi thu ancaloit :
ankaloit cất đuổi dung môi
ankaloit dung môi
dmôi ete
chiết ankaloit
Ca(OH)2 hay NH3
NaOH muối ankaloit H2SO4
HCl
+
Nghiền phận có chứa ankaloit
-Trong số trường hợp : nghiền phận chế hóa trực tiếp với kiềm, chiết lấy ancaloit tự
-Trong số trường hợp khác tách ancaloit phản ứng tạo kết tủa muối đơn giản không tan
(18)Trong trường hợp tách thường hỗn hợp ancaloit, việc tách riêng ancaloit khỏi hỗn hợp chúng việc khó khăn , phương pháp sắc kí coi phương pháp tốt IV-Tính chất chung ankaloit :
1-Về trạng thái :
Ancaloit tồn dạng : lỏng rắn
Ancaloit chứa oxi thường trạng thái rắn; anacloit khơng chứa oxi thường trạng thái lỏng 2-Tính tan :
Các ancaloit không tan nước (trừ nicotin & cônin), hầu hết tan dung môi hữu : benzen, ete, clorofom
3-Tính bazơ mạnh :
-Các ancaloit thường có tính bazơ mạnh làm xanh q tím -Các ankaloit tạo muối với axit
-Một số ancaloit làm làm kết tủa Fe(OH)3, Al(OH)3 dung dịch
-Một số ankaloit có tính bazơ mạnh đẩy bazơ trung bình khỏi muối chúng 4-Tác dụng ánh sáng :
Một số ancaloit thường không bền ngồi ánh sáng mặt trời, tia tử ngọai; có số bị thối hóa chiếu tia ánh sáng có bước sóng định
5-Hoạt tính sinh lí cao :
Các ancaloit có tác dụng vào hệ thần kinh mạnh có tác dụng lí hóa thể người động vật Con ngưới sử dụng ancaloit với liều lượng nhỏ để chữa bệnh hay giải khát cacao, cà phê, Nhiều ankaloit chất gây nghiện nguy hiểm người thuốc phiện, heroin chúng chất ma tuý nguy hiểm, cần phải xa lánh chúng
Các ancaloit có chứa S thường có độc tính mạnh, người ta thấy ancaloit loại nấm độc
V-Thuốc thử ankaloit : Có loại thuốc thử : có loại loại thuốc thử : loại tạo kết tủa, loại tạo phức màu
1-Loại tạo kết tủa tan khơng tan : nhạy, phát vết : -HgCl2 1/20 H2O C2H5OH
-Tamin rượu - nước -Bi(NO3)3 - KI
-BiI3, SbI3 / ete-rượu
-Axit phophomolipdic, Axit silicotungstic
-AuCl3 10%, PtCl3 10%; dung dịch đậm axit picric
-Triphamic (trinitrorezoxinol)
Các dung dịch kết tủa ankaloit có nồng độ 10-3 đến 10-1 (một phần ngàn 10/
00đến
phần trăm 1%)
2-Các chất tạo phức màu :
Các loại sunfomolidic, sunfovanidat, sunfoselenơ, sunfotitanic, sunfopara-metyl-benzaldehit ♦ Một số ancaloit thuộc nhóm pirolidin :
N
CH3
CH2-CO-CH3
higrin cuscocigrin
N
CH3
N CH3
CH2-CO-CH2
nicotin N CH3
N
(19)lobelin piperin O O CH=CH-CH=CH-C O N
C6H5
C6H5
N
HO-CH-CH2 CH2-C=O
CH3
capain
O C=O
N H
(CH2)7
CH3
coniin N H
CH2CH2CH3
N
CH3
COOH
arecolin
(CH2)7
O=C HN CH3 O N CH3 O pseudopeletierin isolpeletierin N H
CH2COCH3
N
CH3
CH2CH2CH=O
metylpeletierin peletierin
N CH
2CH2CH=O
H
Cấu dạng ghế pseudopeletierin :
pseudopeletierin N CH3 O N CH3 HO H N CH3 H OH
♦ Một số ancaloit thuộc nhóm tropan :
N CH3
OOCCH C6H5
OH
cocain
CH3 OCOC6H5 COOCH3 N CH3 H O COOCH3 N
C C6H5 O H homatropin (tropin mandelat) scopolamin HOCH2
N CH3 OCO-CH-C6H5
O HOCH2
N CH3 OCO-CH-C6H5
atropin
CH3
N
H
O C O CH2OH
CH C6H5
♦ Một số ancaloit thuộc nhóm isoquinoloin :
CH2 mocphin 12 1314 10 11 HO HO O CH2
N CH3 HO O N-CH3 HO 12 1314 10 11
CH3COO
O
CH2
N
CH3COO
CH3
heâroin
CH2
O
CH3COO CH3COO
(20)CH2
codein
4
12 1314
8
9 10 11
1
O HO CH2
N
CH3O
CH3 CH3O
O
N-CH3
HO
♦Nhoùm quinolin :
quinin quinidin
N H CH CH2
CH3O
C H HO
N H
N H CH CH2
H
N HO C H CH3O
quinin vaø quinidinN CH3O
CH HO
CH2
CH2
CH=CH2
N
cinconidin cinconin
N H CH CH2
C H HO
N H
N H CH CH2
H
N HO C H
CH=CH2
CH2
N HO
N CH CH2
cinconidin vaø cinconin
VI-Một số ancaloit quan trọng :
1-Nicotin : Cơng thức phân tử : C10H14N2
Nicotin thuộc ankaloit họ piridin, có cơng thức cấu tạo :
piridin pirolidil)
-α
-metyl -(N _ β CH3
N N
Trong cấu tạo gồm nhân piridin kết hợp với nhân N-metyl-pirolidin
-Nicotin thuốc dạng muối kết hợp với axit limonic , lượng nicotin thuốc 3%
-Nicotin chất lỏng dầu, không màu, sôi 247oC, nâu lại nhanh chóng không khí bị
oxihóa, dễ bay có mùi thuốc lá, dễ tan nước, dung dịch có tính bazơ mạnh
-Nicotin ancaloit độc, có vài mg nhức đầu, ói mửa, với lượng lớn kìm hãm họat động hệ thần kinh, làm ngưng hô hấp, làm tê liệt hoạt động tim, khơng nên hút thuốc lá Một số kết qủa điều tra cho thấy người nghiện thuốc bị nám phổi, số đáng kể bị ung thư phổi dẫn đến tử vong
-Nicotin độc với côn trùng, làm thuốc trừ sâu nông nghiệp - không gây ô nhiễm môi trường
Một số dẫn xuất quan trọng chứa nhân piridin:
Piridoxin (Vitamin B6)
CH2OH
HO CH3 N
CH2OH
nicotinamit (Vitamin PP) Axit nicotinic
O N
C-NH2
COOH N