Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tổng hợp một số hợp chất vòng thơm, dị vòng từ dẫn xuất của anilin

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM - NGUYỄN VĂN LUYỆN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT VÒNG THƠM, DỊ VÒNG TỪ DẪN XUẤT CỦA ANILIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HĨA HỌC Chun ngành : Hóa hữu Mã số : 60.44.27 Cán hướng dẫn khoa học: TS DƢƠNG NGHĨA BANG Thái Nguyên - 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………………… CHƯƠNG TỔNG QUAN………………………………………… 1.1 QUINOLIN ……………………………………………………… 1.1.1 Giới thiệu chung quinolin…………………………… 1.1.2 Một số phương pháp tổng hợp quinolin…………………… 1.2 QUINOLON…………… ……………………………………… 19 1.2.1 Giới thiệu chung quinolon……………………………… 19 1.2.2 Một số phương pháp tổng hợp quinolon ………………… 20 1.3 TROPOLON…………………………………………………… 25 1.3.1 Vài nét cấu tạo tropolon…………………………… 25 1.3.2 Một số ứng dụng dẫn xuất tropolon……………… 27 1.3.3 Phương pháp tổng hợp α-tropolon………………………… 29 1.3.4 Phương pháp tổng hợp β-tropolon …………………… 31 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM……………………………………… 33 2.1 Sơ đồ tổng hợp ……………………….…………………………… 33 2.2 Tổng hợp 3,5-đi(tert-butyl)catechol……………………………… 34 2.3 Tổng hợp 3,5-đi(tert-butyl)-1,2-benzoquinon…………………… 34 2.4 Tổng hợp quinolon…………………………………………… 35 2.4.1 Tổng hợp 2,7,8-trimetylquinolin-4(1H)-on ………………… 35 2.4.2 Tổng hợp 2,6,8-trimetylquinolin-4(1H)-on………………… 36 2.4.3 Tổng hợp 2,8-đimetylquinolin-4(1H)-on…………………… 36 2.4.4 Tổng hợp 7-clo-2,8-đimetylquinolin-4(1H)-on…………… 37 2.5 Tổng hợp quinolin…………………………………………… 38 2.5.1 Tổng hợp 4-clo-2,7,8-trimetylquinolin…………………… 38 2.5.2 Tổng hợp 4-clo-2,7,8-trimetyl-5-nitro-quinolin…………… 38 2.5.3 Tổng hợp 4-clo-2,6,8-trimetylquinolin…………………… 39 2.5.4 Tổng hợp 4-clo-2,6,8-trimetyl-5-nitroquinolin …………… 39 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên i http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.5.5 Tổng hợp 4-clo-2,8-đimetylquinolin……………………… 40 2.5.6 Tổng hợp 4-clo-2,8-đimetyl-5-nitro-quinolin……………… 40 2.5.7 Tổng hợp 4,7-điclo-2,8-đimetylquinolin…………………… 41 2.6 Tổng hợp tropolon……………………………………………… 42 2.6.1 Tổng hợp 2-(4-clo-7,8-đimetyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7- đi(tert-butyl)-1,3-tropolon …………………………………………… 42 2.6.2 Tổng hợp 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)-1,3-tropolon…………………………………………… 2.6.3 Tổng hợp 2-(4-clo-6,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert- butyl)-1,3-tropolon …………………………………………… 2.6.4 42 43 Tổng hợp 2-(4-clo-6,8-đimetyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7- đi(tert-butyl)-1,3-tropolon …………………………………………… 44 2.6.5 Tổng hợp 2-(4-clo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)–1,3-tropolon …………………………………………… 44 2.6.6 Tổng hợp 2-(4-clo-8-metyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)–-1,3-tropolon …………………………………………… 45 2.6.7 Tổng hợp 2-(4,7-điclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)–-1,3-tropolon …………………………………………… 46 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………… 47 3.1 Tổng hợp 3,5-đi(tert-butyl)-1,2-benzoquinon từ catechol 47 3.2 Tổng hợp quinolin…………………………………………… 47 3.3 Tổng hợp tropolon…………………………………………… 49 3.3.1 Tổng hợp 2-(4-clo-7,8-đimetyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7- đi(tert-butyl)-1,3-tropolon …………………………………………… 51 3.3.2 Tổng hợp 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)-1,3-tropolon…………………………………………… 51 3.3.3 Tổng hợp 2-(4-clo-6,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)-1,3-tropolon ………………………………………… 3.3.4 52 Tổng hợp 2-(4-clo-6,8-đimetyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7- Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ii http://www.lrc-tnu.edu.vn đi(tert-butyl)-1,3-tropolon ………………………………………… 53 3.3.5 Tổng hợp 2-(4-clo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)–1,3-tropolon ………………………………………… 53 3.3.6 Tổng hợp 2-(4-clo-8-metyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)–-1,3-tropolon ………………………………………… 54 3.3.7 Tổng hợp 2-(4,7-điclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)–1,3-tropolon ………………………………… ……… 55 KẾT LUẬN……………………………………… 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………… 57 PHỤ LỤC………………………………………… 61 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên iii http://www.lrc-tnu.edu.vn BẢNG KÍ HIỆU CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu H NMR Tiếng Anh H-Nuclear Magnetic resonance Tiếng Việt Phổ cộng hưởng từ proton 13 13 Phổ cộng hưởng từ 13C d doublet Vân đôi dd doublets of double Vân đôi – đôi IR Infrared Spectroscopy Phổ hấp thụ hồng ngoại m multiplet Vân bội s singlet Vân đơn t Triplet Vân ba C NMR C-Nuclear Magnetic resonance Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên iv http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Hình Tên hình vẽ Phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8-đimetyl-5-nitroquinolin2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Trang 60 CDCl3 Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8-đimetyl-5- 61 nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Phổ IR 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7- 62 đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)- 63 5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8- 64 đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8- 65 đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Phổ 1H NMR 2-(4-clo-6,8-đimetylquinolin-2-yl)- 66 5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-6,8- 67 đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình Phổ IR 2-(4-clo-6,8-đimetyl-5-nitroquinolin-2-yl)- 68 5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình 10 Phổ 1H NMR 2-(4-clo-6,8-đimetyl-5-nitroquinolin- 69 2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3-tropolon Hình 11 Phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7- 70 đi(tert-butyl)–-1,3-tropolon Hình 12 Phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7- 71 đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Hình 13 Phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metyl-5-nitroquinolin-2- Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên v 72 http://www.lrc-tnu.edu.vn yl)-5,7-đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Hình 14 Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metyl-5- 73 nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Hình 15 Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metyl-5- 74 nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Hình 16 : Phổ 1H NMR 2-(4,7-điclo-8-metylquinolin-2-yl)- 75 5,7-đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Hình 17 Một phần phổ 1H NMR 2-(4,7-điclo-8- 76 metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên vi http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Anilin amin thơm quan trọng, phát lần vào năm 1826, chưng cất khan phẩm màu inđigo Sau chưng cất từ nhựa than đá (1834) Zinin tổng hợp từ Nitrobenzen (1842) Từ tới nay, anilin chứng minh tầm quan trọng công nghiệp sản xuất dược phẩm, phẩm nhuộm đặc biệt quan trọng ngành tổng hợp hữu Đã từ lâu, nhà tổng hợp hữu dùng aniline dẫn xuất chúng để tổng hợp hợp chất thơm (các dẫn xuất aminophenol, tạo chất trung gian muối điazoni…), hợp chất dị vòng (phenoxazin, phenthiazin, benzimidazol, quinolin, ) Trong đó, hợp chất hữu có chứa hệ quinolin, tropolon thể có hoạt tính sinh học đa dạng Nhiều hợp chất sử dụng làm thành phần số loại thuốc lưu hành thị trường Quinin (thuốc chống sốt rét), Sopcain (thuốc gây mê), plasmoxin acrikhin (thuốc chống sốt rét), Colsamin (thuốc chống mụn nhọt, khối u), Colchicin (chống bệnh gút) Những cơng trình Zhe-Shan Quan, Rui-Hua Guo, Hitomi Suzuki, Maria Koufaki, Minkin V.I, Redington RL, Nguyễn Minh Thảo, Nguyễn Đình Triệu.v.v cho thấy nhiều nhà hóa học nước giới tập trung nghiên cứu lĩnh vực Chính vậy, lựa chọn đề tài “Nghiên cứu tổng hợp số hợp chất vòng thơm, dị vòng từ dẫn xuất anilin” nhằm nghiên cứu tổng hợp thêm hợp chất làm sở tăng thêm lựa chọn ngành cơng nghiệp có liên quan tới chúng Mục tiêu đề tài nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất quinolin đặc biệt dẫn xuất tropolon chúng từ anilin tương ứng Nghiên cứu xác định cấu trúc sản phẩm phương pháp phổ tin dùng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 QUINOLIN [1,2,3,11,12] 1.1.1 Giới thiệu chung quinolin Quinolin biết đến từ năm 1834 Runge tách từ nhựa than đá [14] Từ đến nay, hố học hợp chất dị vòng quinolin phát triển mạnh đem lại nhiều kết đáng quan tâm, đặc biệt hố dược Mặc dù quinolin có nhựa than đá, song hợp chất thiên nhiên quan trọng chứa khung quinolin ankaloit Trong vỏ dễ Cinchona officinalis có hàng chục ankaloit, có hai cặp đối quang đáng ý cặp cinconin/ cinconiđin cặp quinin/quiniđin [3]: H H HO H R (S) (R) H H N HO R , N H (R) (S) N , N R = H, ( 8R,9S); Cinconin R= OCH3, (8R, 9S); Quinidin R = H, ( 8S,9R); Cinconidin R= OCH3, (8S, 9R); Quinin Quinin thuốc trị sốt rét, người ta biết dùng chế phẩm từ đầu kỉ XVII, phải 100 năm sau (1944) Woodward tổng hợp toàn phần Các dẫn xuất 8-hiđroxiquinolin thường có biểu hoạt tính sinh học khác nhau, đặc biệt hoạt tính diệt khuẩn, diệt nấm Đó phức selat 8hiđroxiquinolin, dẫn xuất halogen nhiều dẫn xuất khác Thí dụ: COOCH3 Br N Cl OH I OH N Cl Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên N COCH3 http://www.lrc-tnu.edu.vn Phức selat 8-hiđroxiqunolin với đồng (II) dùng để phòng nấm mốc cho da thuộc; 5-cloro-7-iođo-8-hiđroxiquinolin chất diệt khuẩn lị Một dẫn xuất amioacriđin, mang tên thương mại acranil, có tính kháng virut: Cl N OCH3 NHCH2CH(OH)CH2N(C2H5)2.2HCl Để trừ giun sán cho vật nuôi, người ta dùng số dẫn xuất quinolin Thí dụ: CH3 CH3 (CH3)2N N C6H5 N CH CH CH3 Cũng có ứng dụng tương tự dẫn xuất aminoacriđin: N CH3O NH2CH[CH2]3NH(C2H5)2 2CH3SO3 CH3 Quinin cinconin hợp chất thiên nhiên chứa vòng quinolin dùng để trị bệnh sốt rét Phỏng theo cấu trúc chất này, người ta thành cơng việc tìm kiếm thuốc tổng hợp có hoạt tính tương tự mà ưu việt hơn, cloquin, plasmoquin, pentaquin,… Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3: Phổ IR 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 63 Hình 4: Phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 64 Hình 5: Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)-1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 65 Hình 6: Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-7,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)-1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 66 Hình 7: Phổ 1H NMR 2-(4-clo-6,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)-1,3tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 Hình 8: Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-6,8-đimetylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)-1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 Hình 9: Phổ IR 2-(4-clo-6,8-đimetyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 69 Hình 10: Phổ 1H NMR 2-(4-clo-6,8-đimetyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)-1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 70 Hình 11: Phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)–-1,3tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 71 Hình 12: Phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)–1,3tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 72 Hình 13: Phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7-đi(tertbutyl)–1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 73 Hình 14: Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 74 Hình 15: Một phần phổ 1H NMR 2-(4-clo-8-metyl-5-nitroquinolin-2-yl)-5,7đi(tert-butyl)–1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 75 Hình 16: Phổ 1H NMR 2-(4,7-điclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)– 1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 76 Hình 17: Một phần phổ 1H NMR 2-(4,7-điclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-đi(tert-butyl)– 1,3-tropolon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 77 ... giới tập trung nghiên cứu lĩnh vực Chính vậy, chúng tơi lựa chọn đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp số hợp chất vòng thơm, dị vòng từ dẫn xuất anilin? ?? nhằm nghiên cứu tổng hợp thêm hợp chất làm sở tăng... tổng hợp hữu Đã từ lâu, nhà tổng hợp hữu dùng aniline dẫn xuất chúng để tổng hợp hợp chất thơm (các dẫn xuất aminophenol, tạo chất trung gian muối điazoni…), hợp chất dị vòng (phenoxazin, phenthiazin,... chúng Mục tiêu đề tài nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất quinolin đặc biệt dẫn xuất tropolon chúng từ anilin tương ứng Nghiên cứu xác định cấu trúc sản phẩm phương pháp phổ tin dùng Số hóa Trung tâm