3-(5-bromosalicylamido)rhodanin; 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin; và 3-(5- nitrosalicylamido)rhodanin.
Trên tất cả các phổ đồ NMR đều không thấy xuất hiện những mũi cộng hưởng lạ, điều này cho thấy các sản phẩm được tinh chế sạch, không còn lẫn tạp chất. Phổ MS của các sản phẩm cho thấy khối lượng đo được phù hợp với khối lượng lý thuyết.
4.3.2. Cấu trúc của các dẫn chất 5-aryliden-3-(5-halogeno / nitrosalicyl-amido)rhodanin amido)rhodanin
4.3.2.1. Định tính bằng phương pháp hóa học
Các sản phẩm không tham gia phản ứng với ghép với PDAB do carbon methylen ở vị trí số 5 của nhân rhodanin đã tham gia ghép với các aldehyd thơm khác. Tinh thể thu từ sự thủy phân các sản phẩm tạo được phức có màu từ tím đến tím đỏ với FeCl3 cho thấy sự hiện diện của cấu trúc OH –phenol trong công thức acid salicylic.
Các sản phẩm nhóm dẫn chất halogeno sau khi vô cơ hóa cho kết quả dương tính với các phản ứng định tính ion Cl-; Br-; I-. Các dẫn chất của 5-nitrosalicylamido- rhodanin sau khi khử hóa bằng Zn/H+ cho phản ứng đặc trưng của nhóm amin thơm.
4.3.2.2. Phổ UV
Trên phổ UV của các sản phẩm có sự dịch chuyển độ hấp thu về phía bước sóng dài hơn hay sự chuyển vị batocromic so với các nguyên liệu cho thấy phản ứng
ghép các aldehyd thơm (là những nhóm mang màu) vào vị trí C5 đã xảy ra đúng như dự đoán.
4.3.2.3. Phổ IR
- Phổ đồ cho thấy có vân phổ trong khoảng 1700-1670 cm-1 đặc trưng dao động hóa trị của liên kết –C=O của amid bậc hai.
- Vân phổ trong vùng 1750-1740 cm-1 là đặc trưng của nhóm >C=O trong nhân rhodanin, vân phổ 1200-1050 cm-1 đặc trưng cho liên kết hóa trị của nhóm thiocarbonyl >C=S.
- Các vân phổ trong vùng 1600-1500 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của các liên kết đôi trong nhân thơm .
4.3.2.4. Phổ NMR
Phổ 1H-NMR và 1Hex-NMR
- Trên phổ 1H-NMR của các sản phẩm có các tín hiệu cộng hưởng nằm trong khoảng 6-8 ppm của proton nhân thơm.
- Tất cả các sản phẩm đều không còn mũi cộng hưởng đôi ở khoảng 4 ppm đặc trưng cho 2 proton của nhóm -CH2 (H5), thay vào đó trong khoảng 7-8 ppm có xuất hiện 1 mũi đơn đặc trưng cho proton của nhóm =CH-. Có thể nhận định phản ứng ghép aldehyd thơm đã xảy ra vào đúng vị trí số 5 như dự kiến.
- Các sản phẩm (3d); (3e); (5b); (5c); (5d); (6d); (7g); (7h) là những sản phẩm ghép với các dẫn chất của methoxybenzaldehyd, trên phổå đồ xuất hiện mũi cộng hưởng trong khoảng 3-4 ppm, giá trị tích phân cho thấy đây là tín hiệu cộng hưởng của các proton trong chức methoxy (-OCH3), số lượng proton thể hiện trên phổ đồ phụ thuộc vào số nhóm methoxy có trong công thức (hình 4.5).
Hình 4.5. Phổ 1H-NMR của 5-(3,4,5-trimethoxybenzaldehyd)-3-(5-bromo- salicylamido)rhodanin (5d)
- Phổ đồ của các sản phẩm (4h); (5e); (6e); (7i) cho mũi cộng hưởng đơn tại vị trí khoảng 3,05 ppm, giá trị tích phân thể hiện có 6 proton cùng cộng hưởng tại vị trí này, xét trên công thức các sản phẩm thì đây là tín hiệu cộng hưởng của 6 hydro trong nhóm dimethylamin (-N(CH3)2), 6 proton của nhóm dimethylamin có tính tương đương từ, đó là lý do tại sao 6 proton cộng hưởng từ tại cùng một vị trí. (Hình 4.6).
-Tất cả các phổ đồ đều xuất hiện vùng cộng hưởng tù, thấp ở vùng trường thấp khoảng 10-12 ppm, đây là vùng cộng hưởng của hydro nhóm –OH hoặc –NH, số lượng hydro cộng hưởng tại đây bằng 2 tương ứng với 2 hydro của –OH phenol và hydro của cấu trúc –NH amid.
- Trên tất cả phổ đồ không thấy xuất hiện các mũi cộng hưởng lạ có thể kết luận các sản phẩm đều tinh khiết.
- Các giá trị tích phân trên phổ đồ cho thấy số proton bằng với số hydro có trong các công thức.
Hình 4.6: Phổ 1H-NMR của 5-(4-N,N-dimethylaminobenzyliden)-3-(5- bromosalicylamido)rhodanin (5e)
Phổ 13C-NMR
- Phổ 13C-NMR của các sản phẩm đều cho 1 mũi cộng hưởng trong vùng 180-190 ppm của carbon >C=S trong nhân rhodanin (C2), 2 mũi cộng hưởng trong vùng trường thấp 160-170 ppm tương ứng với các carbon >C=O nhân rhodanin (C4), - C=O amid (-CONH-), và 1 mũi cộng hưởng ở khoảng 150-160 ppm ứng với độ dịch chuyển hóa học của carbon -C-OH (C2′).
- Tất cả phổ của các sản phẩm đều không thấy tín hiệu cộng hưởng tại vị trí 33 ppm của C5 trong nhân rhodanin, thay vào đó có thêm 1 mũi cộng hưởng vào khoảng 115-118 ppm của carbon tứ cấp C5 trong nhân rhodanin sau khi đã tham gia phản ứng ghép với các aldehyd thơm.
giữa các rhodanin với các hợp chất methoxybenzaldehyd thấy có 1 hoặc 2 tín hiệu cộng hưởng ở vị trí khoảng 50-60 ppm tùy thuộc vào số nhóm –OCH3 và vị trí các nhóm này trong công thức của các dẫn chất methoxybenzaldehyd tham gia phản ứng ghép với nhân rhodanin.
Nếu so sánh phổ 13C-NMR của các sản phẩm (5b) và (5c) (sản phẩm ghép với các dẫn chất dimethoxybenzaldehyd) với sản phẩm (5d) (ghép với 3,4,5- trimethoxybenzaldehyd) chúng tôi nhận thấy trên các phổ đồ đều chỉ cho 2 tín hiệu của carbon nhóm –OCH3 dù cho (5d) có đến 3 nhóm methoxy trong công thức, nguyên nhân do 2 nhóm methoxy ở vị trí 3″ và 5″ có tính tương đương từ với nhau do đó 2 carbon này cộng hưởng tại cùng một vị trí và chỉ xuất hiện 1 mũi cộng hưởng. Trong khi đó các sản phẩm (5b) và (5c) có 2 nhóm methoxy ở vị trí không tương đương từ nên cũng cho 2 mũi cộng hưởng trong khoảng này.
Hình 4.7: Phổ 13C-NMR của 5-(4-N,N-dimethylaminobenzyliden)-3-(5- bromosalicylamido)rhodanin (5e)
- Trên phổ của các sản phẩm (4h); (5e); (6e); (7i) thấy xuất hiện một tín hiệu tại vị trí 40 ppm, đây là tín hiệu cộng hưởng của 2 carbon -CH3 trong nhóm dimethylamin. Vì 2 carbon này tương đươngtừ với nhau nên có cùng độ dịch chuyển và cho mũi cộng hưởng tại cùng 1 vị trí. (Hình 4.7)
- Các sản phẩm (6a); (6b); (6c); (6d); (6e) đều cho mũi cộng hưởng tại vị trí 81 ppm, đây là vị trí cộng hưởng của carbon liên kết trực tiếp với iod (C5′) cho thấy các sản phẩm là những dẫn chất của 3-(5-iodosalicylamido) rhodanin.
Phổ 13C-NMR - DEPT
Trên phổ DEPT 135 của các chất khảo sát chúng tôi thấy không còn mũi cộng hưởng âm ở vị trí 33 ppm của carbon methylen ở vị trí số 5 trên nhân rhodanin. Số mũi dương ở phổ DEPT-135 tăng lên ứng với số carbon =CH- của aldehyd thơm.
Hình 4.8: Phổ DEPT của 5-(4-N,N-dimethylaminobenzyliden)-3-(5- bromosalicylamido)rhodanin (5e)
Kết hợp giữa phổ DEPT và phổ toàn phần cho thấy phản ứng ghép đã xảy ra tại đúng vị trí số 5 như dự đoán, công thức không còn carbon methylen như của các dẫn chất rhodanin thay vào đó là một carbon tứ cấp. (Hình 4.8)
Các dẫn chất mang nhóm methoxy và dimethylamin đều cho các tín hiệu dương tại các khoảng 50-60 ppm và vị trí 40 ppm trên phổ DEPT 135 với cường độ khá lớn, không thấy tín hiệu tại các vị trí này trên phổ DEPT 90, như vậy đây là các tín hiệu của nhóm –CH3 (nhóm tín hiệu này không xuất hiện trên phổ DEPT 90). Các mũi còn lại nằm trong vùng dịch chuyển của carbon nhân thơm và phù hợp với độ dịch chuyển lý thuyết tính toán được. Số lượng tín hiệu xuất hiện trên phổ đồ bằng với số lượng carbon có trong công thức.
Với các sản phẩm trong công thức có các carbon tương đương thì số lượng các mũi cũng giảm xuống tương ứng do những carbon tương đương sẽ cho tín hiệu cộng hưởng tại cùng một vị trí.
Qua đối chiếu các phổ IR, 1H-NMR và 13C-NMR chúng tôi nhận thấy các sản phẩm tổng hợp được có cấu trúc giống như dự kiến. Trên phổ 13C-NMR có số mũi cộng hưởng bằng đúng với số carbon trong các công thức dự kiến, không thấy xuất hiện các tín hiệu lạ chứng tỏ sản phẩm đạt độ tinh khiết cao.
Các sản phẩm thu được là các dẫn chất 5-aryliden-3-(5-halogeno / nitro- salicylamido)rhodanin có cấu trúc đúng như dự kiến.
4.3.3. Cấu trúc các dẫn chất 3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion
4.3.3.1. Định tính bằng phương pháp hóa học
Các tinh thể thu được từ sự thủy phân sản phẩm (8) có hình kim và tạo phức màu tím với FeCl3, đây là phản ứng đặc trưng cho nhóm OH phenol trong acid salicylic.
Sản phẩm (8) tham gia phản ứng với PDAB cho tủa màu đỏ là phản ứng đặc trưng của vòng rhodanin.
4.3.3.2. Phổ IR
Phổ đồ cho thấy có vân phổ trong khoảng 1700-1670 cm-1 đặc trưng dao động hóa trị của liên kết –C=O của amid bậc II.
Vân phổ trong vùng 1750-1740 cm-1 là đặc trưng của nhóm >C=O trong nhân rhodanin, không thấy xuất hiện vân phổ trong khoảng 1100-1050 cm-1 đặc trưng cho liên kết hóa trị của nhóm thiocarbonyl >C=S.
Các vân phổ trong vùng 1600-1500 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của các liên kết đôi trong nhân thơm.
4.3.3.3. Phổ 1H-NMR và 1Hex-NMR
Giống với phổ đồ của 3-salicylamido rhodanin, phổ 1H-NMR của sản phẩm (8) có các tín hiệu cộng hưởng ở vùng 6-8 ppm của các proton nhân thơm, trên phổ đồ cũng thấy tín hiệu mũi đôi ở vị trí khoảng 4 ppm của 2 proton >CH2 trên nhân rhodanin. Số lượng proton khớp với số hydro có trong công thức dự kiến. (Hình 4.9 và 4.10)
Hình 4.10: Phổ 1H-NMR của 3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion (8)
Trên phổ đồ xuất hiện 2 đỉnh nhọn thấp trong khoảng 10-12 ppm tương ứng với số hydro là 2, đây có thể là vùng cộng hưởng của hydro trong nhóm chức –OH phenol và –NH amid.
Phổ proton của sản phẩm (8) không khác so với phổ proton của 3-salicylamido rhodanin do phản ứng oxy hóa chỉ tác động lên vị trí số 2 làm thay đổi lưu huỳnh thành oxy, không ảnh hưởng đến số lượng hydro trong công thức.
4.3.3.4. Phổ 13C-NMR
- Trên phổ đồ của sản phẩm (8) không còn tín hiệu cộng hưởng tại vùng 170-200 ppm của nhóm >C=S thay vào đó có 3 mũi cộng hưởng trong khoảng 160-170 ppm (thay vì chỉ 2 mũi như trên phổ đồ của 3-salicylamido rhodanin), đây là vùng cộng hưởng của các carbon >C=O nhân rhodanin, điều này cho thấy trong công thức sản phẩm (8) có 2 nhóm carbonyl, tăng lên một nhóm so với nguyên liệu ban
đầu, chứng tỏ nhóm >C=S ở vị trí số 2 trong nhân rhodanin của 3-salicylamido rhodanin đã được chuyển thành nhóm >C=O (hình 4.10 và 4.11).
- Phổ đồ của sản phẩm (8) cho tín hiệu cộâng hưởng tại vị trí 33 ppm của carbon – CH2.
- Các mũi còn lại nằm trong vùng cộâng hưởng của carbon nhân thơm và phù hợp với độ dịch chuyển lý thuyết tính toán được.
Khi so sánh phổ 13C-NMR của 3-salicylamido rhodanin (3) và phổ của sản phẩm
(8) có thể thấy độ dịch chuyển của các carbon trên cả 2 phổ đồ có sự khác biệt không đáng kể (trừ mũi cộng hưởng của carbon số 2) do về mặt cấu tạo, sản phẩm (8) giống với 3-salicylamido rhodanin chỉ khác ở vị trí số 2 nhóm carbonyl được thay thế cho nhóm thiocarbonyl.
Hình 4.12 : Phổ 13C-NMR của 3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion (8)
Qua đối chiếu các phổ IR, 1H-NMR và 13C-NMR chúng tôi nhận thấy sản phẩm
(8) có cấu trúc giống như dự kiến. Trên phổ 13C-NMR có số tín hiệu bằng với số carbon trong các công thức dự kiến, không thấy xuất hiện các đỉnh lạ chứng tỏ sản phẩm đạt độ tinh khiết cao.
Có thể kết luận phản ứng chuyển nhóm thiocarbonyl thành carbonyl đã thành công và sản phẩm thu được đúng là 3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion.
4.3.4. Cấu trúc các dẫn chất 5-aryliden-3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion
4.3.4.1. Định tính bằng phản ứng hóa học
Các tinh thể thu được từ sự thủy phân sản phẩm (8a), (8b), (8c) có hình kim và tạo phức màu tím với FeCl3, đây là phản ứng đặc trưng cho nhóm OH phenol trong acid salicylic.
Các sản phẩm không phản ứng với PDAB cho cho thấy vị trí số 5 trên nhân thiazolidin-2,4-dion đã ghép với các aldehyd thơm.
4.3.4.2. Phổ IR
Trên phổ đồ thấy các vân phổ trong 1680-1630 cm-1 đặc trưng dao động hóa trị của liên kết –C=O của amid bậc II. Các vân phổ trong vùng 1600-1500 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của các liên kết đôi trong nhân thơm.
Phổ đồ không xuất hiện vân phổ trong vùng 1050-1100 cm-1 của nhóm chức >C=S. (PL 38.2, 39.2, 40.2)
4.3.4.3. Phổ 1H-NMR và 1Hex-NMR
Phổ đồ của các sản phẩm (8a), (8b), (8c) có các tín hiệu cộng hưởng trong khoảng 6-8 ppm của các proton trong nhân thơm. Số proton cộng hưởng bằng với số hydro trong công thức dự kiến. Không thấy mũi cộng hưởng đôi ở vị trí khoảng 4 ppm của 2 proton >CH2 trong nhân thiazolidin-2,4-dion thay vào đó trong khoảng 7-8 ppm có xuất hiện 1 mũi đơn của proton trong nhóm =CH- có thể thấy đã có sự ngưng tụ aldehyd thơm vào vị trí số 5 của nhân thiazolidin-2,4-dion. Sản phẩm (8b) và (8c) cho 1 tín hiệu cộng hưởng trong khoảng 3-4 ppm, cường độ tích phân của mũi cho thấy có 3 proton cộâng hưởng ở vị trí này ứng với 3 proton nhóm chức methoxy (-OCH3).
Tất cả các phổ đồ đều xuất hiện vùng cộng hưởng tù, thấp ở vùng trường thấp khoảng 10-12 ppm, đây là vùng cộng hưởng của hydro nhóm –OH hoặc –NH, số lượng hydro cộng hưởng tại đây bằng 2, tương ứng với 2 hydro của –OH phenol và hydro của cấu trúc –NH amid. (PL 38.3, 38.4, 39.3, 39.4, 40.3, 40.4)
4.3.4.4. Phổ 13C-NMR
Trong khoảng 150-170 ppm, phổ đồ của các sản phẩm (8a), (8b), và (8c) xuất hiện 4 mũi cộng hưởng tương tự với phổ đồ của 3-salicylamidothiazolidin-2,4- dion (8), tuy nhiên trên phồ đồ các sản phẩm này không còn tín hiệu cộng hưởng
tại vị trí khoảng 33 ppm của carbon methylen >CH2 (C5) thay vào đó lại xuất hiện tín hiệu trong khoảng 113-115 ppm của carbon tứ cấp C5 hơn nữa số mũi cộng hưởng trên các phổ đồ tăng lên cho thấy phản ứng ghép aldehyd vào vị trí 5 đã xảy ra.
- Các sản phẩm (8b) và (8c) cho mũi cộng hưởng tại vị trí khoảng 50-60 ppm của carbon nhóm –OCH3.
Số lượng mũi cộng hưởng trên phổ 13C-NMR của sản phẩm (8a), (8b), (8c) bằng với số lượng carbon có trong công thức dự kiến. Các sản phẩm (8a) và (8b) có các cặp carbon C2″, C6″ và C3″, C5″ tương đương trong công thức nên số mũi cộng hưởng giảm 2 so với tổng số carbon. (PL 38.5, 39.5, 39.4, 40.5)
Qua đối chiếu các phổ IR, 1H-NMR và 13C-NMR chúng tôi nhận thấy các sản phẩm (8a), (8b), (8c) có cấu trúc giống như dự kiến. Trên phổ 13C-NMR có số tín hiệu bằng với số carbon trong các công thức dự kiến, không thấy xuất hiện các đỉnh lạ cho thấy các sản phẩm tinh khiết.
4.3.5. Cấu trúc các dẫn chất 3-(5-halogeno / nitrosalicylamido)-4-mercapto- thiazol-2(3H)-thion
4.3.5.1. Phổ IR
Ngoài các vân phổ cơ bản giống với phổ đồ của dẫn chất 3-(5-halogeno / nitro salicylamido) rhodanin, trên phổ của các sản phẩm (9), (10), (11), (12), (13) thể hiện một số khác biệt:
Không thấy sự hiện diện của vân phổ trong vùng 1750-1740 cm-1 đặc trưng cho dao động của nhóm >C=O trong nhân rhodanin, thay vào đó là vân phổ trong vùng 1100-1050 cm-1 . Việc biến mất của vân phổ trong vùng 1750-1740 cm-1 có
thể sơ bộ cho thấy phản ứng thion hóa đã xảy ra trên vòng rhodanin của các nguyên liệu.
4.3.5.2. Phổ 1H-NMR và 1Hex-NMR
Giống với phổ 1H-NMR của các dẫn chất rhodanin phổ của các sản phẩm (9), (10), (11), (12), (13) cho các tín hiệu nằm trong khoảng 6-8 ppm, đây là các mũi cộng hưởng của proton nhân thơm.
Khác hơn các rhodanin, các sản phẩm mới không có mũi cộng hưởng tại vùng 4 ppm của 2 proton >CH2, thay vào đó lại xuất hiện mũi cộng hưởng đơn trong vùng 6,99-7,10 ppm của nhân thơm, như vậy trong công thức các sản phẩm tại vị trí số 5 của nhân rhodanin không có sự hiện diện của nhóm >CH2 thay vào đó là nhóm =CH-. (Hình 4.13).
Hình 4.13: Phổ 1H-NMR của 3-salicylamido-4-mercapto- thiazol-2(3H)-thion (9)
4.3.5.3. Phổ 13C-NMR
So sánh với 3-salicylamidorhodanin (3), phổ đồ của sản phẩm (9) có mười tín hiệu cộng hưởng tương ứng với mười carbon trong công thức. Về nguyên tắc các