- Sơ đồ phản ứng:
Hình 3.1. Sơ đồ phản ứng tạo nuciferin N-oxid sử dụng H2O2 30%
Chuẩn bị phản ứng: Cho nuciferin (0,30 g, 1,02 mmol), dung môi (15 ml), H2O2 30%, bình cầu 1 cổ 50 ml, khuấy từ, và sinh hàn hồi lưu.
Tiến hành phản ứng: Cho vào bình cầu 1 cổ (50 ml) 15 ml dung môi thêm vào 0,3 g nuciferin. Thêm thể tích H2O2 thích hợp. Đun phản ứng ở nhiệt độ thích hợp trong thời gian thích hợp. Theo dõi phản ứng bằng SKLM.
Xử lý hỗn hợp phản ứng: Dịch được chiết bằng CHCl3. Chiết 3 lần lấy lớp dịch CHCl3. Sau đó rửa lại bằng nước cất đến pH=7. Dịch làm khan bằng Na2SO4 và cất dưới áp suất giảm đến kiệt dung môi.
- Các khảo sát chúng tôi đã thực hiện:
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản đến hiệu suất phản ứng tạo nuciferin
N-oxid.
Chúng tôi khảo sát ở nhiệt độ 25oC, 50oC, 65oC. Sử dụng dung môi MeOH, tác nhân H2O2 30% với thể tích 0,25 ml (2,45 mmol). Kết quả được thể hiện ở Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng đến thời gian phản ứng tổng hợp nuciferin N-oxid STT Nguyên liệu (g) Nhiệt độ (oC) Dung môi Thời gian (h) Hiệu suất (%) 1 0,3 25 MeOH 12 63,2 2 0,3 50 MeOH 6 79 3 0,3 65 MeOH 4 88,5
Nhận xét: Nhiệt độ cao làm giảm thời gian phản ứng.
Khảo sát dung môi phản ứng ảnh hưởng đến thời gian phản ứng tổng hợp nuciferin
N-oxid
Các dung môi được khảo sát là MeOH, EtOH, i-prOH. Sử dụng tác nhân H2O2 30% với thể tích 0,25 ml (2,45 mmol). Kết quả được thể hiện trên Bảng 3.2.
Bảng 3.2. Khảo sát dung môi ảnh hưởng đến thời gian phản ứng tổng hợp nuciferin N-oxid
STT Nguyên liệu (g)
Dung môi Nhiệt độ (oC)
Thời gian (h)
Hiệu suất (%)
1 0,3 MeOH Hồi lưu 4 88,5
2 0,3 EtOH Hồi lưu 3,5 90,1
3 0,3 i-PrOH Hồi lưu 2,5 91,7
Nhận xét: với dung môi i-PrOH giảm thời gian phản ứng
Khảo sát tỉ lệ mol H2O2:nuciferin ảnh hưởng đến thời gian phản ứng.
Chúng tôi sử dụng nuciferin (0,30 g, 1,02 mmol), tác nhân H2O2 30% với thể tích 0,25 ml (2,45 mmol); 3 ml (7,35 mmol); 7 ml (17,15 mmol). Nhiệt độ hồi lưu. Chúng tôi sử dụng dung môi i-PrOH do trong khảo sát sử dụng dung môi (Bảng 3.2) chúng tôi thấysử dụng i-PrOH cho thời gian phản ứng ngắn nhất và hiệu suất cao nhất. Kết quả khảo sát được thể hiện trên Bảng 3.3.
Bảng 3.3. Khảo sát tỉ lệ mol H2O2:nuciferin ảnh hưởng đến thời gian phản ứng tổng hợp nuciferin N-oxid STT Nguyên liệu (g) Tỉ lệ mol H2O2:nuciferin Dung môi Thời gian (h) Hiệu suất (%) 1 0,3 2,45 i-PrOH 2,5 91,7 2 0,3 7,35 i-PrOH 2,25 91,7 3 0,3 17,15 i-PrOH 2 91,7
- Đề xuất quy trình:
Chuẩn bị phản ứng: nuciferin (0,3 g; 1,02 ml), i-PrOH (15 ml), H2O2 30% (0,25 ml; 2,45 mmol) vào bình cầu 1 cổ 50 ml, khuấy từ, và sinh hàn hồi lưu.
Tiến hành phản ứng: Cân 0,3 g nuciferin hòa tan trong 15 ml i-PrOH trong bình cầu 1 cổ 50 ml. Thêm 0,25 ml H2O2 30%. Đun phản ứng ổn định phản ứng nhiệt ở độ 82oC. Đun phản ứng ở nhiệt độ thích hợp trong thời gian 2,5h. Theo dõi phản ứng bằng SKLM.
Xử lý hỗn hợp phản ứng: Dịch được chiết bằng CHCl3. Chiết 3 lần lấy lớp dịch CHCl3. Sau đó rửa lại bằng nước cất đến pH=7. Dịch làm khan bằng Na2SO4 và cất dưới áp suất giảm đến kiệt dung môi.
- Kết quả:
Cảm quan: chất lỏng màu xanh.
Khối lượng: m=0,29 g (hiệu suất 91,7%).
SKLM (triển khai với hệ dung môi CHCl3:MeOH=9:1) Quan sát bản mỏng dưởi đèn tử ngoại thấy trên bản mỏng có một vết duy nhất là nuciferin N-oxid. Rf = 0,21.
Kết luận: Sau khi phân tích sản phẩm bằng phổ IR, phổ MS và phổ 1H-NMR chúng tôi chứng minh được sản phẩm là nuciferin N-oxid.
3.2.2. Khử hóa nuciferin N-oxid bằng kẽm trong HCl.
- Nguyên lý phản ứng:
- Chuẩn bị phản ứng: Nuciferin N-oxid (0,1 g, 0,32 mmol) , MeOH (5 ml), Zn bột (0,05 g; 0,76 mmol), HCl 5,6M (0,5 ml), bình cầu 1 cổ 50ml, bếp có khuấy từ. - Tiến hành phản ứng: Hòa tan 0,1 g nuciferin N-oxid trong 5 ml MeOH vào bình cầu 50 ml, acid hóa bằng 1 ml HCl 5,6M. Thêm Zn bột, khuấy trong 24h.
- Xử lý hỗn hợp phản ứng: thêm Na2CO3 bảo hòa khuấy trong 20 phút. Chiết hỗn hợp thu đươc với CHCl3. Cất quay đến cắn. Hoà tan cắn trong 100ml aceton nóng, tẩy màu bằng than hoạt. Bốc hơi bớt dung môi. Để kết tinh lạnh ở 0oC thu được tủa. Lọc lấy tủa, đem sấy ở 70oC. Cân sản phẩm.
- Kết quả:
Cảm quan: chất rắn màu trắng.
Khối lượng: m=0.09 g (hiệu suất 95%). Đo tonc: 164-165oC.
SKLM (triển khai với hệ dung môi CHCl3:MeOH=9:1): Quan sát bản mỏng dưởi đèn tử ngoại thấy trên bản mỏng có một vết duy nhất là nuciferin Rf = 0,78.
Kết luận: Sau khi phân tích sản phẩm bằng phổ MS, phổ 1H-NMR, phổ 13C- NMR chúng tôi chứng minh được sản phẩm là nuciferin.
3.2.3. Khử nuciferin N-oxide bằng FeSO4.7H2O
- Sơ đồ phản ứng:
- Chuẩn bị phản ứng: nuciferin N-oxid (0,1 g; 0,32 mmol) thêm MeOH (5 ml), bình cầu 1 cổ 50 ml, khuấy từ. FeSO4.7H2O (0,1 g; 0,35mmol).
- Tiến hành phản ứng: Hòa tan 0,1 g nuciferin N-oxid trong 5 ml MeOH vào bình cầu 50 ml, thêm FeSO4.7H2O vào bình cầu ở nhiệt độ 0oC. Sau đó hỗn hợp được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 12h. Theo dõi phản ứng bằng SKLM.
- Xử lý hỗn hợp sau phản ứng: Hỗn hợp được acid hóa đến pH=1 bằng HCl 1N. Loại tạp hữu cơ bằng chiết dịch thu được bằng CHCl3. Pha nước được trung hòa bằng Na2CO3 đến pH=8. Sau đó chiết bằng CHCl3. Dịch CHCl3 được rửa nước đến pH=7, làm khan bằng Na2SO4. Cất quay đến cắn. Sử dụng 5 ml CHCl3 hòa tan. Sử dụng sắc ký điều chế tách sản phẩm từ dịch CHCl3.
- Sắc ký điều chế tách sản phẩm được tiến hành như sau: Chấm dung dịch sau xử lý phản ứng chứa 2 hoặc 3 vết lên những bản mỏng có kích thước 20 x 20 cm được tráng chất hấp phụ là silica gel G (Merck), đã hoạt hóa ở 110o C trong 1 giờ ( một bản mỏng cho một phản ứng với 0,1 g nguyên liệu). Hệ dung môi khai triển là CHCl3 : MeOH=9 : 1. Bản mỏng để khô ở nhiệt độ phòng, sau đó soi dưới “đèn soi UV sắc kí CN6” đánh dấu vùng chứa sản phẩm. Cạo lấy silica gel chứa chất cần tách, phản hấp phụ bằng MeOH và lọc lấy dịch. Bốc hơi hết dung môi thu được sản phẩm cần tổng hợp.
- Kết quả:
Dịch trước sắc ký điều chế: thử độ tinh khiết bằng SKLM (triển khai hệ dung môi CHCl3:MeOH=9:1) , dịch mẫu là chất (dịch thử là dịch xử lý của phản ứng trước sắc ký điều chế), soi dưới đèn tử ngoại thu được 2 vết.
- Vết 1 là nuciferin N-oxid, Rf= 0,21. - Vết 2 là nornuciferin, Rf= 0,29. Sau sắc ký điều chế:
- Thu được 0,01g chất nornuciferin, hiệu suất 10,5%.
- Kiểm nghiệm bằng SKLM (triển khai hệ dung môi CHCl3:MeOH=9:1) Quan sát bản mỏng dưởi đèn tử ngoại thấy trên bản mỏng có một vết duy nhất là nornuciferin Rf= 0,29.
Kết luận: Sau khi phân tích sản phẩm bằng phổ IR, phổ MS, phổ 1H-NMR chúng tôi chứng minh được sản phẩm là nornuciferin.