CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.5. Các phản ứng cơ bản trong tổng hợp
2.5.1. Các phản ứng cơ bản trong hóa học hữu cơ
2.5.1.1. Phản ứng bảo vệ nhóm chức (nhóm hydroxyl – OH)
Đây là phương pháp chuyển hóa tạm thời nhóm chức cần bảo vệ thành nhóm chức khác mà nhóm này sẽ khơng bị biến đổi trong suốt q trình chuyển hóa của nhóm chức cần thiết (Thảo, 2005).
Hình 2.4. Sơ đồ bảo vệ nhóm hydroxyl (-OH) bằng (A) nhóm MOMvà (B) nhóm THP và (B) nhóm THP
Nhóm hydoxyl thơng thường được bảo vệ bằng cách chuyển thành alkyl hoặc silyl ether sử dụng các nhóm bảo vệ như tetrahydropyranyl (THP), methoxymethyl (MOM), -methoxymethyl, methylthiomethyl (MTM), benzyl, t-Butyldimethylsilyl (TBDMS) (Green & Wuts, 1999).
2.5.1.2. Phản ứng tách nhóm bảo vệ
Đây là phản ứng mà nhóm bảo vệ của nhóm chức được tách ra để chuyển hóa lại nhóm chức ban đầu. Thơng thường, các nhóm bảo vệ ether được tách bằng cách thủy giải trong mơi trường acid yếu và nhóm este được thủy giải trong môi trường kiềm (Thảo, 2005).
2.5.1.3. Phản ứng oxy hóa alcol bậc 1
Phản ứng gồm 2 quá trình: dehydro hóa tạo aldehyde từ rượu và aldehyde bị oxy hóa tiếp theo tạo cacboxylic trong dung môi pyridine sử dụng tác nhân oxy hóa là Cr(VI) trong pyridin (như pyridinicloromat hay pyridinibicromate) hoặc dimetylsunfoxit (DMSO) trong pyridin hoặc sunfotrioxit pyridine trong anhydric acetic (Thảo, 2005).
Hình 2.5. Sơ đồ q trình oxy hóa alcol bậc 12.5.1.4. Phản ứng ankyl helogenua 2.5.1.4. Phản ứng ankyl helogenua
Phản ứng ankyl helogenua là phương pháp hiệu quả nhất cho việc tạo ra ankyl halogenua được tổng hợp từ rượu. Phản ứng xảy ra đơn giản để chuyển
đổi một rượu một ankyl halogenua liên quan đến việc điều chế rượu với HX (X: Cl, Br hoặc I).
Hình 2.6. Sơ đồ phản ứng ankyl halogenua2.5.1.5. Phản ứng oxy hóa 2.5.1.5. Phản ứng oxy hóa
Phản ứng oxy hóa là phản ứng tạo ra andehyde từ rượu trong môi trường Methyl chloride với chất oxy hóa thường được sử dụng trong phản ứng này là Pyridinium chlorochromate (PCC) hoặc Dimethylsulfoxide (DMSO) (được gọi phản ứng Swern) phản ứng xảy ra như sau:
Hình 2.7. Sơ đồ phản ứng oxy hóa2.5.1.6. Phản ứng acetyl hóa 2.5.1.6. Phản ứng acetyl hóa
Phản ứng acetyl hóa là phản ứng tạo este từ rượu và acid chloride (R- CO-Cl) hoặc anhydride (RCOO-COR’) trong môi trường bazơ như trimethylamine hoặc pyridine (Shirini et al., 2003).
Hình 2.8. Sơ đồ phản ứng acetyl hóa2.5.1.7. Phản ứng Wittig 2.5.1.7. Phản ứng Wittig
Phản ứng Wittig là phương pháp tổng hợp alken từ aldehyde hoặc ketone với một triphenyl phosphonium ylide (thường gọi là tác nhân Wittig) dưới tác động bazơ (base) của n-BuLi để tạo thành alkene và triphenylphosphine oxide. Với ưu điểm dễ thực hiện, điều kiện phản ứng đơn giản và tạo đồng thời cùng lúc 2 sản phẩm gồm đồng phân cis (Z-) và trans (E- ) với tỷ lệ 3:1. Phản ứng này được khám phá bởi nhà hóa học người Đức Georg Wittig, phản ứng này đã đem lại cho ơng giải thưởng Nobel Hóa học năm 1979.
Hình 2.9. Sơ đồ phản ứng Wittig2.5.1.8. Phản ứng ester hóa 2.5.1.8. Phản ứng ester hóa
Phản ứng ester hóa là phản ứng tạo ra este (R1-COO-R2). Khi kết hợp Acide hữu cơ (R1-COOH) và rượu (R2-OH) trong môi trường acide (H+).
Hình 2.10. Sơ đồ phản ứng ester hóa
2.5.2. Kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography, TLC)
Điểm kết thúc ở mỗi phản ứng được xác định bằng kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography, TLC). Trong đó:
-Pha tĩnh: là tấm sắc ký gồm tấm nhơm mỏng được tráng một lớp silica gel dày 0,25 mm (Merck, Đức).
- Pha động: là hỗn hợp của các dung môi gồm benzen, n-hexan hoặc ethyl acetate với tỷ lệ phối trộn khác nhau. Hỗn hợp dung môi được đựng trong một lọ thủy tinh trong suốt có nắp đậy với lượng khơng cao hơn 1,5 cm tính từ đáy lọ.
Tấm sắc ký được cắt thành từng miếng với kích thước 2 cm x 10 cm. Dùng bút chì kẻ một đường ngang cách một đầu của giấy sắc ký khoảng 1,5 cm rồi đánh dấu điểm chấm mẫu lên đường kẻ. Dùng Pasteur pippette chấm mẫu lên điểm dánh dấu, sau đó đặt giấy sắc ký vào lọ dung môi. Quan sát sự di chuyển của dung môi trên giấy, khi dung môi cách đỉnh của giấy sắc ký 1,5 – 2 cm thì lấy giấy sắc ký ra khỏi lọ, dùng bút chì vạch một đường ngang để đánh dấu mực di chuyển dung mơi (Hình 3.5). Sau khi bay hơi hết dung môi trên giấy sắc ký, mẫu được làm hiện bằng cách phun dung dịch Potassium permanganate (KMnO4) (đối với mẫu có chứa nối đơi trong phân tử) lên bề mặt giấy sắc ký, hoặc phun dung dịch H2SO4 20% sau đó hơ nóng (mẫu khơng có chứa nối đôi trong phân tử).
Phản ứng chỉ kết thúc khi trong mẫu khơng cịn sự hiện diện của chất phản ứng ban đầu (khơng có đốm hiện diện của chất phản ứng ban đầu trên đường di chuyển theo dung môi của mẫu
2.5.3. Thẩm định cấu trúc hóa học của mẫu tổng hợp
Mẫu tổng hợp ở mỗi giai đoạn của quy trình sau khi tinh lọc sẽ được thẩm định cấu trúc hóa học bằng kỹ thuật Sắc ký khí - Khối phổ (Gas chromatography - Mass spectrometry, GC - MS) và phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (Infrared - IR) (tại khoa Khoa học, trường Đại học Cần Thơ). Đồng thời, mẫu cũng được gởi đến Phịng thí nghiệm Hóa chất sinh thái, trường Đại học Nơng nghiệp và Cơng nghệ Tokyo để phân tích Cộng hưởng từ hạt nhân (NMR).
Phổ khối lượng của mẫu tổng hợp được ghi nhận bằng máy liên hợp sắc ký (GC) – Khối phổ (MS) với GC-MS là Thermo Scientific Trace Ultra (Hình 3.11). Cột sắc ký được dùng trong phân tích là cột mao dẫn DB-5 (0,25 mm ID x 30 m; Agilent Technologies). Sự ion hóa được thực hiện theo kiểu va chạm ion (Electron Impact, EI mode) ở điện thế 70 eV và nhiệt độ 2300C. Phổ khối lượng được đặt trong khoảng m/z từ 40-500. Cột sắc ký được dùng trong phân tích là cột mao dẫn DB-23 (capillary column, 0.25 mm ID x 30 m; J&W Scientific) với chương trình nhiệt độ: 800C (trong 2 phút), tăng lên 2100C ở tốc độ 80C/phút và giữ ở 2100C trong 15 phút.
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) được đo bằng máy Jeol Alpha 300 Fourier transform spectrometer (Nihondenshi, Tokyo, Japan) ở tần số 300,4 MHz (cho phổ 1H) and 75,45 MHz (cho phổ 13C). Dung môi dùng để pha loãng mẫu là deuterium chloroform (CDCl3) và chất nội chuẩn (internal standard) là Tetramethylsilane (TMS).