4a H 51−52 89,2
4b 6-Me 98−100 96,1
4d 8-Me 92−93 86,1
Cấu trỳc của cỏc sản phẩm 2-cloro-4-methylquinolin thế 4a,b,d,f được xỏc
nhận bằng cỏc phương phỏp phổ (IR, NMR và MS).
Trong phổ IR của cỏc hợp chất 4a,b,d,f xuất hiện cỏc băng súng hấp thụ đặc trưng của cỏc nhúm chức cú mặt trong phõn tử. Dao động húa trị C−H của vịng thơm quinolin cú hấp thụ ở vựng 3057−3120 cm−1 xuất hiện băng súng và băng súng vựng 2933–2871 cm−1 thuộc về dao động húa trị C−H alkan (cỏc nhúm methyl).
Băng súng hấp thụ mạnh ở vựng 763 cm−1thuộc về dao động húa trị của nhúm C−Cl. Băng súng hấp thụ mạnh ở vựng 1552 cm−1thuộc về dao động húa trị của nhúm C=N. Liờn kết đơi C=C thuộc vịng thơm cho những băng súng hấp thụ ở cựng 1530−1660 cm−1(Hỡnh 3.10).
Hỡnh 3.10.Phổ IR (KBr) của 2-cloro-4-methylquinolin (4a).
Hỡnh 3.11. Phổ 1H NMR (500,13 MHz, DMSO-d6)của 2-cloro-4-methylquinolin (4a).
Phổ 1H NMR của hợp chất 2-cloro-4-methylquinolin (4a) cú hai vựng tớn hiệu (Hỡnh 3.11.): vựng thơm (δ = 8,0–7.0 ppm) và vựng alkan (trong khoảng δ =2,7 ppm). Hai tớn hiệu ở vựng trường cao thuộc về cỏc nhúm methyl, trong đú, độ chuyển dịch hoỏ học δ =2,69 ppm ở trường cao nhất trong phổ, với độ bội singlet, là sự cộng hưởng của nhúm methyl ở vị trớ 4 của vịng quinolin (tớch phõn của tớn hiệu này tương ứng với 3 proton). Trong vựng thơm, tớn hiệu cộng hưởng nằm ở vựng trường thấp nhất, δ = 8,01 ppm thuộc về proton H-8. Tớn hiệu này cú độ bội doublet do tương tỏctừ với proton H-7, với hằng số ghộp cặp spin J = 8,25 Hz (tương tỏcghộp cặp ortho), và do ảnh hưởng của nguyờn tử nitơ õm điện ở nguyờn tử
carbon lỏng giềng (nguyờn tử nitơ của vịng quinolin). Proton H-7 cú độ chuyển dịch hoỏ học ở δ = 7,58 ppm với độ bội triplet-doublet và cỏc hằng số ghộp cặp spin
J = 1,0Hz và 8,25 Hz. Proton này cú tương tỏc từ với cỏc proton H-8 và H-6 (tương tỏc ghộp cặp ortho, J = 8,25 Hz) và với proton H-5 (tương tỏcghộp cặp meta, J = 1,0 Hz). Bức tranh tương tỏc từ này cũng quan sỏt thấy trong trường hợp proton H-6: Độ chuyển dịch hoỏ học của proton này là 7,72 ppm, cũng với độ bội triplet-doublet và cỏc hằng số ghộp cặp spin J = 1,0 Hz (do tương tỏc meta với H-8) và 7,25 Hz (do tương tỏc ortho với H-7 và H-5). Tớn hiệu cộng hưởng của proton H-5 ở δ = 7,96 ppm với sự phõn tỏch spin doublet và hằng số spin ghộp cặp J = 7,25 Hz (tương tỏcortho với H-6).Tớn hiệu singlet nằm ở trường mạnh hơn của vựng thơm, δ = 7,25 ppmthuộc về proton H-3, proton này bị ảnh hưởng đẩy electron của nhúm methyl ở vị trớ 4 (ảnh hưởng cộng hưởng electron kiểu “ortho/para” ở vũng thơm benzen), và ớt bị ảnh hưởng của nguyờn tử nitơ õm điện ở vị trớ 1,3 (kiểu “meta”) như ở trường hợp proton H-8 ở trờn.
Hỡnh 3.12. Phổ 13C NMR (125,75 MHz, DMSO-d6)của 2-cloro-4-methylquinolin (4a).
Phổ 13C NMR của hợp chất 2-cloro-4-methylquinolin (4a) cú 10 tớn hiệu cộng hưởng, tương ứng với 10 kiểu nguyờn tử carbon cú mặt trong hợp chất (Hỡnh
3.12), cụ thể như sau: δ 150,6 ppm (C-2); 147,7 ppm (C-4); 147,6 ppm (C-8a);
130,3 ppm (C-7); 129,2 ppm (C-8); 127,0 ppm (C-4a); 126,7 ppm (C-6); 123,8 ppm (C-5); 122,5 ppm (C-3); 18,6 ppm (4-Me). Cỏc proton của nhúm methyl ở vị trớ 4
nằm ở vựng trường mạnh nhất trong phổ (δ = 18,6 ppm). Cỏc nguyờn tử carbon của vũng quinolin cú độ chuyển dịch hố học nằm trong vựng thơm, δ = 150−120 ppm. Nguyờn tử carbon C-2 cú độ chuyển dịch hố học nằm ở vựng trường yếu nhất, δ = 150,6 ppm, do ảnh hưởng nghich từ trực tiếp của nguyờn tử clor õm điện. Cỏc nguyờn tử carbon C-4 và C-8a cũng nằm trong vựng trường yếu, với δ = 147,7 và 147,6 tương ứng.
Phổ ESI-MS của hợp chất 4a cú cỏc pic ion giả phõn tử, cú số khối m/z 178
và m/z 180, với cường độ tương đối là 31% và 100%, tương ứng với hai ion giả
phõn tử [M+H]+ và [M+H+2]+, phự hợp với sự cú mặt của 1 nguyờn tử clor trong phõn tử hợp chất này (Hỡnh 3.13).
Hỡnh 3.13. Phổ ESI-MS của 2-cloro-4-methylquinolin (4a).
Phổ 1H NMR (được ghi trong dung mụi CDCl3) của hợp chất 2-cloro-4,6- dimethylquinolin (4b) cú bốn tớn hiệu cộng hưởng ở vựng thơm (δ = 7,9−7,2 ppm) và hai tớn hiệu cộng hưởng ở vựng bộo (δ = 2,6−2,5 ppm) (Hỡnh 3.14.). Tớn hiệu ở vựng trường mạnh hơn ở vựng này, δ =7,21 ppm, thuộc về proton H-3, là một tớn hiệu singlet. Proton H-8 cú tớn hiệu doublet ở δ =7,90 ppm với hằng số ghộp cặp spin là J = 8,5 Hz do tương tỏc với proton H-7. Bản thõn H-7 cú độ chuyển dịch hoỏ học với sự phõn tỏch spin doublet-doublet ở δ = 7,55 ppm. Cỏc hằng số ghộp cặp spin của tớn hiệu đa vạch này là J = 8,5 Hz (tương tỏc ortho mạnh) và J = 1,5 Hz
(tương tỏc meta yếu) và do nú tương tỏc gần với H-8 và tương tỏc xa với H-5.Tớn hiệu cộng hưởng của proton H-5 ở δ = 7,71 ppm là một tớn hiệu “giả” singlet.Hai nhúm methyl cú độ chuyển dịch hố học singlet ở δ = 2,66 ppmvà δ = 2,56 ppm, là cỏc tớn hiệu cộng hưởng của nhúm Me ở vị trớ 6 và vị trớ 4 tương ứng.
Hỡnh 3.14. Phổ 1H NMR (500,13 MHz, CDCl3) của 2-cloro-4,6-dimethylquinolin (4b).
Phổ 13C NMR (CDCl3) của hợp chất 2-cloro-4,6-dimethylquinolin (4b) cú thờm một tớn hiệu cộng hưởng ở vựng bộo, ở δ = 21,8 ppm, xỏc nhận sự cú mặt thờm của nhúm methyl ở vị trớ 6 của vịng quinolin khi so sỏnh với trường hợp của hợp chất 4a). Ba proton của nhúm methyl ở vị trớ 4 cú độ chuyển dịch hố học ở δ = 18,6 ppm (Hỡnh 3.15.). Cỏc carbon của vịng quinolin cú cỏc độ chuyển dịch hoỏ học cụ thể như sau:δ 149,6 ppm (C-2); 147,0 ppm (C-4); 146,1 ppm (C-8a); 136,7 ppm (C-6); 132,4 ppm (C-7); 128,8 ppm (C-8); 126,9 ppm (C-4a); 122,9 ppm (C- 5); 122,4 ppm (C-3). Một lần nữa, cỏc nguyờn tử carbon C-2, C-4 và C-8a đều cú tớn hiệu cộng hưởng ở trường yếu nhất ở vựng này, từ δ = 149,6 ppm (đối với C-2) đến δ = 147,0 ppm (đối với C-4) và δ = 146,1 ppm (đối với C-8a). Nguyờn tử carbon C-3 cú độ chuyển dịch hố học nằm ở trường mạnh hơn trong vựng thơm (δ = 122,4 ppm).
Hỡnh 3.15. Phổ 13C NMR (125,75 MHz, CDCl3) của 2-cloro-4,6-dimethylquinolin (4b).
Phổ 1H NMR của hợp chất 2-cloro-4,8-dimethylquinolin (4d) cũng cú mặt của 4 tớn hiệu proton thơm, ở vựng δ = 8,50−7,0 ppm, và hai tớn hiệu proton bộo, ở vựng δ = 2,50−2,20 ppm (Hỡnh 3.16.). Tớn hiệu cộng hưởng singlet ở δ = 2,51 ppm thuộc về nhúm methyl ở vị trớ 8 và ở δ = 2,26 ppm là của cỏc proton của nhúm 4- Me. Tớn hiệu cộng hưởng của proton H-3 chuyển dịch mạnh về phớa trường yếu nhất và ở dạng singlet với δ = 8,50 ppm. Ba proton thơm ở hợp phần vũng benzen cú tương tỏc từ qua lại, làm xuất hiện cỏc tớn hiệu doublet và doublet-doublet. Proton H-5 cú độ chuyển dịch hoỏ học ở δ = 8,01 ppm, là một doublet với hằng số ghộp cặp spin J = 2,5 Hz; proton H-6 cú tớn hiệu cộng hưởng ở δ = 7,22 ppm (doublet với J = 8,0 Hz). Tớn hiệu cộng hưởng doublet-doublet ở δ = 7,01 ppm thuộc về proton H-7, với cỏc hằng số ghộp cặp spin J = 2,5 Hz và J = 8,0 Hz.
Phổ 13C NMR (125,75 MHz, DMSO-d6)của hợp chất 2-cloro-4,8- dimethylquinolin (4d) cú được qui kết như sau (Hỡnh 3.17): δ153,0 ppm (C-2); 139,1 ppm (C-8a); 132,1 ppm (C-4 & C-8); 130,8 ppm (C-7); 126,4 ppm (C-6); 122,6 ppm (C-4a& C-5); 120,6 ppm (C-3); 18,0 (4-Me & 8-Me). Phần lớn cỏc tớn
hiệu cộng hưởng carbon-13 chuyển dịch về phớa trường mạnh hơn khi so sỏnh với phổ của hợp chất 4a. Hỡnh 3.16. Phổ 1H NMR (500,13 MHz, DMSO-d6)của 2-cloro-4,8-dimethylquinolin (4d). Hỡnh 3.17. Phổ 13C NMR (125,75 MHz, DMSO-d6)của 2-cloro-4,8- dimethylquinolin (4d).
Như vậy, cỏc số liệu phổ IR, 1H NMR, 13C NMR và MS đó xỏc nhận sự chuyển hoỏ của 4-methylquinolin-2(1H)-on thế thành 2-cloro-4-methylquinolin thế tương ứng đó xảy ra.
3.5. CHUYỂN HOÁ CÁC 2-CLORO-4-METHYLQUINOLIN THẾ VỚI NATRI AZIDE THÀNH 5-METHYLTETRAZOLO[1,5-a]QUINOLIN
Khỏc với phản ứng của cỏc hợp chất 4-cloro-2-methylquinolin thế với natri azide để cho cỏc hợp chất 4-azido-2-methylquinolin thế tương ứng, phản ứng của cỏc hợp chất 2-cloro-4-methylquinolin thế với natri azide lại khụng dẫn đến cỏc azido tương ứng, mà lại cho một sản phẩm vịng hố tiếp theo của nhúm azido cú tớnh nucleophil với nguyờn tử nitơ của vịng quinolin tớnh electrophil (ta nhớ lại rằng, nguyờn tử nitơ của vũng quinolin được coi như cú vai trị của một nhúm nitro); cho vũng tetrazol tương ứng ngưng tụ với vũng quinolin. Trong phản ứng này của cỏc dẫn xuất 2-cloro, sản phẩm 2-azido được tạo thành, với khả năng phản ứng cao với cỏc trung tõm electrophil, đó vịng hố nội phõn tử, để cho hệ vũng ngưng tụ tetrazolo[1,5-a]quinolin (Sơ đồ 3.5).
a]quinolin tương ứng thụng qua 2-azido-4-methylquinolin thế.
Phản ứng chuyển hoỏ cỏc hợp chất 2-cloro-4-methylquinolin thế thành tetrazolo[1,5-a]quinolin tương ứng thụng qua 2-azido-4-methylquinolin thế tương ứng được thực hiện trong dung mụi DMF. Dung mơi này giỳp hồ tan hợp chất 2- cloroquinolin cũng như natri azide để tạo thuận lợi cho phản ứng chuyển hoỏ. Sau phản ứng, cỏc hợp chất tetrazolo[1,5-a]quinolin thu được là cỏc chất rắn, cú màu vàng đậm, cú nhiệt độ núng chảy cao, tan tốt trong DMF, DMSO, tan ớt trong ethanol, toluen.
Bảng 3.5. Một số hợp chất 5-methyltetrazolo[1,5-a]quinolin thế Hợp chất R Điểm núng chảy (oC) Hiệusuất (%)