Hợp chất Nhúm thế ở vịng benzen-quinolin Điểm núng chảy, °C Hiệu suất, %
3a H 221−223 78,0 3b 6-Me 188−190 71,9 3c 7-Me 178−180 75,1 3d 8-Me 175−177 87,9 3e 6,8-diMe 188−190 48,8 3f 6-OMe 257−259 59,8 3g 7-OMe 263−265 75,1 3h 6-OEt 259−261 57,7
Cơ chế của phản ứng đúng vịng acetoacetanilide thành 4-methylquinolin- 2(1H)-on cú thể như sau (Sơ đồ 3.4).
Sơ đồ 3.4. Cơ chế đề xuất đối với sự vịng hố của acetoacetanilide trong sự cú mặt
Cấu trỳc của cỏc sản phẩm 4-methylquinolin-2(1H)-on thế được xỏc nhận bằng phương phỏp phổ (IR, NMR và MS).
Phổ IR của cỏc hợp chất 4-methylquinolin-2(1H)-on thế cú cỏc băng súng hấp thụ đặc trưng của cỏc nhúm liờn kết cú mặt trong phõn tử. Cỏc băng súng hấp thụ mạnh ở vựng 3454−3341 cm−1thuộc về dao động húa trị của nhúm NH (lactam). Trong vựng 3150 cm−1 xuất hiện băng súng đặc trưng cho dao động húa trị C−H của vịng quinolin. Dao động húa trị C−H (methyl) cú cỏc hấp thụ ở vựng 2990−2843 cm−1. Băng súng hấp thụ mạnh ở 1537 cm−1thuộc về dao động biến dạng của nhúm NH lactam. Băng súng hấp thụ mạnh ở vựng 1657 cm−1thuộc về dao động húa trị của nhúm C=O (lactam). Như vậy, phổ IR cho thấy cú phõn tử của cỏc hợp chất 4- methylquinolin-2(1H)-on thế cú cấu trỳc lactam, điều này cũng được xỏc nhận bằng phổ 1H NMR và 13C NMR ở dưới.
Cỏc liờn kết đụi C=C thơm cho cỏc băng súng hấp thụ đặc trưng ở vựng 1660−1530cm−1, chỳng bị che một phần bởi hấp thụ dao động biến dạng mạnh hơn của nhúm NH (lactam) trong vựng 1537 cm−1. Bảng 3.2 đưa ra túm tắt cỏc băng súng hấp thụ đặc trưng đối với cỏc phõn tử 4-methylquinolin-2(1H)-on thế.
Việc đỏnh số khung phõn tử của cỏc hợp chất 3a-h như sau:
Cũng tương tự như phổ 1H NMR của hợp chất 3a đó được phõn tớch ở Phần 3.2, trong phổ 1H NMR của hợp chất 3b-h đều xuất hiện tớn hiệu cộng hưởng ở
vựng 11,60−11,40 ppm đặc trưng cho liờn kết NH (amide-lactam). Chẳng hạn, phổ của hợp chất 4,7-dimethylquinolin-2(1H)-on 3c như sau (Hỡnh 3.4): δ (ppm), 11,50
(s, 1H, NH); 7,59 (d, 1H, J = 8,0 Hz, H-5); 7,10 (s, 1H, H-3); 7,03 (dd, 1H, J = 1,0; 8,0 Hz, H-6); 6,31 (d, 1H, J = 1,0 Hz, H-8); 2,39 (d, 3H, J = 1,0 Hz, 4-Me); 2,37 (s, 3H, 7-Me).
Hỡnh 3.4. Phổ 1H NMR (500,13 MHz, DMSO-d6)của 4,7-dimethylquinolin (3c).
Phổ 13C NMR của hợp chất 3c như sau, δ (ppm):162,26 ppm (C-2); 148,26
ppm (C-4); 140,73 ppm (C-8a); 139,25 ppm (C-7); 125,05 ppm (C-6); 123,49 ppm (C-5); 120,29 ppm (C-3); 118,96 ppm (C-4a); 115,63 ppm (C-8); 21,68ppm (7-Me); 18,87ppm (4-Me). Tớn hiệu của nhúm C=O nằm ở δ = 162,26 ppm, đõy là vựng phổ đặc trưng cho nhúm C=O của cỏc dẫn xuất acid carboxylic, cụ thể trong trường hợp này là nhúm chức lactam. Điều này cho thấy hợp chất tồn tại ở dạng quinoline- 2(1H)-on (Hỡnh 3.5).
Hỡnh 3.5. Phổ 13C NMR (125,75 MHz, DMSO-d6)của 4,7-dimethylquinolin (3c).
Phổ 1H NMR của một số 4-methylquinolin-2(1H)-on thế cho thấy sự tồn tại của hiện tượng tautomer amide-iminol như sau:
R N H CH3 O R N CH3 OH
Amide (lactam) Iminol
Hiện tượng tautomer này gặp trong phổ NMR của hợp chất 3e và 3h, như
được bàn luận ở dưới.
Trong phổ 1H NMR của hợp chất 4,6,8-trimethylquinolin-2(1H)-on (3e) bao gồm phổ của hai tautomer chồng chất lờn nhau (Hỡnh 3.6), cụ thể cỏc tớn hiệu cộng hưởng của chỳng như sau: Tautomer amide, δ (ppm): 8,07 (s, 1H, OH); 7,62 (s, 1H, H-5); 7,52 (s, 1H, H-7); 7,43 (d, 1H, J = 0,5 Hz, H-3); 2,65 (d, 3H, J = 0,5 Hz, 4- Me); 2,62 (s, 3H, 6-Me); 2,51 (s, 3H, 8-Me). Tautomer iminol, δ (ppm): 12,17 (s br, 1H, NH); 7,72 (s, 1H, H-5); 7,64 (s, 1H, H-7); 7,00 (s, 1H, H-3); 2,49 (s, 3H, 4- Me); 2,23 (s, 3H, 6-Me); 2,22 (s, 3H, 8-Me). Phổ 13C NMR của hai tautomer trờn như sau: Tautomer amide, δ (ppm):153,6 ppm (C-2); 136,6 ppm (C-4); 135,4 ppm
(C-8a); 128,4 ppm (C-6); 127,2 ppm (C-8); 122,5 ppm (C-3); 122,2 ppm (C-5 &C- 7); 20,8 ppm (6-Me); 18,7 ppm (8-Me); 18,4 ppm (4-Me). Tautomer iminol, δ (ppm): 148,7 ppm (C-2); 148,2 ppm (C-8a); 136,1 ppm (C-4); 133,2 ppm (C-8); 132,0 ppm (C-7); 131,2 ppm (C-5); 127,0 ppm (C-6 & C-7); 121,7 ppm (C-3); 21,8 ppm (6-Me); 18,4 ppm (4-Me); 18,1 ppm (8-Me).
Tautomer amide được đặc trưng bởi cỏc tớn hiệu 1H NMR của nhúm NH (lactam) ở 8,07 ppm và của nhúm C=O (lactam) ở 153,6 ppm, trong khi đú, tautomer iminol cú độ chuyển dịch hố học ở δ = 12,17 ppm (nhúm OH kiểu phenol), cịn tớn hiệu của ngun tử carbon C-2 chuyển dịch về trường mạnh hơn, δ = 148,7 ppm (Hỡnh 3.7).
Hỡnh 3.6. Phổ 1H NMR (500,13 MHz, DMSO-d6)của 4,6,8-trimethylquinolin-2(1H)- on (3e).
Hỡnh 3.7. Phổ 13C NMR (125,75 MHz, DMSO-d6)của 4,6,8-trimethylquinolin- 2(1H)-on (3e).
Trường hợp của hợp chất 3e cũng tương tự. Cỏc số liệu phổ NMR của hai
tautomer trong trường hợp này như sau:
Phổ 1H NMR (Hỡnh 3.8): Tautomer amide: 11,46 (s, 1H, NH); 7,85 (d, 2H, J = 9,0, H-8); 7,44 (dd, 2H, J = 2,75; 9,25 Hz, H-7); 7,42 (s, 2H, H-3); 7,33 (d, 2H, J = 2,5 Hz, H-5); 4,42 (q, 4H, J = 7,0 Hz, 2ì6-OCH2CH3); 2,65 (s, 6H, 4-Meì2); 1,42 (t, 6H, J = 7,0 Hz, 2ì6-OCH2CH3). Tautomer iminol: (OH khụng xuất hiện do dung mụi đo DMSO-d6 cú mặt nước, nờn gõy ra sự trao đổi proton), 7,25 (d, 1H, J =9,0 Hz, H-8); 7,16 (dd, 1H, J = 2,5; 9,0 Hz, H-7); 7,12 (d, 1H, J = 2,0 Hz, H-5); 6,38 (s, 1H, H-3); 4,08 (q, 2H, J = 7,0 Hz, 6-OCH2CH3); 2,40 (s, 3H, 4-Me); 1,35 (t, 3H, J = 7,0 Hz, 6-OCH2CH3).
Phổ 13C NMR (Hỡnh 3.9): Tautomer amide: 161,6 ppm(C-2& C-6); 147,9 ppm (C-4); 130,3 ppm (C-4a & C-8a); 123,0 ppm (C-8); 122,7 ppm (C-3); 119,8 ppm (C-7); 104,2 ppm (C-5); 64,1 ppm (2ì6-OCH2CH3); 18,6 ppm (4-Me); 15,0 ppm (6-OCH2CH3). Tautomer iminol: 157,4 ppm(C-2); 153,8 ppm (C-6); 147,4 ppm (C-4); 143,1 ppm (C-8a); 133,5 ppm (C-8); 128,3 ppm (C-7); 121,7 ppm (C- 4a); 120,7 ppm (C-7); 117,1 ppm (C-3); 108,1 ppm (C-5); 64,0 ppm (6-OCH2CH3); 19,0 ppm (4-Me); 15,1 ppm (6-OCH2CH3).
Hỡnh 3.8. Phổ 1H NMR (500,13 MHz, DMSO-d6)của 6-ethoxy-4-methylquinolin- 2(1H)-on (3h).
Hỡnh 3.9. Phổ 13C NMR (125,75 MHz, DMSO-d6)của 6-ethoxy-4-methylquinolin- 2(1H)-on (3h).
Như vậy, dựa vào số liệu phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ 1H, 13C và MS ta cú thể khẳng định phản ứng tổng hợp 4-methyl-quinolin-2(1H)-on thế đó xảy ra và sản phẩm cấu trỳc phự hợp với cụng thức dự kiến.
3.4. TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT 2-CLORO-4- METHYLQUINOLIN THẾ
Để chuyển hoỏ cỏc hợp chất 4-methyl-quinolin-2(1H)-on thế 3a,b,d,f thành
cỏc dẫn xuất chứa clor 4a,b,d,f tương ứng, cỏc hợp chất 3a,b,d,f được cho phản ứng với POCl3 ở nhiệt độ 70−90°C, theo sơ đồ phản ứng sau.
Trong phản ứng chuyển hoỏ này, việc duy trỡ nhiệt độ phản ứng là điều quan trọng. Việc tăng cao nhiệt độ phản ứng hơn 95°C dẫn đến sự phõn huỷ của cỏc chất hữu cơ (cần lưu ý là phosphoryl cloride là một tỏc nhõn dehydrat hoỏ rất tốt cho cỏc hợp chất cú chứa nhúm hydroxy, như alcohol); song nếu nhiệt độ thấp hơn 70°C thỡ phản ứng clor hoỏ diễn ra chậm. Tiến trỡnh phản ứng cú thể được thấy bằng sự hoà tan của 4-methyl-quinolin-2(1H)-on vào trong POCl3. Sản phẩm phản ứng tỏch ra ở dạng base khi trung hoà hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch NaOH. Hiệu suất phản ứng đạt từ 86−96%.
Bảng 3.4. Một số hợp chất 2-cloro-4-methylquinolin thế Hợp chất R Điểm núng chảy (oC) Hiệusuất (%)