Chương 2 THỰC NGHIỆM
2.3. QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM
2.3.1. Tổng hợp các dẫn xuất của thiophene
Tổng hợp các dẫn xuất của 3–(3–phenylprop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene (70–77)
Hình 2.1: Sơ đồ tổng hợp 1
Hòa tan 112 mg (1 mmol) 3–thiophenecarbaldehyde và 1 mmol acetophenone tương ứng trong 5 ml ethanol trong 1 giờ. Tiếp theo thêm vào hỗn hợp đó 5 giọt dung dịch KOH 50 % và khuấy trong vòng 6 giờ. Kết thúc phản ứng, tiến hành thêm nước cất và vài giọt HCl vào hỗn hợp sau đó lọc kết tủa. Kết tủa được kết tinh lại trong ethanol và sấy khơ. Sản phẩm thu được kí hiệu là chất 70. Thay đổi nguyên tử H trong acetophenone bằng các nhóm thế R khác nhau (R: CH3, OCH3, Br, OH, C2H5, OC2H5, Cl), sau phản ứng thu được sản phẩm gồm 8 dẫn xuất 70–77 là chất rắn, dạng tinh thể, màu trắng đến vàng.
Chất 70: 3–(3–phenylprop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: chất rắn, màu vàng nhạt Tonc
= 115 oC, hiệu suất 90%. CTPT C13H10OS: M = 214 au.
IR (cm–1): 1660 (C=O); 1597 (C=C, C=N); 1017 (–CH= (trans)) (phụ lục trang 1).
1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)] 7,49 d J = 8,5 (2H, H11,11’); 7,34 d J = 16,0 (1H, H7); 7,57 dd J = 3,0 (1H, H2); 7,42 d J = 4,0 (1H, H5); 7,38 dd J = 3,0, J = 5,0 (1H, H4); 7,79 d J = 15,5 (1H, H6); 7,99 d J = 8,5 (2H, H10,10’); 7,6 m J = 3,0 (1H, H12) (phụ lục trang 9, 10). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 128,6 (C2); 138,2 (C3); 128,4 (C4); 127,1 (C5); 138,2 (C6); 125,3 (C7); 190,8 (C8); 132,7 (C9); 129,1 (C10,10’); 121,9 (C11,11’); 138,3 (C12) (phụ lục trang 9, 10). Chất 71: 3–(3–(3’–methylphenyl)prop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: chất rắn, màu
vàng nhạt T○nc = 80 ○C, hiệu suất 85%. CTPT C14H12OS: M = 228 au.
IR (cm–1): 3091 (CH aromatic, alken); 1655 (C=O); 1596 (C=C, C=N); 1006 (–CH= (trans)); 974 (C–C) (phụ lục trang 1).
1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)] 2,43 s (3H, CH3); 7,29 d J = 8,0 (2H, H11,11’);
3,0, J = 5,0 (1H, H4); 7,78 d J = 15,5 (1H, H6); 7,91 d J = 8,5 (2H, H10,10’) (phụ lục trang 11, 12).
13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 128,8 (C2); 138,3 (C3); 128,6 (C4); 126,9 (C5); 137,8
(C6); 125,3 (C7); 190,3 (C8); 135,7 (C9); 129,3 (C10,10’); 121,9 (C11,11’); 143,5 (C12); 21,6 (CH3) (phụ lục trang 11, 12).
Chất 72: 3–(3–(3’–methoxyphenyl)prop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: tinh thể, màu
trắng Tonc = 105 oC, hiệu suất 70%. CTPT C14H12O2S: M = 244 au.
IR (cm–1): 3009 (CH alkan); 2974 (CH aromatic, alken); 1651 (C=O); 1597 (C=C, C=N); 1017 (–CH= (trans)); 1017 (C–O) (phụ lục trang 2).
1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)] 3,89 s (3H, OCH3); 6,98 d J= 9,0 (2H, H11;11’); 7,35 d J = 15,5 (1H, H7); 7,58 dd J = 2,5 (1H, H2); 7,42 d J = 5,0 (1H, H5); 7,36 dd J = 2,5, J = 5,0 (1H, H4); 7,79 d J = 16,0 (1H, H6); 8,02 d J = 9,0 (2H, H10,10’) (phụ lục trang 13, 14). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 128,7 (C2); 138,4 (C3); 126,9 (C4); 125,3 (C5); 137,4 (C6); 121,7 (C7); 188,9 (C8); 131,2 (C9); 130,7 (C10,10’); 113,9 (C11,11’); 163,4 (C12); 55,5 (OCH3) (phụ lục trang 13, 14).
Chất 73: 3–(3–(3’–bromophenyl)prop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: tinh thể, màu
vàng Tonc = 99 oC, hiệu suất 61%. CTPT C13H9OSBr: M = 293 au.
IR (cm–1): 3082 (CH alkan); 1652 (C=O); 1597 (C=C, C=N); 1031 (–CH= (trans)); 607
(C–Br) (phụ lục trang 2). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)] 6,69 d J = 9,0 (2H, H11,11’); 7,35 d J = 15,5 (1H, H7); 7,56 dd J = 3,0 (1H, H2); 7,41 d J = 5,5 (1H, H5); 7,36 dd J = 3,0, J = 5,5 (1H, H4); 7,77 d J = 15,5 (1H, H6); 7,91 d J = 8,5 (2H, H10,10’) (phụ lục trang 15, 16). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 129,5 (C2); 138,0 (C3); 127,8 (C4); 125,2 (C5); 137,0 (C6); 125,2 (C7); 189,6 (C8); 131,9 (C9); 129,9 (C10,10’); 121,3 (C11,11’); 138,8 (C12) (phụ lục trang 15, 16). Chất 74: 3–(3–(3’–hydroxyphenyl)prop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: chất rắn, màu
vàng nhạt Tonc = 115 oC, hiệu suất 90%. CTPT C13H10O2S: M = 230 au.
IR (KBr, cm–1): 3456 (OH); 2983 (CH aromatic; alken);1643 (C=O); 1597 (C=C; C=N); 1037 (–CH= (trans)) (phụ lục trang 3).
1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)] 6,93 d J = 9,0 (2H, H11,11’); 7,34 d J = 15,5 (1H, H7); 7,59 dd J= 5,5 (1H, H2); 7,41 dd J = 5,0 (1H, H5); 7,37 d J = 2,0, J = 3,0 (1H, H4); 7,79 d J = 15,5(1H, H6); 7,98 d J = 8,5 (2H, H10,10’) (phụ lục trang 17). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 128,8 (C2); 138,3 (C3), 126,9 (C4); 125,3 (C5); 137,6 (C6); 121,6 (C7); 189,0 (C8); 131,4 (C9); 131,1 (C10,10’); 115,4 (C11,11’); 159,8 (C12) (phụ lục trang 17). Chất 75: 3–(3–(3’–ethylphenyl)prop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: chất rắn, màu vàng
nhạt Tonc = 80 oC, hiệu suất 85%. CTPT C15H14OS: M = 242 au.
IR (cm–1): 3091 (CH aromatic, alken); 1656 (C=O); 1596 (C=C, C=N); 1008 (–CH= (trans)); 974 (C–C) (phụ lục trang 3). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 1,27 s (3H, CH2CH3); 2,72 m (2H, CH2CH3); 7,31 d J = 8,5 (2H, H11,11’); 7,35d J = 16,0 (1H, H7), 7,58 dd J = 3,0 (1H, H2); 7,41 d J = 4,0 (1H, H5); 7,36 dd J = 3,0, J = 5,0 (1H, H4); 7,78 d J = 16,5 (1H, H6); 7,93 d J = 8,0 (2H, H10,10’) (phụ lục trang 18). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 128,7 (C2); 138,3 (C3), 128,1 (C4); 126,9 (C5); 137,8 (C6); 125,3 (C7); 190,3 (C8); 135,9 (C9); 128,8 (C10,10’); 137,8 (C11,11’); 149,7 (C12); 28,9 (CH2CH3); 15,2 (CH2CH3) (phụ lục trang 18).
Chất 76: 3–(3–(3’–ethoxyphenyl)prop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: tinh thể, màu
trắng Tonc = 105 oC, hiệu suất 70%. CTPT C15H14O2S: M = 258 au.
IR (cm–1): 3011 (CH aromatic, alken); 2983 (CH alkan); 1657 (C=O); 1596 (C=C, C=N); 1011 (–CH= (trans)) (phụ lục trang 4). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)] 1,53 t J = 7 (3H, OCH2CH3); 4,12 q J = 7,7 (2H, OCH2CH3); 6,96 d J = 9,0 (2H, H11,11’); 7,36 d J = 15,5 (1H, H7); 7,58 dd J = 1,5, J= 5,5 (1H, H2); 7,42 dd J = 1,5, J = 5,0 (1H, H5); 7,36 d J = 2,0 J = 3,0 (1H, H4); 7,78 d J = 15,5 (1H, H6); 8,01d J = 9,0 (2H,H10,10’) (phụ lục trang 19). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 128,6 (C2); 138,4 (C3), 126,9 (C4); 125,3 (C5); 137,4 (C6); 121,7 (C7); 188,9 (C8); 131,0 (C9); 130,7 (C10,10’); 114,3 (C11,11’); 162,8 (C12); 63,8 (OCH2CH3); 14,7 (OCH2CH3) (phụ lục trang 19).
Chất 77: 3–(3–(3’–chlorophenyl)prop–1–ene–3–one–1–yl)thiophene: tinh thể, màu
vàng nhạt Tonc = 99 oC, hiệu suất 61%. CTPT C13H9OSCl: M = 248,5 au.
IR (cm–1): 3096 (CH aromatic, alken); 1647(C=O); 1529 (C=C, C=N); 1031 (–CH= (trans)); 834 (C–H) (phụ lục trang 4).
1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)] 7,47 d J=8,5 (2H, H11,11’); 7,3 d J=15,5 (1H, H7); 7,61 dd J = 1,5 (1H, H2); 7,41 d J = 5,0 (1H, H5); 7,37 dd J = 3,0, J = 5,0 (1H, H4); 7,79 d J = 16,0 (1H, H6); 7,94 d J = 8,5 (2H, H10,10’) (phụ lục trang 20). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 129,5 (C2); 138,7 (C3); 128,9 (C4); 127,2 (C5); 138,0 (C6); 125,2 (C7); 189,4 (C8); 136,6 (C9); 129,8 (C10,10’); 121,3 (C11,11’); 139,1 (C12) (phụ lục trang 20).
Tổng hợp các dẫn xuất của thiophene chứa dị vịng pyrazoline
Hình 2.2: Sơ đồ tổng hợp 2
*Tổng hợp các dẫn xuất của thiophene với phenylhydrazine 78–81
Hòa tan 0,324 gam (3 mmol) phenylhydrazine với 1 mmol 70 và 15 ml ethanol vào bình cầu một cổ, thêm vào 5 giọt HCl đặc. Tiến hành đun hồi lưu hỗn hợp trong 8 giờ ở 100oC. Sau khi kết thúc phản ứng, đổ hỗn hợp ra cốc. Khi hỗn hợp về nhiệt độ phòng, tinh thể xuất hiện và lọc thu kết tủa. Kết tủa này đem hịa tan trong ethanol, sau đó để nguội thu được 78. Thay dẫn xuất 70 bằng các dẫn xuất từ 71–73 thu được các dẫn xuất tương ứng 79–81.
Chất 78: 1,3–diphenyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline chất rắn màu vàng nhạt Tonc = 190
oC, hiệu suất 70 %. CTPT C19H16N2S; M = 304,4 au (phụ lục trang 39).
IR (cm–1): 3096 (CH thơm, alken); 2928 (CH alkan); 1593 (C=C); 1499 (C=N) (phụ lục trang 5).
1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,19 m J = 5,0, J = 17,0 (1H, H4b); 3,75 m J = 7,0, J = 16,0 (1H, H4a); 5,4 dd J = 5,0, J =7,0 (1H, H5); 6,80 t J = 7,5 (1H, H7); 7,29 dd
J = 3,0, J = 8,0 (1H, H8); 7,17 m J = 2,0 (1H, H10); 7,73 m J = 9,0 (2H, H12,12’); 6,39 m J = 9,0 (2H, H13,13’); 7,33 dd (1H, H14); 7,10 d J = 8,0 (2H, H16,16’); 7,59 d J = 8,5 (2H, H17,17’);7,01 dd J = 1,5, J = 5,0 (1H, H18) (phụ lục trang 21). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 146,7 (C3); 42,7 (C4); 51,2 (C5); 140,0 (C6); 126,9 (C7); 128,0 (C8); 125,1 (C10); 132, 8(C11); 132,0 (C12,12’); 127,9 (C13,13’); 125,3 (C14); 142,7 (C15); 120,7 (C16,16’); 128,2 (C17,17’); 123,0(C18) (phụ lục trang 21).
Chất 79: 3–(4–methylphenyl)–1–phenyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline tinh thể màu vàng
nhạt Tonc = 200 oC, hiệu suất 85 %. CTPT C20H18N2S; M = 318,4 au (phụ lục trang 39, 40).
IR (cm–1): 3028 (CH thơm, alken); 2920 (CH alkan); 1597 (C=C); 1497 (C=N) (phụ lục trang 5). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,15 m J = 5,0, J = 17,0 (1H, H4b); 3,75 m J = 7,0, J = 16,0 (1H, H4a); 5,35 dd J = 5,0, J =7,0 (1H, H5); 6,79 m J = 7,5 (1H, H7); 7,29 dd J = 3,0, J = 8,0 (1H, H8); 7,16 m J = 2,0 (1H, H10); 7,51 m J = 9,0 (2H, H12,12’); 7,0 m J = 9,0 (2H, H13,13’); 7,10 d J = 8,0 (2H, H16,16’); 7,59 d J = 8,5; (2H, H17,17’); 7,02 dd J = 1,5, J = 7,5 (H18); 3,4 s (3H, CH3) (phụ lục trang 22). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 147,4 (C3); 42,73(C4); 60,51 (C5); 143,5 (C6); 125,8 (C7); 129,3 (C8); 121,0 (C10); 138,8 (C11); 130,0 (C12,12’); 128,9 (C13,13’); 125,6 (C14); 145,3 (C15); 113,5 (C16,16’); 127,0 (C17,17’); 119,1 (C18); 21,4 (CH3) (phụ lục trang 22). Chất 80: 3–(4–methoxyphenyl)–1–phenyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline chất rắn màu
trắng Tonc = 215 oC, hiệu suất 68 %. CTPT C20H18N2SO; M = 334,4 au (phụ lục trang 40,41).
IR (cm–1): 3043 (CH thơm, alken); 2962, 2836 (CH alkan); 1594 (C=C); 1496 (C=N) (phụ lục trang 6). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,1 m J = 5,0, J = 17,0 (1H, H4b); 3,7 m J = 7,0, J = 16,0 (1H, H4a); 5,3 dd J = 5,0, J =7,0 (1H, H5); 6,78 t J = 7,5 (1H, H7); 7,16 m J = 2,0 (1H, H8); 7,01 dd J = 1,5, J = 5,0 (1H, H18); 7,66 m J = 9,0 (2H, H12,12’); 6,91 m J = 9,0 (2H, H13,13’); 7,19 d J = 8,5 (2H, H16,16’); 7,09 d J = 8,0 (2H, H17,17’); 7,28 dd J = 3,0, J = 8,0 (1H, H10); 3,83 s (3H, OCH3) (phụ lục trang 23, 24). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 146,0 (C3); 55,35 (C4); 60,55 (C5); 143,1 (C6); 125,5 (C7); 121,2 (C8); 128,9 (C10); 131,7 (C11); 131,7 (C12,12’); 127,2 (C13,13’); 122,6 (C14);
144,8 (C15); 113,6 (C16,16’); 127,2 (C17,17’); 119,6 (C18); 42,84 (OCH3) (phụ lục trang 23,
24).
Chất 81: 3–(4–bromophenyl)–1–phenyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline tinh thể màu vàng
nhạt Tonc = 220 oC, hiệu suất 90 % CTPT C19H15N2SBr; M = 384,4 au (phụ lục trang 41). IR (cm–1): 3052 (CH thơm, alken); 2928 (CH alkan); 1596(C=C); 1498 (C=N) (phụ lục trang 6). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,1 m J = 5,0, J = 17,0 (1H, H4b); 3,7 m J = 7,0, J = 16,0 (1H, H4a); 5,4 dd J = 5,0, J =7,0 (1H, H5); 7,0 dd J = 1,5, J = 7,5 t J = 7,5 (1H, H7); 7,29 dd J = 3,0, J = 8,0 (1H, H8); 7,16 m J = 2,0 (1H, H10); 7,51 m J = 9,0 (2H, H12,12’); 7,59 m J = 9,0 (2H, H13,13’); 7,10 d J = 8,0 (2H, H16,16’); 7,59 d J = 8,5 (2H, H17,17’); 6,8 (t; 1H); J = 7,5 Hz (H18) (phụ lục trang 25, 26). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 145,9 (C3); 42,4 (C4); 60,6 (C5); 143,1 (C6); 125,4 (C7); 127,2 (C8); 121,1 (C10); 131,7 (C11); 131,7 (C12,12’); 127,2 (C13,13’); 122,5 (C14); 144,7 (C15); 113,6 (C16,16’); 128,9 (C17,17’); 119,5 (C18) (phụ lục trang 25, 26).
Bảng 2.3: Kết quả phân tích phổ ESI–MS của các chất 78–81
KH CTPT M tính +MS [M+H]+ 78 C19H16N2S 304 304,9 79 C20H18N2S 318 316,9 80 C20H18N2SO 334 334,9 81 C19H15N2S Br 383 382,8
* Tổng hợp các dẫn xuất của thiophene với thiosermicarbazide 82–85
Hòa tan 3 mmol thiosermicarbazide với 1mmol 70 và 15 ml ethanol vào bình cầu một cổ, thêm vào 5 giọt HCl đặc. Tiến hành đun hồi lưu hỗn hợp trong 8 giờ ở 100oC. Sau khi kết thúc phản ứng, đổ hỗn hợp ra cốc. Khi hỗn hợp về nhiệt độ phòng, tinh thể xuất hiện và lọc thu kết tủa. Kết tủa này đem hịa tan trong ethanol, sau đó để nguội thu được 82. Thay dẫn xuất 70 bằng các dẫn xuất từ 71–73 thu được các dẫn xuất tương ứng 83–85. Chất 82: 3–phenyl–1–thiocarbamoyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline chất rắn màu trắng Tonc = 184 oC, hiệu suất 65 %. CTPT C14H13N3S2; M = 287,4 au (phụ lục trang 42).
IR (cm–1): 3472 (N–H); 3091 (CH thơm); 2933 (CH alkan); 1575 (C=C); 1501 (C=N) (phụ lục trang 7).
1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,3 dd J = 3,0, J = 17,5 (1H, H4b); 3,7 dd J =
J = 3,0 (1H, H8); 7,2 d J = 2,0 (1H, H10); 7,46 dd J = 7,0 (2H, H12,12’); 7,74 dd J = 7,0 (2H, H13,13’); 7,43 m J = 6,5 (1H, H14) (phụ lục trang 27, 28). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 156,3 (C3); 42,1 (C4); 59,4 (C5); 141,9 (C6); 125,3 (C7); 126,5 (C8); 121,8 (C10); 130,7 (C11); 131,1 (C12,12’); 126,9 (C13,13’); 128,9 (C14); 176,7 (C15) (phụ lục trang 27, 28). Chất 83: 3–(4–methylphenyl)–1–thiocarbamoyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline tinh thể
màu vàng nhạt Tonc = 187 oC, hiệu suất 85 %. CTPT C15H15N3S2; M = 301,4 au (phụ lục trang 41). IR (cm–1): 3266 (N–H); 3023 (CH thơm); 2933 (CH alkan); 1592 (C=C); 1510 (C=N) (phụ lục trang 7). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,25 dd J = 3,0, J = 17,5 (1H, H4b); 3,73 dd J = 11,0, J = 17,5 (1H, H4a); 6,17 dd J = 3,0, J =11,0 (1H, H5); 6,98 dd J = 1,5, J = 5,0 (1H, H7); 7,23 m J = 3,0 (1H, H8); 7,2 d J = 2,5 (1H, H10); 7,25 dd J = 7,5 (2H, H12,12’); 7,62 d J = 8,0 (2H, H13,13’); 1,65 s (3H, CH3) (phụ lục trang 29). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 156,5 (C3); 42,1 (C4); 59,3 (C5); 141,9 (C6); 125,3 (C7); 126,4 (C8); 121,8 (C10); 129,6 (C11); 127,8 (C12,12’); 126,9 (C13,13’); 141,6 (C14); 176,4 (C15); 21,5 (C16) (phụ lục trang 29). Chất 84: 3–(4–methoxyphenyl)–1–thiocarbamoyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline chất rắn
màu trắng Tonc = 190 oC, hiệu suất 87 %. CTPT C15H15N3OS2; M = 317,4 au (phụ lục trang 43, 44). IR (cm–1): 3423 (N–H); 3055 (CH thơm); 2833 (CH alkan); 1610 (C=C); 1475 (C=N) (phụ lục trang 8). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,2 dd J = 3,0 J = 17,5 (1H, H4b); 3,7 dd J = 11,5, J = 17,5 (1H, H4a); 6,1 dd J = 3,0 J =11,0 (1H, H5); 6,98 dd J = 1,5, J = 5,0 (1H, H7); 7,25 m J = 2,0, J = 5,0 (1H, H8); 7,2 dd J = 1,5, J = 2,0 (1H, H10); 7,67 m J = 9,0 (2H, H12,12’); 6,94 m J = 9,0 (2H, H13,13’); 3,85 s (3H, OCH3) (phụ lục trang 30, 31). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 156,2 (C3); 42,2 (C4); 59,5 (C5); 142,0 (C6); 125,4 (C7); 126,4 (C8); 121,7 (C10); 123,2 (C11); 128,7 (C12,12’); 114,4 (C13,13’); 162,0 (C14); 176,2 (C15); 55,5 (C16) (phụ lục trang 30, 31). Chất 85: 3–(4–bromophenyl)–1–thiocarbamoyl–5–thiophenyl–2–pyrazoline tinh thể
màu vàng nhạt Tonc = 210 oC, hiệu suất 90 %. CTPT C14H12N3S2Br; M = 366,3 au (phụ lục trang 45).
IR (cm–1): 3470 (N–H); 3093 (CH thơm); 2922 (CH alkan); 1574 (C=C); 1465 (C=N) (phụ lục trang 8). 1H–NMR [d6–CDCl3, (ppm), J (Hz)]: 3,2 dd J = 3,5, J = 17,5 (1H, H4b); 3,7 dd J = 11,5, J = 17,5 (1H, H4a); 6,18 dd J = 3,0, J =11,0 (1H, H5); 6,97 d J = 5,0 (1H, H7); 7,27 dd J = 2,0, J = 5,0 (1H, H8); 7,2 d J = 2,0 (1H, H10); 7,57 dd J = 8,5 (2H, H12,12’); 7,60 dd J = 8,5(2H ,H13,13’) (phụ lục trang 32). 13C–NMR [d6–CDCl3, (ppm)]: 155,2 (C3); 41,9 (C4); 59,5 (C5); 141,7 (C6); 125,2 (C7); 126,6 (C8); 121,8 (C10); 132,2 (C11); 128,3 (C12,12’); 125,5 (C13,13’); 139,6 (C14); 176,8 (C15) (phụ lục trang 32).
Bảng 2.4: Kết quả phân tích phổ ESI MS của các chất 82–85
KH CTPT M tính +MS [M+H]+
82 C14H13N3S2 287 287,8
83 C15H15N3S2 301 301,9
84 C15H15N3OS2 317 317,9
85 C14H12N3S2Br 366 365,7
Hình 2.3: Sơ đồ tổng hợp 3
* Tổng hợp 3–(2–benzothiazolyl)thiophene (86)
Hỗn hợp phản ứng gồm 3–thiophenecarbaldehyde (1 mmol) và o– aminothiophenol (2 mmol) được đun nóng bằng lị vi sóng ở cơng suất 400 W, thời gian 4 phút. Quá trình phản ứng diễn ra được theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng (TLC) mỗi phút bằng cách sử dụng dung môi là hỗn hợp hexane – ethanol (1: 1 theo thể tích). Sau phản ứng, tiến hành làm lạnh hỗn hợp đến nhiệt độ phòng rồi hòa tan trong hỗn hợp n–hexane – ethyl acetate (5: 1 theo thể tích) để thu được sản phẩm rắn, sau đó được kết tinh trong cùng một hỗn hợp dung môi thu được 0,19 gam (hiệu suất của 87 %) sản phẩm 86 ở dạng tinh thể màu vàng (T0 = 113 oC). IR (cm–1): 3067 (C–H); 1634 (CH=N); 1581 (C=C). 1H–NMR [DMSO–d6, ppm, J (Hz)]: 8,36 dd J = 1, J = 2,5 (1H, H2) ; 7,72 dd J2–4 = 1,0, J5–4 = 5,0 (1H, H4); 7,77 dd J2–5 = 2,5 , J4–5 = 5,0 (1H, H5); 8,02 d J11–9 = 1,0, J = 8,0 (1H, H9); 7,52 td J = 1,0, J = 7,5, J = 8,0 Hz (1H, H10); 7,44 td J = 1,0, J =7,5, J = 8,0 (1H, H11); 8,11 dd J = 1,0, J = 8,0 (1H, H12) (phụ lục trang 33). 13C–NMR [DMSO–d6, ppm]: 127,5 (C2); 135,1 (C3); 126,1 (C4); 128,3 (C5); 162,1 (C6); 134,1 (C7); 153,3 (C8); 122,5 (C9); 126,5 (C10); 125,3 (C11); 122,2 (C12) (phụ lục trang 33). *Tổng hợp 5–(benzo[d]thiazol–2–yl)–7–methoxy–2–(thiophen–3–yl)benzo[d]oxazole (87) Một hỗn hợp gồm 2–amino–4–(benzo[d]thiazol–2–yl)–6–methoxyphenol hydrochloride (1 mmol), 3–thiophenecarbaldehyde (1 mmol) và acid acetic (2 mL) được đun nóng trong lị vi sóng ở cơng suất 400 W, thời gian 17 phút. Tiến trình phản ứng được theo dõi bằng TLC sử dụng hỗn hợp hexane–ethanol (1: 1 theo thể tích). Làm nguội hỗn hợp sau phản ứng đến nhiệt độ phòng rồi hòa tan trong hỗn hợp n–hexane – " ethyl acetate (4: 1 theo thể tích) để thu được sản phẩm. Chất rắn được hòa tan lại trong cùng một hỗn hợp dung mơi, sau đó chờ kết tinh, lọc tách kết tủa thu được 0,31 gam (hiệu suất 85 %) sản phẩm 87 ở dạng bột màu đen xám (T0nc = 197 oC).
IR (cm–1): 3083 (C–H alkene); 2954, 2923 (C–H alkane); 1621 (CH=N); 1575, 1508 (C=C).
1H–NMR [DMSO–d6, ppm, J (Hz)]: 8,55 d J = 2 Hz (1H, H2); 7,77 m (1H, H4); 7,38
dd J2–5 = 3,0, J4–5 = 5,0 (1H, H5); 8,00 d J11–9 = 1,0 (1H, H9); 7,75 dd (1H, H11); 8,09 d
J = 8,5 (1H, H16); 7,56 t J = 7,5 (1H, H17); 7,47 t J = 7,5 (1H, H18); 8,15 d J = 8,0 (1H, H19); 4,14 s (1H, H20) (phụ lục trang 35, 36). 13C–NMR [500 MHz, DMSO–d6, ppm]: 130,2 (C2); 130,7 (C3); 126,2 (C4); 128,8 (C5); 160,2 (C6); 140,7 (C7); 143,5 (C8); 111,2 (C9); 127,6 (C10); 106,8 (C11); 144,7 (C12); 167,0 (C13); 134,6 (C14); 153,4 (C15); 122,8 (C16); 126,6 (C17); 125,5 (C18); 122,2 (C19); 56,4 (C20) (phụ lục trang 35, 36). *Tổng hợp 5–(benzo[d]thiazol–2–yl)–2–(thiophen–3–yl)benzo[d]oxazole (88) Trong lị vi sóng, hỗn hợp gồm 2–amino–4–(benzo[d]thiazol–2–yl)phenol hydrochloride (1 mmol), 3–thiophenecarbaldehyde (1 mmol) và acid acetic (2 mL) được đun nóng ở cơng suất 400 W thời gian 5 phút. Lặp lại q trình trong lị vi sóng 3 lần. Tiến trình phản ứng được theo dõi bằng TLC sử dụng hỗn hợp hexane–ethanol (1: 1 theo thể tích) sau mỗi lần phản ứng. Sau 3 lần tiến hành phản ứng, làm nguội hỗn hợp sau phản ứng đến nhiệt độ phòng rồi kết tinh lại chất rắn thu được trong hỗn hợp ethanol
– nước (4: 1 theo thể tích) thu được sản phẩm 88 ở dạng bột màu trắng xám, hiệu suất 90 %. IR (cm–1): 2926 (C–H), 1623 (CH=N), 1581, 1515 (C=C). 1H–NMR [500 MHz, DMSO–d6, ppm, J (Hz)]: 8,25 m (1H, H2); 7,81 d J5–4 = 5,0 (1H, H4); 7,46 dd J2–5 = 3,0, J4–5 = 5,0 (1H, H5); 8,43 d J11–9 = 1,0 (1H, H9); 8,17 dd J = 1,5, J12–11 = 7,5 (1H, H11); 7,64 d J11–12 = 7,5 (1H, H12); 8,08 d J17–16 = 7,0 (1H, H16); 7,52 dd J16–17 = 7,5, J18–17 = 8,0 (1H, H17); 7,38 dd J19–18 = 7,5, J17–18 = 8,0 (1H, H18); 7,38 d J18–19 = 7,5 (1H, H19) (phụ lục trang 37, 38). 13C–NMR [500 MHz, DMSO–d6, ppm]: 128,6 (C2), 128,9 (C3), 126,6 (C4), 127,3 (C5), 160,8 (C6), 152,2 (C7), 142,8 (C8), 119,4 (C9), 130,9 (C10), 124,9 (C11), 111,1 (C12), 167,7 (C13), 135,3 (C14), 154,4 (C15), 123,3 (C16), 126,5 (C17), 125,3 (C18), 121,7 (C19) (phụ lục trang 37, 38). 2.3.2. Tổng hợp các polythiophene
Tổng hợp các polythiophene P70–P77 từ dẫn xuất của 3–(3–phenylprop–1– ene–3–one–1–yl)thiophene 70–77
Hỗn hợp gồm sắt (III) chloride (4 mmol) và 30 ml chloroform khan được khuấy đều trong bình cầu ba cổ, mơi trường khí N2, thời gian 15 phút. Hòa tan từng monomer
70–77 (1 mmol) trong 20 ml clorofom khan, sau đó thêm từ từ hỗn hợp này vào bình
Lọc hỗn hợp sau phản ứng, rửa chất rắn trên phễu bằng methanol thu được sản phẩm thô. Sản phẩm này đem chiết Soxhlet, sử dụng dung môi rửa là methanol trong 72 giờ để loại bỏ hoàn tồn chất đầu cịn dư và chất oxi hóa FeCl3. Tiếp tục lọc, rửa polymer P70 – P77 tạo thành nhiều lần với nước cất, thu được tám polymer dạng bột, màu cam đến nâu đỏ.
Tổng hợp các polythiophene từ dẫn xuất của 1,3–diphenyl–5–thiophenyl–2– pyrazoline P78–P81
Hỗn hợp gồm sắt(III) chloride (4 mmol) và 30 ml CHCl3 khan được khuấy đều trong bình cầu ba cổ, mơi trường khí N2, thời gian 15 phút. Hịa tan từng monomer 78– 81 (1 mmol) trong 20 ml clorofom khan, sau đó thêm từ từ hỗn hợp này vào bình cầu,
tiếp tục khuấy trong 48 giờ ở nhiệt độ phịng và trong mơi trường khí N2.
Lọc hỗn hợp sau phản ứng, rửa chất rắn trên phễu bằng methanol thu được sản phẩm thô. Sản phẩm này đem chiết Soxhlet, sử dụng dung môi rửa là methanol trong 72 giờ để loại bỏ hoàn tồn chất đầu cịn dư và chất oxi hóa FeCl3. Tiếp tục lọc, rửa polymer P78 – P81 tạo thành nhiều lần với nước cất, thu được tám polymer dạng bột, màu cam đến nâu đỏ.
Quy trình tổng hợp các polythiophene P78-P81 đã được cấp bằng độc quyền sáng chế số 29380, cấp theo quyết định số 12478w/QĐ-SHTT, ngày 29/07/2021 của Cục Sở hữu trí tuệ.
Tổng hợp các polythiophene từ dẫn xuất của 3–phenyl–1–thiocarbamoyl–5– thiophenyl–2–pyrazoline 82–85
Hỗn hợp gồm FeCl3 (4 mmol) và 30 ml chloroform khan được khuấy đều trong bình cầu ba cổ, mơi trường khí N2, thời gian 15 phút. Hịa tan từng monomer 82–85 (1
mmol) trong 20 ml clorofom khan, sau đó thêm từ từ hỗn hợp này vào bình cầu, tiếp tục khuấy trong 48 giờ ở nhiệt độ phịng và trong mơi trường khí N2.
Lọc hỗn hợp sau phản ứng, rửa chất rắn trên phễu bằng methanol thu được sản phẩm thô. Sản phẩm này đem chiết Soxhlet, sử dụng dung môi rửa là methanol trong 72 giờ để loại bỏ hồn tồn chất đầu cịn dư và chất oxi hóa FeCl3. Tiếp tục lọc, rửa polymer P82 – P85 tạo thành nhiều lần với nước cất, thu được tám polymer dạng bột, màu cam đến nâu đỏ.
Các polymer được tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp nối oxy hóa sử dụng dung mơi cloroform khơ. FeCl3 (4 mmol) được khuấy trong chloroform (40 ml) trong 15 phút trong mơi trường nitơ. Sau đó, hỗn hợp monomer (1 mmol) hòa tan trong 20 mL chloroform được chuẩn bị và thêm từ từ vào dung dịch chứa FeCl3.
Tiếp tục khuấy hỗn hợp trùng hợp trong 48 giờ ở nhiệt độ phịng trong mơi trường nitơ. Kết tủa được lọc và rửa nhiều lần bằng methanol và nước cất. Polymer được làm sạch bằng cách chiết Soxhlet với methanol trong 48h để loại bỏ sắt (III) clorua và các oligomer cịn sót lại. Cuối cùng, polymer được rửa nhiều lần bằng methanol và làm khô chân không để thu được polymer P86–P88 dạng bột màu đỏ nâu (hiệu suất 68 %).
2.3.3. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất các composite của dẫn xuất thiophene chứa dị vòng benzo[d]thiazole CPS86–CPS88
Tổng hợp các composite của dẫn xuất thiophene chứa dị vịng benzo[d]thiazole CPS86–CPS88
Làm khơ SiO2 bằng cách sấy ở 120 ○C trong 10 giờ. Sau đó, bảo quản SiO2 trong lọ đậy kín và đặt trong bình hút ẩm. Chloroform được làm khan bằng MgSO4. 1 gam SiO2 được khuấy đều 10 ml CHCl3 trong bình cầu ba cổ đến khi đồng nhất, thu được “hỗn hợp A. 0,1 gam 86 được hịa tan trong 5 ml chlorofom, sau đó nhỏ từ từ vào hỗn hợp A đã chuẩn bị. Tiếp tục khuấy hỗn hợp phản ứng trong 15 phút, sau đó, dẫn khí N2 qua bình phản ứng. Khuấy 10 gam sắt (III) chloride khan trong 2 ml chloroform thu được hỗn hợp B. Nhỏ từ từ hỗn hợp B vào bình phản ứng ba cổ, tiếp tục duy trì phản ứng trong 6 giờ ở nhiệt độ phịng và trong mơi trường khí N2.
Lọc hỗn hợp sau phản ứng thu được chất rắn, rửa chất rắn trên phễu nhiều lần bằng methanol. Chất rắn tiếp tục đem chiết Soxhlet trong 72 giờ, sử dụng dung mơi methanol để rửa hồn tồn chất đầu và sắt (III) chloride. Chất rắn thu được đem sấy khô ở 100 ○C trong 24 giờ, thu được sản phẩm là silica poly–3–(2–benzothiazolyl)thiophene (CPS86). Tiến hành tương tự với 2 monomer 87 và 88 ta thu được sản phẩm tương ứng kí hiệu CPS87 và CPS88.
Hình 2.4: Sơ đồ tổng hợp 4
Chế tạo các mẫu màng sơn nghiên cứu hiệu quả ổn định quang của các hạt nanocomposite
Trong luận án này đã chọn hạt nanocomposite CPS88 để tiếp tục nghiên cứu ứng dụng làm chất phụ gia ổn định quang cho sơn. Phương pháp thử nghiệm gia tốc thời tiết của màng sơn để đánh giá hiệu quả ổn định quang của các mẫu theo tiêu chuẩn ASTM G154–12a sử dụng đèn UVB 340. Nghiên cứu này được thực hiện tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam. Tỷ lệ các thành phần trong các công thức sơn được trình bày ở Bảng 2.5.
Bảng 2.5: Phần trăm các thành phần trong các mẫu sơn
nanocomposite
nanocomposite
Mẫu màng nhựa nghiên cứu được chế tạo bằng dụng cụ khung gạt chiều dày ERICHSEN MODEL 360, với chiều dày ướt là 60 μm trên bề mặt các tấm kính kích
TT Các mẫu sơn Nhựa acrylic Texanol CPS88 Nước cất
AC 261 1 Khơng có hạt
100 3 0 20
2 Có 2 % hạt
thước 100×70×2 mm. Sau 7 ngày để mẫu khơ tự nhiên trong phịng thí nghiệm, màng nhựa phân tích hồng ngoại được tách khỏi tấm kính, sau đó gắn vào khung cửa sổ bằng vật liệu nhơm.
Quy trình sản xuất vật liệu silica nanocomposite để làm phụ gia ổn định quang đã được chấp nhận đơn đăng ký giải pháp hữu ích hợp lệ, số đơn 2-2020-00385, ngày nộp đơn 13/08/2020.
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. CẤU TRÚC CÁC DẪN XUẤT CỦA THIOPHENE 3.1. CẤU TRÚC CÁC DẪN XUẤT CỦA THIOPHENE
Từ chất đầu là 3-thiophenecarbaldehyde và các chất phản ứng khác nhau, chúng tôi đã tổng hợp được 19 dẫn xuất, trong đó có 15 dẫn xuất mới (chưa có trong tài liệu tham khảo) là các dẫn xuất của thiophene có mạch nhánh ở vị trí số 3. Trong đó bao gồm:
– 6 dẫn xuất 71, 73–77 chứa nhóm α, β–ketone không no được điều chế bằng phản ứng ngưng tụ aldol của thiophene–3–carbaldehyde với các dẫn xuất có nhóm thế khác nhau