Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. VỀ TỔNG HỢP 4-ACETYL-3-ARYLSYDNONE
3.1.1. Tổng hợp các hợp chất N -arylglycine thế (2a-i)
Để tổng hợp các hợp chất arylglycine chúng tôi đã tiến hành phản ứng N-alkyl hóa nhóm amin của các anilin thế 1a-i bằng ethyl cloroacetat hoặc ethyl bromoacetat với sự có mặt của xúc tác natri acetat khan trong dung môi ethanol tuyệt đối. Nhiệt độ của phản ứng được duy trì ở nhiệt độ sôi của dung môi ethanol, phản ứng được đun sôi hồi lưu kết hợp với khuấy trong thời gian 6–20 giờ tùy theo từng hợp chất. Khi đó, các hợp chất ethyl ester của N-arylglycine được tạo thành, và được thuỷ phân tiếp theo trong môi trường kiềm NaOH, và acid hóa dung dịch thủy phân bằng acid HCl (1:1)
57 đến pH 5–6 để thu được các N-arylglycine (2a-i).
Đối với phản ứng N-alkyl hóa anilin để tạo thành ethyl ester của N-arylglycine 2’a-i thì ta cần lưu ý là phản ứng phải thực hiện trong điều kiện các chất tham gia phản ứng phải khan, nếu không hiệu suất phản ứng sẽ thấp hoặc không thu được sản phẩm.
Đây là phản ứng kiểu SN2 của dẫn xuất halogen. Tỷ lệ các chất phản ứng anilin và ethyl cloroacetat được sử dụng là đẳng mol; lượng chất xúc tác natri acetat được lấy bằng hoặc dư hơn so với các chất phản ứng, từ 10–20%mol. Thời gian phản ứng thùy thuộc vào cấu tạo thành của anilin thế (vào bản chất nhóm thế trong vòng thơm benzen của anilin), thường là từ 6–20 giờ. Với các anilin thế có nhóm hút điện tử như 4- cloroanilin; 3,4-dicloroanilin; 3,5-dicloroanilin và 4-fluoroanilin thì thời gian đun sôi phản ứng phải kéo dài hơn so với các anilin có các nhóm thế đẩy điện tử như 4- methylanilin; 4-ethoxyanilin. Điều này hoàn toàn dễ hiểu vì sự có mặt của các nhóm thế hút electron đã làm giảm tính nucleophil của nguyên tử nitrogen ở các anilin thế này, và do đó làm phản ứng thế nucleophil SN2 trở nên khó khăn hơn. Sau khi kết thúc việc đun sôi hồi lưu, phản ứng được làm nguội đến nhiệt độ phòng hoặc để qua đêm, sau đó được rót vào nước đá để hòa tan xúc tác và để kết tủa sản phẩm ethyl ester của N-arylglycine, lọc, rửa sạch kết tủa bằng nước lạnh. Hầu hết các ethyl ester của N- arylglycine thu được đều là những chất rắn có màu xám trắng hoặc vàng nâu. Thời gian phản ứng tổng hợp các ethyl ester của N-arylglycine được dẫn ra trong Bảng 3.1.1.a.
Quá trình thủy phân các ethyl ester của N-arylglycine của các anilin thế được tiến hành trong môi trường kiềm loãng, với lượng kiềm được lấy dư hơn một chút so với lượng anilin khoảng 20%mol. Thời gian thủy phân các hợp chất ethyl ester của N- arylglycine khoảng 3–6 giờ tùy theo từng hợp chất, ở nhiệt độ sôi của dung dịch kiềm.
Sau khi thủy phân chúng tôi acid hóa bằng HCl thì thu được các hợp chất N- arylglycine thế (2a-i). Điều cần lưu ý là chỉ được acid hóa đến pH = 5–6. Các hợp chất N-arylglycine chúng tôi tổng hợp được đều ở dạng rắn tinh thể, có màu và thường được kết tinh lại bằng ethanol 96%. nhiệt độ nóng chảy cao hơn các anilin thế. Kết quả tổng
58
hợp và các dữ kiện vật lí của các N-arylglycine thế được dẫn ra trong Bảng 3.2. Do các hợp chất glycine đều đã được biết, nên chúng tôi chỉ ghi phổ IR để xác nhận rằng phản ứng chuyển hoá từ anilin tương ứng với acid cloroacetic hoặc ethyl cloroacetat đã xảy ra. Chẳng hạn, trong phổ IR của hợp chất 2c (R=4-Me), xuất hiện các băng sóng hấp thụ đặc trưng của nhóm amoni (của amino acid) ở 3019 cm–1, nhóm carbonyl ở 1678 cm–1 (ion carboxylat).
Bảng 3.1.1.a Thời gian phản ứng tổng hợp ethyl ester và thuỷ phân thành các N- arylglycine 2a-i
Kí hiệu R Thời gian phản ứng N- alkyl hoá (giờ)
Thời gian phản ứng thuỷ phân ethyl ester (giờ)
2a H 8 4
2b 4-F 8 4
2c 4-Me 6 3
2d 4-Cl 10 3
2e 4-OEt 8 4
2f 4-COOH 12 4
2g 3,4-diCl 10 4
2h 3,5-diCl 12 4
2i 2-Me-5-Cl 12 4
59
Kết quả chúng tôi đã tổng hợp được 9 hợp chất arylglycine, các chất này đều là những chất rắn kết tinh có màu từ trắng, xám xanh đến nâu đỏ, ít tan trong nước lạnh, tan tốt trong ethanol, aceton, dicloromethan và được kết tinh lại bằng ethanol 96%
(Bảng 3.1.1.b).
Bảng 3.1.1.b Kết quả tổng hợp và các tính chất vật lí của các hợp chất N- arylglycine (2a-i)
Kí hiệu R Màu sắc Hiệu suất (%) Đnc (C)
2a H Trắng xanh 69 83–85
2b 4-F Xám 70 147–148
2c 4-Me Xám trắng 80 115–116
2d 4-Cl Trắng 60 100–102
2e 4-OEt Nâu xám 84 162–163
2f 4-COOH Trắng 65 288–290
2g 3,4-diCl Nâu 67 87–89
2h 3,5-diCl Trắng hồng 46 154–155
2i 2-Me-5-Cl Xám trắng 72 139–141
60
Hình 3.1.1 Phổ IR của các hợp chất N-(4-phenyl)glycine (2c).