1. Tổng hợp 2-(p-tolyloxy)acetohydrazide
1.3. Tông hợp TỰ SHỤNGT NON HHỰGISHHDP (Hy)
Phương trình phan ứng:
cn -ocheoocu,+ NH,NH, ————>
ch Ế. -ocheowuwn + C;H:OH
Phản ứng xảy ra theo cơ chế lưỡng phân tử $y2(CO):
, ne ẹn,Nn,
H,C—C,H,OH,C—C—OC,H, + H,N—NH; j= H,C—C/H,OH;C—C—OC;H,
cỗ ỏ
|
x.
= = <_—_—sô—swHC—-C, H, ON
Hc eal NHNH, ‘cae xC—CŒ,H,0H;€ ni i
Trong phan ứng ta dùng du hydrazine vi:
© Chuyén hóa hết ester thành hydrazide.
e Hydrazine dư dé tách ra khỏi sản phẩm.
Hydrazine được chia làm ba lần cho vào bình phán ứng để tránh tạo môi trường quá kiểm, phân hủy ester,
Nên dùng một lượng vừa đủ ethanol. Nếu dùng quá dư thì sẽ làm cho hiệu suất quá trình tông hợp không được cao vi hydrazide tan tương đổi tốt trong
cthanol.
Ester ethyl 2-(p-tolyloxy}acetate ở trạng thái lỏng, trong khi sản phẩm sau phản ứng hiđrazit hoá là chất rắn kết tinh dang tinh thể hình kim, không mau, nóng
SVTH: Vũ Thị Hải Yên Trang
40
Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn
chảy ở nhiệt độ khả cao 135-137.5" C. Có lẽ sự có mat của nguyên tử hidro linh động trong nhóm -NH; làm xuất hiện các liên kết hiđro liên phân tử trong
hydrazide (H,) là nguyên nhân của sự khác biệt lớn này. Đề xác định các nhóm
chức có trong (Hy), chúng tôi tiếp tục khảo sát phd hồng ngoại (xem hình 1) :
cH, OCH,CONHNH, wy AT
T N L IT\Ì ss Í | |
Wh AN? Wa | A
ô * | We 1 AL š |
1 AN, lig WT ER | -ry 1 Ƒ “| ae
ằ \ Fy a H ell ? * |
ly Vy \? Í !ị Í t
a i LH .ã
a * *ị | |
ằ M +
: 3
Yam ma xa = — eo moc “cD “on .._.. .. -—= —~_ .Me of eee OOO .
Hình 1: Phố IR của 2-(p-tolyloxy)acetohydrazide (H,)
Trên phổ hồng ngoại của (Hy) xuất hiện pic hap thụ đặc trưng cho các liên kết và các nhóm nguyên tử đự kiến có mặt trong phân tử (xem bảng trang ). Chẳng
hạn như ở vùng 3300 - 3000 cm”! xuất hiện vân liên kết N-H ở cường độ trung bình, vân liên kết C=O với cường độ mạnh cũng thấy xuất hiện ở 1650 cm”, sự tồn tại của các pic hấp thụ trong vùng 1550 + 1610 cm” xác nhận sự tồn tại của vòng thơm. Các dữ liệu về trạng thải, nhiệt độ nóng chảy và phổ hồng ngoại đều phù hợp với tài liệu [1 1] xác nhận sự tạo thành hydrazide (H,). Sự xuất hiện đám vân tù ở vùng 3300 — 3000 cm" của các liên kết N-H chứng tỏ giữa các phân tử (H,) có liên kết hiđro liên phân tử.
2. Tông hợp 4-amino-5-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol
2.1.Tổng hợp kali thiocacbazate (Hs)
Phuong trinh phan tng:
SVTH: Vũ Thị Hai Yên Trang
41
Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn
O-CHz€WILNH¿ + CS; + KOH
CH; Oo
Cờ -o-eg nig sk + H,O
Cơ chế phản ứng: Phan ứng xảy ra theo cơ chế sau:
Z“ N ; +
R-CNHNH, + C$ ———+ R-C.NH-NH,C-S SHE R-CNH-NH,-c-
| | Il I Ì
12) S Oo I ° S
Những kính nghiềm khi làm phản ứng:
Phan ứng xảy ra rất nhanh, sau khi khuấy khoảng 5 phút là bắt đầu đặc quánh lại. Do vậy phải chú ý tác động để máy khuấy quay. Nếu thấy máy khuấy không quay được nữa thì cần bé sung dung môi. Lượng ethanol không được ding quá nhiều cũng không nên ding quá ít. Nếu quá nhiều thi sẽ bị hao hụt do một phần sản phẩm tan vào nước lọc. Nếu quá ít thì không đủ cho phán ứng xảy ra hoàn toàn, như vậy sẽ có một phần chất đầu chưa phản ứng bị lẫn vào trong sản phẩm do hỗn hợp bị đặc quánh lại. Mục đích của việc ding diethyl eter là để hòa tan va
loại bỏ CS; ra khỏi sản phẩm nên dùng nhiều để rửa sạch CS).
Kali dithiocarbazide dé tan trong nước nên phải dùng ethanol tuyệt đối để tránh mắt sản phẩm và trong quá trình thực hiện phản ứng cũng như tỉnh chế sản
phẩm không được để bị lẫn nước.
2.2.Téng hợp 4-amino-S-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol (A,)
ch" -ocHecosuwncssk + 2NH,NH, ——-
cu -Ế com —Ê — + NH HS + HON—N
Nn,N
SVTH: Vũ Thị Hai Yen Trang
42
Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn
cu co sx + CH,COOHN—N
tera;N
cu com Ê Msn + CH,;COOKN—N
NH,N
Cơ chế phản img: Phản ứng xảy ra theo cơ chế như sau: H
chZỆ_)-ochueeufe + HN—NH; ———> CHỊ 0-CHy€ ". sN—NH
Ss oe
NH,
H
ơ 1. 1 cu{ -oem
da 20 h
NH, Hạ
N—NH N—N
ar joo s nh i NH,
Những kinh nghiêm khi lam phan ứng:
Phản ứng không nên thực hiện ở nhiệt độ quá cao (không nên để bình phản ứng ở gan bếp điện), vì nhiệt độ cao quá làm hydrazine bị bay hơi và xây ra sự
lưu huỳnh hóa.
Trong quá trình thực hiện phản ứng sé có mùi khí hidrogen sulfide bay ra, do
đó cẩn nổi thêm một ống sinh hàn cho khí H;S bốc lên ở khu vực cao dé tránh
độc.
Sau khi acid hóa xong cân có thời gian dé lam lạnh cho sản phẩm kết tinh rồi mới dem lọc. Acid hóa va base hóa dé kiểm tra xem có còn sản phẩm trong nước lọc (Nếu môi trường quá acid thi -NH; chuyển thành -NH;` va tan trong nước,
SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang
43
Luận văn tốt nghiệp GVHD: T§ Nguyễn Tiến Công nêu quá base thì —SH chuyển thành -S' va tan trong nước). Nước lọc cần được
làm lạnh trong tủ đá để kiểm tra xem còn sản phẩm kết tinh thêm nữa hay không.
Sản phẩm dễ kết tỉnh trong hỗn hợp dung môi dùng đẻ kết tỉnh lại, đo đó cần
lọc nóng nhanh.
Nhiệt độ nóng chảy (A;) do được186-188°C. phù hợp với nhiệt độ nóng chảy
mà tài liệu [8] đã công bố. Chúng tôi tiếp tục khảo sát phô IR của sản phẩm (xem
hình 2).
Hình 2: Phổ IR của 4-amino-5-(p-tolyloxymethyl)-1,2,4-triazole-3-thiol (A,) Dựa vào kết quả phổ hồng ngoại cho thấy xuất hiện 2 vân của nhóm NH;
cường độ trung bình ( một vân ở 3313 82 cm” và một van 3253.09 cm” bị che phủ tạo thành vai ), ở tần số 3153.72 cm"! có một vân bị tù cường độ trung bình
của nhóm NH (-CS-NH-), các vân ở tin số 1615-1510 em” của CN hoặc C#C thơm (cường độ của hai nhóm này biển đổi nhiều và xen phủ nhau). Ngoài ra cũng thay sự xuất hiện của vân C=S ở tân số 1317.43 cm”. Sự tồn tại vân C=S và sự xuất hiện đám hap thụ tù và rộng ở 2500 + 2800 em” đặc trưng cho nhóm -- SH có liên kết hiđro chứng tỏ (A,) tồn tại đồng thời ở cả hai dạng đồng phân hỗ biến “thiol” vả “thione”.
SVTH: Vũ Thị Hải Yên Trang
44
Luận văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn
N—N N—NH
pom ôn {fom ES,NH;
Các dữ liệu về phd hồng ngoại cũng hoàn toàn phù hợp với tài liệu [3,6] một lần nữa xác nhận sự tạo thành sản phẩm (A;).
3.Téng hợp 3-phenyl-6-(p-tolyloxymethyl)-7H-s-triazolo|[3,4-b|-1,3,4-
thiadiazine (A))
Phương trình phản ứng
§ / À Se ——.N=N
CH t}>t- HB + é cam Br
NH,
cu \-ocu—L + HBr + HON—N
`
Cơ chế phan ứng: có thé được mô tả như sau:
SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang
45
Luan văn tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn
cn -om—Ê cm ch -Ế Yon hs Âm, — ® Âm
+ — m 0 Br
gd
Những kinh nghiệm khi làm phản ứng:
Khi thực hiện phản ứng cần dùng một lượng lớn dung môi ethanol tuyệt đối do các chất ban đầu tan không tốt lắm trong rượu.
Sản phẩm tan rất tốt trong ethanol nên phải cất bớt nhiều dung môi thì chất
rắn mới kết tỉnh.
Cân thiết phải rửa chất rắn bằng nước dé loại bỏ HBr.
Trong phân tử (A,) chứa đồng thời hai nhóm -SH, -NH; với các cặp electron không liên kết trên S vả N đều có thé đóng vai trò là tác nhân nucleophin tan
công vào nhóm -C=O va -CH;BRr của 2-bromo-l-phenylethanone. Tuy nhiên,
-SH là tác nhân nucleophin mạnh hơn -NH; trong phan ứng thé halogenua nên sẽ
SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang
46
L.uận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công ưu tiên hướng —SH tan công vào -CH;Br. Còn trong phản ứng ngưng tụ với C=O thì ngược lại NH; lại được ưu dai hơn -SH do tạo thành sản phẩm ngưng tụ bèn hon do đó -NH; sẽ tắn công vào C=O. Như vậy sự đóng vòng thiadiazine là kết qua của hai quá trình ngưng tụ -NH; với C=O và thế nuclophin của -SH vào
-CH;Br. Trong đó giai đoạn ngưng tụ thuận lợi hơn the nucleophin nén xay ra
trước.
Ngoài ra, ta cũng thấy trong phân tử (A;) không còn các nhóm —SH, -NH;
như chất (A,) ban đầu nên không có khả năng tạo liên kết hiđro liên phân tử như (A¿). Vi lí do này mà hợp chat (Aj) có khối lượng phân tử lớn hơn (A,) nhưng
nhiệt độ nóng chảy của (Az) (148-149°C) lại thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng
chảy của (Ay) (186-188°C).
Dé làm rõ hơn cấu trúc của (A;) chúng tôi tiến hành khảo sát phổ IR (xem
hình 3).
Hình 3: Phố IR của 3-phenyl-6-(p-tolyloxymethyl)-7H-s-triazolo[3,4-b|-
1,3,4-thiadiazine (A;)
Điểm khác biệt rõ nhất trên phô IR của sản phim (A;) so với các chất đầu
(A¡) la: mat các vân của các nhóm —NH; vả —-NH- trong khoảng từ 3314 — 3154 cm”. Điều đó chứng tỏ sắn phẩm (A) đã được tạo thành. Các vẫn phé còn lại
thay đôi không đáng kẻ so với chất đâu (A¡).
SVTH: Vũ Thị Hải Yen Trang
47
Luận văn tết nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tién Công
Chúng tôi tiếp tục khảo sát phổ 'H-NMR của (A2) (xem hình 4) :
7142091312 SEPECT =F 8 $8255
“Tnhh nhi th Vi édđ. - MB “ii v62
S227 | T/
|
|
Hình 4: Phổ 'H-NMR của 3-phenyl-6-(p-tolyloxymethyl)-7H-s-
triazolo[3,4-b]-1,3,4-thiadiazine (Aj).
Trên phô cộng hưởng từ hạt nhân của hợp chất (A;) có đầy đủ tín hiệu cộng hưởng của các proton có mặt trong phân tir, với cường độ tương đối phù hợp với
số lượng nguyên tử tương đương.
Ở vùng trường mạnh xuất hiện tín hiệu proton có cường độ bằng 3, dạng
singlet, có độ chuyển dịch 5, = 2.231 ppm. Dựa vào độ chuyển dịch hoá học cũng như cường độ và hình dạng vân phd, chúng tôi qui kết tín hiệu nay cho 3
proton của nhóm CH¡-.
Ở vùng trường trung bình xuất hiện hai pic: một pic có cường độ bằng 2, độ chuyển dich hoá học 8 = 4.443 ppm vả một pic có cường độ bằng 2, độ chuyển dịch hoá học 5 = 5.332 ppm, cá hai pic này đều ở dạng singlet. Do nguyên tố O có độ âm điện lớn hơn S, rút electron mạnh hơn nên chúng tôi dự kiến các proton
nhóm -OCH; xuất hiện ở trường yếu hon các proton nhóm -SCH;. Và trong các
hợp chất tương tự [9.12] tín hiệu proton nhóm —SCH; xuất hiện ở dang singlet có độ chuyển dịch hoá học nằm trong khoảng 4.4 + 4.5 ppm. Vì vậy, chúng tôi qui
SVTH: Vũ Thị Hải Yến Trang
48
Luận văn tết nghiệ GVHD: TS Nguyễn Tiến Côn
kết tin hiệu ở 5, = 4.443 ppm cho 2 proton nhóm -SCH; vả tín hiệu ở dy = 5.332
ppm cho 2 proton nhóm -OCH;.
Trong vùng 6.9-7.6 ppm, xuất hiện tín hiệu của 9 proton thơm. Có thé qui kết các tín hiệu trong vùng này dựa trên độ chuyển địch hoá học cũng như cường độ và hình dạng vân phổ.
So ayo Ns nY
AP) |II
Về độ chuyển dịch hoá học, vòng (A) có hai nhóm đẩy electron mạnh -OCH;-
và CH, trong khi đó vòng (B) có nhóm rút clectron -C=N- nên các proton vòng
(A) xuất hiện ở trường mạnh hơn các proton vòng (B).
Trong vong (A), 2 proton H, HTM chịu ảnh hưởng chủ yếu của hiệu ứng +R của nhóm -OCHạ- còn 2 proton H'’, H'” chịu ảnh hưởng của hiệu ứng H của nhóm -CH;. Do đó 2 proton H'', H'* xuất hiện ở trường mạnh hơn 2 proton HTM,