3.1.1 Thiết bị và dụng cụ
Các thiết bị sử đụng trong quá trình tông hợp gồm có:
- Cân điện tt METTLER TOLEDO AB204. SARTORIUS GP 1503 P và G&G® của
hãng Electronic scale.
- Bồn siêu âm (ultrasonic cleaner) POWER SONIC 405, Korea và bon siêu âm UC
45kHz, Đài Loan. Thanh siêu âm (udtrasonic processor) VIBRA CELL VC130, SONIC, USA.
- Cột sắc ký sử dung silica gel 60 (20-400 mesh, E Merck, Darmstadt, Đức)
- Sắc ký lớp mỏng (TLC) trên bản nhôm, lớp hap phy bằng Merck silica gel 60F-254, hiện hình dung dịch thuốc tím hoặc dung dịch HạSO, 10% (trong EtOH).
- Máy cô quay RE200/VC.
- Máy bơm chân không Trung Quốc, chân không 0.1 bar.
- Pho IR được đo trên máy IR BRUKER EQUINOXSS.
- Pho 'H NMR, !'€C NMR, DEPT được đo trên máy cộng hưởng từ hạt nhân
BRUKER AVANCE 500 NMR Spectrometer (Viện Công Nghệ Hóa học - Ha Nội) ở 500 MHz và 125 MHz.
- Các dung cụ thủy tinh dùng trong tông hợp gồm có bình cô quay. bộ chưng cat,
bình cầu ba cô, bình quả lê hai cô. bình tam giác, ông sinh hàn, bình cầu cô nhám, becher
các loại, ông hút, pipet, ống đong, ống nghiệm, ...
3.1.2 Hóa chất
o Hóa chat công nghiệp
- Cén đốt
- Acetone
Hóa chat của Trung Quốc
- Bromide acid (HBr) có nông độ = 40%
- Calcium chloride (CaC];) - Diethyl ether ((CạH;);O)
- Ethanol (C,H;OH)
- n-Hexane
- Hydrochloric acid (HCI) có nông độ 36-38%
- Magnesium sulfate (MgSO,)
- Natri
- Potassium hydroxide (KOH) có độ tinh khiết > 82%
- Sodium chloride (NaCl) có độ tinh khiết 99.5%
- Sodium hydrocarbonate (NaHCO;) có độ tinh khiết 99.5%
- Sulfuric acid (H;SO,) có nông độ 95-99%
Hóa chat Acros
- Titanium(IV) isopropoxide
- Diisopropyl -(-) D tartrate
- Tert-butyl hydroperoxide.
Hóa chat của Merck
- Ban mỏng tráng san silica gel dạng 60 Fos,
. Silica gel dạng 60 Fos,
> Magnesium dùng cho phan ứng Grignard
>ằ Heptanol
Hóa chất của Labscan
- Tetrahydrofuran (THF)
3.1.3 Tỉnh chế một số hóa chất
- THF được làm khan sơ bộ bằng cách ngâm với KOH có thôi khí Nito. Trước khi làm phản ứng can lọc qua cột Al,O; rồi sau đó ngâm trong Na vụn. Sau đó chưng cất có thỏi khí Nito lay đúng 67°C, thiết bị chưng cat cần phải có gắn ống chứa CaCl, chong am.
- Silica gel: Được cho vào cốc thuỷ tinh, say khoảng hai giờ ở 150°C.
- Dietylether: Được làm khan sơ bộ bằng cách ngâm với KOH. Sau đó chưng cat với
Na trong khi nitơ trước khi làm phản ứng. Thiết bị chưng cất có gắn ống CaCl, chong âm.
- MgSO, khan: Nung MgSO, cho đến khi nóng chảy thành chat lỏng rồi khô lại thành khối rắn. Sau đó tán nhỏ thành hạt và được đựng trong chai kín dạng cô nhám.
- Diclometan: được chưng cất lại trong CaC]; rồi lay đúng phân đoạn 61°C
- PCC (Pyridium chlorochromate)
Cho 46 ml acid HCI 6M (0.275 mol) từ từ vào 19.8 g (0.25 mol) pyridin được làm
lạnh xuống 0°C trong 10 phút. Sau 5 phút khuấy hỗn hợp trên rồi thêm can thận 25 g (0.25
mol) crom trioxid (VI) vào hỗn hợp trên và khuấy. Làm lạnh trở lại xuống 0°C đề xuất hiện tủa rắn màu vàng cam. Tủa rắn được lọc trên phéu Bruchner dưới chân không đến khô trong
1 giờ thu được 45.2 g (84%).
3.2 TONG HOP CAC HOP CHAT
3.2.1 Tổng hợp n-heptyl bromua
Cho 110.45 ml HBr đậm đặc (151.875 gam tương ứng 0.75 mol) vào bình cầu ba cổ, sau đó cho từ từ 37 ml H;SO¿ đậm đặc vào HBr khoáng 22 ml thì dừng lại. Sau đó cho tiếp 0.5 mol heptanol vào hỗn hợp hai acid HBr và HạSO, (ti lệ 3: 1), lắc bình cầu. Kế tiếp cho tiếp phần H,SO, còn lại rồi đun hoi lưu hỗn hợp trong thời gian khoảng 2 giờ. Phan ứng kết thúc, chiết bỏ lớp dưới, lay lớp hữu cơ. sản phẩm thu được tiếp tục được rửa với HCI đậm đặc, nước cất, dung dịch NaHCO; bão hoà, nước cất, làm khan bằng CaCl;. Chưng cất thu
sản phâm.
3.2.2 Tổng hợp 1-decen-3-ol theo phản ứng Grignard
Tác chất Grignard cúa n-heptylbromua 8.95g (0.05mol) và 1.3g Mg được nhỏ giọt bởi 2.8g (0.05mol) acrolein trong 20m! THF khan. khuấy mạnh ở 0°C trong 2 giờ hoặc siêu âm trong 30 phút. Làm lạnh bình và hủy bằng dung dịch NH,Cl. Chiết eter và rửa bằng dung dịch NaHCO;, nước, nước muối và làm khan bằng MgSO,. Cô đuôi dung môi và chung cất dudi áp suất kém thu được 69g (89%) 1-decen-3-ol. Điểm sôi
211,4°C/760 mmHg.
Xác định cấu trúc sản phâm: phự lực 4-9
e IR @, cm”): 3351.69 ( O-H), 3080 (CH=) , 2956, 2927, 2855 (H-C,,3),
1644 (C=C)
¢ 'H NMR (CDCI, 6 ppm) 0.9 (3H, t, J=7, H-10), 1,2-1,35 (10H, m, H-5->H-9),
1.46 - 1.56 (2H. m, H-4). 2.1 (1H, s, OH), 4.08 (LH, m, H-3), 5.09 (1H, d. J = 10,
H’), 5.2 (1H, d, J = 17, H”), 5.8 - 5.9 (1H, m, H-2)
® 1C NMR (CDCI, dppm) 6 14,03 (C-10), 22,62 (C-9), 25,3 (C-8), 29.2 (C-7),
29.5 (C-6), 31.76 (C-5), 37 (C-4), 73.16 (C-3), 141 (C-2), 114 (C-1).
3.2.3 Tong hop 1,2-epoxy-3-decanol.(3)
Dung địch t-BuOOH 70% được làm khan lại, cho 6,65 ml TBHP vào Erlen, thêm
MgSO, khan ngâm trong 15 phút sau đó được chiết lai với CH;C]; khan. Thu được TBHP khan tương đối. có thé làm khan TBHP một cách hoàn toàn bằng cách đun hồi lưu TBHP với benzen trong hệ thống hoàn lưu Dean - Stark tube có lắp bộ phận tách nước. Tuy nhiên,
vì Benzen khá độc hai, lại bị cắm lưu hành nên chúng tôi không tiễn hành theo phương pháp
này.
Sử dụng bình 3 cô, có gắn ông hút âm, phéu nhỏ giọt và ông sục khí Nito gắn lên hệ thông khuấy từ. Cho 6ml DIPT vào, thêm 20ml CH;C]; khan, làm lạnh bình đến -20°C (đá muéi/axeton) trong 5 phút rồi thêm nhanh 7.22 ml xúc tác Titanium (IV) issopropoxide.
Lưu ý phải thêm nhanh vì xúc tác hút âm rất mạnh, cần tránh am tốt. sau đó khuấy trong 15
phút rôi nhỏ giọt 3,8g 1-decen-3-ol/20ml CH;Cl;. Khi nhỏ giọt hết thi thêm TBHP đã được
chuẩn bị vào. Tiếp tục khuấy trong 2h ở nhiệt độ -20°C. sau đó, đậy kín bình, cho vào ngăn
đá của tủ lạnh trong 18h.
Xử lí sản phẩm.
Lần 1: làm lạnh bình 3 cô. nhỏ giọt dung dich của 4g FeSO, + 5g acid tartaric trong 30 phút đến 1h, dung dich được chiết bằng Et;O, sau đó rửa lại với nước muối bão hòa rồi làm khan bằng MgSO; trong 300 phút. Cô sản phâm
Lần 2: thêm 80ml ELạO, khuấy với 40ml dung dich KOH IM tại 0°C trong 30 phút rồi tiếp tục khuấy thêm Lh. Sản phẩm được chiết và rửa với dung dịch NaCl bão hòa,làm
khan bằng MgSO, khan. cô sản phẩm.
Chưng cất phân đoạn có sử dụng cột Vigreux, thu phân đoạn nhiệt độ ôn định, kiếm tra bang TLC rồi thực hiện quá trình kế tiếp.
3.2.4 Tong hợp 2,3-decanediol
Cân 323mg LiAIH¿ vào bình 3 cô, thêm 7ml Et,O khan, sục khí Nito, có gắn ông hút âm. Binh 3 cô được làm lạnh bằng đá muỗi trong 15 phút. Nhỏ giọt (3)/35 ml Et,O khan.
Nhỏ giọt hết, tiếp tục làm lạnh khuấy thêm 30 phút sau đó khuấy qua đêm ở nhiệt độ phòng.
San phẩm được xử lí bằng cách lọc nhanh qua cột Silicagel để loại chất khử du, với dung môi chạy cột là THF sau đó dung dịch được rửa lại với NaC! bão hòa, làm khan bằng
MgSO, khan, cô đuôi dung môi trong chân không, lọc cột Silicagel dé thu sản phẩm tinh khiết. Với dung môi chạy cột là n-hexan và ete.
Xác định cau trúc sản phẩm (Phu lục 10-14)
® Nhiét độ sôi: 215°C /760 mmHg.
¢ Phé'H NMR (500 MHz, CDCI;, dppm): 0.9 (t, 3H, J=6.5, H-10),
1.15 (d, J = 6 Hz, 3H, H-1); 1.29 (m, 10H, H-9 -> H-5); 1,4 (m, 2H, H-4); 2.01 (s, 2H,
OH), 3.8 (m, 1H, H-3); 3.63 (m, 1H, H-2).
e Phd °C NMR (125 MHz, CDCI;, dppm): 16.65 (C-1); 70.45 (C-2); 75 (C-3); 31.82
(C-4); 31.84 (C-5); 29.23 (C-6); 29.64 (C-7); 26 (C-8); 22.64 (C-9); 14.07 (C-10).
3.2.5 Tổng hợp 2.3-decanedione
Hòa tan 0.2 g hợp chất 2,3-decanediol trong 3 ml CH;Cl;, sau đó cho thêm 0.25 g PCC vào hỗn hợp. Khuay đều ở nhiệt độ phòng. Lớp cặn được lọc nhanh qua cột silicagel sau đó dung dịch thu được được, rửa bằng dung địch NaHCO+, nước và nước mudi bão hòa.
Lam khan bằng MgSO,. Sản phẩm tỉnh khiết thu được bang sắc ký cột.
Xác định cầu trúc sản phẩm (Phụ lục 15-19)
e Nhiệt độ sôi: 216°C /760 mmHg.
© IR (0z, cm”): 1713 (C=O); 2878, 2957 (-CH;, -CH;); 1458 (-CHạ): 1378 (-CH;).
s Phố 'H NMR (500 MHz, CDCI;, dppm): 0.92 (t, J = 7.5 Hz, 3H, H-10,); 1.23-1.33 (m,
8H, H-6.7,8,9); 1.57 (m, 2H, H-5); 2.44 (1, 2H, J = 7. Hz, H-4); 2.18 (s, 3H, H-1).
© Pho °C NMR (125 MHz, CDC|I;, ðppm): 22.15 (C-1); 196.14 (C-2); 196.35 (C-3);
35.23 (C-4); 31.90 (C-5); 29.88 (C-6); 29.50 (C-7); 25.86 (C-§); 23.00 (C-9);
14.13 (C-10).