Đối tượng nghiên cứu được trình bay trong luận văn này là tông hợp
2.3-decanedione, một thành phan pheromone giới tính của sâu đục thân cây cà phê mình
trắng Xylotrechus quadripes Chevrolat, bằng một số kỹ thuật và phương pháp mới trong tông hợp hữu cơ.
2,3-decanedione là một diketone 10C, Ketone ở vị trí 2 và 3, không có chọn lọc lập
thé. Diketone được oxi hóa tử alcohol.. alcohol có thé được tạo thành từ phan tng ghép Grignard (giữa tác chat Grignard với một andehit như acrolein) có thé dé đàng thực hiện ở điều kiện Việt Nam và cho hiệu suất khá tốt.
Sự tạo nối carbon - carbon là một nhóm phan ứng rat quan trọng trong tong hợp hữu cơ. Trước đây, chúng ta đã biết phan ứng của RX với Na, Zn, Ag; vinyl halide đưới tác
dụng CuCl, Zn-NIC]: hay Cu; phan ứng của các allyl với propagyl halide. Ngoài ra, các
phản ứng hình thành liên kết carbon - carbon tiêu biểu đã và đang được quan tâm nghiên
cứu thực hiện như: phản ứng ghép đôi Heck, phan ứng Suzuki, phản ứng Tsuji-Trost (hay còn gọi là phản ứng alkyl hóa allylic).
So với nhiều phương pháp đẻ tạo nối carbon - carbon thì phản ứng ghép Grignard là một trong những phản ứng quan trọng, đồng thời cũng được xem là một hướng đi thuận tiện trong tông hợp pheromone do có thé dé dàng nghiên cứu thực hiện ở điều kiện Việt Nam và cho hiệu suất khá tốt.
Hơn nữa, nguồn nguyên liệu đầu luôn giữ vai trò quyết định cho việc lựa chọn hướng đi của sơ đồ tông hợp. Do đó, lựa chọn nguồn nguyên liệu ban đầu thích hợp không kém phần quan trọng, đôi khi giữ vai trò quyết định thành công cho ca sơ dé tông hợp
pheromone.
2.1.1 Nội dung nghiên cứu
s* Nghiên cứu tông hợp allyl ancol từ acrolein
Phản ứng Grignard được sử dụng đê nôi mạch cacbon giữa acrolein với n-heptan bromua và n-pentan bromua
Phản ứng
KMoBr
4x0 - ^x
H
Acrolein
R=C€;H;;, C;H;¡
s* Nghiên cứu tông hợp epoxy
Cho allyl ancol tác dụng với Diisopropyl tactrate (DIPT) với xúc tá Titan (TY)
isopropxide và tert—buty] hydroperoxit (TBHP).
(*)Diisopropyl (Dy tartrate =O
AR yVUSopropy R
H Titanium(TEV) isopropoxide
tert-butyl hydroperoxide
CH;C];, 20°C
Sơ đồ tổng hợp
©)
ừ Ee
Sơ dé 12. Sơ dé tong hợp dencan-2,3-dione từ acrolein Tac chat
a) Mg, THF, 0 - 5°C, siêu âm; b) Titanium (IV)isopropoxide, TBHP, DIPT, CH;C];
khan; c) LiAIH¿. Et.O khan, 0 ~ 5°C, khuấy tir; d) PCC, CHCl, khan, khuấy từ.
Sơ đồ chúng tôi lựa chon có những đặc điểm sau:
Thứ nhất: nguyên liệu đầu, các tác chất cũng như xúc tác được lựa chọn là những hóa chat cơ bản, có thé dé tìm kiểm hoặc tông hợp được trong điều kiện Việt Nam, đồng thời có ý định thông qua các kết quả nghiên cứu đạt được trên các dan xuất của allyl ancol sẽ tiếp
tục mở rộng ứng dụng và phát triển dé tông hợp hoàn chỉnh pheremone của sâu đục thân cây
cà phê.
Thứ 2: Phản ứng có đặc tính lập thé có tính chọn lọc cao.
Thứ 3: Đưa ra một quy trình tông hợp decane-2,3-dione với con đường hoàn toàn
khác so với những nghiên cứu trước đây.
2.1.2 Phương pháp nghiên cứu
Việc xác định cau trúc sản phâm được thực hiên bằng các phương pháp phân tích hiện đại: phô cộng hưởng từ 'H-NMR và phô 'ÌC-NMR, IR, GC.
2.1.2.1 Qui ước và tính toán
Độ sạch: % theo GC, (đã lọc qua cột sắc ký).
Hiệu suất cô lập của các chất tông hợp được tính theo công thức:
HG = x%GC
mM,
Trong đó: H (%): hiệu suất của sản phẩm tông hợp được (%) mụy: khôi lượng sản phâm cô lập được thực tế (g)
my. khôi lượng sản phẩm tính toán theo lý thuyết (g)
2.1.2.2 Theo dõi các yếu to ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng
Chúng tôi chọn những điều kiện khảo sát dé tìm ra những điều kiện thích hợp cho phản ứng tông hợp các ancol nhị có nối đôi, phản ứng epoxy hóa, khử hóa như:
- Thời gian phản ứng.
- Ti lệ mol của phản ứng.
- Nhiệt độ phản ứng.
Tổng hợp n-heptyl bromua
Phan ứng được tiến hành giữa n-heptanol, HBr và H,SO, đậm đặc, H,SO, được nhỏ
giọt chậm vào bình phản ứng đông thời kết hợp với đun hôi lưu. Khi kết thúc nhỏ giọt thì tiếp tục đun hồi lưu 30-40 phút. Hỗn hợp sau phản ứng được rửa với HCl đậm đặc, nước, dung dịch NaHCO, bão hỏa, nước rồi làm khan bằng CaCl;. Sản phẩm thu được bang phương pháp chưng cat với điểm sôi 156°C.
Tông hợp 1-decen-3-ol
Sử dụng các kết quả nghiên cứu trước đây [5,6] về ứng dụng siêu âm trong phản ứng
Grignard, tác chất Grignard được tạo thành bằng bon siêu âm trong 1 giờ. Phản ứng Grignard được thực hiện bang thanh siêu âm giữa halogenua ankylmagnesium và Acrolein ở ÓC biên độ siêu âm 50% và khảo sát theo thời gian.
Tổng hợp 1-(oxiran-2-y])octan-1-ol
Quá trình tông hợp dựa trên tài liệu tham khảo [25]:
Phản ứng được tiền hanh trong điều kiện nhiệt độ thấp, tránh ẩm. Phản ứng được
thực hiện trên hệ thông khuấy từ.
Phản ứng giữa I-decen-3-ol với TBHP, DIPT với xúc tác Titanium isopropoxide
được thực hiện trong hệ thông kin, nhiệt độ thấp (đá khô/axeton) va được tránh âm tốt, phản
ứng xảy ra lâu và xử lí phức tạp.
Sản phẩm thu được kiểm tra bằng TLC, xử lí rồi sau đó lọc cột dé loại bỏ một phân ancohol còn dư, DIPT chưa bị xử lí hết rồi tiễn hành phan ứng kế tiếp.
Tổng hợp decan-2,3-diol
Ete được làm khô trong Natri vụn, rồi chung cất đề thu được ete khô. Tiếp theo, cho
LiAIH, vào bình 3 cô được làm khô kĩ, thôi khí Nitơ dé không lọt âm, thêm tiếp một lượng ete, rồi hỗn hợp được làm lạnh trong 5 phút. Nhỏ giọt 1-(oxiran-2-yloctan-l-ol trong ete
vào hỗn hợp phan ứng trong 30 phút. Ti lệ LiAIH¿ và epoxy được khảo sát cho tỉ lệ thích hợp là 1:1.5. Sau đó tiếp tục khuấy hỗn hợp qua đêm ở nhiệt độ phòng. Kết thúc phản ứng,
hỗn hợp được đem lọc nhanh qua cột silicagel bang THF dé loại bỏ chất khử dư. Rửa lại với
dung dich NaCl bão hòa rồi làm khô bằng MgSO, khan.
Sản pham thu được kiêm tra bằng TLC, lọc cột silicagel đề đề thu được san phim sạch.
Tổng hợp decan-2,3-dione
Phản ứng oxi hóa ancol thành keton chúng tôi sử dụng tác chất là pyridin
clorocromat trong dung môi diclometan khan. Ti lệ giữa PCC và ancol là 1:1.5
Sản phẩm thô thu được lọc nhanh qua cột Silicagel, sau đó xử lí dé thu được sản phâm thô. Kiểm tra bằng TLC, lọc qua cột silicagel đề thu được sản phâm sạch.