Hỡnh 3.8: Phổ 13C-NMR của 4 -đimetylamin-butan-2-on
Phổ 13C NMR của 4-đimetylamin-butan-2-on cho 5 tớn hiệu C, trong đú nhúm cacbonyl được nhận biết bởi tớn hiệu =206,9ppm. Gớa trị =54,0ppm của nhúm metylen CH2-4. Hai nhúm metyl CH3-5 và CH3-6 được nhận biết bởi =43,3ppm. =30,9ppm phự hợp cho nhúm metylen CH2-3 và =25,2ppm là tớn hiệu của nhúm metyl CH3-1.
Với cỏc dữ kiện phổ và phõn tớch nờu trờn, cú thể khẳng định hợp chất tổng hợp được là 4-đimetylamin-butan-2-on.
3.2.8. Tổng hợp 4-đimetylamin-3-metyl-butan-2-on.
4-đimetylamin-3-metyl-butan-2-on được tổng hợp dựa trờn phản ứng sau đõy: (CH3)2NH + HCH O + O N O 2.OH 1. H+
Trong bỡnh cầu 500ml cú lắp sinh hàn hồi lưu, bổ sung 46,4 ml metyl etyl xeton, 64,8 ml dung dịch fomalin 37%, 112 ml dung dịch đimetylamin 33% sau đú nhỏ từ từ dung dịch HCl 37% đến khi đạt pH=5-6. Đun hồi lưu cỏch thủy hỗn hợp phản ứng trong thời gian 12 giờ, sau đú cất cụ hỗn hợp phản ứng dưới ỏp suất giảm để loại bớt dung mụi, làm lạnh hỗn hợp phản ứng đến 5oC, rồi trung hoà bằng dung dịch NaOH lạnh đến khi đạt mụi trường pH=8-9. Chiết sản phẩm bằng 500 ml đietyl ete cú bổ xung 250ml dung dịch NaCl bóo hoà, rửa lại vài lần bằng dung dịch
NaOH bóo hoà, sau đú làm khan dịch chiết đietyl ete bằng Na2SO4 khan qua đờm, sau đú cất phõn đoạn thu sản phẩm. Hiệu suất của phản ứng đạt 68%.
Kết quả GC-MS cho thấy hợp chất cú pớc ion phõn tử m/z 129 phự hợp với cụng thức phõn tử C7H15NO.
Kết quả phổ NMR được chỉ ra trờn hỡnh 3.9 và hỡnh 3.10.
Hỡnh 3.9: Phổ 1H-NMR của 4-đimetyl amino-3-metyl-butan-2-on
Hỡnh 3.10: Phổ 13C-NMR và DEPT của 4-đimetylamin-3-metyl-butan-2-on
Kết quả cụ thể phổ NMR được chỉ ra trong bảng 3.2 dưới đõy:
Bảng 3.2: Phổ 13C-NMR và DEPT của 4-đimetylamin-3-metyl-butan-2-on
Vị trớ C 13C NMR (, ppm) DEPT 1H NMR (, ppm)
1 28,6 CH3 2,30;3H, s 2 208,3 C - 3 43,01 CH 2,33,1H, m 4 58,3 CH2 2,97; 2H, d, J = 9,0 Hz 5 43,07 CH3 2,78; 3H, d, J = 5,0 Hz 6 44,7 CH3 2,90; 3H, d, J = 5,0 Hz 7 16,2 CH3 1,31; 3H, d, J = 7,0 Hz
Trờn phổ 13C-NMR và DEPT, xuất hiện 7 tớn hiệu cỏc bon, trong đú cú duy nhất một tớn hiệu cacbon bậc bốn ở = 208,3 ppm điển hỡnh cho nhúm cacbonyl C=O, một tớn hiệu CH2 duy nhất = 58,3 ppm và một tớn hiệu CH duy nhất ở = 43,01 hoàn toàn phự hợp với cấu trỳc của phõn tử ở trờn. Trờn phổ cũng khẳng định rừ 4 nhúm metyl = 28,6; 16,2; 43,0; 44,7 tương ứng phự hợp với cỏc nhúm metyl tại vị trớ C-1, C-7, C-5 và C-6. Cỏc tớn hiệu của cỏc nhúm metyl C-5, C-6 cũng như nhúm metylen C-4 bị dịch chuyển khỏ mạnh về trường thấp là do ảnh hưởng hỳt electron mạnh của nguyờn tử N.
Trờn phổ 1H-NMR cựng khẳng định sự cú mặt của 4 nhúm metyl với cường độ tớch phõn tương ứng cho mỗi nhúm đều là 3 proton ( =1,31 ppm, 3H, d, J= 7,0 Hz, H3-7; = 2,30 ppm, 3H, s, H3-1; = 2,78 ppm, 3H, d, J = 5,0 Hz, H3-5; = 2,97 ppm, 3H, d, J = 5,0 Hz, H3-6. Tớn hiệu = 2,97 ppm; 2H, d, J = 9,0 Hz phự hợp cho H2-4 và cuối cựng tớn hiệu = 2,33 ppm, 1H, m là của H-3.
Cỏc dữ kiện phổ nờu trờn khẳng định hợp chất tổng hợp được là 4- đimetylamin-3-metyl-butan-2-on
3.2.9. Tổng hợp 4-morpholin-4-yl-butan-2-on [20].
Hợp chất này được tổng hợp dựa trờn cơ sở của phản ứng Mannich với cỏc tỏc nhõn là morpholin hiđroclorua, fomalin, axeton qua hai giai đoạn. Sơ đồ chung của phản ứng như sau:
O NH.HCl + CH3 CO CH3 + HCHO H+ O N CH2 CH2 CO CH3.HCl OH - CH3 CO CH2 CH2 O N
Trong bỡnh cầu đỏy trũn cú lắp sinh hàn hồi lưu, cho vào 25 g morpholin hiđroclorua (0,2 mol), 17 ml dung dịch fomalin 37%, 75 ml axeton (1mol), 15 ml MeOH, vài giọt HCl. Đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng trong 15 giờ, sau đú làm lạnh hỗn hợp đến nhiệt độ phũng. Bổ xung 50 ml dung dịch chứa 8 gNaOH đó được làm lạnh đến 0oC, khuấy đều, rồi chiết hỗn hợp phản ứng 2 lần bằng 80 ml đietyl ete. Dịch chiết đietyl ete được rửa lại 2 lần bằng 100 ml dung dịch NaCl bóo hoà, làm khan dịch chiết bằng 20 g Na2SO4 sau 12 giờ. Cất phõn đoạn thu sản phẩm. Hiệu suất phản ứng đạt 60%.
Sản phẩm cú màu vàng sỏng, mựi đặc trưng. Việc phõn tớch xỏc định cấu trỳc thực hiện bằng cỏc phương phỏp khỏc nhau. Cỏc dữ kiện phổ của 4-morpholin-4-yl- butan-2-on được trỡnh bày dưới đõy.
a. Phổ IR (phụ lục 5h); (, cm-1): dải 1256 - 1369 đặc trưng cho dao động hoỏ trị của liờn kết C-N; pic 1712 cường độ mạnh đặc trưng của liờn kết C=O; dải 2609 - của liờn kết C-N; pic 1712 cường độ mạnh đặc trưng của liờn kết C=O; dải 2609 - 2929 đặc trưng liờn kết C-H của cỏc nhúm CH2 và CH3.
b. Phổ MS (phụ lục 5i); (m/z): 157 (M+= C8H15O2N); 114; 100(100%); 87; 70 ; 55; 43; 30. Sơ đồ phõn mảnh ion của 4-morpholin-4-yl-butan-2-on: 43; 30. Sơ đồ phõn mảnh ion của 4-morpholin-4-yl-butan-2-on:
NO O O m/z + H= 87 m/z = 114 m/z = 43 m/z = 100 m/z = 57 c. Phổ 1H-NMR (phụ lục 5k): (ppm), chất nội chuẩn TMS.
2,253(s; 3H; H3-1) ; 3,24 ( t; 2H; J= 6,5Hz; H2-3) ; 3,32 (t; 2H; J= 6,5 Hz; H2-4). 3,17 (m; 4H; H2-5; H2-5’); 4,07 (m; 4H; H2-6; H2-6’).
d. Phổ 13C-NMR và phổ DEPT-135 (phụ lục 5m): (ppm), chất nội chuẩn TMS. Trờn phổ 13C-NMR, nhúm cacbonyl C=O được nhận ra bởi tớn hiệu = 204,9ppm; Trờn phổ 13C-NMR, nhúm cacbonyl C=O được nhận ra bởi tớn hiệu = 204,9ppm; Nhúm CH3-1được nhận ra bởi tớn hiệu = 30,059ppm
Nhúm CH2-3 được nhận ra bởi tớn hiệu = 37,449ppm Nhúm CH2-4 được nhận ra bởi tớn hiệu = 51,871ppm
Nhúm CH2-5; CH2-5’ được nhận ra bởi tớn hiệu = 52,381ppm Nhúm CH2-6; CH2-6’ được nhận ra bởi tớn hiệu = 63,830ppm
Cỏc dữ liệu phổ hoàn toàn phự hợp cho hợp chất 4-morpholin-4-yl-butan-2-on:
O N O 1 2 3 4 5 6 5 6 , ,
Dựa trờn cơ sở của phản ứng Mannich qua 2 giai đoạn, đó tổng hợp được 4- morpholin-4-yl-butan-2-on, cấu trỳc của hợp chất này được xỏc định dựa vào cỏc phương phỏp phổ IR; GC-MS; Phổ 1 H-NMR; Phổ 13C-NMR và phổ DEPT-135.
3.2.10. Tổng hợp 3-morpholin-4-yl-1-phenyl-propan-1-on [22].
Hợp chất được tổng hợp dựa trờn cơ sở của phản ứng Mannich với cỏc tỏc nhõn là morpholin hiđroclorua, fomalin, metylphenylxeton qua hai giai đoạn. Sơ đồ chung của phản ứng như sau:
O NH.HCl + HCHO + CO CH3 H+ O N CH2 CH2 CO C6H5.HClC6H5