BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TỔNG HỢP 3,4-DIHYDROPYRIMIDIN-2(1H)-ONE
DÙNG XÚC TÁC ĐẤT SÉT PILLARED
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÔNG DUNG MÔI
SVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC THẢO
GVHD: ThS. PHẠM ĐỨC DŨNG
TP. Hồ Chí Minh, tháng 5 – 2016
Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Thảo
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ......................................................................................... 7
1.1 Phản ứng Biginelli ............................................................................................... 8
1.1.1 Khái niệm ........................................................................................................... 8
1.1.1.1 Phản ứng đa thành phần .............................................................................. 8
1.1.1.2 Phản ứng Biginelli ....................................................................................... 8
1.1.2 Cơ chế phản ứng ................................................................................................ 9
1.1.3 Một số phương pháp tổng hợp DHPM ............................................................ 10
1.1.4 Ứng dụng của một số dẫn xuất DHPM ............................................................ 13
1.2 Giới thiệu về xúc tác sử dụng ........................................................................... 14
1.2.1 Khoáng sét ........................................................................................................ 14
1.2.1.1 Khái niệm .................................................................................................. 14
1.2.1.2 Cơ cấu của khoáng sét ............................................................................... 14
1.2.1.2.1 Tấm tứ diện ........................................................................................... 14
1.2.1.2.2 Tấm bát diện .......................................................................................... 14
1.2.1.3 Phân loại .................................................................................................... 15
1.2.1.3.1 Lớp 1:1 .................................................................................................. 15
1.2.1.3.2 Lớp 2:1 .................................................................................................. 16
1.2.2 Đất sét Pillared ................................................................................................. 16
1.2.2.1 Khái niệm .................................................................................................. 16
1.2.2.2 Quy trình điều chế ..................................................................................... 16
1.2.2.3 Phân loại .................................................................................................... 17
1.2.2.4 Đất sét Pillared nhôm (Al-PILC) .............................................................. 18
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM ................................................................................ 19
2.1 Hóa chất và thiết bị ........................................................................................... 20
2.1.1 Hóa chất ........................................................................................................... 20
2.1.2 Thiết bị ............................................................................................................. 20
2.2 Điều chế Pillared ................................................................................................ 20
2.3 Điều chế pyrimidine .......................................................................................... 21
2.4 Quá trình tối ưu hóa .......................................................................................... 21
2.5 Tổng hợp các dẫn xuất ...................................................................................... 21
1
Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Thảo
2.6 Xác định sản phẩm ............................................................................................ 21
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................... 22
3.1 Mục đích và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 23
3.2 Quy trình tổng hợp: .......................................................................................... 23
3.3 Khảo sát phản ứng Biginelli ............................................................................. 23
3.3.1 Khảo sát thời gian ............................................................................................ 23
3.3.2 Khảo sát nhiệt độ ............................................................................................. 24
3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ các chất .............................................................. 25
3.3.4 Khảo sát xúc tác .............................................................................................. 26
3.3.5 So sánh khi không sử dụng xúc tác .................................................................. 27
3.4 Tổng hợp dẫn xuất ............................................................................................ 27
3.5 Tái sử dụng xúc tác ........................................................................................... 28
3.6 Định danh sản phẩm ......................................................................................... 29
3.6.1 Chất A ............................................................................................................. 29
3.6.2 Chất B .............................................................................................................. 31
3.6.3 Chất C .............................................................................................................. 32
3.6.4 Chất D .............................................................................................................. 33
3.6.5 Chất E ............................................................................................................... 35
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................... 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 39
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 41
2
Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Thảo
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Phản ứng Biginelli khi sử dụng FeCl3.6H2O làm xúc tác. .............................. 10
Bảng 2. Phản ứng Biginelli trong điều kiện dùng Fe(NO3)3.9H2O làm xúc tác. ......... 11
Bảng 3. Phản ứng của acetophenone với các aldehyde aryl khác nhau. ....................... 11
Bảng 4. Tổng hợp các dẫn xuất của DHPM dưới xúc tác ZrCl4. .................................. 12
Bảng 5. So sánh các tính chất của PILC với đất sét ban đầu. ....................................... 17
Bảng 6. Kết quả tối ưu hóa theo thời gian ..................................................................... 23
Bảng 7. Kết quả tối ưu hóa theo nhiệt độ ...................................................................... 24
Bảng 8. Kết quả tối ưu hóa theo tỉ lệ tác chất ................................................................ 25
Bảng 9. Kết quả tối ưu hóa theo khối lượng xúc tác ..................................................... 26
Bảng 10. So sánh khả năng của xúc tác ......................................................................... 27
Bảng 11. Kết quả tổng hợp dẫn xuất ............................................................................ 28
Bảng 12. Kết quả tổng hợp DHPM sử dụng đất sét tái sử dụng. .................................. 28
Bảng 13. Quy kết các mũi proton của chất A trong phổ 1H-NMR ................................ 30
Bảng 14. Quy kết các mũi proton của chất B trong phổ 1H-NMR ............................... 32
Bảng 15. Quy kết các mũi proton của chất C trong phổ 1H-NMR ................................ 33
Bảng 16. Quy kết các mũi proton của chất D trong phổ 1H-NMR ................................ 34
Bảng 17. Quy kết các mũi proton của chất E trong phổ 1H-NMR ................................ 36
Bảng 18. Độ dịch chuyển hóa học trong phổ 1H-NMR của một số dẫn xuất DHPM. .. 36
3
Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Thảo
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Phản ứng Biginelli ............................................................................................. 8
Hình 2. Sản phẩm trung gian của quá trình ngưng tụ benzandehyde và urea. ............... 9
Hình 3. Sơ đồ cơ chế phản ứng theo Kappe ................................................................... 9
Hình 4. Tổng hợp DHPM dùng xúc tác FeCl3.6H2O trong điều kiện chiếu xạ vi sóng
....................................................................................................................................... 10
Hình 5. Tổng hợp DHPM dùng xúc tác Fe(NO3)3.9H2O ............................................ 10
Hình 6. Tổng hợp các dẫn xuất của DHPM sử dụng xúc tác ZrCl4 dùng dung môi
hoặc trong điều kiện không dung môi. .......................................................................... 11
Hình 7. Batzelladine ..................................................................................................... 13
Hình 8. Tấm tứ diện của lớp khoáng sét ....................................................................... 14
Hình 9. Tấm bát diện của một lớp khoáng sét .............................................................. 15
Hình 10. Cơ cấu lớp 1:1 ............................................................................................... 16
Hình 11. Cơ cấu lớp 2:1 ............................................................................................... 16
Hình 12. Quy trình điều chế PILC. .............................................................................. 17
Hình 13. Cấu trúc của ion [AlIVAl VI12O4(OH)24 (H2O)12]7+. ...................................... 18
Hình 14. Sơ đồ tổng hợp DHPM. ................................................................................. 23
Hình 15. Đồ thị tối kết quả ưu theo thời gian ............................................................... 24
Hình 16. Đồ thị kết quả tối ưu theo nhiệt độ ................................................................ 25
Hình 17. Đồ thị kết quả tối ưu theo khối lượng xúc tác ............................................... 26
Hình 18. Phổ 1H-NMR của chất A ............................................................................... 29
Hình 19. Phổ 1H-NMR của chất B ............................................................................... 31
Hình 20. Phổ 1H-NMR của chất C ............................................................................... 32
Hình 21. Phổ 1H-NMR của chất D ............................................................................... 33
Hình 22. Phổ 1H-NMR của chất E ................................................................................ 35
4