ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
LÊ VĂN THUẬN
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
MỘT SỐ XETON-α,β KHÔNG NO ĐI TỪ
3-AXETYL-2-METYLBENZOCROMON
Chuyên ngành: Hoá hữu cơ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Mã số: 60-44-27
Người hướng dẫn khoa học:
GS.TSKH. Nguyễn Minh Thảo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Thái Nguyên – Năm 2011
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 3
1.1 VỀ PHẢN ỨNG CHUYỂN VỊ FRIES……………………………...........3
1.2. VỀ CÁC HỢP CHẤT CHỨA VÒNG CROMON ................................ 4
1.2.1. Giớ i thiệ u sơ lượ c về vò ng cromon .............................................. 4
1.2.2. Các phương pháp tổng hợp vòng cromon ................................... 4
1.2.2.1.Tổng hợp cromon từ o-hiđroxiaxylbenzen và các anhiđrit axit . 4
1.2.2.2. Từ các phenol………………………………………………............4
1.2.2.3. Tổng hợp cromon từ o-hidroxiaxylbenzen và các este ............ 5
1.2.2.4. Tổng hợp cromon từ o-hidroxiaxylbenzen và các anđehit thơm 5
1.2.2.5. Tổng hợp cromon từ các dẫn xuất o-hiđroxiaxylbenzen và DMF
với xúc tác POCl3 .................................................................................. 6
1.2.3. Tính chất hóa học của vòng cromon ........................................... 6
1.3.VỀ CÁC XETON α,β-KHÔNG NO ...................................................... 8
1.3.1. Các phương pháp tổng hợp xeton ,-không no ......................... 8
1.3.1.1. Phản ứng ngưng tụ các ankyl triphenyl photphoclorua (RCH2PPh3Cl) với anđehit pivuric (MeCOCHO) (kiểu phản ứng Vittig)
............................................................................................................. 8
1.3.1.2. Tổng hợp từ sự phân hủy các -aminoxeton ........................ 9
1.3.1.3. Tổng hợp bằng phương pháp chưng cất hồi lưu điaxetoancol
để loại một phần tử nước ................................................................... 9
I.3.1.4. Tổng hợp các xeton ,- không no từ axit cacboxylic và ankyl
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
vinyl liti (RCH=CHLi) ...................................................................... 10
1.3.1.5. Cộng hợp các hợp chất cơ thiếc với dẫn xuất halogen của các
xeton ,- không no đơn giản để tạo ra các xeton , -không no mới khó điều chế bằng phương pháp thông thường ................................ 10
1.3.1.6. Selen hoá- oxi hoá xeton ..................................................... 11
1.3.1.7. Một số phương pháp khác tổng hợp xeton ,-không no .. 11
1.3.1.8. Phản ứng ngưng tụ Claisen – Schmidt ............................... 12
1.3.2. Cấu tạo và các dữ kiện phổ của xeton ,-không no ............... 14
1.3.3. Tính chất hóa học của xeton ,-không no ............................... 15
1.3.4. Hoạt tính sinh học và khả năng ứng dụng của các xeton ,-không
no ......................................................................................................... 20
Chương 2. THỰC NGHIỆM ....................................................................... 22
2.1. XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ ............................................ 22
2.1.1. Sắc ký bản mỏng ......................................................................... 22
2.1.2. Nhiệt độ nóng chảy ..................................................................... 22
2.1.3. Phổ hồng ngoại (IR) ................................................................... 22
2.1.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) .......................................... 22
2.1.5. Phổ khối lượng (MS) .................................................................. 22
2.2. THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC ................................................ 22
2.3.TỔNG HỢP CHẤT ĐẦU ................................................................... 23
2.3.1 Tổng hợp β-Naphtyl axetat..................................................... 23
2.3.2 Tổng hợp 1-Axetyl-2-hiroxynaphtalen................................. .24
2.3.3 Tổng hơp 3-Axetyl-2-metylbenzocromon.............................. .25
2.4. TỔNG HỢP CÁC XETON α,β-KHÔNG NO .................................... 25
2.4.1. Tổng hợp các xeton α,β- không no thuần tuý ............................. 25
2.4.2. Tổng hợp dãy chất 2-Arylvinylbenzocromon-3-ylaryl
vinylxeton....................................................................................................26
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................27
3.1. Tổng hợp và cấu tạo 3-axetyl-2-metylbenzocromon.................... ....27
3.2. Tổng hợp các xeton ,- không no và tính chất phổ của chúng ...... 31
3.2.1. Kết quả tổng hợp các xeton ,- không no ................................ 31
3.2.1.1 Tổng hợp các xeton ,- thuần tuý..........................................31
3.2.1.2 Tổng hợp các dẫn xuất ở đó xảy ra sự ngưng tụ ở cả 2 nhóm metyl
(Metyl axetyl và C2-metyl )............................................................................33
3.2.2. Dữ kiện phổ và cấu tạo các xeton ,- không no .................. .. 35
3.2.2.1 Dữ kiện phổ của các xeton ,- không no thuần tuý...............35
3.2.2.2 Dữ kiện phổ của các xeton ,- không no mà ở đó xảy ra sự
ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl......................................................................44
3.4. Ho¹t tÝnh sinh häc cña c¸c xeton ,- kh«ng no ............................ 51
KẾT LUẬN ................................................................................................. 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 54
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
PHỤ LỤC
MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển rất nhanh của nền kinh tế thế giới là sự xuất hiện
của nhiều căn bệnh nguy hiểm đe doạ trực tiếp đến tính mạng con người như:
Ung thư, AIDS, ... Điều đó đã đặt ra một nhiệm vụ quan trọng cho các nhà
khoa học là phải nghiên cứu tìm ra những hợp chất vừa có hoạt tính sinh học
cao vừa có thể ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.
Cromon và các dẫn xuất của nó đã được phát hiện và tổng hợp từ khá
sớm và có nhiều ứng dụng rộng rãi. Dẫn xuất của cromon là chất tạo màu cho
thực vật, tạo ra màu sắc của các loại hoa quả, Khenlin có trong họ cây hoa tán
có tác dụng giãn trợ mạch tim, đặc biệt cromon còn có mặt trong các vitamin
như tokoferol (vitamin E) hay dưới dạng glucozit như Quexetin.
Các hợp chất thuộc dãy 2-metylcromon và dẫn xuất là một trong những
chất khá hiếm trong tự nhiên nhưng lại có nhiều ứng dụng lớn cho con người.
Ví dụ như 7,8-dihidroxi-2-metylcromon, 7-hidroxi-2-metylcromon có vai trò
quan trọng trong chu trình tái tạo virut AIDS và ức chế hoạt động của enzim
tiêu hóa protein HIV-1,..Vì vậy, việc nghiên cứu, tổng hợp các chất thuộc dãy
2-metylcromon là khá cần thiết và quan trọng.
Về mặt hóa học, các xeton α,β- không no là những chất mà trong phân tử
có nhiều trung tâm phản ứng rất đa dạng, do đó có thể chuyển hóa thành
nhiều hợp chất khác nhau. Chẳng hạn nó có thể cộng hợp đóng vòng với
phenylhidrazin để tạo thành các dẫn xuất vòng pirazolin, hay phản ứng với
guaniđin tạo thành vòng pirimiđin... Riêng đối với các xeton α,β- không no đi
từ hợp phần o-hidroxiaxetophenon lại có thể tham gia phản ứng đehidro hóa,
sau đó đóng vòng tạo thành hợp chất tương tự như vòng flavon.
Bên cạnh đó, nhiều xeton α,β- không no có hoạt tính sinh học cao như:
kháng khuẩn, chống nấm, chống lao, chống ung thư, diệt cỏ dại … và nhiều
1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
khả năng khác mà chưa được khám phá.
Sự xây dựng các hợp chất đa dị vòng mới dựa trên sự kết hợp các dị vòng
riêng biệt có hoạt tính sinh học như cumarin, cromon, pirimiđin, inđol,
furan...cùng các nhóm thế đặc trưng có thể dẫn tới khả năng tăng và đa dạng
hóa hoạt tính sinh học hoặc tạo nhiều hợp chất có tính chất mới, thú vị và
đáng lưu ý hơn.
Với mục đích nghiên cứu các dẫn xuất cromon để tìm kiếm các hợp chất
mới có hoạt tính sinh học cao, trong luận văn này chúng tôi đã chọn đề tài:
“Nghiên cứu tổng hợp một số xeton , - kh«ng no đi từ 3- axetyl-2-
metylbenzocromon ”.
Mục tiêu của đề tài là:
- Tổng hợp chất chìa khoá 3-Axetyl-2-metylbenzocromon.
- Tổng hợp dãy xeton , - kh«ng no đi từ chất đầu 3-Axetyl-2-
metylbenzocromon.
- nếu có điều kiện sẽ chuyển hoá các xeton , - kh«ng no thành các
dẫn xuất của vòng pirazolin, 2-Aminopirimiđin hoặc benzođiazepin.
- Khảo sát cấu trúc và hoạt tính sinh học của các hợp chất tổng hợp
2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
được.
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. VỀ PHẢN ỨNG CHUYỂN VỊ FRIES
Trong phản ứng chuyển vị loại này các este của phenol chuyển vị tạo
thành o- hay p- axylphenol trong sự có mặt của clorua nhôm hoặc các axit
liuyt khác làm xúc tác.
R = ankyl ; R‟ = ankyl, aryl.
Sơ đồ phản ứng:
* Xúc tác có thể là: FeCl3, TiCl4, SnCl4, ….
** Dung môi cũng có thể là C6H5Cl, Cl2CH- CHCl2, CS2 hoặc không dung
môi.
Hiệu suất tổng cộng của các axetylphenol đạt tới 70-90 %. Sự thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn 1000C thường ưu tiên chuyển vị ortho, còn ở
nhiệt độ thấp hơn thì cơ bản tạo thành sản phẩm chuyển vị para.
Nếu R‟= ankyl thì sự chuyển vị dễ dàng hơn so với R‟= aryl. Nếu tăng dài
mạch ankyl lên thì khuynh hướng tạo thành đồng phân para cũng được tăng
3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
lên. Các nhóm thế hút electron thường làm ngăn cản phản ứng. Trong các
điều kiện khắc nghiệt có khẳ năng chuyển dời hay tách loại cả nhóm ankyl
liên kết với vòng thơm.
Một số trường hợp tương tự cũng xảy ra sự chuyển vị các este của
sunfoaxit:
1.2. VỀ CÁC HỢP CHẤT CHỨA VÒNG CROMON
1.2.1. Giớ i thiệ u sơ lượ c về vò ng cromon
Tên gọ i: IUPAC Cromen-4-on, tên khác: 4-Cromon; 1,4-
Benzopyron; 4H-Cromen-4-on; Benzo--pyron; 4H-1-
Benzopyran-4-on; 1-Benzopyran-4-on; 4H-Benzo[b]pyran-4-
nc=52-530C, tan tố t trong etanol , đietyl ete,
Tính chất vật lý : Chấ t rắ n, t0
on. clorofom....
1.2.2. Các phương pháp tổng hợp vòng cromon 1.2.2.1. Tổng hợp cromon từ o-hiđroxiaxylbenzen và các anhiđrit axit[8,23,25,32]
Các dẫn xuất của cromon có thể thu được khi đun nóng o-
hiđroxiaxylbenzen với anhiđrit axetic và muối natriaxetat tới 150†160oC:
1.2.2.2. Từ các phenol
Phản ứng của các phenol với -xetoeste trong sự có mặt của điphenyl ete
4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
và axit là xúc tác nhận được các hợp chất kiểu 2-metylcromon [39]:
Công trình [38] xuất phát từ 2-Iotphenol và ankin dưới tác dụng của xúc
tác PdCl2, áp lực của CO và sự có mặt của NEt3 như một bazơ trong dung môi
H2O đã nhận được dẫn chất cromon thế ở vị trí 2 (phản ứng Sonogashira).
Hiệu suất đạt 74-98%:
1.2.2.3. Tổng hợp cromon từ o-hidroxiaxylbenzen và các este [8,16]
Phản ứng tổng hợp này dựa trên sự ngưng tụ Claisen của este với nhóm
metylen hoạt động trong axylbenzen:
Phản ứng thường được thực hiện qua 2 giai đoạn: Axyl hoá nhóm
hidroxi phenol và ngưng tụ Claisen nội phân tử với xúc tác bazơ:
1.2.2.4. Tổng hợp cromon từ o-hidroxiaxylbenzen và các anđehit thơm [8,32]
Cromon có thể được điều chế từ o-hidroxiaxylbenzen và các anđehit
thơm. Ở giai đoạn đầu phản ứng xảy ra trong điều kiện của sư ngưng tụ anđol
5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
được xúc tác bởi bazơ để tạo thành flavanon, rồi flavanon lại được đehiđro
hoá thành flavon (tức là 2-phenylcromon). Tác nhân đehiđrohoá có thể sử
dụng triphenylmetyl peclorat như là một chất lấy ion hiđrua hoặc sử dụng lưu
huỳnh như là tác nhân oxi hoá:
1.2.2.5. Tổng hợp cromon từ các dẫn xuất o-hiđroxiaxylbenzen và DMF với xúc tác POCl3 [33,37]
1.2.3. Tính chất hóa học của vòng cromon[8,13]
a. Tính bazơ: Cromon là bazơ mạnh hơn cumarin , giá trị pK a =2,0. Oxi
cacbonyl trong cromon có thể đượ c metyl hó a bở i cá c tá c nhân metyl hó a
mạnh, chẳ ng hạ n như:
b. Phản ứng thế electrophin: Trong môi trườ ng axit mạ nh , sự thế
electrophin xẩ y ra ở vị trí 6 hoặ c 8, ở trong môi trường axit yếu thì sự thế xẩy
6
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ra ở vị trí 3:
c. Phản ứng với bazơ: Trong môi trường kiềm nước ở lạnh thời gian dài,
cromon sẽ mở vòng thuận nghịch với sự chuyển hóa thành muối của các
phenol tương ứng:
Trong điều kiện mạnh hơn xẩy ra sự phân hủy 1,3-xeton ở mạch nhánh,
còn trong điều kiện khác sẽ tạo thành sản phẩm dime:
d. Phản ứng với tác nhân nucleophin: Cromon có thể phản ứng vào vị trí
C2 khi phản ứng với amoniac và amin đồng thời với sự mở vòng kèm theo:
Cromon phản ứng được với hợp chất Grignard trên nguyên tử cacbon
cacbonyl để tạo cromenol, hợp chất này dưới tác dụng của axit chuyển thành
7
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
muối tương ứng 1-benzopirili:
e. Phản ứng với chất oxi hóa: Flavon bị phân hủy dưới tác dụng của ozon
hay hydropeoxit, phản ứng này được ứng dụng để nghiên cứu cấu tạo của
flavon nếu được thực hiện trong điều kiện bảo vệ nhóm hidroxi:
g.Phản ứng với các chất khử hóa: Cromon có thể phản ứng với nhiều tác
nhân khử hóa khác nhau, cho các sản phảm khác nhau. Thí dụ:
h. Một số phản ứng khác: Nhóm metyl ở C2 của vòng cromon tương đối
hoạt động, vì thế nó có thể tham gia phản ứng ngưng tụ với hợp chất có nhóm
cacbonyl cũng như có thể được oxi hóa bởi SeO2:
1.3. Về các xeton α,β-không no
1.3.1. Các phương pháp tổng hợp xeton ,-không no
Có rất nhiều phương pháp tổng hợp xeton ,-không no, dưới đây là
một số phương pháp chính.
1.3.1.1. Phản ứng ngưng tụ các ankyl triphenyl photphoclorua (RCH2PPh3Cl) với anđehit pivuric (MeCOCHO) (kiểu phản ứng Vittig) [21]
Hỗn hợp hai chất đầu được khuấy trộn đều, liên tục trong 20 giờ ở nhiệt
độ phòng trong dung môi là hỗn hợp nước – toluen với xúc tác NaHCO3. Thu
8
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
được sản phẩm là isoxazolylbutenon với hiệu suất 97%.
1.3.1.2. Tổng hợp từ sự phân hủy các -aminoxeton [24,29,30,31.38]
Theo N.X. Kozlov và các cộng sự khi thực hiện phản ứng cộng hợp vòng
giữa các azometin với các metyl xeton thu được sản phẩm đóng vòng
aminoquinolin và các xeton ,-không no:
1.3.1.3. Tổng hợp bằng phương pháp chưng cất hồi lưu điaxetoancol để loại một phần tử nước [2]
Do nước rất dễ dàng loại ra nên chỉ cần một ít tinh thể I2 làm xúc tác cho
quá trình chưng cất điaxetoancol là cho hiệu suất cao 90%.
Cũng có thể điều chế xeton ,–không no bằng phản ứng giữa một
olephin, như 2–metyl–propen–1 và axetyl clorua. Axetyl clorua sẽ cộng hợp
vào nối đôi của olephin nhờ có mặt xúc tác ZnCl2 hay AlCl3 sinh ra cloxeton,
sau đó cloxeton nhiệt phân sẽ loại 1 phân tử HCl và chuyển thành một xeton
9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
chưa no (metyl oxit).
1.3.1.4. Tổng hợp các xeton ,- không no từ axit cacboxylic và ankyl
vinyl liti (RCH=CHLi) [18,19]
Ankyl vinyl liti có thể điều chế bằng cách cho Liti tác dụng với
ankylvinyl- halogenua.
Những hợp chất cơ liti có tính nucleophin lớn hơn so với những hợp
chất cơ magie tương ứng. Do đó, các hợp chất cacboxylat không bị tấn công
bởi các hợp chất cơ magie nhưng lại bị tấn công bởi các hợp chất cơ liti:
Cho CH2=CHLi vào huyền phù của axit cacboxylic trong dung môi (CH3OMe)2 ở 5-10oC khuấy trộn tốt trong khoảng 18h, chế hoá bằng dung
dịch HCl sẽ nhận được vinylxeton.
1.3.1.5. Cộng hợp các hợp chất cơ thiếc với dẫn xuất halogen của các
xeton ,- không no đơn giản để tạo ra các xeton , -không no mới khó
điều chế bằng phương pháp thông thường [15]
Phản ứng được tiến hành với xúc tác là muối đồng(I) ở dạng huyền phù
10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
trong dung môi N-metylpirol (NMP) trong điều kiện êm dịu:
1.3.1.6. Selen hoá - oxi hoá xeton [20,35]
Phản ứng được tiến hành theo hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Selen hoá các xeton no với các tác nhân PhSeSePh,
SeO2, PhSeBr trong điều kiện nhiệt độ rất thấp.
+ Giai đoạn 2: Oxi hoá các hợp chất cơ selen ở trên thành các xeton
,-không no bằng các tác nhân oxihoá là H2O2, O3 và NaIO4.
Cơ chế phản ứng xảy ra như sau:
Ví dụ:
1.3.1.7. Một số phương pháp khác tổng hợp xeton ,-không no [5,21,22,36]
* Tổng hợp xeton ,-không no từ clorua axit và ankin:
* Tổng hợp xeton ,–không no từ anđehit và ankenyltricloaxetat:
11
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Tổng hợp xeton ,–không no từ clorua axit và anken:
* Tổng hợp xeton ,–không no từ dẫn xuất halogen của xeton và hợp chất
cơ liti:
1.3.1.8. Phản ứng ngưng tụ Claisen – Schmidt [1,5,34]
Đây là phản ứng tổng hợp thông dụng nhất và thu được kết quả tốt nhất
đối với sự tổng hợp các xeton ,–không no. Bản chất là phản ứng ngưng tụ
croton (cộng-tách) giữa một anđehit và một metylxeton. Xúc tác có thể là axit
hoặc bazơ. Sau khi loại một phân tử nước ta thu được xeton–,–không no.
Ví dụ: từ benzanđehit và axetophenon đã ngưng tụ thành benzyliden-
axetophenon.
Tốc độ, khả năng phản ứng phụ thuộc vào xúc tác và bản chất nhóm
thế. Ảnh hưởng của nhóm thế diễn ra khá phức tạp vì hiệu ứng cấu trúc của
hai giai đoạn nucleophin và tách không giống nhau. Phản ứng ngưng tụ của
anđehit và xeton dị vòng thường xảy ra êm dịu cho hiệu suất cao hơn.
Theo tài liệu [26], một số tác giả đã thành công khi dùng HCl làm xúc
tác trong tổng hợp xeton ,–không no chứa dị vòng quinolin, dùng H2SO4 là
12
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
xúc tác trong phản ứng ngưng tụ 4-fomylquinolin với các axetophenon, dùng
xúc tác AlCl3 , Al2O3 để tổng hợp xeton ,–không no từ benzinđol-3-anđehit
và axeton...
Tuy nhiên xúc tác bazơ là thông dụng hơn cả vì điều kiện phản ứng đơn
giản và phù hợp với nhiều phản ứng kể cả với xeton chưa no, thơm hay dị
vòng. Vai trò bazơ trong việc xúc tác phản ứng là hoạt hóa nhóm metyl trong
metylxeton, chuyển thành cacbanion liên hợp tạo điều kiện thuận lợi cho
chúng cộng hợp vào nguyên tử cacbon cacbonyl. Xúc tác bazơ thường dùng
là NaOH, ancolat kim loại hay piperidin trong CHCl3 hoặc C2H5OH.
Người ta đã tổng hợp được dãy xeton ,–không no chứa nhân indol từ
3-fomylindol và các metylxeton của dãy benzen với xúc tác kiềm.
Các tác giả [10] tiến hành ngưng tụ thành công dãy các xeton ,-không
no từ các dẫn xuất axetylcumarin, axetylquinolin-2-on với các anđehit thơm,
dị vòng inđol, fufural với hiệu suất cao như:
Ngoài ra các xeton không no chứa nhân thơm cũng được tổng hợp bằng
phương pháp này như: Ngưng tụ dẫn xuất của axetylresoxinol và hiđroquinon
13
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
với anđehit thơm thu được xeton ,– không no có công thức:
Như vậy các xeton ,–không no chứa vòng thơm, dị vòng được tổng
hợp khá nhiều và thuận lợi bằng phương pháp ngưng tụ giữa anđehit và dẫn
xuất axetyl với xúc tác axit hoặc bazơ, nhưng xúc tác bazơ được dùng phổ
biến hơn.
1.3.2. Cấu tạo và các dữ kiện phổ của xeton ,-không no [5,11]
Xeton ,-không no có công thức tổng quát:
Với hệ liên hợp C=C và C=O làm cho các xeton ,-không no bền
vững hơn các xeton không no không liên hợp. Nguyên nhân chính là do ở
điều kiện thường chúng tồn tại ở 3 dạng cộng hưởng sau:
Mặc dù sự đóng góp các dạng cộng hưởng ở trạng thái cơ bản có vai trò
nhỏ xong cũng góp phần giải thích các tính chất hoá học cũng như momen
lưỡng cực của các xeton ,-không no. Mặt khác sự liên hợp và đặc biệt là sự
đóng góp của các dạng cộng hưởng làm ảnh hưởng đến tần số dao động, độ chuyển dịch hóa học của nhóm cacbonyl trong phổ IR và 1H-NMR.
Phổ hồng ngoại của xeton-,-không no được đặc trưng bởi ba vạch sau:
- Vạch nằm trong vùng 960-995cm-1 đặc trưng cho dao động biến dạng
không phẳng của liên kết CH=CH trong nhóm vinyl. Việc xuất hiện vạch này
14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
cũng chứng tỏ rằng phân tử có cấu hình trans.
- Vạch nằm trong vùng 1550-1615cm-1 đặc trưng cho dao động hoá trị của
liên kết đôi C=C liên hợp. Tuy nhiên vạch này hay bị lẫn với vạch dao động hoá
trị của nhóm C=O và vạch dao động của C=C nhân thơm.
- Vạch trong vùng 1635-1695cm-1 hoặc 1631-1690cm-1 đặc trưng cho dao
động hoá trị của nhóm C=O liên hợp.
Ngoài ra còn xuất hiện các vạch dao động khác đặc trưng cho các nhóm chức
khác trong phân tử hợp chất xeton ,-không no.
Phổ tử ngoại của các xeton ,-không no.
Theo các tác giả [1,8,16], trên phổ tử ngoại của các xeton ,-không no
thường thấy xuất hiện hai cực đại hấp thụ.
- max1 nằm ở vùng từ 300nm trở lên với hệ số tắt phân tử khoảng 102 đặc
trưng cho bước chuyển electron n* (đôi electron tự do trên O của nhóm
CO-xeton).
- max2 nằm ở khoảng 250nm với hệ số tắt phân tử khoảng 104 đặc trưng
cho bước chuyển electron *( đôi electron của liên kết trans-vinyl).
Ngoài ra còn có các cực đại hấp thụ với max nhỏ hơn đặc trưng cho nhân
thơm, dị vòng.
Phổ cộng hưởng từ proton của các xeton ,-không no:
Trên phổ 1H-NMR thấy xuất hiện đôi doublet với dạng hiệu ứng mái
nhà trong khoảng 7,0-8,2 ppm với hằng số tương tác spin-spin là 15-16,5 Hz.
Sự xuất hiện của hai tín hiệu này là bằng chứng rõ nét nhất cho thấy sự hình
thành của xeton ,-không no, vì nó đặc trưng cho tín hiệu cộng hưởng của
nhóm vinyl ở cấu hình trans.
1.3.3. Tính chất hóa học của xeton ,-không no [5,7,12,17,21,31,32,40]
Về tính chất của xeton ,-không no: Do có hệ liên hợp C=C và C=O nên
15
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ở điều kiện thường hầu hết chúng đều mang màu. Không những chúng mang
đầy đủ các tính chất của anken và xeton mà còn có các tính chất đặc trưng khác
của hệ liên hợp. Do tồn tại hệ liên hợp nên các xeton ,-không no bao giờ cũng
bền hơn các xeton không no có liên kết đôi không liên hợp, nên các xeton này có
khuynh hướng chuyển thành các xeton ,-không no bền vững hơn về mặt năng
lượng. Tuỳ vào tác nhân phản ứng và cấu tạo của xeton ,-không no mà phản
ứng cộng sẽ ưu tiên theo kiểu cộng 1,2 hay cộng 1,4 và cộng 3,4.
a) Phản ứng riêng của nhóm C=C (cộng 3,4).
- Phản ứng khử: Hợp chất cacbonyl không no có thể khử thành hợp chất cabonyl no
với điều kiện thích hợp (tác nhân thường dùng là Na/C2H5OH hay Zn/CH3COOH...)
- Phản ứng halogen hoá: Theo cơ chế cộng electrophin cho dẫn xuất ,-
đihalogen.
- Phản ứng Diels-Alder: Phản ứng Diels-Alder là phản ứng giữa đien và đienophin.
Ở đây xeton ,-không no đóng vai trò là đienophin.
Đien tham gia phản ứng phải có cấu dạng s-cis hoặc có thể chuyển từ
dạng s-trans sang dạng s-cis. Vì vậy các nhóm thế ở vị trí cis đầu mạch đien
sẽ cản trở phản ứng do hiệu ứng không gian. Nếu như đưa nhóm thế đẩy
electron vào phân tử đien mà không gây ra án ngữ không gian thì sẽ làm tăng
16
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
khả năng phản ứng. Đienophin tham gia phản ứng có thể có cấu hình E hoặc Z
và cấu hình này sẽ giữ nguyên ở sản phẩm cộng. Khi đưa nhóm thế hút
electron vào phân tử anken sẽ làm tăng khả năng phản ứng. Như vậy với
đienophin là các xeton , - không no sẽ làm tăng khả năng phản ứng Diels -
Alder.
b) Cộng-1,2: Phản ứng của riêng nhóm CO
Phản ứng cộng 1,2 thường xảy ra khi cho xeton ,-không no tác dụng
với hợp chất cơ magie.
Phản ứng khử Luche tiến hành với tác nhân khử là NaBH4 kết hợp với
CeCl3. Phản ứng xảy ra chọn lọc với nhóm –CO tạo thành ancol tưng ứng.
Ngoài ra nhóm CO còn có khả năng tham gia các phản ứng ngưng tụ, tách
loại thế...
c) Phản ứng cộng 1,4.
Phản ứng cộng hợp 1,4 là phản ứng đặc trưng nhất của xeton ,-
không no thường xảy ra khi cho các xeton ,-không no tác dụng với hiđro
halogenua (HX). Ban đầu HX tác dụng với xeton ,-không no, nhưng enol
17
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
không bền nên dễ đồng phân hoá thành hợp chất no là sản phẩm cộng 1,2.
Cộng 1,4 cũng có thể xảy ra khi cho các xeton ,-không no tác dụng
với hợp chất cơ Magie.
d) Phản ứng với hợp chất chứa nitơ tạo thành hợp chất dị vòng
Nhiều xeton ,-không no tác dụng với hidrazin và hiđroxylamin qua
nhiều giai đoạn cộng 1,2 và 1,4 tạo thành những hợp chất dị vòng là pirazolin và
isoxazolin:
e) Đóng vòng nội phân tử thành các hợp chất kiểu flavon.
Một số xeton ,-không no có nhóm OH và nhóm -CO–CH=CH- cạnh
18
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhau thì chúng có thể tham gia phản ứng đóng vòng nội phân tử
f) Phản ứng với guaniđin để tạo vòng pirimiđin
Các xeton ,-không no có trung tâm phản ứng ở vị trí 1,4 dễ dàng
phản ứng với dẫn xuất guaniđin clohiđrat tạo hợp chất trung gian 2-
arylamino-3,4-đihiđropyrimiđin, hợp chất này sau đó bị oxi hóa ngay trong
điều kiện tiến hành phản ứng sẽ nhận được dẫn chất 2-arylaminopyrimiđin
tương ứng:
Phản ứng thường được thực hiện trong dung môi etanol, tuy nhiên
xeton ,- không no thường khó tan trong dung môi này. Khó khăn này đã
được khác phục bằng việc sử dụng DMF, DMSO, benzen hoặc đioxan có mặt
bazơ như NaHCO3, KOH để chuyển guaniđin clohiđat về dạng guaniđin tự
do.
Phản ứng bắt đầu với nucleophin của dẫn xuất guaniđin tấn công vào liên
kết đôi hoạt động của xeton ,-không no (kiểu cộng Michael), sau đó đề
hiđrat hóa tạo 2-aryamino-1,6-đihiđropirimiđin (hoặc 2-aryamino-1,4-
đihiđropirimiđin), và cuối cùng là sự oxi hóa bởi oxi không khí tạo vòng
19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
pirimiđin thơm:
g) Phản ứng Michael.
Phản ứng được tiến hành trong môi trường bazơ để tổng hợp các xeton
vòng hoá.
1.3.4. Hoạt tính sinh học và khả năng ứng dụng của các xeton ,-không no [4,5,6,10,27]
Các công trình nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các xeton ,-
không no đều đã khẳng định chúng hầu hết có hoạt tính sinh học đáng quí như
khả năng kháng khuẩn đối với các loại Gr(+) và cả chủng loại Gr(-), diệt cỏ
dại, chống nấm men....
Người ta đã tiến hành thử nghiệm các xeton ,-không no chứa vòng
1,3,4-oxađiazol với bốn loại vi khuẩn: (B. s)-không gây bệnh, (E. c)-trực
khuẩn đại tràng, (S. a)-gây mụn nhọt và (P. a)-gây bệnh truyền nhiễm, sốt
viêm họng. Cho kết quả:
- Các xeton ,-không no đều có tác dụng đáng kể với vi khuẩn (B.s.).
- Xeton ,-không no chứa nhóm nitro hay gốc quinolin-2 ở nhân
oxađiazol có tác dụng với vi khuẩn (S. a).
- Chỉ những xeton ,-không no có nhóm thế nitro ở vị trí para của
nhân thơm và nhóm quinolin-2 ở nhân thơm mới có tác dụng với vi khuẩn (E.
c).
- Với vi khuẩn (P. a) thì các xeton ,-không no cũng có tác dụng đáng kể. Một số tác giả [22] đã khẳng định: 3,4-đihidroxiphenyletinyl metyl xeton có
hoạt tính ức chế sự tổ hợp các tiểu cầu máu trong các ống nghiệm và hoạt
20
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tính này hơn cả aspirin.
- Tác dụng diệt cỏ: Một số hợp chất xeton ,-không no kiểu
có hoạt tính diệt cỏ liều lượng 1,25g/a.
Đã có thông báo về kết quả thử nghiệm hoạt tính gây độc tố tế bào (in
vitro) với hai dòng ung thư gan người (Hep-2) và phổi (LU), với xeton ,-
không no đi từ 3-axetyl-4-hiđroxi-N-phenylquinolin-2-on với p-
nitrobenzanđehit. Kết quả cho thấy hợp chất này cho kết quả dương tính với
cả hai dòng ung thư. Nghiên cứu hoạt tính kháng u của hợp chất này trên
chuột nhắt trắng Swiss mang u báng Sarcomal 80 cho thấy với liều lượng
4mg/kg và 8mg/kg đều đạt hiệu lượng kháng u(++) theo thang đánh giá tiêu
chuẩn hoạt tính của H.Itokawa (1989). Xeton này với liều lượng 4mg/kg có tỉ
21
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
số ức chế u (IR%) lên tới 68,85%.
Chương 2. THỰC NGHIỆM
2.1. XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ
2.1.1. Sắc ký bản mỏng
Sắc ký bản mỏng được thực hiện với các bản mỏng làm từ silicagel 60
F254 tráng trên lá nhôm của hãng Merck (Đức).
2.1.2. Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy của các chất được đo theo phương pháp mao quản
với máy xác định nhiệt độ nóng chảy STUART SMP3.
2.1.3. Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ hồng ngoại của các chất ghi ở dạng ép viên với KBr trên máy
Impact 410-Nicolet hoặc được đo trên máy GX-Perkin Elmer-USA tại các
đơn vị: Viện Hóa học (Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Việt Nam),
Khoa Hóa học trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội.
2.1.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR, HSQC và HMBC)
được đo trên máy Bruker Avance 500 MHz tại Viện Hóa học (Viện Khoa học
và Công nghệ Quốc gia Việt Nam). Dung môi pha mẫu chủ yếu là
đimetylsunfoxit-d6 (d6-DMSO), một số ít trường hợp đo trong clorofom
(CDCl3), chất nội chuẩn TMS.
2.1.5. Phổ khối lượng (MS)
Phổ MS của các hợp chất được đo trên máy LC-MS (OBBITRAP-XL-
USA) tại Khoa Hóa học trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc
gia Hà Nội.
2.2. THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC
Chúng tôi đã tiến hành thử hoạt tính kháng khuẩn và chống nấm của các
sản phẩm nghiên cứu tại Phòng Nghiên cứu Vi sinh - Bệnh viện 19-8 Bộ
Công an.
22
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nồng độ chất thử nghiệm 2 mg/ 5 ml DMF (Đimetylfomamit).
Chủng loại khuẩn thuộc Gr (-) : Klebsiella pneumonia (K.p ).
Chủng loại khuẩn thuộc Gr (+) : Staphylococcus epidermidins (S.e).
Chủng loại nấm men : Candida albicans (C. a).
Phương pháp thử nghiệm được ghi trong dược điển Việt Nam. Lấy 2 mg
mẫu chất hòa tan trong 5ml dung môi DMF. Cấy vi khuẩn trên nền thạch rồi
nhỏ vào các lỗ đục trên nền thạch đó với các mức 50, 100 và 150μl. Hoạt tính
kháng vi sinh vật đựợc đánh giá theo độ lớn của đường kính vòng tròn vô
khuẩn.
2.3 Tổng hợp chất đầu
2.3.1. Tống hợp β –naphtylaxetat
Sơ đồ phản ứng:
Cách tiến hành:
Người ta cho vào bình cầu đáy tròn cỡ 1 lit 20g (0,12 mol) β- naphtol và
100ml (0,25 mol) dung dịch NaOH 10%. Thêm vào đó 250g nước đá đập vụn
và 22,8 g (0,22 mol) anhidrit axetic, sau đó lắc bình 15- 20 phút, trong suốt
thời gian này từ dung dịch tách dần ra β- naphtylaxetat ở dạng tinh thể không
màu, lọc hút lấy tinh thể, rửa bằng nước rồi làm khô ngoài không khí. Sau khi
nc =710C), H=85%.
23
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
kết tinh lại sản phẩm bằng cồn thì chất rắn thu được có nhiệt độ nóng chảy là 710C (Theo [,33] t0
2.3.2. Tổng hợp 1-Axetyl- 2-hidroxynaphtalen
Sơ đồ phản ứng:
Cách tiến hành:
Trong 1 bình cầu đáy tròn 3 cổ cỡ 250ml có máy khuấy, nhiệt kế và 1
ống đựng CaCl2 khan, cho vào đó 100ml nitrobenzen khan va hoà tan vào nó
18,6g (0,1mol) β-napthylaxetat trong sự khuấy trộn mạnh và làm lạnh bên
ngoài bằng nước đá. Người ta thêm vào dung dịch màu vàng sáng ở trong
bình trong suốt 1 giờ 26,6g AlCl3 khan đã nghiền nhỏ và thêm vào đó từng ít một. Trong khi đó giữ nhiệt độ không quá 100C. Sau khi đã thêm hết AlCl3
khan vào thì khuấy thêm 0,5-1 giờ nữa rồi để yên ở nhiệt độ phòng trong
vòng 2 ngày. Sau đó thì rót chất lỏng sánh đặc có màu nâu tối váo cốc có
đựng sẵn 400g nước đá và 30ml HCl đặc. Lớp dầu sẽ tách ra và đông đặc ở 00C và nó sẽ tan dần ra theo mức độ tan dần của nước đá. Sau khi nước đá
tan hết thì tách lớp nitrobenzen ra còn lớp nước được chiết băng ete và gộp cả
phần chiết ete vào phần nitrobenzen ở trên sau đó cho bay hơi ete trên nồi
nước nóng, phần còn lại cất lôi cuốn hơi nước để tách nitrobenzen ra, phần bã
còn lại sau khi cất được chiết 3 lần bằng ete, các phần chiết được gộp chung
lại, làm khô bằng Na2SO4 khan, sau khi cất loại ete thì cất lấy sản phẩm ở
dưới áp suất thấp.
1-Axetyl- 2-hidoxynaphtalen sôi ở nhiệt độ 160-1650C / 9mmHg hoặc 176-1790C/17mmHg. Sản phẩm đó là một lớp dầu vàng sáng, sau thời gian sẽ
kết tinh lại dưới dạng tinh thể màu vàng sáng, Sau khi kết tinh lại từ metanol nc =640C). Hiệu suất đạt 50- có nhiệt độ nóng chảy là 640C (theo tài liệu [33] t0
24
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
60%.
2.3.3 Tổng hợp 3-Axetyl-2-metylbenzocromon
Sơ đồ phản ứng:
Cách tiến hành:
Cho vào bình cầu hai cổ dung tích 250 ml hỗn hợp gồm 7,7 gam 1-
Axetyl-2-hidroxinaphtalen, 15 gam natriaxetat và 25 ml anhiđrit axetic. Lắp sinh hàn hồi lưu, đun hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 130-1400C trong khoảng
thời gian 8-10 giờ. Để nguội hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ phòng, đổ hỗn
hợp phản ứng vào cốc nước đá, khuấy mạnh, kết tủa tạo ra được lọc hút và kết
nc = 1650C.
tinh lại bởi etanol, sản phẩm nhận được là chất rắn, màu vàng nâu. Hiệu suất phản ứng đạt 35%, t0
2.4. Tổng hợp các xeton α,β- không no.
2.4.1. Tổng hợp các xeton α,β- không no thuần tuý.
Sơ đồ phản ứng:
Cách tiến hành:
Cho vào bình cầu một cổ dung tích 100 ml hỗn hợp gồm 0,005 mol 3-
axetyl-2-metylbenzocromon (1,26 gam), 0,005 mol anđehit thơm, 25 ml
clorofom và 3-4 giọt piperiđin làm xúc tác. Lắp sinh hàn hồi lưu và đun hỗn
hợp trong 60-80 giờ. Sản phẩm là chất rắn được hình thành trong quá trình
đun sôi hồi lưu, lọc nóng sản phẩm và kết tinh lại trong hệ dung môi DMF và
etanol. Kết quả thu được 7 xeton α,β- không no với Ar là: 4-HOC6H4- , 4-
25
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
O2NC6H4-, 4-(H3C)2NC6H4-,
,
.
, và
2.4.2. Tổng hợp dãy chất 2-Arylvinylbenzocromon-3-ylaryl vinylxeton
Sơ đồ phản ứng:
Cách tiến hành:
Cho vào bình cầu một cổ dung tích 100 ml hỗn hợp gồm 0,005 mol 3-
Axetyl-2-metylbenzocromon, 0,005 mol anđehit thơm, 25 ml clorofom và 3-4
giọt piperiđin làm xúc tác. Lắp sinh hàn hồi lưu và đun hỗn hợp trong 80-100
giờ. Sản phẩm là chất rắn được hình thành trong quá trình đun sôi hồi lưu, lọc
nóng sản phẩm và kết tinh lại trong hệ dung môi DMF và etanol. Kết quả thu
được 4 xeton α,β- không no với Ar: 3-ClC6H4; 4-CH3C6H4; C6H5; 4-
26
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
CH3OC6H4.
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tổng hợp và cấu tạo 3-axetyl-2-metylbenzocromon
Tổng hợp vòng benzocromon được thực hiện theo phương pháp
Kostanheski- Robinson giữa 1-Axetyl-2-hidroxinaphtalen với anhiđrit axetic và muối của nó ở 140-1500C. Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: Nhóm axetyl dưới tác dụng của bazơ tạo cacbanion, sau đó
cacbanion này tấn công vào trung tâm điện tích dương của anhiđrit axetic.
Giai đoạn 2: Axetyl hóa nhóm –OH ở vị trí C2 của vòng Naphtalen và
cuối cùng là cộng hợp nucleophin nội phân tử tạo thêm vòng -pyron gắn với
vòng naphtalen ban đầu.
27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Cơ chế phản ứng có thể mô tả như sau:
Giai đoạn 1 là giai đoạn quyết định tốc độ và hiệu suất phản ứng, do đó
lượng xúc tác và lượng anhiđrit axetic đem dùng mang yếu tố quyết định, nếu
lượng xúc tác ít, quá trình tạo cacbanion kém, còn nếu nhiều xúc tác lại dễ tạo
keo. Anhiđrit axetic vừa là chất phản ứng nhưng nó còn đóng vai trò dung
môi cho phản ứng. Sau cùng, nhiệt độ và thời gian phản ứng cũng ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng, phải giữ nhiệt độ ổn định ở 140-1500C, đây cũng là
nhiệt độ sôi của hỗn hợp phản ứng, thời gian phản ứng phải >8 giờ.
Sản phẩm nhận được là những tinh thể màu vàng nâu, có nhiệt độ nóng
chảy 164-1650C.
Cấu tạo của sản phẩm được xác nhận bằng các phương pháp phổ hồng
ngoại, phổ cộng hưởng từ proton và phổ khối lượng.
Trên phổ hồng ngoại của sản phẩm, dao động hóa trị của nhóm cacbonyl lacton cho hấp thụ ở 1688 cm-1, của nhóm cacbonyl axetyl ở 1641 cm-1 và đặc
biệt, không còn thấy dao động hóa trị của nhóm –OH. Qua đó có thể thấy sản
phẩm chúng tôi nhận được có đầy đủ nhóm chức như dự kiến. Dưới đây
chúng tôi dẫn ra phố IR của nó. Hình 3.1.
Phổ 1H-NMR xuất hiện đầy đủ tín hiệu đặc trưng cho chuyển dịch hóa học của các proton trong công thức phân tử dự kiến. Phổ 1H-NMR được mô tả
bởi hình 3.2.
Độ chuyển dịch hóa học : ppm, d6- DMSO, J: Hz 2,44(3H, s, H2a); 9,84 (1H, d, H5, J=9); 7,79 ( 1H, t,
H6, J=7; 9); 7,69 ( 1H, t, H7, J=7; 7,5); 8,23 (1H, d,
H8, J=7,5); 8,35 (1H, d, H9, J=9); 7,70 (1H, d, H10,
J=9); 2,55 (3H, s, H12).
Phổ khối lượng xuất hiện pic ion phân tử trùng với khối lượng phân tử
28
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
dự đoán C16H12O3 (M=252) .Phổ MS được trình bày ở hình 3.3.
Hình 3.1. Phổ hồng ngoại của 3-Axetyl-2-metylbenzocromon
29
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.2. Phổ 1H-NMR của 3-Axetyl-2-metylbenzocromon
Hình 3.2. Phổ 1H-NMR của 3-Axetyl-2-metylbenzocromon
30
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.3. Phổ khối lượng của 3-Axetyl-2-metylbenzocromon
3.2. Tổng hợp các xeton ,- không no và tính chất phổ của chúng
3.2.1. Kết quả tổng hợp các xeton ,- không no
3.2.1.1 Tổng hợp các xeton ,- không no thuần tuý
Các xeton ,- không no được tổng hợp bằng phản ứng ngưng tụ của
các hợp chất metyl xeton với các anđehit thơm hoặc các anđehit dị vòng trong
môi trường bazơ, nghĩa là thực hiện theo điều kiện của phản ứng Claisen-
Schmidt:
Phản ứng thường được thực hiện trong dung môi clorofom hoặc etanol
và xúc tác là piperiđin. Vai trò của bazơ là làm xúc tác cho phản ứng ngưng tụ
mà thực chất là để kéo proton tách khỏi nhóm –COCH3 và chuyển nó thành
cacbanion, từ đó tạo liên kết với C-electrophin của nhóm cacbonyl anđehit.
Môi trường bazơ có thể dùng là NaOH, hoặc KOH trong etanol..
Tỷ lệ mol các hợp chất metyl xeton và anđehit được sử dụng là 1:1. Thời
gian phản ứng tùy thuộc vào cấu tạo các metyl xeton và anđehit, có thể từ 60-
80 giờ, riêng với 4-Hidroxibenzandehit khi đun được khoảng 10 giờ thì chất
rắn tách ra ta lọc nóng sản phẩm và kết tinh lại trong dung môi DMF. Lúc đầu
khi đun hồi lưu, hỗn hợp phản ứng tan hết nhưng sau đó sản phẩm được tạo
thành thường tách ra ở dạng kết tủa ngay khi đang sôi. Tuy nhiên, với một số
xeton ,- không no tan tốt trong dung môi phản ứng thì sản phẩm chỉ tách ra
khi làm lạnh hỗn hợp bằng nước đá muối hoặc loại bớt dung môi và làm lạnh.
Các xeton ,- không no chúng tôi tổng hợp được đều ở dạng chất rắn
tinh thể, có màu từ vàng nhạt đến đỏ thắm và thường được kết tinh lại từ
DMF hay hỗn hợp DMF và cồn. Nhiệt độ nóng chảy của các xeton ,-
31
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
không no đều cao hơn so với hợp phần axetyl khởi đầu. Hiệu suất tổng hợp
các xeton ,- không no thường dao động ở khoảng 33-44%. Độ tinh khiết
* khác với các chất đầu).
của các sản phẩm này đều được xác nhận bằng sắc ký bản mỏng (cho một vết
gọn với trị số Rf
Kết quả tổng hợp và các dữ kiện vật lý của các xeton ,- không no được
giới thiệu ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kết quả tổng hợp và các dữ
kiện vật lý của các xeton ,- không no
*
Ar
Màu sắc
Rf
Kí hiệu
Hệ dung môi sắc ký bản mỏng
to nc (oC)
Hiệu suất (%)
0,57
42
Đỏ Thẫm
n-He:Et=4:3
T1
241- 242
0,47
39
Vàng nâu
n-He:Et=4:3
T2
286- 287
0,65
34
Vàng xám
n-He:Et=4:3
T3
265- 266
0,45
40
Vàng cam
n-He:Et=5:1
T4
273- 274
0,13
37
vàng
n-He:Et=5:1
T5
211- 212
0,68
32
Vàng
n-He:Et=5:1
T6
249- 250
0,53
42
Vàng nâu
n-He:Et=5:2
T7
284- 285
32
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thuần tuý.
Sản phẩm là các xeton ,- không no đều được chúng tôi ghi phổ IR,
NMR và MS để khẳng định cấu trúc.
3.2.1.2 Tổng hợp các dẫn xuất ở đó xảy ra sự ngưng tụ ở cả 2 nhóm metyl
(Metyl axetyl và C2-metyl )
Một điệu khá thú vị là khi chúng tôi cho 3-Axetyl-2-metylbenzocromon
ngưng tụ với một số andehit thơm theo tỉ lệ 1:1 thì lại không thu được xeton
,- không no thuần tuý mà thu được xeton ,- không no mà ở đó xảy ra sự
ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl (axetyl và C2-metyl).
Phản ứng tổng hợp mà ở đó xảy ra sự ngưng tụ cả ở 2 nhóm metyl được
thực hiện theo sơ đồ sau:
Cũng như trường hợp tổng hợp xeton ,- không no thuần tuý ở trên thì
phản ứng ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl của vòng cromon được thực hiện
trong dung môi clorofom với xúc tác là piperiđin.
Tỷ lệ mol các hợp chất 3-Axetyl-2-metylbenzocromon và anđehit được
sử dụng là 1:1. Thời gian phản ứng tùy thuộc vào cấu tạo anđehit nhưng
thường được tiến hành trong thời gian 80-100 h. Lúc đầu khi đun hồi lưu, hỗn
hợp phản ứng tan hết nhưng sau đó sản phẩm được tạo thành thường tách ra ở
dạng kết tủa ngay khi đang sôi.
Các xeton ,- không no chúng tôi tổng hợp được đều ở dạng chất rắn
tinh thể, có màu từ vàng nhạt đến đỏ, thường được kết tinh lại từ DMF hay
hỗn hợp DMF và cồn. Nhiệt độ nóng chảy của các xeton ,- không no đều
cao hơn so với chất khởi đầu. Hiệu suất tổng hợp các xeton ,- không no
33
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thường dao động ở khoảng 25-40%. Độ tinh khiết của các sản phẩm này đều
* khác với
được xác nhận bằng sắc ký bản mỏng (cho một vết gọn với trị số Rf
các chất đầu).
Bảng 3.2. Kết quả tổng hợp và các dữ
kiện vật lý của các xeton ,- không no
mà ở đó xảy ra sự ngưng tụ cả hai nhóm
*
STT
Ar, Ar‟
Màu sắc
Rf
to nc (oC)
Hệ dung môi sắc ký bản mỏng
Hiệu suất (%)
TH1 C6H5-
n-He:Et=3:1
32
0,71
n-He:Et=5:1
30
TH2 4-CH3C6H4-
Vàng nhạt Vàng nhạt
0,52
TH3 4-CH3OC6H4-
0,50
35
Vàng
n-He:Cl=5:2
TH4 3-ClC6H4-
0,70
23
n-He:Et=5:2
216- 217 243- 244 218- 219 224- 225
Trắng đục
metyl.)
Trong các trường hợp này chúng tôi cho rằng phản ứng xảy ra theo hai
giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên nhóm metyl (axetyl) ngưng tụ với 1 phân tử
anđehit để tạo thành xeton ,- không no thuần tuý trung gian, sau đó nhóm
metyl (C2-metyl) của xeton ,- không no trung gian tiếp tục ngưng tụ với 1
phân tử andehit nữa để tạo thành sản phẩm cuối cùng.
Trong trường hợp này yếu tố tỉ lệ hoàn toàn không ảnh hưởng tới sản
phẩm cuối cùng, có trường hợp chúng tôi tiến hành theo tỉ lệ mol là 1: 1 hoặc
1:2 thì sản phẩm thu được vẫn là xeton ,- không no thuần tuý mà ở đó chỉ
xảy ra sự ngưng tụ của nhóm metyl (axetyl) (VD: trường hợp của 4-
34
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hidroxibenzandehit ), Có trường hợp chúng tôi tiến hành phản ứng ngưng tụ
với tỉ lệ mol là 1: 1 nhưng vẫn thu được xeton ,- không no mà ở đó xảy ra
sự ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl (VD: trường hợp của Benzandehit).
Như đã đề cập ở trên, hầu hết các xeton ,- không no đều được hình
thành và tách ra dưới dạng chất rắn ngay ở nhiệt độ sôi của phản ứng, do vậy
nếu đun hồi lưu tiếp hỗn hợp phản ứng thì quá trình trên vẫn rất khó xảy ra,
hay nói cách khác là thời gian phản ứng không quyết định đến sự ngưng tụ
tiếp nhóm 2-Metyl trên khung cromon mà độ tan của xeton ,- không no
mới là yếu tố quan trọng.
Về mặt lí thuyết dễ thấy rằng nhóm –COCH3 hút electron gây ảnh hưởng
hoạt hoá nhóm metyl bên cạnh và bản thân nó (-CH3) cũng có hiệu ứng siêu
liên hợp nên càng được hoạt hoá hơn, vì vậy nó dễ dàng ngưng tụ với
andehit. Khi tính toán hoá lượng tử bằng phần mềm Hyperchem 7.0 cho thấy
mật độ electron trên nhóm axetyl và nhóm metyl khác nhau không nhiều vì
vậy sự ngưng tụ ở cả nhóm C2-metyl là có thể tin tưởng được.
3.2.2. Dữ kiện phổ và cấu tạo các xeton ,- không no
3.2.2.1 Dữ kiện phổ của các xeton ,- không no thuần tuý
Trên phổ hồng ngoại của các xeton ,- không đều thấy xuất hiện vạch
hấp thụ mạnh đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm cacbonyl xeton liên hợp và nhóm CO piron ở khoảng 1615-1692 cm-1, số sóng hấp thụ của vạch
này phụ thuộc vào bản chất nhóm thế trên hợp phần anđêhit, nhóm thế làm
tăng chiều dài mạch liên hợp với nối đôi vinyl sẽ làm giảm số sóng hấp thụ
của băng sóng này nếu so sánh trong cùng một dãy. Đặc biệt có vạch ở 954- 975 cm-1 đặc trưng cho dao động biến dạng không phẳng của nhóm vinyl ở
35
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
cấu hình trans. Ngoài ra trên phổ cũng cho các vạch dao động đặc trưng cho các nhóm chức khác như -NO2 ở 1513 và 1339 cm-1, -OH ở 3281-3440 cm-1, NH ở 3177cm-1 ... Dữ kiện phổ IR của các xeton ,- không no được giới
thiệu ở bảng 3.3. Dưới đây dẫn ra phổ của hợp chất T5 để minh họa (hình
3.5).
Phổ LC-MS của các xeton ,- không no nghiên cứu đều thấy xuất hiện
píc ion phân tử có số khối trùng với phân tử khối của hợp chất và có cường
độ mạnh, điều đó chứng tỏ các ion phân tử này tồn tại ở dạng khá bền vững.
Các phân tử xeton ,- không no có chứa một số lẻ nguyên tử nitơ trong phân tử thì số khối M+. là lẻ và ngược lại, nghĩa là phù hợp với quy tắc nitơ
trong phổ khối lượng. Dữ kiện phổ khối lượng của các xeton ,- không no
được đưa ra ở bảng 3.3.Dưới đây dẫn ra phổ MS của xeton ,- không no T5
(hình 3.6). Bảng 3.3. Dữ kiện phổ hồng ngoại (KBr, cm-1) và phổ khối lượng của các
Phổ MS, m/z
xeton ,- không no thuần tuý.
Ar
KÝ hiệu
δ-CH=
υC=O
Nhãm kh¸c
* M+H **(M-H)
Ph©n tử khối M
1690;
956
-
383
383
T1
1630
1673;
975
T2
(*)386
385
1632
υNO2 1513; 1339
phổ hồng ngoại, cm-1
1671;
958
T3
(**)378
379
1615
3177
1687;
954
-
T4
(*)394
393
1635
1691;
961
-
T5
(*)470
469
1625
36
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
υNH
1692;
955
υOH 3440
T6
(**)385
386
1634
1663;
965
3281
T7
(*)357
356
1615
Để góp phần xác định cấu trúc của các xeton ,- không no tổng hợp
được cũng như để làm sáng tỏ mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất phổ, chúng tôi đã ghi phổ 1H-NMR của chúng. Kết quả cho thấy trên phổ này xuất
hiện đầy đủ các tín hiệu của tất cả các nguyên tử hiđro như dự kiến. Phổ cộng
hưởng từ proton của các xeton ,- không no đều cho tín hiệu một cặp
doublet-doublet dưới dạng hiệu ứng mái nhà trong khoảng 6,85-7,38 ppm và
7,79-8,20 ppm với hằng số tương tác spin-spin J=15,5-16 Hz đặc trưng cho
chuyển dịch hóa học của nhóm vinyl ở cấu hình trans, hai cặp tín hiệu này xuất hiện trên phổ 1H-NMR là bằng chứng rõ nét nhất cho thấy phản ứng
ngưng tụ đã xẩy ra. Vị trí tín hiệu cộng hưởng của cặp doublet-doublet này
phụ thuộc vào bản chất nhóm thế trên nhân thơm ở hợp phần anđehit. Những
nhóm thế đẩy electron mạnh làm tín hiệu cộng hưởng của chúng về phía
trường mạnh trong khi những nhóm thế hút electron mạnh lại làm tín hiệu của nó chuyển dịch về phía trường yếu. Ngoài ra tr ên phổ 1H-NMR của các xeton
thu được cũng mất đi tín hiệu cộng hưởng của nhóm CH3 (axetyl) chứng tỏ phản ứng ngưng tụ đã xảy ra. Dữ kiện về phổ 1H-NMR của các xeton ,- không no được trình bày ở bảng 3.4. Dưới đây dẫn ra phổ 1H-NMR của hợp
37
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
chất T5 (hình 3.7).
Bảng 3.4. Dữ kiện về phổ 1H-NMR (, ppm. d6-
DMSO, J, Hz)của các xeton ,- không no
thuần tuý.
δ
H2a, H5; H6, H7; H8
Ar
Các proton của vòng Ar
Kí hiệu
-CH=CH-
T1
6,85 và 7,84 J=16
3,01(6H, s, H13a,13b) 6,79(2H, d, H11,15, J=8,5) 7,56(2H, d, H12,14, J=8,5)
T2
8,03(2H,d, H11,14, J=9) 8,28(2H, d, H12,13, J= 9)
7,38 và 7,79 J=16
T3
7,14 và 8,20 J=16
7,26(1H, t, H12, J=5,5;9) 7,27(1H,t H13, J=3; 5,5) 7,52(1H, d, H14, J=3) 7,89(1H, d, H11, J=9) 11,90(1H, s, H15) 8,03(1H,s, H16)
T4
7,12 và 8,17 J=16
7,92(1H, d, H11, J=7) 7,31(1H, t, H12, J=7; 7) 7,34(1H, t, H13, J=7; 7) 7,58(1H, d, H14, J=7) 3,90(3H, s, H15) 8,03(1H, s, H16)
T5
7,13 và 8,19 J=16
7,92(1H, d, H11, J=6,5) 7,61(1H, d, H14, J= 7) 8,20(1H, s, H15) 5,52(2H, s, H16) 7,28-7,36 (7H, m, H12,13,17,18,19,20,21)
H9, H10 2,60(3H, s, H2a) 9,85(1H, d, H5, J=9) 7,79(1H, t, H6, J=7,5; 9) 7,69(1H, t, H7, J=7,5; 8) 8,11(1H, d, H8, J= 8) 8,40(1H, d, H9, J=9) 7,87(1H, d, H10, J=9) 2,45(3H, s, H2a) 9,83(1H, d, H5, J=9) 7,79(1H, t, H6, J=7;9) 7,69(1H, t, H7, J=7; 7,5) 8,13((1H, d, H8, J=7,5) 8,40(1H, d, H9, J=8,5) 7,81(1H, d, H10, J=8,5) 2,66(3H,s, H2a) 9,90(1H, d,H5, J=8,5) 7,79(1H, t, H6, J=7; 8,5) 7,69(1H, t, H7, J=7; 8) 8,11(1H, d, H8, J=8) 8,40(1H, d, H9, J=9) 7,89(1H, d, H10, J=9) 3,21(3H, s, H2a) 9,89(1H, d, H5, J=8,5) 7,79(1H, t, H6, J=7,5; 8,5) 7,69(1H, t, H7, J=7,5;8) 8,11(1H, d, H8, J= 8) 8,40(1H, d, H9, J=9) 7,91(1H, d, H10, J=9) 2,65(3H, s, H2a) 9,89(1H, d, H5, J= 8,5) 7,79(1H, t, H6, J=8; 8,5) 7,69(1H, t, H7, J=8; 8) 8,11(1H, d, H8, J=8) 8,39(1H, d, H9, J=9) 7,90(1H, d, H10, J=9)
38
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
T6
6,90 và 7,87 J=16
6,88(1H, d, H11, J=8,5) 7,21(1H, d, H12, J=8,5) 3,87(3H, s, H14) 7,28(1H, s, H15)
T7
6,85(2H, d, H11,15, J=8,5) 7,56(2H, d, H12,14, J=8,5)
6,88 và 7, 83 J=15,5
2,63(3H, s, H2a) 9,87(1H, d, H5, J=8,5) 7,79(1H, t, H6, J=7; 8,5) 7,69(1H, t, H7, J=7; 8) 8,12(1H, d, H8, J=8) 8,40(1H, d, H9, J=9) 7,86(1H, d, H10, J=9) 2,60(3H, s, H2a) 9,85(1H, d, H5,J=8,5) 7,76(1H, t, H6, J=7; 8,5) 7,66(1H, t, H7, J=7; 7,5) 8,08(1H, d, H8, J=7,5) 8,37(1H, d, H9, J=9) 7,83(1H, d, H10, J=9)
Để xác định một cách chính xác hơn về mặt cấu tạo chúng tôi đã ghi phổ 13C-NMR của một trong các xeton ,- không no T5 ( Hình 3.7). Kết quả
được dẫn ra dưới đây:
(Độ dịch chuyển hoá học: , ppm) 31,95: C11; 49,48 C21; 110,94: C14; 111,39: C19; 112,60: C15; 115,96: C4a; 117,62: C10; 119,73: C16; 121,47:C17; 122,44: C3; 122,96:C18; 125,62: C15a; 125,95: C5; 126,50: C7; 127,23:C23,27; 127,64:C25; 128,65:C5a,24,26; 129,09:C8; 129,66: C6; 130,32: C8a; 133,58:C13; 134,34:C20; 136,03:C9; 137,11:C19a; 137,22:C22; 155,94:C10a; 159,48:C2; 177,46: C4; 201,31:C12.
Như vậy số tín hiệu cộng hưởng của các nguyên tử cacbon trong phổ phù
hợp với số nguyên tử cacbon trong công thức của hợp chất dự kiến.
Mặt khác để xây dựng mối liên kết giữa các nguyên tử hiđro với các
39
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nguyên tử cacbon trong phân tử chúng tôi đã ghi phổ hai chiều HSQC và
HMBC ( Hình 3.8 và Hình 3.9 ). Kết quả cho thấy sự gắn kết vị trí cộng
hưởng của proton và cacbon như trình bày ở trên là hoàn toàn tin cậy được.
Như vậy, bằng các dữ kiện phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân
và phổ khối lượng đã chứng tỏ rằng sản phẩm chúng tôi nhận được hoàn toàn
phù hợp với cấu tạo giả thiết.
40
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.4. Phổ IR của hợp chất T5
41
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.5. Phổ 1H-NMR của hợp chất T5
Hình 3.6. Phổ MS của hợp chất T5
42
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.7. Phổ 13C-NMR của hợp chất T5
Hình 3.8. Phổ HSQC của hợp chất T5
43
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.9. Phổ HMBC của hợp chất T5
3.2.2.2 Dữ kiện phổ của các xeton ,- không no mà ở đó xảy ra sự
ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl.
Các sản phẩm nhận được từ phản ứng ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl đều
là các chất rắn có điểm chảy cao hơn và đều khó tan trong các dung môi thông
thường như etanol, axeton... thậm trí khó tan ngay cả trong DMF. Sự tinh
khiết và cấu tạo của sản phẩm được kiểm nghiệm bằng sắc ký lớp mỏng và
các phương pháp phổ IR, NMR và MS.
Phổ hồng ngoại của các sản phẩm nhận được về cơ bản không khác nhiều
các xeton ,- không no thuần tuý. Dữ kiện phổ hồng ngoại và các giá trị
hằng số vật lí được dẫn ra ở bảng 3.2. Dưới đây chúng tôi đưa ra phổ IR của
hợp chất TH3 để minh hoạ ( hình 3.10 ).
Trên phổ 1H-NMR của các sản phẩm đều thấy sự có mặt của hai cặp
doublet - doublet ở khoảng 6,89 -7,96 ppm có hiệu ứng mái nhà đặc trưng cho
tín hiệu cộng hưởng của hai nhóm vinyl có cấu hình trans và có hằng số
tương tác spin-spin ở 15,5-16,5 Hz. Trên phổ cũng mất đi tín hiệu cộng hưởng
của cả hai nhóm –CH3. Ngoài ra trên phổ xuất hiện đầy đủ các proton như công thức dự kiến.Dữ kiện phổ 1H-NMR đưa ra ở bảng 3.6. Dưới đây chúng tôi đưa ra Phổ 1H-NMR của chất TH3 (hình 3.11).
Trên phổ MS đều xuất hiện pic ion phân tử có cường độ từ trung bình đến
mạnh có số khối phù hợp với phân tử khối của công thức dự kiến.
Đối với các xeton ,- không no có chứa nguyên tử halogen (Clo) trong
phân tử, trên phổ khối lượng đều xuất hiện các píc ion đồng vị có số khối
cách nhau hai đơn vị cacbon và tỷ lệ cường độ phù hợp với tỷ lệ đồng vị của
chúng trong tự nhiên. Dữ kiện phổ khối lượng của các xeton ,- không no
44
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
được dẫn ra ở bảng 3.5. Phổ MS của TH3 được dẫn ra ở hình 3.12.
Bảng 3.5. Dữ kiện phổ hồng ngoại (KBr, cm-1) và phổ khối lượng của các
Phổ IR Phổ MS
Ar, Ar’
KÝ hiệu
υC=O
δ-CH=
Nhóm khác
*(M+H) **(M-H)
xeton ,- không no mà ở đó xảy ra sự ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl.
1662;
961
-
TH1 C6H5-
(*)429
428
1630
1668;
(*)457
456
964
-
TH2 4-CH3C6H4-
1638
1666;
988
-
TH3 4-CH3OC6H4-
(*)489
488
1627
1670;
960
-
TH4 3-ClC6H4-
(**)497; 499
496; 498
1632
Phân tử khối M
Bảng 3.6. Dữ kiện về phổ 1H-NMR (, ppm. d6-
DMSO, J, Hz) của các xeton ,- không no mà
ở đó xảy ra sự ngưng tụ ở cả hai nhóm metyl.
Ar
Các proton của vòng Ar
Kí hiệu
H5; H6, H7; H8 H9, H10
TH1
7,43(2H, t, H13,13‟, J=7;7) 7,44(4H, t, H12,14,12‟,14‟, J=7; 9) 7,71(4H, d, H11,15,11‟,15‟, J=9)
9,85(1H,d, H5, J=8,5) 7,78(1H,t, H6, J= 8,5;9) 7,70(1H, t, H7, J=7,5;9) 8,13(1H, d, H8, J=7,5) 8,44(1H, d, H9, J=9) 7,94(1H, d, H10, J=9)
6,96(1H,d, Hβ,J=16) 7,25(1H,d, Hβ‟, J=16,5) 7,73(1H,d, Hα‟,J=16,5) 7,96(1H,d, Hα,J=16)
TH2
2,35(6H,s, H13a) 7,63(2H, d, H11,15, J=7,5) 7,58(2H,d, H11‟,15‟, J=8) 7,26(2H,d, H12,14, J=7,5) 7,23(2H, d, H12‟,14‟, J=8)
9,84 (1H, d, H5, J=8,5) 7,78(1H,t, H6, J=7,5; 8,5) 7,69(1H,t, H7, J=7,5; 8) 8,12 (1H, d, H8, J=8) 8,42(1H, d, H9, J=9) 7,92(1H, d, H10, J=9)
6,89(1H,d, Hβ,J=16) 7,18(1H,d, Hβ‟, J=16) 7,68(1H,d, Hα‟,J=16) 7,89(1H,d, Hα,J=16)
45
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TH3
9,85(1H,d,H5, J=8,5) 7,77(1H,t,H6, J= 8;8,5) 7,69(1H, t,H7,J=8; 8) 8,12(1H, d, H8, J=8) 8,42(1H, d, H9, J=9) 7,91(1H, d, H10, J=9)
6,77(1H,d, Hβ,J=16) 7,10(1H,d, Hβ‟, J=16) 7,66(1H,d, Hα‟,J=16) 7,88(1H,d, Hα,J=16)
3,79(6H, s, H13a) 6,98(2H, d, H12‟,14‟, J=9,5) 6,99(2H,d, H12,14, J=9,5) 7,63(2H, d, H11‟,15‟, J=9,5) 7,67(2H,d, H11,15 , J=9,5)
TH4
7,69(2H, d, H13,13‟, J=8) 7,45 (2H, t, H12,12‟, J=5,5; 8) 7,48(2H, d, H11,11‟, J=5,5) 7,86(2H, s, H14,14‟)
9,83(1H,d, H5, J=8,5) 7,79(1H,t,H6, J= 7;8,5) 7,75(1H,t,H7, J=7,5;8,5) 8,14(1H, d, H8, J=8) 8,46(1H, d, H9, J=9) 7,92(1H, d, H10, J=9)
7,04(1H,d, Hβ,J=16) 7,33(1H,d, Hβ‟, J=16) 7,71(1H,d, Hα‟,J=16) 7,95(1H,d, Hα,J=16)
46
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.10. Phổ IR của hợp chất TH3
47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.11. Phổ 1H-NMR của hợp chất TH3
Hình 3.12. Phổ MS của hợp chất TH3 Trên phổ 13C-NMR của hợp chất TH3 (Hình 3.13) cũng xuất hiện đầy
đủ tín hiệu cộng hưởng của các nguyên tử cacbon tương ứng với công thức
của hợp chất dự kiến:
48
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
(độ dịch chuyển hoá học: , ppm) 55,31:C17,26; 114,34:C21; 114,43:C25,28; 114,58:C16,19; 116,04:C4a; 117,84:C10; 125,94:C12; 125,82:C5; 123,86:C3; 127,29:C23; 126,88:C14; 126,59:C7; 128,65:C9; 129,15:C6; 129,71:C24,29; 130,66:C15,20;136,14:C8; 130,30:C8a; 138,19:C22; 145,32:C13; 156,41:C10a; 161,49:C18; 160,97:C27; 157,23:C2; 177,45:C4; 192,56:C11.
Hình 3.13. Phổ 13C-NMR của hợp chất TH3
Trên phổ hai chiều HSQC và HMBC ( Hình 3.14 và 3.15) cho thấy sự
gắn kết giữa các proton và các nguyên tử cacbon là hoàn toàn phù hợp. Từ
các dữ liệu phổ IR, NMR và MS cho thấy kết quả thu được là có thể tin tưởng
49
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
được.
Hình 3.14. Phổ HSQC của hợp chất TH3
50
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.15. Phổ HMBC của hợp chất TH3
h thử nghiệm.
Nồng độ thử nghiệm 2 mg/ 5 ml DMF (Dimetyl fomamit)
Chủng loại khuẩn:
Trực khuẩn: Klebticlla. pneumonia (K.p): Gram (-)
Cầu khuẩn: Staphyllococus.epidermidis (S.e): Gram (+)
Nấm men: Candida. Albican( C.a)
Nhỏ dung dịch thử nghiệm vào các lỗ đục trên nền thạch đã được cấy vi
sinh vật các mức 100 l và 150 l
Hoạt tính kháng vi sinh được đánh giá theo độ lớn đường kính vòng tròn
vô khuẩn.
Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn và chống nấm của các xeton ,-
không no tổng hợp được trình bày trong bảng 3.7.
Bảng 3.7. Kết quả thử hoạt tớnh sinh học của một số xeton ,- khụng
no 3.4. Hoạt tính sinh học của các xeton ,- không no
Để khảo sát hoạt tính sinh học của các xeton , - không no tổng hợp
được chúng tôi nhờ phòng nghiên cứu vi sinh vật bệnh viện 19-8 Bộ Công an
tiến hàn
S.epidermidis K.pneumonia C.anbican S KÝ T 100l 150l 100l 150l 100l 150l hiÖu T (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
1 0 0 15 20 20 22 T1
2 0 15 16 19 15 22 T3
3 0 14 16 19 17 22 T4
4 0 0 10 20 19 25 T5
5 0 14 16 20 23 26 T6
51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6 0 0 15 20 20 25 T7
7 0 0 12 18 22 26 TH2
8 0 15 12 15 23 26 TH3
Từ kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn, chống nấm ở trên, chúng tôi có
nhận xét:
- Tất cả các hợp chất đem thử đều có hoạt tớnh với các chủng khuẩn và
nấm đem thử ( trừ T1, T5, T7, TH2 khụng cú hoạt tớnh với cầu khuẩn
S.epidermidis ).
Tất cả các hợp chất đem thử đều có khả năng chống nấm C.anbican và
trực khuẩn K.pneumonia với khả năng tương đối cao. Với các kết quả thu
52
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
được chúng tôi cho rằng đây là kết quả hết sức đáng chú ý.
KẾT LUẬN
1. Xuất phát từ 2-Naphtol, dung dịch NaOH loãng và anhidrit axetic đã
tổng hợp được 2-Naphtylaxetat, mà từ chất này sau khi thực hiện phản ứng
chuyển vị Fries thu được 1-axetyl-2-hidroxinaphtalen.
2. Từ 1-Axetyl-2-hidroxinaphtalen và anhidrit axetic cùng với
Natriaxetat đã tổng hợp được chất đầu 3-Axetyl-2-metylbenzocromon. Chưa
thấy mô tả trong tài liệu tham khảo.
3. Từ 3-Axetyl-2-metylbenzocromon bằng phản ứng ngưng tụ với các
anđehit thơm đã nhận được 7 xeton ,- không no thuần tuý (ở đó xảy ra sự
ngưng tụ của anđehit với nhóm metyl xeton). Chưa thấy mô tả trong tài liệu
tham khảo.
4. Xuất phát 3-Axetyl-2-metylbenzocromon đã tổng hợp được 4 xeton
,- không no kiểu 2-Arylvinylbenzocromon-3-ylaryl vinylxeton và các hợp
chất này đều chưa thấy mô tả trong các tài liệu tham khảo.
5. Cấu tạo các sản phẩm đã được xác định nhờ phổ hồng ngoại, phổ cộng
hưởng từ hạt nhân và phổ khối lượng.
6. Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn và chống nấm của các chất đem thử
cho thấy chúng có khả năng chèng nÊm Candida. Albican( C.a) vµ trùc khuÈn
Klebticlla. Pneumonia (K.p): Gram (-) cao h¬n so víi cÇu khuÈn
53
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Staphyllococus.epidermidis (S.e): Gram (+) .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Đỗ Tiến Dũng, (2006), “Luận văn thạc sĩ”-trường ĐHKHTN-
ĐHQGHN, tr.27.
2. Nguyễn Thị Liên, (1995), “Khoá luận tốt nghiệp” – trường Đại học
tổng hợp Hà Nội, trang 7-8.
3. Nguyễn Văn Năm, (2010), “Luận văn thạc sĩ”- Trường ĐHKHTN-
ĐHQGHN, tr 3-7.
4. Ngô Đại Quang, (1995), “Luận án phó tiến sỹ” - Đai học Sư Phạm I-
Hà Nội.
5. Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Như Tại, (1980) “Cơ sở hoá
học hữu cơ”, tậpII, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà
Nội 1980.
6. Đặng Như Tại, Ngô Thị Thuận, (1980), “Tổng hợp hóa học hữu cơ”
(bản dịch), tập 1, NXB ĐH và THCN Hà Nội.
7. Nguyễn Đình Thành, Nguyễn Thị Thanh Mai, Đặng Như Tại, Phạm
Hồng Lân, (2005), “Góp phần tổng hợp một số 2-amino-4,6-điarylpirimidin”,
Tuyển tập các công trình hội nghị khoa học Trường ĐHKHTN- ĐHQGHN
năm 2005, Tr 104-108.
8. Nguyễn Minh Thảo, (2001) “ Hoá học các hợp chất dị vòng‟‟, NXB
Giáo Dục - Hà Nội, trang 243-245.
9. Nguyen Minh Thao, Pham Van Phong, Nguyen Xuan Tư
„‟Proceedings
of 8th Eurasian Conference on Chemical Science (EuAs C2S-8), October
54
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
21st – 24nd, Hanoi – Vietnam, session of Org.chemistry, p.15 – 20 (2003).‟‟
10. Nguyễn Minh Thảo, Trần Anh Tuấn, (2006),”Tổng hợp và chuyển
hóa 3-axetyl-4-hiđroxi-N-phenylquinolin-2-on”, Tạp chí khoa học ĐHQGHN,
T.XXII, số 3-pt, tr 169-173.
11. Nguyễn Đình Triệu, (2001), “Các phương pháp vật lý ứng dụng
trong hoá học”, NXB ĐHQGHN, Hà Nội 2001.
12. Nguyễn Xuân Tứ, (2006), “Luận văn thạc sĩ”, Trường ĐHKHTN-
ĐHQGHN.
13. Nguyễn Văn Vinh, (2007), “Luận văn thạc sĩ”, trường ĐHKHTN-
ĐHQGHN, tr 22-24.
14. Nguyễn Thị Thu Trang, (2008), “Luận văn thạc sĩ”, trường
ĐHKHTN-ĐHQGHN, tr 46-48.
TIẾNG ANH
15. Allred.G.D., Liebeskind.L.S., (2006), J.A.Chem.Soc., Vol 118,
pp.2748-2759.
16. Amin.G.C, Shah.N.M, (1975), Ger.Offen, DE 3402375; C.A.Vol.3,
pp.218.
17. Amzad Hossin.M., (2001), Indian Journal of Chemistry, Vol 40B,
pp.93-95.
18. Basin.W., Jerzmanowka.Z., (1974), Rocz.chem., vol 48, No6, pp989.
19. Bernadette S. Creaven , Denise A. Egan , Kevin Kavanagh , Malachy
McCann, Andy Noble , Bhumika Thati , Maureen Walsh, (2006), “Synthesis,
characterization and antimicrobial activity of a series of substituted coumarin-
3-carboxylatosilver(I) complexes”, Inorganica Chimica Acta., Vol 359,
pp.3976–3984.
20. Buckle.D.R., Pinto.I.L., (1991), Comprehensive Organic Synthesis,
55
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Vol 7, pp128-135.
21. Christophe Curti, Armand Gellis and Patrice Vanelle, 2007,
“Synthesis of a,ß-Unsaturated Ketones as Chalcone Analogues via a SRN1
Mechanism”, Molecules, Vol 12, pp.797-804.
22. Cook .J.W. and Lawrence.C.A., (1935), J.Am.Chem.Soc., pp.163.
23. Darek Bogdal, 1998, “Coumarins - Fast Synthesis by the
Knoevenagel Condensation under Microwave Irradiation”, J.Chem.Res.(S), Vol 10, pp.468-469.
24. De.S. K., Gibbs.R.A.,( 2005), “An Efficient and Practical Procedure
for the Synthesis of 4-Substituted Coumarins”, Synthesis, pp.1231-1233.
25. Desai.R.D., Ekhlas.M. and Asundi.Dr.R.K., Sc.M., Ph.D, (1938),
Organic Synthesis, Coll.Vol. 3, p.761;Vol.21, p.101.
26. Eraksina.V.N., Salagov.L.G., Suvorov.N.S, (1975),
“Soedin.Heterocycl. Khim.”, No. 9, pp.1275. (Tiếng Nga)
27. Iakovenko.V.I, Oganhexian.E.T., Zonlinski.V.P., Zakhanrov.V.F.,
(1976), Khim.Phar.Zhi, Vol 10, pp97-99 (Tiếng Nga).
28. Kalinin.A.V., Da Silva.A.J.M., Lopes.C.C., Lopes.R.S.C.,
Snieckus.V., (1998), Tetrahedron.Lett., Vol.39, pp.4995-4998.
29. Kozlov.N.X, Smanai.G.X, Gladtsenko.I.F, (1985),
Soedin.Heterocycl. Khim, No1, p.1536, (Tiếng Nga).
30. Kozlov.N.X., Glux.K.N., Sergianhinna.V.A., Kort.N.A., (1985),
Soedin.Heterocycl Soedin, NO10, pp1398, (Tiếng Nga).
31 Kozlov.N.X., Smanai.G.X., Như Tại,(1985),
Đặng Soedin.Heterocycl.Khim, No8, pp1102, (Tiếng Nga).
32 Kravtchenko.D.V, Chibisova.T.A, Traven.V.F, (1999),
“Zh.Org.Khimii”, No.35, pp.924 (Tiếng Nga).
33 Margita Lacova , Dusan Loos, Mikulas Furdik , Maria Matulova and
56
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hafez M. El-Shaaer, (1998), “Synthesis and Reactions of New 4-Oxo-4H-
benzopyran-3-carboxaldehydes Containing Hydroxy Groups or 2-Oxopyran Cycles”, Molecules, NO 3, pp.
34.Maroto.MJ, (1997), Claisen condensation, Vol.62, p.6888-6896.149–
158.
35 Pavia.D.L, Lampaman.G.M., Kriz.G.S, (Newjork-2000), “Introdution
to spectroscopy”, Second edition, p.200-202.
36. Russell J. Cox and Andrew S. Evitt, (2007), “Acyl palladium species
in synthesis: single-step synthesis of ,-unsaturated ketones from acid
chlorides”, Org. Biomol. Chem., Vol.5, pp.229 – 232.
37. Sethna.S.M., Shah.R.C, (1988), J.Chem.Soc, pp228.
38. Vliet.E.B, Rocer Alams and Drege.E.E (1962), Organic Synthesis,
Coll. Vol.1, London-Sydney, p.361.
39. Sethna.S.M., Shah.R.C, (1988), J.Chem.Soc, pp228.
40. „‟Organic Synthesis‟‟,Vol.3, pp.761.
41. Sethna.S.M., Shah.R.C. (1988), J.Chem.Soc, pp.228 (1988).
42. Torviso.R., Mansilla.D., Belizán.A., Alesso.E., Moltrasio.G.,
Vázquez.P., Pizzio.L., Blanco.M. and Cáceres.C., (2008), “Catalytic activity
of Keggin heteropolycompounds in the Pechmann reaction”, Applied catalysis
A: General, Vol.339, p.53-60.
43. Vliet.E.B, Rocer Alams and Drege.E.E (1962), Organic Synthesis,
Coll. Vol.1, London-Sydney, p.361.
44. Robert C. Weast, Ph. D, “ CRC hand book of Chemistry and
57
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Phisics”, CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida, (1984), C – 339.
