Luận văn Nghiên cứu tổng hợp và chuyển hóa một số hợp chất 2 - Amino - 4 - aryl - 4h - chromen - 3 - Cacbonitril thế

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 11

1. 1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT LỎNG ION 11

1.1.1:Vai trò của chất lỏng ion trong tổng hợp hữu cơ 11

1.1.2:Cấu trúc một số chất lỏng ion thường gặp 11

1. 2. TỔNG QUAN VỀ CHROMEN 12

1. 2. 1. Cấu trúc của chromen 12

1. 2. 2. Hoạt tính sinh học của chromen 12

1. 2. 3. Những phương pháp chung để tổng hợp 2-amino-4H-chromen 14

1. 2. 4. Tính chất chung của 2-amino-4H-chromen-3-cacbonitril 17

1. 2. 4. 1. Phản ứng với acid fomic 17

1. 2. 4. 2. Phản ứng với phenylisocyanat 17

1. 2. 4. 3. Phản ứng với anhydrid acetic 17

1. 2. 4. 4. Phản ứng với ure,thioure,semicacbazid và

thiosemicacbazid 18

1. 2. 4. 5. Phản ứng với formamid 18

1. 2. 4. 6. Phản ứng với cyclohexanon 19

1. 2. 4. 7. Phản ứng với cacbon disulfide trong pyridin 19

1. 2. 4. 8. Phản ứng với malononitril 19

1. 3. Bảo vệ nhóm chức 19

1. 3. 1. Bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ 19

1. 3. 2.Bảo vệ nhóm chức trong cacbonhydrat 20

CHƯƠNG 2:THỰC NGHIỆM 21

2. 1. TỔNG HỢP CHẤT LỎNG ION 2-HYDROXY ETHYL AMONI AXETAT 24

2. 2. TỔNG HỢP MỘT VÀI DẪN XUẤT 2-AMINO-4-ARYL-7-HYDOXY-4H-CHROMEN-3- CACBONITRIL 24

2. 2. 1. Tổng hợp 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-

4H-chromen-3-cacbonitril 25

2. 2. 2. Tổng hợp 2-amino-7-hydroxy-4-(4-methoxyphenyl)-

4H-chromen-3-cacbonitril 25

2. 2. 3. Tổng hợp 2-amino-7-hydroxy-4-(4-clorophenyl)-

 

doc73 trang | Chia sẻ: mimhthuy20 | Ngày: 24/09/2020 | Lượt xem: 347 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu tổng hợp và chuyển hóa một số hợp chất 2 - Amino - 4 - aryl - 4h - chromen - 3 - Cacbonitril thế, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
id axetic và acetic anhydrit để tạo thành 3 aroyl-4H-chromen hiệu suất cao. Cộng vòng Diels-Alder (DA) không phải là một phương pháp phổ biến để tổng hợp 4H-chromen. Trong sự hiện diện của một lượng dư vinyl acetat, dưới áp suất và nhiệt độ cao, chất trung gian bị mất nước từ 2-hydroxybenzyl, tuy nhiên trải qua phản ứng DA tạo thành 4H-chromen chỉ với năng suất trung bình. Phản ứng của 2-acyloxybenzyl bromid tạo ra 4H-chromen thông qua phản ứng nội phân tử Wittig, tiếp theo tạo vòng. 2,4-Diaryl-4H-chromen của các loại đã được chuẩn bị bởi xúc tác acid tạo vòng của 3-(2-hydroxyphenyl)propan-1-on. Phản ứng của aryl magie bromid với coumarin tạo thành tiền chất keto-phenol theo yêu cầu. Đôi khi, 4H-chromen đã được điều chế bằng sự thay đổi các dị vòng có liên quan. Ví dụ, các benzpyrilium cation, phản ứng với nucleophiles yếu làm cho thay thế C4-4H-chromen. Một loạt các carbon nucleophil / dị tố/ hydride - đã được sử dụng cho mục đích này. 3-Formyl-2-chromanon sắp xếp lại để tạo thành 2-methoxy-3-methoxycarbonylchroman trong sự có mặt của methanol HCI. Các chroman este được đun nóng với acid polyphosphoric loại CH3OH để tạo thành 3-methoxycarbonyl-4H-chromen. Tính chất hóa học của dẫn xuất 2-Amino-3-cyano-4H-chromen Phản ứng với acid formic Sự ngưng tụ giữa 2-amnino-chromen-3-cacbonitril dẫn đến sự hình thành của pyrimidinon (2) và dihydrocoumarin (3). Phản ứng với phenylisocyanat Đun hồi lưu chromen 1 với phenyl isocyanat trong pyridin cho sản phẩm là pyrimidinthion (4). Phản ứng với anhydrid acetic Đun hồi lưu hỗn hợp của chromen (1) với anhydric acetic và acid phosphoric trong nhiều giờ thu được các pyrimidin (5), đồng thời có thêm sản phẩm thủy phân là các dihydrocoumarin (6) Mặt khác, khi thay acid phosphoric bằng pyridin, sản phẩm thu được là oxazinon (7). Phản ứng với ure, thioure, semicarbazid, thiosemicarbazid Sự hợp nhất giữa chromen (1) với ure, thioure, semicarbazid và thiosemicarbazid tương ứng cho các aminopyrimidin (8). Phản ứng với formamid Đun hồi lưu hỗn hợp gồm chromen (1) với formamid trong dimethylformamid (DMF) thu được aminopyrimidin (9). Phản ứng với cyclohexanon Ngưng tụ chromen (1) với cyclohexanon cho hợp chất pyridin (10) Phản ứng với carbon disulfide trong pyridin Đun hồi lưu chromen (1) với CS2 trong pyridin sau đó đóng vòng tiếp khi đun nóng lâu hơn để cho sản phảm cuối cùng là thiazin (12). Phản ứng với malononitril Đun hồi lưu chromen (1) với malononitril trong DMF/piperidin cho các hợp chất 4-pyridinon (13). Trên đây là một số các tính chất hóa học của nhóm 4H-chromen[10,12,15,20]. BẢO VỆ NHÓM CHỨC Bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ Trong tổng hợp hữu cơ nói, khi mà chất đầu phản ứng có từ hai nhóm chức trở lên khi tham gia phản ứng rất có thể xảy ra tình trạng các nhóm chức cùng tham gia vào cùng một phản ứng dẫn đến việc sinh ra các sản phẩm không như mong muốn. Chẳng hạn như việc tổng hợp (4-hydroxymethyl)cyclohexanon bằng cách khử hóa methyl 4-oxocyclohexancacboxylate bằng LiAlH4 . Sản phẩm của quá trình này thức tế sẽ sinh ra (4-hydroxymethyl)cyclohexanol. Do LiAlH4 là một chất khử mạnh nên vừa có thể khử được nhóm CO este vừa khử được nhóm CO keton: Sản phẩm Sản phẩm mong muốn. thực tế. Hay như trong quá trình tổng hợp 4-(1-hydroxyethyl)benzaldehit , chất đầu 4-bromobenzaldehit phản ứng với Mg trong dung môi diethylete để tạo thành hợp chất cơ Grignard tiếp sau đó được phản phản ứng với axetandehit và cuối cùng thủy phân trong môi trường axit để thu được sản phẩm như mong muốn . Tuy vậy vấn đề ơ đây đó là ngay khi hợp chất cơ Grignard tạo thành rất dễ quay lại phản ứng với chính nhóm cacbonyl có sẵn trong phân tử : Sản phẩm Sản phẩm mong muốn. thực tế. Qua hai ví dụ trên , một khái niệm “bảo vệ nhóm chức” đã được đưa ra trong tổng hợp hữu cơ nhằm hạn chế các sản phẩm phụ sinh ra cũng như hạn chế các hướng phản ứng không như mong muốn. Bảo vệ nhóm chức của cacbohydrat Cacbonhydrat nói chung là những hợp chất có polyhydroxycacbonyl và dẫn xuất của chúng . Trong đó monosaccarit là nhóm các phân tử cacbonhydrat đơn giản nhất do không thể thủy phân thành các phân tử cacbibhydrat đơn giản hơn . Cấu tạo của phân tử monosaccarit có chứa các nhóm hydroxy -OH và cacbonyl C=O. Ta xét một phân tử đại diện điển hình cho nhóm các hợp chất đó là glucose. Như đã biết liên kết giữa nguyên tử cacbon C và oxi O cua nhóm cacbonyl C=O là một liên kết đôi và luôn phân cực về phía nguyên tử O vì nguyên tử oxi có độ âm điện lớn hơn nguyên tử cacbon . Do đặc điểm ấy, nhóm cacbonyl dễ dàng tham gia phản ứng cộng, đặc biệt là phản ứng cộng nucleophin, vì nguyên tử cacbon mang điện tích dương dễ kết hợp với tác nhân nucleophin mang điện tích âm dẫn đến nhóm andehit -CH=O của glucose rất dễ dàng tham gia phản ứng nucleophin. Mà phản ứng hemiacetal là phả ứng nucleophin. Điều này dễ dàng giải thích vì sao nhóm C=O hay -CH=O của glucose dễ phản ứng với nhóm OH(liên kết với cacbon số thứ tự 5) tạo thành mạch vòng. Khi đó nhóm OH mới hình thành này được gọi là OH hemiacetal. Có 2 dạng mạch vòng α-Glucose và β-Glucose dễ chuyển đổi cho nhau thông qua phản ứng hemiacetal của glucose đang ở dạng mạch hở α-Glucose β-Glucose Sự chuyển hóa giữa các cấu dạng của phân tử hợp chất chỉ tồn tại ơ trạng thái cân bằng tức là vẫn tồn tại nhóm cacbonyl C=O dễ dàng tham gia các phản ứng đặc biệt là các phản ứng cộng nucleophin . Do đó trong quá trình tổng hợp có liên quan đến hợp phần monosaccarit cần chú ý điều này. [1,13,14,16]: Một trong những phương pháp dễ dàng nhất để bảo vệ nhóm cacbonyl đó là phương pháp vòng hóa acetal. Acetal là một nhóm chức với cấu trúc chung như sau R2C(OR’)2 trong đó cả hai R 'nhóm là các thành phần hữu cơ. Hai nhóm R'O có thể tương đương với nhau hay không. Hai nhóm R có thể tương đương với nhau (một "acetal đối xứng") hay không (một " acetal bất đối xừng"), và một hoặc cả hai thậm chí có thể là nguyên tử hydro chứ không phải là mảnh hữu cơ. Acetal được hình thành từ để bảo vệ các hợp chất cacbonyl (aldehit hoặc keton) . Sự hình thành các acetal: Một số dạng các vòng hóa acetal thường gặp: Các thành phàn acetyl này rất dễ dàng bị loại bỏ bởi các xúc tác axit. Các vòng monosaccarit thông thường được bảo vệ bằng phản ứng với chloral khan do vừa có khả năng tạo nhóm bảo vệ đối với nhóm OH hemiacetal lại vừa có khả năng nâng cao hoạt tính sinh học do các hợp chất polycloro thường có giá trị về hoạt tính sinh học chẳng hạn như trừ sâu. [13] CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM Điểm nóng chảy của các hợp chất được đo bằng phương pháp mao quản trên máy đo điểm nóng chảy STUART SMP3 (BIBBY STERILIN-Anh). Phổ hồng ngoại được đo trên máy phổ FTIR Magna 760 (NICOLET, Mỹ) bằng phương pháp đo phản xạ trên mẫu bột KBr. Phổ 1H NMR được ghi trên máy phổ ADVANCE Spectrometer 500MHz (Bruker, Đức) trong dung môi DMSO-d6, chất chuẩn nội là TMS. Sơ đồ phản ứng chung như sau TỔNG HỢP CHẤT LỎNG ION 2-HYDROXY ETHYLAMONI ACETAT 2-Hydroxy ethylamin (6 ml; 0,1 mol) được khuấy trong bình cầu một cổ dung tích 100 ml ngâm trong đá muối. Nhỏ giọt chậm acid axetic băng(5,7ml;0,1 mol) vào bình có chứa 2-hydroxy ethylamin, vừa nhỏ vừa khuất đều. Sau khi nhỏ khuấy tiếp 1 tiếng trong nồi đá rồi tiếp tục ở nhiệt độ phòng trong 24h. Thu được một chất lỏng nhớt có màu vàng. Thêm 50 ml ethyl axetat vào phẩn lỏng thu được và khuấy trong 15 phút (3 lần) để loại bỏ các thành phần phi ion. Tiến hành cô quay chân không ở 80°C trong 24h. Sản phẩm thu được là một chất lỏng nhớt dạng dầu có màu cam. Hiệu suất 90% . Khối lượng riêng d=1,18g/ml. TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT 2-AMINO-7-HYDROXY-4-PHENYL-4H-CHROMEN-3-CACBONITRIL Quy trình chung: Chén nung chứa 0,005 mol benzaldehit hoặc benzaldehit thế ngâm trong nước đá lạnh (benzaldehit thế ở thể rắn được nghiền nhỏ trước khi cho vào),thêm 5 giọt chất lỏng ion 2-hydroxy ethylamoni acetat và 0,4 ml malononitril (5mmol). Nghiền hỗn hợp cho đến khi thấy hỗn hợp khô lại đổi màu rồi thêm tiếp 0,55 g resorcinol (5mmol) và 2 giọt chất lỏng ion, tiếp tuc nghiền thêm 5 phút (lúc này chén vẫn được ngâm trong nước đá lạnh). Sau đó đưa hỗn hợp về nhiệt độ phòng, nghiền tiếp trong 5 phút . Để yên hỗn hợp qua đêm ta sẽ thấy hỗn hợp rắn lại có màu nâu. Kết tinh lại phần rắn bằng 10-15 ml ethanol 96° nóng. Sản phẩm thu được là chất rắn có màu trắng ngà. Tổng hợp 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril Chén nung chứa 0,5 ml benzaldehit được ngâm trong nước đá lạnh , thêm 5 giọt chất lỏng ion 2-hydroxy ethylamoni acetat và 0,4 ml malononitril (5mmol). Nghiền hỗn hợp cho đến khi thấy hỗn hợp khô lại đổi màu rồi thêm tiếp 0,55 g resorcinol (5mmol) và 2 giọt chất lỏng ion, tiếp tuc nghiền thêm 5 phút (lúc này chén vẫn được ngâm trong nước đá lạnh). Sau đó đưa hỗn hợp về nhiệt độ phòng, nghiền tiếp trong 5 phút . Để yên hỗn hợp qua đêm ta sẽ thấy hỗn hợp rắn lại có màu nâu. Kết tinh lại phần rắn bằng 10-15 ml ethanol 96° nóng. Sản phẩm thu được là chất rắn có màu trắng ngà. Hiệu suất 70 %? Đnc = 140-148°C. Tổng hợp 2-amino-7-hydroxy-4-(4-methoxyphenyl)-4H-chromen-3-cacbonitril Chén nung chứa 0,48 ml 4-methoxy benzaldehit ngâm trong nước đá lạnh ,thêm 5 giọt chất lỏng ion 2-hydroxy ethylamoni acetat và 0,4 ml malononitril (5mmol). Nghiền hỗn hợp cho đến khi thấy hỗn hợp khô lại đổi màu rồi thêm tiếp 0,55 g resorcinol (5mmol) và 2 giọt chất lỏng ion, tiếp tuc nghiền thêm 5 phút (lúc này chén vẫn được ngâm trong nước đá lạnh). Sau đó đưa hỗn hợp về nhiệt độ phòng, nghiền tiếp trong 5 phút . Để yên hỗn hợp qua đêm ta sẽ thấy hỗn hợp rắn lại có màu nâu. Kết tinh lại phần rắn bằng 10-15 ml ethanol 96° nóng. Sản phẩm thu được là chất rắn có màu trắng ngà. Hiệu suất 65% . Nhiệt độ nóng chảy 205-2100C. Tổng hợp 2-amino-4-(4-clorophenyl)-4H-chromen-3-cacbonitril Chén nung chứa 0,7g 4-cloro benzaldehyd (5mmol) được ngâm trong nước đá lạnh ,thêm 5 giọt chất lỏng ion 2-hydroxy ethylamoni acetat và 0,4 ml malononitril (5mmol). Nghiền hỗn hợp cho đến khi thấy hỗn hợp khô lại đổi màu rồi thêm tiếp 0,55 g resorcinol (5mmol) và 2 giọt chất lỏng ion, tiếp tuc nghiền thêm 5 phút (lúc này chén vẫn được ngâm trong nước đá lạnh). Sau đó đưa hỗn hợp về nhiệt độ phòng, nghiền tiếp trong 5 phút . Để yên hỗn hợp qua đêm ta sẽ thấy hỗn hợp rắn lại có màu nâu. Kết tinh lại phần rắn bằng 10-15 ml ethanol 96° nóng. Sản phẩm thu được là chất rắn có màu trắng ngà. Hiệu suất : 56%. Nhiệt độ nóng chảy 190-1960C. Tổng hợp 2-amino-7-hydroxy-4-(3-nitrophenyl)-4H-chromen-3-cacbonitril Chén nung chứa 0,75 g 3-nitro benzaldehit được ngâm trong nước đá lạnh, thêm 5 giọt chất lỏng ion 2-hydroxy ethylamoni acetat và 0,4 ml malononitril (5mmol). Nghiền hỗn hợp cho đến khi thấy hỗn hợp khô lại đổi màu rồi thêm tiếp 0,55 g resorcinol (5mmol) và 2 giọt chất lỏng ion, tiếp tuc nghiền thêm 5 phút (lúc này chén vẫn được ngâm trong nước đá lạnh). Sau đó đưa hỗn hợp về nhiệt độ phòng nghiền tiếp trong 5 phút . Để yên hỗn hợp qua đêm ta sẽ thấy hỗn hợp rắn lại có màu nâu. Kết tinh lại phần rắn bằng 10-15 ml ethanol 96° nóng. Sản phẩm thu được là chất rắn có màu trắng ngà . Hiệu suất 62%. Nhiệt độ nóng chảy 165-168 TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT 3-AMINO-7-HYDROXY-4-PHENYL-1,4-DIHYDROCHROMENO[2,3-c]PYRAZOL Quy trình chung: Hòa tan 5 mmol 2-amino-7-hydroxy-4-aryl-4H-chromen-3-cacbonitril thế vào 15 ml ethanol 96°, thêm tiếp 0,24 ml hydrazin hydrat 85%. Đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 24h nếu thấy hỗn hợp không tan có thể thêm 2-3ml nước. Sau đó đổ ra cốc cho bay hơi dung môi thu được chất rắn. Kết tinh lại bằng ethanol 96° Tổng hợp 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol Hòa tan 1,32g 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril (5mmol) vào 15 ml ethanol 96°, thêm tiếp 0,24 ml hydrazin hydrat 85%. Đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 24h. Sau đó đổ ra cốc cho bay hơi dung môi thu được chất rắn . Kết tinh lại bằng ethanol 96°. Hiệu suất 50%. Nhiệt độ nóng chảy 214-2170C Tổng hợp 3-amino-7-hydroxy-4-(4-methoxy phenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol Hòa tan 1,47g 2-amino-7-hydroxy-4-(4-methoxyphenyl)-4H-chromen-3-carbonitril (5mmol) vào 15 ml ethanol 96°, thêm tiếp 0,24 ml hydrazin hydrat 85%. Đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 24h. Sau đó đổ ra cốc cho bay hơi dung môi thu được chất rắn. Kết tinh lại bằng ethanol 96. Hiệu suất 46%. Nhiệt độ nóng chảy 260-2650C. Tổng hợp 3-amino-7-hydroxy-4-(4-clo phenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol Hòa tan 1,49g 2-amino-7-hydroxy-4-(4-clorophenyl)-4H-chromen-3-carbonitril (5mmol) vào 15 ml ethanol 96°, thêm tiếp 0,24 ml hydrazin hydrat 85%. Đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 24h. Sau đó đổ ra cốc cho bay hơi dung môi thu được chất rắn. Kết tinh lại bằng ethanol 96. Hiệu suất 40%. Nhiệt độ nóng chảy 240-2450C. Tổng hợp 3-amino-7-hydroxy-4-(3-nitrophenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol Hòa tan 1,54g 2-amino-7-hydroxy-4-(3-nitrophenyl)-4H-chromen-3-carbonitril (5mmol) vào 15 ml ethanol 96°, thêm tiếp 0,24 ml hydrazin hydrat 85%. Đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 24h. Sau đó đổ ra cốc cho bay hơi dung môi thu được chất rắn. Kết tinh lại bằng ethanol 96 . Hiệu suất 40% . Nhiệt độ nóng chảy 230-2350C. TỔNG HỢP 1,2-O-TRICLOROETHYLIDEN-α-L-ARABINO-PENTODIALDO-1,4-FURANOSE Tổng hợp 1,2-O-tricloroethyliden-α-D-galactofuranose Thêm từng lượng nhỏ 45g D-galactose vào 75ml cloral khan, vừa cho vừa khuấy đều. Thêm tiếp từng giọt 2 ml H2SO4 đặc vào hỗn hợp trên (vẫn tiếp tục khuấy). Hỗn hợp thu được sau đó được đun hồi lưu cách nước trong 2h. Để hỗn hợp sau đun nguội một chút, khi vẫn còn đang ấm thì thêm 50ml CHCl3 vào, dùng một đũa thủy tinh khuấy cho tan phần chất rắn ở dưới! Sau đó thêm tiếp CHCl3 vào và để hỗn hợp qua đêm. Lọc lấy chất rắn và rửa bằng CHCl3. Để khô ngoài không khí thu được chất rắn có màu nâu đen, kết tinh lại bằng nước cất. Sản phẩm thu được có màu trắng nâu. Hiệu suất 50%, Đnc : 200-205°C. [2] Tổng hợp 1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose Hòa tan 5g 1,2-O-tricloroethyliden-α-D-galactofuranose vào 60 ml ethanol khan và 3,47g NaIO4 vào 15 ml H2O cất. Nhỏ giọt từ từ dung dịch NaIO4 vào dung dịch đường trên và duy trì ở 25-30°C (khi nhỏ xuống sẽ bắt đầu thấy kết tủa trắng). Hỗn hợp được khuấy mạnh trong 2h. Sau đó hỗn hợp được lọc loại bỏ phần kết tủa trắng. Cô quay chân không phần dịch lọc ở 50°C ta thu được phần chất rắn màu trắng. Kết tinh lại bằng etyl axetat, dịch lọc kết tinh được cô quay thu được chất rắn màu trắng. Sấy phần rắn này thu được chất rắn màu hơi vàng. Hiệu suất 80%. Nhiệt độ nóng chảy 178-1790C. [2] TỔNG HỢP N-[(4-ARYL-7-HYDROXY -1,4-DIHYDROCHROMENO[2,3-C]PYRAZOL-3-YL)-1,2-O-TRICLOROETHYLIDEN-α-L-ARABINO-PENTODIALDO-1,4-FURANOSE]IMIN Quy trình chung: 1 mmol 3-amino-7-hydroxy-4-aryl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol thế và 1 mmol 3-O-methyl-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose được hòa tan vào 15 ml C2H5OH khan, 5-6 giọt CH3COOH khan được thêm vào và đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 9h. Sản phẩm được kết tinh bằng ethanol 96°. Tổng hợp N-[(7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol-3-yl)-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose]imin 0,28g 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol (1mmol) và 0,28g 3-O-methyl-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose (1mmol) được hòa tan vào 15 ml C2H5OH khan, 5-6 giọt CH3COOH khan được thêm vào và đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 9h. Sản phẩm thu được có màu nâu và được kết tinh bằng ethanol 96°. Hiệu suất 72%. Tổng hợp N-[(7-hydroxy-4-(4-methoxyphenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol-3-yl)-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose]imin 0,31g 3-amino-7-hydroxy-4-(4-methoxyphenyl)-1,4-dihydro-chromeno[2,3-c]pyrazol (1mmol) và 0,28g 3-O-methyl-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose (1mmol) được hòa tan vào 15 ml C2H5OH khan, 5-6 giọt CH3COOH khan được thêm vào và đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 9h. Sản phẩm thu được có màu nâu. Hiệu suất 66%. Tổng hợp N-[(7-hydroxy-4-(4-clorophenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol-3-yl)-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose]imin 0,315g 3-amino-7-hydroxy-4-(4-clorophenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol-7-ol (1mmol) và 0,28g 3-O-methyl-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose (1mmol) được hòa tan vào 15 ml C2H5OH khan, 5-6 giọt CH3COOH khan được thêm vào và đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 9h. Sản phẩm thu được có màu nâu. Hiệu suất 64% Tổng hợp N-[(7-hydroxy-4-(3-nitrophenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol-3-yl) -1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose]imin 0,326g 3-amino-7-hydroxy-4-(4-nitrophenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol-7-ol (1mmol) và 0,28g 3-O-methyl-1,2-O-tricloroethyliden-α-L-arabino-pentodialdo-1,4-furanose (1mmol) được hòa tan vào 15 ml C2H5OH khan, 5-6 giọt CH3COOH khan được thêm vào và đun hồi lưu cách nước hỗn hợp trong 9h. Sản phẩm thu được màu nâu. Hiệu suất 60% CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN VỂ TỔNG HỢP CHẤT LỎNG ION 2-HYDROXY ETHYLAMONI AXETAT Đây là giai đoạn đầu tiên trong suốt toàn bộ quá trình thực nghiệm, chất lỏng ion đã được tổng hợp đóng vai trò vừa làm dung môi vừa đóng vai trò làm xúc tác cho giai đoạn sau của phản ứng. Trong quá trình điều chế cần chú ý trong giai đoạn nhỏ giọt axit axetic cần giữ hỗn hợp lạnh và đặt trong tủ hút do khi axit axetic và 2-hydroxy ethylamin phản ứng với nhau sẽ xuất hiện khói trắng. Sau khi nhỏ giọt xong tiếp tục giữ lạnh trong suốt một giờ sau đó đưa về nhiệt độ phòng và khuấy tiếp trong 24 giờ hỗn hợp sẽ có màu vàng. Việc thêm ethyl axetat vào là để loại bỏ các thành phần còn dư gồm có thể là axit axetic và 2-hydroxy ethylamin dư. Cuối cùng sau cô quay loại bỏ dung môi dư sẽ thu được một chất lỏng đặc quánh dạng dầu có màu cam không mùi chính là sản phẩm ta cần. VỀ TỔNG HỢP 2-AMINO-7-hydroxy-4-ARYL-4H-CHROMEN-3-CACBONYTRIL Ở giai đoạn này các hợp chất 2-amino-7-hydroxy-4-aryl-4H-chromen-3-cacbonitril thế được tổng hợp bằng cách sử dụng chất lỏng ion 2-hydroxy ethylammino axetat vừa đóng vai trò làm dung môi vừa đóng vai trò xúc tác. Kết quả tổng hợp được bốn hợp chất 2-amino-7-hydroxy-4-aryl-4H-Chromen-3-cacbonitril thế khác nhau. Tiến hành các phép đo phổ để chứng minh tính hiệu quả của phương pháp. Dẫn chứng ở đây là hợp chất 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril: Hình 3. 1:Phổ IR của hợp chất 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril Như quan sát phổ IR của hợp chất đã cho thấy có sự xuất hiện các băng sóng đặc trưng của các nhóm chức -NH2 ở 3341 và 3333 cm-1, -C≡N ở 2196 cm-1, -C=C- vòng thơm ở 1648 cm-1, -C=C- ở 1621 cm-1, -C-O-C ở 1145 cm-1 và –OH ở khoảng 3300 cm-1. Các hợp chất khác được tổng hợp và trình bày ở bảng dưới cùng hiệu suất và nhiệt độ nóng chảy. Bảng 3. 1:Tổng hợp phổ IR, hiệu suất của các dẫn xuất 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril R Phổ IR (cm-1) Hiệu suất (%) Nhiệt độ nóng chảy (oC) Màu sắc -NH2 -C≡N -C=C- (vòng thơm) -C=C- -C-O-C- OH H 3341 – 3333 2196 1648 1621 1145 3300 70 140 - 148 Vàng nhạt 4-OCH3 3387 – 3218 2187 1656 1620 1153 3300 65 205 – 210 Vàng nhạt 4-Cl 3384 – 3197 2184 1646 1625 1156 3300 56 190 - 196 Vàng nhạt 3-NO2 3449 – 3337 2205 1645 1581 1153 3300 62 155 - 168 vàng Ngoài ra hợp chất 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril còn được tiến hành ghi phổ cộng hưởng từ 1H Hình 3. 2:Phổ 1H-NMR của hợp chất 2-amino-7-hydroxy-4-phenyl-4H-chromen-3-cacbonitril. Từ phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H trên sau khi đánh số thứ tự ta thu được các tín hiệu tương ứng với các H trong phân tử như sau: δH (ppm) 9,68 7,3 7,2 7,16 6,83 6,80 6,48 6,40 4,61 H 7’’ 3’ - 5’ 4’ 2’ - 6’ 2’’ 5 6 8 4 Độ chuyển dịch hóa học ở 9,68 ppm (s,1H) là của nhóm OH và 6,83 ppm (s,2H) là của NH2. Trong vùng từ 7,5 – 7 ppm có các H với tỉ lệ 2:1:2 chứng tỏ là các H của nhóm phenyl. Ở 7,3 ppm (t,2H) là của H3’ và H5’ ; 7,2 ppm (t,1H) là của H4’ và 7,16 (d,2H) là của H2’ và H6’. Vùng từ 6,8-6,4 là của vòng thơm trong hợp phần chromen. Hai giá trị ở 6,8 ppm (d,1H,J=8,5Hz) và 6,48 ppm (dd,1H,J=8,5;2,5Hz) tương ứng là của H5 và H6. Giá trị 6,4 ppm (d,1H,J=2,5) là của H8. Cuối cùng là H4 có độ chuyển dịch ở 4,61 ppm (s,1H). Qua các dữ kiện về phổ trên và so sánh với các dữ liệu trong tài liệu tham khảo số ta có thể thấy đã tông hợp thành công các hợp chất 2-amino-7-hydroxy-4-aryl-4H-chromen-3-cacbonitril thế bằng phương pháp sử dụng chất lỏng ion. Khác với phương pháp tổng hợp truyền thống là đun hồi lưu với dung môi ethanol và xúc tác piperidine ở đây ta chỉ phải nghiền hỗn hợp các chất phản ứng với nhau với 1 vài giọt chất lỏng ion và tiến hành ở nhiệt độ thấp. Việc đun hồi lưu truyền thống khiến ta sẽ phải tốn một lượng dung môi nhất định đồng thời sử dụng xúc tác piperidine có mùi khá khó chịu cũng như các chi phí khác về điện, nước,. . . . chất lỏng ion ở đây đã thay thế vai trò dung môi của ethanol đồng thời thay thế vai trò xúc tác của piperidine giúp ta tiết kiệm cũng như tranh tiếp xúc với hóa chất có mùi độc hại. Cách tiến hành cũng khá đơn giản không tốn quá nhiều dụng cụ lại chỉ cần tiến hành ở nhiệt độ thấp. Khi xử lí kết tinh lại chất lỏng ion dễ dàng tan trong cồn do đó rất dễ để loại bỏ. Ở đây cần chú ý tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thấp do khi nghiền giai đoạn phản ứng giữa benzandehid thế và manolonitrile có tỏa lượng nhiệt lớn các chất chất lỏng ion ở nhiệt độ cao dễ bị nhựa hóa khó có thể thu được chất. Khi xử lý kết tinh lại chất lỏng ion cũng dễ dàng tan trong dung môi kết tinh mà cụ thể là ethanol do đó dễ dàng loại bỏ. Tuy nhiên cách làm vẫn cho hiệu suất chưa được mong muốn do khi nghiền hoàn toàn tiến hành bằng tay mang tính thủ công. VỀ TỔNG HỢP 3-AMINO-4-ARYL-7-HYDROXY-1,4-DIHYDROCHROMENO[2,3-C]PYRAZOL THẾ Các hợp chất 3-amino-4-aryl-7-hydroxy-1,4-hihydrochromeno[2,3-c]pyrazol được tổng hợp bằng phương pháp đun hồi lưu truyền thống. Do đây là nhóm các hợp chất mới chưa có tài liệu nào nói về nên để an toàn cho phản ứng và sản phẩm chúng tôi chỉ tiến hành đun cách nước. Tiền hành chuyển hóa đối với 4 dẫn xuất 2-amino-7-hydroxy-4-aryl-4H-chromen-3-cacbonitril. Kết quả của việc chuyển hóa được minh họa bằng phổ của hợp chất được đo dưới đây: Hình 3. 3:Phổ IR của hợp chất 3-amino-7-hydroxy-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol. Như quan sát trên phổ tín hiệu đặc trưng của nhóm –C≡N ở 2196 cm-1 đã mất đi điều này cho phản ứng có thể đã xảy ra đúng hướng như dự định. Để chắc chắn hơn về cấu trúc sản phẩm, hợp chất được tiến hành đo phép phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C - NMR. Hình 3. 4 : Phổ 1H-NMR của hợp chất 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol. Phân tích phổ 1H của hợp chất ta có các tín hiệu tương ứng với các loại H sau: Bảng 3. 2:Tổng kết độ dịch chuyển hóa học và proton tương ứng của hợp chất 3-amino-7-hydoxyl-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol. δH (ppm) H 10,04 9’’ 9,05 c’’ 7,25 3’-5’ 7,15 4’ 7,07 2’-6’ 6,7 7 6,27 10 6,14 8 5,25 4 Độ chuyển dịch hóa học ở 10,04 ppm (s,1H) là của nhóm OH và 9,05 ppm (d,2H) là của NH2. Trong vùng từ 7,3 – 7 ppm có các H với tỉ lệ 2:1:2 chứng tỏ là của nhóm phenyl. Ở 7,25 ppm (t,2H) là của H3’ và H5’ ; 7,15 ppm là của H4’ và 7,07 ppm (là của H3’ và H5’. Độ chuyển dịch hóa học từ 6,7-6,14 gồm 6,7 ppm (d,1H,J=8,5Hz) và 6,14 ppm (dd,1H,J=8,5;2,5Hz) tương ứng là của H7 và H8. Giá trị 6,27 ppm (d,1H,J=2,5) của H10. Cuối cùng là H4 có độ chuyển dịch ở 5,25 ppm (s,1H). Riêng đối với Ha do có tính acid nên trong phổ NMR trở thành một proton trao đổi nên không xuất hiện ở đây. Một bằng chứng khác về sự xuất hiện của H của nhóm NH ở vị trí a đó là ở phổ 1H-NMR của hợp chất 3-amino-7-hydroxy-4-(4-clo phenyl)-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol (Hình 3. 5 dưới). Như quan sát thấy trên phổ 1H-NMR của hợp chất ta thấy ở có xuất hiên 1H (s) ở 3,18 ppm đó chính là H của nhóm NH ở vị trí a mà trên phổ NMR của hợp chất chất 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol không quan sát được. Điều này có thể do khi đem chụp CMR các hợp chất còn ẩm chứa nước hoặc dung môi chup còn nước nên các proton trao đổi không xuất hiện hoặc xuất hiện nhưng rất yếu. Hình 3. 5:Phổ 1H-NMR của hợp chất 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol. Hình 3. 6:Phổ 13C-NMR của hợp chất 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol. Các quy gán độ dịch chuyển và nguyên tử C tương ứng được tổng hợp lại ở Bàng 3. 3 dưới đây: Bảng 3. 3:Tổng kết độ dịch chuyển hóa học và cacbon tương ứng δC (ppm) C 156,44 C-5 155,44 C-9 144,23 C-c 129,99 C-7 128,29 C-2’ và 6’ 127,81 C-3’ và 5’ 125,40 C-4’ 120,18 C-2 105,67 C-8 102,48 C-10 90,15 C-3,6 37,36 C-4 Ngoài ra hợp chất 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2. 3-c]pyrazol còn được tiên hành ghi phổ 2 chiều bằng các phổ COSY,HSQC và HMBC. Hình 3. 7: Phổ giãn COSY của hợp chất 3-amino-7-hydroxy-4-phenyl-1,4-dihydrochromeno[2,3-c]pyrazol. Trên phổ COSY ta quan sát được sự tương tác 1H-1H như sau H7 ↔ H8 ↔ H10 và H3’, H

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docluanvanthacsi_dinhdangword_390_0806_1869937.doc
Tài liệu liên quan