NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP MUỐI TETRAZOL VÀ THIAZOLIDIN4ON

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA HÓA HỌC
*****

Trần Thị Hương Cúc

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP
TỔNG HỢP MUỐI TETRAZOL
VÀ THIAZOLIDIN-4-ON

Báo cáo Niên luận hệ đại học chính quy
Ngành Hóa Dược
(Chương trình đào tạo chuẩn)

Hà Nội 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA HÓA HỌC
*****

Trần Thị Hương Cúc

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP
TỔNG HỢP MUỐI TETRAZOL
VÀ THIAZOLIDIN-4-ON

Báo cáo Niên luận hệ đại học chính quy
Ngành Hóa Dược

(Chương trình đào tạo chuẩn)

Cán bộ hướng dẫn: TS.Trần Thị Thanh Vân

Hà Nội 2016

LỜI CẢM ƠN


Bộ môn Hóa Hữu Cơ –Khoa Hóa Học – Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc
Gia Hà Nội.
Để có được những kết quả này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Thị
Thanh Vân, người đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi
giúp em hoàn thành báo cáo niên luận này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Trần Thị Hương Cúc

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
I. TỔNG QUAN


1.1. TETRAZOL
1.1.1. Cấu tạo về TETRAZOL
1.1.2. Tính chất tetrazol
1.1.3. Phương pháp điều chế tetrazole
1.1.3.1. Phản ứng cộng hợp axit hidro azit vào hợp chất nitrin
1.1.3.2. Phản ứng của amino guaniđin với axit hiđro azit
1.1.3.3. Phản ứng của axyl hiđrazin và hợp chất điazo

1.1.3.4. Phản ứng của hiđazon với azit và đi azoni
1.1.3.5. Phản ứng của hợp chất cacbonyl và nitrin với hiđro azit
1.1.2.6. Tổng hợp các tetrazole thế
1.1.3. 7. Tổng hợp các tetrazole từ các amino thơm
1.2. BIS-THIAZOLIDIN-4-ON
1.2.1. Phương pháp tổng hợp thiazoliđin-4-on
1.2.1.1 Tổng hợp các thiazoliđin-4-on từ các axit α-halogen, αhiđroxi ankanoic, các axit α, β-không no hoặc este của các axit đó.
a. Phản ứng với đi thiocacbamat
b. Phản ứng với thioure
1.2.1.2 Từ đi-(α-cacboxylankyl)-trithio cacbamat với amin bậc
một
1.2.1.3.Từ axit α–mecapto ankanoic với isothioxianat, isoxianat
hoặc xianamit (a), với bazơ Schiff (b)
a. Phản ứng với isothioxianat, isoxianat hoặc xianamit
b. Phản ứng của axit thioglycolic với bazơ Schiff
II. Kết quả tham khảo
Tổng hợp các dẫn xuất 1-aryltetrazol

1
1
1
1
4
4
5
5
6
7
8
9

10

10

Mở đầu
Hóa học các hợp chất chất dị vòng là một trong những lĩnh vực rất phát triển của Hóa
học Hữu cơ, chúng không những phong phú về số lượng, đa dạng về cấu trúc mà các tính
chất cũng có nhiều điều rất lý thú. Bởi vậy, hóa học các hợp chất dị vòng luôn là tâm điểm
của các nhà khoa học trong và ngoài nước chú ý quan tâm nghiên cứu.
Trong hóa học dị vòng, các hợp chất formazanđã và đang được các nhà khoa học quan
tâm nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng các hợp chất này có rất nhiều ứng dụng đi vào thực
tế cuộc sống như trong Công nghiệp, Nông nghiệp...
Đặc biệt trong lĩnh vực Y học, các hợp chất này đã và đang được nghiên cứu làm thuốc
như thuốc kháng sinh, thuốc chữa bệnh tiểu đường, thuốc tim mạch…Nhiều hợp chất đã
được biết đến nhờ những hoạt tính sinh học đa dạng và quý giá như gây mê, gây tê, chống
lao, chống nhiễm khuẩn, chống co giật, kháng amip, tẩy giun và diệt nấm[15,20, 25]. Ngoài
ra, nhiều dẫn xuất của chúng còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như chất bảo vệ
màu của polivinyl clorua, chất chống ăn mòn trên bề mặt kim loại, chất khơi mào cho hỗn


hợp nổ, các muối tetrazol có thể bị khử thành chất màu Fomazan để làm phẩm nhuộm[3, 4,
6, 43-46]...
Tổng hợp và nghiên cứu về các hợp chất mới có chứa hệ vòng aryltetrazol và
thiazoliđin-4-on vẫn luôn được nhiều người quan tâm và giữ vị trí quan trọng trong lĩnh vực
nghiên cứu về các hợp chất dị vòng[2, 7, 23].
Căn cứ vào những thành tựu nói trên, từ nguyên liệu đầu là các amin thơm, andehit
thơm sẵn có và axit thioglycolic, chúng tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu các phương pháp
tổng hợp muối tetrazol và bis- thiazolidin-4-on’’.

I. TỔNG QUAN
1.1. TETRAZOL
1.1.1.Cấu tạo[1, 19, 29]

Tetrazole là hợp chất dị vòng 5 cạnh không bão hòa với một nguyên tử
cacbon và 4 nguyên tử nitơ. Công thức chung và cách đánh số được chỉ ra như ở
dưới đây:
HC5

R C

N1H

N4
N

3

NH

N

N2

H

N

N
5- Arylterazole

C

N-R

N

N

N
1- Aryltetrazole

R= H, NH2, CN, COOC2H5, CON (C2H5)2 , Br,C6H5...
1.1.2. Tính chất [4-6, 13, 26-28, 31, 40]
Đa số các tetrazole là các chất rắn dạng tinh thể, trừ một số ít dẫn xuất
tetrazole ở dạng đơn vòng tồn tại ở thể lỏng, có nhiệt độ nóng chảy ở 156 oC, dễ
dàng tan trong nước và rượu nhưng khó tan trong ete và benzen.
Vòng tetrazole thể hiện tính chất của một axit, lực axit gần với axit axetic
(pKa =4,76), có thể tạo muối với kim loại kiềm.
Các dẫn xuất 1-aryltetrazole đều có tính kháng khuẩn, chống nấm cao thể
hiện đường kính vòng tròn vô khuẩn tương đối lớn. Với tụ cầu vàng đường kính
vòng kháng khuẩn từ 10-18 mm, với khuẩn mủ xanh từ 10-20mm và đường kính
vòng tròn chống nấm từ 10-30mm.
1.1.3. Phương pháp điều chế tetrazole
Phần lớn các tetrazole được điều chế bằng phản ứng cộng hợp HN 3 vào các
hợp chất chứa liên kết không bão hòa của nitơ và cacbon chẳng hạn như
nitrin[10, 12, 16, 21, 32], isonitrin xianat [41], trioxianat và xian amit...
1.1.3.1. Phản ứng cộng hợp axit hidro azit vào hợp chất nitrin[49]
Một trong các phương pháp phổ biến tổng hợp tetrazole (3) là phản ứng của
nitrin với các axit hiđro azit (1), chủ yếu dùng để điều chế các tetrazole thế vị trí

5, phản ứng đi qua giai đoạn trung gian là imiđazit (2):
RC NH

RC = NH

RCN + HN3

N

(1)

6

N

N3

N

(2)

(3)


Isopropio nitrin (4) phản ứng với hiđro azit cho 5- isopropyl tetrazol (5) với
hiệu suất 87% [48]:
(CH3)2CH

(CH3)2CHCN + HN 3

C

NH

N

N
N

(5)

(4)

Phản ứng có thể thực hiện trực tiếp với natri azit và axit axetic băng trong
iso propanol hay butanol [24] như điều chế 5-p-metoxi phenyl tetrazol (7) từ pmetoxi phenyl nitrin (6) dưới đây:
p- CH3OC6H4CN + NaN3 + CH 3COOH

p- CH3OC6H4

C

NH

N

N
N

(7)

(6)

Phản ứng của phenyl nitrin với natri azit trong đimetyl fomamit không có
môi trường axit tạo ra natri-5-phenyl tetrazol (8), rồi axit hóa cho tetrazole (9)
[18].
C6H5CN + NaN3

DMF

C6H5 - C

N Na(+)
(- )
N
N
N
(8)

H+

C6H5

C

NH

N

N
N

(9)

Daniela và các cộng sựđã tiến hành phản ứng đóng vòng p-hydroxi phenyl
nitrin (10) với natri azit trong amoni clorua hoặc đimetyl fomamit thu được 5-(4hydroxi phenyl tetrazol (12) với hiệu suất 79%.
CN + NaN3

HO

NH4Cl/ DMF

(11)

N
HO

C

N

N
N

(12)

D. Cantillo và cộng sự [17] đã tiến hành tổng hợp các dẫn xuất 1H-1,2,3,4tetrazole đi từ hợp chất nitrin hữu cơ và natri azit và trimethylsilyl chloride
(TMSCl), ở nhiệt độ 220oC, thời gian 15-25 phút.

7

Zsuzsa Hadady cùng đồng sự đã nhận được 5-(2’,3’,4’,6’ - tetra-O- axetyl D- Gluco pyranosyl)tetrazole (14) từ 2,3,4,6- tetra-O-axetyl-2,3,4,6- tetra axetyl
- D- Gluco pyranosyl xianic (13) với natri azit trong amoni clorua hoặc đimetyl
fomamit ở nhiệt độ 80oC trong thời gian 3 giờ, hiệu suất đạt 55%.
AcO

O

AcO
AcO

+ NaN3

AcO

N

AcO

CN

NH4Cl/ DMF AcO
AcO

O
AcO

(13)

C

N

(14)

Isonitrin, isoxianat, isothio xianat, phản ứng với hiđro azit cũng cho
tetrazole (15) như sau:

Imido clorua (16) phản ứng với natri azit cho dẫn xuất azit (17) rồi chuyển
thành tetrazole (18)[34, 39]:

R = C6H5-, p- NO2 - C6H4- , CH3COR’ = C6H5- , C6H11H. S. Yathirajan và cộng sự [29] đã tổng hợp 5-(4’-metyl-1,1’-bis- phenyl2-yl)-1H-tetrazole từ 4’-metyl-1,1’- bis- phenyl-2-yl cacbonitrin, hiệu suất đạt
85% .
CH3

CH3

(CH3)3SnN3

CN

8

N

N

N

NH

N
N


James C. Kauer [31] đã tổng hợp dẫn xuất 1-aryl-5-clo tetrazole bằng phản
ứng của natri azit với N-aryl diclo azometin trong dung môi dimetoxi etan.
N
Ar- N = C Cl2 + NaN3

Glyme

Ar

N

N
NH
C
Cl

1.1.3.2. Phản ứng của amino guaniđin với axit hiđro azit
Là phương pháp quan trọng để tổng hợp tetrazol[43-45, 47]. Lần đầu tiên 5amino tetrazole (23) đã được Thile tổng hợp qua phản ứng của amino guaniđin
(22) với axit nitrơ:

Tương tự, 1-ankyl và 1-aryl-5-amino guaniđin (24) phản ứng với axit nitrơ
cho 5-ankyl (25) hoặc 5-aryl amino tetrazol (26)[12]:

1.1.3.3. Phản ứng của axyl hiđrazin và hợp chất điazo
Tetrazole thế 1,5 có thể thu được dễ dàng qua phản ứng của axyl hiđrazin

với muối điazoni trong dung dịch, phản ứng đi qua giai đoạn hình thành
tetrazen[11].
Thí dụ, axeto hiđrazyl (27), phản ứng với phenyl điazoni cho tetrazen (28),
rồi đóng vòng cho 5-metyl-4-phenyl tetrazole (29):

9


Các điaxyl hiđrazin đối xứng cũng tham gia phản ứng tách ra một nhóm
axyl cho tetrazole. Sử dụng phương pháp này để điều chế 4-metyl phenyl
tetrazole (30) từ 1,2- đifomyl hiđrazin (31).

1.1.3.4. Phản ứng của hiđazon với azit và đi azoni
Phenyl azit hay tri brom phenyl azit (33) có thể phản ứng với hiđrazon (32)
cho tetrazole thế vị trí 2,5 (34):

S.Hoeksema [53] đã tổng hợp được 45 chất tetrazole thế vị trí 2,5 bằng
phản ứng của phenyl sunfonyl hiđrazon với muối aren điazoni ở 5 oC trong rượu
và piriđin với hiệu suất đạt 31-78%.
R-CH= N- NHSO2C6H5

+R

+

'

N2Cl

5oC

R

N

N

N

N

R'

R= 2-furyl; C6H5¬-; p-CH3C6H4 -; p-(CH3)2CH-C6H4-; p-CH3OC6H4- ; pClC6H4
R’ = -H , -CH3; -OCH3; -Cl; -NO2.
1.1.3. 5. Phản ứng của hợp chất cacbonyl và nitrin với hiđro azit
Một phương pháp quan trọng nữa để tổng hợp tetrazole là phản ứng của
anđehit và xeton với axit hiđro azit. Phản ứng này do Schmitz tìm ra đầu tiên nên
được gọi là phản ứng Schmitz:

10


R2C=O + 2HN3

R C
N

N R
N

N

Chẳng hạn, theo phương pháp này 2,5-đi isobutyl tetrazole (35) đã nhận
được với hiệu suất 24%:

Từ cyclo hexanon (36) đã nhận được pentametylen tetrazole (37), hiệu suất
đạt 70%.

Mở rộng phản ứng Schmitz[27],người ta đã nhận được 5-amino-1-phenyl
tetrazole (39) từ các capro nitrin (38):

Benzanđehit phản ứng với một lượng dư axit hiđro azit có mặt axit sulfuric
cho 5-amino-1-phenyl tetrazole (40) [42].

Hoặc cho phản ứng với HN3 và POCl3 cho 1-phenyl tetrazole (41) [39]

11


1.1.3.6. Tổng hợp các tetrazole thế [9, 16, 17, 19, 26, 32, 35]
Từ tetrazole có thể điều chế các dẫn xuất tetrazole thế ở vị trí 1,2. Ví dụ: Cho
tetrazole phản ứng với benzyl clo metyl ete (I) hoặc với triphenyl cacbinol (II),
hay với natri borat (III) cho sản phẩm thế 1-tetrazole và 2-tetrazole tương ứng.
CH 2OCH 2C6H5
N

+ C 6H 5C H 2O C H 2C l

(I)

N

N
+

N
N

N CH 2OCH2C6H5

N
CH 2OCH2C6H5

NH
N

N

+

(II)

N

H , (C 6H 5)3C O H

N

N

N

N

+

N

N
N

N

N C(C 6H5)3

OH
(III)

+ N aB O

N

N

3

N

+

N

N

N OH
N

N

Khi ankyl hóa tetrazole thế hai lần thu được các dẫn xuất 1,3,5- và 1,4,5thế tetrazoli[31]. Chẳng hạn, 1-metyl-5-aryltetrazol (42) phản ứng với dimetyl
sunfat ở 25oC xảy ra ankyl hóa ở nguyên tử N4 cho sản phẩm thế 1,4,5. Còn nếu
phản ứng tiến hành ở nhiệt độ 60 oC thì cho hỗn hợp hai đồng phân 2,4,5- và
1,4,5- thế tetrazole (43,44) [8].
CH3

C

N

N

N

CH3

C6H5

C

N

(42)

(+)

N

(CH3)2SO4

N

C6H5

N

(-)
.MeSO4

N
CH3

+

CH3

C

CH4

N

(+)
N

N

C6H5

N

(-)
.MeSO4

(44)

(43)

Khi ankyl hóa dẫn xuất 2,5- thế tetrazole (45) bằng R-X tạo ra muối 1,3,5thế tetrazole (46).
R1 C
N

N
N

N

R3 X
R

R1

C
N

2

N
(+)
N
R2

(45)

12

N

R3
X(-)
(46)


1.1.3. 7. Tổng hợp các tetrazole từ các amino thơm
Phương pháp quan trọng nhất để tổng hợp các dẫn xuất 1-aryl tetrazole là đi
từ các amino thơm, cho phản ứng với muối natri azit (NaN 3), trong dung môi
trietyl othorfomiat HC(OC2H5)3 và axit axetic băng[31]. Đây là phương pháp mà
chúng tôi đặc biệt quan tâm vì phản ứng chỉ qua một giai đoạn và cho hiệu suất,
sơ đồ tổng hợp như sau:

R=4-I-2-CH3C6H3-; 4-F-3-ClC6H3; 4-C6H4COOH; cyclo-C3H5;Ph CH2CH24-(4-NO2C6H4)C6H4
Sergey M. Putis và các cộng sự [50] đi từ 4-(tetrazol-1-yl)-3- phenyl

butanoic axit (46), chất này nhận được từ 4-amino -3- phenyl butanoic axit (45)
với natri azit trong trietyl orthofomiat có mặt axit axetic, hiệu suất đạt 79% .

W. K. Su, Z. Hong và cộng sựđã tiến hành tổng hợp các dẫn xuất 1H1,2,3,4-tetrazole đi từ amin, trietyl othorfomiate và muối natri azit, có mặt của
xúc tác là Yb(OTf)3 , phản ứng tiến hành ở nhiệt độ 100oC, thời gian phản ứng từ
6-9h, cho hiệu suất cao.
1.2. BIS-THIAZOLIDIN-4-ON
Thiazoliđin-4-on là dẫn xuất của thiazoliđin có chứa nhóm C=O ở vị trí số
4, công thức như sau:
2
1

S

R

NH
3
5

2
1

S

4

Thiazoliđin

R'

N
3
5

4

O

Thiazoliđin-4-on

Nhiều hợp chất chứa dị vòng thiazoliđin-4-on đã được biết đến nhờ những
hoạt tính sinh học đa dạng và quý giá như gây mê, gây tê, chống lao, chống
nhiễm khuẩn, chống co giật, kháng amip, tẩy giun và diệt nấm [28]. Chính vì thế
tổng hợp và nghiên cứu về các hợp chất mới có chứa hệ vòng thiazoliđin-4-on
vẫn luôn được nhiều người quan tâm và giữ vị trí quan trọng trong lĩnh vực
nghiên cứu về các hợp chất dị vòng [2, 7, 9, 30, 33, 36-38].
13


1.2.1. Phương pháp tổng hợp thiazoliđin-4-on
1.2.1.1 Tổng hợp các thiazoliđin-4-on từ các axit α-halogen, α- hiđroxi
ankanoic, các axit α, β-không no hoặc este của các axit đó.
Các hợp chất thiazoliđin-4-on được tổng hợp bằng cách cho các axit αhalogen, α- hiđroxi ankanoic, các axit α, β-không no hoặc este của các axit đó,
phản ứng với đithiocacbamat, thiocacbamat, thioure, thiosemicacbazon hoặc với
thioxianat của kim loại kiềm.
a. Phản ứng với đi thiocacbamat [7]
Trong phản ứng này người ta cho amin bậc một tác dụng với cacbon
đisunfua trong môi trường bazơ, sau đó cho đithiocacbamat thu được tác dụng
với axit α-halogen cacboxylic tương ứng. Chẳng hạn :

R- NH2 + CS2

NR3'

R-NH-C-SNHR3'

ClCH2COONa

S

_

R NH C S

CH2COONa

S

RN
SC

CO
CH2

S

Thông thường phản ứng được tiến hành trong etanol và thu được các dẫn
xuất 2- thiazoliđin-4-on thế ở vị trí 3.
b. Phản ứng với thioure[9]
Các dẫn xuất 2-imino thiazoliđin-4-on được điều chế bằng phản ứng của

acid cloaxetic, este hoặc amit của nó với thioure đối xứng hoặc bất đối xứng.
Dung môi cho phản ứng này là etanol khan, benzen khan vì các imin dễ bị thuỷ
phân trong môi trường axit. Để loại bỏ axit clohydric tạo thành trong phản ứng,
người ta hay dùng natri axetat hoặc amin bậc ba như piriđin.
R1- N=C
-HX, -H2O

S
R1- NH-C-NH-R2

+

N- R2

S

C O
CH

R-CH-COOH

R

X
-HX, -H2O

R2- N=C

N- R1

S

C O
CH
R

1.2.1.2 Từ đi-(α-cacboxylankyl)-trithio cacbamat với amin bậc một
Khi cho amin thơm hoặc béo bậc một tác dụng với đi-(α-cacboxylankyl)trithio cacbamat, sản phẩm thu được là các dẫn xuất 2- thế thiazolidin-4-on, phản
ứng xảy ra như sau:
14


C6H5 NHCS S CHR COOH

C6H5 NH2 + SC(SCHRCOOH)2
C6H5 N

CO

SC

CHR
S

15


1.2.1.3.Từ axit α–mecapto ankanoic với isothioxianat, isoxianat hoặc
xianamit (a), với bazơ Schiff (b)
Phản ứng của axit α-mecapto ankanoic với các hợp chất có bộ phận cấu tạo

RN=C=X là phương pháp cơ bản thứ hai trong các phương pháp tổng hợp
thiazoliđin-4-on bằng cách đóng vòng những hợp chất không vòng.
a. Phản ứng với isothioxianat, isoxianat hoặc xianamit
Axit α-mecapto ankanoic phản ứng với isothioxianat, isoxianat hoặc
xianamit trong dung môi axit axetic có axetat chì làm xúc tác tạo thành các dẫn
xuất thiazoliđin-4-on. Chẳng hạn, khi đun nóng metyl isoxianat với metyl
thioxyano axetat trong dung môi axit axetic có axetat chì làm xúc tác, thu được
2-thio-3-metyl thiazoliđin-4-on như sau:
CH3- N
CH3NCS + NCSCH2COOH

CO
CH2 + RCNO

SC
S

b. Phản ứng của axit thioglycolic với bazơ Schiff
Đây là phương pháp thuận lợi nhất để tổng hợp thiazoliđin-4-on, phản ứng
được tiến hành trong ete khan, benzen khan hoặc nếu đi từ bazơ Schiff của các
amin béo thì tiến hành trong Skellysolve E. Trong những dung môi đó hiệu suất
sản phẩm đạt 60 ÷ 70%, ngược lại trong dung môi là axit axetic hoặc etanol thì
hiệu suất chỉ đạt dưới 12% .Để thu được thiazolidin-4-on không có nhóm thế ở
vị trí 5, người ta cho axit thioglycolic phản ứng với azometin trong dung môi
benzen khan.
R-CH=N-R' + HSCH2COOH

B enzen khan

R

HC N

R'

C=O

S

+ H2 O

Cơ chế của phản ứng lần đầu tiên được đưa ra bởi Brawn vào năm 1961 như sau:
R CH

N

R'

R

SCH2COOH

CH

NH

(1)

R

( 3)

R'

CH

N

SCH2COOH
H
R C
N R'
S

SCH2COOH
(C)

C O
(D)

16

R'

H
(2 )


Năm 1977, Lipkin cũng đưa ra một cơ chế tương tự như Brawn
Ar

CH N

Ar'

Ar

H

CH

( 1)

SCH2COOH

Ar CH NH Ar'
(B)

NH

Ar'

SCH2COOH
(C)

( 3)
H2O

Ar

(2)
HC

Ar'

N

S

C O
(D)

A.R. Surrey cũng tán thành cơ chế do Brawn đề ra. Ông cho rằng giai
đoạn đầu là sự tấn công của anion -SCH 2COOH và có kèm theo hiện tượng phát
nhiệt, sau đó là loại nước và đóng vòng. Ông đã tách được sản phẩm (A) khi tiến
hành đun benzyliđen-2-cacboxyl anilin với axit thioglycolic trong benzen khan.
COOH

COOH
CH

N

HSCH2COOH

HC

NH

SCH2 COOH

(A)

Năm 1985, các tác giả Đặng Như Tại, Trần Thạch Văn [7] đã đề xuất cơ
chế phản ứng phù hợp cho phản ứng giữa Bazơ Schiff và axit thioglycolic như
sau:

Ar

CH N

Ar'

HSCH2COOH

Ar CH S CH2COOH
Ar' N H
Ar HC

Ar CH SCH2COOH
Ar' NH
(C)

Ar

Ar' N
N Ar'

S

C O
(D)

17

CH

S
H

CH2COOH


II. KẾT QUẢ THAM KHẢO
Tổng hợp các dẫn xuất 1-aryltetrazol
NH2 + NaN3
Z

HC(OC2H5)3
CH3COOH

Z

Z= NO2, Cl, OH, NH2....

N

N

HC

N
N

Hỗn hợp phản ứng được cho vào bình cầu, đun hồi lưu trong khoảng 4÷5h
ở nhiệt độ 75oC÷78oC. Tùy theo bản chất của chất phản ứng mà có thể tăng tổng
thời gian hoặc dung môi. Các tetrazol sẽ được tách ra khi để nguội bình phản
ứng, xử lý bằng axit HCl và H2O. Lọc kết tủa, sản phẩm thu được kết tinh lại
trong dung môi etanol.
Tùy thuộc vào các aminoaren mà hiệu suất và thời gian phản ứng cũng khác
nhau.
Kết quả tổng hợp đã được chỉ ra trong bảng 2.1 và 2.2
Trên phổ hồng ngoại của các aryltetrazol cho thấy xuất hiện băng sóng hấp
thụ đặc trưng cho dao động hoá trị của các liên kết N=N, C=C, C=N. Số sóng đặc
trưng cho dao động của liên kết N=N là υ N=N = 1539 - 1505cm-1, của liên kết C=C
là υC=C = 1624-1450cm-1 và của liên kết C=N là υ C=N = 1685-1601cm-1(Xem bảng
2.1).
Phổ UV của các chất cho hấp thụ λ max trong vùng từ 202 - 270nm (nồng độ
30mg/l). Nhìn chung phổ UV của các aryltetrazol không khác biệt nhiều so với
phổ UV của các aren. (Xem bảng 2.2).
Phổ cộng hưởng từ proton 1H – NMR:
Nhìn chung trên phổ 1H – NMR của các aryltetrazol đều cho tín hiệu đơn
đặc trưng của H trong nhóm –HC=N- nằm trong vùng 8,19 - 10,28 ppm. Đồng
thời trên phổ đồ có đầy đủ tín hiệu của các proton trong phân tử với cường độ và
số lượng nguyên tử phù hợp theo như dự kiến ( xem bảng 2.3).

18


Ar

N

N
N

HC

Bảng 2.1: Kết quả tổng hợp, phổ IR và UV của 1-aryltetrazol.
K. Hiệu

Ar

Màu sắc

Tonc (oC)

Hiệu
Phổ
suất (%) IR (KBr)
cm-1

N

Phổ tử ngoại

ν C =N

ν C=C

ν N =N

4 píc đặc trưng của vòng tetrazol λ max
(cm-1)
1210

T1

N

N

HC

N

T2

N

N

N

HC

N

Trắng

N

NO2

HC

Vàng

N
N

N

N

HC

N

O 2N

T4

N

TL: 66,5-67

54

1593

1462
1390

1000

960
248,6

1501

1210

1094

994

-

Vàng nhạt

129-130
105-106
TL:109-109,5
187-188
TL: 182-184

63

1600

1495

65

62.2

1467

1470
1612

1507
1463

1572

1210

1092

1025

960

202,5

1532

1218

1090

997

964

229,4
270.5

1524

1213

1089

998

856

NO2

215.5
237,4

N

T5

218,4

265,5

N

N

T3

Trắng

N

66-67

1090

N

HC

N
N

Vàng tươi

86-87
TL: 85-86

52

1661

1607
1508

1532

1208

1082

995

850

204,6


HOOC

N

T6

250,5

N

HC

N
N

Vàng

257-258

49.5

1607

1470

1531

1228

1090

1002

969

COOH

T7

N

N

HC

N
N

Tím nhạt

197-198

48

1689

1606
1466

204,5
230,5

1520

1214

1092

1000

933

202,5


N

N

N

Bảng 2.2: Kết quả tổng hợp và phổ IR của bis-(tetrazol-1-yl)aren

CH

Ar

N

N
N

HC

N

N

Phổ IR (KBr) cm-1
Chất

Công thức

Màu sắc

Tonc (oC)

Hiệu suất
ν C =N
(%)

ν C=C

ν N =N

4 píc đặc trưng của vòngtetrazol (cm1
)
1210

DT1

Trắng

175-176

20

DT2

Xám

254-255

25

1689

DT3

Nâu

110-112

30

1606

Nâu đen

261-262

61

1659

Trắng

250-251

49

Vàng

nâu

215-216

60

Vàng
xanh

121-122

36

DT4
DT5

CH 2

DT6

O

DT7

N

1685

1596

1000

960

1205

1083

1000

851

1528

1214

1091

997

959

1459

1513

1202

1092

1007

958

1602
1465

1508

1211

1087

995

1472

1515

1215

1090

995

965

1601

1450

1511

1209

1093

996

961

1609

1573
1483

1533

1193

1046

1002

1482
1499
1467

1525

1090

980


DT8

N
N
N

Vàng

252-253

52

1685

1596
1482

1525

1205

1083

1000

851


6

Bảng 2.3: Dữ kiện phổ 1H – NRM của 1-aryltetrazol. (Dung môi DMSO)

X

H*

T1

H

10,09

7,91 (2H,d, H-2, H-6,J=7,5); 7,66 (2H, t, H-3, H-6, J=7,5); 7,58 (1H, t, H-4, J=7,5)

T2

H

10,16

8,64 (1H, d, H-6, J=4,7); 8,18 (1H, t, H-4, J=8,0); 8,05 (1H, d, H-3, J=8,2); 7,63
(1H, t, H-5, J=7,4)

T3

m.NO2

10,27

8,78(1H, s, H-2); 8,41(1H, d, H-4, J=2,1); 8,39(1H, d, H-6, J=2,1); 7,95(1H, t, H-5, J=8,2)

T4

p.NO2

10,28

8,50 (2H,d, H-5, H-3, J=9,1); 8,23 (2H, d, H-6, H-2, J=9,1)

p.HOOC 10,20

8,18 (2H, d, H-6, H-2, J=8,5); 8,07 (2H, d, H-5, H-3,J=8,5)

T7
T8
T9
T10

1

4

*
N
2 HC

N

X

3

N

N

δ (ppm)

Ký
hiệu

T6

5

p.HOOC 9,81

H Trong vòng benzen

8,09 (1H, dd, H-3, j = 8,0 và 1,5); 7,85 (1H, tách 6, H-4, J=7,5 và 1,5)

H của X

3,37 s,1H,COOH)

7,79 (1H, tách 6, H-5, J=7,5 và 1,5); 7,71 (1H; dd; H-6; J=8,0 và 1,5)

p.CH3O

10,22

8,08 (2H; d; H-5, H-3; J=2 và 4); 8,21 (2H; d; H-6, H-2; J=2 và 4)

2,5 (3H, m, CH3O)

p.CH3

10,04

7,79 (2H; d; H-6, H-2; J=8,1); 7,46 (2H; d; H-5, H-3, J=8,1)

2,51 (s; 3H; CH3)

p.Cl

10,10

7,96 (2H; dd; H-5, H-3; J=8,8);7,74 (2H; d; H-6, H-2; J=8,8)


Phổ cộng hưởng từ 13C – NMR.

Hình 3.16: Phổ 13C – NMR của 1-(p- Hình 3.17: Phổ 13C – NMR của bisnitrophenyl)-tetrazol
(tetrazol-1-yl)-4,4’-điphenyl metan

Phổ 13C-NMR của các dẫn xuất 1-aryltetrazol đều cho tín hiệu đặc trưng của

nguyên tử cacbon C* từ 142,1- 142,8ppm, đồng thời có mặt đầy đủ tín hiệu của các
nguyên tử cacbon trong phân tử.Kết quả quy kết phổ 13C-NMR được liệt kê ở bảng
2.4.
Bảng 2.4: Phổ
Kí
hiệu

13

C – NMR của một số 1-aryltetrazol.

(Dung môi DMSO)

δ
ppm

C*

C-1

C-2

C-3

C-4

C-5

C-6

146,4

140,5

114,9

125,3

141,5

C –X

T2

149,2

T3

142,7

134,4

131,7

148,4

127,3

116,1

124,1

T4

142,7

138,1

121,9

125,6

147,4

125,6

121,9

T7

144,8

133,1

131,1

127,7

132,6

127,9

131,2

T13

142,1

134,7

158,6

130,9

108,0

113,3

116,6

T18

142,3

128,2

130,1

128,2

127,4

119,1

121,4

142,2

121,4

130,2 132CH2

DT2 142,55 142,17

130,2

165,4 COOH

119,1C-7
127,4 C-8


Trên phổ khối lượng của các hợp chất 1-aryltetrazol cho các ion phân tử có
cường độ yếu, chứng tỏ ion phân tử tetrazol không bền nhiệt và bị phân mảnh dễ
dàng trong quá trình ion hóa. Đồng thời vòng tetrazol kém bền hơn vòng aren vì
trong quá trình ion hóa vòng tetrazol bị vỡ trước tiên. Từ các mảnh ion cho thấy vòng
tetrazol bị phá vỡ theo khuynh hướng cắt nhóm –N=N- hay =N-N=CH- hoặc cả
-N=N-N=CH- trong khi đó vòng aren thế hoặc không thế vẫn tồn tại, số khối và
cường độ của các mảnh ion được chỉ ra ở bảng 2.5.
Bảng 2.5: Phổ khối lượng của một số dẫn xuất 1-aryltetrazol.

Ký
hiệu

CTPT

T1

C7H6N4

146

146(4)(M+); 118 (86); 91(100); 77(64); 64(54);51(42).

T2

C6H5N5

147

147(2)(M+); 129(1); 119(14); 92(11); 78(100); 65(6); 51(9).

T3

C7H5N5O2

191

171(1); 138(10); 117(6); 105(14); 90(100); 83(16); 76(12);
63(41); 51(24).
191(2,M+),

163(10),
90(100),76(10), 63(55).

Phổ khối lượng (MS)m/e (%)

133(80),

117(20),

05(20),

T4

C7H5N5O2

191

T5

C7H5N5O2

191

191(2,M+);163(10);118(8);117(87); 105(18); 90(100);76(12).

T6

C8H6N4O2

190

190(2,M+),162(20),145(100),117(20), 90(45), 76(5), 63(20)

T7

C8H6N4O2

190

191 (100, M+H); 171 (18), 162(25); 158 (10); 145 (7); 117 (6)...

C8H6N8

214

C14H10N8

290

C15H12N8

304

304(1,M+); 276(1.66); 247(10); 220(22); 207(84); 165(33);
131(100); 118(18); 77(24); 63(20).

C14H10N8O

306

306(2,M+); 250(41); 223(26); 182(23); 133(46); 90(100); 78(21);
63(22).

DT
2
DT
4
DT
5
DT
6

M+

214(1,M+); 158(12); 131(80); 104(95); 90(40); 77(71); 63(46);
53(100).
237(1); 209(27); 184(100); 168(11); 152(7); 91(10).