Phân tích cấu trúc của một số hợp chất indenoisoquinolin có mạch nhánh propyl bằng các phương pháp phổ hiện đại

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

HOÀNG THỊ THU HƯƠNG

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
INDENOISOQUINOLIN CÓ MẠCH NHÁNH PROPYL BẰNG CÁC
PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI
Chuyên ngành: Hóa phân
tích
Mã số: 60 44 01
18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM THỊ THẮM

Thái Nguyên 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

HOÀNG THỊ THU HƯƠNG

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
INDENOISOQUINOLIN CÓ MẠCH NHÁNH PROPYL BẰNG CÁC
PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI
Chuyên ngành: Hóa phân
tích
Mã số: 60 44 01

18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM THỊ THẮM

Thái Nguyên 2017


LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn TS.
Phạm Thị Thắm - Nguyên giảng viên trường Đại học Khoa Học - Đại học
Thái Nguyên nay là giảng viên Đại học Công nghiệp Hà Nội đã tin tưởng
giao đề tài, định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn và tạo những điều
kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Tôi xin gửi lời trân trọng cảm ơn tới TS Dương Nghĩa Bang, TS Phạm
Thế Chính cùng các thầy cô khoa Hóa học trường Đại học Khoa Học - Đại học
Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình triển khai nghiên
cứu, thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo cùng các cán bộ, kĩ
thuật viên phòng Hóa Dược thuộc viện Hóa học, Viện hàn lâm khoa học
và công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình triển
khai nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tôi, bạn bè
và đồng nghiệp của tôi - những người đã luôn bên cạnh động viên và giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này.

Hà nội, ngày 20 tháng 6 năm
2017
Học viên

Hoàng Thị Thu
Hương

a


MỤC LỤC
LỜI

CẢM

ƠN

...............................................................................................................
MỤC

a
LỤC

....................................................................................................................
b

CÁC

CHỮ

VIẾT

TẮT

DÙNG

.....................................................

d

TRONG

DANH

MỤC

LUẬN

VĂN

CÁC

HÌNH

.............................................................................................. e DANH MỤC
CÁC SƠ ĐỒ ............................................................................................ f
DANH

MỤC

BẢNG

.....................................................................................................

g

MỞ

ĐẦU.............................................................................................................
......... 1
Chương
1:
TỔNG
............................................................................................ 2
1.1. Tổng quan về các phương
............................................... 2
1.1.1.
Phương
pháp
phổ
(NMR)........................................... 2

pháp

cộng

xac

hưởng

1.1.2.
Phương
pháp

phổ
.................................................................... 5

hồng

1.1.3.
Phương
pháp
phổ
.................................................................. 7

khối

QUAN

đinh
từ

câu
hạt

ngoại

nhân
(IR)

lượng

1.2.
Phân

tích
các
đồng
quang...................................................................... 9

truc

(MS)

phân

đối

1.2.1. Tách đồng phân đối quang bằng các phương pháp hóa lý hiện đại
.................. 9
1.2.2. Phương pháp tách các đồng phân đối quang bằng enzym
................................ 9
1.2.3. Tách các đồng phân đối quang nhờ tác nhân bất đối bổ trợ
........................... 10
1.2.4. Phân tích các đối
........................................... 11

quang

nhờ

phương

pháp

1.2.5.
X-ray
tinh
.................................................................................................. 15
Chương
2:
THỰC
..................................................................................... 19

b

NMR
thể

NGHIỆM


2.1.
Hóa
chất
và
thiết
............................................................................................ 19

bị

2.1.1.
Hóa
chất
và

dung
..................................................................................... 19
2.1.2.
Thiết
bị
xác
định
và
........................................................... 19

phân

tích

môi
cấu

trúc

2.1.3. Phân tích xác định cấu trúc, định tính phản ứng và kiểm tra độ
tinh khiết
của các sản phẩm tổng hợp được
................................................................. 20
2.2. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc các dẫn xuất indenosiquinolin
.................. 20
2.2.1 Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 6-allyl-5Hindeno[1,2- c]isoquinolin-5,11(6H)-đion (41)
................................................................ 20
2.2.2. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 6-(3’bromo-2’- hydroxypropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)đion(42) .............. 21

b

2.2.3. Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc hợp chất 6-(2’,3’đibromopropyl)5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-đion
(43)........................................ 24
Chương 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
......................................................................... 28
3.1 Sơ đồ chuẩn bị các mẫu phân
tích....................................................................... 28
3.2. Phân tích cấu trúc hợp chất 41
........................................................................... 28
3.2.1. Chuẩn bị mẫu 41
............................................................................................. 28
3.2.2. Phân tích cấu trúc hợp chất 41
........................................................................ 29
3.3 Phân tích cấu trúc của hợp chất 42 và 43
............................................................ 31
KẾT
LUẬN............................................................................................................
.... 37
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO
........................................................... 38
PHỤ LỤC
.....................................................................................................................
.

c


CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN
13C- NMR:

1H-NMR:

Nuclear Magnetic Resonance Spectroocopy

CC(Column

Sắc ký cột (SKC)

Proton Nuclear Magenetic Resonance Spectroocopy

Chromatography)
d

doublet

dd

Double doublet

DEPT

Ditortionless Enhancement by Polarisation Transfer

EI-MS(Electronic

Phổ khối lượng

Impact Mass
Spectrocopy)
HMBC

Heterronuclear Multiple Bond Correlation

HMQC

Heterronuclear Multiple Quantum Corehence

Hz

Hertz

IR(Infrared

Phổ hồng ngoại

Spectrocoppy)
m

multiplet

MIC
ppm

Minimum inhibitory concentrasion(nồng độ ức chế tối
thiểu)
Par per milion

q

queartet

s

singlet

t

Triplet

TLC(Thin Layer

Sắc ký lớp mỏng(SKLM)

Chromatography)
tt

Triplet triplet

d


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Phổ 1H NMR của 1-xiclopentylbut-1-en-3-on
........................................... 5
Hình 1.2: Phổ hấp thụ hồng ngoai của but-2 en-1 ol
.................................................. 6
Hình 1.3. Phổ khối lượng của benzetothiazol
............................................................. 8
Hình 1.4. Phổ 1H-NMR của hỗn hợp este Mosher (S)-1-phenylbutan-1-ol
và

(R)-1-phenylbutan-1-ol
............................................................................ 12
Hình 1.5. Phổ 1H-NMR của este Mosher (R)-1-phenylbutan-1-ol và (S)1- phenylbutan-1-ol
...................................................................................... 12
Hình 1.6. Phổ 1H-NMR của (-)-enriched và hỗn hợp (-)-enriched với CSA
............ 14
Hình 1.7. Tín hiệu 1H-NMR của CH3 trong một số trường hợp
............................... 15
Hình 1.8. Cặp tín hiệu Fiedel
.................................................................................... 16
Hình 1.9. Sơ đồ tóm tắt quá trình phân tích cấu trúc
................................................ 16
Hình 2.1. Cấu trúc X-ray đơn tinh thể của hợp chất 42
............................................ 23
Hình 2.2. Cấu trúc X-ray đơn tinh thể của hợp chất 43
............................................ 26
Hình 3.1: Phổ IR của hợp chất 41
............................................................................. 29
Hình 3.2. Phổ 1H-NMR cua hơp chât
41................................................................... 30
Hình 3.3: Phổ 13C-NMR của hợp chất 41
................................................................ 31
Hình 3.4. Phổ 1H-NMR cua hơp chât
43................................................................... 32
Hình 3.5. Phổ 1H-NMR giãn rộng cua hơp chât 43
.................................................. 33

e

Hinh 3.6. Phô 13C-NMR cua hơp chât 43
................................................................. 33
Hình 3.7. Mô hình cấu trúc X-ray đơn tinh thể của hợp chất 43
.............................. 34
Hình 3.8. Phổ 1H-NMR cua hơp chât 42
.................................................................. 35
Hình 3.9. Phổ 1H-NMR giãn rộng cua hơp chât 42
.................................................. 35
Hình 3.10. Mô hình cấu trúc X-ray đơn tinh thể của hợp chất 42
............................ 36

e


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1.
....................................................................................................................
9
Sơ đồ 1.2.
..................................................................................................................1
0
Sơ đồ
1.3................................................................................................................
....11
Sơ đồ
1.4................................................................................................................
....12
Sơ đồ
1.5................................................................................................................
....18

Sơ đồ 3.1.
..................................................................................................................2
8

f


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Độ dài các liên kết trong hợp chất 42
......................................................23
Bảng 2.2. Các góc liên kết trong hợp chất 42
...........................................................24
Bảng 2.3. Độ dài các liên kết trong hợp chất 43
.......................................................26
Bảng 2.4. Các góc liên kết trong hợp chất 43
...........................................................27

g


MỞ ĐẦU
Hợp chất indenoisoquinolin (1) có hoạt tính chống ung thư nhờ ức
chế enzym topoisomerase I (Top 1) ngăn cản quá trình tháo xoắn của
DNA. Hợp chất 2 (indotecan) và 3 (indimitecan) đang được thử nghiệm
lâm sàng ở giai đoạn II. Những nghiên cứu về lớp chất indenoisoquinolin
cũng đã chỉ ra rằng nhóm thế ở vòng B tại vị trí nguyên tử nitơ (N-6) là
các nhóm aminopropyl, morpholinopropyl, imdazolopropyl cho khả năng
gây độc tế bào rất tốt, trong đó có 2 thuốc đang được thử nghiệm lâm
sàng giai đoạn II là Indotecan (5) và Indimitecan (6). Bên cạnh đó các
chất chứa hợp phần của aminopropanol cũng được biết đến là các lớp

chất cho nhiều hoạt tính sinh học lí thú như hoạt
tính chống ung thư, chống sốt rét, kháng khuẩn, kháng nấm.

Phân tích xác định cấu trúc của các hợp chất này là một nhiệm vụ
quan trọng để có thể tìm được cơ chế lý giải những hoạt tính sinh học của
chúng. Vì vậy, đề tài này tập trung nghiên cứu phân tích cấu trúc của một
số hợp chất indenoisoquinolin có chứa mạch nhánh propyl bằng các
phương pháp hóa lý hiện đại như phổ hồng ngoại (IR), cộng hưởng từ hạt
nhân (NMR) và phổ khối lượng (MS). Kết quả của luận văn sẽ là cơ sở khoa
học giá trị cho việc nghiên cứu định tính và định lượng các dẫn xuất
indenoisoquinolin chứa mạch nhánh propyl.

1


Chương
1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về các phương pháp xac đinh câu truc
1.1.1. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (phổ CHTHN) viết tắt của tiếng Anh là
NMR (nuclear Magnetic Resonance) là một phương pháp vật lý hiện đại
nghiên cứu cấu tạo của các hợp chất hữu cơ, nó có ý nghĩa quan trọng để
xác định cấu tạo các phân tử phức tạp như các hợp chất thiên nhiên.
Phương pháp phổ biến được sử dụng là CHTHN- 1H và phổ CHTHN- 13C.
Hạt nhân của nguyên tử 1H và 13C có momen từ. Nếu đặt proton trong
từ trường không đổi thì moment từ của nó có thể định hướng cùng chiều
hay ngược chiều với từ trường. Đó là spin hạt nhân có tính chất lượng tử với
các số lượng tử +1/2 và -1/2 [2].
Độ chuyển dịch hoá học

. Hằng số chắn và từ trường hiệu dụng:
Hằng số chắn xuất hiện do hai nguyên nhân:
- Hiệu ứng nghịch từ: các điện tử bao quanh nguyên tử sinh ra một
từ trường riêng, ngược chiều với từ trường ngoài nên làm giảm tác dụng
của nó lên hạt nhân nguyên tử. Lớp vỏ điện tử càng dày đặc thì từ trường
riêng ngược chiều với từ trường ngoài càng lớn tức hằng số chắn càng lớn.
- Hiệu ứng thuận từ: bao quanh phân tử là lớp vỏ điện tử, các điện tử
này chuyển động sinh ra một dòng điện vòng, do đó xuất diện một từ
trường riêng có hướng thay đổi ngược hướng hoặc cùng hướng với từ trường
ngoài. Tập hợp tất cả các điểm trên các đường sức mà tại đó tiếp tuyến
vuông góc với từ trường ngoài sẽ tạo nên một mặt parabol. Phía trong mặt
parabol, từ trường tổng hợp nhỏ hơn B0 vì từ trường riêng ngược hướng với
từ trường ngoài, còn phía ngoài parabol thì từ trường tổng hợp lớn hơn B0
vì từ trường riêng cùng hướng với từ trường ngoài. Do đó hằng số chắn
phía ngoài parabol nhỏ còn phía trong thì có hằng số chắn lớn nghĩa là
độ chuyển dịch học cùng các proton nằm phía ngoài parabol sẽ lớn còn
phía trong sẽ nhỏ
Độ chuyển dịch hóa học : Đối với các hạt nhân trong phân tử càng
phức tạp

2


trong nguyên tử do ảnh hưỏng của các đám mây electron của các
nguyên tử bên

3


cạnh.Độ chuyển dịch hóa học của 13C trong các hợp chất hữu cơ biến đổi

trong khoảng từ 0-230ppm (so với TMS) tức là lớn gấp 20 lần so với sự
biến đổi độ chuyển dịch hóa học của 1H.
TMS là chất có hằng số chắn lớn nhất nên dùng nó làm chất chuẩn để
đo độ chuyển dịch hoá học.Đối với hạt nhân 1H thì: 0 H TMS TMS H   
      Ở đây, σ TMS là hằng số chắn của chất chuẩn TMS
(tetrametylsilan), σH là hằng số chắn của hạt nhân mẫu đo, ν TMS ν H là
tần số cộng hưởng của chất chuẩn và của hạt nhân mẫu đo. Hằng số chắn
σ xuất hiện do ảnh hưởng của đám mây electron bao quanh hạt nhân
nguyên tử, do đó tuỳ thuộc vào vị trí của hạt nhân 1H và 13C trong phân
tử khác nhau mà mật độ electron bao quanh nó khác nhau dẫn đến chúng
có giá trị hằng số chắn σ khác nhau và do đó độ chuyển dịch hoá học của
mỗi hạt nhân khác nhau. Tổng quát: δ = σTMS - σX σX: hằng số chắn của
chất cần đo. δ không có thứ nguyên mà được tính bằng phần triệu (ppm).
Đối với phổ CHTHN 1H thì δ có giá trị từ 1 đến 12 ppm còn phổ 13C thì δ
có giá trị từ 0 đến 220ppm. Vậy độ chuyển dịch hoá học δ là đại lượng đặc
trưng cho những hạt nhân cùng loại của một đồng vị bị che chắn tương
đương nhau trong một hợp chất. Nó không phụ thuộc vào thiết bị bên
ngoài (cường độ từ trường hay tần số sóng) không có thứ nguyên và được
tính bằng ppm
Do hiệu ứng chắn từ khác nhau nên các hạt nhân 1H và 13C trong
phân tử có tần số cộng hưởng khác nhau. Đặc trưng cho các hạt nhân 1H
và 13C trong phân tử có độ chuyển dịch hóa học δ; đối với hạt nhân 1H
thì:


 TMS x
.10
6
( ppm)


o

Trong đó: νTMS, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn TMS
và của hạt nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ.
Đối với các hạt nhân khác thì độ chuyển dịch hóa học được định
nghĩa một
các tổng quát như

4


sau:


c huan x
.
6
10 ( ppm)

o

Trong đó: νchuan, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn và của
hạt nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ.

5


Hằng số chắn σ xuất hiện do ảnh hưởng của đám mây electron bao
quanh hạt nhân nguyên tử, do đó tùy thuộc vào vị trí của hạt nhân 1H
và 13C trong phân tử khác nhau mà mật độ electron bao quanh nó

khác nhau dẫn đến chúng có giá trị hằng số chắn σ khác nhau và do đó
độ chuyển dịch hóa học của mỗi hạt nhân khác nhau. Theo đó proton nào
cộng hưởng ở trường yếu hơn sẽ có độ chuyển dịnh hóa học lớn hơn [1].
Dựa vào độ chuyển dịch hóa học  ta biết được loại proton nào có
mặt trong chất được khảo sát. Giá trị độ chuyển dịch hóa học không có thứ
nguyên mà được tính bằng phần triệu (ppm). Đối với 1H-NMR thì δ có giá
trị từ 0-12 ppm, đối với
13C-NMR thì δ có giá trị từ 0-230 ppm
Hằng số tương tác spin-spin J: Trên phổ NMR, mỗi nhóm hạt nhân
không tương đương sẽ thể hiện bởi một cụm tín hiệu gọi và vân phổ, mỗi
vân phổ có thể bao gồm một hoặc nhiều hợp phần. Nguyên nhân gây nên
sự tách tín hiệu cộng hưởng thành nhiều hợp phần là do tương tác của
các hạt nhân có từ tính ở cạnh nhau. Tương tác đó thể hiện qua các
electron liên kết. Giá trị J phụ thuộc vào bản chất của hạt nhân tương tác,
số liên kết và bản chất các liên kết ngăn giữa các tương tác [1].
Hằng số tương tác spin-spin J được xác định bằng khoảng cách giữa
các hợp phần của một vân phổ. Dựa vào hằng số tương tác spin-spin J ta có
thể rút ra kết luận về vị trí trương đối của các hạt nhân có tương tác với
nhau [2].
Ở hợp chất VIII, hai proton Hc và Hd ứng với kí hiệu A và B,proton Hb
ứng với kí hiệu X. Vân cộng hưởng của proton Hd ở 6,67 ppm bị tách thành
4 hợp phần với Jcd=16Hz và Jbd= 8Hz. Proton Hc cộng hưởng ở trường
mạnh hơn ,6,05 ppm . Tín hiệu của Hc cũng là một vân bốn .Ở vân này
cũng xác định được Jcd=16 Hz và Jbc= 1Hz. Sở dĩ giá trị Jbc nhỏ vì đó là
tương tác truyền qua 4 liên kết (trong đó có một liên kết đôi). Proton Hb
không những tương tác với Hc,Hd

mà còn tương tac với hai nhóm

metylen trong vòng xiclopentan. Tín hiệu của Hb thể hiện ở vân bội ở

khoảng 2,6 ppm.Tín hiệu của proton khác trong vòng xiclopentan thể hiện

6


bởi một vân “béo” ở khoảng 1,7 ppm.Tín hiệu của nhóm metyl (a) thể hiện
bởi một vân đơn ở 2,23 ppm. (hình bên dưới)

7


Hình 1.1: Phổ 1H NMR của 1-xiclopentylbut-1-en-3on
1.1.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)
Khi các phân tử hấp thụ năng lượng từ bên ngoài có thể dẫn đến quá
trình quay, dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó. Tùy theo năng
lượng kích thích lớn hay nhỏ có thể xảy ra quá trình quay, dao động hay
cả quay và dao động đồng thời. Để kích thích các quá trình trên có thể sử
dụng tia sáng vùng hồng ngoại (phổ hồng ngoại) hoặc tia khuyếch tán
Raman (phổ Raman).
Bức xạ hồng ngoại bao gồm một phần của phổ điện từ, đó là vùng
bước sóng khoảng 10-4 đến 10-6 m. Nó nằm giữa vi sóng và ánh sáng khả
kiến. Phần của vùng hồng ngoại được sử dụng nhiều nhất để xác định cấu
trúc nằm trong giữa 2,5x10-4 và 16x10-6 m. Đại lượng được sử dụng
nhiều trong phổ hồng ngoại là số sóng (cm1), ưu điểm của việc dùng số sóng là là chúng tỷ lệ thuận với năng lượng
[3].
Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợp chất, bức
xạ hồng ngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bản lên
trạng thái dao động cao hơn. Có 2 lại dao động khi phân tử bị kích thích
là dao động hóa trị và biến dạng, dao động hóa trị (ν) là dao động làm

8


thay đổi độ dài liên kết, dao động biến dạng (δ) là dao động làm thay đổi
góc liên kết.
Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ hấp thụ bức xạ hồng
ngoại của một chất vào số sóng hoặc bước sóng chính được gọi là phổ hấp
thụ hồng ngoại.

9


Máy phổ hồng ngoại có thể đo được các mẫu ở thể khí, lỏng, rắn
nhưng thông thường nhất được chuẩn bị là dạng rắn và dạng lỏng. Chất rắn
thường được nghiền nhỏ với KBr rồi ép thành viên mỏng. Chất lỏng được đo
ở dạng màng lỏng hoặc pha trong dung môi như CCl4, CHCl3.
Ở phổ hồng ngoại, trục nằm ngang biểu diễn bước sóng (tính ra µm)
hoặc số sóng tính ra cm-1. Ở hình, trục nằm ngang phía trên biểu diễn bước
sóng, trục nằm ngang phía dưới biểu biễn số sóng, trục thẳng đứng biểu
diễn phần trăm truyền qua

Hình 1.2: Phổ hấp thụ hồng ngoai của but-2 en-1 ol
Sự hấp thụ hồng ngoại của một chất thường tập trung vào những
vùng hẹp tạo ra các vân hấp thụ ( hình III.10) có rất nhiều vân hấp thụ như
vân a, b, c, d, e, g, h. Vân phổ hồng ngoại có ba đặc trưng cần được mô tả
là: vị trí của vân phổ được chỉ bởi bước sóng hoặc số sóng của đỉnh phổ;
cường độ của vân phổ hồng ngoại thường được đánh giá theo diện tích của
vân phổ: vân phổ càng rộng và càng cao thì có cường độ càng lớn; hình
dáng vân phổ: để mô tả người ta cần chỉ rõ đó là vân phổ rộng(tù) hay
hẹp(mảnh), chỉ có một đỉnh hay có nhiều đỉnh phổ.

Căn cứ vào phổ hồng ngoại đo được đối chiếu với các dao động đặc
trưng của các liên kết, ta có thể nhận ra sự có mặt của các liên kết
trong phân tử. Một phân tử có thể có nhiều dao động khác nhau và phổ
hồng ngoại của các phân tử khác nhau thì khác nhau, tương tự như sự
khác nhau của các vân ngón tay. Sự chồng khít lên nhau của phổ hồng
ngoại thường được làm dẫn chứng cho hai hợp chất giống nhau[3].
Khi sử dụng phổ hồng ngoại để xác định cấu trúc, thông tin thu được
chủ yếu là xác định các nhóm chức hữu cơ và những liên kết đặc trưng.
Các pic nằm trong

1
0


vùng từ 4000 - 1600 cm-1 thường được quan tâm đặc biệt, vì vùng này
chứa các dải hấp thụ của các nhóm chức, như OH, NH, C=O, C≡N… nên
được gọi là vùng nhóm chức. Vùng phổ từ 1300 - 626 cm-1 phức tạp hơn
và thường được dùng để nhận dạng toàn phân tử hơn là để xác định nhóm
chức. Chính ở đây các dạng pic thay đổi nhiều nhất từ hợp chất này đến
hợp chất khác, vì thế vùng phổ từ 1500 cm-1 được gọi là vùng vân ngón
tay [3].
1.1.3. Phương
lượng (MS)

pháp

phổ

khối

Nếu như trong các phương pháp phổ hồng ngoại,phổ cộng hưởng từ
hạt nhân
,người ta giữ nguyên phân tử để nghiên cứu thì ở phương pháp phổ
khối lượng người ta phá hủy chất phân tử để nghiên cứu chúng
Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là phá vỡ phân
tử trung hòa thành ion phân tử và các mảnh ion dương có số khối z=m/e.
Sau đó phân tách các ion này theo số khối và ghi nhận được phổ khối
lượng. Dựa vào phổ khối này có thể xác định phân tử khối và cấu tạo phân
tử của chất nghiên cứu [3,4].
Để phá vỡ phân tử người ta có nhiều phương pháp: bắn phá bằng
dòng electron (EI), phương pháp ion hóa hóa học (CI), phương pháp bắn
phá nguyên tử nhanh (FAB)… Dùng dòng eclectron có năng lượng cao để
bắn phá phân tử là phương pháp hay được sử dụng nhất. Khi bắn phá
các phân tử hợp chất hữu cơ trung hòa sẽ trở thành các ion phân tử
mang điện tích dương hoặc bị phá vỡ thành
các ion và các gốc theo sơ
đồ:
ABC

(1) > 95%

ABC
2e

e

ABC
3e
ABC

2

(2
)

-

Sự hình thành các ion mang điện tích +1 chiếm hơn 95%, còn
lại là các ion mang điện tích +2 và điện tích âm (-). Năng lượng bắn phá

1
1


các phân tử thành ion phân tử khoảng 10 eV. Nhưng với năng lượng cao
thì ion phân tử có thể phá vỡ thành các mảnh ion dương (+), hoặc các
ion gốc, các gốc, hoặc phân tử trung hòa nhỏ hơn, nên người ta thường
thực hiện bắn phá các phân tử ở mức năng lượng 70 eV [3].

1
2


AB

A

C

AB

ABC

B

AB

A

BC

B

Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và
năng lượng bắn phá. Quá trình này gọi là quá trình ion hóa.
Các ion ion dương hình thành đều có khối lượng m và mang điện tích
e, tỉ số m/e được gọi là số khối z. Bằng cách nào đó tách các ion có số khối
khác nhau ra khỏi nhau và xác định được xác suất có mặt của chúng, rồi
vẽ đồ thị biểu diễn mối liên quan giữa xác suất có mặt (hay cường độ I) và
số khối z thì đồ thị này được gọi là phổ khối lượng (Hình 1.3).

Hình 1.3. Phổ khối lượng của benzetothiazol
Như vậy, khi phân tích phổ khối lượng là quy kết cho mỗi pic trên
phổ một mảnh phân tử xác định và chỉ rõ sự tạo thanh ion mảnh đó, từ đó
rút ra những kết luận về cấu tạo của phân tử chất. Để xác định cấu tạo
,những mảnh có khối lượng lớn có ý nghĩa quan trọng hơn những mảnh
nhỏ.Những pic có cường độ lớn là những pic ứng với các ion tạo thành
với xác xuất cao khi phân mảnh ,nên cần được xem xét đầy đủ .Các yếu tố
chi phối sự phân mảnh và các cách phân mảnh đầu tiên đặc trưng cho mỗi
loại hợp chất được xem xét đầy đủ ,người ta thu được khối lượng phân tử

của chất nghiên cứu, từ các pic mảnh ion trên phổ đồ có thể xác định được
cấu trúc phân tử và tìm ra qui luật phân mảnh. Đây là một trong những
thông số quan trọng để qui kết chính xác cấu trúc phân tử của một chất
cần nghiên cứu khi kết hợp nhiề phương pháp phổ với nhau.


1.2. Phân tích các đồng phân đối quang
Phân tích các đồng phân đối quang là tách một hỗn hợp raxemic
bằng các phương pháp vật lý và hóa học. Thông thường, sự tách được thực
hiện sau khi chuyển từ đồng phân đối quang sang đồng phân “dia”; do
các đồng phân đối quang có các tính chất vật lý và hóa học giống nhau
nên chúng không thể tách bằng cách trực tiếp. Trong khi đó, các đồng
phân “dia” có thể tách được bằng các phương pháp kết tinh chọn lọc,
phương pháp sắc ký hoặc phương pháp NMR.
1.2.1. Tách đồng phân đối quang bằng các phương pháp hóa lý
hiện đại
Các đối quang có thể được tách nhờ các phương pháp sắc ký khí
(GC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) có sử dụng các cột chiral. Bản chất
của các phương pháp này là các hỗn hợp đối quang tương tác với pha tĩnh
(tâm bất đối trên cột chiral), nghĩa là chỉ một trong các đối quang có
tương tác mạnh hơn với tâm bất đối của cột. Đối quang có tương tác yếu sẽ
được rửa giải nhanh nhờ pha động, kết quả là hai đối quang được tách ra
khỏi nhau. Phương pháp này thường được sử dụng để xác định độ chọn lọc
đối quang trong của các phản ứng. Nếu phản ứng nhận được hỗn hợp có
hai

đồng

phân

đối

quang

A

và

B

(ee=enantiomer

excess,

de=diasteroisomer excess), độ chọn lọc đối quang được xác định theo
công thức:
ee 

de 

%enantiomerA %enantiomerB
%enantiomerA 
%enantiomerB
%diasteroisomerA 

%diasteroisomerB
%diasteroisomerA  %diasteroisomerB

1.2.2. Phương pháp tách các đồng phân đối quang bằng enzym
Hầu hết các enzym có tính đặc hiệu với một loại cơ chất nhất định.

Dựa vào tính chất này, người ta đã sử dụng các enzym để chuyển hóa
chọn lọc một trong hai đối quang trong hỗn hợp. Ví dụ phản ứng thủy phân
hỗn hợp raxemic của este bằng enzym pig liver estease. Dưới tác dụng
của enzym này, chỉ có đồng phân S được
thủy phân. Nhờ đó mà người ta tách được hai đồng phân này ra khỏi nhau.