Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀ NẴNG

\
LÊ THỊ MINH TÂM

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ
DẪN XUẤT CỦA 2-PYRROLIDINONE

Chuyên ngành

: HÓA HỮU CƠ

Mã số

: 60 44 01 14

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Đà Nẵng, Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN TRẦN NGUYÊN
Phản biện 1: PGS.TS. LÊ TỰ HẢI
Phản biện 2: TS. GIANG THỊ KIM LIÊN

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn
tốt nghiệp thạc sĩ Hóa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày

10 tháng 9 năm 2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng
 Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Dược phẩm là một ngành có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với
nền kinh tế xã hội hiện nay. Các loại thuốc dường như đã trở thành
một phần tất yếu trong cuộc sống của con người. Tuy nhiên việc tìm
ra phương pháp điều chế thuốc vừa đảm bảo lợi về mặt kinh tế, vừa
mang lại loại thuốc có hoạt tính mạnh đang là một thử thách lớn
trong ngành dược.
Trong những năm gần đây, ngành hóa học đã có sự quan tâm
hơn đến ứng dụng của phản ứng nhiều thành phần (MCRs) trong tổng
hợp hóa hữu cơ hiện đại. Phản ứng nhiều thành phần (MCRs) là ba
hay nhiều chất tác dụng với nhau trong một phản ứng để hình thành
một sản phẩm mới chứa tất cả các thành phần. Nhiều nghiên cứu tìm
ra phương pháp tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học mạnh và
trong số đó được thực hiện bằng các phản ứng MCRs. Điều đặc biệt
mà phản ứng MCRs mang lại là sử dụng những nguyên liệu đơn giản,
có sẵn, giá thành thấp và thân thiện với môi trường. MCRs tổng hợp
các hợp chất dị vòng chứa bộ khung 2- pyrrolidinone có tầm quan
trọng trong tổng hợp hữu cơ vì tạo ra các hợp chất có hoạt tính sinh
học mạnh.
Các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone vô cùng đa dạng và chúng có
tiềm năng to lớn cho các ứng dụng trong dược phẩm, các sản phẩm

có nguồn gốc tự nhiên và ngành hóa nông nghiệp. Mỗi dẫn xuất
mang một tiềm năng hoặc một ứng dụng riêng trong dược phẩm.
Như vậy, để tìm hiểu rõ hơn về vai trò phản ứng nhiều thành
phần cũng như ứng dụng của nó trong tổng hợp thuốc, tôi chọn đề tài
“ Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone” nhằm
tìm ra một hướng đi mới trong tổng hợp thuốc và ngành dược phẩm.


2
2. Đối tượng và mục đích nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Dẫn xuất của 2-pyrrolidinone
2.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Tổng hợp các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone.
- Tìm ra các điều kiện tối ưu để thực hiện phản ứng trong thời
gian ngắn nhất với hiệu suất cao nhất.
3. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, phân tích các tài liệu về phản ứng nhiều thành phần
dựa trên phản ứng nhiều thành phần để tổng hợp các dẫn xuất của 2pyrrolidinone.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Tổng hợp các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng
nhiều thành phần.
- Tiến hành phản ứng trong các điều kiện khác nhau để tìm ra
hướng tối ưu.
4. Nội dung nghiên cứu
4.1 Tổng quan về lý thuyết
- Tổng quan lý thuyết về phản ứng nhiều thành phần.
- Tổng quan về phương pháp điều chế dẫn xuất 2- pyrrolidinone
dựa vào phản ứng nhiều thành phần.

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm
- Nghiên cứu, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng
hợp dẫn xuất 2- pyrrolidinone.
+ Ảnh hưởng của thể tích dung môi
+ Khảo sát thời gian phản ứng
+ Khảo sát nhiệt độ


3
+ Thay đổi amine
+ Thay đổi aldehyde
5. Bố cục luận văn
MỞ ĐẦU
Chương 1. TỔNG QUAN
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN
1.1.1. Sơ lược về phản ứng nhiều thành phần
1.1.2. Một số phản ứng nhiều thành phần
1.1.3. Một số công trình nghiên cứu ứng dụng phản ứng
nhiều thành phần
1.2. GIỚI THIỆU VỀ 2-PYRROLIDINONE VÀ DẪN XUẤT
CỦA NÓ
1.2.1. Sơ lược về 2-pyrrolidinone
1.2.2. Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone
1.2.3. Ứng dụng của 2-pyrrolidinone và dẫn xuất
1.2.4. Phản ứng điều chế dẫn xuất 2-pyrrolidinone
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. DỤNG CU, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT
2.1.1. Dụng cụ
2.1.2. Thiết bị
2.1.3. Hóa chất
2.2. QUY TRÌNH PHẢN ỨNG


4
2.2.1. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ
benzaldehyde, aniline và diethyl acetylenedicarboxylate
Đầu tiên cho vào bình cầu 4 ml ethanol, 0,1 ml aniline (1 mmol),
0,1ml benzaldehyde (1 mmol), 0,42 gam acid citric (2 mmol) và
khuấy đều hỗn hợp ở nhiệt độ phòng. Kiểm tra quá trình tạo imine
bằng sắc ký bản mỏng. Khi đã có sự hình thành imine, cho vào hỗn
hợp 0,16 ml diethyl acetylenedicarboxylate (1 mmol) và tiếp tục
khuấy. Quá trình phản ứng xảy ra được kiểm tra bởi sắc ký bản mỏng
với hệ dung môi n-hexane : ethylacetate = 5:3,5. Sau khi phản ứng
hoàn thành, lọc lấy sản phẩm thô và kết tinh lại sản phẩm trong
ethanol.
2.2.2.Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ
benzylamine, benzaldehyde và diethyl acetylenedicarboxylate
Đầu tiên cho vào bình cầu 4 ml ethanol, 0,11 ml benzylamine (1
mmol), 0,1ml benzaldehyde (1 mmol), 0,42 gam acid citric (2 mmol)
và khuấy đều hỗn hợp ở nhiệt độ phòng. Kiểm tra quá trình tạo imine
bằng sắc ký bản mỏng. Khi đã có sự hình thành imine, cho vào hỗn
hợp 0,16 ml diethyl acetylenedicarboxylate (1 mmol) và tiếp tục
khuấy. Quá trình phản ứng xảy ra được kiểm tra bởi sắc ký bản mỏng
với hệ dung môi n-hexane: ethylacetate = 5:3,5. Sau khi phản ứng
hoàn thành, lọc lấy sản phẩm thô và kết tinh lại trong ethanol.
2.2.3. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ ptolualdehyde, anilin và diethyl acetylenedicarboxylate

Đầu tiên cho vào bình cầu 4 ml ethanol, 0,1ml aniline (1 mmol),
0,1ml p-tolualdehyde (1 mmol), 0,42 gam acid citric (2 mmol) và
khuấy đều hỗn hợp ở nhiệt độ phòng. Kiểm tra quá trình tạo imine
bằng sắc ký bản mỏng. Khi đã có sự hình thành imine, cho vào hỗn
hợp 0,16 ml diethyl acetylenedicarboxylate (1 mmol) và tiếp tục


5
khuấy. Quá trình phản ứng xảy ra được kiểm tra bởi sắc ký bản mỏng
với hệ dung môi n-hexane:ethylacetate = 5:3,5. Sau khi phản ứng
hoàn thành, lọc lấy sản phẩm thô và kết tinh lại trong ethanol.
2.3. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN PHẢN ỨNG
2.3.1. Ảnh hưởng thời gian phản ứng và thể tích dung môi
Tiến hành thí nghiệm tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ
benzaldehyde, aniline, diethyl acetylenedicarboxylate với xúc tác
acid, dung môi ethanol trong những khoảng thời gian và thể tích
dung môi khác nhau để so sánh hiệu suất phản ứng.
2.3.2. Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng
Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2–pyrrolidinone từ benzaldehyde,
aniline và, diethyl acetylenedicarboxylate với xúc tác acid, dung môi
ethanol được tiến hành trong hai điều kiện nhiệt độ khác nhau để
khảo sát.
2.3.3. Thay đổi amine
Ảnh hưởng của việc thay đổi amine đến hiệu suất phản ứng tổng
hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone sẽ được nghiên cứu trong luận văn này
với các amine là aniline và benzylamine.
2.3.4. Thay đổi xúc tác acid
Ảnh hưởng của xúc tác đến hiệu suất phản ứng sẽ được khảo sát
với ba acid là acid citric, acid acetic và acid fomic.
2.3.5. Thay đổi aldehyde

Ảnh hưởng của cấu tạo aldehyde đến phản ứng điều chế dẫn xuất
2-pyrrolidinone sẽ được nghiên cứu trong luận văn này với các
aldehyde béo (CH3CHO, trans-cinnamaldehyde) và aldehyde thơm
(benzaldehyde, p-tolualdehyde) .


6
2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ ỨNG
DỤNG TRONG TỔNG HỢP
2.4.1. Phương pháp sắc ký bản mỏng
2.4.2. Phương pháp phổ hồng ngoại
2.4.3. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân
2.4.4. Phương pháp phổ khối lượng
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. TỔNG HỢP DẪN XUẤT CỦA 2-PYRROLIDINONE TỪ
BENZALDEHYDE VÀ ANILINE
Phản ứng tổng hợp
O

H

H

C

EtOOC

H

OH

N
Acid citric
+ EtOOC

+

COOEt

N

EtOH

A
Sản phẩm được tạo thành ở dạng rắn sau khi kết tinh lại trong ethanol
với hiệu suất phản ứng là 76,78%.
Cơ chế phản ứng
EtOOC
O

H

COOEt
H

C

+ H2O

OH

H

H
N

H
HCA

+

COOEt

EtOOC

C N

O


7
EtOOC
H

O

COOEt

EtOOC

NH

+

C N

H
EtOOC

OH

EtOOC

OH

OEt

OH
OH

O
NH

OEt

-HCA
-EtOH

N

O

3.1.1 Phổ hồng ngoại (IR)

Hình 3.2. Phổ hồng ngoại của hợp chất A
Trên phổ IR của hợp chất này xuất hiện peak tương ứng với dao
động hóa trị của liên kết O-H nằm trong vùng 3280 cm-1. Đối với
nhóm chức ketone, peak đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết
C=O ở 1710 cm-1. Peak dao động hóa trị của liên kết C-O trong nhóm
chức ester ở 1134 cm-1. Bên cạnh đó, dao động hóa trị của liên kết
C=C được thể hiện bởi peak có số sóng 1653 cm-1. Dao động biến
dạng của liên kết C-H của nhóm CH2 và CH3 tương ứng với các peak
ở 1442 cm-1 và 1367 cm-1. Peak tương ứng với dao động hóa trị giữa
hai nguyên tử cacbon thuộc vòng benzen được thể hiện bởi 2 peak
1494 và 1595 cm-1. Ngoài ra, trong vùng 3300-3500 cm-1 của phổ IR


8
không xuất hiện peak tương ứng với dao động hóa trị của liên kết NH trong amine nên chứng minh được amine trong hợp chất thu được
là amine bậc 3.
3.1.2 Phổ khối (MS)

Hình 3.3.Phổ khối của hợp chất A
Sau khi phân tích phổ khối MS của hợp chất vừa tổng hợp, xuất
hiện peak có tỷ lệ khối lượng m/z = 322 (peak cơ sở) có cường độ lớn
nhất (100%). Peak này phù hợp với khối lượng phân tử của hợp chất
được tổng hợp từ benzaldehyde và aniline.
3.1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Hình 3.4. Phổ 1H NMR của hợp chất A tạo thành từ

benzaldehyde và aniline


9
8

7

6

CH3CH2OOC
10

11

OH

4

3
2

5

9

O

N1

12

14
13

15
16

20
19

17
18

A

1

Bảng 3.2. Phổ H NMR của hợp chất A
Độ chuyển dịch

STT

H

1

3Hcủa nhóm CH3

1,19

2

2Hcủa nhóm CH2

4,20

3

1H của nhóm OH

9,15

4

1H của nhóm CH vòng pyrrolidinone

5,75

5

10H của vòng benzen

7,09-7,50

hóa học (ppm)

3.1.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR

Hình 3.5. Phổ 13C-NMR của hợp chất A

10
Trong phổ 13C NMR của dẫn xuất 2-pyrrolidinone tạo thành từ
benzaldehyde và aniline xuất hiện các peak có cường độ thấp có độ
chuyển dịch hóa học ở 156,57 ppm, 162,99 ppm, 165,19 ppm. Đó là
các peak tương ứng với các nguyên tử C nhóm ketone ở vị trí số 2,
nguyên tử C nhóm ester ở vị trí số 6 và nguyên tử C liên kết với O
của nhóm OH. Các peak tương ứng với nguyên tử C ở vị trí số 3, 4
của liên kết C=C và các nguyên tử C của hai vòng benzen mono thế
có độ chuyển dịch hóa học trong vùng từ 113,29 ppm đến 136,36
ppm. Peak tương ứng với nguyên tử C của nhóm CH3 có độ chuyển
dịch hóa học ở 14,03 ppm. Nguyên tử C nhóm CH2 ở vị trí số 7 thể
hiện bởi peak có độ chuyển dịch hóa học 61,35 ppm. Nguyên tử C
của nhóm CH2 nằmgần nguyên tử O có độ âm điện lớn, làm mật độ e
trên nguyên tử C này giảm, hằng số chắn giảm dẫn đến độ chuyển
dịch hóa học tăng so với nguyên tử C của nhóm CH3. Peak của
nguyên tử C ở vị trí số 5 có độ chuyển dịch hóa học 61,68 ppm.
3.2. Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzaldehyde và
benzylamine
Phản ứng tổng hợp
H

H
O

N

H
C

EtOOC

OH

H2C
+

+ EtOOC

COOEt

Acid citric
EtOH

N

B
Sản phẩm được tạo thành ở dạng rắn sau khi kết tinh lại trong
ethanol với hiệu suất phản ứng là 85%.

O


11
Cơ chế phản ứng
EtOOC

COOEt

COOEt

EtOOC

H

H
O

+ H2O

OH

H

N

H

H2C

C

H
HCA

C N

+

EtOOC
H

O

COOEt

EtOOC

NH

+

C N

OH

H

EtOOC

EtOOC

OH

OH

O
NH

OEt

OH

-HCA
-EtOH

N

O

3.2.1 Phổ hồng ngoại (IR)

Hình 3.9. Phổ hồng ngoại của hợp chất B

OEt


12
Trên phổ IR của hợp chất thu được từ phản ứng giữa
benzaldehyde và benzylamine xuất hiện peak đặc trưng cho dao động
hóa trị của liên kết O-H có số sóng 3138 cm-1. Đối với nhóm chức
ester, peak tương ứng cho dao động hóa trị của liên kết C=O ở 1213
cm-1. Dao động hóa trị của liên kết C=C được thể hiện bởi peak có số
sóng 1670 cm-1. Dao động biến dạng của liên kết C-H của nhóm CH2
và nhóm CH3 tương ứng với các peak ở 1413 cm-1 và1375 cm-1. Peak
đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết C-C và C=C của vòng
benzen được thể hiện ở 2 peak có số sóng tương ứng là 1469 và 1587
cm-1. Tương tự với phổ hồng ngoại IR của dẫn xuất 2-pyrrolidinone
được tạo thành từ benzaldehyde và aniline, trong vùng 3300-3500

cm-1 không xuất hiện peak đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết
N-H trong amine.
3.2.2 Phổ khối (MS)

Hình 3.10. Phổ khối của hợp chất B
Sau khi phân tích phổ khối MS của hợp chất vừa tổng hợp, xuất
hiện peak có tỷ lệ khối lượng m/z= 336 (peak cơ sở) có cường độ lớn


13
nhất (100%). Peak này phù hợp với khối lượng phân tử của hợp chất
được tổng hợp từ benzaldehyde và benzylamine.
3.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Hình 3.11. Phổ 1H NMR của hợp chất B
Bảng 3.5. Phổ 1H NMR của hợp chất B
Độ chuyển
STT

H

dịch hóa học
(ppm)

1

3H của nhóm CH3

0,99

2

2H của nhóm CH2

4,01

3

1H của nhóm OH

9,09

4

1H của nhóm CH vòng

4,81

pyrrolidinone
5

10H của vòng benzen

7,03-7,29

6

2H của nhóm CH2 gắn với N

3,49-5,13

14
3.2.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR

Hình 3.12. Phổ 13C NMR của hợp chất B
8

7

6

CH3CH2OOC
10

11

9

OH

4

3
2

5

N1

12

14
13

O

17
15
16
21

18
19

20

B

Trong phổ 13C NMR của dẫn xuất 2-pyrrolidinone tạo thành từ
benzaldehyde và benzylamine xuất hiện các peak cường độ thấp có
độ chuyển dịch hóa học ở 157,78 ppm, 163,65 ppm, 165,49 ppm. Đó
là các peak tương ứng với các nguyên tử C nhóm ketone ở vị trí số 2,
nguyên tử C nhóm ester ở vị trí số 6 và nguyên tử C liên kết với O
của nhóm OH. Các peak tương ứng với 2 nguyên tử C của liên kết
C=C và các nguyên tử C của hai vòng benzen mono thế có độ chuyển
dịch hóa học trong vùng từ 113,38 ppm đến 136,42 ppm. Nguyên tử
C của nhóm CH3 được thể hiện bởi peak có độ chuyển dịch hóa học

15
là 13,97 ppm. Nguyên tử C nhóm CH2 ở vị trí số 7 tương ứng với
peak có độ chuyển dịch hóa học 59,80 ppm. Nguyên tử C của nhóm
CH2 nằm gần nguyên tử O có độ âm điện lớn, làm mật độ e trên
nguyên tử C này giảm, hằng số chắn giảm dẫn đến độ chuyển dịch
hóa học tăng so với nguyên tử C nhóm CH3. Peak của nguyên tử C ở
vị trí số 5 có độ chuyển dịch hóa học ở 61,12 ppm. Trong cấu tạo của
hợp chất B, nguyên tử C nhóm CH2 ở vị trí 15 tương ứng với peak có
độ chuyển dịch hóa học 44,13 ppm. Bên cạnh đó, nguyên tử C nhóm
CH2 này liên kết trực tiếp với nguyên tử N của vòng pyrrolodinone
nhưng độ âm điện của N bé hơn O dẫn đến độ chuyển dịch hóa học
của nguyên tử C vị trí số 15 sẽ nhỏ hơn C ở vị trí số 7.
3.3. TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ PTOLUALDEHYDE VÀ ANILINE
Phản ứng tổng hợp
O

H

H

H

C

EtOOC

OH

N
+

+ EtOOC

COOEt

Acid citric
EtOH H3C

N

C

CH3

Sản phẩm được tạo thành ở dạng rắn sau khi kết tinh lại trong
ethanol với hiệu suất phản ứng là 78%.
Cơ chế
EtOOC

COOEt

+ H2O

EtOOC
H

COOEt
OH

O

16
O

H

H

H

N

C

H
HCA

C N

H3C

+
CH3

EtOOC

O

H

H3C

C

OH

EtOOC
+

N

H
EtOOC

COOEt

NH

H3C
OH
EtOOC

OH

OH

O
H3C

NH

OEt

-HCA
-EtOH

H3C

N

O

3.3.1. Phổ hồng ngoại (IR)

Hình 3.15. Phổ hồng ngoại của hợp chất C
Trên phổ IR của dẫn xuất 2-pyrrolidinone tạo thành từ phản ứng
giữa p-tolualdehyde và aniline vẫn xuất hiện peak đặc trưng cho dao

OEt


17
động hóa trị của liên kết O-H có số sóng 3288 cm-1. Peak đặc trưng
cho dao động hóa trị của liên kết C=O trong ketone ở 1710 cm-1. Đối
với nhóm chức ester, dao động hóa trị của liên kết C=O được thể hiện
ở peak có số sóng 1132 cm-1. Peak đặc trưng cho dao động hóa trị
của liên kết C=C là 1653 cm-1. Dao động biến dạng của liên kết C-H
nhóm CH2 và nhóm CH3 tương ứng với các peak có số sóng 1440
cm-1 và 1369 cm-1. Peak đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết
C-C và liên kết C=C của vòng benzen thể hiện ở 2 peak 1496 và

1598 cm-1
3.3.2. Phổ khối (MS)

Hình 3.16. Phổ khối của hợp chất C
Sau khi phân tích phổ khối MS của hợp chất vừa tổng hợp, xuất
hiện peak có tỷ lệ khối lượng m/z= 336 (peak cơ sở) có cường độ lớn
nhất (100%). Peak này phù hợp với khối lượng phân tử của hợp chất
được tổng hợp từ p-tolualdehyde và aniline.


18
3.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Hình 3.17. Phổ 1H NMR của hợp chất C
Bảng 3.7. Phổ 1H NMR của hợp chất C
Độ chuyển dịch

STT

H

1

3H nhóm CH3

1,21

2

2H nhóm CH2

4,21

3

1H của nhóm OH

9,10

4

1H của nhóm CH vòng

5,72

hóa học (ppm)

pyrrolidinone
5

9H của vòng benzen

7,05-7,51

6

3H của nhóm CH3 gắn vào

2,27

vòng benzen


19
3.3.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR

Hình 3.18. Phổ 13C-NMR của hợp chất C
8

6

7

CH3CH2OOC
11

10

3
2

5

9

O

N1

15

H3C

OH

4

12

14
13

16

21

17
18

20
19

C

Trong phổ 13C NMR của dẫn xuất 2-pyrrolidinone tạo thành từ
p-tolualdehyde và aniline, các peak tương ứng với nguyên tử C của
nhóm ketone, nguyên tử C nhóm ester và nguyên tử C liên kết trực
tiếp với oxi của nhóm OH có độ chuyển dịch hóa học ở 156,37 ppm,
165,01 ppm và 165,21 ppm. 2 nguyên tử C của liên kết C=C ở vị trí
3,4 và các nguyên tử C của hai vòng benzen mono thế được thể hiện

bởi các peak có độ chuyển dịch hóa học trong vùng từ 113,37 ppm
đến 138,36 ppm. Peak tương ứng với nguyên tử C của nhóm CH3 liên


20
kết trực tiếp với nhóm CH 2 có độ chuyển dịch hóa học là 14,07 ppm.
Nguyên tử C nhóm CH2 ở vị trí số 7 tương ứng với peak có độ
chuyển dịch hóa học 61,34 ppm. Peak của nguyên tử C ở vị trí số 5
có độ chuyển dịch hóa học ở 61,45 ppm. Trong cấu tạo của hợp chất
C có nhóm CH3 liên kết trực tiếp với vòng benzen, peak tương ứng
với nguyên tử C này có độ chuyển dịch hóa học là 21,24 ppm.
3.4. SO SÁNH HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG KHI CÁC YẾU TỐ
THAY ĐỔI
3.4.1. Thay đổi thời gian và thể tích dung môi
Bảng 3.8. So sánh hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2pyrrolidinone từ benzaldehyde, aniline và diethyl
acetylenedicarboxylatekhi thay đổi thời gian và thể tích dung môi
STT
Tỷ lệ
Thể tích
Thời gian
Hiệu suất
mol

dung môi

phản ứng

các chất

(ml)

(h)

1

1:1:1

2 ml

10h

63,16%

2

1:1:1

2 ml

12h

76,78%

3

1:1:1

4 ml

12h

70%

(%)

Kết quả thực nghiệm cho thấy khi tăng thời gian phản ứng và
giảm thể tích dung môi thì hiệu suất phản ứng tăng lên. Có thể giải
thích rằng, trong quá trình phản ứng, sản phẩm của chúng ta có độ
tan thấp trong ethanol. Như vậy, khi sử dụng với một lượng dung môi
nhiều thì nó sẽ hòa tan sản phẩm, dẫn đến sự hao hụt và làm mất sản
phẩm.
3.4.2. Thay đổi nhiệt độ phản ứng
Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, phản ứng điều chế dẫn xuất 2pyrrolidinone từ benzaldehyde và aniline được tiến hành ở nhiệt độ


21
phòng mang lại hiệu suất cao hơn rất nhiều so với khi thực hiện ở
điều kiện nhiệt độ cao. Có thể giải thích rằng khi tăng nhiệt độ thì
phản ứng xảy ra theo một hướng khác, hình thành nhiều sản phẩm
phụ và dẫn xuất 2-pyrrolidinone thu được với hiệu suất thấp.
Bảng 3.9. So sánh hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2pyrrolidinone từ benzaldehyde, aniline và diethyl
acetylenedicarboxylatekhi thay đổi nhiệt độ
STT
Nhiệt độ phản ứng
Hiệu suất (%)
1

Nhiệt độ phòng

76,78%

2

60oC

Thấp

3.4.3. Thay đổi acid
Acid citric có tính acid mạnh hơn acid formic và acid acetic. Vì
vậy khi sử dụng acid citric sẽ đem lại hiệu suất phản ứng cao hơn.
Ngoài ra, acid formic có tính acid mạnh hơn acid acetic nên hiệu suất
phản ứng thu được từ xúc tác acid này cao hơn acid acetic.
Bảng 3.10. So sánh hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2pyrrolidinone từ benzaldehyde, aniline và diethyl
acetylenedicarboxylatekhi thay đổi acid
STT
1

Dung môi
Ethanol

Acid
Acid

Thời gian

Hiệu suất

phản ứng (h)

(%)

12h

76,78%

12h

37%

12h

34%

citric
2

Ethanol

Acid
fomic

3

Ethanol

Acid
acetic


22

3.4.4. Thay đổi amine
Bảng 3.11. So sánh hiệu suất phản tổng hợp dẫn xuất 2pyrrolidinone khi thay đổi amine
STT

Amine

Dung

Acid

môi
1

Aniline

Ethanol

Acid

Thời

Hiệu

gian

suất

(h)

(%)

12h

76,78%

12h

85%

citric
2

Benzylamine

Ethanol

Acid
citric

3.4.5. Thay đổi aldehyde
Bảng 3.12. So sánh hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2pyrrolidinone khi thay đổi aldehyde
STT

Aldehyde

Dung

Acid

môi

Thời

Hiệu

gian

suất (%)

(h)
1

Benzaldehyde

Ethanol

Acid

12h

76,78%

12h

78%

12h

0%

12h

0%

citric
2

p-tolualdehyde

Ethanol

Acid
citric

3

Acetaldehyde

Ethanol

Acid
citric

4

Transcinnamaldehyde

Ethanol

Acid

citric


23
KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp một
số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone”, tôi đã thu được một số kết quả
như sau:
a. Tổng hợp được một số dẫn xuất của 2-pyrolidinone:
- Hợp chất A từ các chất ban đầu là benzaldehyde, aniline, acid
citric, diethyl acetylenedicarboxylate trong dung môi ethanol với hiệu
suất 76,78%.
- Hợp chất B từ các chất ban đầu là benzaldehyde,
benzylamine, acid citric, diethyl acetylenedicarboxylate trong dung
môi ethanol với hiệu suất 85%.
- Hợp chất C từ các chất ban đầu là p-tolualdehyde, aniline,
acid citric, diethyl acetylenedicarboxylate trong dung môi ethanol với
hiệu suất 78%.
b. Đã sử dụng các phương pháp phân tích như IR, MS,

13

C-

1

NMR và H-NMR trong việc phân tích cấu tạo các dẫn xuất của 2pyrrolidinone.
c. Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp
dẫn xuất 2-pyrrolidinone như thay đổi thời gian và thể tích dung môi,
thay đổi amine, acid và aldehyde. Nhận thấy rằng khi tăng thời gian

phản và giảm thể tích dung môi làm tăng hiệu suất tổng hợp chất A.
Trong cùng một điều kiện phản ứng, hiệu suất tạo thành chất B lớn
hơn chất A, chất C lớn hơn chất A.
d. Đã ứng dụng thành công phản ứng nhiều thành phần để tổng
hợp dẫn xuất của 2-pyrrolidinone.