Tổng hợp một số dẫn xuất của 2 pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

TRƯƠNG ĐÌNH QUANG

TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG
NHIỀU THÀNH PHẦN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM

Đà Nẵng - 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG
NHIỀU THÀNH PHẦN
TRƯƠNG ĐÌNH QUANG – 14SHH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM
Giáo viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN TRẦN NGUYÊN

Đà Nẵng - 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐHSP
KHOA HÓA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trương Đình Quang
Lớp: 14SHH
1. Tên đề tài: “Tổng hợp một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng
nhiều thành phần”.
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:
- Nguyên liệu: benzylamine, m-nitroaniline, diethyl acetylenedicarboxylate,
benzaldehyde, p-tolualdehyde, 4-nitrobenzaldehyde, acid citric, ethanol,
dichloromethane, n-hexane, ethylacetate.
- Dụng cụ: bình cầu 25ml, bình cầu 15ml, phễu chiết, phễu lọc, các pipet loại 5ml
và 1ml, nhiệt kế, ống sinh hàn, giấy lọc, cốc thủy tinh 100ml, 500ml, sắc kí bản
mỏng.
- Thiết bị: máy hút, máy khuấy từ gia nhiệt, máy cô quay chân không, máy sóng siêu
âm, đèn UV, cân phân tích.
3. Nội dung nghiên cứu: Tổng hợp các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản
ứng nhiều thành phần.
4. Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trần Nguyên.
5. Ngày giao đề tài: 15/07/2017.
6. Ngày hoàn thành: 10/04/2018.
Chủ nhiệm khoa
Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ, tên)
(Ký và ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày … tháng … năm …
Kết quả điểm đánh giá:
Ngày … tháng … năm …

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ, tên)


LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến
thầy TS. Nguyễn Trần Nguyên đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt
thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo của trường Đại học Sư phạm nói
chung và khoa Hóa nói riêng đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời
gian em nghiên cứu tại trường.
Em cám ơn các sinh viên trong nhóm nghiên cứu đã giúp đỡ, hỗ trợ em hoàn
thành khóa luận này.
Đà Nẵng, ngày … tháng … năm …
Sinh viên

Trương Đình Quang


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

1

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

1

2. ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

1

2.1. Đối tượng nghiên cứu

1

2.2. Mục tiêu nghiên cứu

1

3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2

4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2

4.1. Tổng quan về lý thuyết

2

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm

2

5. BỐ CỤC LUẬN VĂN

2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

3

1.1. PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN

3

1.1.1. Sơ lược về phản ứng nhiều thành phần

3

1.1.2. Một số phản ứng nhiều thành phần

4

1.1.3. Một số công trình nghiên cứu ứng dụng phản ứng nhiều thành phần

8

1.2. GIỚI THIỆU VỀ 2-PYRROLIDINONE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ

10

1.2.1. Sơ lược về 2-pyrrolidinone

10

1.2.2. Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone

11

1.2.3. Ứng dụng của 2-pyrrolidinone và dẫn xuất

13

1.2.4. Phản ứng điều chế dẫn xuất 2-pyrrolidinone

15

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT

16
16

2.1.1. Dụng cụ

16

2.1.2. Thiết bị

16

2.1.3. Hóa chất

16

2.2. QUY TRÌNH PHẢN ỨNG
2.2.1. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzylamine, 4nitrobenzaldehyde và diethyl acetylenedicarboxylate

17
17


2.2.2. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzaldehyde, mnitroaniline và diethyl acetylenedicarboxylate

18

2.2.3. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde,
benzylamine và diethyl acetylenedicarboxylate

19

2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ ỨNG DỤNG TRONG
TỔNG HỢP

19

2.3.1. Phương pháp sắc ký bản mỏng (Thin layer chromatography)

19

2.3.2. Phương pháp phổ hồng ngoại IR

22

2.3.3. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân

27

2.3.4. Phương pháp phổ khối lượng (MS)

33

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

36

3.1. TỔNG HỢP DẪN XUẤT CỦA 2-PYRROLIDINONE TỪ
BENZYLAMINE, 4-NITROBENZALDEHYDE VÀ DIETHYL
ACETILENDICARBOXYLATE

36

3.1.1. Phổ hồng ngoại (IR)

37

3.1.2. Phổ khối (MS)

39

3.1.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR

39

3.1.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR

41

3.2. TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ BENZALDEHYDE,
M-NITROANILINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE
42
3.2.1. Phổ hồng ngoại (IR)

43

3.2.2. Phổ khối (MS)

45

3.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR

45

3.2.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR

47

3.3. TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ P-TOLUALDEHYDE,
BENZYLAMINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE
48
3.3.1. Phổ hồng ngoại (IR)

49

3.3.2. Phổ khối (MS)

51

3.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR

51

3.3.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR

53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

55

TÀI LIỆU THAM KHẢO

56


PHỤ LỤC

58


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
MCRs

Phản ứng nhiều thành phần

DHPMs

Dihydropyrimidinone

IR

Phổ hồng ngoại

MS

Phổ khối lượng

NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

TLC

Sắc ký bản mỏng

CTPT

Công thức phân tử

Et

Nhóm CH3–CH2– (ví dụ EtOOC–là CH3–CH2–OOC–)

HCA

Acid citric

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

Trang

3.1.

Phổ IR của hợp chất A

39

3.2.

Phổ 1H NMR của hợp chất A

41

3.3.

Phổ IR của hợp chất B

45

3.4.

Phổ 1H NMR của hợp chất B

47

3.5.

Phổ IR của hợp chất C

51

3.6.

Phổ 1H NMR của hợp chất C

54

bảng


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số

Tên bảng

hiệu

Trang

1.1.

Sơ đồ minh họa phản ứng nhiều thành phần

3

1.2.

Fosphenytoin và Phenytoin

9

1.3.

Imiprothrin

9

1.4.

Iprodione

10

1.5.

2-Pyrrolidinone

10

1.6.

Cotinine

12

1.7.

Doxapram

12

1.8.

Piracetam

12

1.9.

Ethsuximide

13

1.10.

Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone trong thuốc

13

1.11.

Cấu trúc của spiropiperidine-hydantonie-4-imide

14

1.12.

Một số hợp chất có nguồn gốc tự nhiên

14

2.1.

2.2.

2.3.

Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ benzylamine, 4nitrobenzaldehyde và diethyl acetylenedicarboxylate
Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ m-nitroaniline,
benzaldehyde và diethyl acetylenedicarboxylate./18
Sơ đồ phản ứng điều chế sản phẩm từ benzylamine, ptolualdehyde và diethyl acetylenedicarboxylate

17

18

18

2.4.

Sắc kí bản mỏng

20

2.5.

Quá trình sắc ký bản mỏng

22

2.6.

Dao động hóa trị đối xứng và bất đối xứng.

23

2.7.

Một số dao dộng biến dạng trong mặt phẳng (in-plane) và ngoài
mặt phẳng (out of plane)

24

2.8.

Trạng thái dao động của phân tử AB theo quan điểm cổ điển

24

2.9.

Đường cong thế năng của dao động điều hòa

25

2.10.

Đường cong thế năng và các mức năng lượng dao động của phân

26


tử hai nguyên tử dao động không điều hòa
2.11.
2.12.

Momen từ của hạt nhân
Hấp thụ năng lượng xảy ra đối với proton và các hạt nhân có số
lượng tử spin +1/2

28
29

2.13.

Sơ đồ hiệu ứng thuận từ của một số nhóm

30

2.14.

Sơ đồ khối phổ kế

34

2.15.

Quá trình hình thành các ion của phương pháp ESI

35

3.1.

Phổ hồng ngoại của hợp chất A

37

3.2.

Phổ khối của hợp chất A

39

3.3.

Phổ 1H NMR của hợp chất A

39

3.4.

Phổ 13C NMR của hợp chất A

41

3.5.

Phổ IR của hợp chất B

43

3.6.

Phổ khối của hợp chất B

45

3.7.

Phổ 1H NMR của hợp chất B

45

3.8.

Phổ 13C NMR của hợp chất B

47

3.9.

Phổ hồng ngoại của hợp chất C

49

3.10.

Phổ khối của hợp chất C

51

3.11.

Phổ 1H NMR của hợp chất C

51

3.12.

Phổ 13C NMR của hợp chất C

53


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nâng cao chất lượng y tế, cải thiện sức khỏe con người là một trong những
vấn đề quan trọng trong xã hội hiện đại. Một trong những lời giải cho vấn đề này
chính là dược phẩm. Việc nghiên cứu về dược phẩm đã được thực hiện hàng trăm
năm nay, tuy nhiên trở ngại lớn nhất trên con đường nghiên cứu của các nhà hóa
dược là phương pháp điều chế được loại thuốc vừa có hoạt tính, vừa lợi về mặt kinh
tế.
Một trong những giải pháp cho vấn đề trên có thể kể đến chính là phản ứng

nhiều thành phần (MCRs). Phản ứng nhiều thành phần (MCRs) đã mở ra một hướng
đi mới cho việc tổng hợp các hợp chất hữu cơ giàu hoạt tính sinh học, đặc biệt là
dược phẩm. Vì vậy, nó có vai trò rất quan trọng khi so sánh với các loại phản ứng
khác. Phản ứng nhiều thành phần (MCRs) có thể hiểu là ba hay nhiều chất cùng tác
dụng với nhau trong chỉ một phản ứng, từ đó hình thành sản phẩm mới có chứa đầy
đủ các thành phần. Một số ưu điểm của MCRs có thể kể đến là: thời gian phản ứng
ngắn, nguyên liệu đơn giản, có sẵn, giá thành thấp và thân thiện với môi trường. [5]
MCRs dựa trên việc tổng hợp các hợp chất dị vòng chứa bộ khung 2pyrrolidinone có vị thế quan trọng trong tổng hợp hữu cơ. Đây là những hợp chất
phổ biến vì có hoạt tính sinh học mạnh, có tiềm năng to lớn trong các ứng dụng về
phát triển thuốc và các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên và ngành hóa nông nghiệp.
[6]
Vì vậy, nhằm tìm ra một hướng đi mới trong tổng hợp dược phẩm dựa trên cơ
sở phản ứng nhiều thành phần với bộ khung 2-pyrrolidinone chính là lí do tôi chọn
đề tài “Tổng hợp một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều
thành phần ”.
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 dựa vào phản ứng nhiều thành
1


phần.
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, phân tích các tài liệu về phản ứng nhiều thành phần để tổng hợp
các dẫn xuất của 2- pyrrolidinone.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Tổng hợp các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần.

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
- Tổng hợp các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành phần.
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
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN
1.1.1. Sơ lược về phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần (MCRs) là phản ứng tổng hợp, trong đó ba hay
nhiều chất ban đầu phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm. Trong đó, về cơ bản
các chất thành phần đều góp phần tạo nên sản phẩm. Phản ứng nhiều thành phần
phụ thuộc vào các điều kiện phản ứng như: dung môi, nhiệt độ, chất xúc tác, nồng
độ các chất ban đầu [3], [15].

Hình 1.1. Sơ đồ minh họa phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần đã được biết đến trong hơn 150 năm. Phản ứng

MCRs đã được chứng minh lần đầu tiên là sự tổng hợp Strecker -amino cyanide
vào năm 1850. Phản ứng Strecker từ amine, aldehyde và cyano tạo thành sản phẩm
-aminonitrile, là một trong những ví dụ lâu đời nhất của MCRs. Tuy nhiên, ở thời
điểm ban đầu phản ứng nhiều thành phần ít thu hút sự chú ý của các nhà hóa học.
Sự phổ biến của nó tăng lên nhanh chóng sau sự xuất hiện đầu tiên của phản ứng 4
thành phần được thực hiện bởi Ugi và đồng nghiệp vào năm 1959, đó là phản ứng
của ketone hoặc aldehyde với amine, isocyanide, acid carboxylic để hình thành một
bis-amide. Kể từ đây, MCRs được áp dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ và khám
phá phần lớn các chất có hoạt tính sinh học và những phân tử có nhóm chức [3],
[14].
Phản ứng nhiều thành phần được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực
hóa học vì nó rất phổ biển và tạo ra một lượng lớn sản phẩm. Trong quá trình này,
những phân tử mục tiêu có độ chọn lọc cao sẽ được cô lập và tinh chế tạo hợp chất

3


trung gian. Một thuận lợi khác của phản ứng này là sử dụng những nguyên liệu đơn
giản và sẵn có, thí nghiệm đơn giản, những nguyên liệu chưa qua tinh chế có giá
thành thấp và thân thiện với môi trường cũng như dung môi không độc hại. Ngoài
ra, phản ứng nhiều thành phần cho phép sự thay đổi có hệ thống và có khả năng tự
động hóa. Với tất cả các lý do này, phản ứng nhiều thành phần nhanh chóng trở
thành con đường tổng hợp thuốc lý tưởng [9], [5].
1.1.2. Một số phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần có nhiều loại khác nhau
a. Phản ứng Biginelli
Đây là phản ứng hóa học nhiều thành phần, tạo ra 3,4-dihydropyrimidinone
hai lần thế từ ethyl acetoacetate, benzaldehyde và urea [7].

Cơ chế

Bước đầu tiên là sự ngưng tụ giữa benzaldehyde và urea. Tiếp theo imine
được tạo thành nhờ xúc tác acid. Các imine trung gian tạo ra hoạt động như một tác
nhân nucleophile tấn công vào nhóm carbonyl của các -ketoester (ethyl
acetoacetate) dẫn đến hiện tượng đóng vòng. Cuối cùng là giai đoạn loại bỏ nước để
tạo ra sản phẩm là hợp chất Biginelli [3], [9].

4


b. Phản ứng Bucherer-Bergs
Đây là phản ứng hóa học của các hợp chất carbonyl với ammonium carbonate
((NH4)2CO3) và potassium cyanide (KCN) để tạo ra hydantoin [3].
Phản ứng tổng quát

Cơ chế

5


c. Phản ứng Mannich
Phản ứng Mannich là một phản ứng hữu cơ nhiều thành phần gồm
formaldehyde (HCHO), amine bậc một hoặc bậc hai (ở đây ta xét amine bậc một)
và hợp chất carbonyl tạo thành sản phẩm là aminomethylated [3], [9].
Phản ứng tổng quát

Cơ chế
Đầu tiên là sự hình thành ion iminium từ amine và formaldehyde.

Hợp chất có nhóm chức carbonyl (trong trường �C trong vòng

1517.98

benzene

38


3.1.2. Phổ khối (MS)

Hình 3.2. Phổ khối của hợp chất A
Từ số liệu của phổ khối của hợp chất A, ta thấy xuất hiện peak của ion phân tử
có cường độ cao nhất (~82%) với tỉ lệ m/z là 383 (peak cơ sở). Giá trị này phù hợp
với khối lượng phân tử của hợp chất A được tổng hợp từ phản ứng trên.
3.1.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR

Hình 3.3. Phổ 1H NMR của hợp chất A
39


Từ phổ 1H NMR của hợp chất A, ta có thể suy luận một số peak đặc trưng sau:
- A có nhóm CH3 liên kết trực tiếp với nhóm CH2, vì thế peak của 3 H ở C số 8
sẽ là một triplet, peak của 2 H ở C số 7 sẽ là một quartet. Tuy nhiên, nhóm CH2 lại
liên kết trực tiếp với nguyên tử O (hút e) sẽ khiến độ dịch chuyển hóa học tăng, vì
thế peak của H của C số 8 (~1.029 ppm) sẽ có giá trị thấp hơn peak của H của C số
7 (~4 ppm).
- Có 1 peak với cường độ thấp, chân rộng ở độ dịch chuyển hóa học ~12 ppm,
đây là peak của H trong nhóm OH.
- Peak của H ở C số 5 là một singlet có giá trị 5.175 ppm. Điều này được giải
thích vì các nguyên tử xung quanh liên kết với C số 5 không có proton (H), khiến
cho peak này là một singlet. Hơn nữa C số 5 liên kết với vòng benzene và N, đều là

các nhóm hút e, khiến cho độ dịch chuyển hóa học tăng và lớn hơn giá trị của các
peak của H ở C số 7 và 8.
- Peak tương ứng với 9 nguyên tử H ở vòng benzene là các peak trong độ
chuyển dịch hóa học từ ~ 7 – 7.4 ppm.
- 2 nguyên tử H ở C ở vị trí số 15 không phải là 2 H tương đương, vì vậy đã
xảy ra tương tác spin-spin và 2 peak tương ứng là 2 doublet ở độ chuyển dịch hóa
học là ~ 3.9 ppm và ~ 4.8 ppm.
Bảng 3.2. Phổ 1H NMR của hợp chất A
STT

H

1

3 H ở C số 8

Độ chuyển dịch
hóa học (ppm)
~ 1.029

40


2

2 Hở 7

~4

3

1 H ở nhóm OH

~ 12

4

1 H ở C số 5

~ 5.175

5

9 H ở vòng benzen

~ 7-7.4

6

2 H ở C số 15

~3.9 và ~ 4.8

3.1.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR

Hình 3.4. Phổ 13C NMR của hợp chất A

Trong phổ 13C NMR của hợp chất A ta thấy xuất hiện các peak cường độ thấp
có độ chuyển dịch hóa học ở 154.589 ppm, 162.188 ppm, 165.386 ppm. Đó là các
peak của các nguyên tử C nhóm C=O ở vị trí số 2, nguyên tử C nhóm C=O của

ester ở vị trí số 6 và nguyên tử C liên kết với nhóm OH ở vị trí số 3. Các peak xuất
hiện trong vùng độ chuyển dịch hóa học từ 111.47 ppm 147.82 ppm là các peak của

41


nguyên tử C của liên kết C=C và các nguyên tử C của hai vòng benzene. Nguyên tử
C số 7 tương ứng với peak 60.064 ppm và nguyên tử C số 8 tương ứng với peak
14.406 ppm. Điều này được giải thích do C số 7 liên kết trực tiếp với nguyên tử O
có độ âm điện lớn, khiến hằng số chắn giảm, làm cho độ dịch chuyển hóa học tăng,
dẫn đến có peak ở giá trị cao hơn peak của C số 8. Peak ở độ dịch chuyển hóa học
44.67 ppm và 60.128 ppm tương ứng với C số 15 và C số 5.
3.2. TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ BENZALDEHYDE,
M-NITROANILINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE
Công thức cấu tạo

B
Dẫn xuất B được tổng hợp dựa vào phản ứng nhiều thành phần với các chất
tham gia là benzaldehyde, m-nitroaniline và diethyl acetylendicarboxylate. Phản
ứng diễn ra trong dung môi ethanol, với xúc tác acid citric. Hiệu suất của phản ứng
đạt 95.38%. Cấu trúc của hợp chất B được xác định thông qua các phương pháp phổ
hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (ESI-MS) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H
NMR và 13C NMR).
Phản ứng tổng hợp

42


Cơ chế phản ứng

3.2.1. Phổ hồng ngoại (IR)

Hình 3.5. Phổ IR của hợp chất B

43


Trên phổ IR của hợp chất B xuất hiện peak tương ứng với dao động hóa trị của
liên kết O-H với giá trị 3118.90 cm-1. Peak dao động hóa trị của liên kết C=O và CO thuộc nhóm -COOC2H5 tương ứng với giá trị ~1720 cm-1và 1217.08 cm-1. Bên
cạnh đó, dao động hóa trị của liên kết C=C được thể hiện bởi peak có giá trị
1676.14 cm-1. Dao động biến dạng của liên kết C-H của nhóm CH2 và CH3 tương
ứng với các peak ở 1456.26 cm-1và ~1380 cm-1. Peak tương ứng với dao động hóa
trị của liên kết giữa hai nguyên tử cacrbon thuộc vòng benzene được thể hiện bởi 2
peak 1516.05 cm-1 và 1573.91 cm-1. Ngoài ra, trong vùng 3500-3300 cm-1 và vùng
2200-2100 cm-1 của phổ IR không xuất hiện peak tương ứng với dao động hóa trị
của liên kết N-H trong amine và liên kết -C≡N trong nitrile nên chứng minh được
amine trong hợp chất thu được là amine bậc 3. Các peak đặc trưng của hợp chất
được trình bày ở Bảng 3.3.
Bảng 3.3. Phổ IR của hợp chất B
STT

Nhóm

Dao động

Số sóng (cm-1)

1

Ancol

Dao động hóa trị của liên kết O–H

3118.90

Ester

Dao động hóa trị của liên kết C=O của ester

~1720

C O
O

Dao động hóa trị của liên kết C–O của ester

1217.08

Anken

Dao động hóa trị của liên kết C=C trong anken

1676.14

Ankan

Dao động biến dạng của liên kết C–H trong

1456.26

C-C

nhóm CH2

OH
2

3

C=C
4

Dao động biến dạng của liên kết C–H trong

~1380

nhóm CH3
5

Benzene

Dao động hóa trị của liên kết C=C trong vòng

1573.91

benzene
Dao động hóa trị của liên kết C–C trong vòng

1516.05

benzene

44


3.2.2. Phổ khối (MS)

Hình 3.6. Phổ khối của hợp chất B
Từ số liệu của phổ khối của hợp chất B, ta thấy xuất hiện peak của ion phân tử
có cường độ cao nhất với tỉ lệ m/z là 369 (peak cơ sở). Giá trị này phù hợp với khối
lượng phân tử của hợp chất B được tổng hợp từ phản ứng trên.
3.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR

Hình 3.7. Phổ 1H NMR của hợp chất B
45


Từ phổ 1H NMR của hợp chất B, ta có thể suy luận một số peak đặc trưng sau:
- B có nhóm CH3 liên kết trực tiếp với nhóm CH2, vì thế peak của 3 H ở C số 8
sẽ là một triplet, peak của 2 H ở C số 7 sẽ là một quartet. Tuy nhiên, nhóm CH2 lại
liên kết trực tiếp với nguyên tử O (hút e) sẽ khiến độ dịch chuyển hóa học tăng, vì
thế peak của H ở C số 8 (1.2 ppm) sẽ có giá trị thấp hơn peak của H ở C số 7 (4.2
ppm).
- 1 peak với cường độ thấp, chân rộng ở độ dịch chuyển hóa học 9.12 ppm,
đây là peak của H trong nhóm OH.
- Peak của H ở C số 5 là một singlet có giá trị 5.80 ppm. Điều này được giải
thích vì các nguyên tử xung quanh liên kết với C số 5 không có proton (H), khiến
cho peak này là một singlet. Hơn nữa C số 5 liên kết với vòng benzen và N, đều là
các nhóm hút e, khiến cho độ dịch chuyển hóa học tăng và lớn hơn giá trị của các
peak của H của C số 7 và 8.

- Peak tương ứng với 9 nguyên tử H ở vòng benzen là các peak trong độ
chuyển dịch hóa học từ 7.25 – 8.31 ppm.
Bảng 3.4. Phổ 1H NMR của hợp chất B
Độ chuyển dịch

STT

H

1

3 H ở C số 8

1.2

2

2 Hở 7

4.2

3

1 H ở nhóm OH

9.12

hóa học (ppm)

46