Tổng hợp và xác định cấu trúc một số phức kẽm (II) với dẫn xuất thế n(4) aminylthiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA HĨA HỌC


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
SƯ PHẠM HÓA HỌC

TÊN ĐỀ TÀI:

TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU
TRÚC MỘT SỐ PHỨC KẼM (II)
VỚI DẪN XUẤT THẾ N(4)AMINYLTHIOSEMICARBAZONE
CHỨA HỢP PHẦN QUINOLINE

Giảng viên hướng dẫn: TS. Dương Bá Vũ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Lâm
MSSV: K38. 201.056


ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………….
Giảng viên hướng dẫn

Xác nhận của chủ tịch hội đồng


[KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP]

MỞ ĐẦU
Ung thư, hiện nay, là một mối quan tâm to lớn của cả thế giới; khi số người mắc
bệnh ngày càng gia tăng mà vẫn chưa có một liệu pháp nào chữa trị thật sự hữu hiệu.
Điều này đặt ra thách thức to lớn đối với các nhà khoa học rằng phải có những
nghiên cứu góp phần tích cực vào việc tìm ra liệu pháp hữu hiệu để chữa trị ung thư
-

đã và đang cướp đi hạnh phúc của hàng triệu người.

Một trong những thành tựu mà các nhà khoa học đã có được đó là việc tìm thấy
được hợp chất thiosemicarbazone với hoạt tính sinh học đa dạng như kháng khuẩn,
kháng viêm, đặc biệt là tính kháng khối u với những tế bào ung thư. Khơng những
vậy, hoạt tính này được cải thiện khi các dẫn xuất thiosemicarbazone tham gia tạo
phức với các ion kim loại nguyên tố chuyển tiếp như đồng, kẽm, platin, v…v…
Nắm bắt được thông tin ấy, chúng tôi tiến hành những nghiên cứu về các dẫn xuất
của thiosemicarbazone và khả năng tạo phức của chúng với các ion kim loại. Trong
đề tài này chúng tôi thực hiện các nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của hợp chất
thiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline và phức chất của chúng với kim loại
kẽm. Trong q trình tiến hành, chúng tơi áp dụng những phương pháp phổ để xác
định và biện luận các cấu trúc của phối tử và phức chất được tổng hợp. Qua đó đây
là cơ hội cho chúng tơi củng cố lại những lí thuyết đã được học từ các thầy cơ trong

khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Tp HCM.

SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

MỤC LỤC
MỤC LỤC.......................................................................................................................................................... 1
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH................................................................................................................ 5
DANH MỤC BẢNG...................................................................................................................................... 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..................................................................................................................... 10
1.1 Từ quinoline đến thiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline......................................... 10
1.1.1 Giới thiệu về quinoline.................................................................................................................... 10
1.1.2 Hoạt tính và ứng dụng...................................................................................................................... 11
1.1.3 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline................................................................ 13
1.1.3.1 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline............................................................ 13
1.1.3.2 Giới thiệu về 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde............................................................... 15
a) Phương pháp tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde...................................................... 15
b) Phản ứng chuyển hóa 2-chloro-quinoline-3-carbaldehyde...................................................... 16
b1) Phản ứng thế............................................................................................................................................ 16
b2) Phản ứng cộng vào nhóm aldehyde................................................................................................ 16
b3) Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde................................................................................................... 17
b4) Phản ứng ngưng tụ................................................................................................................................ 17
1.2 Phức chất của thiosemicarbazone.................................................................................................... 18
1.2.1 Sự phát triển của hợp chất thiosemicarbazone........................................................................ 18
1.2.2 Hoạt tính sinh học của thiosemicarbazone và phức ion kim loại với
thiosemicarbazone......................................................................................................................................... 19
1.2.2.1 Hoạt tính kháng u........................................................................................................................... 19
a) Men khử (Reducase ribonucleotide)................................................................................................. 20

b) Cơ chế khác................................................................................................................................................ 21
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 1


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

GVHD: TS Dương Bá Vũ

1.2.2.2 Hoạt tính kháng động vật đơn bào........................................................................................... 21
1.2.3 Các nghiên cứu về phức chất của kẽm với các dẫn xuất của thiosemicarbazone....23
1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài....................................................................................................... 27
CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................ 28
2.1 Nội dung nghiên cứu............................................................................................................................ 28
2.2 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................................................... 28
2.3 Hóa chất và dụng cụ.............................................................................................................................. 28
2.3.1 Hóa chất................................................................................................................................................. 28
2.3.2 Dụng cụ.................................................................................................................................................. 28
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN........................................................................ 29
3.1 Thực nghiệm............................................................................................................................................ 29
3.1.1 Tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde và dẫn xuất 2-quinolone-3carbaldehyde................................................................................................................................................... 30
3.1.1.1 Tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde...................................................................... 30
3.1.1.2 Tổng hợp dẫn xuất: 2-quinolone-3-carbaldehyde.............................................................. 31
3.1.2 Tổng hợp các dẫn xuất N(4)-aminylthiosemicarbazide....................................................... 32
3.1.2.1 Tổng hợp N(4)-(4-methylpiperidinyl)thiosemicarbazide................................................ 32
3.1.2.2 Tổng hợp N(4)-morpholinylthiosemicarbazide.................................................................. 33
3.1.3. Tổng hợp một số phối tử của 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde, 2-quinolone-3carbaldehyde với các dẫn xuất thiosemicarbazide............................................................................ 34
3.1.3.1 Tổng hợp phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde-N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazone (L1)......................................................................................... 34
3.1.3.2 Tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazone (L2)......................................................................................... 35

3.1.3.3 Tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)morpholinylthiosemicarbazone (L3)...................................................................................................... 35
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 2


[KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP]

GVHD: TS Dương Bá Vũ

3.1.4 Tổng hợp một số phức kẽm của 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde và 2-quinolone3-carbaldehyde với các dẫn xuất N(4)-aminylthiosemicarbazide.............................................. 36
3.1.4.1 Tổng hợp phức kẽm với 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde-N(4)-4-methyl
piperidinyl thiosemicarbazone [Zn(L1)2](NO3)2)............................................................................ 36
3.1.4.2 Tổng hợp phức kẽm với 2-quinolone-3-carbaldehyde [N(4)-4-methyl piperidinyl
thiosemicarbazone] (Zn(L2)2).................................................................................................................. 36
3.1.4.3 Tổng hợp phức kẽm với 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-morpholinyl
thiosemicarbazone (Zn(L3)2).................................................................................................................... 37
3.2 Thảo luận kết quả nghiên cứu........................................................................................................... 38
3.2.1 Phân tích kết quả tổng hợp các phối tử L1, L2 và L3.......................................................... 38
3.2.1.1 Phân tích kết quả khối phổ MS các phối tử L1, L2, và L3............................................. 38
3.2.1.2 Phân tích kết tủa phổ IR các phối tử L1, L2, và L3.......................................................... 39
3.2.1.3 Phân tích kết tủa phổ UV-Vis các phối tử L1, L2, và L3................................................ 43
1

3.2.1.4 Phân tích kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân H-NMR các phối tử L1, L2, và L3
44
1

a. Phân tích kết quả phổ H-NMR phối tử L1.................................................................................... 44
1

b. Phân tích kết quả phổ H-NMR phối tử L2.................................................................................... 46
1

c. Phân tích kết quả phổ H-NMR phối tử L3.................................................................................... 48
13

3.2.1.5 Phân tích kết quả phổ C-NMR, HSQC, HMBC, và COSY các phối tử L1, L2, và
L3......................................................................................................................................................................... 49
3.2.2 Phân tích kết quả tổng hợp các phức chất [Zn(L1)2](NO3)2, Zn(L2)2 và Zn(L3)2 . 59

3.2.2.1 Phân tích kết quả tổng hợp phức chất [Zn(L1)2](NO3)2................................................. 60
a. Phân tích kết quả phổ MS phức [Zn(L1)2](NO3)2....................................................................... 60
b. Phân tích kết quả phổ IR phức [Zn(L1)2](NO3)2......................................................................... 61
c. Phân tích kết quả phổ UV-Vis phức [Zn(L1)2](NO3)2............................................................... 62
1

d. Phân tích kết quả phổ H-NMR phức [Zn(L1)2](NO3)2........................................................... 62
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 3


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

e. Phân tích kết quả phổ

GVHD: TS Dương Bá Vũ

13

C-NMR, HSQC, HMBC, và COSY phức [Zn(L1)2](NO3)2 .. 63

3.2.2.2 Phân tích kết quả tổng hợp phức chất Zn(L2)2*................................................................. 64
a. Phân tích kết quả phổ IR phức Zn(L2)2........................................................................................... 64
b. Phân tích kết quả phổ UV-Vis phức Zn(L2)2................................................................................. 64
1

c. Phân tích kết quả phổ H-NMR phức Zn(L2)2............................................................................. 65
d. Phân tích kết quả phổ

13

C-NMR, HSQC, HMBC, và COSY phức Zn(L2)2.....................66

3.2.2.3 Phân tích kết quả tổng hợp phức chất Zn(L3)2................................................................... 67
a. Phân tích kết quả phổ IR phức Zn(L3)2........................................................................................... 67
b. Phân tích kết quả phổ UV-Vis phức Zn(L3)2................................................................................. 67
1

c. Phân tích kết quả phổ H-NMR phức Zn(L3)2............................................................................. 68
d. Phân tích kết quả phổ

13

C-NMR, HSQC, HMBC, và COSY phức Zn(L3)2.....................68

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.......................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................... 73
PHỤ LỤC......................................................................................................................................................... 80

SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 4


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1: Hợp chất quinoline
Hình 2: Các dẫn xuất của quinoline được cơ lập từ các sản phẩm của tự nhiên
Hình 3: Một vài hợp chất hứa hẹn với hệ vịng quinoline
Hình 4: Một vài dẫn xuất quinoline quan trọng
Hình 5: Tổng hợp quinoline Combes
Hình 6: Phương pháp tổng hợp quinoline của Safari và các cộng sự
Hình 7: Phương pháp tổng hợp quinoline của Anvar và các đồng nghiệp
Hình 8: Phương pháp tổng hợp quinoline của Reddy và các cộng sự
Hình 9: Qui trình tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde
Hình 10: Qui trình chuyển hóa thành thione, seleno, và base Schiff
Hình 11: Qui trình chuyển hóa thành quinolone
Hình 12: Phản ứng cộng với với 2-mercaptobenzimidazole
Hình 13: Phản ứng cộng với 1,2,4-triazole-5-thiol
Hình 14: Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde
Hình 15: Phản ứng ngưng tụ
Hình 16: Hợp chất thiosemicarbazone (a) và methisazone (b)
Hình 17: Các dẫn xuất nhóm thiosemicarbazone có khả năng tridenate
Hình 18: Gốc tự do tyrosyl
Hình 19: Cấu tạo của sự kết hợp của thiosemicarbazone và ferroquine
Hình 20: Phối tử thiosemicarbazone 2-benzotlpyridine
Hình 21: Phức của Zn(II) với thiosemicarbazone 2-benzoylpyridine

Hình 22: Thiosemicarbazone pyridine-2-carbaldehyde (a) và thiosemicarbazone (1E)-1pyridine-2-ylethan-1-one (b)
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 5


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

Hình 23a: Phức của kẽm với thioserimicarbazone pyridine-2-carbaldehyde và
thiosemicarbazone (1E)-1-pyridine-2-ylethan-1-one. (a,b:=1:1; c,d=1:2)
Hình 23b: Phức kẽm với di-2-pyridylketone 4-cyclohexyl-4-methyl-3-thiosemicarbazone
(a và b)
Hình 23c: Kết quả sự tương tác với ti thể của di-2-pyridylketone 4-cyclohexyl-4-methyl3-thiosemicarbazone
Hình 24: Sơ đồ tổng hợp phối tử L1, L2, L3
Hình 25: Phản ứng tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde
Hình 26: Phản ứng điều chế dẫn xuất: 2-quinolone-3-carbaldehyde
Hình 27: Phản ứng điều chế carboxy N(4)-(4-methylpiperidinyl)dithiocarbamate
Hình 28: Phản ứng chuyển hóa N(4)-(4-methylpiperidinyl)dithiocarbamate thành N(4)(4-methylpiperidinyl)thiosemicarbazide
Hình 29: Phản ứng điều chế N(4)-morpholinyldithiocarbamate
Hình 30: Phản ứng chuyển hóa N(4)-morpholinyldithiocarbamate thành
N(4)-morpholinyldithiocarbazide
Hình 31: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde N(4)-4methylpiperidinyl thiosemicarbazone
Hình 32: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-4methylpiperidinyl thiosemicarbazone
Hình 33: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)morpholinylthiosemicarbazone
Hình 34: Kết quả phân tích khối phổ MS của L1
Hình 35: Phổ IR của hợp chất 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde
Hình 36: Phổ IR của hợp chất 2-quinolone-3-carbaldehyde
Hình 37: Phổ IR của hợp chất N(4)-4-methylpiperidinylthiosemicarbazide
Hình 38: Phổ IR của hợp chất N(4)-morpholinyl thiosemicarbazide
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 6


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

Hình 39: Phổ IR của phối tử L1
Hình 40: Tín hiệu UV-Vis của L1, L2 và L3
Hình 41: Sự cộng hưởng xảy ra trong nhóm amide
Hình 42: Cấu trúc dự kiến của phối tử L1
1

Hình 43: Kết quả đo phổ H-NMR được phân vùng của L1
1

Hình 44: Kết quả đo phổ H-NMR vùng 2 của L1
Hình 45: Cấu trúc dự kiến của phối tử L2
1

Hình 46: Kết quả đo phổ H-NMR được phân vùng của L2
1

Hình 47: Kết quả đo phổ H-NMR vùng 2 của L2
Hình 48: Cấu trúc dự kiến của phối tử L3
1

Hình 49: Kết quả đo phổ H-NMR được phân vùng
Hình 50: Kết quả đo phổ vùng 2 của L3
Hình 51: Kết quả đo phổ

13

C-NMR của L1

Hình 52: Cấu trúc của L1 ứng với tín hiệu ở vùng carbon bão hịa
Hình 53: Kết quả đo phổ HSQC ở vùng 1 carbon bão hòa của L1
Hình 54: Kết quả đo phổ HMBC ở vùng carbon bão hịa của L1
Hình 55: Tương tác giữa cặp electron tự do của nitrogen và σ*C-H
Hình 56: Kết quả đo phổ COSY vùng carbon bão hịa của L1
Hình 57: Cấu trúc của L1 ứng với tín hiệu ở vùng carbon khơng bão hịa
Hình 58: Kết quả phổ HSQC vùng carbon khơng bão hịa của L1
Hình 59: Kết quả phổ HMBC vùng carbon khơng bão hịa của L1
Hình 60: Các hợp phần cấu thành L2
Hình 61: Các hợp phần cấu thành L3
Hình 62: Sự thay đổi vị trí của C2 và C11 ở L2 và L3
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 7


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

GVHD: TS Dương Bá Vũ

Hình 63: Kết quả đo phổ MS của phức chất [Zn(L1)2]NO3)2
Hình 64: Kết quả đo phổ IR của [Zn(L1)2]NO3)2
Hình 65: Tín hiệu UV-Vis của [Zn(L1)2](NO3)2 và L1
Hình 66: Kết qu ả đo HSQC của phức chất [Zn(L1)2](NO3)2 (A) và L1(B) - vùng
carbon không bão hịa.
Hình 67: Kết quả tín hiệu UV-Vis của Zn(L2)2 và L2

Hình 68: Sự khác biệt giữa tín hiệu H-NMR của Zn(L2)2 (A) và L2 (B)
Hình 69: Kết quả tín hiệu UV-Vis của Zn(L3)2 và L3
1

Hình 70: Sự khác biệt giữa tín hiệu H-NMR của Zn(L3)2 (A) và L3 (B)
Hình 71: Kết quả phổ COSY của Zn(L3)2 (A) và L3(B)

SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 8


[KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP]

GVHD: TS Dương Bá Vũ

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Một số đặc điểm của các hợp chất để tổng hợp phối tử
Bảng 2: Một số đặc điểm của các phối tử L1, L2 và L3
Bảng 3: Kết quả phân tích phổ MS của các phối tử L1, L2 và L3
Bảng 4: Tín hiệu các dao động đặc trưng trên phổ IR
Bảng 5: Các dải hấp thụ UV-Vis của L1, L2, và L3
Bảng 6: Tín hiệu của các nguyên tử carbon trên phổ

13

C-NMR của L1

Bảng 7: Tín hiệu qui kết các nguyên tử hydrogen và carbon của L1
Bảng 8: Tín hiệu qui kết các nguyên tử hydrogen và carbon của L2

Bảng 9: Tín hiệu qui kết các nguyên tử hydrogen và carbon của L3
Bảng 10: Đặc điểm của phức chất [Zn(L1)2](NO3)2 , Zn(L2)2 , và Zn(L3)2
Bảng 11: Tín hiệu

của [Zn(L1) ](NO ) và L1
max

của Zn(L2) 2và L23 2

max

của Zn(L3) và L3

Bả ng 12: Tín hiệ u

Bảng 13: Tín hiệu

max

SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

2

2

Trang 9


[KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP]

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Từ quinoline đến thiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline
1.1.1 Giới thiệu về quinoline
Quinoline là một trong những hợp chất thơm dị vòng base nitrogen quan trọng.
Quinoline, gần đây thu hút được sự chú ý của các nhà khoa học bởi hoạt tính đa dạng và
có nhiều ứng dụng rộng rãi.

N

Hình 1: Hợp chất quinoline
Nguồn chủ yếu chứa quinoline gồm có dầu mỏ, chế hóa than đá, và dầu phiến nham- một
dạng dầu được chiết tách từ một loại đá trầm tích có tên là đá phiến nham.
Các dẫn xuất của quinoline có mặt trong các sản phẩm tự nhiên, đặc biệt là nhóm alkaloid.
Năm 1820, quinine (1) được cô lập từ vỏ cây cinchona (cây canh ki na) – loại cây mà
trước đây người ta dùng vỏ của nó để trị sốt rét. Những dẫn xuất khác của quinoline (2-5)
có những ứng dụng đa dạng được chiết tách từ những loại thực vật khác [1].
H

HO

N

OMe

O

N

N

1
R

N

Hình 2: Các dẫn xuất của quinoline được cơ lập từ các sản phẩm của tự nhiên

SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 10



[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

Quinoline được chiết thành cơng đầu tiên vào năm 1834 từ nhựa than bởi Friedlieb
Ferdinand Runge. Nhựa than là nguồn cung cấp chính cho quinoline thương mại [2]
1.1.2 Hoạt tính và ứng dụng
Các dẫn xuất quinoline nhìn chung, được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực y học, hóa sinh
hữu cơ, và cơng nghiệp hóa học, đặc biệt trong rãi trong lĩnh vực tổng hợp hóa hữu cơ.
Các dẫn xuất quinoline được tìm thấy có những hoạt tính sinh học phong phú như kháng
sốt rét, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng hen, hạ huyết áp, kháng viên, và kháng hoạt động
mạnh của tiểu cầu [3].
Ngồi ra, chúng cịn có ngăn chặn khuẩn lao và sự suy giảm hệ miễn dịch [4].
Có một vài hợp chất với hệ vịng quinoline có chức năng đầy hứa hẹn, như pamaquine (6),
chloroquine (7), tafenoquine (8), bulaquine (9), và mefloquine (10) là các tác nhân kháng
sốt rét, và amondiaquine (11) là kháng sốt rét và kháng viêm [5-7].
O

HN

O

CF3

Cl


Hình 3: Một vài hợp chất hứa hẹn với hệ vịng quinoline.

SVTH: Nguyễn Hồng Lâm

Trang 11


[KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP]

GVHD: TS Dương Bá Vũ

Các dẫn xuất 2-arylquinoline (12a) và (12b) chỉ rõ sự chọn lọc khi liên kết với thụ cảm
estrogen (ER ), đóng vai trị quan trọng trong việc phát triển, duy trì và chức năng của
hệ sinh sản của động vật có vú, kể cả những tế bào vơ tính [8].
4-[2-( diethylamino) ethylamino] quinolin-7-ol (13) chứa nguyên tử nitrogen ở vị trí số 4
cho thấy khả năng kháng kí sinh trùng sốt rét [9]. Các dẫn xuất quinoline nhiều nhóm thế,
như 8-hydroxyquinoline và quinoline-8-thiol được sử dụng để tạo phức với kim loại
chuyển tiếp có khả năng phát xạ ánh sáng.[10]. 2-(4-Bromo-5-ethynylthiophen-2-yl)-6ethynyl-4-phenylquinoline (14) được dùng làm cảm biến và diode phát quang [11]
Một vài dẫn xuất quinoline như quinalidine (15) và acid quinaldic (16) cho thấy hoạt tính
chống ăn mịn cho thép nhẹ (mild steel) trong acid hydrochloric [4].

HO

12a: R= -CH=CH2
12b: R= NH2
Br

N

S

H
N

N

COOH

H

14

Hình 4: Một vài dẫn xuất quinoline quan trọng
Nhiều dẫn xuất của quinoline được tìm thấy có ứng dụng trong hóa nơng, hay được sử dụng
để nghiên cứu về quá trình cơ kim sinh học [3] và hữu cơ sinh học [12]. Chúng được sử dụng
nhiều trong việc sản xuất phẩm nhuộm, màu thực phẩm, chỉ thị pH và các chất hữu cơ khác.
Thêm vào đó, các dẫn xuất này, cịn được dùng với vai trị là phối tử cho
SVTH: Nguyễn Hồng Lâm

Trang 12

[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

q trình điều chế phức lân quang OLED [13] và với hợp chất cao phân tử liên hợp –
được sử dụng nhưng cảm biến hóa học của ion fluoride và ion kim loại [14,15].
Được chú ý bởi những ứng dụng quan trọng và đa dạng, các dẫn xuất của quinoline thu
hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu tiến hành khám phá và phát triển các phương pháp
tổng hợp chúng.
1.1.3 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline
1.1.3.1 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline
Từ những năm 1800, nhiều phương pháp tổng tợp quinoline và dẫn xuất của nó được thực
hiện, và được đặt theo tên của các nhà phát minh như tổng hợp Skraup, Doebner-von
Miller, Friedlander, Pfitzinger, Conrad-Limpach, và Combes [1].
O
R
NH2

Hình 5: Tổng hợp quinoline Combes.
Mặc dù, các phương pháp này có hiệu quả cao, nhưng việc thực hiện yêu cầu được tiến
hành với nhiều loại acid, hay những tác nhân không thân thiện với mơi trường; bên cạnh
đó, cịn tạo và nhiều sản phẩm và thời gian thực hiện phản ứng rất lâu [12]. Hơn nữa,
lượng sản phẩm phụ không mong muốn xuất hiện, gây khó khăn cho việc loại bỏ và cơ
lập lấy sản phẩm chính. Vì vậy, việc theo đuổi những phương pháp thân thiện với môi
trường đang được những nhà nghiên cứu hướng đến, được gọi là “phương pháp tổng hợp
xanh”.
Sự tiến đến “phương pháp xanh” nhằm chú trọng vào cách tạo sản phẩm bằng phương
phức đơn giản và tiêu tốn ít nguyên liệu, giảm thiểu chất thải, giảm tải năng lượng, ít độc
hại, chất liệu có thể sử dụng lại được, cắt ngắn giai đoạn phản ứng và sử dụng xúc tác
xanh để cải thiện hiện suất của phản ứng.
Dưới đây, là một số phương pháp tổng hợp thay thế được sử dụng phổ biến hiện nay:
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 13


[KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP]

−

Phương tiện phản ứng thay thế cho tổng hợp, dùng lỏng siêu tới hạn, lỏng ion,

nước, polyethyleneglycol.
− Nguồn năng lượng thay thế hư vi sóng, sóng siêu âm, và ánh sáng mặt
trời/UV.
−

Xúc tác làm từ đất sét hoặc những xúc tác xanh khác mà có thể được tái chế và

tái sử dụng.
Dưới đây, là một vài qui trình tổng hợp xanh đã được nghiên cứu:
•

Qui trình của Safari và các cộng sự [16].
NH2
R

R2
R1

Hình 6: Phương pháp tổng hợp quinoline của Safari và các cộng sự.
•

Qui trình của Anvar và các đồng nghiệp [17], kết hợp xúc tác

posstasium dodecatungstocobaltate trihydrate (K5CoW12O40.3H2O).
NH2

R

R1

Hình 7: Phương pháp tổng hợp quinoline của Anvar và các đồng nghiệp.
• Qui trình của Reddy và các cộng sự sử dụng montmorillonite K-10 ( Mont K10) –
một dạng acid Lewis [18] trong mội trường khơng khí.
NH2

OMe
OMe

EtO


Hình 8: Phương pháp tổng hợp quinoline của Reddy và các cộng sự.
SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 14


[KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP]

1.1.3.2 Giới thiệu về 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde

Khoảng 20 năm trở lại đây, 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde và các dẫn xuất của nó thu
hút được sự chú ý của cộng đồng nghiên cứu khoa học bởi hoạt tính sinh học và đặc tính
trị liệu của chúng. Do đó, việc khai thác khía cạnh này đang được đẩy mạnh, nhằm tạo ra
được hợp chất có những đặc tính tối ưu nhất về mặt sinh học và y học. Từ đó, có thể cho
ra đời, những sản phẩm thuốc có khả năng chữa trị cao như kháng viêm, kháng khuẩn,
kháng virus,v…v…[3].
a) Phương pháp tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde
2-chloroquinoline-3-carbaldehyde được tổng hợp dựa trên qui trình của Vilsmeier-Haack,
từ acetanilide [19-22] và từ acetoacetanilide [19].
CHO

R

NH2

Hình 9: Qui trình tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde.
Với phạm vi điều kiện phịng thí nghiệm cho phép, chúng tôi lựa chọn phương pháp tổng
hợp quinoline Vilsmeier-Haack, bởi quá trình tiến hành ngắn (2 phản ứng), hiệu suất thu
hồi cao (89% với tỉ lệ số mol như sau Acetanilide: DMF: POCl 3 =1:3:12). Đồng thời, sản
phẩm phụ thu được là H3PO3, dễ xử lí bằng cách pha lỗng, hoặc trung hịa bằng kiềm.
Hơn nữa, sản phẩm chính thu được tinh khiết, nhờ quá trình kết tinh lại trong dung mơi
ethylacetate.
b) Phản ứng chuyển hóa 2-chloro-quinoline-3-carbaldehyde
b1) Phản ứng thế
Dưới đây, là một số qui trình chuyển hóa, thay thế chlo bằng nhóm chức khác.
•

Qui trình chuyển hóa thành thione, và seleno [23]

SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 15


N
R

X:S,Se; R=CH2Ph;CHMe2,4-MeC6H4

Hình 10: Qui trình chuyển hóa thành thione, seleno, và base Schiff.
•

Qui trình chuyển hóa thành quinolone [24]

CHO

N

Cl

R

R: 6-OMe,7-OMe,7-Cl,8-Me

Hình 11: Qui trình chuyển hóa thành quinolone.
Vận dụng phản ứng thế và khả năng chuyển hoá thành quinolone mà vẫn giữ được nhóm
carbaldehyde, chúng tơi lựa chọn tính chất hóa học này để chuyển hóa hợp chất 2chloroquinoline-3-carbaldehyde bằng cách thay thế nhóm chlo bởi những nhóm thế khác
nhau và chuyển hóa thành quinolone-3-carbaldehyde.[23,24]
b2) Phản ứng cộng vào nhóm aldehyde
•

Phản ứng cộng với 2-mercaptobenzimidazole [25]

CHO
HS
N

Cl

Hình 12: Phản ứng cộng với với 2-mercaptobenzimidazole.
•

Phản ứng cộng với 1,2,4-triazole-5-thiol [26]


SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 16


[KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP]

R1

Hình 13: Phản ứng cộng với 1,2,4-triazole-5-thiol.
b3) Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde
•

Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde bằng thuốc thử Tollens [27].
R1

N

R1=H,Me,OMe

Hình 14: Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde.
b4) Phản ứng ngưng tụ
•

Phản ứng ngưng tụ tạo thành imine [28]

N

R

1

NH2NH2

N


R1

R1=H,7-Me,8-Me;
R

H

H

2=H, MeC6 4, cyclohexyl,allyl,Bu,PhCH2,ClC6 4,Ph;

R3=Ph,4-C6H4Me,4-C6H4Br

Hình 15: Phản ứng ngưng tụ.

SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm

Trang 17