Luận văn nghiên cứu tổng hợ một số azomethin từ d glucosamin và benzandehit thế luận văn thạc sỹ hóa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH


NGUYỄN VĂN QUỐC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ AZOMETHIN
TỪ D-GLUCOSAMIN VÀ BENZANDEHIT THẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


VINH- 2011

M-2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH


NGUYỄN VĂN QUỐC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ AZOMETHIN
TỪ D-GLUCOSAMIN VÀ BENZANDEHIT THẾ

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 60,44.27
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Đình Thành

VINH- 2011

Li cm n
Luận văn đợc hoàn thành tại phòng tổng hợp Hữu cơ I, Khoa hóa học trờng
Đại học Khoa Học Tự Nhiên (Đại học Quốc Gia Hà Nội) dới sự hớng dẫn khoa
học của Thầy giáo PGS. TS Nguyễn Đình Thành. Tác giả xin bày tỏ lòng kính
trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy, đà giao đề tài và tận tình hớng dẫn tác giả hoàn
thành Luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm các anh chị nghiên cứu sinh, các bạn học viên cao
học và các em sinh viên làm việc ở phòng tổng hợp Hữu cơ I đà giúp đở tác giả
trong quá trình hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Viện hóa học và trờng Đại học KHTN đà giúp đỡ
tác giả đo phổ.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo đà tham gia giảng dạy
lớp Cao học 17 chuyên ngành Hóa Hữu cơ.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban chủ nhiệm cùng các thầy giáo cô giáo
Khoa sau đại học, Đại học Vinh
Tác giả xin gửi tới tất cả ngời thân và các bạn bè lòng biết ơn sâu sắc.
Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ quý báu đó
Luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận đợc và biết
ơn các ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn.

Vinh, tháng 12 năm 2011
Tác giả

Nguyễn Văn Quốc

M-i

MỤC LỤC
Chương 1.TỔNG QUAN.................................................................3
Chương 2. THỰC NGHIỆM..........................................................33
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................41
KẾT LUẬN................................................................................... 72
................................................................................................... 73
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN VĂN................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................75

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
13

C NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13 (13C-Nuclear Magnetic Resonance)

COSY: Phổ tương quan 1H-1H (Correlated Spectroscopy)
DABCO: 1,4-diazabicycloro[2.4.2]octan
DMF: dimetyl fomamit
DMSO: dimetyl sulfoxyt

M-ii


DMSO-d6: dimetyl sulfoxyt được deuteri hóa
1

H NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-Nuclear Magnetic Resonance)

HMBC: Phổ tương tác xa 13C-1H (Heteronuclear Multiple Bond Coherence)
HRMS: Phổ khối lượng phân giải cao (High Resolution Mass Spectrometry)

HSQC: Phổ tương tác gần 13C-1H (Heteronuclear Single Quantum Correlation)
IR: Phổ IR (Infrared Spectroscopy)
MS: Phổ khối lượng (Mass Spectrometry)
δ: độ chuyển dịch hóa học
χ: độ âm điện của nguyên tố
σ: hằng số nhóm thế Hammett
ρ: hằng số đối với phản ứng đã cho

M-iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Kết quả khảo sát phản ứng giữa D-glucosamin
hydrocloride 1 và salicylandehit trong dung môi metanol khan 46
Bảng 2. Các azomethin của D-glucosamin và các benzandehit
thế 3a-p khi sử dụng dung môi metanol và xúc tác NaHCO3.....48
Bảng 3. Kết quả khảo sát phản ứng tổng hợp azomethin 6.......56
Bảng 4. Kết quả tổng hợp các azomethin 6................................58
Bảng 5. Các tương tác 1H–13C gần trong phổ HSQC của
azomethin 6g............................................................................. 62
Bảng 6a. Phổ 1H NMR của các 2-(R-benzyliden)imino-2-deoxy1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6 (vùng đường)......65
Bảng 6b. Phổ 1H NMR của các 2-(R-benzyliden)imino-2-deoxy1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6 (vùng vòng thơm)
................................................................................................... 66
Bảng 7. Phổ 13C NMR của các 2-(R-benzyliden)imino-2-deoxy1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6.............................67
Bảng 8. Một số ion mảnh trong phổ HRMS của hợp chất 6........69

M-iv


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1. Quá trình điều chế 2-amino-2-deoxy-D-glucosamin
hydrocloride 1............................................................................ 43
Hình 1. Phổ IR của 2-amino-2-deoxy-D-glucosamin hydrocloride
1................................................................................................. 44
Sơ đồ 2. Phản ứng của α-D-glucosamin với các benzandehit thế.
................................................................................................... 45
Hình 2. Liên kết hydro nội phân tử ở các salicyliden Dglucosamin thế 3a-c...................................................................47
Hình 3. Phổ IR của N-(2-hydroxybenzyliden) glucosamin 3a....48
Hình 4A. Phổ 1H NMR của hợp chất 3c (vùng thơm) trong DMSOd6............................................................................................... 50
Hình 4B. Phổ 1H NMR của hợp chất 3c (vùng đường) trong
DMSO-d6.................................................................................... 51
Sơ đồ 3. Con đường tổng hợp hợp chất chìa khố 5...................52
Hình 5. Phổ IR của tetra-O-axetyl-N-salicyliden-β-D-glucosamin
4a............................................................................................... 53
Hình 6. Phổ IR của tetra-O-axetyl-D-glucosamin hydrocloride 5.
................................................................................................... 54
Sơ đồ 4. Con đường tổng hợp các azomethin 6 từ hợp chất chìa
khố 5........................................................................................ 55
Hình 7. Phổ IR của 2-(4-methybenzyliden)imino-2-deoxy1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6g...........................57

M-v


Hình 8. Phổ 1H NMR của hợp chất 2-(4-methybenzyliden)imino2-deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6g (vùng
đường)....................................................................................... 60
Hình 9. Phổ 13C NMR của hợp chất 2-(4methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dglucopyranose 6g....................................................................... 61
Hình 10, Phổ COSY của hợp chất 2-(4-metylbenzyliden)imino-2deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6g (vùng
đường)....................................................................................... 61
Hình 11. Phổ HSQC của hợp chất 2-(4-metylbenzyliden)imino-2deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6g (vùng

đường)....................................................................................... 62
Hình 12. Phổ HMBC của hợp chất 2-(4-metylbenzyliden)imino-2deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6g (vùng
đường)....................................................................................... 63
Hình 13. Phổ HMBC của hợp chất 2-(4-metylbenzyliden)imino-2deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6g (vùng
thơm)......................................................................................... 63
Hình 14. Các tương tác 1H–13C xa trong phổ 2D NMR HMBC của
6g............................................................................................... 64
Hình 15. Phổ MS của hợp chất 2-(4-metylbenzyliden)imino-2deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-glucopyranose 6g................68
Hình 16. Sơ đồ phân mảnh chung của hợp chất 2-(4-metylbenzyliden)imino-2-deoxy-1,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dglucopyranose 6g....................................................................... 70

M-vi


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Azomethin (hay bazơ Schiff) là những hợp chất có chứa trong phân tử nhóm liên
kết azomethin –CH=N-. Người ta đã biết đến hợp chất này từ lâu [1], song chỉ từ
những năm năm mươi trở lại đây, chúng mới được chú ý nghiên cứu nhiều, nhất là từ
khi phát hiện thấy chúng có vai trị quan trong trong q trình sinh hóa và hóa học
khác nhau. Do có mặt trong phân tử nhóm liên kết azomethin, là một nhóm có khả
năng phản ứng cao, các azomethin có khả năng tham gia vào nhiều loại phản ứng
chuyển hóa quan trọng. Mặt khác, bản thân các azomethin cũng có những hoạt tính
sinh hoạc đáng chú ý như hoạt tính kháng khuẩn, chống viêm, chữa bệnh thương
hàn… Một số azomethin có khả năng tạo phức với các ion kim loại và được ứng
dụng trong hóa học phân tích... Nhiều azomethin thơm, béo-thơm với các nhóm thế
alkyl, aryl hay dị vòng khác nhau đã được tổng hợp và nghiên cứu
[1,19,33,43,45,60].
Monosacaride là hợp chất quan trọng của cacbohidrat. Nhiều dẫn xuất của chúng
có những hoạt tính sinh học đáng chú ý. Các hợp chất được tổng hợp từ glucosamin
được biết đến với các ứng dụng lớn trong y học như chữa thấp khớp, các bệnh về

thận, điều trị ung thư, ... [22,33-42,57,59]. Vì vậy, việc tổng hợp và nghiên cứu dãy
hợp chất này của monosacaride có nhiều ý nghĩa về mặt lý thuyết và ứng dụng thực
tế [52-56]. Các azomethin có chứa hợp phần monosacaride (D-glucose) chứa được
nghiên cứu nhiều, chỉ có một số cơng trình khoa học đề cập đến [7,8,13,16,32,25,52].
Nhằm góp phần vào việc nghiên cứu trong lĩnh vực hoá học các monosacaride và giải quyết
vấn đề ô nhiễm môi trường của vỏ tôm phế thải, trong luận văn này tôi đã chọn đề tài
”Nghiên cứu tổng hợp một số azomethin từ D-glucosamin và benzandehit thế”.

2. Mục đích nghiên cứu:
Tận dụng vỏ tơm phế thải và nghiên cứu tổng hợp một số azomethin từ D-glucosamin
và benzandehit thế.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
Các nhiệm vụ chính để thực hiện mục đích này như sau:

1


+ Điều chế α-D-glucosamin hydrocloride từ vỏ tôm;
+ Khảo sát khã năng phản ứng tổng hợp azomethin khi dùng các bazơ khác nhau
+ Nghiên cứu tổng hợp một số azomethin từ α-D-glucosamin hydrocloride và
các benzandehit thế khác nhau.

4. Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu các đề tài, khóa luận, luận án, các bài báo có liên quan đến
phương pháp tổng hợp D-glucosamin, phương pháp tổng hợp azomethin;
- Nghiên cứu các tài liệu viết về D-glucosamin và azomethin;
- Tiến hành tổ chức thực nghiệm tổng hợp các hợp chất bằng phương pháp
hóa học trong phịng thí nghiệm.
5. Giả thuyết khoa học:

Nếu tổng hợp được các azomethin thì khóa luận sẽ góp thêm một phương
pháp mới để tổng hợp azomethin từ α-D-glucosamin hydrocloride và các
benzandehit thế khác nhau, làm tăng số lượng của các hợp chất azomethin.

2


Chương 1.TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ AZOMETHIN

1.1.1. Các phương pháp tổng hợp azomethin
Các azomethin có thể được tổng hợp theo nhiều phương pháp khác nhau. Sau
đây là những phương pháp chính [3].
1. Bằng phản ứng khử nhóm amit thế:
O

H3C

Cl

H3C
NH

H3C
N

P C l5

N

S n C l2

2. Đi từ các hợp chất azo và các nhóm metylarren:
N

CH3

N

t0C c a o
C 6H 5N H

+

CH

N
2

3. Đi từ hợp chất thơm có nhóm metylen hoạt động và hợp chất nitroso:
O 2N
NO

(CH3)2 NH

+

N a 2C O 3, t0

NO 2

H3C

CH

N

(H 3C) 2 NH

H 2O
O2N

4. Bằng phản ứng giữa aldehit và amin bậc 1:
CHO

+

H2N

CH

N

ở đây Ar và Ar’ có thể là gốc alkyl, aryl hay dị vòng. Các azomethin béo điều chế từ
andehit béo và amin béo thì khơng bền, song các azomethin béo-thơm thì bền vững,
nhất là các azomethin thơm. Đây là phương pháp thuận tiện nhất, đi từ những hợp
chất đầu rẻ tiền và cho hiệu suất cao.
5. Bằng phản ứng của andehit thơm và hợp chất nitro thơm trong CO với sự có
3

mặt hợp chất của paladi và các hợp chất có chứa nitơ, phottphot và Fe 2Mo7O24. Chẳng
hạn, hỗn hợp của benzandehit, nitrobenzen, phức PdCl2- pyridin và pyridin trong
benzen ở áp suất 150 atm trong CO ở 230oC, trong 5 giờ cho 71% benzylidenanilin:
CH2

NO 2

+

1 5 0 a tm , 5 h

O 2N

CH

N

6. Ngưng tụ các hợp chất nitro béo hay thơm béo có nhóm α-metylen với
nitrosoaren có mặt natri hydroxide hay natri cyannite:

CH2 NO 2

N aC N

+

N(CH 3)2

ON

70

N

0

NC
N(CH 3)2

7. Bằng phản ứng giữa nitrosoaren và các α - heteyl axetonnitril khi có mặt
kiềm, hiệu suất phản ứng đạt từ 50-80%:

+ -

N I

+

CH2 CN

C 2H 5O H , K O H

ON

N(CH 2CH 2Cl) 2

+ -

N I

CH3

CH3

N
H
N(CH 2CH 2Cl) 2

8. Từ các dị vịng chứa nitơ có nhóm metyl hoạt động và các nitrosoaren hiệu
suất đạt từ 50-70%:

NO

+

N
CH3

I-

CH3

C 2H 5O H , to

+

+

N IH3C

N(CH 2CH 2OH) 2

C

N

H
N(CH 2CH 2OH) 2

Trong tất cả các phương pháp tổng hợp azomethin ở trên, thì phương pháp đi từ
andehit và amin bậc nhất là thuận lợi và phổ biến nhất. Cơ chế của phản ứng này
cũng đã được nghiên cứu tỉ mỉ.

4


1.1.2. Cơ chế phản ứng giữa andehit và amin bậc nhất
Cơ chế phản ứng giữa andehit và amin bậc nhất được biểu diễn bằng sơ đồ tổng
quát sau [2,44]:

δ

δ+

R

CH

R

−

O

CH

(1 )

+

R

(2 )

NHR'

R

NH2

O

RCH

⊕

CH

NH2R'

-

NR'

- H 2O

OH

trong đó R, R’ là gốc alkyl, aryl hay dị vòng. Phản ứng được xúc tác bằng axit hay
bazơ (gia đoạn tấn công nucleophin của amin vào nhóm cacbonyl (1) và giai đoạn
tách nước để tạo thành azomethin (2). Người ta nhận thấy rằng tùy theo gốc R hay R ’
của từng dãy phản ứng, tốc độ của phản ứng trên sẽ đạt cực đại ở trị số pH xác định
[1,2]. Tốc độ nãy cũng phụ thuộc vào hiệu ứng không gian và bản chất của các nhóm
thể nối với nhóm cacbonyl.
Khi dùng xúc tác axit, cơ chế của phản ứng như sau:
CH

⊕
H
+

+

O

RCH

R 'N H

⊕

---

R

OH

2

R

CH

⊕

NH 2R'

OH

-H

R

+

CH

H

NHR'

+

R

OH

+

⊕

CH2 - - - NHR'

R

- H

+

R

CH

N

CH

NHR'

- H 2O

OH 2

R'

Còn khi dùng xúc tác bazơ, cơ chế của phản ứng như sau:
R'NH

+

δ+
CH

R

δ−
O

R'NH HC
O

R'

N

-

CH
OH

R'

R

- O H

N

CH

R
-

R'NH

CH

R

B

-

OH

R

-

Tuy nhiên hai giai đoạn tấn công nucleophin và tách nước ở trên phụ thuộc vào
5


bản chất của nhóm thế theo hai quy luật khác nhau. Trong dung dịch trung tính tốc độ
cộng nucleophin tăng lên khi có nhóm thế hút điện tử (NO 2, Cl, Br) và giảm khi có
mặt nhóm thế đẩy điện tử (CH3, OCH3, OH, …) ở trong nhân thơm andehit, còn tốc
độ dehydrat hóa thì lại phụ thuộc vào bản chất của nhóm thế theo chiều ngược lại, và
vì thế tốc độ chung của toàn phản ứng trong môi trường trung tính ít phụ thuộc vào
bản chất của nhóm thế.
Trong môi trường axit, tốc độ phản ứng lại tăng lên khi trong nhân thơm có
nhóm hút điện tử và khi đó giai đoạn cộng nucleophin chậm hơn giai đoạn dehydrat
hóa. Nếu tốc độ cộng hợp nucleophin và dehydrat hóa bằng nhau thì khi đưa các
nhóm thế đấy điện tử và nhân thơm andehit sẽ làm tan tốc độ dehydrat hóa và làm
giảm tốc độ cộng hợp, khi đó giai đoạn (1) là giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản
ứng và bị ảnh hưởng nhiều các nhóm thế. Khi đưa nhóm thế hút điện tử vào nhân
thơm andehit, tốc độ của giai đoạn cộng hợp tăng lên, còn tốc độ dehydrat hóa lại
giảm xuống và trở thành giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng, khi đó ảnh hưởng của
các nhóm thế đến tốc độ chung của các phản ứng là không đáng kể. Chẳng hạn khi
nghiên cứu phản ứng của các benzandehit thế với anilin người ta thấy với các nhóm
thế hút điện tử thì ρ=–0,5, còn các nhóm thế đẩy điện tử ρ=+1,5.

1.1.3. Phản ứng của các azomethin
Do độ âm điện khác nhau của các nguyên tử cacbon và nitơ trong liên kết
azomethin (độ âm điện của chúng lần lượt là χC=2,5 và χN=3,0 nên liên kết azomethin
luôn luôn có xu hướng phân cực về phía nguyên tử nitơ, làm cho mật độ điện tử ở
nguyên tử nitơ luôn luôn cao hơn so với ở nguyên tử cacbon [2,3].

δ−
δ+

C=N
Các tính toán hóa lượng tử cho thấy điện tích hiệu dụng trên các nguyên tử
cacbon va nitơ của liên kết azomethin là khác nhau: nguyên tử nitơ mang điện tích
âm còn nguyên tử cacbon mang điện tích dương.
Như vậy trong phân tử azomethin xuất hiện hai trung tâm phản ứng khác nhau:
trung tâm nucleophin ở trên nguyên tử nitơ và trung tâm electrophin trên nguyên tử
6


cacbon. Vì vậy các azomethin có khả năng tham gia vào nhiều loại phản ứng khác
nhau.
Một số phản ứng điển hình của các azomethin như sau [3].
1.1.3.1. Phản ứng của azomethin với các hợp chất có nguyên tử hydro linh
động

Azomethin tham gia vào phản ứng với các hợp chất có nguyên tử hydro linh
động ở nguyên tử cacbon-α trong các hợp chất cacbonyl khi có mặt của xúc tác axit
clohidric đặc như với các andehit (axetandehit, andehit propionic) các metylxeton
(axeton, các axeton phenol) các metyl xeton của dị vòng (axetyl furan, axetyltiophen,
axetylpyridin, axetylcumarin….), các dixeton (dimedon, indandion, phenilin….), các
xetoaxit, este malonic, antipyrin, ….tùy theo cấu phần amin của azomethin là nhân
benzen hay các nhân ngưng tụ mà tiến trình của phản ứng xảy ra khác nhau: với các
azomethin của anilin thì chỉ tạo thành các sản phẩm cộng hợp kiểu β-aminoxeton
trong đó các azomethin của naphtylamin và các amin thơm có vòng ngưng tụ cacbon
hay dị vòng ngưng tụ thì phản ứng trên dẫn đến sự tạo thành các dẫn xuất của
dihydrobenzoquinolin, khi có mặt của chất oxy hóa nhẹ nhàng thì dẫn xuất này bị oxy
hóa cho các benzoquinolin tương ứng:

CH

+

N

R

CH3COR''

CH 2COR''

HCl

CH

NH

R

R'

R'
R

R'

R
N

CH

C H 3C O R '
H C l

H3C
NH

R'
H3C

C 6H 5N O

2

R

N

Trong phản ứng với axit pyruvic và các dẫn xuất của nó thì bất kỳ azomethin

7


thơm nào cũng tạo thành các hợp chất kiểu quinolin hay benzoquinolin:
COOH

N

C H 3C O C O O H

CH

R

N

R

R'

R'
N

HOOC

CHAr

Ar

C H 3C O C O O H

N

COOH

C H 3C O C O O H
N

CHAr

O

N

O

Ar

1.1.3.2. Phản ứng của azomethin với diazomethan

Diazomethan phản ứng với các azomethin dãy béo, béo thơm, thơm hay dị vòng
cho các sản phẩm cộng đóng vòng bền 1,2,3-triazolin, phản ứng này thường được
tiến hành trong dung môi ete hay đioxan:
R
R

CH

N

R'

+

E th e r

CH 2N2

R'
CH

N
N
N

O 2N

CH

N

NO 2

C H 2N
E th e r

2

H3C

CH

N

NO 2

N
N

Hiệu suất phản ứng thường từ 10 – 40%, thới gian phản ứng từ 2 đến 3 ngày cho
đến hàng tháng (30 ngày).

1.1.3.3. Phản ứng của azomethin với diihalogencacben

Các azomethin phản ứng đihalogen cacben (như diclorocacben, dibromocacben)

8


cho các dẫn xuất của 2,2-dihalogen-1,3-diarylaziridin:
CH

+

N

R

: CCl2

N

HC

R

R'

R'
Cl

Cl

Hiệu suất của phản ứng với diclorocacben đạt từ 10 đến 90% với dibromocacben
từ 52 đến 75%. Người ta thường dùng muối amoni bậc 4 để làm xúc tác cho chuyển
pha trong phản ứng trên và hiệu suất phản ứng sẽ tăng lên 67-90%. Khả năng phản
ứng của azomethin phụ thuộc vào bản chất của nhóm thế trong nhân thơm, chẳng hạn
với dãy azomethin RC6H4N = CHC6H5 thì khả năng phản ứng tăng theo thứ tự R: mBr < p-Cl < H = m-OCH3 < p-CH3 < p-OCH3, còn dãy azomethin RC6H4CH=NC6H5
thì lại có thứ tự R: m-Cl < p-Cl < H < p-CH3 < m-OCH3 < p-OCH3
1.1.3.4. Phản ứng của azomethin với các hợp chất cơ phottphot

Các azomethin dễ dàng cộng với các hợp chất phottphot để cho các hợp chất của
phottphotaminoalkan. Các photphotnat có nhóm metyl linh động khi có mặt của xúc
tác axit hay bazơ (như NaNH2) dễ dàng cộng hợp vào các azomethin cho các βaminoalkylphotphotnat, hiệu suất phản ứng từ 32–88%:
RO
RCH 2

O

P

N aN H

+

CH N

RO
2

NH

R

RO

P

CH CH

O

RO

Khi có mặt của tác nhân axit, trialkylphotphit có thể cộng vào azomethin. Các
dialkylphotphit dễ dàng cộng vào azomethin thơm, cho các α-aminoalkyl
photphotnat, với hiệu suất từ 67–91%.
RO
RO

P
RO

+

N

CH

C 6H 5O H
1 0 0 -1 3 0 oC

RO
P

NH

O

RO

Phản ứng xảy ra nhanh khi có mặt của ancolat kiềm hay axit clohiđric, SnCl 2

9


trong ancol. dialkylphotphit cũng dễ dàng cộng hợp vào các azomethin dị vịng. Các
hợp chất cơ photphot có liên kết P–H cũng dễ dàng cộng hợp vào azomethin như
diarylphotphit, monoalkylphotphit, diaminophotphit, axit hypophotphotic, dialkylaryl
photphin, triaryl photphit, axit alkylphotphotic, dialkyliodophotphit, photgen,
photphin oxide.
RO

RO
P

+

OH

ArCH

NHAr

ArHN

O

P

CHAr

RO

RO

1.1.3.5. Phản ứng của azomethin với các dẫn xuất của axit isocyanic và
isothiocyanic

Phản ứng của azomethin với các dẫn xuất của các axit isocyanic và isothiocyanic
(như phenyl isocyanat…) có thể xảy ra theo những chiều hướng khác nhau với sự tạo
thành uretidon, monooxotriazin và dioxotriazin, phụ thuộc vào tỉ lệ mol của
azomethin và isocyanat hay isothiocyanat trong hỗn hợp phản ứng.
Các aryl isocyanat và aryl isothiocyanat phản ứn với azomethin theo tỉ lệ mol
tương ứng 2:1 cho sản phẩm cộng hợp đóng vịng monooxotriazin, hiệu suất từ 26 –
47%:
R

2R

CH

N

+

R'

X

CH

N

C6H5

H5C6

N

X

N

R'
R''

N
R'''

Trong khi đó nếu tỉ lệ mol tương ứng là 1:2 thì lại tạo thành các dioxotriazin với
hiệu suất 22–55%:

R
R

CH

N

R'

+

2X

CH

N

C6H5

H5C6
X

N

N
N

R'
X

H 5C 6

Các axyl isocyanat (benzoyl isocyanat, tricloroaxetyl isocyanat, trifluoroaxetyl

10


isocyanat, clorocacbonyl isocyanat cho các sản phẩm cộng hợp đóng vịng khác nhau
tuỳ theo từng loại isocyanat, nhưng thơng thường thì hỗn hợp các sản phẩm cộng hợp
đóng vịng 1:1 và 1:2 được tạo thành.
R''

R
N

2R

C

N

C

O

+

CH

R'

N

+

R''
N

O
R

N

O

C

O

R

R'
N

O

O

Closunfonyl isocyanat phản ứng với azomethin cho các triamindion đối xứng
với hiệu suất 60–100%:

C6H4R'

RC6H4CH

NC 6H4R'

+

ClO 2SNCO

ClO 2S

C6 H 4 R

N

O
N

N

SO 2Cl

O

Azomethin phản ứng với đi isocyanat cho các ure thế và tioure thế:
OCN

OCN

H 5C 6

CH

NR

C6H5NOCHN

C6H5NOCHN

+

1.1.3.6. Phản ứng của azomethin với các ete không no (phản ứng DielsAlder)

Khi có mặt xúc tác eteat bortrifluoride, các azomethin tham gia tích cực vào
phản ứng với các hợp chất ete không no như vinylalkylete, dihydropyran, ...Phản ứng
này thuộc về phản ứng tổng hợp dien (phản ứng Diels- Alder). Hệ thống dien của
azomethin –CH=N-C=CH- có chứa nguyên tử tử nitơ có tính nucleophin và trong
phản ứng sẽ cộng hợp với các dienophil theo kiểu cộng hợp-1,4 và cho các sản phẩm
tetrahydroquinolin, các sản phẩm này dễ dàng dehydro hoá hay oxy hoá tiếp tục cho
quinolin tương ứng với hiệu suất 20–80%.
11

R''


OR

N

CHAr

+

HC

BF

OR

3

+

e te

CH2

Ar

N
H

N

Ar

OC 2H5

+

N CH

O C2H 5
C

BF

CH

3

(C 2H 5)2O

C6H5

N
O

R
N

+

CH

O

H3C

B F

H3C
3

e te

R
C6H5

N

C6 H5

+

N N

HC

OC 2H5

BF

NH

3

e te

CH2

Ngoài xúc tác BF3 trong ete khan, người ta còn dùng xúc tác AlCl3, AlBr3, khan
hay Co2(CO)8 trong THF và thu được quinolin với hiệu suất khá cao 60-70%. Các
azomethin còn tham gia vào phản ứng Diels-Alder với các dienophil thông thường
như anhydrid

maleic, etyl maleat, N-arylsunfonylimid của cloral và fluororal

(ArSO2N=CHCCl3) và với RC(=NH)NH2, ở đây phản ứng cũng chạy theo kiểu cộng
hợp 1,4 với hiệu suất 30–50%. N-maleimid thế phản ứng với azomethin cho các hợp
chất spiro, phản ứng chạy theo kiểu 1,2 với tỉ lệ mol tương ứng 1:2.
O
R

CH

N

R'

+

O

NR''

1 0 0 0C

O

NR'

R''N

O
O

1.1.3.7. Phản ứng của azomethin với xeten và dixeten

Keten phản ứng với azomethin cho các azetidinon-2:

12

NR''
O


CH3
C6 H5 N

C C N

H3C

+

C 6H 5

H3C

C 6H 5 C C O

CH3

C 6H 5

R

C 6H 5

N
N
R
O

C6 H5

Khi thực hiện phản ứng trong SO2 lỏng thì sẽ thu được trans-thiazolidinondioxide:
C6H5
C6 H5

CH N C6H5

+

C 6H5

C

C

O

+

N

SO 2

C6H5

O 2S

R

R

C6H5

Diketen phản ứng với azomethin cho sản phẩm cộng hợp với hiệu suất 10- 37%:
H2C

C

O

H2C

C

+

CH

N

C6H5 NH

C 6H 5

O

C

C

O

C6H5

CH C6H5

COCH 3

1.1.3.8. Phản ứng của azomethin với dẫn xuất của axit cacboxylic no

Các azomethin phản ứng với dẫn xuất của axit cacboxylic no có số nguyên tử C
≥ 2 cho sản phẩm cộng hợp aminoaxit thế ở nitơ. Phản ứng này thường được xúc tác
bằng NaNH2, alcolat kiềm, hay AlCl3 khan. Hoạt độ của các xúc tác này giảm theo

dãy AlCl3 > NaNH2 > NaOR. Hiệu suất của phản ứng với xúc tác AlCl3 và NaNH2 là
15–80%. Phản ứng luôn dẫn đến sự tạo thành các đồng phân dia (erithro và threo),
trong đó thường dạng erithro là chủ yếu:

N aN H

C6H5 CH N C6H5 R

+

C6H5CH 2COOC 2H5

RC6H4CH

+

C6H5CH 2COOCH 3

NC 6H4R'

2

C6H5CH(NHC 6H4R)CHC 6H5COOC 2H5

A lC l3 k h a n
C 6H

6

RC6H4 CH CH COOC 2H5

R'C6H4 NH C6H5

Với este của axit α-metylpropionic khi có xúc tác NaNH2 thì lại thu được sản
phẩm vịng hố azetidinon-2, ngay bản thân etylpropionat trong phản ứng trên cũng
có xu hướng tạo thành sản phẩm vịng hố kiểu này:

13


CH3
C6H5 CH N C6H5

+

(CH 3)2CHCOOC 4H9 - t

N aN H

2

H3C

C6H5
N

O

C6H5

Etyl nitroaxetat khi phản ứng với azomethin ở nhiệt độ phòng khi khơng có xúc

tác cho sản phẩm cộng bình thường nhưng khi có mặt amin bậc nhất dư (như nC4H9NH2) thì lại cho dị vịng isoxazol:

2 5 0C

NC 6H4R'

+

O 2NCH 2COOC 2H5

R'C6H4NHCHC 6H4R

RC6H4CH NC 6H4R'

+

O 2NCH 2COOC 2H5

R'C6H4NHCHC 6H4R

RC6H4CH

Azomethin phản ứng với etyl format tạo ra sản phẩm cộng hoặc là andehit hoặc
amit:
ArCH

NAr

+

O 2NCH 2COOC 2H5

+

0
C4H9NH 2N a O H , 6 0 C

Ar

HOOC

COOH
N
O

1.1.3.9. Phản ứng của azomethin với axetylen và các dẫn xuất của nó:

Axetylen phản ứng với các azomethin khi có xúc tác như HgCl hay BF3 trong ete
khan cho các dẫn xuất của quinolin hay benzoquinolin:

N CH

+

HC

H g C l2

C

toC

N

Các dẫn xuất của axit axetylendicacboxylic phản ứng với azomethin theo kiểu
cộng hợp lưỡng cực-1,4 tạo ra nhân dị vòng pyridin hay các sản phẩm cộng hợp tuỳ
theo lượng mol của các chất tam gia phản ứng. Các azomethin phản ứng với dimetyl
axetylendicacboxylat cho sản phẩm cộng 1:2 với hiệu suất 53–63%:

14


C6 H5
R
C 6H 5

CH N

R

+

2 H3CCOOC C

C

COOCH 3

N

COOCH 3
H3COOC

COOCH 3
COOCH 3

Một vài azomethin lại phản ứng theo kiểu cộng Michael:

N
HC N

C

CH 2CH 2R

COOCH 3

C

+

COOCH 3

N
H3COOCH 2C
H3COOC

CH

N

O

1.1.3.10. Phản ứng của azomethin với các axit α-thiolcacboxylic

Các azomethin phản ứng với axit α-thiolcacboxylic cho các thiazolidinon-4
chứa các nhóm thế ở vị trí 2 và 3 của vòng. Phản ứng thường tiến hành trong ete
khan, benzen khan. Hiệu suất sản phẩm đạt 60–70%. Cũng có khi người ta thường
dùng axit axetic hay etanol làm dung môi, hiệu suất thường thấp 12%. Cơ chế của
phản ứng đã được F. C. Brown và A. E. Lipkin đề cập đến. Người ta thường cho axit
thioglycolic phản ứng với azomethin:
-

Ar
ArCH NAr'

+

Ar
N

HSCH 2COOH

S

O

1.1.3.11. Phản ứng của azomethin với muối pyrili

Azomethin có thể được biểu diễn như sau:

R

+

-

R CH N R'

CH N R'

Do đó azomethin có thể phản ứng với muối pyrili clorat ở dạng ylide. Phản ứng
xảy ra do sự tấn cơng ái nhân vào vị trí α của vòng và sự tách bởi nhiệt của phức 4
cạnh cho sản phẩm với hiệu suất 80–88%:

15


C 6H 5

C 6H 5

O

C6 H 5

+

+

C6 H 5

+

CH

-

N R'

C 6 H5

ClO4-

C 6H 5

O

C 6H 5

ClO4-

C 6H 5
+

+

ClO4-

N

R'

C6H5

+

+

C6 H 5

C6H5 CH

N

-

C 6H 5

C6H5

+

C6H5

N

CH CH C6H5

ClO4-

C 6H 5

1.1.3.12. Phản ứng của azomethin với anhydrid của axit cacboxylic

Azomethin phản ứng với các anhydrid axetic, dicloro- và tricloroaxetic sẽ cho
các azetidinon-2:
RC6H4
RC6H4

CH

N C6H4R'

+

C6H4R'
N

(Cl 3CO) 2O
Cl
Cl

O

C 6H5
H5 C6

CH

N C 6H 5

C6H 5
N

+

(CH 3CO) 2O
O

Người

ta

cũng

thấy

sự

tạo

thành

sản

phẩm

trung

gian

kiểu

CH3CON(C6H5)CH(C6H5)OCOCH3 trong phản ứng của azomethin C6H5CH=NC6H5
với anhydrid axetic.
1.1.3.13. Phản ứng của azomethin với các haloanhydrid của axit cacboxylic

Phản ứng của azomethin với các haloaxit xảy ra theo những hướng rất khác nhau
tuỳ thuộc vào bản chất của phản ứng này. Khi có xúc tác bazơ, như N(C 2H5)3 chẳng
hạn, thì phản ứng này cho các β-lactam hay azetidinon-2 hoặc cho sản phẩm cộng
bình thường, phản ứng thường được tiến hành trong ete và ở nhiệt độ rất
thấp(~700C):

16