luận văn thạc sĩ hóa phân tích

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊNTRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐỖ VĂN HẢO PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT 2-4,7-DICLO-8-METYLQUINOLIN-2-YL- 5,7-DITERT-BUTYL-1,3-TROPOLON BẰNG MỘT SỐ PHƯƠNG

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐỖ VĂN HẢO

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT 2-(4,7-DICLO-8-METYLQUINOLIN-2-YL)- 5,7-DI(TERT-BUTYL)-1,3-TROPOLON BẰNG MỘT SỐ

PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2016

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐỖ VĂN HẢO

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT 2-(4,7-DICLO-8-METYLQUINOLIN-2-YL)- 5,7-DI(TERT-BUTYL)-1,3-TROPOLON BẰNG MỘT SỐ

PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 60 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Dương Nghĩa Bang

Thái Nguyên-2016

LỜI CẢM ƠN

Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy PGS TS Dương Nghĩa Bang Trưởng Khoa Hóa - Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên - Trường Đại Học TháiNguyên, đã giao đề tài và trực tiếp hướng dẫn tận tình, giúp đỡ chu đáo cả về tinhthần lẫn vật chất cần thiết trong suốt quá trình làm luận văn này

-Tôi xin chân thành cảm ơn:

- TS Phạm Thế Chính - Phó Khoa Hóa - Trường Đại Học Khoa Học TựNhiên - Trường Đại Học Thái Nguyên, đã giúp tôi phân tích và xử lý kết quả

- Ban lãnh đạo khoa Hóa học trường Đại học Khoa học - ĐHTN, tập thểcác thầy cô, anh chị và các bạn tại khoa Hóa học trường Đại học Khoa học -ĐHTN đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

- Các thầy cô giáo phòng thí nghiệm Khoa Hóa - Trường Đại HọcKhoa Học Tự Nhiên - Trường Đại Học Thái Nguyên đã tạo điều kiện vàgiúp đỡ tôi

- Tất cả các thầy cô đã dạy dỗ em trong suốt quá trình học tập

Cũng nhân dịp này tôi bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Chủ Tịch HĐQT,BGH, đồng nghiệp THPT Nguyễn Bình - Đông Triều - Quảng Ninh, gia đình,người thân, bạn bè đã động viên, tạo điều kiện giúp đỡ tôi về cả vật chất lẫntinh thần trong suốt qúa trình học tập và hoàn thành luận văn này

Tác giả luận văn

Đỗ Văn Hảo

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN a MỤC LỤC b DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT d DANH MỤC CÁC BẢNG e DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ f DANH MỤC CÁC HÌNH g

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc 3

1.1.1 Phương pháp phổ tử ngoại (UV) 3

1.1.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 6

1.1.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 9

1.1.4 Phương pháp phổ khối lượng (MS) 13

1.2 Tổng quan về quinolin và tropolon 15

1.2.1 Quinolin 15

1.2.2 Tropolon 19

Chương 2 THỰC NGHIỆM 25

2.1 Sơ đồ tổng hợp 25

2.2 Dụng cụ, hóa chất và phương pháp thực hiện 26

2.3 Tổng hợp 3,5-di(tert-butyl)-1,2-benzoquinon 26

2.3.1 Tổng hợp 3,5-di(tert-butyl)catechol 26

2.3.2 Tổng hợp 3,5-di(tert-butyl)-1,2-benzoquinon 27

2.4 Tổng hợp quinolin 27

2.4.1 Tổng hợp 7-clo-2,8-dimetylquinolin-4(1H)-on 27

2.4.2 Tổng hợp 4,7-diclo- 2,8-dimetylquinolin 28

2.4.3 Tổng hợp 5-nitro - 4,7-diclo-2,8-dimetylquinolin 28

2.5 Tổng hợp tropolon 29

2.5.1 Tổng hợp 2-(4,7-diclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl)-1,3-tropolon 29

2.5.2 Tổng hợp 2-(5-nitro-4,7-diclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl)-1,3-tropolon 30

2.6 Phân tích hàm lượng chất thu được bằng phương pháp LC-MS 31

2.6.1 Hóa chất, thiết bị 31

2.6.2 Thiết lập các thông số cho hệ thống LC/MS 31

2.6.3 Chuẩn bị mẫu 31

2.6.4 Kết quả phân tích 31

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 Kết quả tổng hợp quinolin 32

3.1.1 Kết quả tổng hợp 7-clo-2,8- dimetylquinolin-4(1H)-on 32

3.1.2 Kết quả tổng hợp và phân tích cấu trúc của 4,7-diclo- 2,8-dimetylquinolin 33

3.1.3 Kết quả tổng hợp và phân tích cấu trúc của 5nitro4,7điclo -2,8-dimetylquinolin 33

3.2 Kết quả tổng hợp và phân tích cấu trúc của các tropolon 34

3.2.1 Kết quả tổng hợp và phân tích cấu trúc của 2-(4,7-điclo-8-metyl-quinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl)-1,3-tropolon 37

3.2.2 Kết quả tổng hợp và phân tích cấu trúc của 2-(5-nitro-4,7-diclo-8-metyl quinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl) -1,3-tropolon 40

3.3 Kết quả phân tích hàm lượng 42

KẾT LUẬN 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Tỷ lệ cường độ tín hiệu 9

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 3.1: 32

Sơ đồ 3.2: 32

Sơ đồ 3.3: 33

Sơ đồ 3.4: 34

Sơ đồ 3.5: 35

Sơ đồ 3.6: 35

Sơ đồ 3.7 36

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 Một số hợp chất chứa hệ quinolin, tropolon đã sử dụng làm thuốc 1

Hình 1.1 Phổ tử ngoại của -carotene trong dungmôi n-hexan, etanol 5

Hình 1.2 Phổ hồng ngoại của anilin 6

Hình 1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat 11

Hình 1.4 Phổ khối lượng của benzamit (C6H5CONH2) 15

Hình 1.5 Một số hợp chất thiên nhiên có chứa vòng quinolin 15

Hình 1.6 Một số dẫn xuất của quinolin có hoạt tính chống sốt rét 16

Hình 1.7 Cấu trúc của amquinsin và leniquinsin 16

Hình 3.1 Mật độ electron trên hệ quinolin 34

Hình 3.2 Phổ 1H-NMR của hợp chất 8 37

Hình 3.3 Phổ 13C-NMR của hợp chất 8 38

Hình 3.4 Phổ MS của hợp chất 8 39

Hình 3.5 Phổ 1H-NMR của hợp chất 9 40

Hình 3.6 Phổ 13C-NMR của hợp chất 9 41

Hình 3.7 Phổ MS của hợp chất 9 42

Hình 3.8 Phổ LC-MS của hợp chất 9 43

Hình 3.9 Phổ MS Neg của hợp chất 9 43

MỞ ĐẦU

Những hợp chất hữu cơ có chứa hệ quinolin, tropolon thường thể hiện

có hoạt tính sinh học đa dạng Nhiều hợp chất đã được sử dụng làm thànhphần chính trong một số loại thuốc lưu hành trên thị trường như quinin,plasmoxin và acrikhin (thuốc chống sốt rét hiệu quả), Sopcain (thuốc gâymê), Colxamin (thuốc chống mụn nhọt, khối u), Colchicin (chống bệnh gút),Saquinavir là một trong những chất ức chế virut HIV hiệu quả nhất hiện nay

Quinin N

OH N

NR1R2H MeO

MeO

Hình 1: Một số hợp chất chứa hệ quinolin, tropolon đã sử dụng làm thuốc

Vì vậy, việc nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất quinolin của tropolon vàxác định cấu trúc của chúng để tìm kiếm các chất có hoạt tính cao là vấn đềhết sức lý thú và có ý nghĩa thực tiễn cao

Hiện nay ở nước ta việc ứng dụng các phương pháp phổ trong giảngdạy, học tập, nghiên cứu khoa học và trong đời sống sản xuất là rất phổ biến.Các phương pháp phổ không chỉ ứng dụng trong phạm vi ngành hóa học màcòn ở nhiều ngành khác nhau như hóa sinh, y dược, nông nghiệp, dầu khí, vậtliệu, môi trường

Sự phát triển mạnh mẽ của các phương pháp phổ đã giúp cho việcnghiên cứu trong các ngành Khoa học đặc biệt là Tổng hợp hữu cơ trở nên dễdàng hơn, phát triển nhanh hơn Trước đây, để chứng minh cấu tạo của mộtchất có thể mất hàng năm hoặc có khi kéo dài nhiều năm thì nay có thể thựchiện sau vài giờ, sở dĩ làm được như vậy là nhờ sự hỗ trợ của các phươngpháp vật lý hiện đại

Để phân tích cấu trúc của các hợp chất hữu cơ có thể sử dụng cácphương pháp phổ như phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại khả kiến, phổ cộnghưởng từ hạt nhân, phổ khối lượng Mỗi phương pháp cho phép xác định một

số thông tin khác nhau của cấu trúc phân tử và hỗ trợ lẫn nhau trong việc xácđịnh cấu trúc các hợp chất hữu cơ

Từ những lý do nêu trên, chúng tôi chọn đề tài “ Phân tích cấu trúc, hàm lượng của một số dẫn xuất 2-(4,7-diclo-8-metyl quinolin-2-yl)-5,7- di(tert-butyl)-1,3-tropolon bằng một số phương pháp phân tích hóa lý hiện đại” Mục tiêu chính của đề tài là sử dụng các phương pháp phổ hiện đại như 1H-NMR, 13C-NMR và phương pháp phổ khối lượng MS để phân tích cấu trúc củamột số dẫn xuất 2-(4,7-Diclo-8-metyl quinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl)-1,3-

tropolon tổng hợp được Sử dụng phương pháp phân tích sắc ký lỏng hiệu năng

cao HPLC để xác định hàm lượng của sản phẩm trong các mẫu thu được

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc [1, 2]

1.1.1 Phương pháp phổ tử ngoại (UV)

Phổ tử ngoại, viết tắt là UV (ultraviolet) là phương pháp phân tích được

sử dụng rộng rãi từ lâu Vùng sóng: tử ngoại (UV) 200 - 400 nm

Phổ tử ngoại được ứng dụng rộng rãi trong việc xác định nối đôi liênhợp và vòng thơm

a Nhóm mang màu và sự liên hợp của các nhóm mang màu

Các chất màu đậm khi đo phổ tử ngoại khả kiến cho λmax nằm ở vùng cóbước sóng dài Do đó, những hợp chất hữu cơ có mạch liên hợp dài thì cựcđại nằm ở phía sóng dài

- Liên hợp π - π

Loại này xuất hiện khi trong hợp chất có chứa các nối đôi liên hợp, cáccực đại hấp thụ chuyển dịch mạnh về phía sóng dài và cường độ hấp thụ tăngkhi số nối đôi liên hợp tăng

- Liên hợp π - p

Đây là sự liên hợp của nối đôi và cặp electron tự do ở các dị tố trongcác liên kết đôi C=Z (Z=O, N, S…) và C-X (X=Cl, Br, I…) tương ứng vớibước chuyển electron n ® π* Sự liên hợp này dẫn đến sự chuyển dịch cực đại

về phía sóng dài nhưng cường độ hấp thụ thấp

- Liên hợp π - σ hay còn gọi là siêu liên hợp

Nhóm ankyl thế ở liên kết π gây ra hiệu ứng siêu liên hợp Hiệu ứngnày làm cực đại hấp thụ chuyển dịch về phía sóng dài một ít nhưng không lớnnhư hai hiệu ứng trên, εmax không tăng hoặc tăng không đáng kể

Chuyển dịch bước sóng λ max về phía sóng dài: π® p > π® π > π® σ

Sự tăng cường độ hấp thụ εmax: π® π > π® p > π® σ

b Các yếu tố ảnh hưởng đến cực đại hấp thụ λ max và cường độ hấp thụ λ max

Trong phổ UV, đại lượng đặc trưng là λmax (εmax) và được xem xét căn

cứ trên sự liên hợp của phân tử

- Hiệu ứng thế

Khi thay thế nguyên tử H của hợp chất anken hay vòng thơm bằng cácnhóm thế khác nhau, tùy theo nhóm thế đó có liên hợp hay không liên hợp đốivới hệ nối đôi của phân tử mà ảnh hưởng nhiều hay ít đến phổ tử ngoại củaphân tử Đối với các nhóm thế không liên hợp (như CH3, CH2OH,

CH2COOH) thì ảnh hưởng ít còn các nhóm thế liên hợp (như COOH, OH,

NO2… ) có ảnh hưởng mạnh làm chuyển dịch cực đại hấp thụ về phía sóngdài và tăng cường độ hấp thụ

- Hiệu ứng lập thể

Khi tính đồng phẳng của phân tử bị mất đi thì sự liên hợp của phân tử

bị phá vỡ, làm λmax giảm đi một ít nhưng εmax giảm nhiều, vì vậy có thể xem

εmax là căn cứ để so sánh tính đồng phẳng của một dạng phân tử cho trước

- Ảnh hưởng của dung môi

Tùy theo bản chất phân cực của dung môi và chất tan mà phổ tử ngoạicủa chất tan thay đổi theo các cách khác nhau Khi tăng độ phân cực của dungmôi thì dải K chuyển dịch về phía sóng dài còn dải R (n ® π*) lại chuyểndịch về phía sóng ngắn

e Ứng dụng phổ tử ngoại

Phương pháp phổ tử ngoại có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực phântích định tính, phân tích cấu trúc phân tử và phân tích định lượng Nguyên tắccủa phương pháp phân tích định lượng là dựa vào mối quan hệ giữa mật độquang và nồng độ dung dịch theo định luật Lambert - Beer Ưu điểm củaphương pháp quang phổ tử ngoại trong phân tích định lượng là có độ nhạycao, có thể phát hiện được một lượng nhỏ chất hữu cơ hoặc ion vô cơ trong

dung dịch, sai số tương đối nhỏ (chỉ 1 đến 3%).

Hình 1.1 Phổ tử ngoại của -carotene trong dungmôi n-hexan, etanol 1.1.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)

Trong số các phương pháp phân tích cấu trúc, phổ hồng ngoại chonhiều thông tin quan trọng về cấu trúc của hợp chất, thông tin chính mà phổhồng ngoại cho biết đó là các nhóm chức, các liên kết, kiểu liên kết

Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợp chất, bức xạhồng ngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bản lên trạng tháidao động cao hơn Có 2 loại dao động khi phân tử bị kích thích là dao độnghóa trị và biến dạng, dao động hóa trị (ν) là dao động làm thay đổi độ dài liênkết, dao động biến dạng (δ) là dao động làm thay đổi góc liên kết

Đường cong biểu diễn cường độ hấp thụ với số sóng của bức xạ hồngngoại được gọi là phổ hồng ngoại, trên phổ biểu diễn các cực đại hấp thụứng với những dao động đặc trưng của nhóm nguyên tử hay liên kết nhấtđịnh, (Hình 1.2)

Hình 1.2 Phổ hồng ngoại của anilin

Căn cứ vào phổ hồng ngoại đo được đối chiếu với các dao động đặctrưng của các liên kết, ta có thể nhận ra sự có mặt của các liên kết trong phân

tử Một phân tử có thể có nhiều dao động khác nhau và phổ hồng ngoại củacác phân tử khác nhau thì khác nhau, tương tự như sự khác nhau của các vânngón tay Sự chồng khít lên nhau của phổ hồng ngoại thường được làm dẫnchứng cho hai hợp chất giống nhau

Khi sử dụng phổ hồng ngoại để xác định cấu trúc, thông tin thu đượcchủ yếu là xác định các nhóm chức hữu cơ và những liên kết đặc trưng

- Dựa vào mặt (dạng) phổ đồ có thể đánh giá định tính hợp chất chưabiết thuộc loại thơm hoặc béo (vùng dấu vân tay)

- Quan sát vùng dao động hóa trị C-H và nhận biết các dải có nguồngốc hoặc béo hoặc thơm/olefin

- Đánh giá mức độ phân nhánh mạch các bon dựa vào sự đánh giá gầnđúng tỉ lệ metyl: metilen từ cường độ tương đối của các dải hấp thụ trongvùng C-H bão hòa dưới 3000 cm-1

- Quan sát vùng tần số cao của phổ 4000 - 3000 cm-1 Sự xuất hiện củacác dải trong vùng này là do sự có mặt các liên kết O-H, N-H và C≡H

- Quan sát các dải có cường độ tương đối trong vùng 2500 - 1600 cm -1

cho biết sự có mặt hay vắng mặt các liên kết C≡C, C≡N, C=O, C=C.

- Từ các kết quả quan sát 1-5 cố gắng phân loại hợp chất; trên cơ sởphân loại này ta quan sát tiếp vùng dấu vân tay để cũng cố cho cấu tạođược giả thiết

- Nếu không có các dải hấp thụ trong vùng nhóm chức, không kể cácdải dao động hóa trị C-H thì xem có khả năng là các ete, ankyl halogenua,hợp chất chứa lưu huỳnh, amin bậc ba và hợp chất nitro, và dựa vào bảng tần

số đặc trưng nhóm xem xét tiếp

Trong trường hợp thông tin cấu trúc dự đoán chưa đủ tin cậy thì cầndựa vào các dữ kiện của các phương pháp phổ khác hoặc bằng các mẫu thửhóa học thích hợp

Phương pháp phổ hồng ngoại có thể được ứng dụng trong phân tíchđịnh lượng một chất trong dung dịch hay trong hỗn hợp Cơ sở của phươngpháp này dựa trên phương trình định luật Lambert - Beer biểu hiện mối quan

hệ giữa sự hấp thụ ánh sáng và nồng độ chất:

ε λ

Theo phương trình trên, ở một bước sóng xác định, sự hấp thụ ánhsáng tỷ lệ với nồng độ C và chiều dày cuvet d và bản chất của chất mẫu.Như vậy, khi phân tích một chất, đo ở một bước sóng xác định với mộtcuvet có chiều dày d đã biết thì mật độ quang Dλ chỉ còn tỷ lệ với nồng độ

C của mẫu chất Vì phương trình trên chỉ chính xác với dung dịch có nồng

độ loãng nên phương pháp phân tích định lượng bằng phổ hồng ngoại chỉ

áp dụng đo trong dung dịch, còn theo phương pháp ép mẫu rắn (ép KBr) thìchỉ phân tích bán định lượng

Phương pháp phân tích định lượng nhờ phổ hồng ngoại cũng có thểthực hiện theo cách lập đường chuẩn Pha một loạt mẫu với các nồng độkhác nhau của chất cần xác định ở dạng tinh khiết rồi đo giá trị Dλ củachúng, sau đó vẽ đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc Dλ vào nồng độ C Vấn đềkhó khăn và mắc sai số trong phương pháp này là tính tỷ số I0/I Về nguyên

log I

Io=.C d= D

tắc, giá trị I0 và I có thể xác định trên phổ theo các tìm đường nền rồi đogiá trị I0và I Khó khăn ở đây là xác định đường nền sao cho sai số phươngpháp là nhỏ nhất bởi vì trên đường cong phổ có sự che phủ nhau của cácđỉnh cho nên có thể có một số vị trí khác nhau khi vẽ đường nền Vì thếngoài phương pháp đường nền, người ta còn tiến hành theo một số phươngpháp khác để đạt độ chính xác cao hơn.

Sau khi thiết lập được đồ thị đường chuẩn, cần chú ý đường chuẩn nàychỉ sử dụng được trong phạm vi giới hạn nồng độ ứng với đoạn thẳng củađường biểu diễn, bởi vì trong giới hạn này mới có sự tuyến tính giữa mật độquang và nồng độ dung dịch Sau đó có thể xác định nồng độ của dung dịchmẫu cần tìm bằng cách đo giá trị Dx rồi chiếu lên đồ thị để tìm giá trị Cx

Phương pháp phổ hồng ngoại cũng có thể áp dụng để phân tích địnhlượng hỗn hợp nhưng thực hiện rất phức tạp

1.1.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân viết tắt của tiếng Anh là NMR (nuclearMagnetic Resonance) là một phương pháp vật lý hiện đại nghiên cứu cấu tạocủa các hợp chất hữu cơ, nó có ý nghĩa quan trọng để xác định cấu tạo cácphân tử phức tạp như các hợp chất thiên nhiên Phương pháp phổ biến được

sử dụng là là phổ 1H-NMR và 13C-NMR Hạt nhân của nguyên tử 1H và 13C cómomen từ Nếu đặt proton trong từ trường không đổi thì moment từ của nó cóthể định hướng cùng chiều hay ngược chiều với từ trường Đó là spin hạtnhân có tính chất lượng tử với các số lượng tử +1/2 và -1/2

Tỷ lệ chiều cao các vạch

trong mỗi nhóm Số đỉnh Ký hiệu

Số proton (N)

Ngoài ra khoảng cách giữa hai đỉnh liền nhau ở mỗi nhóm được đobằng Hertz (Hz) và được gọi là hằng số tương tác spin-spin J Đây là mộtthông số phổ quan trọng như độ chuyển dịch hoá học

b Độ chuyển dịch hoá học:

Độ chuyển dịch hóa học : Do hiệu ứng chắn từ khác nhau nên các hạt

nhân 1H và 13C trong phân tử có tần số cộng hưởng khác nhau Đặc trưng cho các hạt nhân 1H và 13C trong phân tử có độ chuyển dịch hóa học δ; đối với hạt nhân 1H thì:

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

Dựa vào độ chuyển dịch hóa học  ta biết được loại proton nào có mặttrong chất được khảo sát Đối với 1H-NMR thì δ thường có giá trị từ 0-12ppm, đối với 13C-NMR thì δ thường có giá trị từ 0-230 ppm

Hình 1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat

Hằng số chắn σ xuất hiện do ảnh hưởng của đám mây electron baoquanh hạt nhân nguyên tử, do đó tùy thuộc vào vị trí của hạt nhân 1H và 13Ctrong phân tử khác nhau mà mật độ electron bao quanh nó khác nhau dẫn đếnchúng có giá trị hằng số chắn σ khác nhau và do đó độ chuyển dịch hóa họccủa mỗi hạt nhân khác nhau Theo đó proton nào cộng hưởng ở trường yếuhơn sẽ có độ chuyển dịnh hóa học lớn hơn

c Tương tác spin- spin J

Đối với mỗi hạt nhân hoặc một nhóm hạt nhân, người ta nhận được mộttín hiệu đặc trưng chỉ có một đỉnh nhưng cũng có khi gồm một nhóm 2, 3, 4,

5 đỉnh khác nhau Ví dụ phổ cộng hưởng từ proton của etanol có các tín hiệuđặc trưng cho nhóm OH (1 đỉnh), nhóm CH2 (4 đỉnh), CH3 (3 đỉnh) Nguyênnhân của sự xuất hiên nhiều đỉnh trên là do mỗi hạt nhân có I=1/2 đã sinh ra

hai từ trường riêng biệt Hai từ trường này tác dụng lên hạt nhân bên cạnh làmphân tách mức năng lượng chính của nó thành hai mức năng lượng khác nhau.Trường hợp 2, 3 hạt nhân cùng tác động từ trường riêng của minh lên cùngmột hạt nhân khác thì năng lượng cộng hưởng của hạt nhân đó bị phân táchthành nhiều mức năng lượng khác nhau mà mỗi mức năng lượng cộng hưởngnày cho một đỉnh trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton.

Hằng số tương tác spin-spin J được xác định bằng khoảng cách giữacác hợp phần của một vân phổ Dựa vào hằng số tương tác spin-spin J ta cóthể rút ra kết luận về vị trí trương đối của các hạt nhân có tương tác với nhau

d Ứng dụng của phổ cộng hưởng từ hạt nhân.

- Ứng dụng trong hóa hữu cơ rất rộng lớn Tuy nhiên, ứng dụng chủyếu là để xác định cấu tạo hợp chất hữu cơ tinh khiết và phân tích định tính,định lượng hợp chất hữu cơ

- Xác định cấu tạo hợp chất hữu cơ

- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân đặc biệt quan trọng đối với việc nghiêncứu cấu hình mạch chính, đồng phân và dạng hình học không gian củaphân tử

- Ứng dụng trong của phổ cộng hưởng từ hạt nhân trong phân tích hữu

cơ Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cũng được ứng dụng trong cả phântích định tính và định lượng hợp chất hữu cơ

- Với mục đích định tính, phổ cộng hưởng từ hạt nhân được sử dụng đểđồng nhát hóa (kiểm tra độ tinh khiết) chất phân tích với một giả định bằngcách so sánh phổ của mẫu nghiên cứu với phổ chuẩn trong bản đồ tra cứu(atlas) ghi trong cùng điều kiện

- Nếu dạng của hai phổ đồng nhất với nhau thì có thể xem hai hợpchất cùng một loại hoặc cùng một hợp chất Việc phát hiện các nhóm chứcbằng cộng hưởng từ hạt nhân khá đơn giản đối với các nhóm có chứa các hạt

nhân từ như các nhóm amino, hidroxi, cacboxyl, anđehit, cũng như cácnhóm có chứa flo, photpho Trong trường hợp không chứa các hạt nhân từ(nhóm cacbonyl, một số nhóm chứa oxi và lưu huỳnh hoặc các halogenkhông phải là flo) thì có thể dựa vào sự biến đổi sinh ra trong đặc tính củanhững proton ở gần hoặc xa hơn Mặc dù có sự trùng lặp đáng kể về độ dịchhóa học, nhưng sự phân biệt các vùng hấp thụ vẫn có thể nhận biết được đốivới từng nhóm chức Việc nghiên cứu đồng thời phổ hồng ngoại và phổcộng hưởng từ hạt nhân cũng như phổ khối lượng để phân tích nhóm chức sẽcho kết quả chắc chắn hơn.

- Việc áp dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân trong phân tích hữu cơ địnhlượng là dựa vào diện tích của vạch hấp thụ (cường độ tín hiệu cộng hưởng) tỉ

lệ với số hạt nhân tạo ra sự hấp thụ đó Việc tính hàm lượng chất nghiên cứu

có thể được thực hiện theo phương pháp thêm hoặc đường chuẩn

1.1.4 Phương pháp phổ khối lượng (MS)

Phương pháp phổ khối lượng viết tắt là MS (Mass Spectrometry) có ýnghĩa rất quan trọng đối với việc nghiên cứu xác định cấu trúc các hợp chấthữu cơ Dựa trên các số khối thu được trên phổ có thể xây dựng cấu trúc phân

tử hoặc chứng minh sự đúng đắn của công thức cấu tạo dự kiến

a Nguyên tắc chung

Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là phá vỡ phân tửtrung hoà thành ion phân tử và các ion dương mảnh có số khối z = m/e (m làkhối lượng còn e là điện tích ion) Sau đó phân tách các ion này theo số khối

và ghi nhân thu được phổ khối lượng Dựa vào phổ khối này có thể xác địnhphân tử khối và cấu tạo phân tử của chất nghiên cứu

Khi bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hoà bằng các phân tửmang năng lượng cao sẽ trở thành các ion phân tử mang điện tích dương hoặcphá vỡ thành mảnh ion và các gốc theo sơ đồ sau:

(1) 3e

2

ABC

2e ABC e

ABC

-Sự hình thành các ion mang điện tích +1 chiếm tỉ lệ lớn, còn lại các ionmang điện tích +2 Năng lượng bắn phá các phân tử thành ion phân tử khoảng15eV Nhưng với năng lượng cao thì ion phân tử có thể phá vỡ thành cácmảnh ion dương (+), hoặc ion gốc, các gốc hoặc phân tử trung hoà nhỏ hơn:

B A

B AB ABC

BC A

b Ứng dụng của Phương pháp phổ khối lượng.

- Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng củaphân tử hợp chất hay từng phần tách riêng của nó

- Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất

- Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phầntách riêng của nó

- Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương phápkhác (phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng)

- Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành hóa học về ion vàchất trung tính trong chân không)

Hình 1.4 Phổ khối lượng của benzamit (C 6 H 5 CONH 2 )

1.2 Tổng quan về quinolin và tropolon

1.2.1 Quinolin [3, 4, 5, 6, 7]

1.2.1.1 Giới thiệu chung về quinolin

Quinolin đã được biết đến từ năm 1834 khi Runge tách được từ nhựathan đá [8] Từ đó đến nay, hoá học các hợp chất dị vòng quinolin phát triểnmạnh và đem lại nhiều kết quả đáng quan tâm, đặc biệt là trong hoá dược

Mặc dù quinolin có trong nhựa than đá, song những hợp chất thiênnhiên quan trọng chứa khung quinolin là những ankaloit Trong vỏ dễ câyCinchona officinalis có hàng chục ankaloit, trong đó có hai cặp đối quangđáng chú ý là cặp cinconin/ cinconiđin và cặp quinin/quiniđin [5]:

R= OCH3, (8R, 9S); Quinidin

8R,9S); Cinconin

R = H, ( R= OCH3, (8S, 9R); Quinin

1

N

N H

HO H (R)(S)

4,

9 8

Hình 1.5: Một số hợp chất thiên nhiên có chứa vòng quinolin

Quinin là thuốc trị sốt rét, người ta biết dùng chế phẩm này từ đầu thế kỉXVII, nhưng phải hơn 100 năm sau (1944) Woodward mới tổng hợp toàn phần

Các dẫn xuất của 8-hiđroxiquinolin thường có hoạt tính diệt khuẩn,diệt nấm

Phức selat của 8-hiđroxiqunolin với đồng (II) được dùng để phòng nấmmốc cho da thuộc; 5-cloro-7-iođo-8-hiđroxiquinolin là chất diệt khuẩn lị

Quinin và cinconin là những hợp chất thiên nhiên chứa vòng quinolinđược dùng để trị bệnh sốt rét Phỏng theo cấu trúc của chất này, người ta đãthành công trong việc tìm kiếm những thuốc tổng hợp có hoạt tính tương tự

mà ưu việt hơn, như cloquin, plasmoquin, pentaquin,…

N Cl

X NHCH[CH2]3NCH2CH3

N NHR

Hình 1.6: Một số dẫn xuất của quinolin có hoạt tính chống sốt rét

Một số dẫn xuất khác nhau của 4-aminoquinolin như ddimetoxxiquinolin (amquinsin) và sản phẩm ngưng tụ với veratranđehit(leniquinsin) có khả năng làm giảm huyết áp:

Hình 1.7: Cấu trúc của amquinsin và leniquinsin

Ngoài ra còn một số dẫn xuất ứng dụng làm phẩm nhuộm hay trongcông nghiệp ảnh màu như cyanin và pinacynol

H O

N

arylamin Hîp chÊt 1,3-®icacbonyl Quinolin

Các hợp chất 1,3-đicacbonyl có thê là đixeton dãy béo hoặc dãy thơm

R2+

Hợp chất cacbonyl có thể là anđehit hoặc xeton ( R1 = H, ankyl, aryl,

…) hoặc xeto este, xeto nitrin, xeto amit (R2 = H, ankyl, aryl, COOC2H5,COCH3, CN, CONHCH3, …)

Nhóm o-axyl của anilin có thể là fomyl, axetyl, aroyl, …

Tổng hợp Pfitzinger

NH O

N R1

R2COOH

R R

N H

O

O KOH 33%

NH2

C O COOK

R 1 CH 2 C O

R2

+

1.2.2.3 Đi từ các dẫn xuất của inđole

Quinolin có thể được tổng hợp từ một số dị vòng khác, đặc biệt từ cácdẫn xuất của inđole Chẳng hạn inđole tác dụng với diclororrocacben sinh ra3-cloroquinolin:

1.2 2.1 Vài nét về cấu tạo của tropolon [9]

Tropolon là một dẫn xuất của tropon, có ba chất đồng phân

O OH

Momen lưỡng cực của nó là 3,7D Về cơ bản troponon là một axit yếu

có Ka ≈ 10-7 Tropolon được xếp vào lớp hợp chất nonbenzenoid thơm, song

nó không tuân theo đầy đủ cấu trúc công thức được đưa ra của loại hợp chấtnày Tropolon còn có nhiều cấu trúc cộng hưởng khác mang đặc trưng riêng

Tropolon được hình thành từ sự lai ghép tất cả các cấu trúc cộng hưởngcủa nó, có thể vẽ như sau:

O O H

Trong cấu trúc của tropolon có liên kết hydro nội phân tử bền vữngđược mô tả như sơ đồ dưới đây

O O

H

O O H

1.2.2.2 Một số ứng dụng của dẫn xuất tropolon

Tropon và tropolon được các nhà hoá học hữu cơ biết đến từ thập kỉ 40của thế kỉ 20 Chúng tồn tại trong tự nhiên chủ yếu dưới dạng các ancaloit(troponoit, tropolonoit) có trong thực vật, nấm, v.v Đa số những hợp chất đóthể hiện những hoạt tính sinh học quí giá và đã được sử dụng làm thành phầnmột số loại thuôc kháng sinh, thuốc chống ung thư, kháng khuẩn [10] Trong

số đó Colchicin được chiết xuất từ hoa Colchium autumnale (mọc ở vùng núiUran, Krưm thuộc Ucraina,v.v) được sử dụng để chữa bệnh viêm khớp Hiệnnay nó được sử dụng làm thuốc chữa bệnh gout cấp tính, bệnh viêm gan C và

có hoạt tính chống khuẩn Mito [11, 12] Ngoài ra, colchicin được sử dụngtrong các bệnh ngoài da ví dụ như actinic keratoses, bệnh vẩy nến…Chính vìvậy, từ các thập niên 60-70 đến nay nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúccũng như hoạt tính sinh học của các hợp chất hữu cơ có chứa hệ tropolon đãđược đăng tải trên các tạp chí quốc tế uy tín [13, 14] Dưới đây là một số ví

dụ về các hợp chất có chứa hệ tropon và tropolon đã biết

O R

Tropon R=H Tropolon R=OH R=HR=CH 3

O OR HO

O RO

OH R=H R=CH 3

R=H R=CH 3

O HO

OR O

OR HO

O OH OH HO

O

OH HOOC

R

Axit Stipitat R=H Axit Pyberul R=OH

OMe

O OMe

NR 1 R 2

H MeO

MeO

Colchicine R1 =H, R 2 =COMe Colxamine R 1 =R 2 =Me

Gần đây, một số nghiên cứu đã khẳng định một số phức bạc (I), nhôm(III) và coban (II) với 4-isopropyltropolon có khả năng kháng khuẩn rất tốt[15] Hinokitiol (β-thujaplicin) là một tropolon tự nhiên có trong cây tùngbách có khả năng chống ung thư và thiếu máu cục bộ Nhóm các nhà khoa

học Hy lạp Maria Koufaki, Elissavet Theodorou tại Institute of Organic and Pharmaceutical Chemistry Athens tổng hợp và nghiên cứu khả năng bảo vệ thần kinh của một số dẫn xuất β-Thujaplicin (4-isopropyl-1,2-tropolon) và đã

có kết luận chỉ có dẫn xuất piperazin của β-Thujaplicin có khả năng bảo vệ tếbào thần kinh khỏi sự oxi hóa do stress gây ra [16]

O HO

thujaplicin

  Ngoài ra tropolon có tác dụng ức chế mạnh mẽ tới tăng trưởng thực vật,

có tác dụng ức chế chống bệnh viêm gan C [12] và có hoạt tính kháng khuẩn

và côn trùng, kháng virus, kháng nấm Chúng đã được biết và sử dụng rộngrãi trong nông nghiệp, sản phẩm lâm sàng, mỹ phẩm và các khu vực khác[17]

1.2.2.3 Phương pháp tổng hợp α-tropolon

Phương pháp đầu tiên để điều chế 1,2-tropolon xây dựng trên nền tảngbiến đổi từ xicloheptan-1,2-đion [18] Xicloheptan-1,2-đion thu được từ phảnứng oxi hoá xicloheptanon bằng SeO2 Brom hoá bằng Brom [19] hoặc N-Bromsucxinimit [20] sau đó thực hiện phản ứng tách HBr trong điều kiện cóchất xúc tác ở nhiệt độ cao hay có mặt của bazơ sẽ tạo ra 1,2-tropolon Phảnứng này cũng có thể áp dụng một số dẫn xuất khác của 1,2-tropolon nhưng dogiai đoạn brom hoá và giai đoạn đehiđrobrom hoá xảy ra với hiệu suất rấtthấp cho nên hiệu suất tổng thể cũng rất thấp

H2, HBr Pd-C

O OH

1 [Br]

2 OH

Br

O O

O O SeO2

COOH (CH2)6COOH

O

CH2N2O

Một trong những phương pháp thường gặp trong các tài liệu về tổnghợp tropolon là tạo ra hệ bixiclo sau đó thực hiện phản ứng mở vòng Ví dụ

như phản ứng của 3,4,5,6-tetraclo-1,2-benzoquinon (o-cloranil) với axeton tạo

ra 7-axetyl-3,4,5-triclo-1,2-tropolon [21]

Nhưng về sau này một số tác giả khác [20] dùng phương pháp phổcộng hưởng từ hạt nhân hai chiều đã chỉ ra rằng kết quả của phản ứng trên tạothành 1,3-tropolon chứ không phải là 1,2-tropolon Cơ chế hình thành 1,3-tropolon theo sơ đồ dưới đây:

-HCl H

COCH 3

OH

OH

Cl Cl

Cl Cl

O

O Cl Cl

Cl

Cl

CH3COCH3H

O

Cl Cl

Cl Cl

OH CHCOCH3H

O

Cl Cl

OH

H COCH 3

Cl

Cách đây không lâu một số nhà khoa học đưa ra phương pháp tổng thểdùng để tổng hợp 4-nitrin-1,2-tropolon theo sơ đồ dưới đây từ dẫn xuất củafuran [21]

1.2.2.4 Phương pháp tổng hợp β-tropolon

Năm 1954 một số nhà khoa học đã lần đầu tiên thu được 1,3-tropolon ởtrạng thái picrat với hiệu suất vô cùng nhỏ từ phản ứng đeccacboxyl axit 3,5-dimetoxihepta-1,3,5-trien [21]

Sau đó xuất hiện nhiều hơn các phương pháp tổng hợp các dẫn xuất của1,3-tropolon Một trong những phương pháp nổi bật là bắt nguồn từ 3,4,5-trimetoxi-axit-benzoic trải qua rất nhiều giai đoạn đã thu được 1,3-tropolon[22] theo sơ đồ dưới đây:

OMe MeO

MeOH TsCl, Py

CH 2 OMe MeO

H CH 2 OH [H]

COOH

OMe

OMe

MeO

O Cl

Cl Cl

O R

O OMe OMe

O R

O Cl

Cl

Cl

O R

O MeO MeO

OH

O OMeR

R

+ +

MeONa

Zn, MeCOOH

KOH

Chương 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết bị, hóa chất và phương pháp phân tích

• Sắc kí bản mỏng thực hiện trên bản mỏng silicagel tráng sẵn trênbản nhôm mỏng (Merck), Sắc kí cột sử dụng bột silicagel (Merck) trên cộtthủy tinh

• Hóa chất thực hiện được cung cấp bởi hãng Sigma - Aldrich, Merck,Trung Quốc, Việt Nam, tùy vào phản ứng cụ thể

• Nhiệt độ nóng chảy thực hiện trong ống capila đo trong glixerol

• Phổ NMR - 1H và NMR - 13C thực hiện trên máy “Bruker-Advance 500MHz” tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

• Phổ MS được đo trên máy Agilent 1260 Series Single QuadrupoleLC/MS Systems

• Phân tích hàm lượng các chất bằng máy sắc ký lỏng hiệu năng caoHPLC “Agilent 1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems” với cột sắc ký

“Zorbax Eclipse XDB C18 (250 x 4.6 mm, 5μm) và cột bảo vệ C18 của hãngAgilent” tại Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ ViệtNam

Thực nghiệm làm tại phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ của nhà TrườngĐại học Khoa học - ĐHTN

2.2 Tổng hợp 3,5-di(tert-butyl)-1,2-benzoquinon

2.2.1 Tổng hợp 3,5-di(tert-butyl)catechol

OH OH

t-Bu

t-Bu

2 1

xt OH OH t-BuOH

Trong điều kiện làm lạnh và lắc đều đổ từ từ từng phần nhỏ 72ml axitsunfuric đặc (trong 1,5 giờ) vào dung dịch gồm 40 gam (0,364mol) catechol

(1) hoà tan trong 90ml tert-butanol, 90ml axit axetic (99,9%) Ban đầu không

màu chuyển sang hồng nhạt Sau đó thấy kết tủa nổi lên lên, dạng keo, có màu

trắng đục Sau 24 giờ lọc lấy tinh thể, rửa lại bằng nước Sấy khô sản phẩm và

kết tinh lại bằng ete dầu lửa Thu được 41,5g (H = 51%) sản phẩm (2) tinh

butyl)catechol (2) tan trong 80ml axit axetic (99,9%) Thấy hiện tượng là có

kết tủa màu đỏ tím Sau 12 giờ đem lọc lấy tinh thể và rửa lại bằng nước Sấykhô sản phẩm thu được và kết tinh lại bằng ete dầu lửa thu được 26,5 gam(H=67%) sản phẩm màu đỏ sẫm To

nc= 118-119oC

2.3 Tổng hợp và kết quả phân tích các mẫu quinolin

2.3.1 Tổng hợp và kết quả phân tích 7-clo-2,8-dimetylquinolin-4(1H)-on

H Cl

HCl

Cho vào bình nón dung tích 100ml, 12 ml (D = 1,185 g/ml; 0,1 mol)

3-clo-2-metylanilin (4), 24ml etylaxetoaxetat và vài giọt HCl đặc làm xúc tác.

Sau khoảng 30 phút khi thấy những giọt hơi nước ngưng tụ trên thành bìnhchúng ta cho thêm 5 gam Na2SO4 để hút nước Hỗn hợp giữ ở nhiệt độ phòngkhoảng 12 giờ, sau đó được chuyển sang bình cầu 3 cổ Đổ thêm vào bìnhkhoảng 80ml PPA (axit poliphotphoric) Lắp thêm sinh hàn, nhiệt kế và máykhuấy Đun tới khi hỗn hợp ở nhiệt độ 1400C thì bắt đầu tính giờ Sau 1,5hhỗn hợp để nguội và rót sang cốc thuỷ tinh dung tích 1lit có chứa sẵn nước đá.Trung hoà hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 40% cho đến môi trường trung

tính Lọc kết tủa, rửa bằng nước, sấy khô thu được 16,5g sản phẩm quinolon

(5) (H=80%) với Tnc =263-2650C

2.3.2 Tổng hợp và kết quả phân tích 4,7-diclo- 2,8-dimetylquinolin

POCl3N

CH3

CH3O

CH3

5

Dùng phễu nhỏ giọt thêm từng phần nhỏ 35 ml POCl3 vào bình cầu 2

cổ dung tích 250ml chứa 10,4 g quinolon (0,05 mol) (5) cho tới khi quinolon (5) tan hết Lắp sinh hàn hồi lưu và đun sôi nhẹ trong vòng 2h.

Hỗn hợp được làm nguội, chuyển từ từ sang cốc thuỷ tinh dung tích 1 cóchứa sẵn 0,15 kg H2O đá Trung hoà hỗn hợp bằng NaOH 40% đến môitrường trung tính Lọc lấy kết tủa, sấy khô, tinh chế qua cột sắc kí chứaSilica gelbằng dung môi CHCl3 Thu được 8,5 gam quinolin (6) (H = 75%)

dạng tinh thể màu trắng với tnc=102-1040C

Phân tích 4,7-diclo- 2,8-dimetylquinolin bằng phương pháp NMR:

20 mg mẫu chất 4 ở trên được cho vào trong ống NMR loại (tubes

NMR của Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm sau đó cho 0,8 ml CDCl3 và lắcđều cho mẫu tan hết vào dung môi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trênmáy Bruker-Advance 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Viện Hoá học -Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

1 H NMR (CDCl3, δ ppm, J/Hz) (phổ 1-phụ lục): 2,71 (s, 3H, 2-CH3);2,85 (s, 3H, 8-CH3); 7,35(s, 1H,3-CH); 7,52 (d, 1H, 6-CH, J=8,5); 7,95 (d,1H, 5-CH, J=8,5)

2.3.3 Tổng hợp và kết quả phân tích 5-nitro - 4,7-diclo-2,8-dimetylquinolin

Cl

CH3Cl

CH3

NO2

Hòa tan 5,7g (0,025mol) quinolin (6) vào 5ml H2SO4 ở nhiệt độ từ

10-15oC Dung dịch được làm lạnh tới -5oC và thêm từng giọt hỗn hợp gồm 3ml

H2SO4 (đặc) và 3ml HNO3 (đặc) Giữ nhiệt độ trong thời gian phản ứng khôngquá -5oC Thu bỏ hệ làm lạnh, khuấy đều dung dịch ở nhiệt độ 20-25oC trongthời gian 3h Dung dịch được trung hòa bằng NaOH 40% Lọc lấy kết tủa, rửabằng nước ấm, làm khô, tinh chế bằng phương pháp sắc ký cột (CHCl3/silica

gel) Kết tinh lại bằng ancol isopropylic thu được 4,1 gam nitro quinolin (7)

(H=60,%) tinh thể màu vàng nhạt với tnc = 109-111 oC

Phân tích 5-nitro - 4,7-diclo-2,8-dimetylquinolin bằng phương pháp NMR:

20 mg mẫu chất 4 ở trên được cho vào trong ống NMR loại (tubes

NMR của Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm sau đó cho 0,8 ml CDCl3 và lắcđều cho mẫu tan hết vào dung môi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trênmáy Bruker-Advance 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Viện Hoá học -Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

1 H NMR (CDCl3, δ ppm, J/Hz) (phổ 2-phụ lục): 2,76 (s, 3H, 2-CH3);2,91(s, 3H, 8-CH3); 7,48 (s, 1H, 3-CH) ; 7,70 (s, 1H, 6-CH)

2.4 Tổng hợp và kết quả phân tích các mẫu tropolon

2.4.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của yl)-5,7-di(tert-butyl)-1,3-tropolon

2-(4,7-diclo-8-metylquinolin-2-N

Cl

CH3Cl

Cho vào bình tam giác dung tích 100ml: 0,565g (2,5mmol)

4,7-diclo-2,8-dimetylquinolin (6) hòa tan trong 5ml axit axetic (99,9%) sau đó cho vào

1,1 g (5mmol) 3,5-di(tert-butyl)-1,2-benzoquinon (3), đun nóng nhẹ cho tan

hoàn toàn, giữ ở nhiệt độ từ 65-700C trong thời gian khoảng 14h, phản ứngđược kiểm tra bằng sắc kí bản mỏng cho đến khi không còn các hợp chất banđầu Làm lạnh hỗn hợp lọc kết tủa và rửa sạch bằng axit axetic, nước, cồn, ete

dầu lửa (làm lạnh) Kết tinh lại bằng propan-2-ol thu được 0,18g tropolon (8)

(16 %) tinh thể màu vàng Tnc=210-2120C

Phân tích cấu trúc của 1,3-tropolon bằng phương pháp NMR:

2-(4,7-diclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl)-20 mg mẫu chất 8 (HAO3) ở trên được cho vào trong ống NMR loại

(tubes NMR của Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm sau đó cho 0,8 ml CDCl3

và lắc đều cho mẫu tan hết vào dung môi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được

đo trên máy Bruker-Advance 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Viện Hoáhọc - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz) δ ppm: 1,25 (9H, s, 3CH3 (tert-Bu-C-7));

1,49 (9H, s, 3CH3 (tert-Bu-C-5); 2.88 (3H, s, CH3); 7,65 (1H, d, J = 2,5 Hz, H-4); 7,73 (1H, d, J = 9.0 Hz, H-6’); 8.04 (1H, s, H-3’); 8,11 (1H, d, J = 2,5

Hz, H-6); 8,13 (1H, d, J = 9,0 Hz, H-5’)

13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz) δ ppm: 196,1 (C=O); 162,0 (C-3); 157,1

(C-7); 154,9 (C-2’); 144,2 (C-5); 140.0 (C-9’); 137,3 (C-7’); 136,9 (C-4’); 136,6(C-8’); 132,2 (C-6’); 130,5 (C-5’); 128,5 (C-6); 125,6 (C-2); 122,5 (C-4); 121.0(C-3’); 119,0 (C-10); 35,2 (C-C7); 34,3 (C-C5); 31,9 (3CH3); 29,4 (3CH3)

Phân tích cấu trúc của 1,3-tropolon bằng Phổ MS:

2-(4,7-diclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl)-Cân 1 mg chất mẫu chất 8 (HAO3) ở trên và pha trong 1 ml dung dịch

DMSO, lắc đều để tạo thể thống nhất Sau đó mẫu được đưa vào máy Agilent

1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems tại phòng hoạt tính sinh học,

Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn Lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam đểghi phổ MS.

MS (m/z): 444 [M] +, 446 [M+2] +, 448 [M+4] +

2.4.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của metylquinolin-2-yl)-5,7-di(tert-butyl)-1,3-tropolon

2-(5-nitro-4,7-diclo-8-O O

Hòa tan hỗn hợp gồm 1,10 g (5 mmol)

3,5-di(tert-butyl)-1,2-benzoquinon (3), 0.68 g (2,5 mmol) 5-nitro-4,7-diclo-2,8-dimetylquinolin (7)

bằng 5 ml axit axetic (99,9%) và giữ ở nhiệt độ từ 65-70o C trong thời giankhoảng 10-12 h (hỗn hợp phản ứng được kiểm tra bằng sắc kí lớp mỏng chotới khi không còn các hợp chất ban đầu thì dừng lại) Hỗn hợp phản ứng đượcchuyển sang bình nón có chứa khoảng 50ml H2O sau đó được chiết bằng 30

ml CHCl3 Loại bỏ dung môi bằng máy cất quay chân không, hỗn hợp còn lạiđược tinh chế bằng phương pháp sắc kí cột (Chất dẫn là Silicagel, dung môiđược dùng là hỗn hợp CHCl3/ petroleum theo tỉ lệ 2:1 theo thể tích) phânđoạn đầu không màu với lượng không đáng kể Thu lấy phân đoạn thứ hai cómàu vàng sáng Sau khi làm bay hơi hết dung môi, kết tinh lại bằng propan-2-

ol thu được 0,52 g tropolon (9) (43%) tinh thể màu vàng Tnc =237-239 ºС

Phân tích cấu trúc của di(tert-butyl)-1,3-tropolon bằng phương pháp NMR:

2-(5-nitro-4,7-diclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-Cân lấy 20 mg mẫu chất 9 (HAO4) thu được cho vào trong ống NMR

loại (tubes NMR của Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm sau đó cho 0,8 mlCDCl3 và lắc đều cho mẫu tan hết vào dung môi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu

được đo trên máy Bruker-Advance 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại ViệnHoá học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam.

1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz) δ ppm: 1,25 (9H, s, 3CH3 (tert-Bu-C-7));

1,49 (9H, s, 3CH3 (tert-Bu-C-5); 2.98 (3H, s, CH3); 7,68 (1H, d, J = 2,5 Hz, H-4); 7,97 (1H, d, J = 2,5 Hz, H-6); 8.15 (1H, s, H-3’); 8,56 (1H, s, H-6’)

13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz) δ ppm: 196,5 (C=O); 162,2 (C-3);

157,2 (C-7); 154,9 (C-2’); 147,9 (C-5); 146,7 (C-5’); 145.4 (C-9’); 140,3(C-7’); 138,3 (C-4’); 136,2 (C-8’); 132,8 (C-6’); 128,0 (C-6); 124,9 (C-2);122,7 (C-3’); 118,1 (C-4); 117,2 (C-10); 35,3 (C-C7); 34,4 (C-C5); 31,3(3CH3); 29,4 (3CH3)

Phân tích cấu trúc của di(tert-butyl)-1,3-tropolon bằng Phổ MS:

2-(5-nitro-4,7-diclo-8-metylquinolin-2-yl)-5,7-Cân lấy 1 mg chất mẫu chất 6 (HAO4) thu được và pha trong 1 ml dungdịch DMSO, lắc đều để tạo thể thống nhất Sau đó mẫu được đưa vào máyAgilent 1260 Series Single Quadrupole LC/MS Systems tại phòng hoạt tínhsinh học, Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn Lâm Khoa học & Công nghệ ViệtNam để ghi phổ MS