Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone từ các aldehyde thơm, amine thơm và muối sodium diethyl oxalacetate

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

KHOA HÓA

VÕ VIẾT ĐẠI – 15SHH

VÕ VIẾT ĐẠI – 15SHH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM

Giáo viên hƣớng dẫn: TS. NGUYỄN TRẦN NGUYÊN

Đà Nẵng - 2019

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN

XUẤT CỦA 2-PYRROLIDINONE TỪ CÁC

ALDEHYDE THƠM, AMINE THƠM VÀ

MUỐI SODIUM DIETHYL OXALACETATE

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam là đất nƣớc đang phát triển, điều đó kéo theo sự phát triển của rất

nhiều ngành công nghiệp và thƣơng mại. Chất lƣợng cuộc sống của ngƣời dân tăng

lên theo từng ngày và nhu cầu về chăm sóc sức khỏe là một điều đƣợc quan tâm

hàng đầu, từ đó nhiều loại dƣợc phẩm, thuốc men và kể cả đông y đƣợc phát hiện và

sản xuất để đáp ứng nhu cầu quan trọng này. Tuy nhiên việc điều chế đƣợc các loại

thuốc vừa có tác dụng điều trị bệnh vừa có lợi về mặt kinh tế đang là một thử thách

rất lớn đối với giới khoa học tại các trƣờng đại học và trung tâm nghiên cứu trên cả

nƣớc.

Đƣợc biết đến từ cách đây hơn 150 năm, phản ứng nhiều thành phần (MCR)

ngày nay vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi và ứng dụng nhiều trong tổng hợp hóa hữu cơ.

Phản ứng nhiều thành phần (MCR) là một phản ứng hóa học gồm ba hợp chất hoặc

nhiều hơn tác dụng với nhau tạo thành một sản phẩm duy nhất chứa hầu hết các

nguyên tử chính của các chất ban đầu

[3]

. Nhiều hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh

học mạnh đã đƣợc điều chế bằng phản ứng nhiều thành phần, là phản ứng có nhiều

điểm thuận lợi nhƣ sử dụng nguyên liệu có sẵn, giá thành thấp và thân thiện với môi

trƣờng do đó nó chiếm vị trí rất quan trọng so với các loại phản ứng khác. Một số

hợp chất hữu cơ quan trọng đã đƣợc tổng hợp bằng phản ứng nhiều thành phần nhƣ:

nifedipine[4], 1,2,3-triazole[5]…

Các hợp chất dị vòng chứa bộ khung là mạch 2-pyrrolidinone đƣợc tổng hợp

chủ yếu dựa vào phản ứng nhiều thành phần có hoạt tính sinh học cao và có tiềm

năng rất lớn trong việc phát triển thuốc và dƣợc phẩm, có thể kể đến nhƣ cotinine,

piracetam[4]

.

Do vậy, việc đầu tƣ nghiên cứu những phƣơng pháp mới dùng để tổng hợp

các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone đang đƣợc các nhà hóa học chú trọng quan tâm. Vì

tất cả những lí do đó, em xin chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất

của 2-pyrrolidinone từ các aldehyde thơm, amine thơm và muối sodium diethyl

oxalacetate”.

2

2. Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

- Dẫn xuất của 2-pyrrolidinone.

2.2. Mục đích nghiên cứu

- Tổng hợp các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone từ các aldehyde thơm, amine

thơm và muối sodium diethyl oxalacetate.

3. Phƣơng pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Thu thập, phân tích tài liệu về phản ứng nhiều thành phần và các công trình

nghiên cứu tổng hợp 2-pyrrolidinone trƣớc đó để tổng hợp các dẫn xuất của 2-

pyrrolidinone từ các aldehyde thơm, amine thơm và muối sodium diethyl

oxalacetate.

Phương pháp thực nghiệm

- Tiến hành phản ứng tổng hợp 2-pyrrolidinone từ các aldehyde thơm, amine

thơm và muối sodium diethyl oxalacetate.

4. Nội dung nghiên cứu

4.1. Tổng quan về lý thuyết

- Tổng quan lý thuyết về phản ứng nhiều thành phần

- Tổng quan về phƣơng pháp điều chế dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào

phản ứng nhiều thành phần.

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm

- Nghiên cứu tổng hợp hai dẫn xuất của 2-pyrrolidinone bằng phản ứng nhiều

thành phần từ các aldehyde thơm, amine thơm và muối sodium diethyl oxalacetate.

5. Bố cục khóa luận

MỞ ĐẦU

Chƣơng 1: TỔNG QUAN

Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN

1.1.1. Sơ lƣợc về phản ứng nhiều thành phần

1.1.2. Một số công trình nghiên cứu tổng hợp hợp chất hữu cơ bằng

phản ứng nhiều thành phần

1.1.2. Một số ứng dụng của phản ứng nhiều thành phần trong tổng hợp

hóa dƣợc

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

1.2.1. Sơ lƣợc về 2-pyrrolidinone

1.2.2. Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone

1.2.3. Ứng dụng của một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone

1.2.4. Phản ứng tổng hợp một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone từ

aldehyde thơm, amine thơm và muối sodium diethyl oxalacetate

4

CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT

2.2. QUY TRÌNH PHẢN ỨNG

2.2.1. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ 4-

nitrobenzaldehyde, m-nitroaniline và sodium diethyl oxalacetate

Hính 2.1. Sơ đồ tổng hợp 2-pyrrolidinone từ 4-nitrobenzaldehyde, m-nitroaniline

và muối sodium diethyl oxalacetate

Kết tinh lại trong ethanol, lọc,

để khô tự nhiên

Acid hóa sản phẩm bằng dung

dịch HCl 5%

Chiết ba lần với nƣớc cất, làm khan

bằng Na2SO4, đuổi dung môi

Khuấy

Thêm dichloromethane, muối

sodium diethyl oxalacetate

4-Nitrobenzaldehyde

m-Nitroaniline

Ethanol, toluene

Citric acid

Imine

Sản phẩm chính ở dạng muối

Sản phẩm chính ở dạng trung hòa

Sản phẩm thô

Sản phẩm tinh khiết

5

2.2.2. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde,

m-nitroaniline và sodium diethyl oxalacetate

Acid hóa sản phẩm bằng dung

dịch HCl 5%

Chiết với nƣớc cất ba lần, làm khan

bằng natri sunfat, đuổi dung môi

Khuấy

Kết tinh lại trong ethanol

Lọc, để khô tự nhiên

Thêm muối sodium diethyl

oxalacetate

p-Tolualdehyde

m-Nitroaniline

Ethanol, toluene

Acid citric

Imine

Sản phẩm chính ở dạng muối

Sản phẩm chính ở dạng trung hòa

Sản phẩm thô

Sản phẩm tinh khiết

Hình 2.2. Sơ đồ tổng hợp 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde, m-nitroaniline và

muối sodium diethyl oxalacetate

6

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. TỔNG HỢP 2-PYRROLIDINONE TỪ 4-NITROBENZALDEHYDE, m￾NITROANILINE VÀ MUỐI SODIUM DIETHYL OXALACETATE

Công thức tổng quát

Ký hiệu A

Hợp chất 2-pyrrolidinone A đƣợc tổng hợp dựa vào phản ứng nhiều thành

phần từ 4-nitrobenzaldehyde, m-nitroaniline và muối sodium diethyl oxalacetate,

xúc tác acid citric trong hỗn hợp dung môi gồm ethanol và toluene. Hiệu suất phản

ứng đạt 62,30% và cấu trúc sản phẩm tinh khiết đƣợc chứng minh bằng các phƣơng

pháp phổ khối (MS), phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (NMR).

Phản ứng tổng hợp

Sản phẩm tinh khiết

- Là chất rắn màu vàng nhạt

- CTPT: C19H25N3O8

- Phân tử khối: 413 g/mol

- Tan tốt trong dichloromethane,

chloroform và DMSO

Hình 3.1. Trạng thái tự nhiên của hợp chất A

7

3.1.1. Phổ khối (MS)

Hình 3.2. Phổ MS của hợp chất 2-pyrrolidinone A

Trong kết quả đo phổ, xuất hiện peak có tỷ lệ khối lƣợng m/z bằng 414 có độ

nhạy lớn nhất. Peak này phù hợp với khối lƣợng phân tử của hợp chất 2-

pyrrolidinone A.

3.1.2. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H NMR

Hình 3.3. Phổ 1H NMR của hợp chất 2-pyrrolidinone A