Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline từ các dẫn xuất 1,5-diphenyl-2-pyrrolidinone

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

--------------

NGUYỄN TẤN TRUNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT

PYRROLO[2,3-b]QUINOXALINE TỪ CÁC DẪN

XUẤT 1,5-DIPHENYL-2-PYRROLIDINONE

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN HÓA HỌC

Đà Nẵng - 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

Đề tài:

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT

PYRROLO[2,3-b]QUINOXALINE TỪ CÁC DẪN

XUẤT 1,5-DIPHENYL-2-PYRROLIDINONE

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN HÓA HỌC

GVHD : TS. NGUYỄN TRẦN NGUYÊN

SVTV : NGUYỄN TẤN TRUNG

LỚP : 15CHDE

Đà Nẵng - 2019

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Ngành hóa học nói chung và hóa hữu cơ nói riêng đóng vai trò quan trọng

trong đời sống xã hội. Các chất mới không ngừng được nghiên cứu, tổng hợp và

ứng dụng vào trong đời sống. Hợp chất có dược tính cao nhằm ngăn ngừa và điều

trị bệnh cho con người được coi là một trong những mũi nhọn của ngành hóa học

ngày nay.

Trong những năm gần đây, lĩnh vực tổng hợp hóa hữu cơ ngày càng có những

bước tiến vượt bậc. Việc ứng dụng phản ứng nhiều thành phần (MCR) trong hóa

dược là một trong những hướng nghiên cứu đang được các nhà hóa học quan tâm.

Một số phản ứng nhiều thành phần có cách tiến hành thí nghiệm đơn giản, sử dụng

nguyên liệu giá thành thấp, phổ biến và thân thiện với môi trường [1]. Đã có nhiều

công trình nghiên cứu ứng dụng phản ứng nhiều thành phần trong tổng hợp các hợp

chất dị vòng chứa các thành phần như dihydropyrimidinones, benzothiazole,

piperidine… Có thể nói rằng phản ứng nhiều thành phần là hướng đi mới của tổng

hợp hữu cơ để mở rộng sự đa dạng của các hợp chất có hoạt tính sinh học.

Trong số các loại hợp chất dị vòng, các dẫn xuất của pyrrolyl [2] và

quinoxalinyl [3] được biết đến như là chất chống oxy hóa, thể hiện hoạt tính ức chế

peroxy hóa lipid mạnh trong vivo và hoạt tính quét gốc hydroxyl đáng kể. Hợp chất

chứa nhân quinoxaline có mặt trong nhiều dược phẩm với một loạt các hoạt tính

sinh học như chống ung thư, kháng virus, chống tăng nhãn áp và chống viêm [4]-

[7]. Các dẫn xuất của pyrroloquinoxaline [8],[9] còn được biết đến trong thuốc

chống HIV, chống sốt rét, chống ung thư và thuốc chống oxy hóa [10].

Các hợp chất họ pyrrolo và quinoxaline có nhiều dược tính hấp dẫn, vì vậy tôi

chọn đề tài “Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline từ

các dẫn xuất 1,5-diphenyl-2-pyrrolidinone”.

2

2. Đối tượng và mục đích nghiên cứu

2.1. Đối tượng nghiên cứu

- Dẫn xuất 1,5-diphenyl-2-pyrrolidinone.

- Dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline.

2.2. Mục tiêu nghiên cứu

Tổng hợp các dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline từ 2-pyrrolidinone và chứng

minh cấu trúc sản phẩm thu được.

3. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Thu thập, phân tích các tài liệu về phản ứng nhiều thành phần để tổng hợp

các dẫn xuất 2-pyrrolidinone, các dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline từ 2-

pyrrolidinone và diamine.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

- Tổng hợp các dẫn xuất 2-pyrrolidinone bằng phản ứng nhiều thành phần.

- Tổng hợp các dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline từ 2-pyrrolidinone. Sử

dụng các phương pháp phổ NMR, MS để khẳng định cấu trúc.

4. Nội dung nghiên cứu

4.1 Tổng quan về lý thuyết

- Tổng quan lý thuyết về phản ứng nhiều thành phần.

-Tổng quan về phương pháp điều chế các dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline.

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của pyrrolo[2,3-b]quinoxaline.

5. Bố cục luận văn

MỞ ĐẦU

Chương 1. TỔNG QUAN

Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

3

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ 2-PYRROLIDINONE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ

1.1.1. Tổng quan về 2-pyrrolidinone

1.1.2. Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone

1.2. TỔNG QUAN VỀ QUINOXALINE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ

1.2.1. Tổng quan về quinoxaline

1.2.2. Một số dẫn xuất của quinoxaline

1.3. PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN

1.3.1. Sơ lược về phản ứng nhiều thành phần

1.3.2. Một số phản ứng nhiều thành phần

CHƯƠNG 2

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT

2.1.1. Dụng cụ

2.1.2. Thiết bị

2.1.3. Hóa chất

2.2. QUY TRÌNH TỔNG HỢP

2.2.1. Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone

Hỗn hợp gồm amine (1 mmol), aldehyde (1 mmol) và acid citric (2 mmol)

trong dung môi ethanol được cho vào bình cầu và tiến hành khuấy từ trong 30 phút.

Sau đó, diethyl acetylenedicarboxylate (1 mmol ) được thêm vào và khuấy hỗn hợp

ở nhiệt độ phòng. Quá trình phản ứng được kiểm tra bằng sắc ký bản mỏng với hệ

dung môi pha động hexane : ethyl acetate = 5 : 3.5. Sau khi phản ứng kết thúc, để

nguội, lọc lấy chất rắn và kết tinh lại trong dung môi ethanol nóng (80°C). [34]

4

Hình 1.1. Phản ứng tổng quát điều chế dẫn xuất 2-pyrrolidinone

2.2.2. Tổng hợp dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline

Hỗn hợp phản ứng gồm 2-pyrrolidinone (1 mmol), diamine (1 mmol) và dung

môi acid acetic được cho vào trong bình cầu. Phản ứng được khuấy trộn, tiến hành

ở nhiệt cao (900C) và quá trình phản ứng được kiểm tra bằng sắc ký lớp mỏng với

hệ dung môi pha động hexan : ethyl acetate = 8:2. Sau khi kết thúc phản ứng, hỗn

hợp được để nguội và loại acid acetic. Hỗn hợp phản ứng được chiết với DCM và

nước. Lớp hữu cơ được làm khan bằng Na2SO4. Dung môi hữu cơ được loại bỏ

dưới áp suất thấp và sản phẩm thô được tinh chế dựa vào phương pháp sắc ký cột.

Hình 2.2. Phản ứng tổng quát điều chế dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline

5

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

NGHIÊN CỨU

2.3.1. Phương pháp sắc ký lớp mỏng

2.3.2. Phương pháp sắc kí cột

2.3.3. Phương pháp phân tích phổ khối (MS)

2.3.4. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT 2-PYRROLIDIONOE

3.1.1. Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ benzaldehyde và aniline

Công thức cấu tạo

(A)

Dẫn xuất 2-pyrrolidinone (A) được tổng hợp dựa vào phản ứng nhiều thành

phần với các chất tham gia là aniline, benzaldehyde và diethyl

acetylenedicarboxylate. Phản ứng diễn ra ở nhiệt độ phòng, trong dung môi ethanol

và xúc tác acid citric.

Phản ứng tổng quát

Sản phẩm

6

3.1.2. Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde và m￾nitroaniline

Công thức cấu tạo:

Dẫn xuất 2-pyrrolidinone (chất B) được tổng hợp vào phản ứng nhiều thành

phần với các chất tham gia phản ứng là p-tolualdehyde, o-nitroaniline và diethyl

acetylenedicarboxylate. Phản ứng diễn ra trong dung môi ethanol, với xúc tác acid

citric.

Phản ứng tổng hợp

Sản phẩm tổng hợp

7

3.2. TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT PYRROLO[2,3-b]QUINOXALINE

3.2.1. Khảo sát điều kiện phản ứng tổng hợp pyrrolo[2,3-b]quinoxaline

3.2.1.1. Khảo sát nhiệt độ phản ứng

Để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất, phản ứng điều chế dẫn xuất

pyrrolo[2,3-b]quinoxaline từ 2-pyrrolidinone (hợp chất A) và o-phenylenediamine

được tiến hành trong ba điều kiện nhiệt độ khác nhau. Quá trình phản ứng được

theo dõi bằng phương pháp SKLM.

Kết quả khảo sát:

50oC 70 oC 90 oC

3.2.1.2. Khảo sát thời gian phản ứng

Để khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất, phản ứng điều chế dẫn

xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline từ 2-pyrrolidinone (hợp chất A) và o-