ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGÔ THỊ SAO

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
INDENOISOQUINOLIN CÓ MẠCH NHÁNH BENZYL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PHỔ NMR VÀ MS

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGÔ THỊ SAO

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
INDENOISOQUINOLIN CÓ MẠCH NHÁNH BENZYL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PHỔ NMR VÀ MS
Chuyên ngành: Hóa phân
tích
Mã số:
60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Thị Thắm


LỜI

CẢM

ƠN

......................................................................................................

a

MỤC

LỤC ............................................................................................................ b
DANH

MỤC

VIẾT

TẮT

.................................................................................... d DANH MỤC CÁC
SƠ ĐỒ ................................................................................. e DANH MỤC
CÁC

HÌNH

.................................................................................... f CÁC

CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN ..................................... g MỞ

phổ

cộng

xac

hồng

hưởng

1.1.3.
Phương
pháp
phổ
............................................................ 5

QUAN

từ

đinh

ngoại
hạt

nhân

cấu
(IR).
(NMR)

đối

quang

1.3
Giới
thiệu
một
số
indenoisoquinoline...................... 14

nhờ

phương

phương

pháp

NMR

pháp

tổng

hợp

Chương 2 THỰC NGHIỆM .............................................................................
16
2.1.

và

phân

môi
cấu

trúc

2.1.3. Phân tích xác định cấu trúc, định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh
khiết

của

các

sản

phẩm

được

chuẩn

bị

......................................................................... 17
2.2. Phân tích cấu
................................. 17


.................................................... 20
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................................
22
3.1 Phân tích cấu trúc hợp chất indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion (50)
......... 22
3.2 Phân tích cấu trúc hợp chất indenoisoquinolin 51a
...................................... 26
3.3 Phân tích cấu trúc hợp chất indenoisoquinolin 51b
....................................... 30
KẾT LUẬN
........................................................................................................ 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................
35

c


DANH MỤC VIẾT TẮT
BPO

Benzoyl peoxit

Bu4NF

Tetrabutyl amoni

florua DHA
Đihydroartemisinin DIBAL-H
Điissobutyl nhom hidrua DMAP
4-Đimetyl formamit DMF

N-cloxucxinimit

NMR

Nuclear magnetic resonance

p-TsOH

Axit p-toluen sunfolic

t-BuOH

Ter-Butanol

t-BuOK

Kali ter-butylat

TFA

Axit trifloaxetic

TMEDA

N,N,N’,N’-Tetrametyletylenđiamin

TMSCl

Trimetyl silyl clorua



DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1.
Hình 1.2.
Hình 1.3.
Hình 1.4.

Phổ hồng ngoại của propagyl ancol (4)
............................................ 3
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của tricloetan
...................................... 5
Phổ khối lượng của benzamit (C6H5CONH2)
................................... 7

Phổ 1H-NMR của hỗn hợp este Mosher (S)-1-phenylbutan-1-ol
và
(R)-1-phenylbutan-1-ol
................................................................... 11

Hình 1.5.

Phổ 1H-NMR của este Mosher (R)-1-phenylbutan-1-ol và (S)1- phenylbutan-1-ol
............................................................................. 11

Hình 1.6.

Phổ 1H-NMR của (-)-enriched và hỗn hợp (-)-enriched với CSA..
13



Hình 3.8.
Phổ 13C-NMR cua hơp chất 51a
..................................................... 29
Hình 3.9:

Phổ IR của hợp chất 51b

f


................................................................. 30
Hình 3.10: Phổ 1H-NMR của hợp chất 51b
...................................................... 32
Hình 3.11: Phổ 13C-NMR của hợp chất 51b
..................................................... 33

f


CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN
13C- NMR:

Nuclear Magnetic Resonance Spectroocopy

1H-NMR:

Proton Nuclear Magenetic Resonance

Spectroocopy

er milion

ppm
Hz
s

t

d

et

dd

le doublet

t

et

tt

et triplet

q

tet

m



Vì cấu trúc của lớp chất này rất phức tạp, nên việc phân tích và
xác định cấu trúc của các hợp chất indenoisoquinolin rất quan trọng và
cần thiết.
Đề tài này tập trung nghiên cứu phân tích cấu trúc của một số hợp
chất indenoisoquinolin có chứa mạch nhánh benzyl bằng các phương
pháp hóa lý hiện đại. Kết quả của luận văn sẽ là cơ sở khoa học giá trị cho
việc nghiên cứu định tính và định lượng các dẫn xuất indenoisoquinolin
chứa mạch nhánh benzyl.

1


Chương 1
TỔNG QUAN

Hóa phân tích là một lĩnh vực rất rộng , ở đó không chỉ có phân
tích xác định hàm lượng các kim loại trong nước, trong đất hay trong cây
trồng,... mà còn là phân tích xác định cấu trúc các loại vật liệu, các hợp
chất hữu cơ. Trong tổng quan này, chúng tôi đề cập đến các phương
pháp phân tích cấu trúc các hợp chất hữu cơ. Đây là một phần rất quan
trọng để hiểu biết về lĩnh vực hóa học.
1.1. Tổng quan về các phương pháp xac đinh câu truc
1.1.1. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR).
Trong số các phương pháp phân tích cấu trúc, phổ hồng ngoại
cho nhiều thông tin quan trọng về cấu trúc của hợp chất.
Bức xạ hồng ngoại bao gồm một phần của phổ điện từ, đó là vùng
bước sóng khoảng 10-4

đến 10-6

Các pic nằm trong vùng từ 4000 – 1600 cm-1 thường được quan tâm
đặc biệt, vì vùng này chứa các dải hấp thụ của các nhóm chức, như
OH, NH, C=O, C≡N… nên được gọi là vùng nhóm chức. Vùng phổ từ 1300
– 626 cm-1 phức tạp hơn và thường được dùng để nhận dạng toàn phân tử
hơn là để xác định nhóm chức. Chính ở đây các dạng pic thay đổi nhiều
nhất từ hợp chất này đến hợp chất khác, vì thế vùng phổ từ 1500 cm-1 được
gọi là vùng vân ngón tay [3].
1.1.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là phương pháp vật lý hiện đại
nghiên cứu cấu trúc của các hợp chất hữu cơ. Phương pháp phổ biến được
sử dụng là phổ 1H-NMR và 13C-NMR. Hạt nhân của nguyên tử 1H và 13C
có momen từ. Nếu đặt proton trong từ trường không đổi thì moment từ của
nó có

3


thể định hướng cùng chiều hay ngược chiều với từ trường. Đó là spin
hạt nhân có tính chất lượng tử với các số lượng tử +1/2 và -1/2 [2].
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:


 TMS x
.10
6
( ppm)


trị từ 0-12 ppm, đối với 13C-NMR thì δ có giá trị từ 0-230 ppm.

5


(5)

Hình 1.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của tricloetan
Hằng số tương tác spin-spin J: Trên phổ NMR, mỗi nhóm hạt nhân
không tương đương sẽ thể hiện bởi một cụm tín hiệu gọi là vân phổ, mỗi
vân phổ có thể bao gồm một hoặc nhiều hợp phần. Nguyên nhân gây nên
sự tách tín hiệu cộng hưởng thành nhiều hợp phần là do tương tác của các
hạt nhân có từ tính ở cạnh nhau. Tương tác đó thể hiện qua các electron
liên kết. Giá trị J phụ thuộc vào bản chất của hạt nhân tương tác, số liên kết
và bản chất các liên kết ngăn giữa các tương tác [1].
Hằng số tương tác spin-spin J được xác định bằng khoảng cách giữa
các hợp phần của một vân phổ. Dựa vào hằng số tương tác spin-spin J ta có
thể rút ra kết luận về vị trí tương đối của các hạt nhân có tương tác với nhau
[2].
1.1.3. Phương pháp phổ khối lượng (MS)
Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là phá vỡ
phân tử trung hòa thành ion phân tử và các mảnh ion dương có số
khối z=m/e. Sau đó phân tách các ion này theo số khối và ghi
nhận được phổ khối lượng. Dựa vào phổ khối này có thể xác định phân
tử khối và cấu tạo phân tử của chất nghiên cứu [3,4].

6



-

Sự hình thành các ion mang điện tích +1 chiếm hơn 95%, còn lại là
các ion mang điện tích +2 và điện tích âm (-). Năng lượng bắn phá các
phân tử thành ion phân tử khoảng 10 eV. Nhưng với năng lượng cao thì
ion phân tử có thể phá vỡ thành các mảnh ion dương (+), hoặc các ion
gốc, các gốc, hoặc phân tử trung hòa nhỏ hơn, nên người ta thường thực
hiện bắn phá các phân
tử ở mức năng lượng 70 eV [3].
ABC

A

ABC

AB

AB

BC

B
A

B

Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá
và
năng lượng bắn phá. Quá trình này gọi là quá trình ion hóa.
Các ion dương hình thành đều có khối lượng m và mang điện tích


(7
)
(8)

(6)
(9)
Sơ đồ 1.1

1.2.2. Tách các đồng phân đối quang nhờ tác nhân bất đối bổ trợ
Hỗn hợp raxemic hoặc hai đồng phân của các hợp chất đối quang có
một tâm bất đối thường không thể tách ra khỏi nhau. Tuy nhiên, khi tham
gia phản ứng với các chất bổ trợ chiral có từ một hoặc nhiều tâm bất đối, tạo
thành sản phẩm có từ hai tâm bất đối trở lên, có thể tách được bằng các
phương pháp hóa lý khác nhau. Dựa vào tính chất quan trong này năm
1953, Pasteur đã tách được đôi đồng phân đối quang của axit tactaric nhờ
sự tạo muối “dia” của hỗn hợp hai đối quang với (+)-cinchotoxin, có độ tan
khác nhau nên có thể tách ra khỏi nhau bằng phương pháp kết tinh.
Phương pháp này vẫn được sử dụng hiệu quả để tách hỗn hợp hai đồng
phân đối quang ra khỏi nhau.
(10)
(11)
(12)

(13)

(14)
(16)

(15)

tương tác yếu sẽ được rửa giải nhanh nhờ pha động, kết quả là hai đối
quang được tách ra khỏi nhau. Phương pháp này thường được sử dụng để
xác định độ chọn lọc đối quang trong của các phản ứng. Nếu phản ứng
nhận được hỗn hợp có hai đồng phân đối quang A và B (ee=enantiomer
excess, de=diasteroisomer excess), độ chọn lọc đối quang được xác
định theo công thức:
ee 

de 

%enantiomerA %enantiomerB
%enantiomerA 
%enantiomerB
%diasteroisomerA 

%diasteroisomerB
%diasteroisomerA  %diasteroisomerB

1.2.4. Phân tích các đối quang nhờ phương pháp NMR
Để xác định tỉ lệ các đồng phân lập thể có thể sử dụng nhiều phương
pháp khác nhau, nhưng phổ NMR là một phương pháp hữu ích và phổ biến,
vì nó không làm thay đổi tỉ lệ của các đồng phân trong hỗn hợp và chỉ cần


lượng nhỏ hỗn hợp hai đồng phân đối quang. Các đồng phân khác nhau
được xác


định nhờ độ dịch chuyển hóa học và hằng số tương tác spin-spin của
những nguyên tử hydro trong từ trường.

(27)
Sơ đồ
1.4