ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

TRƯƠNG ĐÌNH QUANG

TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG
NHIỀU THÀNH PHẦN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM

Đà Nẵng - 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 2PYRROLIDINONE DỰA VÀO PHẢN ỨNG
NHIỀU THÀNH PHẦN
TRƯƠNG ĐÌNH QUANG – 14SHH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM
Giáo viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN TRẦN NGUYÊN

Đà Nẵng - 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯ


(Ký và ghi rõ họ, tên)


LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến
thầy TS. Nguyễn Trần Nguyên đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt
thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo của trường Đại học Sư phạm nói
chung và khoa Hóa nói riêng đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời
gian em nghiên cứu tại trường.
Em cám ơn các sinh viên trong nhóm nghiên cứu đã giúp đỡ, hỗ trợ em hoàn
thành khóa luận này.
Đà Nẵng, ngày … tháng … năm …
Sinh viên

Trương Đình Quang


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.2. Mục tiêu nghiên cứu
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
4.1. Tổng quan về lý thuyết
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
5. BỐ CỤC LUẬN VĂN
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

ACETILENDICARBOXYLATE
3.1.1. Phổ hồng ngoại (IR)
3.1.2. Phổ khối (MS)
1

3.1.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H NMR
13

3.1.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C NMR
3.2. TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ BENZALDEHYDE,
M-NITROANILINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE
3.2.1. Phổ hồng ngoại (IR)
3.2.2. Phổ khối (MS)
1

3.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H NMR
13

3.2.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C NMR
3.3. TỔNG HỢP DẪN XUẤT 2-PYRROLIDINONE TỪ P-TOLUALDEHYDE,
BENZYLAMINE VÀ DIETHYL ACETILENDICARBOXYLATE
3.3.1. Phổ hồng ngoại (IR)
3.3.2. Phổ khối (MS)
1

3.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H NMR
3.3.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO



Sắc ký bản mỏng

CTPT

Công thức phân tử

Et

Nhóm CH3–CH2– (ví dụ EtOOC–là CH3–CH2–OOC–)

HCA

Acid citric


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

bảng
3.1.

Phổ IR của hợp ch

3.2.
3.3.

Phổ H NMR của h

1.3.

Imiprothrin

1.4.

Iprodione

1.5.

2-Pyrrolidinone

1.6.

Cotinine

1.7.

Doxapram

1.8.

Piracetam

1.9.

Ethsuximide

1.10.


Sắc kí bản mỏng

2.5.

Quá trình sắc ký bản mỏn

2.6.

Dao động hóa trị đối xứng

2.7.

Một số dao dộng biến dạn
mặt phẳng (out of plane)


2.8.

Trạng thái dao động của p

2.9.

Đường cong thế năng của

2.10.

Đường cong thế năng và c


tử hai nguyên tử dao động

Phổ H NMR của hợp chấ

3.4.

Phổ

3.5.

Phổ IR của hợp chất B

3.6.

Phổ khối của hợp chất B

3.7.

Phổ H NMR của hợp chấ

3.8.

Phổ

3.9.

Phổ hồng ngoại của hợp c

3.10.

Phổ khối của hợp chất C


vấn đề quan trọng trong xã hội hiện đại. Một trong những lời giải cho vấn đề này
chính là dược phẩm. Việc nghiên cứu về dược phẩm đã được thực hiện hàng trăm
năm nay, tuy nhiên trở ngại lớn nhất trên con đường nghiên cứu của các nhà hóa
dược là phương pháp điều chế được loại thuốc vừa có hoạt tính, vừa lợi về mặt kinh
tế.
Một trong những giải pháp cho vấn đề trên có thể kể đến chính là phản ứng nhiều
thành phần (MCRs). Phản ứng nhiều thành phần (MCRs) đã mở ra một hướng đi mới
cho việc tổng hợp các hợp chất hữu cơ giàu hoạt tính sinh học, đặc biệt là dược phẩm.
Vì vậy, nó có vai trò rất quan trọng khi so sánh với các loại phản ứng khác. Phản ứng
nhiều thành phần (MCRs) có thể hiểu là ba hay nhiều chất cùng tác dụng với nhau
trong chỉ một phản ứng, từ đó hình thành sản phẩm mới có chứa đầy đủ các thành
phần. Một số ưu điểm của MCRs có thể kể đến là: thời gian phản ứng ngắn, nguyên
liệu đơn giản, có sẵn, giá thành thấp và thân thiện với môi trường. [5]

MCRs dựa trên việc tổng hợp các hợp chất dị vòng chứa bộ khung 2pyrrolidinone có vị thế quan trọng trong tổng hợp hữu cơ. Đây là những hợp chất
phổ biến vì có hoạt tính sinh học mạnh, có tiềm năng to lớn trong các ứng dụng về
phát triển thuốc và các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên và ngành hóa nông nghiệp.
[6]
Vì vậy, nhằm tìm ra một hướng đi mới trong tổng hợp dược phẩm dựa trên cơ
sở phản ứng nhiều thành phần với bộ khung 2-pyrrolidinone chính là lí do tôi chọn
đề tài “Tổng hợp một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều
thành phần ”.
2.

ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Dẫn xuất của 2-pyrrolidinone
2.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Tổng hợp các dẫn xuất của 2-pyrrolidinone dựa vào phản ứng nhiều thành

phần.

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


2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN
1.1.1. Sơ lược về phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần (MCRs) là phản ứng tổng hợp, trong đó ba hay
nhiều chất ban đầu phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm. Trong đó, về cơ bản
các chất thành phần đều góp phần tạo nên sản phẩm. Phản ứng nhiều thành phần
phụ thuộc vào các điều kiện phản ứng như: dung môi, nhiệt độ, chất xúc tác, nồng
độ các chất ban đầu [3], [15].

Hình 1.1. Sơ đồ minh họa phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần đã được biết đến trong hơn 150 năm. Phản ứng
MCRs đã được chứng minh lần đầu tiên là sự tổng hợp Strecker -amino cyanide vào
năm 1850. Phản ứng Strecker từ amine, aldehyde và cyano tạo thành sản phẩm

nucleophile tấn công vào nhóm carbonyl của các -ketoester (ethyl acetoacetate) dẫn
đến hiện tượng đóng vòng. Cuối cùng là giai đoạn loại bỏ nước để tạo ra sản phẩm
là hợp chất Biginelli [3], [9].

4


b. Phản ứng Bucherer-Bergs
Đây là phản ứng hóa học của các hợp chất carbonyl với ammonium carbonate
((NH4)2CO3) và potassium cyanide (KCN) để tạo ra hydantoin [3].
Phản ứng tổng quát

Cơ chế

5


c. Phản ứng Mannich
Phản ứng Mannich là một phản ứng hữu cơ nhiều thành phần gồm
formaldehyde (HCHO), amine bậc một hoặc bậc hai (ở đây ta xét amine bậc một)
và hợp chất carbonyl tạo thành sản phẩm là aminomethylated [3], [9].
Phản ứng tổng quát

Cơ chế
Đầu tiên là sự hình thành ion iminium từ amine và formaldehyde.

Hợp chất có nhóm chức carbonyl (trong trường hợp này là một ketone) sẽ
được chuyển về dạng enol và sau đó tấn công vào ion iminium.

6

chống viêm. Ngoài ra trong ngành hóa học vật liệu, người ta đã phát hiện các ứng
dụng của DHPMs trong việc phát triển các vật liệu như polyme, chất kết dính, thuốc
nhuộm,… Phản ứng tổng hợp dihydropyrimidinone từ 3 thành phần là urê, aldehyde
béo và aldehyde thơm đã được nghiên cứu và phát triển. Phản ứng nhiều thành phần
đã đạt một bước tiến quan trọng trong việc điều chế các DHPMs rất đa dạng và hiệu
suất cao trong điều kiện phản ứng êm dịu. [20]
b. Ứng dụng phản ứng Bucherer-Bergs để điều chế hydantoins:
Nhóm Hydantoin có thể được phát hiện trong các hợp chất có dược tính quan
trọng. Một số ứng dụng của hydantoin có thể kể đến như: [21]
-

Trong dược phẩm, dẫn xuất của hydantoin là phenytoin và fosphenytoin được

sử dụng như một loại thuốc chống co giật.

Hình 1.2. Fosphenytoin và Phenytoin.
Dẫn xuất của hydantoin là Imiprothrin là thành phần trong thuốc diệt côn
trùng.

Hình 1.3. Imiprothrin.
9


- Hay một loại thuốc diệt nấm phổ biến là Iprodione cũng chứa nhóm
hydantoin.

Hình 1.4. Iprodione.




ứng dụng trong hóa hữu cơ. 2-Pyrrolidinone cũng là một chất trung gian để sản xuất
polymer [8], [16].
2-Pyrrolidinone là hợp chất quan trọng được tìm thấy trong nhiều dược phẩm
và trong các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên. Những sản phẩm tự nhiên có chứa 2pyrrolidinone đều có hoạt tính sinh học mạnh.
c. Điều chế
Trong công nghiệp 2-Pyrrolidinone được điều chế bằng phản ứng của butyrolactone và ammoniac. [8], [16].

Ngoài ra 2-pyrrolidinone còn được điều chế từ succinimide từ chỉ một phản ứng.

1.2.2. Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone
a. Cotinine: là một alkaloid tìm thấy trong thuốc lá, được hình thành khi
nicotine bị chuyển hóa bởi quá trình oxi hóa.
- Tên gọi: (S)-1-methyl-5-(3-pyridinyl) -2-pyrrolidinone.
- CTPT: C10H12N2O. [22]

11


Hình 1.6. Cotinine
b. Doxapram: được biết đến là chất kích thích hô hấp.
- CTPT: C24H30N2O2.
Danh pháp: 1-ethyl-4-(2-morpholinoethyl)-3,3-diphenylpyrrolidin2-one.
[23]

Hình 1.7. Doxapram
c. Piracetam: tác động đến não và hệ thần kinh trung ương và bảo vệ hệ
não bộ khỏi tình trạng thiếu hụt oxy, được dùng để điều trị triệu chứng rối loạn trí
nhớ hoặc rối loạn trí tuệ.
- CTPT: C6H10N2O2
- Danh pháp: 2-(2-oxopyrrolidin-1-yl) acetamide. [24]