Tổng hợp và phân tích phổ nghiệm một số dẫn xuất Dihydrofuran mới có chứa Flo và dị vòng Thiophen

Nội dung text: Tổng hợp và phân tích phổ nghiệm một số dẫn xuất Dihydrofuran mới có chứa Flo và dị vòng Thiophen

1. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, số 3/2015 TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM MỘT SỐ DẪN XUẤT DIHYDROFURAN MỚI CÓ CHỨA FLO VÀ DỊ VÒNG THIOPHEN Đến tòa soạn 26 – 3 – 2015 Nguyễn Thị Phương Thảo, Nguyễn Thị Tố Uyên, Nguyễn Văn Hạ Khoa Hóa học, Trường Đại học Đà Lạt SUMMARY SYNTHESIS AND SPECTROMETRIC ANALYSIS TO IDENTIFY THE STRUCTURE OF SOME NEW DIHYDROFURAN DERIVATIVES HAVING FLUORINE AND THIOPHEN-RING MOIETIES Spectrometric identification of some new dihydrofuran derivatives containing fluorine and thiophene-ring moieties has been performed. These compounds were afforded by the reactions of corresponding 1,1-diarylethenes or 1,1,6,6-tetraphenylhexa-1,5-diene with thenoyltrifluoroacetone in the presence of manganese triacetate dihydrate. This work showed that a relative complex compound such as 1,2-bis[4’-trifluoroacetyl-2’,2’-diphenyl-5’-(2- thienyl)-2’,3’-dihydrofuryl]ethane could be obtained by a simple route. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ nghiên cứu của mình trong phản ứng tổng Một số dẫn xuất 4,5-dihydrofuran có hoạt hợp hữu cơ sử dụng hợp chất phức này [4], tính sinh học và được chú trọng tổng hợp chúng tôi thấy rằng ý tưởng của các tác giả trong thời gian gần đây [1]. Mặt khác, một trên có thể mở rộng để tổng hợp nhiều hợp số phân tử có chứa flo là các dược phẩm có chất đa chức mới. Vì vậy, chúng tôi đã tiến giá trị. Chẳng hạn, chúng được sử dụng hành thực nghiệm theo hướng này để tổng làm chất ức chế proteaz và hợp một số hợp chất mới, trong đó có một phosphodiestereaz, tác nhân kháng ký sinh, hợp chất chứa 2 dị vòng dihydrofuran, 2 dị hợp chất chống ung thư, chất kháng khuẩn vòng thiophen và 2 nhóm trifloaxetyl. Cấu và thuốc gây mê [2]. Yilmar và cộng sự đã tạo của các hợp chất này được chứng minh thông báo về kết qủa nghiên cứu của họ bằng sự phân tích phổ hồng ngoại, cộng trong việc tổng hợp các dẫn xuất hưởng từ hạt nhân và phổ khối. dihydrofuran có chứa flo trong phân tử 2. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT bằng phản ứng sử dụng phức mangan 2.1. Thiết bị triaxetat dihydrat [3]. Với kinh nghiệm 40
2. - Phổ kế cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Dịch chiết clorofoc được gộp chung, làm Bruker Advance 500 (các phổ NMR được khô bằng natri sunphat khan rồi cô cạn đo với chất chuẩn nội là tetrametylsilan bằng cô quay chân không. Phần còn lại sau trong dung môi CDCl3 với tần số 500 MHz khi cô được tách bằng sắc ký trên bản mỏng 1 13 cho H và 125 MHz cho C). nhôm gel Kieselgel 60 F254 với dung môi - Phổ kế hồng ngoại Thermo Scientific khai triển là clorofoc. Nicolet iS5 FT-IR Spectrometer. Các sản phẩm dihydrofuran sau khi phân - Khối phổ kế Agilent GC MS 7895A. lập được đo nhiệt độ nóng chảy (nếu là chất - Máy đo nhiệt độ nóng chảy rắn) và các phổ khối (EI), hồng ngoại và GALLENKAMP. cộng hưởng từ hạt nhân để phân tích, xác 2.2. Hóa chất và vật liệu định cấu tạo. - Mangan diaxetat tetrahydrat của công ty 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Reachim, Liên bang Nga. 4.1. Phản ứng giữa 1,1-bis(4-clophenyl) eten - Mangan triaxetat dihydrat được điều chế với thenoyltrifloaxeton theo E. I. Heiba [5]. Sau khi tiến hành phản ứng theo quy trình - Các 1,1-diaryleten và 1,1,6,6- chung đã mô tả ở trên, chúng tôi tách được tetraphenylhexa-1,5-dien được điều chế từ 59 mg một chất lỏng màu vàng nhạt. Sự các arylmagie bromua tương ứng theo quy phân tích các phổ của hợp chất này dẫn đến trình đã được công bố [6]. các chi tiết đáng chú ý dưới đây. - Thenoyltrifoaxeton, axit axetic băng, • Phổ hồng ngoại cho tín hiệu ở 1675 cm-1, clorofoc và bản mỏng silica gel Kieselgel ứng với hấp thụ của nhóm chức xeton liên 60 F254 của hãng Merck. hợp. Sự có mặt của nhân thơm được xác 3. THỰC NGHIỆM nhận qua các tín hiệu hấp thụ 3008 cm-1, Quy trình chung 1590 cm-1 và trong vùng thơm 900-650 cm-1. Cân lượng cân ứng với 0,25 mmol 1,1- • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cho thấy 3 diaryleten (hoặc 96,5 mg, ứng với 0,125 nhóm CH của nhân thiophen ở δ 8,62, δ mmol 1,1,6,6-tetraphenylhexa-1,5-dien) 7,74 và δ 7,25. Các tín hiệu này tách biệt vào bình cầu đáy tròn 30 mL. Thêm vào đó rất rõ với 2 tín hiệu ứng với 8 nhóm CH 15 mL axit axetic băng và 111 mg (0,5 trong 2 nhân 4-clophenyl (δ 7,37 và δ 7,35). mmol) thenoyltrifloaxeton. Khuấy và gia Ngoài ra trong cấu tạo sản phẩm của phản o nhiệt trên máy khuấy từ đến 100 C thì thêm ứng này còn có một nhóm CH2 cho pic ở δ nhanh vào đó 201 mg (0,75 mmol) mangan 3,95 trong phổ proton và δ 42,86 trong phổ triaxetat dihydrat và tiếp tục đun khuấy đến cacbon 13. khi màu đen của hỗn hợp biến mất (khoảng Tất cả các dữ liệu trên cho thấy hợp chất 16 phút). đang xem xét là 4-triflometylcacbonyl-2,2- Sau phản ứng, cất đuổi dung môi axit axetic bis(4-clophenyl)-5-(2-thienyl)-2,3- bằng cô quay chân không. Cho vào phần dihydrofuran (Sơ đồ 1). Tóm tắt các số liệu cắn còn lại 15 mL nước rồi chiết bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân của hợp chất clorofoc 3 lần (5 mL cho mỗi lần chiết). này được ghi ở Bảng 1. Để xác nhận lại cấu 41
3. tạo này, chúng tôi tiến hành đo phổ khối 468 cùng với hai pic đồng vị (M+2) ở m/z (EI) và phổ đã cho pic ion phân tử ở m/z 470 và (M+4) ở m/z 472. Sơ đồ 1. Phản ứng giữa 1,1-bis(4-clophenyl)eten với thenoyltrifloaxeton trong sự có mặt của mangan triaxetat dihydat Bảng 1. Số liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân của 4-triflometylcacbonyl-2,2-bis(4-clophenyl)-5- (2-thienyl)-2,3-dihydrofuran Vị trí C  C (ppm) DEPT  H (ppm); J (Hz) CO 174,28 C C-5 164,73 C - >C C C< thơm 130,52 C - CH thơm (4C) 128,95 CH 7,37-7,36; pic đa CH thơm 128,16 CH 7,25; pic đôi của pic đôi; 5,0 và 4,0 CH thơm (4C) 126,99 CH 7,35-7,33; pic đa COCF3 118,22 C C-4 102,92 C - C-2 92,25 C C-3 42,84 CH2 3,95; pic đơn 4.2. Phản ứng giữa 1,1-bis (4-metoxyphenyl) các tín hiệu hấp thụ 3006 cm-1, 1611 cm-1 eten với thenoyltrifloaxeton và trong vùng thơm 900-650 cm-1. Sự phân Ở phản ứng này, chúng tôi thu được 35 mg tích thêm dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt một chất lỏng màu vàng nhạt. nhân (Bảng 2) dẫn đến kết luận rằng hợp Phổ hồng ngoại cho tín hiệu hấp thụ của chất này là 4-triflometylcacbonyl-2,2-bis(4- nhóm chức xeton liên hợp ở 1669 cm-1. Sự metoxyphenyl)-5-(2-thienyl)-2,3- có mặt của nhân thơm được xác nhận qua dihydrofuran (Sơ đồ 2). 42
4. Sơ đồ 2. Phản ứng giữa 1,1-bis(4-metoxyphenyl)eten với thenoyltrifloaxeton trong sự có mặt của mangan triaxetat dihydat Bảng 2. Số liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân của 4-triflometylcacbonyl-2,2- bis(4-metoxyphenyl)-5-(2-thienyl)-2,3-dihydrofuran Vị trí C  C (ppm) DEPT  H (ppm); J (Hz) CO 174,25 C - C-5 165,16 C >C C C< thơm 131,06 C - CH thơm 127,94 CH 7,21; pic đôi của pic đôi; 5,0 và 4,0 CH thơm (4C) 127,10 CH 7,34-7,31; pic đa COCF3 118,38 C - CH thơm (4C) 113,83 CH 6,89-6,86; pic đa C-4 103,31 C - C-2 93,37 C OCH3 (2C) 55,30 CH3 3,79; pic đơn C-3 43,10 CH2 3,94; pic đơn Phổ khối (EI) của hợp chất này cho pic ion Phân tích các phổ của sản phẩm 1: Phổ phân tử ở m/z 460,1. Điều này, một lần hồng ngoại xác nhận nhóm chức xeton liên nữa, đã xác nhận cấu tạo của hợp chất đang hợp ở 1663 cm-1. Sự có mặt của nhân thơm khảo sát. cũng được chứng minh qua các tín hiệu hấp 4.3. Phản ứng giữa 1,1,6,6-tetraphenylhexa- thụ đặc trưng của nó. Mặt khác, đối chiếu 1,5-dien với thenoyltrifloaxeton với các phổ cộng hưởng từ hạt nhân của 2 Phân lập hỗn hợp sau phản ứng theo quy hợp chất đã biết cấu tạo ở mục 4.2 và 4.3, trình như đã trình bày, chúng tôi tách được chúng tôi kiểm chứng được sự có mặt của 7 mg sản phẩm 1 và 22 mg sản phẩm 2. Hai các hợp phần cấu tạo vòng thiophen, vòng hợp chất này đều là chất rắn màu vàng nhạt, phenyl và vòng dihydrofuran trong phân tử có nhiệt độ nóng chảy tương ứng là 180- của của hợp chất này. Các tín hiệu còn lại 181oC và 220-221 oC. là của một nhóm CH anken (δ 5,68) và 2 43
5. nhóm metylen (δ 1,77-1,73 và δ 1,61-1,57). thienyl)-4,5-dihydrofuran (Sơ đồ 3). Cấu tạo Các tín hiệu này là của phần cấu tạo này đã được khẳng định qua phổ cộng _ _ (C6H5)2C=CH CH2CH2 từ dien sử dụng hưởng từ hạt nhân 2 chiều HSQC và ban đầu. HMBC (Hình 1). Dữ liệu phổ cộng hưởng Từ các hợp phần cấu tạo ở trên, sản phẩm 1 từ hạt nhân của hợp chất này được ghi ở được giải đoán là 3-trifloaxetyl-4-(4’,4’- Bảng 3. diphenyl-3’-butenyl)-5,5-diphenyl-2-(2- (a) (b) Hình 1. Phổ hai chiều của sản phẩm 1 (a) HSQC và (b) HMBC Sơ đồ 3. Phản ứng giữa 1,1,6,6-tetraphenylhexa-1,5-dien với thenoyltrifloaxeton trong sự có mặt của mangan triaxetat dihydat 44
6. Bảng 3. Số liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân của 3-trifloaxetyl-4-(4’,4’-diphenyl-3’-butenyl)-5,5- diphenyl-2-(2-thienyl)-4,5-dihydrofuran Vị trí C  C (ppm) DEPT  H (ppm); J (Hz) HMBC (H → C) CO 174,10 C C-2 164,48 C 143,15 >C C C C C< thơm, C-2 CH2CH2CH=C 32,66 CH2 1,77-1,57; pic đa C-4, C-3’, C-1’, C-5 CH2CH2CH=C 26,33 CH2 1,73-1,61; pic đa C-4, C-2’, C-3’, C-5, CF3 Phân tích các phổ của sản phẩm 2: Bằng (2-thienyl)-2’,3’-dihydrofuryl]etan (Sơ đồ cách đối chiếu với các phổ của 3- 3). Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều trifloaxetyl-4-(4’,4’-diphenyl-3’-butenyl)-5,5- HSQC và HMBC (Hình 2) đã cho phép xác diphenyl-2-(2-thienyl)-4,5-dihydrofuran (sản nhận cấu tạo này. Các số liệu phổ cộng phẩm 1), chúng tôi giải đoán hợp chất này hưởng từ hạt nhân của hợp chất này được là 1,2-bis[4’-trifloaxetyl-2’,2’-diphenyl-5’- ghi ở Bảng 4. 45
7. (a) (b) Hình 2. Phổ hai chiều của sản phẩm 2 (a) HSQC và (b) HMBC Bảng 4. Số liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân của 1,2-bis[4’-trifloaxetyl-2’,2’-diphenyl-5’-(2- thienyl)-2’,3’-dihydrofuryl]etan Vị trí C  C (ppm) DEPT  H (ppm); J (Hz) HMBC (H → C) CO (2C) 173,94 C 164,05 C-5’ (2C) C 163,97 >C C C< thơm (2C) C 139,14 135,64 8,47; pic đôi; 4,0 CH thơm (2C) CH 135,53 8,40; pic đôi; 3,5 133,86 7,70; pic đôi của pic đôi; CH thơm (2C) CH 133,77 10,0 và 5,0 131,23 C-4’ (2C) C - 131,20 CH thơm (22C) 128,32-125,24 CH 7,30-7,11; pic đa 109,82 COCF3 (2C) C 109,51 - 96,51 C-2’ (2C) C 96,31 46
8. Vị trí C  C (ppm) DEPT  H (ppm); J (Hz) HMBC (H → C) 47,26 C-3’ (2C) CH 4,0; pic đôi; 18,5 C-1, C-2, COCF3 47,11 CH2CH2 27,84 CH2 1,29-1,19; pic đa CH2CH2 26,99 CH2 Phổ khối (EI) của sản phẩm 1 và 2 không dicarbonyl compounds and their biological cho pic ion phân tử tương ứng. Điều này activities”, E-J. Chem., 6(S1), p. S53-S58. có thể do một số nguyên nhân như hợp chất (b) B. Schmidt, (2003) “An olefin không hóa hơi được ở điều kiện đo, phân tử metathesis/double bond isomerization kém bền nhiệt hoặc pic ion phân tử qúa sequence catalyzed by in situ generated kém bền. ruthenium–hydride species”, Eur. J. Org. 5. KẾT LUẬN Chem., p. 816-819. (c) S. Xue, L. He, Y.-K. Bằng sự phân tích các phổ, đặc biệt là phổ Liu, K.-Z. Han, Q.-X. Guo, (2006) cộng hưởng từ hạt nhân, chúng tôi đã xác “Pyridinium Ylides in the Synthesis of 2,3- định được cấu tạo của một số dẫn xuất Dihydrofurans”, Synthesis, p. 666-674. (d) dihydrofuran có chứa flo. Theo sự hiểu S. Son, G.C. Fu, (2007) “Copper-catalyzed biết của chúng tôi, đây là các hợp chất chưa asymmetric [4+1] cycloaddition of enones hề được báo cáo trong bất kỳ một nghiên with diazo compounds to form cứu nào trước đây. Trong nghiên cứu này, dihydrofurans”, J. Am. Chem. Soc., 129, p. các hợp chất nói trên được tổng hợp dựa 1046-1047. vào phản ứng giữa các eten thế ở vị trí 1,1 2. (a). J.M. Altenburger, D. Schirlin, (1991) hoặc 1,1,6,6-tetraphenylhexa-1,5-dien với “General synthesis of polyfunctionalized thenoyltrifloaxeton trong sự có mặt của fluoromethyleneketones retroamines as chất oxy hóa mangan triaxetat dihydrat. Từ potential inhibitor of thrombin”, việc xác định cấu tạo 2 sản phẩm phản ứng Tetrahedron Lett., 32, p. 7255-7258. (b). của 1,1,6,6-tetraphenylhexa-1,5-dien, F.M.D. Ismail, (2002) “Important chúng tôi cho rằng bằng cách thay đổi điều fluorinated drugs in experimental and kiện phản ứng, có thể điều khiển phản ứng clinical use”, J. Fluorine Chem., 118, p. 27- theo hướng tăng hiệu suất sản phẩm nào 33. mong muốn. Chúng tôi đang tiếp tục mở 3. (a) M. Yilmaz, A.T. Pekel, (2005) rộng nghiên cứu theo định hướng này. “Manganese(III) acetate mediated synthesis of 3-trifluoroacetyl-4,5-dihydrofurans and TÀI LIỆU THAM KHẢO 3-(dihydrofuran-2(3H)-ilydene)-1,1,1- 1. (a) E. Findik, A. Dingil, I. Karaman, Y. trifluoroacetones by free radical Budak, M. Ceylan, (2009) “Synthesis of cyclization. Part I”, J. Fluorine Chem., 126, multi-substituted 4,5-dihydrofuran p. 401-406. (b) M. Yilmaz, A.T. Pekel, derivatives from (s)-limonene and 1,3- (2011) “Synthesis of Fluoroacylated 4,5- 47
9. dihydrofurans and fluoroalkylated 1,2-dioxan-3-ol Using Alkenes and tetrahydrofurans by the radical cyclization Acylacetonintrile Building Block”, using manganese(III) acetate. Part II”, J. Synthesis, 8, p. 899-908. Fluorine Chem., 132, p. 628-635. 5. E.I. Heiba, R.M. Dessau, W. J. Koehl, 4. (a) V.-H. Nguyen, N. Hiroshi, K. (1969) “Oxidation by Metal Salts. III. The Kurosawa, (1996) “Convenient Synthesis Reaction of Manganese Acetate with of 3-Cyano-4,5-dihydrofurans and 4- Aromatic Hydrocarbons and the Reactivity Cyano-1,2-dioxan-3-ol Using of the Carboxymethyl Radical”, J. Am. Acylacetonintrile Building Block”, Chem. Soc., 91, p. 138-145. Tetrahedron Lett., 37, p. 4949-4952. (b) V.- 6. A. Klages, (1902) “Synthesis of Arylated H. Nguyen, N. Hiroshi, K. Kurosawa, Ethylenebenzenes”, Ber., 35, p. 2646-2649. (1998) “Mn(III)-Based Facile Synthesis of 3-Cyano-4,5-dihydrofurans and 4-Cyano- ___ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU VỎ TRẤU BIẾN TÍNH (Tiêp theo tr. 56) phân tích kết hợp giữa SPE và F-AAS có hệ “Rice husk as a potentially low-cost số làm giàu cao, độ lặp lại tốt, sai số nhỏ biosorbent for heavy metal and dye khi phân tích với mẫu chuẩn nước thải removal: an overview”, Desalination, CRM. Phương pháp đã được áp dụng vào Volume 175, Issue 3, pp 305–316. để xác định nồng độ Cr trong một số mẫu 3. Nguyễn Bá Tuấn (2012), Nghiên cứu ứng nước thải công nghiệp cho kết quả đáng tin dụng phương pháp phân tích quang học để cậy. Từ kết quả đạt được này, chúng tôi sẽ đánh giá khả năng hấp phụ Cr(VI) và Cr(III) hướng tới nghiên cứu xác định hàm luợng của vỏ trấu biến tính, Luận văn thạc sĩ khoa các dạng Cr(VI) và Cr(III) dựa trên điều học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên- ĐH Quốc kiện hấp phụ khác nhau của 2 dạng trên vật gia Hà Nội. liệu. 4. Serife Tokalioglu, Senol Kaetal and Latif Elci (2000), “ Speciation and determination of TÀI LIỆU THAM KHẢO heavy metals in lake waters by atomic 1. Irene S. Trujiilo, E.V. Alonso, A.G. de adsorption spectrometry after sorption on Torres, S.M.C. Pavon (2012), “Development of Amberlite XAD – 16 resin”, Analytical a solid phase extraction method for the Sciences Movember, Vol.16, pp. 1169 – 1174 multielement determination of trace metals in 5. Tiglea, Paulo, Liching, Jaim, (2000), natural waters including sea-water by FI-ICP- “Demination of traces chromium in foods MS”, Microchemical Journal 101, pp 7-94. by solvent extraction-flame absorption 2. T.G. Chuah, A. Jumasiah, I. Azni, S. spectrometry ”, Anal.Lett., Vol.3 (8), Katayon, S.Y. Thomas Choong (2005), pp.1615-1624. 48