Khóa Luận Tốt Nghiệp Ngành Cử Nhân Hóa Học Chuyên Ngành Hóa Hữu Cơ

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp hóa học tổng hợp 1 4 hydroxy 3 methoxyphenyl 3 8 hydroxyquinolin 5 ylprop 2 en 1 one và, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Lê Thanh Long
• Người hướng dẫn: Th.S. Lê Văn Đăng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cử Nhân Hóa Học
• Đề tài: Khóa Luận Tốt Nghiệp Ngành Hóa Học: Nghiên Cứu Tổng Hợp Hóa Hữu Cơ
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHUNG
• 1.1. Tình hình tổng hợp các chất chứa vòng quinoline
• 1.2. Tổng quan về 8-hydroxyquinoline
• 2. PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản ứng thế electrophile trong vòng thơm
• 2.2. Các phương pháp formyl hóa nhân thơm
• 2.2.1. Phản ứng Reimer — Tiemann
• 2.2.2. Các phản ứng formyl hóa khác
• 3. PHẦN 3: THỰC NGHIỆM - THẢO LUẬN KẾT QUẢ
• 3.1. Tổng hợp và xác định nhiệt độ nóng chảy
• 3.2. Tổng hợp 5-formyl-8-hydroxyquinoline từ 8-hydroxyquinoline
• 3.3. Tổng hợp 1-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2-methylprop-2-en-1-one và 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)prop-2-en-1-one
• 3.4. Quy kết và biện luận phổ
• 4. PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Khóa Luận Tốt Nghiệp Ngành Hóa Học

Khóa luận tốt nghiệp ngành hóa học là một bước quan trọng trong hành trình học tập của sinh viên. Đặc biệt, nghiên cứu tổng hợp hóa hữu cơ đóng vai trò then chốt trong việc phát triển kiến thức và kỹ năng thực hành. Nghiên cứu này không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn, từ đó tạo ra những sản phẩm có giá trị cho xã hội.

1.1. Tổng quan về Hóa Học Hữu Cơ

Hóa học hữu cơ là lĩnh vực nghiên cứu về các hợp chất chứa carbon. Các hợp chất này có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ dược phẩm đến vật liệu. Việc hiểu rõ về hóa học hữu cơ giúp sinh viên có cái nhìn sâu sắc hơn về các phản ứng hóa học và ứng dụng thực tiễn.

1.2. Tầm quan trọng của Khóa Luận Tốt Nghiệp

Khóa luận tốt nghiệp không chỉ là một yêu cầu học thuật mà còn là cơ hội để sinh viên thể hiện khả năng nghiên cứu độc lập. Qua đó, sinh viên có thể phát triển kỹ năng phân tích, tổng hợp và trình bày thông tin một cách rõ ràng và logic.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nghiên Cứu Hóa Hữu Cơ

Nghiên cứu tổng hợp hóa hữu cơ gặp nhiều thách thức, từ việc lựa chọn phương pháp tổng hợp đến việc kiểm soát chất lượng sản phẩm. Những vấn đề này đòi hỏi sinh viên phải có kiến thức vững vàng và khả năng giải quyết vấn đề hiệu quả.

2.1. Các Thách Thức trong Phương Pháp Tổng Hợp

Một trong những thách thức lớn nhất là lựa chọn phương pháp tổng hợp phù hợp. Các phương pháp khác nhau có thể dẫn đến hiệu suất và độ tinh khiết sản phẩm khác nhau. Việc nghiên cứu và so sánh các phương pháp là rất cần thiết.

2.2. Kiểm Soát Chất Lượng Sản Phẩm

Kiểm soát chất lượng sản phẩm là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu hóa học. Các phương pháp phân tích như sắc ký, phổ hồng ngoại và phổ cộng hưởng từ hạt nhân cần được áp dụng để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Hóa Hữu Cơ Hiệu Quả

Để đạt được kết quả tốt trong nghiên cứu tổng hợp hóa hữu cơ, việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng. Các phương pháp như phản ứng Reimer-Tiemann và phản ứng aldol-croton hóa thường được sử dụng.

3.1. Phản Ứng Reimer Tiemann

Phản ứng Reimer-Tiemann là một phương pháp hiệu quả để tổng hợp aldehyde từ phenol. Phương pháp này sử dụng chloroform và NaOH làm xúc tác, giúp tạo ra sản phẩm với hiệu suất cao.

3.2. Phản Ứng Aldol Croton Hóa

Phản ứng aldol-croton hóa là một phương pháp quan trọng trong tổng hợp các hợp chất carbonyl. Phương pháp này cho phép tạo ra các sản phẩm có cấu trúc phức tạp từ các hợp chất đơn giản.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Nghiên Cứu Hóa Hữu Cơ

Nghiên cứu tổng hợp hóa hữu cơ không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các sản phẩm từ nghiên cứu này có thể được ứng dụng trong y học, công nghiệp và nhiều lĩnh vực khác.

4.1. Ứng Dụng trong Y Học

Nhiều hợp chất hữu cơ được tổng hợp có hoạt tính sinh học cao, được sử dụng làm thuốc điều trị các bệnh lý khác nhau. Việc nghiên cứu và phát triển các dẫn xuất mới là rất cần thiết.

4.2. Ứng Dụng trong Công Nghiệp

Các hợp chất hữu cơ cũng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, từ sản xuất vật liệu đến hóa chất. Việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp giúp giảm chi phí và tăng hiệu suất sản xuất.

V. Kết Luận và Tương Lai của Nghiên Cứu Hóa Hữu Cơ

Nghiên cứu tổng hợp hóa hữu cơ là một lĩnh vực đầy tiềm năng và thách thức. Tương lai của ngành này phụ thuộc vào sự phát triển của các phương pháp tổng hợp mới và ứng dụng thực tiễn của các sản phẩm.

5.1. Tương Lai của Nghiên Cứu Hóa Hữu Cơ

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, nghiên cứu hóa hữu cơ sẽ tiếp tục mở ra nhiều cơ hội mới. Các phương pháp tổng hợp tiên tiến sẽ giúp tạo ra các sản phẩm có giá trị cao hơn.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu trong Tương Lai

Định hướng nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc phát triển các hợp chất mới có hoạt tính sinh học cao và ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, từ y học đến công nghiệp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong lĩnh vực hóa dược và hóa học tổng hợp hữu cơ, các hợp chất dị vòng chứa nitrogen đóng vai trò then chốt do sở hữu hoạt tính sinh học đa dạng. Trong đó, khung phân tử quinoline và đặc biệt là dẫn xuất 8-hydroxyquinoline được ứng dụng rộng rãi trong y dược (làm thuốc chống sốt rét, kiết lỵ, lao phổi, kháng nấm, diệt khuẩn) cũng như trong hóa học phân tích nhờ khả năng tạo phức chelate bền vững với hơn 40 cation kim loại.

Các dẫn xuất ketone $\alpha,\beta$-không no (chalcone) chứa nhân quinoline là mô hình cấu trúc quan trọng để nghiên cứu sự tương tác điện tử nội phân tử và khảo sát hoạt tính dược lý. Tuy nhiên, trong khi các ketone $\alpha,\beta$-không no có nhóm carbonyl ($C=O$) gắn liền kề nhân quinoline đã được nghiên cứu tương đối phổ biến, loại ketone $\alpha,\beta$-không no có nhóm carbonyl ở vị trí xa nhân 8-hydroxyquinoline vẫn còn ít công trình khảo sát. Khóa luận tốt nghiệp cử nhân hóa học của tác giả Lê Thanh Long (Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh, năm 2012) tập trung vào việc tổng hợp và xác định cấu trúc của hai dẫn xuất ketone $\alpha,\beta$-không no mới từ 8-hydroxyquinoline.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

1. Tổng hợp 5-formyl-8-hydroxyquinoline từ nguyên liệu ban đầu 8-hydroxyquinoline bằng phản ứng formyl hóa Reimer - Tiemann với tác nhân chloroform ($CHCl_3$) và xúc tác base potassium hydroxide ($KOH$).
2. Tổng hợp hai dẫn xuất ketone $\alpha,\beta$-không no gồm 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)prop-2-en-1-one và 1-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2-methylprop-2-en-1-one bằng phản ứng ngưng tụ aldol - croton hóa có xúc tác acid.
3. Xác định các hằng số vật lý của các sản phẩm tổng hợp được bao gồm nhiệt độ nóng chảy và độ tan trong các dung môi hữu cơ.
4. Đo và phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1H\text{-NMR}$) để quy kết tín hiệu, biện luận và xác lập cấu trúc hóa học, cấu hình không gian của các chất tổng hợp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Khung dị vòng 8-hydroxyquinoline, hợp chất trung gian 5-formyl-8-hydroxyquinoline, các tác nhân ngưng tụ (4-hydroxy-3-methoxyacetophenone, 1-(4-hydroxyphenyl)propan-1-one) và hai sản phẩm ketone $\alpha,\beta$-không no tương ứng.
• Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm tổng hợp hữu cơ ở quy mô phòng thí nghiệm tại Bộ môn Hóa hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh; tập trung vào quy trình tổng hợp, tinh chế và xác định cấu trúc bằng phương pháp phổ học.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và cơ chế phản ứng

Tác giả xây dựng nghiên cứu dựa trên các lý thuyết cốt lõi của hóa học hữu cơ hiện đại:

• Cơ chế thế electrophile vào nhân thơm ($S_E2Ar$): Quá trình phản ứng qua hai giai đoạn hình thành phức $\pi$ và phức $\sigma$ mang điện tích dương. Phân tích ảnh hưởng của hiệu ứng không gian, hiệu ứng điện tử ($+I, +R, -I, -R$) của nhóm thế, bản chất của tác nhân electrophile và độ phân cực của dung môi đến tốc độ và tính chọn lọc vị trí phản ứng trên nhân quinoline.
• Lý thuyết về cấu tạo và tính chất của 8-hydroxyquinoline: Khung quinoline gồm vòng pyridine và vòng benzene ngưng tụ, các nguyên tử carbon và nitrogen đều ở trạng thái lai hóa $sp^2$. Mật độ điện tích âm tập trung chủ yếu ở vòng benzene (đặc biệt tại vị trí C5 và C7), định hướng phản ứng thế electrophile vào hai vị trí này. Theo các nghiên cứu lý thuyết dẫn trong văn bản (Seguin), trong dung dịch tồn tại cân bằng hỗ biến giữa dạng hydroxy (chiếm 2/3) và dạng oxo (chiếm 1/3).
• Các phương pháp formyl hóa nhân thơm: Tổng quan và so sánh cơ chế, phạm vi ứng dụng và hạn chế của 10 phương pháp formyl hóa:
  1. Phản ứng Reimer - Tiemann: Sử dụng $CHCl_3/KOH$, tạo tiểu phân trung gian hoạt động mạnh dichlorocarbene ($:CCl_2$) tấn công ái điện tử vào vòng thơm.
  2. Phản ứng Gattermann - Koch ($CO + HCl/AlCl_3/Cu_2Cl_2$).
  3. Phản ứng Gattermann ($HCN + HCl/ZnCl_2$ qua trung gian iminium chloride).
  4. Phản ứng Vilsmeier - Haack (sử dụng amide như DMF, $N$-methylformanilide với $POCl_3$).
  5. Formyl hóa bằng formyl fluoride ($HCOF/BF_3$).
  6. Formyl hóa bằng chloromethylene dibenzoate và dichloromethyl alkyl ether.
  7. Formyl hóa bằng ethyloxalyl chloride.
  8. Formyl hóa bằng formyl chloride oxime.
  9. Formyl hóa bằng alkyl orthoformate với xúc tác $AlCl_3$.
  10. Phương pháp qua hợp chất cơ kim (organomagnesium, organolithium).
• Lý thuyết phản ứng ngưng tụ Aldol - Croton hóa (Claisen - Schmidt): Phân tích cơ chế cộng aldol và tách nước (croton hóa) tạo liên kết đôi $C=C$ liên hợp với nhóm carbonyl. Văn bản phân tích sâu lý do lựa chọn xúc tác acid ($HCl$) thay vì base: trong môi trường base, 8-hydroxyquinoline tồn tại ở dạng anion phenolate làm giảm điện tích dương trên carbon của nhóm formyl; ngược lại, xúc tác acid proton hóa nguyên tử oxy carbonyl và nitrogen dị vòng, kích hoạt mạnh mẽ tâm ái điện tử của nhóm $-CHO$ đối với dạng enol của ketone.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

• Tổng hợp hóa học: Tiến hành phản ứng hồi lưu có kiểm soát nhiệt độ bằng nồi cách thủy, khuấy từ gia nhiệt, bổ sung định kỳ dung môi và tác nhân để hạn chế sự bay hơi.
• Phương pháp tách và tinh chế: Chiết liên tục bằng hệ thống Soxhlet với dung môi benzene; kết tinh phân đoạn nhiều lần trong các hệ dung môi ethanol - nước và $N,N$-dimethylformamide (DMF) - nước; rửa loại tạp chất bằng diethyl ether.
• Phương pháp phân tích và kiểm tra:
  • Sắc ký bản mỏng (TLC) để theo dõi tiến trình phản ứng.
  • Đo nhiệt độ nóng chảy trên máy đo điểm nóng chảy chuyên dụng để đánh giá độ tinh khiết.
  • Đo phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) trên máy Shimadzu FTIR-8400S trong vùng số sóng $4000 - 400\text{ cm}^{-1}$.
  • Đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ($^1H\text{-NMR}$) trên thiết bị phổ kế với dung môi dimethyl sulfoxide ($DMSO\text{-}d_6$).

---

Nội dung chính theo từng chương

PHẦN 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHUNG

Nội dung chương tổng thuật lịch sử nghiên cứu các hợp chất chứa vòng quinoline kể từ khi Runge tách được chất này từ nhựa than đá năm 1834. Tác giả trình bày các hướng phát triển chính:

• Phương pháp oxy hóa methylquinoline: Kaplan (1941) dùng $SeO_2$ trong dioxane oxy hóa 2-methylquinoline thành quinoline-2-carbaldehyde; E. Kawarher dùng $SeO_2$ trong xylene oxy hóa 4-methylquinoline; WithelmMath oxy hóa trực tiếp không cần dung môi.
• Gắn trực tiếp nhóm formyl: Phương pháp Sen và Ray, cải tiến bởi Howe để gắn nhóm $-CHO$ vào vị trí 5 và 7 của 8-hydroxyquinoline.
• Tổng hợp chalcone chứa quinoline: Matsumura ngưng tụ 5-acetyl-8-hydroxyquinoline với piperonal trong môi trường kiềm; Rosenmund và Nogradi-L (1955) dùng phản ứng Friedel - Crafts gắn nhóm acetyl vào vị trí 5 bằng $CH_3COCl/AlCl_3$ khan để tạo tiền chất ngưng tụ.
• Cấu tạo và tính chất 8-hydroxyquinoline: Trình bày chi tiết cấu trúc điện tử, trạng thái hỗ biến, khả năng tạo phức phân tích và hai con đường tổng hợp công nghiệp (phản ứng Skraup từ $o$-aminophenol và phản ứng kiềm chảy acid quinoline-8-sulfonic).

PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương này cung cấp nền tảng lý thuyết cho toàn bộ thực nghiệm:

• Phân tích chi tiết cơ chế $S_E2Ar$ và các yếu tố ảnh hưởng (nhóm thế đẩy/rút electron, tính chất acid/base của tác nhân ái điện tử, dung môi).
• Trình bày cơ chế chi tiết của phản ứng Reimer - Tiemann: tương tác giữa $KOH$ và $CHCl_3$ tạo carbene $:CCl_2$, sự tấn công vào anion quinolate tại vị trí para (C5), quá trình hỗ biến và thủy phân tạo dẫn xuất aldehyde. Tác giả chỉ rõ nguyên nhân phản ứng này thường có hiệu suất thấp (13–15%) do quá trình nhựa hóa trong kiềm, phản ứng phụ tạo ester orthoformic $HC(OC_6H_5)_3$ và tạo hợp chất quinone chứa clo.
• Trình bày cơ chế ngưng tụ aldol - croton hóa có xúc tác acid giữa aldehyde thơm và dẫn xuất alkyl aryl ketone, dẫn giải từng bước từ quá trình enol hóa ketone, tấn công nucleophile, tạo muối đến giai đoạn tách loại nước theo cơ chế carbocation.

PHẦN 3: THỰC NGHIỆM - THẢO LUẬN KẾT QUẢ

Chương thực nghiệm mô tả chi tiết quy trình tổng hợp, tinh chế và phân tích phổ của ba hợp chất:

1. Tổng hợp 5-formyl-8-hydroxyquinoline

• Quy trình: 50 g 8-hydroxyquinoline hòa tan trong 200 ml ethanol; thêm 100 g KOH trong 125 ml nước cất; nhỏ giọt 100 ml $CHCl_3$ trong 2,5 giờ ở $40 - 45^\circ\text{C}$; đun hồi lưu ở $80^\circ\text{C}$ trong 12 giờ (bổ sung định kỳ ethanol và $CHCl_3$ từ giờ thứ 6). Sau phản ứng, cô đuổi dung môi, hòa tan cặn trong 1500 ml nước, acid hóa bằng dung dịch $HCl$ 18% (~8 ml) thu kết tủa đỏ. Chiết liên tục bằng 350 ml benzene trên hệ Soxhlet và kết tinh lại 3 lần trong hệ ethanol - nước (tỉ lệ thể tích 4:1).
• Kết quả: Thu được 4,8205 g sản phẩm kết tinh màu vàng nhạt, hiệu suất 6,97%, nhiệt độ nóng chảy $172 - 173^\circ\text{C}$.
• Phân tích phổ:
  • FT-IR: Xuất hiện vân hấp thụ mạnh tại $1685,84\text{ cm}^{-1}$ ($C=O$ aldehyde); vân $2752,85\text{ cm}^{-1}$ (dao động hóa trị $C-H$ của nhóm $-CHO$); vân tù rộng cực đại tại $3111,28\text{ cm}^{-1}$ (nhóm $-OH$ tạo liên kết hydro); vân dao động nhân quinoline tại $1383,40\text{ cm}^{-1}$ ($C=C, C=N$), $1024,28\text{ cm}^{-1}$ và $630,74\text{ cm}^{-1}$ ($C-H$).
  • $^1H\text{-NMR}$ ($DMSO\text{-}d_6$): $\delta = 10,134\text{ ppm}$ (s, 1H, $H_{CHO}$); $\delta = 9,352\text{ ppm}$ (dd, $^3J = 9\text{ Hz}, ^4J = 1,5\text{ Hz}$, 1H, $H_4$); $\delta = 8,966\text{ ppm}$ (dd, $^3J = 4\text{ Hz}, ^4J = 1,5\text{ Hz}$, 1H, $H_2$); $\delta = 8,160\text{ ppm}$ (d, $^3J = 8\text{ Hz}$, 1H, $H_6$); $\delta = 7,776\text{ ppm}$ (dd, $^3J = 8\text{ Hz}, ^3J = 4\text{ Hz}$, 1H, $H_3$); $\delta = 7,253\text{ ppm}$ (d, $^3J = 8\text{ Hz}$, 1H, $H_7$).

2. Tổng hợp 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)prop-2-en-1-one (Chất A)

• Quy trình: Cho 0,5 g 5-formyl-8-hydroxyquinoline và 0,48 g 4-hydroxy-3-methoxyacetophenone vào 20 ml ethanol $99^\circ$; nhỏ giọt 10 ml dung dịch $HCl$ 36%; khuấy ở $70^\circ\text{C}$ trong 3 giờ; trung hòa bằng dung dịch $CH_3COONa$ bão hòa; lọc kết tủa, rửa 3 lần bằng diethyl ether (mỗi lần 20 ml); kết tinh lại trong hệ DMF - nước.
• Kết quả: Thu được 0,6272 g bột màu nâu, hiệu suất 65,17%, nhiệt độ nóng chảy $168 - 169^\circ\text{C}$.
• Phân tích phổ:
  • FT-IR: Mất tín hiệu $C-H$ aldehyde; xuất hiện vân $C=O$ liên hợp tại $1639\text{ cm}^{-1}$ (giảm tần số do liên hợp với nối đôi); vân liên kết đôi $C=C$ liên hợp tại $1552\text{ cm}^{-1}$; vân $-OH$ tại $3331,56\text{ cm}^{-1}$; vân biến dạng ngoài mặt phẳng của $C-H$ trans tại vùng $970 - 1030\text{ cm}^{-1}$. Tỉ số cường độ dải $C=O/C=C \approx 0,5$ xác nhận cấu dạng phân tử chủ yếu là s-cis.
  • $^1H\text{-NMR}$ ($DMSO\text{-}d_6$): $\delta = 3,885\text{ ppm}$ (s, 3H, $-OCH_3$); hệ hai proton olefin $H_\alpha$ và $H_\beta$ tại $\delta = 8,936\text{ ppm}$ (d, 1H) và vùng $\delta = 7,9 - 8,0\text{ ppm}$ với hằng số ghép spin $^3J = 15\text{ Hz}$ xác nhận cấu hình trans; các tín hiệu proton thơm trên nhân quinoline và vòng phenyl tương ứng ($H_2, H_3, H_4, H_6, H_7, H_9, H_{10}, H_{13}$).

3. Tổng hợp 1-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2-methylprop-2-en-1-one (Chất B)

• Quy trình: Cho 0,5 g 5-formyl-8-hydroxyquinoline và 0,44 g 1-(4-hydroxyphenyl)propan-1-one vào 20 ml ethanol $99^\circ$; thêm 10 ml dung dịch $HCl$ 36%; khuấy ở $70^\circ\text{C}$ trong 3 giờ; trung hòa bằng dung dịch $CH_3COONa$ bão hòa; rửa kết tủa 3 lần bằng diethyl ether (mỗi lần 20 ml); kết tinh lại trong hệ DMF - nước.
• Kết quả: Thu được 0,5246 g tinh thể màu vàng nhạt, hiệu suất 57,44%, nhiệt độ nóng chảy $201 - 202^\circ\text{C}$.
• Phân tích phổ:
  • FT-IR: Vân hấp thụ $C=O$ liên hợp tại $1635,69\text{ cm}^{-1}$; vân $C=C$ liên hợp tại $1572\text{ cm}^{-1}$; vân $-OH$ tự do tại $3365,90\text{ cm}^{-1}$ và liên kết hydro tại $3304\text{ cm}^{-1}$; vân biến dạng ngoài mặt phẳng của liên kết đôi trans tại $1001,09\text{ cm}^{-1}$; cấu dạng ưu tiên s-cis.
  • $^1H\text{-NMR}$ ($DMSO\text{-}d_6$): $\delta = 2,037\text{ ppm}$ (s, 3H, nhóm $-CH_3$); $\delta = 10,311\text{ ppm}$ (s, 1H, $-OH$ phenol); $\delta = 7,423\text{ ppm}$ (s, 1H, $H_\beta$ olefin, chuyển dịch về trường mạnh hơn do hiệu ứng đẩy electron của nhóm methyl); hai cặp proton đối xứng trên vòng phenyl gồm $H_9, H_{13}$ ($\delta = 6,909\text{ ppm}$, d, $^3J = 8,5\text{ Hz}$, 2H) và $H_{10}, H_{12}$ ($\delta = 7,770\text{ ppm}$, d, $^3J = 8,5\text{ Hz}$, 2H); các tín hiệu proton dị vòng quinoline ($H_2$ tại $8,892\text{ ppm}$, $H_4$ tại $8,228\text{ ppm}$, $H_7$ tại $7,164\text{ ppm}$, $H_3$ và $H_6$ tại $7,596\text{ ppm}$).

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

Tổng kết việc hoàn thành tổng hợp 3 chất, kiểm chứng cấu trúc hình học (trans) và cấu dạng (s-cis) bằng dữ liệu phổ nghiệm.

---

Kết quả và đóng góp

Số liệu thực nghiệm tổng hợp

Toàn bộ thông số thực nghiệm tổng hợp và đặc tính lý - hóa của các hợp chất được tổng hợp trong khóa luận được hệ thống hóa trong bảng sau:

Tên hợp chất	Công thức / Cấu trúc	Khối lượng thu được (g)	Hiệu suất (%)	Nhiệt độ nóng chảy ($^\circ\text{C}$)	Màu sắc, trạng thái	Đặc điểm cấu hình / cấu dạng
5-Formyl-8-hydroxyquinoline	Dẫn xuất aldehyde tại C5 của 8-HQ	4,8205	6,97	172 – 173	Tinh thể màu vàng nhạt	Tâm formyl tự do
Chất A	1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)prop-2-en-1-one	0,6272	65,17	168 – 169	Bột màu nâu	Cấu hình trans, cấu dạng s-cis
Chất B	1-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2-methylprop-2-en-1-one	0,5246	57,44	201 – 202	Tinh thể màu vàng nhạt	Cấu hình trans, cấu dạng s-cis

Đóng góp của nghiên cứu

• Thiết lập quy trình thực nghiệm chi tiết cho phản ứng ngưng tụ aldol - croton hóa có xúc tác acid ($HCl$) để tổng hợp các dẫn xuất ketone $\alpha,\beta$-không no chứa khung 8-hydroxyquinoline có nhóm $C=O$ nằm xa nhân dị vòng.
• Quy kết đầy đủ và giải thích chi tiết quy luật chuyển dịch hóa học trên phổ FT-IR và $^1H\text{-NMR}$ cho cả ba hợp chất. Đặc biệt, nghiên cứu đã chứng minh rõ ảnh hưởng của các nhóm thế ($-OCH_3$, $-CH_3$) đến sự dịch chuyển trường phổ của các proton olefin và proton thơm.
• Cung cấp dữ liệu phổ nghiệm chuẩn và khẳng định cấu trúc không gian dạng trans ($^3J_{H_\alpha-H_\beta} = 15\text{ Hz}$) và cấu dạng s-cis (dựa trên tỉ số cường độ dải hấp thụ $C=O/C=C \approx 0,5$ trên phổ IR).

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

• Hiệu suất tổng hợp hợp chất trung gian 5-formyl-8-hydroxyquinoline bằng phản ứng Reimer - Tiemann còn rất thấp (chỉ đạt 6,97%), do các phản ứng phụ đặc thù trong môi trường kiềm mạnh ở nhiệt độ cao (hiện tượng nhựa hóa, tạo ester orthoformate đến 20%).
• Đề tài chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm, tập trung vào tổng hợp hữu cơ và xác định cấu trúc bằng phương pháp phổ học; chưa tiến hành khảo sát thực nghiệm hoạt tính sinh học (kháng khuẩn, kháng nấm, ức chế vi khuẩn lao) cũng như khả năng tạo phức định lượng với các ion kim loại của hai chất mới tổng hợp.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Thử nghiệm các phương pháp formyl hóa khác (như phương pháp Vilsmeier - Haack cải tiến hoặc formyl hóa gián tiếp) nhằm nâng cao hiệu suất tạo 5-formyl-8-hydroxyquinoline.
• Mở rộng phản ứng ngưng tụ aldol - croton hóa với các dẫn xuất ketone dị vòng và ketone thơm khác để xây dựng thư viện dẫn xuất chalcone đa dạng.
• Triển khai thử nghiệm sàng lọc hoạt tính sinh học in vitro và nghiên cứu ứng dụng tạo phức chelate trong hóa học phân tích đối với các hợp chất A và B đã tổng hợp thành công.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu này là nguồn tư liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên chuyên ngành Hóa học (Hóa hữu cơ, Hóa dược, Sư phạm Hóa học): Tham khảo quy trình tổng hợp dị vòng quinoline, kỹ thuật chiết Soxhlet để làm sạch aldehyde thơm, và quy trình kết tinh phân đoạn bằng các hệ dung môi hỗn hợp.
• Người nghiên cứu phổ học phân tích cấu trúc: Tham khảo phương pháp biện luận, quy kết tín hiệu phổ hồng ngoại (nhận diện liên kết hydro nội phân tử, phân biệt cấu dạng s-cis/s-trans) và phổ $^1H\text{-NMR}$ (xác định hằng số tách spin-spin $J$, hiệu ứng che chắn và phản che chắn của dị nguyên tử nitrogen và nhóm carbonyl).
• Nhà nghiên cứu hóa dược: Tham khảo dữ liệu tổng hợp tiền chất chalcone chứa khung dị vòng 8-hydroxyquinoline phục vụ thiết kế các phân tử có hoạt tính sinh học.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao phản ứng tổng hợp chất A và B phải thực hiện trong môi trường xúc tác acid mạnh thay vì xúc tác base?

Trong môi trường base, 8-hydroxyquinoline bị chuyển thành anion quinolate, làm tăng mật độ electron trong nhân và giảm mật độ điện tích dương trên nguyên tử carbon của nhóm $-CHO$, khiến tác nhân nucleophile khó tấn công. Trong môi trường acid mạnh ($HCl$), nguyên tử oxy của nhóm carbonyl và nguyên tử nitrogen dị vòng bị proton hóa, làm tăng mạnh điện tích dương trên carbon carbonyl, tạo điều kiện thuận lợi cho dạng enol của ketone tấn công ái nhân.

2. Hiệu suất và nhiệt độ nóng chảy của ba hợp chất tổng hợp được trong khóa luận là bao nhiêu?

• 5-Formyl-8-hydroxyquinoline: Khối lượng 4,8205 g; hiệu suất 6,97%; nhiệt độ nóng chảy $172 - 173^\circ\text{C}$.
• Chất A (dẫn xuất prop-2-en-1-one): Khối lượng 0,6272 g; hiệu suất 65,17%; nhiệt độ nóng chảy $168 - 169^\circ\text{C}$.
• Chất B (dẫn xuất 2-methylprop-2-en-1-one): Khối lượng 0,5246 g; hiệu suất 57,44%; nhiệt độ nóng chảy $201 - 202^\circ\text{C}$.

3. Dữ liệu phổ nào chứng minh chất A và chất B có cấu hình liên kết đôi trans và cấu dạng s-cis?

• Cấu hình trans: Trên phổ $^1H\text{-NMR}$ của chất A, hằng số tách spin-spin giữa hai proton olefin $H_\alpha$ và $H_\beta$ đạt $^3J = 15\text{ Hz}$ (nếu là cis thì $J \approx 7 - 10\text{ Hz}$); trên phổ FT-IR của cả chất A và B đều xuất hiện vân biến dạng ngoài mặt phẳng đặc trưng của $C-H$ trans ở vùng $970 - 1030\text{ cm}^{-1}$ (chất B tại $1001,09\text{ cm}^{-1}$).
• Cấu dạng s-cis: Trên phổ FT-IR, tỉ số cường độ hấp thụ giữa dải $C=O$ và dải $C=C$ của cả hai chất đều xấp xỉ 0,5 (đối với đồng phân s-trans, tỉ số này thường nằm trong khoảng $6 - 9$).

4. Tại sao tín hiệu của proton nhóm -OH trên vòng quinoline không quan sát thấy trên phổ $^1H\text{-NMR}$?

Proton của nhóm $-OH$ trên nhân 8-hydroxyquinoline tham gia tạo liên kết hydro nội phân tử với nguyên tử nitrogen dị vòng, làm tín hiệu dịch chuyển mạnh về phía trường yếu (từ $10,0 - 12,0\text{ ppm}$). Dưới ảnh hưởng của dung môi phân cực $DMSO\text{-}d_6$, tín hiệu này bị dịch chuyển xa hơn nữa về vùng trường rất yếu, vượt ra ngoài phạm vi quét ghi nhận của phổ đồ.

5. Nguyên nhân chính khiến phản ứng Reimer - Tiemann tổng hợp 5-formyl-8-hydroxyquinoline đạt hiệu suất thấp là gì?

Phản ứng chỉ đạt hiệu suất 6,97% do các hydroxyaldehyde tạo thành trong môi trường kiềm đặc ở nhiệt độ cao ($80^\circ\text{C}$) dễ bị oxy hóa và nhựa hóa; đồng thời một phần chất phản ứng tác dụng với chloroform tạo ester của acid orthoformic $HC(OC_6H_5)_3$ (khi acid hóa sẽ tách ra trả lại nguyên liệu ban đầu đến 20%), cùng với sự tạo thành các hợp chất phụ dạng quinone chứa clo.

---

Kết luận

Khóa luận của tác giả Lê Thanh Long đã thực hiện thành công quy trình tổng hợp 5-formyl-8-hydroxyquinoline và phát triển phản ứng ngưng tụ aldol - croton hóa xúc tác acid để điều chế hai dẫn xuất ketone $\alpha,\beta$-không no mới mang khung dị vòng quinoline. Dữ liệu thực nghiệm, nhiệt độ nóng chảy cùng hệ thống phổ FT-IR và $^1H\text{-NMR}$ đã xác lập đầy đủ cấu trúc hóa học, khẳng định hai hợp chất tạo thành đều mang cấu hình trans và tồn tại ưu thế ở cấu dạng s-cis. Công trình cung cấp quy trình tổng hợp chi tiết và bộ dữ liệu phổ học có độ tin cậy cao, tạo cơ sở thực nghiệm giá trị cho các nghiên cứu tiếp theo về hóa học dị vòng và hóa dược.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BO GIAO DỤC VA ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HÒ CHÍ MINH FOFIGIBRRR KHOA LUAN TOT NGHIEP NGANH CỬ NHÂN HOA HỌC CHUYÊN NGÀNH : HÓA HỮU CƠ TONG HOP 1-(4-HYDROXY-3-METHOXYPHENYL)- 3-(8- HY DROX YQUINOLIN-5-YL)PROP-2-EN-1-ONE VA 1-(4-HYDROXYPHENYL)-3-(8-HYDROXY QUINOLIN-5-YL)-2-METHYLPROP-2-EN-1-ONE TU §-HYDROXYQUINOLINE GVHD : Th.S Lê Văn Dang SVTH : Lé Thanh Long MSSV : K34106031 Thành phố Hồ Chí Minh Ngày 15 thang 10 năm 2012 LOI CAM ON Sau bén nam hoc tai Trưởng Đại hoc sư phạm Thanh phổ Hà Chi Minh, em đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp khá suôn sẻ và may mắn, em rất hạnh phúc và vui mừng. Voi sự giúp đỡ của thay cô và bạn bè, em đã có những thành quả nhất định. Đặc biệt, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thây Lê Văn Đăng - người Thay tận tâm luôn nhắc nhớ và khích lệ em trong khi thực hiện khóa luận. Em xin cảm ơn gia đình đã tạo điều kiện cho em thực hiện dé tài nài.

Em xin cam ơn những thay cô khoa Hóa, đặc biệt là tổ bộ môn Hóa hữu cơ cũng như phòng thí nghiệm hữu cơ đã ho trợ em về dụng cụ và hóa chat. Cảm ơn những người bạn đã có mặt và giúp đỡ em trong quá trình làm khóa luận. Voi thời gian thực hiện hạn hep va vốn kinh nghiệm it oi, khóa luận sẽ không thé trảnh khỏi những thiểu xót. Vì vậy, em xin tiếp thu những ý kiến đóng góp của quy' thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn! Thành pho Hỗ Chí Minh - 15.2012 Lê Thanh Long MỤC LỤC MU UG quannnnnnrniniinniiiiiiiiiitiiiiiiiititaiiititngsitg1130811351738515858830135538513859588518355785355388515 2 NOTED A TỪ: s66:225642212221024002602820222313g1122111220522-002024211711822):220221252011231420062022232312118161220 4 PHAN 1: TINH HINH NGHIÊN CỨU CHUNG. Tình hình tổng hợp các chất chứa vòng quinoline. Tổng quan về 8-hydroxyquinoline. (GIỚI:NH01iICRHHE Liannnitiitiiiiiiiiiiati1311448134138453145134833431168388513613931852353581883878311883833 8 DDD (NRIERIIEGĐIDVHL.s:o:225125556500:22302116102223123122211012112318272022E8-211249222312/39221082201223123102 9 PHAN 2: COIS Y TUE ssssssssssscseossssssszacsssssssassocsssssnosaasscnsosaissrsosnseasionannasssooiaes 10 2.

Các yêu tô anh hưởng đến kha năng phản ứng thé electrophile trong vòng thơm. Ảnh hưởng của cấu trúc chất ban AGU. Anh hưởng của tác nhân electrophile. Ảnh hưởng của dung PHỎI.

Các phương pháp formyl] hóa nhân thơm. Phan ứng Reimer — TÌGIH(FIHH.- cành nh ng ng nga lãi 2. Cơ chế PRAM lửfg. - 5-5 52 SSs SE E2 E2 RE TH 012101210711.

Phạm VE URGAUNG coioosoetistiiat0411036048163155431148158655631585188555343583183585835583880585 15 221 SA GRCKELầuy:a0i031013110031181139800030018019209303848211958009201311500010219821185811993032150119216125878 15 2. Diéu kién tién hanh IDNAHIỨNG :::::::2ccis2bitttii2320231123112331235163395335535853595331353388358 15 2. Các phán ứng forlinyl hỏa khác. cà SH nh nghi 15 2.

Formyl hóa Gattermann — KOCỈ:. Phan ứng forlmyl hóa Gatterman.cccecccccccccccceecsrecssesssecenecseeeesecesseaseessneses 16 D2180: 1T0IREIRRTDIHITRRRBIET cc casecsnvasavessceacccscescsseanssosseastusasnssnsasaneanusaassaceassinseaseamnecss 16 2. Forlmyl hóa bằng tác nhân formyl ehloride. Formyl hóa bang chloromethylene dibenzoate va dichloromethy! alkyl QUE sss sisssssasssesszscazscsvesasiesevecazicasseasasasssasseseasaaissatecatscaissaszeszvesstssateeaissstzsatnesusesaceaacseaes 18 2.

Formyl hóa bằng ethyloxalyl fÏuorid. Formyl hóa bang formyl chloride oiie. Formyl hóa bằng alkyl octoformiate. Tit hop chat 10.

Phan ứng aldol — croton hóa tạo hợp chất ketone œ, — không no. PRAM UNG QIAOT ROG ss ssssasssssissasseciiasiseasiasassasiaaasasaiisasinaainaaiiasissainesissciseaaieeiiieiiees 21 2. RO UG DSẼ::-:icccioi-oioetiiasiiatiiaiEi.S115215026185138365861883588585655585685318365861825550565s558 22 DiSEi2, RUC AHA ianniitiiniii14113311141114811855141188181331589198185331186198551384388493835E841594818855ã353 22 23:2: PRA UNG CHOON lỖI::::::::::::cctictiicsit5211121111535035655358555555553355253595558535235352518235555 525 23 PHAN 3: THỰC NGHIEM - THẢO LUẬN KET QUẢ. Tông hợp và xác định nhiệt độ nóng chảy.

Tổng hợp 5-formyl-8-hydroxyquinoline từ 8-hydroxyquinoline. Tổng hợp 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)prop-2- Ôi: SOG tiiiaciissii22g1151272312331635355585353353558355685883335535953555958555363338955855515355935585355535958553 5383556558 29 3. Tổng hợp 1-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2-methylprop-2- CHÍ: 5Ô HẾ:c:i:t2221211221051513115453383516353533555555ã3535835393588333635363385354865358352637383355355835388356358533873222358 33 3. Quy kết và biện luận phỏ.

Biện luận phổ 5-formyl-8-hydroxyqutinoline. Biện luận phố của 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5- VÏ)DFOD-2-GII- Ï~OHỂ. Go HỖ HỖ HH nh 84448411818908480184811185088901940 40 3. Biện luận phổ 1-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2- Methylprop-2-EN-L-ONE.

HH HH HH H00 0001 ph ng1107 010 45 PHAN 4:KẾT LUẬN VÀ BÊ XUẤT. 2 »edaeiiiieiiiarae s3 AsV, KÊNllfinpsnaisnnngniiniiihiDii10010000011G101318019016100008381851008H0858518388333030883688218020.22222356220222356/3932222235172502:002235139822292309723002700225218451202022312352220022321235820:0233052 53 TAL LIEU THAM KHAO wu.cccccssocssoessocssnesssesssecsnessnessuessuesssesssesssssuesnusssssenneesneeneeenes 54 PHỤDU báiziiiariisiiissiiiaiizgiiiatiisiti21ii241125171121125311413123131211233312315319ã355835953519551383353553853558ã8554 55 LOI MỞ DAU LY DO CHON DE TAI Hau hết các chế phẩm y học hiện nay đều có nguồn gốc từ các hợp chat dj vòng. Vì vậy, vai trò của hợp chất dị vòng ngày càng lớn và chiếm vị trí quan trọng trong các ngành hóa học cũng như dược học. Trong ngành hóa học phân tích, hợp chất dj vỏng cũng có vai trỏ quan trọng vì là nguồn thuốc thử phô biến.

Các hợp chất dị vòng đã và đang góp phan rất lớn vào quá trình phát triển của các ngành khác. Trong các hợp chất dj vòng, hợp chất dj vòng chứa nitrogen có hoạt tính sinh học cao. Vì vậy, nhóm hợp chất dị vòng này có vai trò quan trọng được quan tâm rất nhiều dé nghiên cứu và ting hợp. Đặc biệt là các dẫn xuất của quinoline đã được sử dụng làm thuốc chống sốt rét, kiết lj, lao phôi.từ đó, các công trình nghiên cứu hoạt tính sinh học của các dẫn xuất aldehyde và ketone chứa nhân quinoline phát triển và trở nên đa dạng.

Điền hình cho hợp chat dị vòng chưa nhân quinoline là 8-hydroxyquinoline và các dan xuất của nó. Chúng có hoạt tinh sinh học và được liệu cao, đồng thời còn là thuốc thử hữu cơ thường gặp trong hóa học phân tích do khả năng tạo phức với nhiều cation kim loại, được ứng dụng rộng rãi trong thực tế dé phân tích định lượng. việc nghiên cứu vả tông hợp các dẫn xuất carbonyl của §- hydroxyquinoline vì các lý do chính sau: s% Co khả năng tạo phức với ion kim loại nên được ứng dụng rộng rãi trong hóa học phân tích. Các dan xuất œ,-không no là mô hình tốt dùng dé nghiên cứu sự ảnh hưởng qua lại của các nguyên tử hay nhóm nguyên tir trong phân từ.

s* Các dẫn xuất a,B-khéng no của chúng còn có hoạt tính sinh học cao và các đặc tính sinh lý như: chống lao, chống nam, điệt khuẩn được sử sung trong được pham chữa bệnh. * Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học thực nghiệm nhằm nâng cao kĩ năng thực hành, làm tiền đề cho quá trình học tập sau này. TÊN DE TAI “Tông hop1|-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2-methylprop-2-en-1- one và 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydrox yquinolin-5-yl)prop-2-en-1-one từ 8-hydroxyquinoline” MUC DICH DE TAI Tông hợp 5-formyl-8-hydroxyquinoline từ 8-hydroxyquinoline với tác nhân formyl] hóa là CHC]:, ding KOH lam xúc tác theo phản ứng Reimer — Tiemann. Tông hợp 1-(4-hydroxyphenyl)-3-(8-hydroxyquinolin-5-yl)-2-methylprop-2-en- l-one va 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(8-hydrox yquinolin-5-yl)prop-2-en- 1-one bằng phan ứng ngưng ty aldol — croton hóa với xúc tac acid.

Xác định các thông số vật lý của các chất tổng hợp được: nhiệt độ nóng chảy, dung môi hòa tan. Tiên hành đo phô hông ngoại. phô cộng hưởng từ và phân tích phô của các chất tông hợp được. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đọc sách, tham khảo tài liệu nghiên cứu lý thuyết, quy trình thực nghiệm, cơ chế điều kiện tiền hành và hiệu suất.

Tiến hành thực nghiệm tại phòng thí nghiệm: tổng hợp các chất nghiên cứu, quan sát nhận xét, so sánh lý thuyết, đánh giá thực tế. Đo nhiệt độ nóng chảy, sắc kí bản mỏng dé kiểm tra kết quả thực nghiệm thu được. Đo phô hông ngoại và cộng hưởng từ hạt nhân, phân tích phô và các kết quả thu được từ thí nghiệm rồi rút ra kết luận. PHAN 1: TINH HÌNH NGHIÊN CỨU CHUNG 1.

Tình hình tong hợp các chất chứa vòng quinoline Quinoline được biết đến từ năm 1834, Runge đã tách được từ nhựa than đá, từ đó đến nay, hóa học về các hợp chất chứa vòng quinoline phát triển mạnh. Từ những nam 1950, số lượng hợp chất này tăng lên nhiều cũng như phạm vi ứng dụng của chúng trở nên đa dạng hơn, nhất la trong lĩnh vực y được học. Trong lĩnh vực hóa học tong hợp, các methylquinoline có vai trò quan trong, từ chúng người ta có thể chuyên hóa và tạo thành các dan xuất có giá trị khác. Người ta thường dùng phương pháp oxy hóa các methylquinoline bằng SeO, trong các dung môi để thu các aldehyde làm chat đầu cho các dẫn xuất khác: Kaplan tiến hành oxy hóa 2-methylquinoline trong dung môi dioxane thu được quinoline-2-carbaldehyde với hiệu xuất khá cao (1941).

ScO, " N Dioxane ZA CH, N CHO E.Kawarher đã oxi hóa 4-methylquinoline cũng bằng SeO; nhưng thay dung môi dioxane bằng xylene đã thu được quinoline-4-carbaldehyde với hiệu suất khá tốt. H, HO Ss SeO, - Ss ⁄ Xylene Z⁄ N N Sau đó, WithelmMath đã oxy hóa trực tiếp 4-methylquinoline không sử dụng dung môi, phương pháp nay không những áp dung cho sự oxi hóa nhóm methy! ở nhân dj vòng pyrridine mà còn áp dụng cho cả nhóm methyl gắn vòng benzene với hiệu suất khá cao và 6n định. (CH:- ở các vi trí 5, 6, 7, 8) Ngoài những phương pháp trên, có thé gắn trực tiếp nhóm -CH=O vào nhân thơm va di vòng.Howe gắn nhóm -CH=O vào vị trí 5 và 7 của §- hydroxyquinoline băng phương pháp tông hợp Sen và Ray. SeO, Dioxane Những thành tựu trong việc tông hợp các dan xuất của quinoline đã mở ra những ứng dụng thực tiễn, đặc biệt trong lĩnh vực hóa học phân tích, nghiên cứu các đặc tính phô hồng ngoại , phô electron, hoạt tính kháng khuẩn.Matsumura đã thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa 5-acetyl-8-hydroxyquinoline và benzo[d]|1,3]dioxide-5-carbaldehyde (piperonal) dùng kiềm xúc tác đã thu được ketone chưa no tương ứng.

Sản phẩm tạo thành có thé tạo phức màu xanh với in Fe** và cho màu hồng tham trong H;SO¿. Do đó những đặc điểm về mặt cau trúc nên các ketone ơ,B không no có nhóm C=O ở gan §-hydroxyquinoline mang nhiều ý nghĩa về mặt lý thuyết và ứng dụng thực tiễn. Vì thế cho đến nay người ta đã tong hợp được một số lượng đáng kẻ các ketone ơ,ð không no loại nảy.Rosenmund va sau đó năm 1955, Nogradi-L đã thực hiện phan ứng Gustapeon — Friedel — Crapfts gắn nhóm acethyl vào vị trí số 5 của §- hydroxyquinoline bằng hỗn hợp acetyl chloride khan với một lượng khá lớn xúc tác acid Lewis AIC], khan. H,C o N CH;COCI N a AICI, khan a N N OH OH Từ các sản phẩm đó, các tác giả đã tiến hành phan ứng ngưng tụ dé tạo một loạt dan xuất có công thức chung như sau: Nếu như các ketone œ.B không no có nhóm C=O ở gan quinoline và nhóm 8- hydroxyquinoline đã được nhiều người tông hợp thì có thé cho đến nay loại ketone œ,B không no có nhóm C=O ở xa nhóm 8-hydroxyquinoline mới chỉ tìm thay trong công trình của G.

Tổng quan về 8-hydroxyquinolinet0“ 1. Giới thiệu chung Quinoline là hệ vòng ngưng tụ kiểu benzo của pyrridine, về mặt cấu tạo chúng tương tự như pyrridine va benzene và mặt khác chúng cũng tương tự như naphtalene, trong đó các nguyên tir C và N đều ở trạng thái lai hóa sp” va cùng nằm trên cing một mặt phẳng. Tuy nhiên do sự đúc ghép giữa hai vòng pyrridine và benzene với nhau nên sự phân bó mặt độ clectron ở các vi trí không đông đều. Chăng hạn khi so sánh với pyrridine ta thấy ở quinoline mật độ electron chuyền dịch về phía vòng benzene.805 OOS ones | OH Nhu vậy, điện tích âm chủ yếu tập trung ở nhân benzene, về mặt lý thuyết cho phép dự đoán phản ứng thé electronphile xảy ra ở vi trí 5 hoặc 8 của vòng quinoline.

Tình hình nghiên cứu cấu tạo các dẫn xuất của quinoline, đặc biệt là dẫn xuất §- hydroxyquinoline cho thay, trong các công trình các tác gia đã tính được sự phân bỗ điện tích tại các vị trí trong vòng quinoline khi có mặt nhóm thế.