I. Luận văn thạc sĩ
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào tổng hợp Indazole sử dụng nhóm NO2 để định hướng chuyển hóa C-H. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, thuộc Đại học Quốc gia TP. HCM, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thanh Tùng và GS. Phan Thanh Sơn Nam. Luận văn đã được bảo vệ thành công vào ngày 16 tháng 03 năm 2024, với sự đánh giá cao từ Hội đồng chấm thi. Nghiên cứu này không chỉ đóng góp vào lĩnh vực kỹ thuật hóa học mà còn mở ra hướng đi mới trong nghiên cứu hóa học hữu cơ.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn thạc sĩ là tổng hợp 3-methyl-5-nitro-1-phenyl-1H-indazole từ các tác chất m-nitroacetophenone và phenylhydrazine hydrochloride. Nghiên cứu cũng khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng, bao gồm nhiệt độ, tỷ lệ mol tác chất, loại dung môi, và chất xúc tác. Đồng thời, luận văn đề xuất cơ chế phản ứng và mở rộng ứng dụng của Indazole trong các lĩnh vực khác nhau.
II. Kỹ thuật hóa học
Kỹ thuật hóa học là nền tảng chính của nghiên cứu này, với việc áp dụng các phương pháp tổng hợp hữu cơ hiện đại. Nghiên cứu sử dụng xúc tác đồng (CuCl2) và chất oxy hóa TEMPO để thúc đẩy phản ứng tổng hợp Indazole. Các yếu tố như nhiệt độ, dung môi, và base được tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao nhất. Kỹ thuật hóa học không chỉ giúp tạo ra các hợp chất mới mà còn góp phần vào việc phát triển các quy trình sản xuất bền vững và thân thiện với môi trường.
2.1. Phương pháp tổng hợp
Phương pháp tổng hợp được sử dụng trong nghiên cứu bao gồm phản ứng ghép đôi giữa m-nitroacetophenone và phenylhydrazine hydrochloride với sự hỗ trợ của xúc tác đồng. Quy trình này được thực hiện trong dung môi DMF và sử dụng base Cs2CO3 để điều chỉnh pH. Các thí nghiệm kiểm soát được thực hiện để xác định cơ chế phản ứng và tối ưu hóa điều kiện phản ứng.
III. Tổng hợp Indazole
Tổng hợp Indazole là trọng tâm của nghiên cứu, với mục tiêu tạo ra các dẫn xuất Indazole có hoạt tính sinh học cao. Nghiên cứu đã thành công trong việc tổng hợp 3-methyl-5-nitro-1-phenyl-1H-indazole với hiệu suất cao. Các dẫn xuất khác của Indazole cũng được tổng hợp và đánh giá về hiệu suất và tính chất hóa học. Tổng hợp Indazole không chỉ có ý nghĩa trong lĩnh vực hóa học mà còn có tiềm năng ứng dụng trong dược phẩm và vật liệu.
3.1. Ảnh hưởng của nhóm NO2
Nhóm NO2 đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng chuyển hóa C-H trong quá trình tổng hợp Indazole. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự có mặt của nhóm NO2 giúp tăng hiệu suất phản ứng và tạo ra các sản phẩm có cấu trúc ổn định. Các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhóm NO2 đã được thực hiện để tối ưu hóa quy trình tổng hợp.
IV. Định hướng chuyển hóa
Định hướng chuyển hóa là một khía cạnh quan trọng trong nghiên cứu này, với việc sử dụng nhóm NO2 để điều khiển quá trình chuyển hóa C-H. Nghiên cứu đã đề xuất một cơ chế phản ứng chi tiết, trong đó nhóm NO2 đóng vai trò là chất định hướng để tạo ra các sản phẩm Indazole có cấu trúc mong muốn. Định hướng chuyển hóa không chỉ giúp tăng hiệu suất phản ứng mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực hóa học hữu cơ.
4.1. Cơ chế phản ứng
Cơ chế phản ứng được đề xuất trong nghiên cứu bao gồm các bước chính: (1) sự hình thành phức chất giữa m-nitroacetophenone và phenylhydrazine hydrochloride, (2) sự chuyển hóa C-H dưới tác động của xúc tác đồng, và (3) sự đóng vòng tạo thành Indazole. Các thí nghiệm kiểm soát đã được thực hiện để xác nhận cơ chế này và tối ưu hóa các điều kiện phản ứng.
V. Ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ có giá trị học thuật mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như dược phẩm, vật liệu, và hóa học công nghiệp. Indazole và các dẫn xuất của nó có tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc mới, đặc biệt là trong điều trị các bệnh liên quan đến viêm và ung thư. Ngoài ra, các phương pháp tổng hợp được phát triển trong nghiên cứu có thể được áp dụng để sản xuất các hợp chất hữu cơ phức tạp khác.
5.1. Tiềm năng trong dược phẩm
Indazole và các dẫn xuất của nó đã được chứng minh là có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt là trong việc ức chế các enzyme liên quan đến quá trình viêm và ung thư. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc mới dựa trên cấu trúc Indazole, với tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y học và dược phẩm.
