“(2 BỘ GIÁO ĐỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH KHOA HÓA mr. ca KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỮU CƠ DE TÀI : TONG HOP VA NGHIEN CUU CAUTRUC MOT SO DAN XUAT CUA | | | | Người hướng dân khoa học - Th.S Hô Xuân Đậu Sinh viên thực hiện 3 Ngo Thi Hanh THANH PHO HO CHi MINH 5-2009 LỜI CẢM ON | Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thay Hỏ Xuân Đậu. Người đã hướng dẫn, Eiúp đờ và động viên em trong qua trình làm khoá luận tốt nghiệp. Em cùng cảm ơn các thầy cô trong Khoa Hoá trường Đại Học Sư Phạm thành phó Hè Chi Minh tao điều kiện cho em thực hiện và hoàn thành tốt khoá luận tại phòng thí nghiệm hoá hữu cơ.
Củng đi với em suốt đẻ tài khoá luận, luôn có sự giúp đỡ. động viên của bạn bè và gia đình. Do lan đầu tiên làm quen với nghiên cứu khoa học. chưa có kinh nghiệm và do thời gian cỏ hạn én luận văn không thé tránh khỏi những sai sót, mong thầy cô và các bạn thông cảm.
Đồng thời em ding mong muốn nhận được sự góp ý chân thành từ thầy cô và các bạn. Em xin gửi những lời chúc tết đẹp nhất đến tất cá mọi người.HCM, ngày 10 tháng 5 năm 2009 Sinh viên Ngô Thị Hạnh hoá luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Hô Xuân Đậu MỤC LỤC Uke — BE B—T=KS TT ớÏ_.=a | 1|) :| 1N NNDNGNEIAAASSInE)PSEOANSIANNSNASWANGNNNS NIINESOIGIDNSBSI0000609/0000 00A 2 EAE SOE 3 51: {aa TT a LT, 4 lÁM” -._ ệNRNNRHREANntrlneifldiithietiniihiatenivfsnoiittnwoiyndffdz alMiana sesame aaa 4 Il. Nhiệm vụ của để tải.cScc sec SO BRE Se RNOLD 5 NTE: Pleaser pasa wagner es canes 5 PUAN IE: “TÔNGQUẨN!S4:224á6222001G000 G200 2020L20)02uG1ảAi00620ui0L66GG,00 6 As. Khải quát về bêngdlÄZÐÍE:z:¡¿:¿2223:2iG200áGi020GEGGL00G4GA G360 (0GGGIEI G206 s2x36 | 3) Ys eaters enone eee eee are eset es Senden tom ee Tee eer Pree rat one een enon 6 Ti TÍN << 6c cdetoeiceeeioicasiinitseciddiindiiitaa0GyưAG0i46đï8/6© 7 | 1) _ Tong hợp 2-mercaptobenzothiazole.
- 22-25 2192222 E21E2312 1111211121102210211 c2, 7 2) Tống hợp một số dẫn xuất của vòng benzothiazole. Khái quát về 2-mercaptobenzothiazole (2-MBĐT).- ke 14 | ` EL MAN DL2á26662642i4062222043682)20660Ài46GsntgcCec/lAceaixcelsoidtsxcualssiederdeGsie L4 L- Tiên BạÐ 202/4 eesiceaG22 246 Sx2l44600/0S60Aa 0G 6ak6 t0 EMTS 15 lÙ Tnghep2 WNT-sGicecdccccttgoiioocicciiG(GGá0GSi6000cA6 SG. 15 2) __ Tổng hợp một số dẫn xudt của benzothiazole. 5-2525 S11211311111112100111012xe 16 BIE: THÁI NT ieẴcÏŸẪƒlcdEeccddootdtoietoeGootblseliobioeGiaeoaoese 18 WV.
7 TRR ET «eekssesdsekcreeeec6dneeeseaooaaeekedosoaesenoesannveng 18 BY, EIS RR i Nhhneseaokeedoesesoaeneeodoeeoooagsoneesentosrnarrmrosaee 18 2) Phản img oxi hóa với tác nhân oxi hóa nhẹ ở vị trí số 2 của 2-MBT.-- 19 3) Phánứng thế ở vị trí số 2. Khai quát về dan xuất của benzothiazole là (benzothiazol-2-ylthio)acetohydrazide. Phương pháp tổng hợp (benzothiazol-2-ylthio)acetohydrazide. Phương pháp tiến hành một số phản ứng với hydrazide.
ứng dụng của benzothiazole và một số dẫn xuất khác của benzothiazole.------- 24 Me 1N TH NGÔ DĂ 0z i26i6ikcttiWetotiaiadGeagtGoiaisGsetaaa.ýrsse 24 IL: Tim VU VHÚE. 1A4 VN BI NHA ocseaeaneesoneeesoaseobsenioaeoadeioeenoseooesenoissee- 27 IV. Trong lĩnh vực nhiếp ảnh và quang điện. _ Trong lĩnh vực phức chất và thuốc thử hữu cơ.
Trong nông nghiệp:.ằcĂẰŸỸeeennenseireiisisrrerrreerrnrrsrrsre 31 VII. Ứng dụng một số lĩnh vực KR&C.ccsssccssescssecssescsssecssseessssssssecessscsanecesessbusensessssessensbossenesenes 34 PHẨNHH: THUCNGHIM S222 6c. Tinh chế 2-mercaptobenzothiazole kĩ thuật.----22-+°222zZE2xzcCCCSZZEZEEEerrrrkrccrkeee 36 Ì Phươaa th theta Ê (2c cc06c CA canta esac pt was 36 3À Fidel cee yGoGoottiiioiccetilllaeosadbiibiliiudsesoeiloiceeeiikásss2 36 3) “Fido inti pile Úc noinaeesevocesoivekzgieccccoiieGo20 20601 008001000580006023 36 Il. Téng hợp ester ethyl (1,3-benzothiazole-2-y|Ìthio)acetate.‹- cà 5-5: c+cscSssssereeececee 37 PRE RR a Le a a 37 ” EER: |.
Tông hợp (benzothiazole-2-ylthio)acetohydrazide.-- Ă SH 00226 38 I} Thương PREI ÔN GGagitiaacttctiilSiiiit026á0ii04GG401606600066i41Aeexsed )) (Hội GHI Ầ:sveoebecornooeaoecoteoionbeniibee@SGi0308)566606190880400x5 80% 38 CMS oT ae ee 38 LÊN, ‹.:_ ssa scsaesancovvonsvevesgy scones esters snemenneny pnopcnsaveneviges osec main inveonendanoysmemas tacseonstnecanes 39 2-(benzothiazol-2-ylthio)-N`-((furan-2-yÏ)methylene)actohydraziđe.------------<s«scesss 39 l) — Phương trinh phán tg. ecccccccccesssessesseeseesssensennsssacsanansansansennanentsnenersseareronennenasinense 39 3) Hoa chắt. pae S25 seam eee mene lds tees U46) se30 3). Tiên bình ph ÚNG.««ess seo sencbŸcSnSoecniedlesedgpoeeeelibeeeeiukee 39 V.
Tông hợp N'-(4-methoxybenzyliđene)-2-(benzo[d]thiazol-2-yÌthio)acetohydraziđe.⁄ 22222 20221210212 22166 ee a eee 39 DS Ph aR ese rca cac toiiioiiicoccGiGlGS6c(Cv00G70 0662001166 246ieisdvdesi 40 1. Fikes GRAD eaten ÙNỗccacooaicctaueebicotoi(cscgoSGioeeoicdagievooesd 40 VL Tông hợp 2-(benzold]thiazol-2-ylthio)-N'-(I-(2oxo-2H-chromen-3- VIKEIhWiWlehbMeloHVJONTDĐ teen seaoe nio6240d2ck64/22144662)6640gg0<4(i466400410586a60 40 DÁNG, Q FoCf | S5. 40 a | i i aaa smaaa cae manera 40 BRS) SEAR MRNA IRNAnnenlsnanulegintliaweedieesnudseeallsialllil ssevisdee. 4) HÃN EVE: BREST QUA: VAs THÁOLUẬNG «(0< 66<22664660c6o20/2062//242A200ad01 42 Ä.
Tiên tarps Dàn smi 5 ici Sea 222221 sccanbasv Shc dha nenh i vomncbvanseciciin (i 6saeltEoiWessal 42 1: TTinhclÊ2-MBT AE UnaWe aise iss ee aa 42 II. Tổng hợp ethyl (1,3-benzothiazole-2-ylthio)acetate .cscessseeeessensseeeneessssssnionanennenensees 45 Ill Tông hợp (benzothiazol-2-ylthiojacetohydraZide. Neumg ty hydrazide với các aldehide và cetone thơm. Nghiên cứu tinh chất và cấu tạo của các chất tổng Wgp .ssecccsesssueesnsecstneessnsessnnesensneeeenennees 49 ïÿ TH ng CHẬY köessssensmor=senesnsenneessenesnlnnireensseesinnsonnibiyaseasedeyragssnb 49 IÌ—N.
BniitiiinltianliniibUli)liNNNAAuiinl: 50 „hoá luận tót nghiệp GVHD: ThS Hồ Xuân Dau PHAN I: MO DAU I. Lý do chọn dé tài Các ngành khoa học trên thế giới ngày cảng phát triển. Cùng với xu hướng phát triển chung của thé giới, ngành hoá học đặc biệt là hoa học về hợp chất dị vòng được các nhà khoa học trên thé giới quan tâm đến khá nhiễu trong thời gian gần day, bởi chúng có nhiều img dụng đổi với khoa học - kĩ thuật, đời sống-sinh hoạt hàng ngày. Chính vì vậy đã thúc đây các nhà khoa học trên thé giới cũng như ở Việt Nam nghiên cứu, tông hợp, ứng dụng chúng vào cuộc sống và sản xuất.
Benzothiazole đã được nghiên cứu từ những năm cuối của thé ki thử 19 cho đến những nằm gần đây với nhiều ứng dụng nỏi bật trong các ngành khoa học - kĩ thuật, và đời sống hang ngày: » Trong ngành công nghiệp : + 2-mercaptobenzothiazole (2-MBT), một số muối và dẫn xuất của 2-MBT như Na-MBT, Zn- MBT,. La chất dùng dé xúc tiến các quá trinh lưu hoá cao su. + Một số hợp chất mau azo dùng để nhuộm màu. > Trọng y được học : các dẫn xuất của benzothiazole có nhiều ứng dụng trong thực tế như: + Các din xuất halogen và các dẫn xuất ở vị trí số 2 của benzothiazole có tác dụng chữa các bệnh ngoai da.
+ Các hợp chất thuộc day 1-(benzothiazol-2-yl)triazole có hoạt tinh kháng sinh và chống ung thư. ¢ Cac hydrazon của vòng benzothiazole có hoạt tính sinh học mạnh. có tác dụng kháng khuẩn, kháng nắm và kháng viêm. Do các dẫn xuất benzothiazole có nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày.
Dé góp phần thêm vào việc nghiên cửu vé 2-mercaptobenzothiazole nói chung vả các dẫn xuất hydrazide thé của chúng. Chính vi vậy chúng tôi đã chọn đẻ tai: “TONG HỢP VÀ NGHIÊN CUU CAU TRÚC MOT SO DAN XUẤT CUA 2- MERCAPTOBENZOTHIAZOLE” SVTH: Ngô Thị Hạnh -hoa luận tot nghiệp GVHD: Th.S Hỗ Xuân Dau HH. = Yhiệm vụ của dé tài Đầu tiên 1a tinh chế 2-MBT kĩ thuật, sau đỏ tiến hành tong hợp một dãy các dẫn xuất ở vị trí số 2 và cuối cùng 14 tổng hợp ra hydrazide của 3-MBT. Tir day tiến hành phan ứng ngưng tụ giữa hydrazide này với các nhóm carbonyl của vòng thơm.
Các sản pham này sau khi làm tinh khiết được đo phô hông ngoại, pho cộng hưởng từ hạt nhân dẻ xác định cấu trúc phân tử. Tir đó có thé kết luận sơ bộ vẻ tiến trình của phan ứng xảy ra va sản phẩm tạo thảnh. Thao luận kết qua thu được dựa trên nhiệt độ nóng chảy, phỏ hồng ngoại, phố cộng hưởng từ hạt nhân LH. Phương pháp nghiên cứu ⁄ Tra cứu tài liệu ⁄ Tiền hành tổng hợp ⁄ Đo nhiệt độ nóng chảy v⁄.
Chụp phổ hồng ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân. SVTH: Ngô Thị Hạnh „hoá luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồ Xuân Dau PHAN II: TONG QUAN A. Khai quát về benzothizole Benzothiazole là hợp chat di vòng gồm hai dj tổ S và N, cau tạo gém hai vòng benzene va thiazole được gan chung với hai nguyên tử carbon. CTTQ: C:H¿NS Khối lượng phan tứ: 135 đvc Benzothiazole có 3 đồng phân cau tạo : Hay Hay Hay Benzene[d]isothiazole Benzo[c}isothiazole Trong dé tai nay, chúng tôi chi quan tâm đến đồng phân thir 3 đó là | ,3- benzothiazole.
L Cau tao Benzothiazole có cấu tao gần như đồng phẳng, góc nhị diện giữa chúng là ee 120°8", [39] sa Trong vòng benzothiazole chứa hệ thống 10 e„ do mỗi nguyên tử C va dj tố N đóng góp 1 electronx , và riêng dj tố S còn đôi điện tử tự do chưa liên kết, tham gia liên hợp, tạo nên vòng kín được biểu điển như sau: [12] ï2— OO Theo quy tắc của Huckel thi vòng benzothiazole có tính thơm. SVTH: Ngô Thị Hạnh -hoa luận 16t nghiệp GVHD: ThS Hỗ Xuân Dau ll. Tông hop Tổng hợp I.3-benzothiazole đã được sản xuất trên quy mô công nghiệp tại Mĩ từ trước năm 1920 và được sản xuất rộng rải trong công nghiệp của thế giới, và đặc biệt trong lĩnh vực lưu hoá cao su, vị chi phí thấp, tính bên vững cao. 1) Tong hợp 2-mercaptobenzothiazole * Phương pháp tông hợp benzothiazole từ o-aminophenol với:{35] v Acid fomic (HCOOH) : SH HO S CC — Œ} «meNH, © N Y Aldehyde fomic (HCHO) có sự tham gia của pyridine cho hiệu suất cao và dé thực hiện: SH SH s -H;O CH Wi NH, n7 ° N Y Với ure nhưng phan ứng qua nhiều giai đoạn : Ne, i S Ss H 2) Tổng hop một số dan xuất của vòng benzothiazole ⁄ Các dẫn xuất của benzothiazole cũng được tổng hợp từ ortho- aminothiophenol với: [50] * Với clorua axid (RCOCI) SVTH: Ngô Thị Hạnh hoá luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Ho Xuân Dau CO, Yr a : Cr ® Với aldehyde (RCHO) cũng với xúc tac pyridine : Tuy thuộc vào gốc R mà cho phan ứng sản phẩm khác nhau: — __ Nếu R thuộc dãy béo thi sản phẩm là dẫn xuất dihydro dang (a) với hiệu suất 70- 90%.
~ _ Nếu R thuộc day thơm thì sản phẩm vẫn là (a) nhưng cho hiệu suất cao hơn. ~_ Nếu R thuộc loại khác thi sản phẩm chính là benzothiazole dạng (b) * Hoặc có thé với urê, sau đó đem đi axit hoá CL. TU ees Cl La chất trung gian, để tổng hợp các chất khác có img dụng trong thực tế nhất là trong lĩnh vự y học c. + Cũng từ ø-aminothiophenol nhưng tác gid dùng thêm kali sắt (III) cyanua làm chất xúc tác: SH or + RCOOH Kil[Fe(CN)6] Cr + H,O S NH, N iVTH: Ngô Thị Hạnh “hoá luận tot nghiệp GVHD: Th.S Hỗ Xuân Đậu N-phenylthioamide tác dụng với NaOH có mặt xúc tác Na:[Fc(CN),] hoặc qua hợp chat cơ Litt sẽ déng vòng tạo thành dẫn xuất của benzothiazole theo phương pháp Jacobson: aoe ° TKIEE(CNM.
J * Phenylisothioxyanat đóng vòng đưới tac dung của xúc tác pentaclophotpho thu được 2-clobenzothiazole. (y ~=-CT>¬ PCI Đây là một dẫn xuất quan trọng điều chế ra 2-mercaptobenzothiazole (và dẫn xuất của chúng) có nhiều ứng dụng trong thực tế sẽ được trình bay ở phan sau. * Tit hợp chất thơm a.a-halomethyl cùng ø-aminothiophenol trong axit H;PO, thu được 2-arylbenzothiazole với hiệu suất cao.[45] * Va một số phản ửng khác — Hợp chất 2-(benzothiazol-2-yl)ethanethioamide (1) đã được tông hợp từ phản ứng của 2-(benzothiazol-2-yÌ)axetonitrile và HạS. (1) 9 $V TH: Ngô Thị Hạnh hod luận tot nghiệp GVHD: Th.