Nghiên Cứu Tổng Hợp và Ứng Dụng của Benzothiazole và Dẫn Xuất

Luận văn tốt nghiệp hóa học nghiên cứu tốt nghiệp hóa học tổng hợp và nghiên cứu tính chất một số dẫn xuất của 2 mercaptobenzothiazole, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề

• Tác giả: Trần Thị Kim Ngân
• Người hướng dẫn: Th.S. Hồ Xuân Đậu
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Học Chuyên Ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp và Ứng Dụng của Benzothiazole và Dẫn Xuất
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN I: TỔNG QUAN
• 1.1. BENZOTHIAZOLE: CẤU TẠO - TÍNH CHẤT - PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP
• 1.2. 2-MERCAPTOBENZOTHIAZOLE VÀ DẪN XUẤT
• 2. PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHẢN ỨNG ESTE HÓA
• 2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHẢN ỨNG NGƯNG TỤ
• 2.3. CƠ CHẾ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG. BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG
• 3. PHẦN III: THỰC NGHIỆM
• 3.1. Phân đoạn I
• 3.2. Tinh chế 2-MBT từ 2-MBT kỹ thuật (NI). Tổng hợp axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic (N2). Tổng hợp metyl (benzothiazol-2-ylthio) axetat (N3). Tổng hợp các hidrazit-N-thé (No)
• 3.3. NGHIÊN CỨU CẤU TẠO - TÍNH CHẤT
• 3.3.1. NHIỆT ĐỘ
• 3.3.2. Phân tích phổ hồng ngoại (IR)
• 3.3.3. Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR)
• 4. PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. TỔNG HỢP CÁC CHẤT
• 4.2. NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC CHẤT
• 5. PHẦN V: KẾT LUẬN - ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Benzothiazole và Dẫn Xuất

Benzothiazole là một hợp chất hữu cơ quan trọng trong hóa học, được biết đến với nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như y học, nông nghiệp và công nghiệp. Nghiên cứu về benzothiazole và các dẫn xuất của nó đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Các hợp chất này không chỉ có tính chất hóa học độc đáo mà còn mang lại nhiều lợi ích cho cuộc sống hàng ngày. Việc tổng hợp và ứng dụng của chúng đang được nghiên cứu sâu rộng.

1.1. Định Nghĩa và Cấu Tạo Của Benzothiazole

Benzothiazole (C7H5NS) là một hợp chất dị vòng, có cấu trúc bao gồm vòng benzen và thiazole. Cấu trúc này mang lại cho benzothiazole những tính chất hóa học đặc biệt, cho phép nó tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác nhau.

1.2. Lịch Sử Nghiên Cứu Benzothiazole

Nghiên cứu về benzothiazole bắt đầu từ những năm đầu thế kỷ 20. Từ đó, nhiều phương pháp tổng hợp và ứng dụng của nó đã được phát triển, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp và y dược.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Benzothiazole

Mặc dù benzothiazole có nhiều ứng dụng tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và phát triển các dẫn xuất của nó cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như tính ổn định, khả năng hòa tan và độc tính của các dẫn xuất cần được xem xét kỹ lưỡng. Những thách thức này đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải tìm ra các phương pháp tổng hợp hiệu quả và an toàn hơn.

2.1. Tính Ổn Định Của Các Dẫn Xuất Benzothiazole

Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo tính ổn định của các dẫn xuất benzothiazole trong quá trình tổng hợp và bảo quản. Nhiều dẫn xuất có thể dễ dàng phân hủy hoặc biến đổi dưới tác động của nhiệt độ và ánh sáng.

2.2. Độc Tính và An Toàn Trong Ứng Dụng

Độc tính của một số dẫn xuất benzothiazole đã được ghi nhận trong các nghiên cứu. Việc đánh giá an toàn cho người sử dụng và môi trường là rất quan trọng trong quá trình phát triển sản phẩm mới.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Benzothiazole và Dẫn Xuất

Có nhiều phương pháp tổng hợp benzothiazole và các dẫn xuất của nó. Các phương pháp này thường sử dụng các phản ứng hóa học khác nhau để tạo ra các sản phẩm mong muốn. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất mà còn đến tính chất của sản phẩm cuối cùng.

3.1. Phương Pháp Tổng Hợp Truyền Thống

Phương pháp tổng hợp truyền thống thường sử dụng ortho-aminothiophenol và các tác nhân khác như axit fomic để tạo ra benzothiazole. Phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.

3.2. Phương Pháp Tổng Hợp Hiện Đại

Các phương pháp tổng hợp hiện đại sử dụng công nghệ tiên tiến như xúc tác và điều kiện phản ứng tối ưu để tăng hiệu suất và giảm thiểu sản phẩm phụ. Những nghiên cứu này đang mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các dẫn xuất benzothiazole.

IV. Ứng Dụng Của Benzothiazole Trong Thực Tiễn

Benzothiazole và các dẫn xuất của nó có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Chúng được sử dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và y dược, mang lại nhiều lợi ích cho con người và môi trường. Việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng mới cho benzothiazole đang được tiến hành.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Công Nghiệp

Trong ngành công nghiệp, 2-Mercaptobenzothiazole (2-MBT) được sử dụng chủ yếu để xúc tiến quá trình lưu hóa cao su. Điều này giúp cải thiện tính chất cơ học của cao su, làm cho sản phẩm cuối cùng bền hơn.

4.2. Ứng Dụng Trong Y Dược

Nhiều dẫn xuất của benzothiazole đã được nghiên cứu và chứng minh có hoạt tính chống ung thư và kháng viêm. Các hợp chất này đang được phát triển thành thuốc điều trị cho nhiều bệnh lý khác nhau.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Nghiên Cứu Benzothiazole

Nghiên cứu về benzothiazole và các dẫn xuất của nó đang mở ra nhiều cơ hội mới trong khoa học và công nghệ. Với những ứng dụng đa dạng và tiềm năng, việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các hợp chất này là rất cần thiết. Tương lai của benzothiazole hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho xã hội.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Benzothiazole

Các nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc phát triển các dẫn xuất mới với tính chất ưu việt hơn. Điều này không chỉ giúp mở rộng ứng dụng mà còn nâng cao hiệu quả trong sản xuất.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu Mới

Định hướng nghiên cứu mới sẽ bao gồm việc ứng dụng công nghệ sinh học và công nghệ nano trong tổng hợp và phát triển các dẫn xuất benzothiazole. Những nghiên cứu này có thể mang lại những đột phá trong lĩnh vực y dược và nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hợp chất dị vòng 1,3-benzothiazole và các dẫn xuất thế tại vị trí số 2 từ lâu đã khẳng định vai trò trọng yếu trong nền công nghiệp hóa chất toàn cầu, với hơn 90% sản lượng 2-mercaptobenzothiazole được ứng dụng làm chất xúc tiến lưu hóa cao su ở tỷ lệ từ 0.5% đến 5.0% khối lượng. Trong lĩnh vực y sinh và nông nghiệp hiện đại, nhu cầu phát triển các tiền chất có hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn và điều hòa sinh trưởng thực vật đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc đa dạng hóa các cấu trúc phân tử mới trên nền khung dị vòng này. Tuy nhiên, các phương pháp tổng hợp truyền thống thường đối mặt với thách thức về tính chọn lọc vị trí phản ứng và hiệu suất phân lập các dẫn xuất trung gian.

Đề tài tập trung giải quyết vấn đề chuyển hóa hóa học từ tiền chất 2-mercaptobenzothiazole kỹ thuật nhằm tổng hợp chuỗi dẫn xuất mới gồm axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic, este metyl tương ứng và hệ hidrazit-N-thế với các aldehyde, ketone thơm. Mục tiêu cụ thể là tối ưu hóa từng giai đoạn phản ứng, nâng cao độ tinh khiết sản phẩm và thiết lập cấu trúc phân tử chính xác thông qua các phương pháp phổ học hiện đại. Nghiên cứu được thực hiện tại Bộ môn Hóa Hữu cơ, Khoa Hóa học thuộc Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Công trình mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi cung cấp quy trình điều chế tối ưu với hiệu suất phân lập các chất trung gian đạt trên 80% đến 95%, sản phẩm có độ tinh khiết vượt 98%, mở ra tiềm năng ứng dụng thực tế trong công nghệ sản xuất nông dược kích thích sinh trưởng và hóa dược kháng vi sinh vật gây hại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết cấu tạo hợp chất dị vòng thơm chứa đồng thời hai dị tố nitơ và lưu huỳnh với góc nhị diện phân tử khoảng 120°8'. Phân tử 2-mercaptobenzothiazole có khối lượng phân tử 167.26 đvC, tồn tại cân bằng hỗ biến giữa hai dạng thion và thiol, trong đó dạng thion chiếm ưu thế vượt trội nhờ sự hình thành mạng lưới liên kết hydro liên phân tử bền vững.

Quá trình chuyển hóa este được giải thích dựa trên lý thuyết phản ứng thế nucleophil tại nhóm acyl theo cơ chế lưỡng phân tử xúc tác axit vô cơ mạnh, trong đó giai đoạn proton hóa oxy cacbonyl đóng vai trò quyết định tốc độ phản ứng. Phản ứng ngưng tụ giữa hidrazit mang khung benzothiazole với các hợp chất cacbonyl thơm tuân theo cơ chế cộng nucleophil kèm tách nước, hình thành nhóm azomethin (-CH=N-) có cấu hình đồng phân E bền nhiệt.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm xuất phát từ mẫu 2-mercaptobenzothiazole kỹ thuật có nhiệt độ nóng chảy ban đầu khoảng 165°C đến 170°C, được tinh chế bằng phương pháp kết tinh lại trong dung môi hữu cơ phân cực để thu được dạng tinh thể hình kim màu trắng đạt nhiệt độ nóng chảy chuẩn 183°C đến 184.5°C cùng tỷ khối 1.42 g/cm3. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm hơn 10 dẫn xuất hidrazit và hidrazon thế, sử dụng hệ hóa chất tinh khiết phân tích với độ sạch trên 99%.

Phương pháp phân tích cấu trúc kết hợp đồng thời phương pháp đo nhiệt độ nóng chảy mao quản, quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) trong dải sóng từ 400 cm-1 đến 4000 cm-1 để xác định các nhóm chức đặc trưng, và quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) trong dung môi DMSO-d6 hoặc CDCl3 để quy kết độ dịch chuyển hóa học của các proton vòng thơm và nhóm liên kết trung gian. Việc lựa chọn tổ hợp phương pháp này đảm bảo tính khách quan, độ chính xác cao và khả năng tái lập của quy trình thực nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thực nghiệm đã ghi nhận nhiều kết quả quan trọng trong việc chuyển hóa và khảo sát cấu trúc hóa học:

Thứ nhất, quy trình tinh chế mẫu kỹ thuật đã nâng cao độ sạch của 2-mercaptobenzothiazole với hiệu suất thu hồi đạt trên 85%, nhiệt độ nóng chảy sau tinh chế đạt 183°C đến 184.5°C so với mức 165°C của mẫu thô ban đầu.

Thứ hai, phản ứng alkyl hóa tạo axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic với axit monocloaxetic trong môi trường kiềm nhẹ natri cacbonat đạt hiệu suất phân lập vượt 88%. Phản ứng este hóa tiếp theo với methanol có mặt axit sunfuric đặc đạt hiệu suất 82%, kiểm soát tốt quá trình tạo phụ phẩm.

Thứ ba, phản ứng ngưng tụ giữa hidrazit của axit với các aldehyde thơm mang nhóm thế hút electron (như nhóm nitro, clo) và đẩy electron (như nhóm metoxy) đạt hiệu suất cao dao động từ 75% đến 94%, tạo thành các tinh thể đồng nhất có nhiệt độ nóng chảy xác định từ 198°C đến trên 240°C.

Thứ tư, dữ liệu phổ FT-IR xác nhận sự biến mất hoàn toàn của dao động biến dạng nhóm thiol tự do, thay vào đó là sự xuất hiện của các dải hấp thụ mạnh đặc trưng cho liên kết C=N ở dải sóng 1610 cm-1 đến 1650 cm-1 và nhóm cacbonyl amide C=O ở 1660 cm-1 đến 1700 cm-1. Phổ 1H-NMR ghi nhận rõ tín hiệu proton của nhóm azomethin (-CH=N-) ở độ dịch chuyển hóa học từ 8.2 ppm đến 8.8 ppm, khẳng định 100% cấu trúc hóa học dự kiến.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất phản ứng ngưng tụ đạt mức cao được giải thích do sự hỗ trợ điện tử từ hệ liên hợp pi của vòng thơm, làm tăng tính thân hạch của nhóm amino trong hidrazit đối với cacbon mang điện tích dương của nhóm andehit. Sự khác biệt về hiệu suất giữa các dẫn xuất thế thơm (trên 85%) so với các dẫn xuất béo (khoảng 70% đến 75%) phản ánh rõ rệt ảnh hưởng của hiệu ứng liên hợp và yếu tố không gian lập thể.

Kết quả thu được hoàn toàn tương đồng với các công bố quốc tế về hoạt tính của dẫn xuất 2-mercaptobenzothiazole, vốn có khả năng ức chế vi khuẩn S. coli và các chủng nấm Candida albicans, Aspergillus niger ở nồng độ tối thiểu 50 ug/ml. Bên cạnh đó, việc so sánh với các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy các hợp chất dị vòng chứa liên kết thio-axetic có tiềm năng hạ đường huyết 45% ở liều 100 mg/kg/ngày và giảm cholesterol chuột thí nghiệm đến 41%.

Các dữ liệu thực nghiệm trong luận văn được hệ thống hóa rõ ràng thông qua bảng đối chiếu nhiệt độ nóng chảy cùng hiệu suất phản ứng giữa các dẫn xuất, kết hợp với các đồ thị chồng phổ hồng ngoại và phổ cộng hưởng từ hạt nhân giúp người đọc dễ dàng theo dõi sự biến đổi nhóm chức qua từng giai đoạn tổng hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

Để phát triển và ứng dụng sâu rộng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất và y dược học, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

1. Hoàn thiện công nghệ tổng hợp xanh: Tối ưu hóa các thông số phản ứng este hóa và ngưng tụ bằng cách áp dụng xúc tác axit rắn dị thể hoặc hỗ trợ bức xạ vi sóng, hướng tới mục tiêu nâng hiệu suất tổng thể từ mức 82% hiện nay lên đạt tối thiểu 92% đến 95% trong thời gian 12 tháng tới (Chủ thể thực hiện: Nhóm nghiên cứu Hóa Hữu cơ tại các trường đại học).

2. Mở rộng sàng lọc hoạt tính sinh học in-vitro: Tiến hành thử nghiệm kháng khuẩn, kháng nấm diện rộng trên 5 chủng vi sinh vật gây bệnh lâm sàng và đánh giá độc tính tế bào khối u nhằm xác định nồng độ ức chế IC50 dưới mức 25 ug/ml trong lộ trình từ 6 đến 9 tháng (Chủ thể thực hiện: Các Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên và Viện Dược liệu).

3. Triển khai khảo nghiệm nông nghiệp thực địa: Đưa dẫn xuất axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic vào thử nghiệm thực tế ở nồng độ tối ưu 20 ppm đến 40 ppm trên cây ngô và cây lúa giống, đặt mục tiêu tăng tỷ lệ nảy mầm hạt thêm 30% đến 50% và khối lượng rễ tăng trên 80% qua 2 vụ mùa liên tiếp (Chủ thể thực hiện: Các Trung tâm Giống cây trồng và Trung tâm Khuyến nông).

4. Thử nghiệm bán tiền công nghiệp: Chuyển giao quy trình tinh chế và tổng hợp dẫn xuất quy mô phòng thí nghiệm sang quy mô mẻ thử nghiệm 50 kg đến 100 kg tại các nhà máy hóa chất nhằm cung ứng nguồn phụ gia xúc tiến lưu hóa cao su chất lượng cao trong vòng 18 tháng (Chủ thể thực hiện: Doanh nghiệp sản xuất vật liệu cao su phối hợp với đơn vị nghiên cứu).

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tư liệu chuyên khảo giá trị cho 4 nhóm đối tượng chính:

Thứ nhất, giảng viên và sinh viên chuyên ngành Hóa học, Hóa Dược và Sư phạm Hóa học: Luận văn cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, kỹ thuật tổng hợp hữu cơ đa giai đoạn và kinh nghiệm giải đoán phổ 1H-NMR, FT-IR phục vụ công tác giảng dạy và học tập.

Thứ hai, các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực phát triển thuốc mới: Cung cấp nguồn dữ liệu cấu trúc và cơ chế chuyển hóa của hệ dị vòng 1,3-benzothiazole, hỗ trợ đắc lực cho việc thiết kế các phân tử thuốc kháng khuẩn, kháng nấm và kháng u có hoạt tính cao.

Thứ ba, kỹ sư công nghệ vật liệu và chế biến cao su: Luận văn cung cấp các cơ sở khoa học về cơ chế phản ứng của 2-mercaptobenzothiazole, giúp các kỹ sư tối ưu hóa quá trình lưu hóa, giảm từ 15% đến 20% thời gian lưu hóa và nâng cao độ bền cơ lý của sản phẩm polyme.

Thứ tư, các chuyên gia phát triển sản phẩm nông hóa: Nắm bắt phương pháp điều chế các chất điều hòa sinh trưởng thực vật nhóm auxin nhằm phát triển các chế phẩm kích thích nảy mầm và phát triển bộ rễ cây trồng hiệu quả, thân thiện môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. 2-Mercaptobenzothiazole tồn tại ở những dạng cấu trúc hỗ biến nào trong thực tế? 2-Mercaptobenzothiazole tồn tại chủ yếu ở dạng thion trong cả trạng thái rắn lẫn dung dịch, nằm trong trạng thái cân bằng hỗ biến với dạng thiol. Sự tồn tại dạng thion chiếm ưu thế tuyệt đối nhờ mạng lưới liên kết hydro liên phân tử, với góc nhị diện phân tử xấp xỉ 120°8', đóng vai trò chi phối toàn bộ khả năng phản ứng thế ái nhân tại vị trí C-2.

2. Hiệu suất tổng hợp các dẫn xuất hidrazit-N-thế từ 2-MBT đạt mức bao nhiêu phần trăm? Phản ứng ngưng tụ giữa hidrazit của axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic với các aldehyde và ketone thơm đạt hiệu suất rất khả quan, dao động từ 75% đến 94%. Tốc độ và hiệu suất phản ứng phụ thuộc đáng kể vào bản chất của các nhóm thế trên nhân thơm, trong đó các nhóm thế hút electron giúp rút ngắn thời gian phản ứng và tăng độ kết tinh của sản phẩm.

3. Khung phân tử 2-mercaptobenzothiazole có những hoạt tính sinh học nổi bật nào trong y dược? Các dẫn xuất của 2-mercaptobenzothiazole thể hiện phổ hoạt tính sinh học rất rộng, bao gồm khả năng diệt vi khuẩn S. coli và ức chế nấm Candida albicans ở nồng độ 50 ug/ml. Một số nghiên cứu chuyên sâu còn ghi nhận khả năng hạ 45% đường huyết trên chuột ở liều 100 mg/kg/ngày và hoạt tính ức chế tế bào khối u với giá trị IC50 đạt khoảng 17.3 uM.

4. Bằng cách nào để khẳng định chính xác cấu trúc hóa học của các sản phẩm tổng hợp? Cấu trúc phân tử được khẳng định thông qua sự kết hợp giữa đo nhiệt độ nóng chảy mao quản, phổ hồng ngoại FT-IR dải 400 cm-1 đến 4000 cm-1 và phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR. Sự xuất hiện tín hiệu proton azomethin (-CH=N-) tại vùng 8.2 ppm đến 8.8 ppm cùng dao động hóa trị của nhóm amide C=O ở 1660 cm-1 đến 1700 cm-1 là bằng chứng xác thực nhất.

5. Ứng dụng của dẫn xuất 2-MBT trong kích thích sinh trưởng cây trồng đạt hiệu quả ra sao? Dẫn xuất axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic ở nồng độ từ 20 ppm đến 40 ppm đóng vai trò như một chất kích thích sinh trưởng tương tự auxin. Các thử nghiệm nông học chứng minh hoạt chất này giúp tăng tỷ lệ nảy mầm thêm 50%, tăng chiều dài mầm 50% và giúp khối lượng bộ rễ phát triển gấp đôi (tăng 100%) so với mẫu đối chứng không xử lý.

Kết luận

Công trình nghiên cứu đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu khoa học đề ra thông qua các đóng góp nổi bật:

• Xây dựng thành công quy trình tinh chế 2-mercaptobenzothiazole kỹ thuật đạt độ sạch cao với nhiệt độ nóng chảy chuẩn 183°C đến 184.5°C.
• Tổng hợp hoàn chỉnh chuỗi dẫn xuất mới từ axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic, este metyl đến hệ hidrazit-N-thế với hiệu suất phân lập cao từ 75% đến 94%.
• Xác lập bộ dữ liệu phổ FT-IR và 1H-NMR chuẩn xác, chứng minh cấu hình E bền vững của các liên kết hydrazon mới tạo thành.
• Khẳng định tiềm năng ứng dụng to lớn của hệ dẫn xuất trong lĩnh vực kháng vi sinh vật gây hại (nồng độ 50 ug/ml) và điều hòa sinh trưởng cây trồng.
• Đóng góp quy trình thực nghiệm mẫu mực, làm phong phú thêm hướng nghiên cứu hóa học dị vòng hữu cơ tại Việt Nam.

Trong kế hoạch 12 tháng tới, hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc thử nghiệm độc tính sinh học in-vivo và mở rộng khảo nghiệm đồng ruộng. Quý bạn đọc, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm hãy tham khảo toàn văn luận văn để khai thác chi tiết các thông số thực nghiệm và quy trình tổng hợp chuyên sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH cals KHOA LUAN TOT NGHIEP CỬ NHÂN HOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỮU CƠ TEN DE TÀI: TONG RợƑVÀNG/#ÊA €ÚU TINH CHAT MOT SO DAN XUAT CHAD MERCAPTOBENZOTHRAZOLE Người hướng dan khoa hoc: Th. Hồ Xuân Đậu Người thực hiện: Trần Thị Kim Ngân B MỤC LỤC Ca £&2 *ca | MỤC LỤC LỜI CẢM ON MỚPDẤU. CC a a ee Xứ l "XS. | eea | Ta” ek(y(t, ol)| PT m.

DOL TƯỢNG VA KHÁCH THE NGHIÊN CỨU. 5555555 <5sse2 2 1Y:GIÁ THƯYẾT KHOA HE GsáanászptcakceaeieroaddibGbagiiuaseoueSs24dsia6087 3 VENHIEMYVUCDA:ĐỂ TẮT:cocc(222i2C22cc000122G022GG2bSE02S6ã062sl0 3 VI. PHƯƠNG PHAP VÀ PHƯƠNG TIEN NGHIÊN CỨU. 5555252 3 PHAN I: TONG QUAN I.

BENZOTHIAZOLE: CÁU TẠO- TÍNH CHAT- PHƯƠNG PHAP Bh HE. a a ee 4 KOẨNT Ts sisccnssccxsacasscen a ies cairo ba caveat 4 PED TINH GIÁ T ese tesesncpecscsieneaseasa senate as CC. TONG HỢP BENZOTHIAZOLE VÀ DAN XUẤT. Tong hợp benzothiazole.

Tổng hợp các đồng đăng và dẫn xuất của benzothiazole. 2-MERCAPTOBENZOTHAZOLE VÀ DAN XUÁT. 2-MERCAPTOBENZOTHIAZOLE: CAU TAO- TÍNH CHAT- PHƯƠNG:PHÁP TONG HỢP ;¡sáicác các i02 11022000. cabana 16 Iš}:Ÿ 2 CÂN gtE20/2000112029G1010G000)(0G0100393100109)G1(A000120110 G2 16 1, 0.

AXIT (BENZOTHIAZOL-2-YLTHIO) AXETIC VA DAN XUÁT. UNG DỤNG CUA BENZOTHAZOLE VA DAN XUÁT. TRONG CONG NGHIỆP LƯU HOA CAO S§U.2, TRONG LĨNH VỰC PHAM MAU. TRONG LĨNH VUC NHIẾP ANH VA QUANG ĐIỆN.

TRONG LĨNH VỰC PHỨC CHÁTT. TRONG LĨNH VỰC Y-DƯỢC HỌC. 30 PHAN II: CƠ SỞ LÝ THUYET CUA DE TÀI 1. CƠ SỞ LÝ THUYET CUA PHAN UNG ESTE HOÁ.

ĐỊNH NGHĨ AA.PHUBNG EHAETDNG HH ee 39 1. PHAN UNG ESTE HOÁ TỪ AXIT VÀ ANCOL. CƠ SỞ LÝ THUYET CUA PHAN UNG NGƯNG TỤ. 46 IEELĐINH NGHĨ Xã ákcctcccc Ga escent alana ln 46 II.

CO CHE VA CÁC YEU TO ANH HƯỚNG. BIEN PHAP NANG CAO HIỆU SUAT PHAN ỨNG. 49 PHAN III: THỰC NGHIEM I.- 222222 2t 222227 22322221127222228cccee 51 a PP day I chcc): 52 II. Tinh chế 2-MBT từ 2-MBT kỹ thuật (NI).

Tổng hợp axit (benzothiazol-2-ylthio) axetic (N2). Téng hợp metyl (benzothiazol-2-y]thio) axetat (N3). Tông hợp các hidrazit-N-thé (No. NGHIÊN CỨU CÂU TAO-TINH CHAT.

60 111:1: NHIẾY độ OC ple sis vesccossa sane tssccosonvavsorennacsssnasanssnaientesaasnsasensenpagcesveeves 60 111. Phân tích phỏ hỏng ngoại (ÏR). Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( 'H-NMR).- 60 PHAN IV: KET QUA VÀ THẢO LUẬN IL. TONG HOP CAC CHAT oocccccscpssossssssssessssssesssvsesssvnensnnvvnnnnnvnnennvenanneeneannneenen 6l Il.

NGHIÊN CỨU CAU TẠO VÀ TÍNH CHAT CUA CÁC CHÁT. ERE dồi NỔ di te oaaobeaeaaenaeoaoiecioanoneesnaaseiaee 66 1122 Về phố bông ngoại (R)c:<«6cbi c2 c000C0 6200200010 0020031360. Về phổ công hưởng từ hạt nhân ('H-NMR),.--2225-©2cscc-ee 69 PHAN V: KET LUAN- DE XUẤT mướn HH! uy xay wxaxxzsiswasuasau 70 Ce .77ƒï-aẳï-ẰŸăẰ=——--—-———--—-- 71 man a IE I seers rpenrecarenmseechsomenenssnnigensiinamat manansec nsanesctconminismenconnians 73 URE Li TS 0)| aea ere 88 đới cdm om ấu Ea um xin gửi din thy HA Naan Deu. ( da hugng dain va giup dd em tan tink tromg que trink em hoan thanh luận căn.

Thiiy luõn od mat, dgng cứn nhang luc cm gap kh khan c¡ day fa lan dau tien cm quen cởi phuomg phap aghitn „ưu khoa hes ae tink Kat quan - Thay con cung cap cho em vil itu tai lite ham kl ti xdt nu thor qian trong cific hitm tài figu. TI anh cdm om cde thay sở trong 'T8 Hoa Hau Co, t ta, ông th: nghi¢m Hoa hau se noi vững ca ade thay số trong ‘Khoa cHau Hos aol chung da ha thợ em vat nÊ(#u trong sudt quá trink ert bode thank ludn trần. con xin cdm on BS mẹ, gia dak va ban be - nhang ngiayi di lusn quan tam, he hg ca động clin giáp em hoan thank bai luận van nay. Cong qua tink tục hign dé tai, ban than em đã số ydny vat nhitu trong cực tim tai lipu, tham khdo y kita sửa ede thdy 28 sảng nh ede ank chi di trade, cht mong có thé lam phong phi them dé tai.

Voi (ại, thitt ngất day (A sơ hgi tot dé em od thé ái dudng them ode Kiến thee G thuytt od fitn quan ca cận dụng Gj thuytt tác thy: tiến, hodn Tuy ahitn. vi Êữa thee (ân hha nắng sửa ban than con vất nÑ¡(Êu han che: mat khac. thet gian tựa hitn dé tai súng khong nhidu oi nga, trong thei quan hoz tạp theo 26 ương tinh sửa năm the 4. de do haz hin dé tai son vất nhidu thita sot.

Em vat hi cong nhan digs sự đong yop sưa quy thay 2Ø va cde ban dé cm hha phuc nÑ ững Chuyet điểm, wit kink nyhigm Ao mink tong sony tde nghitn tưu Bhou hoz t sau. Ẩm xin Aan thank adm om. Hs Chi Mink, ngày 0%/ 4/ 2007 Sink eun thy: hitn “ ‘Thi ‘Kim = {yan B Khda -uận “Tốt Ughi¢p GVHD: Zk:$ Wd Huan “Đậu MO DAU C8 2# RH! I. LÝ DO CHỌN ĐÈ TÀI Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học nói chung vả các ngảnh Hoa học hữu cơ nỏi riêng, hoá học các hợp chat dị vòng ngảy cảng được nhiều nha khoa học trên thé giới quan tâm nghiên cứu bởi những ứng dụng quan trọng của nó đôi với khoa học va kĩ thuật.

đặc biệt trong các quá trình hoạt động sống của sinh vật. việc nghiên cứu. tổng hợp vả ứng dụng chúng vào thực tiễn cuộc sống và sản xuất trở thành yêu câu rất lớn đối với các nhà khoa học hoá học. Benzothiazole và các dẫn xuất của nỏ thuộc hợp chat di vòng với hai dị tố từ lâu đã được nghiên cứu vả có những ứng dụng nỗi bật trong các nganh khoa học- kĩ thuật: © Trong ngành công nghiệp: ¥ 2-Mercaptobenzothiazole (2-MBT) cho đến nay vẫn lả chat chủ yêu dùng để xúc tiến các quá trình lưu hoá cao su.

* Một số chất màu cation loại xyanin chứa vòng benzothiazole được sử dụng làm chất tăng độ nhạy quang và được ứng dụngtrong phim ảnh đen trắng, ảnh màu vả dùng chụp trong bóng tối (chụp ảnh hồng ngoại). ® Trong nông nghiệp: các dẫn xuất của benzothiazole có hoạt tính diéu hoà quá trình sinh trưởng của thực vật như: ¥ 3-axetonitri-2-benzothiazolone có tác dụng làm tăng hàm lượng trong cây mía cũng như cây cải đường. ¥ 4-cloro-3-benzyloxycacbonylmetyl-2-benzothiazolone có kha năng tiêu diệt có dại. đã được nghiên cứu, tổng hợp va đưa vào sản xuất.

+ Trong y dược: các dẫn xuất của benzothiazole cũng có rất nhiều ứng dụng: Các hợp chất thuộc đầy I-[benzothiazol-2-yl] triazol có kha nang chong ung thư, Y Một số dẫn xuất của benzothiazole thé hiện hoạt tính chống tắc nghén mạch mắu. #“ Một số dẫn xuất của benzothiazole thể ở vị trí số 2 có tác dụng chữa bệnh tiéu đường. SVTT: Fran Thi Kim Hgan B Trany | Xkhúa Ludn “Tất ⁄2(giiệp GVHD: 7k .ŸÝ 2 Haan Dou — _-_-_-T-ẦDD__w_ỪhDÐẬÐẬDẬD_D_D-- `.ĂẦẦỖDỪừĂ Các hiđrazon được tông hợp từ hiđrazin với anđehit hoặc xeton chứa dị vòng benzothiazole có hoạt tính sinh học mạnh, có tác dụng kháng khuẩn, kháng nắm, kháng viêm. Từ những van dé thực tế nói trên, chúng tôi nhận thấy việc tìm hiểu, nghiên cứu, tông hợp và xem xét khả năng ứng dụng của một số dẫn xuất của benzothiazole la cần thiết nên chúng tôi chon dé tài: “TONG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHAT MỘT SO DAN XUẤT CUA 2- MERCAPTOBENZO0THIAZOLE" Vi day là dé tài đã được nghiên cứu khá nhiều trong thời gian gan đây, vi vậy việc chọn dé tài nay mang tính chất học hỏi.

bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học trong sinh viên, đồng thời góp phần khang định kha năng phong phú trong nghiên cửu, vận dụng của các dẫn xuất của 2-MBT. Mặt khác, từ các vấn đẻ này, theo chúng tôi nghĩ rằng có thé mở rộng dé tài này hơn trong tương lai. Do đó, cần thực hiện quá trình nghiên cứu bước đầu về chúng làm cơ sở nên tang cho việc phát trién dé tai này. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Dé tai này nghiên cứu nhằm mục đích: Thông qua việc nghiên cứu tài liệu có liên quan, thực hiện phan ứng tống hợp các chat, xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của các chất tổng hợp được đẻ từ đó giúp hình thành phương pháp nghiên cứu khoa học mà hiện nay đang là yêu cầu cần thiết đối với sinh viên sư phạm nói riêng và sinh viên các trường cao đẳng và đại học nói chung.

Mặt khác, Hoá học là Bộ môn khoa học thực nghiệm. việc thực hiện đề tài tổng hợp các chất nhằm chứng minh ho phần lý thuyết đã được học. Qua đó, cũng giúp tăng khả năng làm việc độc lập cho người học. DOL TƯỢNG VÀ KHÁCH THE NGHIÊN CỨU a.

Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu các tài liệu Hoá học hữu cơ về phần tông hợp các hoá chất và Cơ sở Lý thuyết Hoá hoc hữu cơ về phản ứng của các chất nghiên cứu. Khach thé nghiên cứu Các qua trinh tổng hợp các axit, este. hidrazit và hidrazit-N-thé của hợp chất 2-Mercaptobenzothiazole. Phương pháp xác định cầu trúc của các hợp chất tạo thành.

SVTT: Fran “Thị Kim Hgan B Trang 2 Khéa -“Quận Tat (J(giiệp GVHD: Th.S Wd “tuân “Đậu IV, GIÁ THUYET KHOA HOC Nếu dé tài thành công sẽ chứng minh được phan co sở lý thuyết đã được học. Trên cơ sở đó, tạo điều kiện bước dau cho công tác nghiên cứu khoa học về sau và hinh thanh cho sinh viên phương pháp nghiên cửu khoa học. NHIEM VU CUA DE TÀI * Đi từ chat đầu là 2- Mercaptobenzothiazole, tiền hành tổng hợp một day các dan xuất ở vị trí số 2 của nó. Cuối cùng, thực hiện phản ứng ngưng tụ các hiđrazit chứa đị vòng benzothiazole với một số anđehit và xeton thơm.

* Sản phẩm ngưng tụ sau khi làm tinh khiết sẽ được chụp pho hong ngoại. * Một số hidrazit-N-the được chụp phô cộng hưởng tir hạt nhân. ® Thảo luận vẻ kết quá thu được dựa trên kết quả đo nhiệt độ nóng chảy, pho hỏng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU a.

Phương pháp * Tìm hiểu, nghiên cứu các tải liệu có liên quan. * Tiến hành tổng hợp theo quy trình đã nghiên cứu. * Do nhiệt độ nóng chảy. ® Chyp phổ hồng ngoại các chất tổng hợp được.

» Chyp phổ cộng hưởng từ hạt nhân một số chất tổng hợp được. * Phan tích, đánh giá kết quả thu được. Phương tiện " Sách. bao " Internet ® Thực nghiệm hoá học.

SVTT: Feeds Thi Kim Hgan B Frany 3 PHAN I: TONG QUAN SSeRSELSEEESEEESSEELEESE EEE SEHEELE SS |. BENZOTHIAZOLE: CAU TẠO- TINH CHAT- PHUONG PHAP TONG HOP il. 2- MERCAPTOBENZOTHIAZOLE VA DAN XUẤT Khda Lign Tat Ughi¢p GVHD: 7k. BENZOTHIAZOLE: CAU TAO- TÍNH CHAT- PHƯƠNG PHAP TONG HỢP Tình hình nghiên cứu về dj vòng 1,3- benzothiazole trong những năm gan đây: Benzothiazole (C>HsNS), M=* 135, 19 đv.C có ba dong phan: 1% _CñÒ (A) 122- Benzothiazole _Slxfbnmllemis 2,1- 13- Benzothiazole Hai đồng phan (A) va (B) còn được gọi là benisothiazol nên đồng phân (C) còn được gọi đơn giản là benzothiazole.

Do mục đích nghiên cứu, chúng tôi chỉ chú ý nghiên cứu đến các benzothiazole thế ở vị trí 2, và do thời gian có hạn.