80 GIÁO DUC VA DAD TẠO ˆYQƯỜNG: BAL SC SƯ PRIAIME TELAT VAO HO Cin Mast LUẬN VĂN TOT NGHIỆP Đề tài: 'TÔNG 100? VA NGIHÊM CỨU CÂU TRÚC DAM XUAT CUA 31IYDRGXYTMIETHIIYL 2 RENZOTHIAZOL NONE SVTH: Nguyễn Hữu Hiền Lớp: Hóa 4A. Cok |! | ee 1 LAST CAE ONuaeeeeeesrnsnnihreenrrenstrigegieniprnill019/05068801012110100580 2 Phan một TONG QUAN.BENZOTHIAZOLE VA MOT SO DAN XUAT CUA NO 4 BBCI CEMA ON OS Song sec taseameneeccnsseaccenes mamas emamnacinieens opeaaaaneaeans 4 2. 6-nitro-3-hydroxymethyÌ- 2-benzothiazolinone. Dan xuat halogen của benzothazole 2626662660002 6240206) sa: 13 II, UNG DUNG CUA BENZOTHIAZOLE VA CAC DAN XUAT CUA NÓ 1 SEE TRAE VAS CRN ID) NV MRBBRRRemmmmmm.
Trong lĩnh vực thuốc thử hữu CO. Trong lĩnh vực nhuộm, phẩm màu và nhiếp ảnh. Trong lĩnh vực nông nghiệp. l6 5: 1r60DB TIE: VỤ V RIGO DO (sicci066662260002200L6602126yieicc 18 6.
ne lĩnh vực điện NGA. CÁC PHAN UNG DUNG TRONGTONG HỢP 1. Phan ứng Di NORLS2002401i02006 02/14 220á0662020022:24200063 20 2. Phản úứng NT HỘ 0S.
Phanứng theo cơ chế S„2.-- s55 9 2 3x 3E232210123211112 22 Phản hai: THỰC NGHIỆM I. Sơ đô tông quát của quá trình thực nghiệm. Quá trình tông hợp các chât. Hee 24 1, Tinh chế 2-mercaptobenzothiazole.
Tong hợp 2-hydroxybenzothiaZole. Téng hợp 3-hydroxymethyl-2-benzothiazolinone. Tông hợp 6-nitro-3-hydroxymethyl-2-benzothiazolinone. Tổng hợp 6-brom-3-hydroxymethyl-2-benzothiazolonone.
Tông hợp acid 6-brom-2-oxo-3-benzothiazolyl methyl oxy acetic. 28 Phản ba: KET QUA VÀ THẢO LUẬN |. Quá trinh tong hợp-Hiệu guất phi! Ống ¿¿-⁄2::::4:66/225222200025cã) 31 2. Phé hong TH s0200261226614i3224À000G23(036/6utbb¿zsiqxa 32 UU sp co,.
Các ý kiến và hướng nghiên cứu tiếp theo .sesscsescseecsouessneessneenneeens 36 Phan bon: PHU LUC * BANG HANG SO VAT LÝ CUA CAC CHAT ĐÃ TONG HỢP ĐƯỢC. # BANG TONG HOP PHO HONG NGOẠI CUA CAC CHAT DA TONG HOP. # PHO HONG NGOẠI CUA CAC CHAT ĐÃ TONG HOP ĐƯỢC. # PHO KHOI LƯỢNG CUA MỘT SO CHAT ĐÃ TONG HỢP.
Phin nam: TÀI LIEU THAM KHAO. |LỜI MỞ BAU + Hóa học là một ngành khoa học thực nghiệm có rat nhiéu ứng dung trong thực tế. Đặc biệt là hóa học hữu cơ nghiên cứu vẻ hợp chất dị vòng. Với những giá trị thực tiễn đó mà hỏa học hữu co thực sự lôi cuỗn em.
Học tập, nghiên cứu và tim hiểu về hóa hữu cơ là điều em rất thích thủ, chính vì vậy để được tim hiểu sâu hơn về hóa hữu cơ, em đã chọn đề tài thuộc bộ môn hóa hữu co, *Có thé nói các hợp dj vòng nói chung đều có những vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và được nghiên cứu rộng rãi để làm sáng to các thuộc tính và ứng dụng của chủng. Benzothiazole là trường hợp đặc biệt của hệ thống dị vòng. Các công trình nghiên cứu cho thay chúng có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học và đời sông: + Trong y học: 2-alkoxybenzothiazole, 2-phenoxybenzothiazole, 2- phenylthiobenzothizole,. có tac dụng chữa bệnh ngoài da.
+ Trong nông nghiệp: 3-acetonitril-2-benzothiazolinone có tác dụng làm tang ham lượng đường của củ cai duéng. 3-methyl- 4-chlor-2- benzothiazolinone có tác dụng làm tăng năng suất lúa va kim ham sự phát triển của thực vật. Ngoài ra, các dẫn xuất của Benzothiazole còn có nhiều ứng oa trong ngành nhiếp anh, phẩm mau, điện hóa, trong quá trình lưu hóa cao su. *Chinh vi vậy em đã lựa chọn đề tài: "Tổng hợp và nghiên cứu cau trúc dẫn xuất của 3- hydroxymethyl- 2-benzothiazolinone”" với mong muốn tìm hiểu sâu hơn về hợp chất Benzothiazole và dẫn xuất của nó.
Luận văn tốt nghiệp SVTH:Nguyén Hữu Hiền c)_ LỜICAMƠN + Em xin chân thanh cảm ơn đến ban chủ nhiệm khoa hóa, quý thay cô trong tổ hữu cơ, đặc biệt là cô Trần Thị Tửu - Người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em hòan thành tốt luận văn nảy. *Em cũng xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên lớp Hóa 4, niên khóa 2000-2004 đã nhiệt tình giúp đỡ và động viên em để em có thể hòan thành tốt luận văn tốt nghiệp của minh. *Trong thời gian thực hiện luận văn, em đã tiếp thu thêm nhiều kiến thức bé ích cho công tác giảng dạy của mình. Tuy nhiên, do khả năng còn hạn chế và lần đầu tiên làm quen với công việc nghiên cứu khoa học nên em vẫn còn mắc nhiều thiếu sót và khuyết điểm.
Em kính mong được sự góp ý của thầy cô va các bạn để giúp em hoàn chính luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn. Luận văn tt nghiệp SVTH: Nguyễn Hữu Hiển TÔNG QUAN Luận văn tốt nghiệp SVTH:Nguyén Hữu Hiền 1.Benzothiazole và một số dẫn xuất của nó: I. Khái quát: Dj vòng Benzothiazole có ba đông phân: (ÔXnN> H %"Xổ⁄ N lG2aff S 1,3-benzothiazole 1,2-benzothiazole 2,1-benzothiazole -Phan tử Benzothiazole là trường hợp đặc biệt của hệ thông dj vòng.
Những tính chất hóa học và hóa lý của nó chứng tỏ rằng vòng thiazole vé ban chất nó không có tính thom. Thực nghiệm cho biết phản ứng electrophin (chlor hóa. nitro hóa) đều xảy ra ở nhân benzene và trước hết ở vị trí 6[1]. Ngay cả trong trường hợp của 2-phenyl-benzothiazole phản ứng cũng vẫn xảy ra ở vị trí này ma không xảy ra ở vị trí 2 của vòng phenyl mới thê vào.
-Dưới tác dụng của bazơ mạnh, vòng thiazole bị phá vỡ. Sự phá vỡ vòng được tang cưởng khi ở vòng benzene có nhóm rút electron. Tổng hợp benzothiazole: * Bang phản ứng o-aminothiophenol với các dan xuất của acit: Om p+ QC -OX>~ SH NH; NH— mn R Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hữu Hiển Từ các dẫn xuất của acid để tổng hợp benzothiazole thường được dùng nhất là chloride và anhydride acid. + Bang phản ứng của o-aminothiophenol với aldehyde.
SH SH OL + me Stet) OL NH; | N=CHR R= alkyl, hydrogen, aril. *Benzothiazole cũng có thể được điều chế bằng phương pháp Jakobson S €+-c h ns KaFe NaOH (CN OL ‘O R nN” N-phenylthioamit dưới tac dung của NaOH với xúc tác K;[Fe(CN),] hay qua hợp chất cơ Liti sẽ tự khép vòng thành dẫn xuất của benzothiazole. *Ngoài ra benzothiazole còn có thể được điều chế bằng các phương pháp sau: SCOR SCCR Ss. OC" NO» On" NH, = "20 N CO SCOR SG NH-COR loa @X + NH¿—~CO —NH¿ = SCH, OLSC-R N=CRCI SCH; SCH; 5 (@)( + COC; —» OL 20 »R NH-COR N=CRO;CI có N SCH; (@)( — ¬rR + CH¡:CI NH=CRCI Oe ec c6.
81 oo eee a ewww nee ween s cesses eeceesssec= Luận văn tốt nghiệp SVTH:Nguyén Hữu Hiền _ 2. Khái quát: -Tên thương bạ là Kaptax, Vulkaxit, Thiotax, dermacid, 2(3H)- benzothiazolinthione, 2-benzothiazolylmercapran,. là chat bột mịn mau vàng sáng, có vị đăng đặc trưng. -Nhiét độ nóng chảy của 2-mercaptobenzothizole kỹ thuật là 165-170°C và của 2-MBT tỉnh khiết là 183-184°C.
F : -2-MBT là chat được sử dụng sớm nhất đẻ làm tăng tốc độ quá trình lưu hóa cao su. , -2-MBT tan tốt trong acetone, ethanol, benzene, chlorofom, acid acetic bang va không tan trong nước. -2-MBT có công thức phân tử 1a C-H;NS;, khối lượng phân tử 1a 167,26 đve, tỉ khối là 1 ,42. ¬ -2-MBT tôn tại dưới 2 dang hồ biên (tautome ); SỐ SỐ Wa 4 \ cnol keton Trong hai dang này, 2-MBT tôn tại chủ yếu ở dạng thione nhờ liên kết hydrogen yếu tạo thành dạng dimer [3]: .Ñ Kết quả này nhận được dựa trên sự do momen lưỡng cực của nó.
Tông hợp 2-MBT: ¬ 2-mercaptobenzothiazole lân đâu tiên được A.Hofmann tong hợp vào năm 1887, cũng từ đó các phương pháp tông hợp 2-MBT ngày cảng phát trién []: *Từ Anilin cho tác dụng với CS, ở ap suất cao va nhiệt độ cao; Luận văn tắt nghiệp SVTH:Nguyén Hữu Hiền (Ope + co + s SE >-sH S 200— 200T Đề thu được hiệu suất cao nhất, ty lệ mol các chat trong phản ứng tong hợp lá Anilin:CS;:S = 1: 1,4 :1,02. * Băng tác dụng của CS; hay CSCI, và o-aminothiophenol trong dung môi aleol hay muối của nó trong dung dịch kiểm: CS2 (@)( + CS; ——> Ol + HạS NH» * ‘oe tác dung của CS» với o-diaminodiphenylsulfide: Or. OL SH -S +H -+-s« + Dun nóng Benzothiazole va S ( tỉ lệ mol 1: 0,9-1,3) trong vòng 0.5-3 giờ sẽ thu được 2-MBT với hiệu suất 89,3-92,3%: Oss 200-2606 Ol * Dun sẻ chảy N,N'en — với S: GH, * Phan ứng giữa o-nitroarylhalide với CS; va NaHS hay NaS và CS, : ÔX. NaHS \aHS hay CS; Or NO; hay NazS 7 *2-MBT được điểu chế từ aryllisothiocianate, azobenzen, N- aryldithiocarbamate, phenylthiourea va thiocarbanilide ( N,N'-diphenylthiourea) khi đun nóng S với điều kiện tương tự như nhau: ———-—-œ SH N Luận văn tốt nghiệp SƯTH:Nguyễn Hữu Hiển *Ê' Ẻ Ol (CgH;NHCS;);Zn Ê* Phản ứng của 2-Chlorobenzothiazole với acid thiocarboxylic hay acid dithiocarbamic cũng tạo ra2-MBT hay dẫn xuất của nó.
* Trong điều kiện thực tế 2-MBT được điều chế bằng phuong pháp tinh chẻ 2-MBT kỹ thuật. Phương trình phan ứng của 2-MBT: ; -Phản ứng Alkyl hóa trực tiếp 2-MBT bing dan xuat halogen sé tao thành 2-alkylthiobenzothiazole. Nếu alkyl hóa bảng dimethylsunfate ngoài các sản phẩm trên còn xuất hiện một lượng nhỏ 3-methyl-2-benzothiazolilthinone: on (CHS 04 OL) , OL RX es gn N - Ở nhiệt độ trên 200°C, bằng tác dụng của iodine dẫn xuất S-alkyl chuyền vị thành dan xuất N-alkyl: 3. 2-HYDROXYBENZOTHIAZOLE (2-benzothiazolinone): *2-Hydroxybenzothiazole co thê tôn tại ở hai dang tautomer: Sy SỐ „£~0H _ C=0 at 4 N N Ủ H Enol xetone *Momen lưỡng cực tính được đối với2-hydroxybenzothiazole lá 3,4 va đổi với2-benzothiazolinone là 3,&D.
Bang thực nghiệm đã nhận được là 3,66D, điều đó khang định rang trong các phản ứng no tham gia ở dang xetone. Két quả THƯ— VIÊN Pied na: Mở, Sự Pham TC ht pete Luận văn tắt nghiệp SVTH:Nguyén Hữu Hiền nhận được phủ hợp với các quá trình xảy ra trong các phản ứng alkyl hoa, acy! hoa hoặc hydroxymethyl hóa. Trong tất ca các phan ứng nảy người ta đều thu được các dẫn xuất thé ở vị trí 3 của 2-benzothiazolinone. *Bang thực nghiệm người ta nhận thay rằng, khi methyl hóa bang diazo- methane trong ether đã xuất hiện 3-methyl-2-benzothiazolinone cùng với 2- metoxybenzothiazole.Nimmich đã giải thích quá trình phản ứng này như sau:[5] Se—_ : gec-on |eCH;N=N *Trong phản ứng này sản phẩm chủ yếu là 3-methyl-2-benzothiazolinone.
*2-Benzothiazolinone phản ứng với formandehyde tạo thành 3- hydroxymethyl-2-benzothiazolinone; § Ss. Nig c-o <=> „co + HCHO —> / =0 ⁄ N - i 1CH,OH Day là chất đầu thuận tiện cho việc điều chế các dẫn xuất tiếp theo. Thi dụ : bang tác dụng của thionyichloride thu được 3-chloromethyl-2- benzothiazolinone, với acetic anhydride thu được 3-acetomethyl-2- benzothiazolinone, voi benzoylchloride thu được 3-benzoxyl methyl-2- benzothiazolinone. Cấu trúc của 3-chloromethyl- 2-benzothiazolinone đã khong chứng minh bang phán ứng khử với litiumborhydride xuất hiện 3-methyl-2 Luận vẫn tắt nghiệp SVT!H:Nguyén Hitu Hién benzothiazolinone.
Chlor trong 3-chloromethy!-2-benzothiazolinone có hoạt tinh sinh học gan tương tự trong các alkylchloride. Trong môi trường kiêm nó phan ứng với thioalcohol hoặc với 2-benzothiazolinone tạo thành bis-3-(2- benzothiazolinone)methane. Cm OX = Oye Tuy nhiên nếu Xi GGTEEVGE-EESSIDESEEING tác dụng với 2- mercaptobenzothiazole sẽ thu được hợp chat sau: Ss. Seo N——eœI; —s-€ SN Điểu nay chứng tỏ rang khác với 2-benzothiazolinone, 2- mercaptobenzothiazole nó bj alkyl hóa ở vị trí thứ 2.
Khi xử lý 2-benzothiazolinthione với ethylene oxide du có mặt acetic acid xảy ra phan ứng N-hydroxyethyl hóa va có sự biển đối thiono-oxo tạo thành 3- (2-hydroxyethyl)-2-benzothiazolinone.