Tổng Hợp 4-Iodothymol: Nghiên Cứu và Ứng Dụng

Luận văn tốt nghiệp hóa học nghiên cứu tốt nghiệp hóa học tổng hợp một số 4 iođothymyloxiaxetohyđrazon, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề xuất biện pháp cải tiến thực tế.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hoài Thu
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Tiến Công
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Học Chuyên Ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Tổng Hợp 4-Iodothymol: Nghiên Cứu và Ứng Dụng
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ THYMOL
• 1.1. Tên gọi Thymol theo đanh pháp IUPAC
• 1.2. Đồng phân Thymol
• 1.3. Phương pháp xác định Thymol
• 1.4. Nguồn gốc thiên nhiên
• 1.5. Tính chất vật lý
• 1.6. Tính chất hoá học
• 1.6.1. Phản ứng thế hydro của nhóm hydroxy
• 1.6.2. Phản ứng thế nhóm hydroxy
• 1.6.3. Phản ứng của phần nhân thơm
• 1.6.4. Phản ứng thế vào nhóm metyl, isopropyl
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT
• 2.1. Tổng hợp 4-iođothymol
• 2.2. Tổng hợp este etylmonocloraxetat
• 2.3. Tổng hợp este etyl-4-iodothymyloxyaxetat
• 2.4. Tổng hợp axit 4-iođothymyloxyaxetic
• 2.5. Tổng hợp các hydrazit
• 2.6. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân, phổ khối lượng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
• 3.1. Tổng hợp 4-iođothymol (A)
• 3.2. Tổng hợp este etylmonocloraXetak
• 3.3. Tổng hợp este etyl-4-iodothymyloxyaxetat (B)
• 3.4. Tổng hợp axit 4-iođothymyloxyaxetic (Ï)
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về 4 Iodothymol Đặc điểm và ứng dụng

4-Iodothymol là một hợp chất hữu cơ quan trọng, thuộc nhóm halogen. Nó được biết đến với nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp. Hợp chất này có cấu trúc hóa học đặc biệt, giúp nó có tính chất kháng khuẩn và kháng viêm. Nghiên cứu về 4-Iodothymol đang ngày càng được chú trọng, đặc biệt trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm mới.

1.1. Đặc điểm hóa học của 4 Iodothymol

4-Iodothymol có công thức phân tử C10H11I và khối lượng phân tử 250,1 g/mol. Hợp chất này tồn tại dưới dạng tinh thể màu trắng, có mùi thơm đặc trưng. Tính chất hóa học của nó cho phép tham gia vào nhiều phản ứng hữu cơ khác nhau.

1.2. Nguồn gốc và cách tổng hợp 4 Iodothymol

4-Iodothymol có thể được tổng hợp từ thymol thông qua phản ứng halogen hóa. Phương pháp này thường sử dụng iod và các dung môi thích hợp để đạt hiệu suất cao trong quá trình tổng hợp.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu 4 Iodothymol

Mặc dù 4-Iodothymol có nhiều ứng dụng tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm từ hợp chất này vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề liên quan đến tính ổn định, khả năng hòa tan và độc tính của hợp chất cần được giải quyết.

2.1. Tính ổn định và khả năng hòa tan của 4 Iodothymol

Tính ổn định của 4-Iodothymol trong các điều kiện khác nhau là một yếu tố quan trọng. Hợp chất này có thể bị phân hủy dưới tác động của ánh sáng và nhiệt độ cao, ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng.

2.2. Độc tính và an toàn khi sử dụng 4 Iodothymol

Độc tính của 4-Iodothymol cần được đánh giá kỹ lưỡng. Các nghiên cứu cho thấy hợp chất này có thể gây kích ứng da và mắt, do đó cần có biện pháp an toàn khi sử dụng trong sản xuất.

III. Phương pháp tổng hợp 4 Iodothymol hiệu quả

Có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp 4-Iodothymol, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất.

3.1. Phương pháp halogen hóa thymol

Phương pháp halogen hóa thymol là một trong những cách phổ biến nhất để tổng hợp 4-Iodothymol. Phương pháp này sử dụng iod và các dung môi như metanol để đạt hiệu suất cao.

3.2. Phương pháp sử dụng xúc tác

Sử dụng xúc tác trong quá trình tổng hợp có thể giúp tăng tốc độ phản ứng và cải thiện hiệu suất. Các loại xúc tác như axit hoặc bazơ có thể được áp dụng để tối ưu hóa quy trình.

IV. Ứng dụng thực tiễn của 4 Iodothymol trong y học

4-Iodothymol có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y học, đặc biệt là trong việc phát triển các loại thuốc kháng khuẩn và kháng viêm. Nghiên cứu cho thấy hợp chất này có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn.

4.1. Khả năng kháng khuẩn của 4 Iodothymol

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng 4-Iodothymol có khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ, đặc biệt đối với các vi khuẩn Gram dương. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các loại thuốc mới.

4.2. Ứng dụng trong điều trị viêm nhiễm

4-Iodothymol cũng được nghiên cứu như một phương pháp điều trị viêm nhiễm. Các thử nghiệm lâm sàng cho thấy hợp chất này có thể giúp giảm triệu chứng viêm hiệu quả.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu 4 Iodothymol

Nghiên cứu về 4-Iodothymol đang mở ra nhiều triển vọng mới trong lĩnh vực hóa học và y học. Việc phát triển các phương pháp tổng hợp hiệu quả và an toàn sẽ giúp khai thác tối đa tiềm năng của hợp chất này.

5.1. Triển vọng trong nghiên cứu và phát triển

Với những ứng dụng tiềm năng, 4-Iodothymol hứa hẹn sẽ trở thành một trong những hợp chất quan trọng trong ngành dược phẩm trong tương lai.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện tính ổn định và an toàn của 4-Iodothymol, cũng như khám phá thêm các ứng dụng mới trong lĩnh vực công nghiệp và nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

:UA^ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HỒ CHÍ MINH v3. H es KHOA LUAN TOT NGHIEP CỬ NHÂN HOA HOC CHUYEN NGANH: HOA HỮU CƠ Dé tai: F „ TONG HỢP MỘT SỐ 4-IODOTHYMYLOXIAXETOHYDRAZON GVHD : Ths. Nguyễn Tiến Công TỊ*" SVTH : Nguyễn Thị Hoài Thu O Khoá học : 2002-2006 typ Khed (ude cất ughitp GUAD : Thee. Nguyin “ấu Cing MUC LUC MỤC TÀI ‹:ccc2tc2t06:20102G200Gi600160560200060%6026280680068@653uee 1 EO | Ga e.=e—==—=- 3 Sts 2) 62)| a 4 Pha: “TONG QUẦN tuc 2212010SG010536G226S/2SSUA0800ồgggiduagi 6 I.

GIỚI THIỆU VỀ THYMOL.2 222 4 22 2221141422122222512177172172/202 6 Bil CÓ (ÔNG 6662600 062s6xcc doi bi 2©sytoiLbtiE0x6 0194642256 6i6i44G36G01c4ÿ4425862/24626x2 6 1⁄2; Đồng GAea sss iii ication Mea ae ee ied 6 AO a =. Phương pháp xác định Thymo. Nguồn gốc thiên nhiên. 3E gu 442 xu cxg cc.8 IU, TEED CREAT 7 UF 0 00 m==m“““.

9 Hš TĨNH CHẾT HUA BI i sess inca ces caine nasi bt 10 HI. Phản ứng thé hydro của nhóm hyđroxy. Phản ứng thế nhóm hyđrOXy.- tt rsssetrike l6 HT. Pin Ging cla niên thờfỔsss.:<5—sc:<c2<ccccc{ e2 aï< 17 STEAM PEs Cire cory, WW aii saa ea a cae 22 A i || Dư aasemmm.

23 BI (| Fc a er er err 24 TV;1 TáchH OF tho Gh br sce si 0163066460x0614Äeeeiiixdxseiàkeasiyx 24 SAP as UN THẾ Gv. EaneinscnseeezsasaGseoraicczceseett6/5556604334//60210323054 24 W4 TẾ (Đo biiinioecckziteesxdiosioekaaloiedzaixpSasdbsioil 24 IV TUE Bay RWI ii c0À040292 025 6001026ax422X40/4xbdvb¿awg 25 | in.Ỷ==-==snt===sdi 27 BR TE THỰ NGHỆ a aisciccrcssccnssenesivcasccccnensttect abhi Suncom antennae 29 Í'SGBÔ THUC NGHIÊM G1262 gue earns 29 SU7TA: Nguyen Tht Hoad Thu L BY, THỤC NGHIỆMT: ¡cac ¿k60t0tttonogiG002200020Aa2000000á64060004E586001. Tổng hợp 4- iođothymol(A).- cá SH 1x21 1121 11x re 30 II. Tổng hợp este etylmonocloraxXetat.

--s- sen gsrsesresrrke 30 II. Tổng hợp este etyl-4-iodothymyloxyaxctat (B). Tổng hợp axit 4-iođothymyloxyaxetic (1) .-‹- 32 IL6: Tổng hợp các hyïa?on ‹:. 0080102 33 I7: 0M@Cđ6 OMG CHINY «se nes=enreeeenkisi Lee 38 lÚ Bể HN nh GÀ | eer 38 II.

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân, phổ khối lượng. KẾT QUA THẢO LUẬN. Tổng hợp 4- iođothymol (A). Tổng hợp este etylmonocloraXetak.----- 5+ ©cs>xx+xexerrexerkxrre 40 3.

Tổng hợp este etyl-4-iodothymyloxyaxetat (B). Tổng hợp axit 4-iođothymyloxyaxetic (Ï).---‹--- 46 6; TU BữD 666 HÿNEOW.«eeut/(0222 64) 124244611A026226046Xddc 48 PEM IV. KẾT LUẬN KIẾNNGHL.—SSễễieeense=esmuee 56 BI V: BHỤ IO LaaccncananiacicG0/00620060010i682Á0401460650/02120000/00ã 58 TÂYLIÊU THAM KHẢO.é02C2 02 C62234046406vs-crad 70 nw SUTH: 2iạuys Thi Woit Thu Khed (uậx tit «24. Đfạu “2 Cing LOI CAM ON Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô khoa hoá trường ĐHSPTPHCM đã tận tình đạy bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp: “TỔNG HỢP MỘT SỐ 4-IOĐOTHYMYLOXYAXETOHYĐRAZON".

Đặc biệt em gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Tiến Công đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn. Em xin gửi những lời chúc tốt đẹp nhất đến tất cả mọi người.HCM, ngày L5 Thang 5 năm 2006 Sinh viên thực hiện Kí tên Nguyễn Thị Hoài Thu S122: Nguyin The 7#oà¿ “7 3 Khad (4x cốt aghii~p GVHD : Th. Nguyln Vika Cing LOI NÓI ĐẦU Từ xưa, tinh dầu đã được biết đến và sử dụng trong nhiễu lĩnh vực. Ngày nay, tinh dau lại càng giữ vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như trong khoa học kĩ thuật, công nghiệp.

Con người sử dụng tỉnh dầu làm hương liệu dùng trong ngành nước hoa, xà phòng, thực phẩm, làm dược phẩm va các lĩnh vực khác nữa. Trong thiên nhiên, tỉnh dầu được gặp chủ yếu ở giới thực vật bậc cao, còn ở động vật thì rất hiếm. Từ mỗi loại tinh dầu người ta chiết xuất ra được nhiều thành phan hoá học quan trọng có giá trị kinh tế cao. Thymol là một thành phần hoá học chính trong nhiều loại tỉnh dầu.

Nó có rất nhiều ứng dụng trong y học, công nghiệp dược liệu, nông nghiệp và trong hoá học. Ngày nay, với trình độ khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển, các nhà khoa học đã biết cách chuyển hoá những thành phẩn hoá học trong tinh dầu nói chung và Thymol nói riêng thành nhiều hợp chất quý giá hơn, có nhiều lợi ích hơn và phục vụ tốt hơn cho cuộc sống. Trong các để tài nghiên cứu trước đây, Thymol đã được nghiên cứu chuyển hoá theo hướng tạo ra axit thymyloxiaxetic, sau đó este hoá bằng etanol; cho este tác dụng với hyđrazin hydrat 80% thu được thymyloxiaxetohyđrazit; thực hiện ngưng tụ hyđrazit với các hợp chất cacbony] tạo hyđrazit thế, từ đó thực hiện đóng vòng. Theo các nghiên cứu cho thấy axit, este, hydrazit, hydrazit thế và các sản phẩm đóng vòng xuất phát từ Thymol đa số có nhiều hoạt tính sinh học tốt.

Tuy nhiên, từ Thymol chuyển thành 4-iođothymol, sau đó thực hiện các bước chuyển hoá như trên và khảo sát hoạt tính sinh học thì chưa thấy nghiên cứu. Vì vậy, với mong muốn góp thêm vào việc nghiên cứu chuyển hoá tinh dầu ở Việt Nam, chúng tôi đã tiến hành thực hiện để tài: “TỔNG HỢP MỘT SỐ 4-IOĐOTHYMYLOXIAXETOHYĐRAZON”". S122: ?ạgbx Thi Wadi Phu 4 Khed ludnu cất ughiife GUAD : Th. Nouyin Titn Cing Mục tiêu của để tài là: + Từ Thymol tổng hợp 4-iođothymol, từ đó tổng hợp axit, este, hydrazit và hyđrazit thế.

+ Nghiên cứu cấu trúc các sản phẩm đã tổng hợp được. SUPA: Uguyin Thi oat Thu 5 #444 (uậ« tét «x¿Á¿@“ GUAD : Th. Uguyin “7ếx Cing Phần I. GIỚI THIỆU VỀ THYMOL L1.

Tên gọi Thymol theo đanh pháp IUPAC là 2-isopropyl-S-metylphenol. Ngoài ra người ta còn gọi thymol bằng một số tên khác như: 5-metyl-2-(1-metyletyl)phenol; 6-isopropyÌ-m-crezol; 3-hydroxy-p-xymen; 4-isopropyl-3-hyđroxytoluen; |-hydroxy -2-isopropyl-5-metylbenzen; thyme camphor; axit thymic. '"', Theo một số tài liệu Tiếng Việt, Thymol còn được gọi là Tymol, Timol hay thimol !3“\, Công thức phân tử : C;oH,„O Khối lượng phân tử : 150 đvC Công thức cấu tạo : 1. Đồng phân Thymol có nhiều déng phân.

Một đồng phân hay gặp của Thymol là Carvacrol hay isopropyl-o-crezol. Carvacrol là chất lỏng không màu, sôi ở 273°C. Nó có tính chất hoá học gần giếng Thymol. Cấu tạo Do trong phân tử Thymol có một nhóm hydroxy liên kết trực tiếp với cacbon của nhân thơm nên Thymol là một hợp chất dạng phenol.

Ngoài ra trong phân tử S122: 2fạugix Thi 7eà¿ Thu 6 Khod (uậ« cất nghtifs 41247 : Th. Teugỗu Tin Cing Thymol còn có các nhóm thé ankyl no: một nhóm metyl ở vị tri số 5 và một nhóm isopropyl ở vị trí số 2. Chính vì vậy, giữa nhân thơm và các nhóm thế sẽ có tác động qua lại lẫn nhau: > Ảnh hưởng của nhân thơm lên nhóm hydroxy: nhân thơm kéo cặp electron p trên oxy vé phía mình bởi hiệu ứng -C; đây là nguyên nhân khiến proton của nhóm hyđroxy trở nên linh động, dễ tách ra và Thymol có tính axit yếu. > Ảnh hưởng của các nhóm thế đến nhân thơm: Do ảnh hưởng của nhóm metyl, isopropyl gây hiệu ứng cảm ứng +l tác động đến nhân thơm, mặt khác ảnh hưởng của hiệu ứng liên hợp p-x của nhóm hydroxy! và nhân thơm mà mật độ electron của nhân thơm được tăng lên.

Do đó, phần nhân thơm của Thymol dễ bị tấn công bởi các tác nhân electrophin hoặc bởi các chất oxy hoá so với các nguyên tử cacbon của rượu hoặc hyđrocacbon thơm. Trong ba nhóm metyl, isopropyl, hydroxy thì nhóm hydroxy sẽ định hướng phản ứng thế electrophin vào vị trí octo và para. yec VỆ GvGA 4. Phương pháp xác định Thymol L4.

Định tính Thymol tổn tại dạng tỉnh thể lớn, không màu, có mùi thơm đặc trưng của rau mùi. Thymol không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng. Trong rượu nó không có tính quang hoạt, không tạo màu với FeCl;. Dung dịch Thymol trong nước sẽ trở nên đục khi thêm nước brom, nhưng không có tỉnh thể hình thành.

Khi có sự tiếp xúc Thymol với mentol, camphor hoặc phenol sẽ xảy ra sự hoá lỏng. Hoà tan một tỉnh thể nhỏ Thymol trong dung dịch gồm | ml axit axetic băng, 0,3ml H;SO,, 0,05ml HNO; đậm đặc thì sẽ thu được dung dịch hơi xanh. Dun cách thủy ống nghiệm chứa lg S224: Nguyin Phi Wort Tha 7 Thymol, 5ml dung dịch NaOH 10% thu được dung dịch không màu, thêm tiếp vài giọt CCl, và lắc đều thì thu được dung dịch màu tím. Dun ống nghiệm chứa 0,01g Thymol, 0,01g KOH, Iml CCl, sẽ thu được dung dịch màu đỏ tia ie 1.

Dinh lượng Tiến hành định lượng Thymol bằng phương pháp đo brom giống như Phenol. Dựa vào phản ứng của Brom với Thymol tạo 2,6-dibromothymol có màu trắng đục (Brom là do HCI giải phóng từ hỗn hợp KBr và KBrO;). 1 ml dung dich KBrO; 0,1 N tương ứng với 0,003755 g Thymol. Hàm lượng Thymol trong chế phẩm không được dưới 99% !°Ì, L5.

Nguồn gốc thiên nhiên Năm 1719, Caspar Newmann tìm thấy Thymol trong tinh dầu xạ hương (thyme). Lallemand tinh chế và đặt tên Thymol Í!?!9!, Thymol là một trong những thành phần chính trong tinh dầu của các chi: Thymus, Cunila, Mentha, Origanum thuộc họ Hoa Môi hay họ Bạc Hà!”?!, Ham lượng Thymol trong một số cây như sau: Ở nước ngoài: cây Pletranthus tenuiflorus 85,3%, tinh dầu húng tây hay cây Thymus vulgaris của Ấn Độ 60,1%, của Tây Ban Nha 51%, tỉnh dầu Mola japonica 50%, tỉnh dầu kinh giới ô hay Origanum vulgare 50%, hương nhu trắng hay Ocimun grassimum 40 + 45%. Ở Việt Nam: cây men rượu hay kinh giới núi 44%"!, tỉnh dấu xạ hương 16,55 + 38,24%, hoa quýt 22,3%, cây nghệ 1,7%, cây thì là 0,62%, nhân trần 0,12% (54| S1??2%⁄: Nguyen The 7Uod¿ “7é« 8 2444 tude cất «e4¿Z^ 4122 : Th. Đfauglx “2x Cing II.

TÍNH CHAT VAT LÝ Thymol là một dạng phenol kết tính trong tự nhiên. Thymol tồn tại ở dạng tinh thể không màu, trong suốt, có mùi thơm hắc của tinh dầu xạ hương, vị cay nóng. Thymol có hại nếu nuốt, hít hay thấm qua da; tránh tiếp xúc trực tiếp với mắt. Độ tan của Thymol trong nước (1:1500), trong glyxerin (1:190), xăng, ete dau hod (1:6), rượu etylic (8:3), ete (8:3), CCl, (8:5), axit axetic băng (4:3).

tan tốt 1161 trong dầu paraphin, dung dich propylen glycol, benzen, etylen glycol. Một số hằng số vật lý của Thymol độ tinh khiết 99%" '9) Nhiệt độ nóng chảy 49 + 51,5°C (760mmHg) dTM, = 0,9257g/cm” TY trong dTM, = 0,969 g/cm’ SUTH: Uguyin Thi Wadi Thu 9 Il. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Do cấu tạo có nhóm hydroxy, metyl, isopropyl gắn trực tiếp với vòng thơm nên Thymol có những phản ứng hoá học tiêu biểu sau: Y Phản ứng thé hydro của nhóm hydroxy. * Phản ứng thế nhóm hydroxy.

* Phản ứng của phần nhân thơm. * Phản ứng thế vào nhóm metyl, isopropyl. Phản ứng thế hydro của nhóm hydroxy Do liên kết O-H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxi (do oxi có độ âm điện lớn) và chịu ảnh hưởng hút electron của vòng benzen, nên nguyên tử hyđro trong nhóm OH rất dễ bị thay thế bởi các nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác. Có lẽ chính nhờ khả năng phản ứng cao của nhóm OH mà nhiều tác giả đã tập trung nghiên cứu theo hướng này.

Tạo Thymolat Thymol có tính axit yếu hơn so với axit cacboxylic và cả axit cacbonic, Thymol không làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.