Khóa luận tổng hợp dẫn xuất 4-amino-5-o-tolyloxymethyl-1,2,4-triazole-3-thiol

Khóa luận trình bày quá trình tổng hợp và nghiên cứu các dẫn xuất của 4 amino 5 o tolyloxymethyl 1 2 4 triazole 3 thiol trong hóa học.

• Tác giả: Tran Ngọc Thành
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tiến Công
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Học Chuyên Ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Tổng Hợp 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Một vài nét về 1,2,4-triazole
• 1.2. Ứng dụng của 1,2,4-triazole và các dẫn xuất
• 1.3. Tổng hợp 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol/thione và dẫn xuất
• 2. PHẦN II: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3. PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về 4 Amino 5 o TolyloxyMethyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol là một hợp chất quan trọng trong hóa học hữu cơ. Hợp chất này thuộc nhóm triazole, nổi bật với cấu trúc dị vòng và nhiều hoạt tính sinh học. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nó có khả năng chống vi khuẩn, chống nấm và chống ung thư. Sự phát triển của các dẫn xuất từ hợp chất này đang thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng khoa học.

1.1. Cấu trúc và tính chất hóa học của triazole

Cấu trúc của 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol bao gồm các nguyên tử carbon, nitrogen và sulfur. Hợp chất này có tính chất nucleophile cao nhờ vào các nhóm chức -NH2 và -SH. Điều này làm cho nó trở thành một ứng viên lý tưởng trong các phản ứng hóa học phức tạp.

1.2. Lịch sử nghiên cứu về triazole

Triazole đã được nghiên cứu từ những năm 2000, với hàng ngàn hợp chất được tổng hợp và khảo sát. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng triazole có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ dược phẩm đến nông nghiệp.

II. Thách thức trong tổng hợp 4 Amino 5 o TolyloxyMethyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

Mặc dù có nhiều ứng dụng tiềm năng, việc tổng hợp 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol gặp phải một số thách thức. Các vấn đề liên quan đến hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Các phương pháp tổng hợp hiện tại

Hiện tại, có nhiều phương pháp tổng hợp 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol, bao gồm phản ứng giữa hydrazide và acid carboxylic. Tuy nhiên, hiệu suất của các phương pháp này thường không cao.

2.2. Vấn đề về độ tinh khiết sản phẩm

Độ tinh khiết của sản phẩm tổng hợp là một vấn đề lớn. Nhiều sản phẩm phụ có thể hình thành trong quá trình tổng hợp, làm giảm chất lượng của 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol.

III. Phương pháp tổng hợp 4 Amino 5 o TolyloxyMethyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol hiệu quả

Để cải thiện hiệu suất tổng hợp, một số phương pháp mới đã được đề xuất. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng các chất xúc tác có thể giúp tăng cường hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm.

3.1. Sử dụng chất xúc tác trong tổng hợp

Việc sử dụng chất xúc tác như natri methoxide đã cho thấy hiệu quả trong việc tăng cường phản ứng tổng hợp 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol. Điều này giúp giảm thiểu sản phẩm phụ và tăng cường độ tinh khiết.

3.2. Phương pháp tổng hợp mới từ hydrazide

Phương pháp tổng hợp từ hydrazide của acid carboxylic đã được cải tiến để đạt được hiệu suất cao hơn. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh điều kiện phản ứng có thể dẫn đến sản phẩm chất lượng tốt hơn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của 4 Amino 5 o TolyloxyMethyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm và nông nghiệp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hợp chất này có khả năng chống lại nhiều loại vi khuẩn và nấm.

4.1. Ứng dụng trong dược phẩm

Hợp chất này được nghiên cứu như một loại thuốc chống vi khuẩn và chống nấm. Nhiều thử nghiệm lâm sàng đã chỉ ra rằng nó có hiệu quả trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng.

4.2. Ứng dụng trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp, 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol được sử dụng như một loại thuốc trừ sâu tự nhiên, giúp bảo vệ cây trồng khỏi sâu bệnh mà không gây hại cho môi trường.

V. Kết luận và tương lai của 4 Amino 5 o TolyloxyMethyl 1 2 4 Triazole 3 Thiol

Tổng hợp và nghiên cứu 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực hóa học hữu cơ. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện hiệu suất tổng hợp và khám phá thêm các ứng dụng tiềm năng.

5.1. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp mới và hiệu quả hơn. Điều này sẽ giúp mở rộng ứng dụng của 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp

Với những đặc tính nổi bật, 4-Amino-5-(o-TolyloxyMethyl)-1,2,4-Triazole-3-Thiol có thể trở thành một nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp dược phẩm và nông nghiệp, góp phần vào sự phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HÒ CHÍ MINH KHOA HÓA CB SACRED KHOA LUAN TOT NGHIEP CU NHAN HOA HOC CHUYEN NGANH: HOA HUU CO Tên đề tài: TONG HỢP MOT SO DẪN XUẤT CUA 4-AMINO-5-(0-TOLYLOXYMETHYL)- 1,2,4-TRIAZOLE-3-THIOL Người hướng dẫn khoa học: ThS. Nguyễn Tiến Công Người thực hiện: Sinh viên Tran Ngọc Thành |, TTHU VIÊN | trụ;va vor Hos -Sư- Pr,On | —_TP,HÖ-CH-MI+— | Thanh phố Hồ Chi Minh, tháng 05-2008 Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tiến Công MỤC LỤC _ ¡Ú¡ s01, 00.

26040206634020)60AW0G002XtAAkbitgitdtgiiNVlli6zxdisb 3 BREDA 1s TÔNG GUANN i N aia aa eae aa 5 L. Mouwas devb 12 A-srtenole sitar 5 Wa: (ÔẪNtẠO22t2160iG068041/0A015-6082401iGtàEilšiibdidGQidka0104241i42:4/2k2iann) 5 Bs Gi ND Babee ass eases steer aca sec ih Waa aa a RNG 5 3› 1ViupiấtphlfÏ2::::cccsccszeecttbiiÀieskscodoeitiiirkesbbiizeaiosassaxesstal 6 II. Ủng dụng của 1,2.4-triazole và các dẫn xuất. Ứng dụng trong phân tích tống hop.sssssssessssvesssssseresssveessssnneeessnnnncensnonsenssnnsaseceentenny T 2, Trong nông Mghi@p sassisssossisissecsssocosvseveosvivusensedvevesagesneriinsrsvenenessacssnesenveeeuventgnensneaseencans 1 3.

Dùng lam thuốc nhuộm va trong phim ảnh ÏŸÌ,.Ezrrrt § SRR IN ER GeseseeeesssanernanesnengeerecsssseeoseereeeeesnernngonsD 9 SRB aTTS 9 I, ‘Téng hợp 4-amino-1.4-triazole-3-thiol/thione va dẫn xuất. Từ hydrazide của acid carboxXyÏÌÍC.ceihihieeieiieiiiiirieieieiiirile II 3, :TW13/G0Œ0Hlagol6:8:WON ¡G6 21áG6G%66000LÀ4421áA1Á-agsaaaxiid 15 4. Các phương pháp tong hợp Khac.cceseseseseccsesececsseessssesecesssneccessnsnecsonanacsensnuasssente l6 ÍV, Thất li hồn Eggers rte cena eds aS canes aaa NA 6016 16 1. Phan ứng alkyl, aryl vả acy] hóa ở N và ở S.

t ứn số phản Mộ g -NHp.csccoscssisesssssssececsvecsossispensunnenssecensecesvasecsunecasenencennnayes 18 ở nhỏm 3: Ms phẩnừng kháosaöicõcseaszessgaokaokeobdiiitiibeoeesaenT100/66)101636680a661006 19 a, Tổng hợp monosulfide và disulfide. Tổng hợp các triazolothiadiazole. Tổng hợp các triazolothiadiazine.-----------cccccscrrre-irrrrrire 21 d, Téng hợp cúc triaZolothiadiazepine. «si 22 Pel H Đà btUL) J5]: |: ` nam.

23 Me SU Nữồ. 24 1, Tổng hợp ester ethyl chloroacetate CT)). Tổng hợp ester ethyl 2-(0-tolyloxy)acetate (Ï).--s««ccneerrrsrrrriee 24 el Trang | Khoa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tiên Công 3.

cá SĂSSS S2 uc 25 4: “Tổng hợp kali docncbarate (Vs) sissiascisiisiiassintusstssiienansaeisennisiuiebasaices iain cvccsaueetbeil 25 5, Tong hợp 4-amino-Š-(o-tolyloxymethyl)-l. Tổng hợp ethyl bromide (C¿H¿Brr). cà 25-55-55 216c23422241220101201124 cv, 26 7, lỏng hợp 4-amino-3-(ethylsulfanyl)-Š-(o-tolyloxymethyl)-l,2,4-triazole (Bạ). Tóng hợp các arylideneamino của (Ag) và (Bọ).- S2 S-SS anh se reec 37 9.

Xác định nhiệt độ nóng chảy. Phỏ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ proton (H-NMR). 28 PHAN III: KET QUÁ VÀ THẢO LUẬN. Tổng hợp ester ethyl chloroacetate (T3).--- 6S tu veSkkerxvrksrssrsrvssrroe 29 2, Tổng hợp ester ethyl 2-(ơ-tolyloxy)acetate (T3) .cccccsccesseesseseenesnsncensnessesensenrnnnanene 30 Me | TH “m4.

33 s: Tổng hợp 4-amino-5-(o-tolyloxymethyl)- 1 ,2. Tổng hợp ethyl bromide (C;HBr). Tông hợp 4-amino-3-(ethylsulfanyl)-Š-(ø-tolyloxymethyl)-I,2,4-triazole (Bp). Tổng hợp các arylideneamino của (Ag) Va (Bo) .-s-2--ee-secsseecoeeneveesnesssvecssuesssesees 38 PHANIV:.KET LUẬN VÀ KIẾN QUoss ctsciccnsssce casas casas cael 42 TALLIED THÁM KHẢO sessssssnssiviscsscsarcnecses essvsaceemniaavsct witassenstbatsssinibsve CS 43 PHY LUC c2 46 ep eee RR Re 44 Trang 2 Khóa luận tot nghiệp Người hướng dẫn: ThS, Nguyễn Tiên Công MO DAU Cách day khoảng một thé ki, Bladin là người dau tiên đã tổng hợp ra 1,2.

Tử đó đến nay. trên 20000 hợp chất chứa dị vòng triazole được biết và hau hết các triazole déu có thé điều chẻ, bảo quản dé dang, các chất tông hợp hoặc các tác nhân phan ứng đều có thé tim thấy trong công nghiệp và được sử dụng rộng rãi. Trong gin ba thập niên trở lại đây, một loạt các công trình nghiên cứu tập trung vào các dan xuất của 4-amino- | .4-triazole-3- thiol đã cho thấy các hợp chất này có nhiều hoạt tính sinh học (chống ví khuẩn, chống nắm. chống ung thư, thuốc lợi niệu, chồng vi trùng, chống viêm.

kích thích sinh trưởng.) va rat nhiều ứng dung rộng rai khác trong đời sông va sản xuất (lam xúc tác trong tông hợp hữu cơ, làm thuốc nhuộm, chất phụ gia lam bên chất déo. Ngoài những hoạt tinh sinh học, 4-amino-l,2,4-triazole-3-thiol (với hai nhóm —NH; va ~§H có tinh nucleophile) còn có những lợi ich to lớn trong việc tông hợp chất hữu cơ tạo ra nhiều hợp chất dị vòng như triazolothiadiazole, triazolothiazine, triazolothiazepine vi triazolothiadiazine. Nhằm góp phan vào việc nghiên cứu chuyển hóa của 4-amino-1,2.4-triazole-3-thiol, chúng tôi đã thực hiện đề tải: “TONG HOP MOT SO DẪN XUAT CUA 4-AMINO-S-(o-TOLYLOXYMETHYL)- 1,2,4-TRIAZOLE-3-THIOL” Trong giới han cúa một khóa luận tốt nghiệp, chúng tôi đã thực hiện được các chuyến hóa sau: © Chuyển hóa o-crezol thành ester 2-(ø-tolyloxy)acetate, từ đỏ tạo hydrazide và đóng vòng dé tạo thành hợp chất 4-amino- l,2,4-triazole-3-thiol. o Từ 4-amino-1,2,4-triazole-3-thiol thực hiện phan ứng the ở nhóm -SH dé tạo thành 4-amino- 3-(ethy|sulfanyl)-5-(ø-tolyloxymethyl)- l ,2,4-triazole.

© Thực hiện phan ứng giữa 4-amino-1!,2,4-triazole-3-thiol va 4-amino-3-(ethylsulfanyl)- $-(o-toly loxy methyl)-1.2,4-triazole với một số aldehyde thơm (phan ứng ở nhóm —NH;) tạo thành các san phim ngưng tụ. o Nghiên cứu tính chất va cau trúc của một so sản phẩm tong hợp được qua nhiệt độ nóng chảy, phô hông ngoại và phd cộng hưởng từ proton của chúng. Hoàn thành dé tai nay, đâu tiên em xin gởi lời cam ơn sâu sắc đến thay Nguyễn Tiền Công đã luôn tin tinh hưởng dan va giúp đỡ vẻ mọi mặt một cách chu đáo: cô Pham Thi Trang 3 Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tiển Công Thao.

thay Nguyễn Thụy Vũ. cô Nguyễn Thi Ảnh Tuyết và các thay cô trong khoa Hóa luôn tạo mọi điều kiện va giúp đỡ em trong quá trình thực hiện. Lần đầu tiên thực hiện một nghiên cửu khoa học chắc chắn không tránh khỏi những thiểu sot. mong được sự đóng góp y kiến của thay cô va các bạn dé dé tải được hoan thiện hơn.

Sinh viên thực hiện Tran Ngọc Thanh Trang 4 Khóa luận tot nghiệp Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tién Công PHAN 1: TONG QUAN I. Một vài nét về 1,2,4-triazole 1. Cầu tạo Công thức phân tứ: C;H;N; (M = 69 dvC) Công thức cấu tạo: awe NZING 4 Theo thuyết obitan phân tử (MO), vòng 1,2,4-triazole có cấu tạo phẳng.

có 6e„ tham gia vào hệ liên hợp (nguyên tử N* đóng góp một đôi electron chưa liên kết, còn mỗi nguyên tử C và N còn lại góp le,), thỏa man quy tắc Huckel (4n+2) nên vòng 1,2.4-triazole cũng thuộc loại di vòng thơm. Ngoài ra, trong vòng 1,2.4-triazole còn 2 nguyên tử N (NỈ, NỶ) còn cặp electron tự do không tham gia liên hợp được phân bố trên orbital vuông góc với mat phing hệ orbital của vòng. Các cặp electron này làm cho 1.4-triazole có tính base va nucleophile cao”). Xét tinh thom của dj vòng 1,2,4-triazole so với các dj vòng thơm khác, cho thay!" Các đữ kiện về giá trị nang lượng cộng hưởng thực nghiệm được xác định đối với 1,2,4-triazole ở vào khoảng 83,7*205,8 kJ/mol (còn cua pirazole là 112.1+173,6 kJ/mol; tetrazole là 231,0+264,0 kJ/mol).

Kết qua các phép tinh LCAO-SCF thi cho rang, vòng 1,2.4-triazole kém ben hơn các diazole, nhưng bên hơn nhiều so với các tetrazole (tính thơm hay độ bên của các azole giảm theo sự tăng số nguyên tử nitơ so với cacbon). Sự hỗ biến I.3,4-Triazole và các din xuất 1,2.4-triazole chứa hai nhóm thé như nhau ở vị trí 3 và $ luôn tôn + tố ‘ tại ở ha dang ho bien THỊ và 411 Khoa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS, Nguyễn Tiền Côn (1H) wy À R rs R (4H) @ ® H Ñ $ 3⁄4Mi ‘e) APr, H Các 1.4-triazole có các nhóm thé ngoài như =O, =S, =NR' cỏ hiện tượng hd biến (tautomerism) hoặc đồng phan hóa không quang hoạt (mesomerism)!°Ì, R R R R Âm Me W—NH N—N A Aye BE Auch fm As 5HX A X3H d XỶ, X5= O, S, NR’. Tính chất phổ!` Trên phỏ tử ngoại. triazole có vấn hap thụ ớ gắn 210 nm.

Nhóm thé aryl gây hiệu ứng thẳm mau biến đổi theo vị trí của nhóm thé theo thứ tự 3 (hoặc 5) >1>4. Điều nay có thé giải thích là do 3-aryltriazole hoặc Š-aryltriazole có kiểu cấu trúc không tạo ion. Phố hồng ngoại của các chất chứa dị vòng 1,2,4-triazole được nghiên cứu rit nhiều. Dao động của liên kết C=N thơm có giá trị trong khoảng tần số rất rộng từ 1520— 1609 cm”, đặc biệt có trường hợp lên tới 1630 cm”.

Khí liên kết với nhóm thế phenyl hoặc các vòng ngưng tụ, tín hiệu Vo-n bị lẫn cùng các tín hiệu voc của vòng thơm. Phổ hông ngoại của N-acyltriazole cho thấy đao động hóa trị của liên kết C-N ở 1208-1212 em" và 1245-1266 cm"; dao động C=O ở 1756 cm’! có khác biệt so với nhóm cacbonyl trong hợp chất Alk-CO, -CONR¿. Phô hỏng ngoại của 5-furan-2-yl-4H- |,2.4-triazole-3-thiol cho thấy dao động mạnh của các liên kết N-H, C=N lin lượt cỏ giả trị là 3100-3360 cm” và 1600-1650 cm”. Các tác giả Xin-Ping Hui, Lin-Mei-Zhang và cộng sự đã tổng hợp thánh công 3-(5-methylisoxazol-3-yl)-4-(p-nitrophenylidencamino)-1,2,4-triazole-S-thione.

Phd hồng ngoại của hợp chất nay cho thấy xuất hiện các vân trung binh tại 3378 em”, 1608 cm”, 1555 cm” đặc trưng cho dao động hóa trị của N-H, C=N và N=CH. Trang 6 Khóa luận tốt nghiệp Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tién Cong Tương tự, phô hồng ngoại của 4-(4-bromphenyl)-3-(thiophene-2-yl-methyl}-1_,2.4-triazoline-5- thione cho thấy liên kết C=N có dao động hóa trị ở 1572 cm” va C - N tại 1413 cm”. Phé cong hưởng từ hạt nhân của các hợp chất | ,2,4-triazole cũng đã được nhiều tác gia nghiên cứu.

Do độ âm điện của N lớn hơn € nên độ địch chuyển hóa học của proton ở vòng 1,2,4-triazole cao hon của proton vong benzen. Khí vòng 1,2,4-triazole có nhóm thế, đặc biệt là những nhóm có hiệu ứng electron mạnh thi giá trị ð„ thay đối rất nhiều. Ứng dụng của 1,2,4-triazole và các dẫn xuất. 1, Ung dụng trong phân tích tống hợp.

I24-Triazole đầu tiên được sử dụng trong thực tién là nitron (diphenylene dianilino hydrotriazole) - thuốc thử dùng dé phát hiện ion NOs trong dung dịch loãng. Chỉ có 0,01% nitron nitrate tan trong axit HC! loãng, trong dụng dịch perclorat thi tan it hơn. Nitron cũng được dùng dé xác định các kim loại boron, rhenium, tungsten. Ứng dụng mới nhất của 1,2,4-triazole là liên kết với poly p-chloromethylstyrene để loại bỏ nitrate ra khỏi nước.

Triazolium chloride (a) được dùng trong phan tích cobalt bảng phương pháp so màu còn hợp chất thione (b) thi dùng phản tích rhodium, platinum. Nl SON (4 NH lũ À (a) (b) Hợp chất azo được tổng hợp từ triazole là những phối tử tạo màu với antimony, bismuth, đồng. Cường độ chất màu tạo từ hidroxylphenylazotriazole với các ion kim loại khác nhau thi khác nhau tủy vào vị trí của nhóm -OH trên nhóm thé phenyl. Trong nông nghiệp.

® 3-Amino-1,2,4-triazole là I,2,4-triazole đầu tiên được sản xuất qui mô lớn, có ứng dụng rộng rãi lam thuốc trữ có trung tinh, làm thuốc rụng lá ở cây bông. Nó có độc tinh là ức ché các enzim xúc tắc ở gan va thận va làm suy kém chức năng tuyến giáp ở động vật vả có thé là chất gây ung thư. Do đó việc sử dụng aminotriazole trong việc bảo vệ những cây thực vật ăn được có thé bị hạn ché. Tuy nhiên ảnh hướng gây bệnh tim thấy ở động vật thi chưa tim thay ở người.

Các nhà khoa học còn phát hiện được khả nang chống lại tia X của aminotriazole khi tiến hành thử nghiệm trên chudt!!