Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.3.1. Những đianion axit không mang nhóm ổn định 33
3.3.2. Những đianion axit được ổn định bởi -cacbonyl 38
3.3.3. Những đianion axit được ổn định bởi nhóm chức khác 40
3.3.4. Những đianion axit được ổn định bởi anken, ankin 43
3.3.5. Những đianion của axit benzoic 45
3. 4. Một số phản ứng của 1,2-đianion và 1,4-đianion 48
Chƣơng 4. Tổng hợp p-hyđroxyphenylaxetamit 52
4.1. Tổng quan về tổng hợp p-hyđroxyphenylaxetamit 52
4.2. Thực nghiệm 54
4.2.1. Tổng hợp axit p-hyđroxymanđelic 54
4.2.2. Tổng hợp axit p-hyđroxyphenylaxetic 54
4.2.3. Tổng hợp p-hyđroxyphenylaxetamit 54
4.3. Kết quả và thảo luận 55
4.3.1. Axit p-hyđroxymandelic 56
4. 3.2. Axit p-hyđroxyphenylaxetic 60
4. 3.3. p-Hyđroxyphenylaxetamit 64
KẾT LUẬN CHUNG 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
BẢNG DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ
Bảng 1.1. Một số C,C-đianion điển hình.
Bảng 1.2. Một số O-C-đianion điển hình.
Bảng 1.3. Một số N,C-đianion điển hình.
Bảng 2.1. Một số 1,1-(C,C)-đianion điển hình.
Bảng 2.2. Một số 1,2-(C,C)-đianion điển hình.
Bảng 2.3. Một số -đianion điển hình.
Bảng 2.4. Phản ứng ankyl hóa của -đicacbonyl đianion.
Bảng 2.5. Phản ứng aldol hóa của -đicacbonyl đianion.
Bảng 3.1. Phản ứng của đianion
-cacboxylat với ankylhalogenua.
Bảng 3.2. Cộng 1,2 và 1,4 của đianion cacboxylat với xeton
,
-không no
Bảng 3.3. Phản ứng akyl hóa của đianion bất đối xứng.
Bảng 3.4. Một số chất tạo đianion axit ổn định bởi các nhóm chức khác.
Bảng 3.5. Phản ứng ankyl hóa của đianion axit thioaxetic.
Hình 1.1. Phổ hồng ngoại của axit p-hyđroxymandelic.
Hình 1.2. Phổ
1
H-NMR của axit p-hyđroxymandelic.
Hình 1.1. Phổ
13
C-NMR của axit p-hyđroxymandelic.
Hình 1.1. Phổ khối lượng (LC-MS) của axit p-hyđroxymandelic.
Hình 2.1. Phổ hồng ngoại của axit p-hyđroxyphenylaxtic.
Hình 2.2. Phổ
1
H-NMR của axit p-hyđroxyphenylaxtic.
Hình 2.3. Phổ
13
C-NMR của axit p-hyđroxyphenylaxtic.
Hình 2.4. Phổ khối lượng (LC-MS) của axit p-hyđroxyphenylaxtic.
Hình 3.1. Phổ hồng ngoại của p-hyđroxyphenylaxetamit.
Hình 3.1. Phổ
1
H-NMR của p-hyđroxyphenylaxetamit.
Hình 3.1. Phổ
13
C-NMR của p-hyđroxyphenylaxetamit.
Hình 3.1. Phổ khối lượng (LC-MS) của p-hyđroxyphenylaxetamit.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU
Cách đây nửa thế kỷ, Morgan và Harris nhận thấy rằng sự ankyl hóa
muối đikali của benzoyl axeton xảy ra ưu tiên ở nhóm metyl cuối cùng và
bằng cách ấy đã dẫn đến một lĩnh vực của phản ứng hình thành liên kết
cacbon-cacbon chọn lọc vùng nhờ sử dụng đianion [16]. Từ đó đến nay
đianion trở thành phổ biến như một công cụ chiến lược cho kế hoạch tổng
hợp hữu cơ. Đianion là những tiểu phân trung gian mang hai trung tâm điện
tích âm. Trên phương diện lý thuyết thì việc nghiên cứu sự tạo thành đianion
và các phản ứng của chúng là rất cần thiết, nó cho phép tổng hợp được nhiều
loại hợp chất hữu cơ như hợp chất vòng no, vòng thơm, các dị vòng, các hợp
chất thiên nhiên (trước đây chỉ có được bằng cách tách từ thiên nhiên) mà chỉ
cần dùng những hóa chất rất đơn giản [24].
Mục đích của luận văn này là tìm hiểu sự tạo thành đianion, phân loại
đianion và vai trò của chúng trong tổng hợp hữu cơ.
Tuy nhiên để có thể học được những phương pháp và kỹ năng nhất định
trong thực hành tổng hợp hữu cơ chúng tôi cũng tiến hành nghiên cứu tổng
hợp hợp chất p-hyđroxyphenylaxetamit một trong những hợp chất trung gian
quan trọng để tổng hợp ra atenolol dùng trong điều trị bệnh huyết áp và tim
mạch.
1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU CHUNG.
1.1. Khái niệm.
Đianion là những tiểu phân trung gian mang hai trung tâm điện tích âm
ngày càng được dùng phổ biến trong tổng hợp hữu cơ, đặc biệt là trong việc
tạo liên kết cacbon-cacbon. [21]
Bằng tương tác giữa các bazơ với những hợp chất hữu cơ sẽ tạo ra
những tiểu phân trung gian như: đianion cacbon-cacbon ( C,C-đianion),
đianion oxi-cacbon ( O,C-đianion), đianion nitơ-cacbon ( N,C-đianion),
đianion lưu huỳnh-cacbon ( S,C-đianion) [27].
Các đianion được tạo thành là do quá trình tách hai proton ( H
+
) của
một phân tử hợp chất hữu cơ. Để tạo thành C,C-đianion cần tách hai proton ở
liên kết C-H(sơ đồ 1.1)
H
2
C
CH
CH
3
O
O
H
H
LDA
H
2
C
CH
CH
3
O
O
H
LDA
H
2
C
CH
CH
3
O
O
giai ®o¹n 1
giai ®o¹n 2
(1.1)
Còn để tạo thành N,C-đianion, trước tiên tách một proton ở liên kết
N-H sau đó tách một proton ở liên kết C-H(sơ đồ 1.2)
CH
3
NH
Ph
O
NaH
CH
3
N
Ph
O
NaH
H
2
C N
Ph
O
giai ®o¹n 1
giai ®o¹n 2
(1.2)
C,C-đianion
C,N-dianion
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.2. Một số đianion hữu cơ.
1.2.1. Đianion cacbon-cacbon
Đianion cacbon-cacbon hay C,C-đianion được tạo thành bởi quá trình
tách hai proton ở liên kết C-H, những đianion này đã được nghiên cứu từ lâu,
chúng rất đa dạng và phong phú, ngày càng được dùng làm nguyên liệu đầu
trong tổng hợp hữu cơ [24].
Những công trình ban đầu được công bố bởi Hause [16] với việc nghiên
cứu sự ankyl hóa axetylxeton, tiếp sau là một loạt các công trình nghiên cứu
của Harris và các cộng sự, về phản ứng ankyl hóa và aryl hóa mà họ đã sử
dụng đianion được tạo ra do tương tác giữa các bazơ và hợp chất
-
đicacbonyl[15], [16], [36], [38].
Để hình thành C,C-đianion nói chung cần phải có nhóm làm ổn định
cho quá trình tách proton thứ nhất, các nhóm đó có thể là: -OH, -NHR, -SH
Quá trình tách proton thứ hai để tạo thành C,C-đianion khó khăn hơn,
đòi hỏi phải dùng những bazơ mạnh như t-BuOK, BuLi
Những nghiên cứu trước đây[15], [21], [37], [38] việc phân loại C,C-
đianion chủ yếu theo nhóm làm ổn định như: cacbonyl, sunfonyl, anken,
ankin, nitrin
Tuy nhiên có thể phân loại đianion dựa vào vị trí xảy ra quá trình tách
proton như: 1,1-đianion, 1,2-đianion, 1,3-đianion, 1,4-đianion
Nếu kết hợp cả hai tiêu chuẩn trên thì sự phân loại đianion sẽ được cụ
thể hơn khi đó ta có những đianion như: 1,3-(C,C)-đianion được ổn định bởi
đicacbonyl, 1,3-(C,C)-đianion được ổn định bởi xetonsunfon, 1,3-(C,C)-
đianion được ổn định bởi photpho.
Một số đianion cacbon-cacbon được đưa ra ở bảng 1.1.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 1.1. Một số C,C-đianion điển hình.
STT Cấu tạo Tên gọi
1
CH
3
W
1,1-(C,C)-đianion
Geminal đianion
hoặc
,
-đianion
2
W
W
1,2-(C,C)-đianion
Vicinal đianion
hoặc
,
-đianion
3
CH
3
W
R
1,3-(C,C)- đianion
hoặc
,
-đianion
4
W
(CH
2
)n
W
1,Z-(C,C)-đianion (n
2)
hoặc remote đianion
5
H
2
C
.
.
.
CH
2
.
(C,C)- đianion được ổn định
bởi cộng hưởng
Với W = C(O)R, S(O)R, SO
2
R, NO
2
, CN.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.2.2. Đianion oxi-cacbon.
Mặc dù đianion cacbon-cacbon được xem như là các đianion nổi trội
nhất trong những tiểu phân trung gian, thì đianion oxi-cacbon phải được coi
như một công cụ mạnh của tổng hợp hữu cơ. Trong số này thì đianion oxi-
cacbon được tạo thành do sự khử proton của nhóm OH ở giai đoạn đầu được
nghiên cứu sớm nhất bởi Ivanop cách đây khoảng 60 năm[16]. Ngày nay các
loại hợp chất chứa các loại nhóm chức: axit(-COOH), ancol(-OH), phenol(-
OH), oxim(=N-OH) đều được sử dụng làm nguyên liệu đầu cho việc tạo
thành đianion oxi-cacbon. Bằng tương tác giữa axit cacboxylic với bazơ để
tạo thành đianion oxi-cacbon, có thể đi từ các axit no mạch hở, axit thơm
hoặc axit vòng no, tùy vào cấu tạo của axit mà cacbanion được tạo ra ở vị trí
enolat, benzylic hoặc ở vị trí xa hơn, từ đó có được những lựa chọn thích hợp
cho quá trình tổng hợp hữu cơ [33].
Trong những năm gần đây việc dùng đianion oxi-cacbon được tạo ra từ
một ancol có một trung tâm bất đối được các nhà hóa học quan tâm rất đặc
biệt nó cho phép tạo ra những con đường mới trong tổng hợp bất đối.
Các đianion oxi-cacbon được tạo ra từ phenol/crezol và oxim được tìm
hiểu ít hơn, nhưng những đianion này lại có phản ứng chọn lọc cao. Các hợp
chất không thể tạo ra được bằng những con đường tổng hợp khác, nhưng lại
có thể được tạo thành khi sử dụng các tiểu phân trung gian này. Đặc biệt việc
dùng các phản ứng của đianion oxi-cacbon tạo ra từ oxim là phương pháp
duy nhất chỉ tìm thấy trong hóa học đianion. Một số đianion cacbon-oxi
được dẫn ra ở bảng 1.2 [11], [21].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 1.2. Một số O,C-đianion điển hình.
STT Cấu tạo Tên gọi
1
R
CO
2
Đianion (O-C) từ axit cacboxylic
2
R
1
O
R
2
O
Đianion(O-C) từ hyđroxyl
3
O
CH
2
Đianion(O-C) từ phenol
4
R
1
R
2
N
O
Đianion(O-C) từ oxim
1.2.3. Đianion nitơ-cacbon.
Các đianion nitơ-cacbon là các hợp chất trung gian được tạo ra trước
tiên nhờ sự tách proton của liên kết N-H, tiếp sau là sự tách proton của nhóm
C-H. Nhiều hợp chất hữu cơ chứa nitơ có thể tạo thành loại đianion này[16].
Tuy các đianion nitơ-cacbon đã có xuất hiện trong các nghiên cứu tổng quan
nhưng chúng chưa phải là đối tượng nghiên cứu cụ thể.
Thời gian gần đây những tiểu phân trung gian này đang được sử dụng
rộng rãi hơn và chúng đã góp phần hình thành nên những con đường tổng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hợp hữu cơ mới. Tính axit của nhóm N-H phụ thuộc vào các nhóm làm ổn
định bên cạnh, các nhóm làm ổn định này quy định con đường tạo thành
đianion và việc lựa chọn bazơ thích hợp cho việc khử proton. Một số đianion
nitơ-cacbon được trình bày ở bảng 1.3 [15], [33].
Bảng 1.3. Một số N,C-đianion điển hình.
STT Cấu tạo Tên gọi
1
R
1
N
R
2
O
N,C-đianion cacboxamin
2
CH
2
NH
O
N,C-đianion thioamin.
3
H
2
C
N
R
1
O
N,C-đianion enaminon
4
N
N
Te
N,C-đianion tosylhyđrazon
5
N
CH
2
N,C-đianion indol
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 2.
ĐIANION CACBON-CACBON.
2.1. 1,1-(C,C)-đianion.
Quá trình tách hai proton( H
+
) ở một nhóm metylen duy nhất của phân tử chất
hữu cơ sẽ tạo thành 1,1-(C,C)-đianion hay geminal đianion, sự tách hai proton
xảy ra tại một vị trí khi trong phân tử không có khả năng tách proton ở các vị
trí khác [16]. Các geminal đianion đang được quan tâm nhiều bởi khả năng
phản ứng của nó với các tác nhân electrophin cao hơn rất nhiều so với những
phân tử chất hữu cơ hoặc các monoanion [38].
Để tạo thành được những geminal đianion đòi hỏi phân tử có cấu tạo
đặc biệt, có chứa nhóm chức không tham gia vào các phản ứng mà chỉ có vai
trò làm ổn định cacbanion và định hướng cho sự tách proton. Đa số các
geminal đianion được tạo thành tử những phân tử có chứa một nhóm làm ổn
định như các nhóm
- halocacbonyl, nitrin, nitro, và sunfonyl. Sự tách tuần
tự proton sẽ dẫn đến các tiểu phân trung gian và dạng cộng hưởng của nó một
số đianion tiêu biểu được đưa ra ở bảng (bảng 2.1) [21], [37], [38].
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét