Xem mẫu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM
KHOA HÓA HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TỔNG HỢP DẪN XUẤT 1,8DIOXODECAHYDROACRIDINE DÙNG XÚC TÁC
RẮN MONTMORILLONITE HOẠT HÓA ACID
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÔNG DUNG MÔI
SVTH: TRẦN VĂN HÙNG
GVHD:ThS. PHẠM ĐỨC DŨNG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 - 2016
MỤC LỤC
Mở đầu ............................................................................................................................ 1
Chương1 Tổng quan ............................................................................................................ 2
1.1
Phản ứng Hantzsch............................................................................................. 3
1.1.1
Khái niệm ........................................................................................................... 3
1.1.1.1
Phản ứng đa thành phần ..................................................................................... 3
1.1.1.2
Phản ứng Hantzsch............................................................................................. 3
1.1.2
Cơ chế phản ứng ................................................................................................ 3
1.1.2.1
Cơ chế phản ứng ................................................................................................ 4
1.1.2.2
Một số phương pháp tổng hợp đã được sử dụng ............................................... 4
1.1.2.2.1 Sử dụng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 .............................................................................. 4
1.1.2.2.2 Sử dụng xúc tác SSA (silica-supported sulfuric acid) ....................................... 6
1.1.2.2.3 Sử dụng xúc tác PPA-SiO 2 (silica-supported polyphosphoric acid) ................. 6
1.2
Ứng dụng của một số dẫn xuất 1,8-Dioxodecahydroacridine............................ 7
1.3
Hóa học vi sóng .................................................................................................. 7
1.3.1
Lịch sử ................................................................................................................ 7
1.3.2
Cơ chế hoạt động ................................................................................................ 7
1.3.3
Ứng dụng vi sóng vào tổng hợp hữu cơ .............................................................. 9
1.4
Montmorillonite ................................................................................................. 9
1.4.1
Lịch sử – Khái niệm ........................................................................................... 9
1.4.2
Cơ cấu – Phân loại .............................................................................................. 9
1.4.3
Tính chất ........................................................................................................... 10
1.4.3.1
Tính chất vật lý ................................................................................................. 10
1.4.3.2
Tính chất hóa học ............................................................................................. 10
1.4.3.2.1 Tính trao đổi ion ............................................................................................... 10
1.4.3.2.2 Khả năng xúc tác của MMT ............................................................................. 11
Chương 2 Thực nghiệm ..................................................................................................... 12
2.1
Hóa chất và thiết bị .......................................................................................... 13
2.1.1
Hóa chất ........................................................................................................... 13
2.1.2
Thiết bị ............................................................................................................. 13
2.2
Điều chế xúc tác ............................................................................................... 13
2.3
Điều chế 1,8-Dioxodecahydroacridine ............................................................ 14
2.4
Quá trình tối ưu hóa ......................................................................................... 14
2.5
So sánh với xúc tác khác .................................................................................. 15
2.6
Tổng hợp các dẫn suất...................................................................................... 15
2.7
Định danh sản phẩm ......................................................................................... 15
Chương 3 Kết quả và thảo luận ......................................................................................... 16
Mục đích và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 17
Quy trình tổng hợp ........................................................................................... 17
Tối ưu hóa nồng độ acid sulfuric hoạt hóa MMT ............................................ 17
Tối ưu sản phẩm ............................................................................................... 18
Tối ưu hóa nhiệt độ .......................................................................................... 18
Tối ưu thời gian ................................................................................................ 18
Tối ưu tỉ lệ các chất .......................................................................................... 19
Tối ưu xúc tác................................................................................................... 19
So sánh với xúc tác khác .................................................................................. 20
Tổng hợp dẫn xuất ........................................................................................... 21
Định danh sản phẩm ......................................................................................... 21
3,3,6,6-tetramethyl-9-phenyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine-1,8(2H,5H)dione (4A) ........................................................................................................ 21
3.7.2
9-(4-nitrophenyl)-3,3,6,6-tetramethyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine1,8(2H,5H)-dione (4B) ..................................................................................... 23
3.7.3
9-(4-bromophenyl)-3,3,6,6-tetramethyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine1,8(2H,5H)-dione (4C) ..................................................................................... 25
3.7.4
9-(4-methylphenyl)-3,3,6,6-tetramethyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine1,8(2H,5H)-dione (4D) .................................................................................... 27
Chương 4 Kết luận và Đề xuất .......................................................................................... 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 34
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 36
3.1
3.2
3.3
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.5
3.6
3.7
3.7.1
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Kết quả sử dụng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 ..................................................................... 4
Bảng 2: Kết quả sử dụng xúc tác SSA................................................................................. 6
Bảng 3: Kết quả sử dụng xúc tác PPA-SiO 2 ....................................................................... 7
Bảng 4: Kết quả tối ưu hóa nồng độ acid sulfuric hoạt hóa MMT.................................... 17
Bảng 5: Kết quả tối ưu hóa theo nhiệt độ .......................................................................... 18
Bảng 6: Kết quả tối ưu hóa theo thời gian ......................................................................... 19
Bảng 7: Kết quả tối ưu hóa theo tỉ lệ tác chất ................................................................... 19
Bảng 8: Kết quả tối ưu hóa theo khối lượng xúc tác ......................................................... 20
Bảng 9: So sánh các loại xúc tác ....................................................................................... 20
Bảng 10: Kết quả tổng hợp dẫn xuất ................................................................................. 21
Bảng 11: Quy kết các mũi proton của chất 4A trong phổ 1H-NMR ................................. 23
Bảng 12: Quy kết các mũi proton của chất 4B trong phổ 1H-NMR .................................. 25
Bảng 13: Quy kết các mũi proton của chất 4C trong phổ 1H-NMR ................................. 27
Bảng 14: Quy kết các mũi proton của chất 4D trong phổ 1H-NMR ................................. 29
Bảng 15: Quy kết phổ 1H-NMR của một số dẫn xuất 1,8-Dioxodecahydroacridine ........ 30
DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Sơ đồ phản ứng Hantzsch ....................................................................................... 3
Hình 2: Sơ đồ phản ứng Hantzsch sử dụng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 ......................................... 4
Hình 3: Cơ chế phản ứng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 .................................................................... 5
Hình 4: Sơ đồ phản ứng Hantzsch sử dụng xúc tác SSA .................................................... 6
Hình 5: Sơ đồ phản ứng Hantzsch sử dụng xúc tác PPA-SiO 2 ........................................... 6
Hình 6: Cơ chế hoạt động của vi sóng ..................................................................................... 8
Hình 7: Mô hình cơ cấu không gian của MMT. .................................................................. 9
Hình 8: Sơ đồ tổng hợp 1,8-Dioxodecahydroacridine và dẫn xuất ................................... 17
Hình 9: Phổ 1H-NMR của chất 4A .................................................................................... 22
Hình 10: Phổ 1H-NMR của chất 4B .................................................................................. 24
Hình 11: Phổ 1H-NMR của chất 4C .................................................................................. 26
Hình 12: Phổ 1H-NMR của chất 4D .................................................................................. 28
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4A ........................................................ 37
Phụ lục 2: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4A ......................................................... 38
Phụ lục 3: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4B ......................................................... 39
Phụ lục 4: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4B ......................................................... 40
Phụ lục 5: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4C ......................................................... 41
Phụ lục 6: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4C ......................................................... 42
Phụ lục 7: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4D ......................................................... 43
Phụ lục 8: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4D ......................................................... 44
nguon tai.lieu . vn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM
KHOA HÓA HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TỔNG HỢP DẪN XUẤT 1,8DIOXODECAHYDROACRIDINE DÙNG XÚC TÁC
RẮN MONTMORILLONITE HOẠT HÓA ACID
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÔNG DUNG MÔI
SVTH: TRẦN VĂN HÙNG
GVHD:ThS. PHẠM ĐỨC DŨNG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 - 2016
MỤC LỤC
Mở đầu ............................................................................................................................ 1
Chương1 Tổng quan ............................................................................................................ 2
1.1
Phản ứng Hantzsch............................................................................................. 3
1.1.1
Khái niệm ........................................................................................................... 3
1.1.1.1
Phản ứng đa thành phần ..................................................................................... 3
1.1.1.2
Phản ứng Hantzsch............................................................................................. 3
1.1.2
Cơ chế phản ứng ................................................................................................ 3
1.1.2.1
Cơ chế phản ứng ................................................................................................ 4
1.1.2.2
Một số phương pháp tổng hợp đã được sử dụng ............................................... 4
1.1.2.2.1 Sử dụng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 .............................................................................. 4
1.1.2.2.2 Sử dụng xúc tác SSA (silica-supported sulfuric acid) ....................................... 6
1.1.2.2.3 Sử dụng xúc tác PPA-SiO 2 (silica-supported polyphosphoric acid) ................. 6
1.2
Ứng dụng của một số dẫn xuất 1,8-Dioxodecahydroacridine............................ 7
1.3
Hóa học vi sóng .................................................................................................. 7
1.3.1
Lịch sử ................................................................................................................ 7
1.3.2
Cơ chế hoạt động ................................................................................................ 7
1.3.3
Ứng dụng vi sóng vào tổng hợp hữu cơ .............................................................. 9
1.4
Montmorillonite ................................................................................................. 9
1.4.1
Lịch sử – Khái niệm ........................................................................................... 9
1.4.2
Cơ cấu – Phân loại .............................................................................................. 9
1.4.3
Tính chất ........................................................................................................... 10
1.4.3.1
Tính chất vật lý ................................................................................................. 10
1.4.3.2
Tính chất hóa học ............................................................................................. 10
1.4.3.2.1 Tính trao đổi ion ............................................................................................... 10
1.4.3.2.2 Khả năng xúc tác của MMT ............................................................................. 11
Chương 2 Thực nghiệm ..................................................................................................... 12
2.1
Hóa chất và thiết bị .......................................................................................... 13
2.1.1
Hóa chất ........................................................................................................... 13
2.1.2
Thiết bị ............................................................................................................. 13
2.2
Điều chế xúc tác ............................................................................................... 13
2.3
Điều chế 1,8-Dioxodecahydroacridine ............................................................ 14
2.4
Quá trình tối ưu hóa ......................................................................................... 14
2.5
So sánh với xúc tác khác .................................................................................. 15
2.6
Tổng hợp các dẫn suất...................................................................................... 15
2.7
Định danh sản phẩm ......................................................................................... 15
Chương 3 Kết quả và thảo luận ......................................................................................... 16
Mục đích và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 17
Quy trình tổng hợp ........................................................................................... 17
Tối ưu hóa nồng độ acid sulfuric hoạt hóa MMT ............................................ 17
Tối ưu sản phẩm ............................................................................................... 18
Tối ưu hóa nhiệt độ .......................................................................................... 18
Tối ưu thời gian ................................................................................................ 18
Tối ưu tỉ lệ các chất .......................................................................................... 19
Tối ưu xúc tác................................................................................................... 19
So sánh với xúc tác khác .................................................................................. 20
Tổng hợp dẫn xuất ........................................................................................... 21
Định danh sản phẩm ......................................................................................... 21
3,3,6,6-tetramethyl-9-phenyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine-1,8(2H,5H)dione (4A) ........................................................................................................ 21
3.7.2
9-(4-nitrophenyl)-3,3,6,6-tetramethyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine1,8(2H,5H)-dione (4B) ..................................................................................... 23
3.7.3
9-(4-bromophenyl)-3,3,6,6-tetramethyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine1,8(2H,5H)-dione (4C) ..................................................................................... 25
3.7.4
9-(4-methylphenyl)-3,3,6,6-tetramethyl-3,4,6,7,9,10-hexahydroacridine1,8(2H,5H)-dione (4D) .................................................................................... 27
Chương 4 Kết luận và Đề xuất .......................................................................................... 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 34
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 36
3.1
3.2
3.3
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.5
3.6
3.7
3.7.1
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Kết quả sử dụng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 ..................................................................... 4
Bảng 2: Kết quả sử dụng xúc tác SSA................................................................................. 6
Bảng 3: Kết quả sử dụng xúc tác PPA-SiO 2 ....................................................................... 7
Bảng 4: Kết quả tối ưu hóa nồng độ acid sulfuric hoạt hóa MMT.................................... 17
Bảng 5: Kết quả tối ưu hóa theo nhiệt độ .......................................................................... 18
Bảng 6: Kết quả tối ưu hóa theo thời gian ......................................................................... 19
Bảng 7: Kết quả tối ưu hóa theo tỉ lệ tác chất ................................................................... 19
Bảng 8: Kết quả tối ưu hóa theo khối lượng xúc tác ......................................................... 20
Bảng 9: So sánh các loại xúc tác ....................................................................................... 20
Bảng 10: Kết quả tổng hợp dẫn xuất ................................................................................. 21
Bảng 11: Quy kết các mũi proton của chất 4A trong phổ 1H-NMR ................................. 23
Bảng 12: Quy kết các mũi proton của chất 4B trong phổ 1H-NMR .................................. 25
Bảng 13: Quy kết các mũi proton của chất 4C trong phổ 1H-NMR ................................. 27
Bảng 14: Quy kết các mũi proton của chất 4D trong phổ 1H-NMR ................................. 29
Bảng 15: Quy kết phổ 1H-NMR của một số dẫn xuất 1,8-Dioxodecahydroacridine ........ 30
DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Sơ đồ phản ứng Hantzsch ....................................................................................... 3
Hình 2: Sơ đồ phản ứng Hantzsch sử dụng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 ......................................... 4
Hình 3: Cơ chế phản ứng xúc tác ZnCl 2 .SiO 2 .................................................................... 5
Hình 4: Sơ đồ phản ứng Hantzsch sử dụng xúc tác SSA .................................................... 6
Hình 5: Sơ đồ phản ứng Hantzsch sử dụng xúc tác PPA-SiO 2 ........................................... 6
Hình 6: Cơ chế hoạt động của vi sóng ..................................................................................... 8
Hình 7: Mô hình cơ cấu không gian của MMT. .................................................................. 9
Hình 8: Sơ đồ tổng hợp 1,8-Dioxodecahydroacridine và dẫn xuất ................................... 17
Hình 9: Phổ 1H-NMR của chất 4A .................................................................................... 22
Hình 10: Phổ 1H-NMR của chất 4B .................................................................................. 24
Hình 11: Phổ 1H-NMR của chất 4C .................................................................................. 26
Hình 12: Phổ 1H-NMR của chất 4D .................................................................................. 28
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4A ........................................................ 37
Phụ lục 2: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4A ......................................................... 38
Phụ lục 3: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4B ......................................................... 39
Phụ lục 4: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4B ......................................................... 40
Phụ lục 5: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4C ......................................................... 41
Phụ lục 6: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4C ......................................................... 42
Phụ lục 7: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4D ......................................................... 43
Phụ lục 8: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 4D ......................................................... 44