Nghiên cứu khoa học: Tổng hợp và nghiên cứu một số dẫn xuất của Benzothiazole

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> Trƣờng Đại học sƣ phạm TP . Hồ Chí Minh<br /> ****<br /> <br /> TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ DẪN SUẤT CỦA<br /> <br /> BENZOTHIAZOLE<br /> MÃ SỐ: B 91 – 30 – 06<br /> <br /> CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI<br /> PTS Trần Thị Tửu<br /> Chủ nhiệm bộ môn Hóa Hữu cơ<br /> <br /> CỘNG TÁC VIÊN<br /> Hồ Xuân Đậu Giảng viên<br /> Lê Thị Bích Giảng viên<br /> <br /> Năm 1995<br /> <br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> Trƣờng Đại học sƣ phạm TP . Hồ Chí Minh<br /> ****<br /> <br /> TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ DẪN SUẤT CỦA<br /> <br /> BENZOTHIAZOLE<br /> MÃ SỐ: B 91 – 30 – 06<br /> <br /> CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI<br /> PTS Trần Thị Tửu<br /> Chủ nhiệm bộ môn Hóa Hữu cơ<br /> <br /> CỘNG TÁC VIÊN<br /> Hồ Xuân Đậu Giảng viên<br /> Lê Thị Bích Giảng viên<br /> <br /> Năm 1995<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> <br /> Table of Contents<br /> LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................................... 1<br /> I. TỔNG QUAN .................................................................................................................................. 3<br /> I.1 BENZOTHIAZOLE VÀ MỘT SỐ DẪN XUẤT CƠ BẢN CỦA NÓ ........................................................... 4<br /> I.1.1 Benzothiazole. .......................................................................................................................... 4<br /> I.1.2 2-Mercaptobenzothiazole( 2-bezothiazolinthione) viết tắt là 2-MBT. ....................................... 5<br /> I.1.3.2-Hydroxybenzothiazole (2-Benzothiazolinone) ....................................................................... 7<br /> I.1.4 Ứng dụng thức tế của benzothiazole và một số dẫn suất của nó. ........................................... 13<br /> I.2. PHẢN ỨNG WITTIG .................................................................................................................... 18<br /> 1.2.1. Cơ chế của phản ứng Wittig . ................................................................................................ 19<br /> I.2.2 Hóa học lập thể của sự hình thành olefin trong phản ứng Wittig . .......................................... 22<br /> II. THỰC NGHIỆM .............................................................................................................................. 1<br /> II.1. SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CỦA QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP : .................................................................... 25<br /> II.2. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP CÁC CHẤT............................................................................................. 25<br /> II.2.1. Tổng hợp 2- mercaptobenzothiazole tinh khiết[12] ( I ) .......................................................... 25<br /> II.2.2. Tổng hợp 2-Hydroxybenzothiazole (2-benzothiazolinone)[12] (lI). ......................................... 26<br /> II.2.3. Tổng hợp 3-hydroxymethyl -2- benzothiazolinone [19] (III) .................................................... 27<br /> II.2.4. Tổng hợp 3-chloromethyl-2-benzothialinone [19] (IV) ............................................................ 28<br /> II.2.5.Tổng hợp 2-oxobenzothiazolyl-3-methyltriphenylphosphonium chloride(V ) ....................... 29<br /> II.2.6. Tổng hợp 3-(2-phenylvinyn)-2-benzothiazolinone (VI) ......................................................... 30<br /> II.2.7. Tổng hợp 3 { 2-(4-chloropheny)Vinyl } -2-benzothiazolinone (VII) ........................................ 31<br /> II.2.8. Tổng hợp 3 { 2- (4- nitrophenyl) vinyl } -2- benzothiazoIinone (VIII) ..................................... 32<br /> II.2.9. Tổng hợp 3- { 2- (2.4 -dimethoxyphenyl )vinyl } -2-benzo thiazolinone (IX) .......................... 33<br /> III. KẾT LUẬN ................................................................................................................................... 35<br /> III.1 QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP – HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG ...................................................................... 35<br /> III.2. PHỔ HỒNG NGOẠI ................................................................................................................... 38<br /> III.3. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN : ........................................................................................ 45<br /> III.4 CÁC Ý KIẾN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ...................................................................... 47<br /> IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................ 48<br /> <br /> LỜI NÓI ĐẦU<br /> <br /> Benzothiazole và các dẫn xuất của nó thuộc loại hợp chất dị vòng . Vòng Benzothiazole với<br /> hai dị tố khi liên kết vói các nguyên tố khác , nó trở thành các loại thuốc có tác dụng rất khác<br /> nhau như Penicillin một loại thuốc kháng sinh đã được sử dụng từ năm 1941 . Cũng vòng<br /> thiazole đó khi liên kết với các nhóm thế khác nó lại tạo ra một vitamin là thuốc bổ đó là<br /> vitamin B1 ( thiamine ) [1] . Khi vòng thiazole ngưng tụ với nhân benzene lại xuất hiện những<br /> tính chất hóa học rất khác biệt và có nhiều ứng dụng trong mọi ngành của nền kinh tế quốc<br /> dân : 2-Mercaptobenzothiazole từ xưa đến nay vẫn dược dùng làm chất tăng tốc độ của quá<br /> trình lưu hóa cao su ( chất xúc tiến ) . Dơ đặc điểm cấu tạo cũng như những ứng dụng rộng<br /> rãi trong thực tế nên từ lâu nhiều nhà hóa học trên thế giới đã quan tâm đến loại hợp chất<br /> này , đặc biệt ở bộ môn hóa Hữu cơ khoa ,Tự nhiên trường Đại Học Tống hợp<br /> KOMENSKY - Tiệp Khắc . Một số nhà hóa học đã nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất thế ở<br /> các vị trí khác nhau của Benzothiazole .Một số khác đã nghiên cứu phản ứng alkyl hóa , acyl<br /> hóa vào vị trí 2,3 của phân tử 2-Mercaptobenzothiazole và 2-Hydroxybenzothiazole [2] hay<br /> thực hiện phản ứng Mannich ở 2-Hydroxybenzothiazole [3] .<br /> Đồng thời với việc tổng hợp chất, nghiên cứu để xác định cấu trúc của các chất đã<br /> tổng hợp bằng các phương pháp hóa , lý hiện đại. Các nhà hóa học cũng đã nghiên cứu mối<br /> quan hệ giữa cấu trúc với hoạt tính sinh lý của các chất và đã rút ra được các nhận xét sau :<br /> Các dẫn xuất thế ở vị trí 2 của benzothiazole như 2-alkơxybenzothiazole ,2-alkyl-thio6-halogenbenzothiazole , 2-phenoxybenzothiazole , 2-phenylthio-benzothiazole,... có tác dụng<br /> chữa bệnh ngoài da .<br /> Các dẫn xuất thế ở vị trí 3 của 2-hydroxybenzothiazole như 3- acetonitril - 2Benzothiazolinone , 3-metyl -4-chlor-2-benzothiazolinone . Các dẫn xuất mà nhóm thế ở vị trí<br /> thứ 3 của 2- benzothiazolinone có chứa lưu huỳnh như 3-alkyl-thioalkyleste -2benzothiazolinone , 3-thioester-2-benzothiazolinone . Các dẫn xuất mà nhóm thế ở vị trí thứ 3<br /> có chứa nitrogen như các amide , các hydrazide , các imidoester , imidoamide ,<br /> imidoanhydride và các muối amonium bậc bốn của 2-Benzothiazolinone có tác dụng điêu<br /> khiển sự phát triển của thực vật. đặc biệt là 3-<br /> <br /> 1<br /> <br /> Acetonitril-2-Benzothiazolinone có tác dụng làm tăng hàm lượng đường của cả cải đường .<br /> 3-metyl-4-chlor- 2-Benzothiazolinone có tác dụng làm tăng năng suất lúa và kìm hãm sự phát<br /> triển của thực vật.<br /> Trong những vấn đề đã trình bày ở trên và các thông tin khác mà chúng tôi đã thu<br /> thập dược, chúng tôi nhận thấy rằng : Các dẫn xuất có nhóm thế ở vị trí thứ 3 của 2Benzothiazolinone có hoạt tính sinh lý mạnh đối với cây trồng .Nhiều dẫn xuất thuộc loại này<br /> đã được nghiên cứu và có chất đã áp dụng trong thực tế\ Tuy nhiên chứng tôi cũng nhận thấy<br /> dẫn xuất có nhóm vinyl ở vị trí thứ 3 của 2-Benzothiazolinone chưa được nghiên cứu nhiều .<br /> Vì vậy chúng tôi đã nghiên cứu loại dẫn xuất này . Để tổng hợp dẫn xuất có nhóm vinyl ở vị<br /> trí thứ 3 của 2-Benzothiazolinone , chúng tôi đã áp dụng phản ứng Wittig trong những điều<br /> kiện thích hợp cho mỗi quá trình tổng hợp . Phản ứng Wittig thường được sử dụng để điều<br /> chế các olefin có nhóm thế , nó có ưu điểm hơn các phương pháp khác là trong quá trình<br /> phản ứng không tạo ra các olefin đồng phần cấu tạo .<br /> Áp dụng phản ứng Wittig , chúng tôi đã tổng hợp được các chất có dạng chung là 3(2-R-vinyl ) 2-Benzothiazolinone . Nghiên cứu cấu trúc của các hợp chất này dựa vào hằng<br /> số vật lý , phân tích nguyên tố, quang phổ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân<br /> (NMR ) .Chúng tôi cũng có ý định thử hoạt tính sinh lý của các chất đã tổng hợp , hy vọng<br /> tìm ra những ứng dụng thực tế, song vì điều kiện kinh phí không cho phép nên chúng tôi chưa<br /> thề tiến hành được . Đây cũng là vấn đê mà chúng tôi mong muốn được phát triển tiếp theo<br /> sau khi đã nghiệm thu đề tài,<br /> Để thực hiện đề tài này , chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ của Ban Giám Hiệu ,<br /> Phòng Quản lý Khoa Học-Thiết Bị , Trung Tâm Dịch vụ phòng thí nghiệm , Ban Chủ Nhiệm<br /> Khoa Hóa và đặc biệt là anh chị em trong Tổ Bộ môn Hoá Hữu cơ. Nhân dịp được nghiệm<br /> thu đề tài, chúng tôi chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu , các phồng Ban , các đơn vị và cá<br /> nhân đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên chúng tôi cả về vật chất và tinh thần để chúng tôi hoàn<br /> thành nhiệm vụ .<br /> <br /> 2<br /> <br />