ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA HỌC
--------------

NGUYỄN THỊ NGỌC TRANG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
MỘT SỐ DẪN XUẤT PYRROLO [2,3-B]
QUINOXALINE TỪ CÁC DẪN XUẤT
1-BENZYL-2-PYRROLIDINONE

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA HỌC

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA HỌC
--------------

Đề tài:

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
MỘT SỐ DẪN XUẤT PYRROLO [2,3-B]
QUINOXALINE TỪ CÁC DẪN XUẤT
1-BENZYL-2-PYRROLIDINONE

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN HÓA HỌC

GVHD

: TS. NGUYỄN TRẦN NGUYÊN

SVTH

: NGUYỄN THỊ NGỌC TRANG

LỚP

: 15CHDE

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2019


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hơn hai mươi triệu hợp chất hữu cơ đã được tìm ra nhờ vào các quy trình
tổng hợp hữu cơ hoặc được phân lập và tinh chế từ các nguyên liệu có nguồn gốc tự
nhiên. Khoảng hơn một nửa trong số đó là những hợp chất hữu cơ có cấu trúc dị
vịng. Số lượng các hợp chất mới chứa nhân dị vòng ngày càng một tăng lên và vượt
xa số lượng các hợp chất mới khơng chứa các thành phần dị vịng trong cấu trúc
phân tử. Một số lượng lớn các bài báo chun ngành có liên quan đến những khía
cạnh khác nhau của hợp chất dị vịng đã được cơng bố trên tạp chí nổi tiếng như
American Chemical Society, Royal Society of Chemistry,…và con số này tăng lên
theo từng năm [2]. Trong số các hợp chất dị vòng, những dẫn xuất của pyrrolo [2,3b] quinoxaline có tiềm năng to lớn cho việc ứng dụng vào ngành dược phẩm [16].

Trong những năm gần đây, lĩnh vực tổng hợp hóa hữu cơ ngày càng có
những bước tiến vượt trội. Việc ứng dụng phản ứng nhiều thành phần (MCR) là một
trong những mối quan tâm hàng đầu của các nhà hóa học. Điều đặc biệt của phản
ứng nhiều thành phần là sử dụng các nguyên liệu đơn giản, có sẵn, giá thành thấp;
cách tiến hành thí nghiệm đơn giản, sử dụng dung mơi thân thiện với mơi
trường [8].
Trong số các loại hợp chất dị vịng khác nhau, các dẫn xuất pyrrolyl và
quinoxalinyl được biết đến là chất chống oxy hóa, thể hiện sự ức chế peroxid hóa
lipid mạnh trong ống nghiệm và hoạt động quét gốc hydroxyl đáng kể. Hợp chất
chứa nhân quinoxaline có mặt trong nhiều dược phẩm thể hiện nhiều hoạt tính sinh
học như chống khối u, chống vi rút, chống ung thư, chống nhiễm trùng và chống
viêm. 2-Oxopyrrole là đơn vị cấu trúc quan trọng trong nhiều loại thuốc bao gồm cả
những hoạt chất chống nhiễm virut (HIV, cúm), bệnh vi sinh vật (vi khuẩn hoặc
nấm) và ung thư. Các dẫn xuất pyrroloquinoxaline còn được biết đến là chất chống
HIV, chất chống sốt rét, chất đối kháng, chất chống ung thư, chất chống oxy hóa
cũng như là các chất ức chế PARP-1 và Akt kinase [16].


2

Như vậy, để tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng của phản ứng nhiều thành phần
trong tổng hợp hữu cơ cũng như những tiềm năng sinh học trong các hợp chất họ
pyrrolo và quinoxaline, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất
pyrrolo [2,3-b] quinoxaline từ các dẫn xuất 1-benzyl-2-pyrrolidinone”.
2. Đối tượng và mục đích nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Dẫn xuất 1-benzyl-2-pyrrolidinone.
- Dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline.
2.2. Mục đích nghiên cứu
- Tổng hợp các dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline từ dẫn xuất 2pyrrolidinone và chứng minh cấu trúc sản phẩm thu được.

3. Phương pháp nghiên cứu
3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, phân tích các tài liệu về phản ứng nhiều thành phần để tổng hợp
các dẫn xuất 2-pyrrolidinone. Dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline được tổng hợp
từ phản ứng giữa dẫn xuất 2-pyrrolidinone và o-phenylenediamine.
3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Tổng hợp các dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline từ dẫn xuất 2pyrrlidinone.
- Sử dụng các phương pháp phổ hiện đại như MS, 1H-NMR và 13C-NMR để
khẳng định cấu trúc của sản phẩm.
4. Nội dung nghiên cứu
4.1. Tổng quan về lý thuyết
- Tổng quan lý thuyết về phản ứng nhiều thành phần.
- Tổng quan về phương pháp tổng hợp các dẫn xuất pyrrolo [2,3-b]
quinoxaline.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Tổng hợp hai dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline.
- Xác định cấu trúc của sản phẩm dựa vào phổ: MS, 1H-NMR, 13C-NMR.


3

5. Bố cục luận văn
MỞ ĐẦU
Chương 1. TỔNG QUAN
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


4


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. SƠ LƯỢC VỀ 2-PYRROLIDINONE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ
1.1.1. Sơ lược về 2-pyrrolidinone
1.1.1.1. Cấu tạo phân tử
2-pyrrolidinone là một loại hợp chất lactam có vịng 5 cạnh với bốn nguyên
tử C và một dị tố N.
- CTPT

: C4H7NO

- Khối lượng phân tử

: 85.11 g/mol

- Tên gọi IUPAC

: 2-pyrrolidin

- Tên gọi khác

: 2-pyrrolidone hoặc 2-pyrrolidinone [18], [26]

Hình 1.1. Cấu trúc phân tử 2-pyrrolidinone
1.1.1.2. Tính chất
- Tỷ trọng

: 1.116 g/cm3


- Nhiệt độ sơi

: 245oC

- Nhiệt độ nóng chảy

: 25oC

- Chất lỏng khơng màu hoặc màu vàng, có mùi nhẹ, có độ tan thấp.
- Là một dung mơi phân cực được sử dụng khá rộng rãi [18], [26].
1.1.1.3. Điều chế
Trong công nghiệp, 2-pyrrolidinone được tạo thành bằng cách: Cho
acetylene tác dụng với formaldehyde tạo ra 2-butyne-1,4-diol; sau đó hiđro hóa sản
phẩm thu được 1,4-butanediol; chất này được chuyển thành -butyrolactone và cuối
cùng phản ứng với ammonia để thu 2-pyrrolidinone [14].


5

Ngồi ra, 2-pyrrolidinone cịn có thể được điều chế bằng phản ứng hiđro
hóa succinimide với sự có mặt của ammonia nhằm ổn định succinimide và ức chế
các phản ứng phụ. Vì vậy có thể thu được 2-pyrrolidinone với hiệu suất cao [14].

1.1.2. Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone
Dẫn xuất của 2-pyrrolidinone là những hợp chất quan trọng được tìm thấy
trong nhiều loại dược phẩm (Hình 1.2) [26].

Hình 1.2. Một số dẫn xuất của 2-pyrrolidinone trong dược phẩm



6

1.2. SƠ LƯỢC VỀ QUINOXALINE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ
1.2.1. Sơ lược về quinoxaline
1.2.1.1. Cấu tạo phân tử
Quinoxaline là một hợp chất dị vòng chứa phức hợp vòng được tạo thành từ
vịng benzen và vịng pyrazine. Nó là đồng phân với các naphthyridine khác bao
gồm quinazoline, phthalazine và cinnoline [9].
- CTPT

: C8H6N2

- Khối lượng phân tử

: 130.15 g/mol [21]

- Tên gọi IUPAC

: Quinoxaline

- Tên gọi khác

: Benzopyrazine hoặc Benzoparadiazine [36]

Hình 1.3. Cấu trúc phân tử của quinoxaline
1.2.1.2. Tính chất
- Tỷ trọng

: 1.124 g/ml


- Nhiệt độ sôi

: 220oC – 223oC

- Nhiệt độ nóng chảy

: 29oC – 32oC

- Dạng dầu khơng màu ở nhiệt độ phòng [36].
1.2.1.3. Tổng hợp [15]
Quinoxalines là sản phẩm phản ứng giữa 1,2-diaminobenzene (1,2-DAB) với
các hợp chất 1,2-dicarbonyl.

Hình 1.4. Phản ứng tổng hợp quinoxaline
Có một vài phương pháp hiện đang được sử dụng để tổng hợp quinoxaline:
- Phương pháp thứ nhất là dựa trên phản ứng giữa 1,2-diaminobenzene với
các hợp chất có hai cacbon như ethane-1,2-diol; 2-aminoethanol.


7

- Phương pháp thứ hai là dựa trên phản ứng của 2-nitroaniline với ethane1,2-diol.
- Phương pháp thứ ba là sự tự ngưng tụ của các dẫn xuất anilin chẳng hạn
như N-ethyl-2-nitroaniline.
1.2.2. Một số dược phẩm có chứa nhân quinoxaline [22]
Dẫn xuất của quinoxaline là những hợp chất quan trọng được tìm thấy trong
nhiều loại dược phẩm. Hiện nay, có một số loại thuốc có chứa đơn vị lõi
quinoxaline chẳng hạn như: echinomycin, levomycin, quinacillin, varenicline
brimonidine, chloroquinoxaline sulfonamide, XK469 (NSC697887).


Hình 1.5. Một số dược phẩm chứa nhân quinoxaline


8

1.3. PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN
1.3.1. Sơ lược về phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần (MCR) là phản ứng tổng hợp, trong đó ba hay
nhiều chất ban đầu phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm. Trong đó, về cơ bản
các chất thành phần đều góp phần tạo nên sản phẩm. Phản ứng nhiều thành phần
phụ thuộc vào các điều kiện phản ứng như: dung môi, nhiệt độ, chất xúc tác, nồng
độ các chất ban đầu [20].

Hình 1.6. Sơ đồ minh họa phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực
hóa học vì nó rất phổ biển và tạo ra một lượng lớn sản phẩm. Trong q trình này,
những phân tử mục tiêu có độ chọn lọc cao sẽ được tổng hợp và tinh chế nhằm tạo
các hợp chất có tính ứng dụng. Một số thuận lợi của phản ứng nhiều thành phần là
sử dụng các nguyên liệu đơn giản, có sẵn, giá thành thấp; giảm được thời gian cần
thiết để có được sản phẩm mong muốn; cách tiến hành thí nghiệm đơn giản; sử
dụng dung mơi thân thiện với mơi trường. Ngồi ra, phản ứng này cho phép sự thay
đổi có hệ thống và có khả năng tự động hóa. Với tất cả các lý do trên, phản ứng
nhiều thành phần nhanh chóng trở thành một trong những con đường tổng hợp lý
tưởng trong hóa học hữu cơ và hóa dược [25].
1.3.2. Một số phản ứng nhiều thành phần
1.3.2.1. Phản ứng Ugi [11], [13], [24]
Phản ứng Ugi là một phản ứng đa thành phần giữa aldehyde hoặc ketone với
amine, isocyanide và acid carboxylic để tạo thành một bis amide.



9

Hình 1.7. Phản ứng Ugi tổng quát
1.3.2.2. Phản ứng Strecker [23]
- Phản ứng Strecker được phát hiện bởi nhà hóa học người Đức Adolph
Strecker.
- Đây là phản ứng hóa học mà tổng hợp một amino axit từ một aldehyde hoặc
ketone.

Hình 1.8. Phản ứng Strecker tổng quát đầu tiên
1.3.2.3. Phản ứng Mannich
Phản ứng Mannich cổ điển là một phản ứng hữu cơ nhiều thành phần giữa
formaldehyde, amine bậc một hoặc bậc hai và hợp chất chứa nhóm carbonyl như là
ketone tạo sản phẩm hợp chất β-amino carbonyl [20], [25].
Phản ứng tổng quát:

Hình 1.9. Phản ứng Mannich tổng quát


10

CHƯƠNG 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HĨA CHẤT
2.1.1. Dụng cụ
- Bình cầu 25ml, bình cầu 15ml, bình cầu 500ml.
- Phễu lọc, phễu chiết.
- Nhiệt kế, ống sinh hàn, giấy lọc, ống nghiệm.
- Các pipet loại 5ml và 1ml.

- Cốc thủy tinh 100ml, 500ml.
2.1.2. Thiết bị
- Máy khuấy từ gia nhiệt, máy sóng siêu âm.
- Máy cơ quay chân khơng, cân phân tích.
- Máy đo phổ NMR, MS.
- Đèn tử ngoại bước sóng λ= 254nm.
2.1.3. Hóa chất
Các hóa chất của hãng Merck (Đức) được sử dụng gồm:
- Diethyl acetylenedicarboxylate, benzylamine.
- o-Phenylenediamine.
- p-Tolualdehyde, p-nitrobenzaldehyde
- Acid citric, acid acetic
- Ethanol, dichloromethane, n-hexan, ethylacetate
- Bản mỏng silicagel 60GF254 độ dày 0,2mm
- Silicagel cỡ hạt 0,040 – 0,063mm Merck.
2.2. QUY TRÌNH TỔNG HỢP
2.2.1. Tổng hợp dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline A
2.2.1.1. Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-nitrobenzaldehyde,
benzylamine và diethyl acetylenedicarboxylate


11

Hình 2.10. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2 -pyrrolidinone từ benzylamine, pnitrobenzaldehyde, benzylamine và diethyl acetylenedicarboxylate
Tiến hành phản ứng: Lần lượt cho vào bình cầu 2 ml ethanol, 0.1 ml (1
mmol) benzylamine, 0.151 gam (1 mmol) p-nitrobenzaldehyde, 0.42 gam (2 mmol)
acid citric và khuấy hỗn hợp ở nhiệt độ phịng. Kiểm tra q trình tạo imine bằng
sắc ký lớp mỏng. Khi đã có sự hình thành imine, cho vào hỗn hợp 0.16 ml (1 mmol)
diethyl acetylenedicarboxylate. Quá trình phản ứng được kiểm tra bởi sắc ký lớp
mỏng với hệ dung môi n-hexane : ethylacetate = 5 : 3.5. Sau khi phản ứng kết thúc,

lọc lấy chất rắn và kết tinh lại trong ethanol ở 80°C [8].
Chất phản ứng:
nitrobenzaldehyde
Xúc tác: HCA
Dung môi: Ethanol

benzylamine,

p-

Khuấy
Kiểm tra SKLM
Thêm diethyl acetylenedicarboxylate
Khuấy
Kết thúc phản ứng

Lọc lấy chất rắn

Kết tinh lại trong ethanol ở 80°C
Cô quay chân khơng
Sản phẩm tinh khiết

Hình 2.11. Quy trình tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ bezylamine, pnitrobenzaldehyde và diethyl acetylenedicarboxylate


12

2.2.1.2. Tổng hợp dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline A

Hình 2.12. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline A

Hỗn hợp các chất gồm: 36 miligam o-phenylenediamine (0.33 mmol), 126
miligam dẫn xuất 2-pyrrolidinone (0.33 mmol) và 6 mL dung môi acid acetic được
cho vào bình phản ứng. Hỗn hợp phản ứng được khuấy từ, đun hồi lưu ở 1000C
trong thời gian 3 giờ. Tiến trình phản ứng được kiểm tra bằng sắc ký lớp mỏng với
hệ dung môi n-hexan : EtOAc = 7 : 3. Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản
phẩm được tinh chế trực tiếp bằng sắc ký cột với hệ dung môi rửa giải n-hexan :
EtOAc = 8 : 2 để thu được sản phẩm tinh khiết [16].
Chất phản ứng: o-phenylenediamine,
dẫn xuất 2-pyrrolidinone
Dung môi: Acid acetic
Khuấy, gia nhiệt ở 100oC
Kiểm tra SKLM
Kết thúc phản ứng

Chạy sắc ký cột
Cô quay chân không
Sản phẩm tinh khiết

Xác định cấu trúc

Hình 2.13. Quy trình tổng hợp dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline A
2.2.2. Tổng hợp dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline B
2.2.2.1. Tổng hợp dẫn xuất 2-pyrolidinone từ p-tolualdehyd, benzylamine
và diethyl acetylenedicarboxylate


13

Hình 2.14. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde,
benzylamine và diethyl acetylenedicarboxylate

Tiến hành phản ứng: Lần lượt cho vào bình cầu 2 ml ethanol, 0.1 ml (1
mmol) benzylamine, 0.12 ml (1 mmol) p-tolualdehyde, 0.42 gam (2 mmol) acid
citric và khuấy hỗn hợp ở nhiệt độ phòng. Kiểm tra quá trình tạo imine bằng sắc ký
lớp mỏng. Khi đã có sự hình thành imine, cho vào hỗn hợp 0.16 ml (1 mmol)
diethyl acetylenedicarboxylate. Quá trình phản ứng được kiểm tra bởi sắc ký lớp
mỏng với hệ dung môi n-hexane : ethylacetate = 5 : 3.5. Sau khi phản ứng kết thúc,
lọc lấy chất rắn và kết tinh lại trong ethanol ở 80°C [8].
Chất phản ứng:
tolualdehyde
Xúc tác: HCA
Dung môi: Ethanol

benzylamine,

p-

Khuấy
Kiểm tra SKLM
Thêm diethyl acetylenedicarboxylate
Khuấy
Kết thúc phản ứng

Lọc lấy chất rắn

Kết tinh lại trong ethanol ở 80°C
Cô quay chân không
Sản phẩm tinh khiết

Hình 2.15. Quy trình tổng hợp dẫn xuất 2-pyrrolidinone từ p-tolualdehyde,
benzylamine và diethyl acetylenedicarboxylate



14

2.2.2.2. Tổng hợp dẫn xuất pyrrolo[2,3-b]quinoxaline B

Hình 2.16. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline B
Hỗn hợp các chất gồm: 36 miligam o-phenylenediamine (0.33 mmol), 116
miligam dẫn xuất 2-pyrrolidinone (0.33 mmol) và 6 mL dung môi acid acetic được
cho vào bình phản ứng. Hỗn hợp phản ứng được khuấy từ, đun hồi lưu ở 1000C
trong thời gian 3 giờ. Tiến trình phản ứng được kiểm tra bằng sắc ký lớp mỏng với
hệ dung môi n-hexan : EtOAc = 7 : 3. Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản phẩm
được tinh chế trực tiếp bằng sắc ký cột với hệ dung môi rửa giải n-hexan : EtOAc =
8 : 2 để thu được sản phẩm tinh khiết [16].
Chất phản ứng: o-phenylenediamine,
dẫn xuất 2-pyrrolidinone
Dung môi: Acid acetic
Khuấy, gia nhiệt ở 100oC
Kiểm tra SKLM
Kết thúc phản ứng

Chạy sắc ký cột
Cơ quay chân khơng
Sản phẩm tinh khiết

Xác định cấu trúc

Hình 2.17. Quy trình tổng hợp dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline B



15

2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠNG CỤ ỨNG DỤNG TRONG
TỔNG HỢP HỮU CƠ
2.3.1. Phương pháp sắc ký lớp mỏng
2.3.2. Phương pháp sắc ký cột
2.3.3. Phương pháp phổ khối (MS)
2.3.4. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)


16

CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. TỔNG HỢP DẪN XUẤT PYRROLO [2,3-B] QUINOXALINE A
Cơng thức cấu tạo:

(A)
Hình 3.18. Cơng thức cấu tạo của hợp chất A
Dẫn xuất 2-pyrrolidinone được tổng hợp dựa vào phản ứng nhiều thành phần
giữa benzylamine, p-nitrobenzaldehyde, diethyl acetylenedicarboxylate, xúc tác
HCA, dung mơi ethanol. Sau đó, hợp chất A được tổng hợp từ phản ứng giữa dẫn
xuất 2-pyrrolidinone và o-phenylenediamine trong dung môi acid acetic.
Sản phẩm tinh khiết được tạo thành ở dạng rắn màu nâu (Hình 3.2).
Cấu trúc của hợp chất tổng hợp được xác định bằng các phương pháp phổ
hiện đại như phổ khối và phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều ( 1H-NMR,13CNMR).

Vết sản
phẩm


Hình 3.19. SKLM hợp chất A (n-hexan/EtOAc = 7/3) hiện màu trong UV (λ=
254nm) và hợp chất A


17

3.1.1. Phổ khối

Hình 3.20. Phổ khối của hợp chất A
Phổ khối của hợp chất A xuất hiện peak [M + H]+ có tỉ số khối lượng/điện
tích (m/z) = 453.1516 phù hợp với khối lượng phân tử của hợp chất A tổng hợp
được.
3.1.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR

Hình 3.21. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR của hợp chất A


18

Trên phổ 1H-NMR của hợp chất A xuất hiện đầy đủ các peak đặc trưng cho
các proton có mặt trong phân tử. Peak tương ứng với nguyên tử H của nhóm CH2
(nhóm CH2 liên kết trực tiếp với nguyên tử N và vòng benzen) được đặc trưng bởi
peak dạng singlet ở δH 5.49 ppm. Trong công thức cấu tạo của hợp chất A có nhóm
CH3-CH2- liên kết trực tiếp với –COO–. Peak tương ứng với nguyên tử H của nhóm
CH2 và CH3 này lần lượt là một quartet tại δH 4.25 ppm và một triplet tại δH 1.16
ppm. Độ chuyển dịch hóa học của peak đặc trưng cho 2 nguyên tử H thuộc CH 2 cao
hơn peak đặc trưng cho 3 ngun tử H thuộc CH3 vì nhóm CH2 liên kết trực tiếp với
nguyên tử O có độ âm điện lớn. Ngồi ra, trên phổ 1H-NMR cịn xuất hiện peak
dạng doublet tại δH 6.83 ppm; 7.47 ppm; 8.28 ppm và các peak dạng multilet tại δH

7.18 ppm; 7.78 ppm; 8.16 ppm; 8.42 ppm tương ứng với các nguyên tử H thuộc
vịng benzene.
3.1.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR

Hình 3.22. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR của hợp chất A
Trong phổ 13C-NMR của dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline A, peak tương
ứng với nguyên tử C nhóm ester xuất hiện tại δC 162.98 ppm. Bên cạnh đó, trong
cơng thức cấu tạo của hợp chất A có nhóm CH3-CH2- liên kết trực tiếp với –COO–.


19

Nguyên tử C của nhóm CH3 và nhóm CH2 được thể hiện bởi peak có độ chuyển
dịch hóa học là 14.47 ppm và 60.90 ppm. Nhóm CH2 liên kết trực tiếp với nguyên
tử O có độ âm điện lớn, làm mật độ electron trên nguyên tử C này giảm, hằng số
chắn giảm dẫn đến độ chuyển dịch hóa học cao so với nguyên tử C thuộc nhóm
CH3. Peak của nguyên tử C nhóm CH2 (nhóm CH2 liên kết trực tiếp với nguyên tử
N và vòng benzen) xuất hiện tại δC 46.64 ppm. Ngồi ra trên phổ

13

C-NMR cịn

xuất hiện các peak có độ chuyển dịch hóa học δC 105.79 ppm, 123.53 ppm; 127.36
ppm; 128.28 ppm; 128.44 ppm; 128.86 ppm; 129.16 ppm; 129.34 ppm; 130.50
ppm; 131.40 ppm; 136.63 ppm; 137.33 ppm; 140.10 ppm; 140.15 ppm; 142.33
ppm; 142.75 ppm; 148.94 ppm và 153.15 ppm.
Qua các dữ kiện phân tích về phổ MS, 1H-NMR và 13C-NMR cho thấy hợp
chất A đã được tổng hợp thành công.
3.2. TỔNG HỢP DẪN XUẤT PYRROLO [2,3-B] QUINOXALINE B

Công thức cấu tạo:

(B)
Hình 3.23. Cơng thức cấu tạo của hợp chất B
Dẫn xuất 2-pyrrolidinone được tổng hợp dựa vào phản ứng nhiều thành phần
giữa benzylamine, p-tolualdehyde, diethyl acetylenedicarboxylate, xúc tác HCA,
dung mơi ethanol. Sau đó, hợp chất B được tổng hợp từ phản ứng giữa dẫn xuất 2pyrrolidinone và o-phenylenediamine trong dung môi acid acetic.
Sản phẩm tinh khiết được tạo thành ở dạng rắn màu vàng (Hình 3.8).
Cấu trúc của hợp chất tổng hợp được xác định bằng các phương pháp phổ
hiện đại như phổ khối và phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1H-NMR,13CNMR).


20

Vết sản
phẩm

Hình 3.24. SKLM hỗn hợp sau phản ứng hiện màu trong UV (λ= 254nm)

Vết sản
phẩm

Hình 3.25. SKLM hợp chất B (n-hexan/EtOAc = 8/2) hiện màu trong UV (λ=
254nm) và hợp chất B
3.2.1. Phổ khối

Hình 3.26. Phổ khối của hợp chất B
Phổ khối của hợp chất B xuất hiện peak cơ sở với cường độ lớn nhất (100%)
có tỷ lệ khối lượng/điện tích (m/z) là 422.1815. Peak này phù hợp với khối lượng



21

phân tử của hợp chất B tổng hợp được.
3.2.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR

Hình 3.27. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR của hợp chất B
Trên phổ 1H-NMR của hợp chất B xuất hiện đầy đủ các peak đặc trưng cho
các proton có mặt trong phân tử. Peak tương ứng với nguyên tử H của nhóm CH2
(nhóm CH2 liên kết trực tiếp với nguyên tử N và vòng benzen) được đặc trưng bởi
peak dạng singlet ở δH 5.49 ppm. Trong công thức cấu tạo của hợp chất A có nhóm
CH3-CH2- liên kết trực tiếp với –COO–. Peak tương ứng với nguyên tử H của nhóm
CH2 và CH3 này lần lượt là một quartet tại δH 4.27 ppm và một triplet tại δH 1.17
ppm. Độ chuyển dịch hóa học của peak đặc trưng cho 2 nguyên tử H thuộc CH 2 cao
hơn peak đặc trưng cho 3 nguyên tử H thuộc CH3 vì nhóm CH2 liên kết trực tiếp với
nguyên tử O có độ âm điện lớn. Peak tương ứng với nguyên tử H của nhóm CH 3
(nhóm CH3 liên kết trực tiếp với vòng benzen) được đặc trưng bởi peak dạng singlet
ở δH 2.45 ppm. Ngoài ra, trên phổ 1H-NMR còn xuất hiện peak dạng doublet of
doublet tại δH 6.93 ppm, các peak dạng doublet tại δH 7.22 ppm; 7.26 ppm và các
peak dạng multilet tại δH 7.17 ppm; 7.73 ppm; 8.13 ppm; 8.40 ppm tương ứng với
proton thuộc vòng benzene.


22

3.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR

Hình 3.28. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR của hợp chất B
Trong phổ 13C-NMR của dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline B, peak tương
ứng với nguyên tử C nhóm ester xuất hiện tại δC 163.59 ppm. Bên cạnh đó, trong

cơng thức cấu tạo của hợp chất B có nhóm CH3-CH2- liên kết trực tiếp với –COO–.
Nguyên tử C của nhóm CH3 và nhóm CH2 được thể hiện bởi peak có độ chuyển
dịch hóa học là 14.48 ppm và 60.52 ppm. Nhóm CH2 liên kết trực tiếp với nguyên
tử O có độ âm điện lớn, làm mật độ electron trên nguyên tử C này giảm, hằng số
chắn giảm dẫn đến độ chuyển dịch hóa học cao so với nguyên tử C thuộc nhóm
CH3. Peak của nguyên tử C nhóm CH2 (nhóm CH2 liên kết trực tiếp với nguyên tử
N và vòng benzen) xuất hiện tại δC 46.45 ppm. Trong cấu tạo của hợp chất B cịn có
một nhóm CH3 (nhóm CH3 liên kết trực tiếp với vịng benzen, ngun tử C ở vị trí
này được đặc trưng bởi peak tại δC 21.94 ppm. Ngoài ra trên phổ 13C-NMR cịn xuất
hiện các peak có độ chuyển dịch hóa học δC 104.83 ppm; 127.54 ppm, 127.65 ppm;
127.72 ppm; 127.99 ppm; 128.63 ppm; 128.77 ppm; 128.87 ppm; 129.20 ppm;
130.04 ppm; 130.44 ppm; 137.23 ppm; 139.87 ppm; 140.42 ppm; 141.02 ppm;
142.46 ppm và 142.50 ppm.
Qua các dữ kiện phân tích về phổ IR, MS, 1H-NMR và
hợp chất B đã được tổng hợp thành công.

13

C-NMR cho thấy


23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất
pyrrolo [2,3-b] quinoxaline từ các dẫn xuất 1-benzyl-2-pyrrolidinone”, tôi đã thu
được những kết quả dưới đây:
a. Đã tổng hợp được một số dẫn xuất của pyrrolo [2,3-b] quinoxaline:

- Dẫn xuất 2-pyrrolidinone được tạo thành từ p-nitrobenzaldehyde,
benzylamine, diethyl acetylenedicarboxylate. Từ đó, hợp chất A được tổng hợp từ
các chất là o-phenylenediamine và dẫn xuất 2-pyrrolidinone.
-

Dẫn xuất 2-pyrrolidinone được tạo thành từ p-tolualdehyde, benzylamine,

diethyl acetylenedicarboxylate. Từ đó, hợp chất B được tổng hợp từ dẫn xuất 2pyrrolidinone và o-phenylenediamine.
b. Đã sử dụng các phương pháp phân tích cơng cụ như phổ khối, 1H-NMR và
13

C-NMR trong việc xác định cấu tạo các dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline đã

tổng hợp được.
c. Đã ứng dụng thành công phản ứng nhiều thành phần để tổng hợp dẫn xuất
của 2-pyrrolidinone từ đó tổng hợp dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline.
2. KIẾN NGHỊ
Do thời gian và phạm vi đề tài nghiên cứu có hạn, thơng qua kết quả đề tài, tôi
mong muốn đề tài được phát triển rộng hơn về một số vấn đề như sau:
- Nghiên cứu thêm nhiều ứng dụng của phản ứng nhiều thành phần và dẫn
xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline trong tổng hợp hữu cơ cũng như các ngành khác.
- Sử dụng phản ứng nhiều thành phần và xúc tác hữu cơ để tổng hợp các dẫn
xuất 2-pyrrolidinone từ đó tổng hợp các dẫn xuất pyrrolo [2,3-b] quinoxaline.
- Tổng hợp những dẫn xuất khác của pyrrolo [2,3-b] quinoxaline có cấu trúc
tương tự hợp chất A, B nhưng có gắn thêm các nhóm chức ở những vị trí khác nhau
bằng cách thay đổi các dẫn xuất 2-pyrrolidinone, diamine, dung mơi và thăm dị
hoạt tính sinh học của những dẫn xuất tổng hợp được.