Nghiên cứu phản ứng acetyl hóa indole, 5- methoxyindole và 5-chloroindole sử dụng triflate đồng trong điều kiện chiếu xạ vi sóng

Phản ứng acetyl hóa Friedel-Crafts là một trong những phản ứng quan trọng trong các quy trình tổng hợp hữu cơ. Phản ứng acetyl hoá trên các dẫn xuất của indole với tác chất anhydride acetic sử dụng triflate đồng làm xúc tác trong điều kiện chiếu xạ vi sóng được khảo sát trong nghiên cứu này. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phản ứng acetyl hóa indole, 5- methoxyindole và 5-chloroindole sử dụng triflate đồng trong điều kiện chiếu xạ vi sóngTAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T5- 2016Nghiên cứu phản ứng acetyl hóa indole, 5methoxyindole và 5-chloroindole sử du ̣ngtriflate đồ ng trong điề u kiê ̣n chiế u xa ̣ vi sóngNguyễn Trường HảiTrần Hoàng PhươngTrường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM(Bài nhận ngày 13 tháng 06 năm 2016, nhận đăng ngày 02 tháng 12 năm 2016)TÓM TẮTPhản ứng acetyl hóa Friedel-Crafts là mộtnghiên cứu này. Khác với xúc tác là acid Lewistrong những phản ứng quan trọng trong các quytruyền thống, sử dụng xúc tác Cu(OTf)2 cho hiệutrình tổng hợp hữu cơ. Phản ứng acetyl hoá trênsuất cao, độ chọn lọc cao , điều kiện phản ứngcác dẫn xuất của indole với tác chất anhydrideđơn giản, xúc tác sau phản ứng có thể thu hồi vàacetic sử dụng triflate đồ ng làm xúc tác trongtái sử dụng, giúp giảm thiểu ảnh hưởng đến môiđiề u kiê ̣n chiế u xạ vi sóng được khảo sát trongtrường.Từ khóa: Acyl hóa Friedel-Crafts, Cu(OTf)2, indole, vi sóngMỞ ĐẦUtâm từ các nhà khoa học trên thế giới. Bên cạnhđó, xúc tác triflate dễ dàng được thu hồi và tái sửNgày nay , phản ứng acyl hoá Friedel -Craftsdụng nhiều lần mà không làm giảm đi hoạt tínhđóng mô ̣t vai trò quan tro ̣ng trong linh vực tổ ng̃của xúc tác. Trong khi đó, nhiều aryl ketone đượchơ ̣p hữu cơ, đă ̣c biê ̣t là những phản ứng điề u chếđiều chế bằng phản ứng acyl hoá Friedel-Craftsketone hương phương. Phản ứng này đã và đangcác hợp chất hương phương được xúc tác bởilà phản ứng nền tảng cho hoá học tổng hợp hữutrifalte kim loại, việc sử dụng anhydride acid làmcơ trong lĩnh vực khoa học cơ bản và công nghệ,tác nhân phản ứng acyl hoá cũng có khá nhiều bàinhững hợp chất được điều chế từ phản ứngbáo trên thế giới được công bố. Kể từ khi đượcFriedel–Crafts là trung gian quan trọng cho nhiềugiới thiệu trong tổng hợp hữu cơ vào năm 1987ngành như: dược phẩm, hương liệu, phẩmbởi Frosberg và cộng sự, tiếp theo sau đó lànhuộm, nông nghiệp...[1]. Theo truyền thống,nghiên cứu mở đầu của nhóm nghiên cứunhững phản ứng acyl hoá đã sử dụng các xúc tácKobayashi, Sc(OTf)3, Y(OTf)3 và Ln(OTf)3 lànhư: AlCl3, BF3, FeCl3, TiCl4, SnCl2,…[2].những xúc tác được nghiên cứu và có những bàiNhững xúc tác này thường không thể thu hồi vàbáo được công bố trên những tạp chí về hoá họctái sử dụng lại được. Khi sử dụng xúc tác AlCl3,trên thế giới [6-10]. Mục tiêu của đề tài này làphản ứng không thân thiện với môi trường vì tạonghiên cứu phản ứng acyl hóa trên chất nền làra nhiều sản phẩm độc hại do AlCl3 phải dùngdẫn xuấ t của indole sử dụng anhydride acetic làmvới lượng thừa, không thu hồi và tái sử dụngtác chất, phản ứng được thực hiện với xúc tácđược. Bên cạnh đó, sử dụng anhydride aceticCu(OTf)2. Các sản phẩm tạo thành từ phản ứngthay cho acetyl chloride là cần thiết vì sản phẩmacyl hóa các dẫn xuất của indole có hoạt tính sinhphụ là acid acetic (ít độc hại hơn HCl sinh ra khihọc và thường được ứng dụng để sản xuất dượcsử dụng acetyl chloride), thân thiện với môiphẩm. Các phản ứng nghiên cứu được thực hiệntrường hơn so với các phản ứng acyl hoá truyềntrong lò vi sóng chuyên dùng Discover (CEM).thống khác [3-5]. Triflate kim loại có tính acidSản phẩm tạo thành có độ chọn lọc đồng phân rấtLewis cao, bền nên nhận được khá nhiều sự quancao tại vị trí C3.Trang 177Science & Technology Development, Vol 19, No.T5-2016Phương trình phản ứng:VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPVật liệuHóa chấtAnhydride acetic , anhydride propionic ,anhydride butyric , anhydride benzoic , indole, 5methoxyindole, 5-chloroindole, triflate đồ ng củaSigma-Aldrich có độ tinh khiết rất cao và sửdụng ngay không cần phải tinh chế.Ethyl acetate, diethylNaHCO3 của Trung Quốc.Dụng cụether,Na2SO4,Cân điện tử Sartorius GP-1503P.Máy cô quay chân không Heidolph Laborora4001.Lò vi sóng chuyên dùng Discover CEM.Máy sắc ký khí Agilent 5890 Series II:- Cột mao quản: DB-5: 30 m x 320 m x0,25 m-Đầu dò: FID- Nhiệt độ phần bơm mẫu là 250 oC vàđầu dò là 300 oC-Tốc độ của khí mang N2: 1mL/phútChương trình nhiệt: 50 oC (1 phút)15 oC/phút280 oC (5 phút)- Máy GC-MS Agilent: GC: 7890A –MS: 5975C. Cột: DB-5MS.- Phổ NMR được đo trong dung môiCDCl3 trên máy Bruker với chất chuẩn TMS.Trang 178Quy trình thực hiện phản ứng tổng quát: Chohỗn hợp phản ứng vào lò vi sóng chuyên dụngindole (117 mg, 1 mmol), anhydride acetic (204mg, 2 mmol) và triflate đồng (18 mg; 0,05 mmol)điều chỉnh công suất, nhiệt độ và thời gian thíchhợp. Sau khi phản ứng kết thúc, để nguội đếnkhoảng 50-60 oC, lấy ống nghiệm ra khỏi lò visóng và tiến hành ly trích sản phẩm.Cô lập sản phẩmSau khi thực hiện xong phản ứng, hỗn hợpsản phẩm được ly trích với nước và diethyl ether(10 mL/lần). Sau 3 lần trích như vậy, dung dịchsản phẩm và chất nền sẽ ở trong lớp dung môihữu cơ và phần nước chứa xúc tác. Lớp hữu cơđược rửa với dung dịch NaHCO3 bão hòa và rửalại với nước. Hỗn hợp sản phẩm được làm khanvới Na2SO4. Sau khi được làm khan hỗn hợpđược cô quay thu hồi dung môi. Hiệu suất trongquá trình khảo sát phản ứng acyl hóa indole đượcxác định bằng GC, hiệu suất khi khảo sát ảnhhưởng của chất nền là hiệu suất cô lập. Sản phẩmđược định danh bằng GC-MS và 1H, 13C NMR.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNKhảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gianĐầu tiên, tỉ lệ giữa chất nền và chất được cốđịnh là 1:2 cho các khảo sát trong phản ứngacetyl hóa indole. Khối lượng xúc tác sử dụng là5 % mol Cu(OTf)2.TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T5- 2016Phản ứng được thực hiện theo phương trình sau:Bảng 2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ sử dụng 5 % mol Cu(OTf)2Stt1234567abĐiều kiên phản ưnǵ̣Nhiêṭ đô ̣ (oC)Thời gian (phút)6010801010010120101001100510015Hiêu suấ ta (%)̣62809495748195Độ chọn lọc b (%)1/2/35/1/945/0/951/1/982/ ...