Nghiên cứu phản ứng Paal-Knorr tổng hợp dẫn xuất pyrrole sử dụng xúc tác MIL-53(Al) trong điều kiện hóa học xanh

Cấu trúc của MIL-53(Al) được xác định bằng XRD và FT-IR. Hoạt tính và khả năng tái sử dụng của xúc tác MIL-53(Al) được khảo sát trên phản ứng Paal-Knorr giữa aniline và acetonylacetone. Điều kiện phản ứng êm dịu và hiệu suất cao cho thấy xúc tác MIL-53(Al) có hoạt tính tốt và khả năng tái sử dụng dựa trên phản ứng PaalKnorr. Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phản ứng Paal-Knorr tổng hợp dẫn xuất pyrrole sử dụng xúc tác MIL-53(Al) trong điều kiện hóa học xanhScience & Technology Development, Vol 5, No.T20- 2017Nghiên cứu phản ứng Paal-Knorr tổng hợp dẫnxuất pyrrole sử dụng xúc tác MIL-53(Al) trongđiều kiện hóa học xanh  Nguyễn Trường Hải  Trần Hoàng PhươngTrường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 14 tháng 12 năm 2016, nhận đăng ngày 28 tháng 11 năm 2017)TÓM TẮT MIL-53(Al) được tổng hợp bằng phương pháp và khả năng tái sử dụng dựa trên phản ứng Paal-dung nhiệt (solvothermal method) sử dụng aluminum Knorr. Với tỷ lệ xúc tác là 5 mol %, tỷ lệ aniline vànitrate (Al(NO3)3) như là một nguồn cung cấp Al và acetonylacetone là 1:1.2 trong điều kiện không dung1,4-benzenedicarboxylic acid (H2BDC) như là một môi cho độ chuyển hoá gần 100 % và sản phẩm 2,5-ligand hữu cơ. Cấu trúc của MIL-53(Al) được xác dimethyl-1-phenyl-1H-pyrrole thu được với hiệu suấtđịnh bằng XRD và FT-IR. Hoạt tính và khả năng tái cao (95-100 %) sau 2 giờ thực hiện phản ứng bằngsử dụng của xúc tác MIL-53(Al) được khảo sát trên phương pháp kích hoạt siêu âm. Xúc tác MIL-53(Al)phản ứng Paal-Knorr giữa aniline và có thể tái sử dụng 5 lần mà hoạt tính và hiệu suấtacetonylacetone. Điều kiện phản ứng êm dịu và hiệu phản ứng giảm không đáng kể.suất cao cho thấy xúc tác MIL-53(Al) có hoạt tính tốt Từ khóa: MIL-53(Al), phản ứng Paal-Knorr, phương pháp kích hoạt siêu âmMỞ ĐẦU Các xúc tác truyền thống thường được sử dụng Phản ứng Paal-Knorr tổng hợp dẫn xuất của trong phản ứng Paal-Knorr tổng hợp pyrrole từ aminepyrrole, đóng một vai trò quan trọng trong ngành tổng bậc một như: acid Bronsted [7-10] (HCl, H2SO4, p-hợp dược phẩm. Pyrrole và dẫn xuất của pyrrole là toluenesulfonic acid (TSA), CH3COOH, …), acidnhững hợp chất dị vòng sử dụng trong tổng hợp dược Lewis [7,8,11] (Sc(OTf)3, Bi(NO3)3.5H2O, RuCl3,phẩm vì chúng có hoạt tính sinh học khác nhau như InCl3, SnCl2.2H2O, …), I2 [12], acid proton [13],kháng vi khuẩn, kháng virus và hoạt động kháng u [1- Al2O3 [14], chất lỏng ion [15], Bi(OTf)3/[bmin]BF43]. Do đó, dựa trên những hoạt tính sinh học của các [16], Fe3+-montmorillonite [10] … Tuy nhiên, cáchợp chất này, đã có nhiều công trình nghiên cứu để loại xúc tác này đòi hỏi thời gian phản ứng dài, giáphát triển các cấu trúc này như: phản ứng Hantzsch thành cao, sử dụng dung môi hữu cơ khan, điều kiệnvào năm 1890 [4], pyrrole được tổng hợp từ α- phản ứng khắc nghiệt, lượng xúc tác rắn được sửchloromethyl ketone với β-ketonester và dung dịch dụng nhiều, chất thải sau phản ứng gây độc hại lớn,NH3; phản ứng Knorr vào năm 1884 [5], với việc nhiệt độ phản ứng cao và xúc tác sau khi sử dụngtổng hợp pyrrole từ phản ứng giữa α-aminoketone không thể thu hồi và tái sử dụng [17–20]. Do đó, các(được tổng hợp từ α-haloketone và dung dịch NH3) và nghiên cứu tiếp theo cần tìm ra một loại xúc tác hiệuβ-ketonester; hay phản ứng Paal-Knorr vào năm 1885 quả hơn so với các loại xúc tác trước đây, yêu cầu[6], với việc sử dụng hợp chất 1,4-dicarbonyl chuyển phát triển một loại xúc tác “xanh” hơn và thân thiệnthành pyrrole từ phản ứng giữa amine bậc một hoặc với môi trường.dung dịch NH3.Trang 116 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 20, SOÁ T5- 2017 Metal-organic frameworks (MOFs) là cấu trúc về khả năng nhiệt và độ ổn định về hóa học. Do đó,mạng tinh thể mở, cấu trúc xốp mở rộng, các lỗ nhỏ li ngày càng nhiều nghiên cứu về hoạt tính xúc tác củati giống như hình tổ ong, được hình thành dựa trên MOF dựa trên kim loại Al. MIL-53(Al) thể hiện kháliên kết của các ion của kim loại chuyển tiếp và các nhiều tính chất như bền, hoạt tính xúc tác cao trongcầu nối hữu cơ. Cấu trúc cơ bản của MOF thuộc loại nhiều phản ứng khác nhau.vật liệu tinh thể, cấu tạo từ những cation kim loại hay Trong nghiên cứu này, MIL-53(Al) được tổngnhóm ion kim loại liên kết với các phân tử hữu cơ hợp và kiểm tra bằng XRD, FT-IR. Hoạt tính của xúc(organic ligands) để hình thành cấu trúc có không tác được thực hiện thông qua phản ứng Paal-Knorrgian ba chiều xốp và có diện tích bề mặt riêng lớn tổng hợp dẫn xuất của pyrrole. Phản ứng được thực[21]. Có rất nhiều nghiên cứu về MOF mà cụ thể là hiện giữa amine bậc một và acetonylacetone trong sựnghiên cứu của Férey và cộng sự về MIL (Materials hiện diện của MIL-53(Al) làm xúc tác, phản ứngof Institute Lavoisier), dựa vào hóa trị hai và ba (3d được theo dõi thông qua những khảo sát về thời gian,và 4f) của ki ...