NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U
Nguyên liệu, thiết bị
Các dung môi, hoá chất đạt tiêu chuẩn tinh khiết hóa học hoặc tinh khiết phân tích theo bảng sau:
Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất và dung môi
STT Tên hóa chất Nguồn gốc Tiêu chuẩn
1 1-bromo-Adamantan 99 % Trung Quốc Tinh khiết hóa học
2 Urethan Trung Quốc Tinh khiết hóa học
3 Acetone Trung Quốc Tinh khiết phân tích
4 Acetoneitril Trung Quốc Tinh khiết hóa học
5 Acid clohydric 36,5 % Trung Quốc Tinh khiết phân tích
6 Urea Trung Quốc Tinh khiết phân tích
7 Thioure Trung Quốc Tinh khiết phân tích
8 Amoni acetate Trung Quốc Tinh khiết phân tích
9 Cloroform Trung Quốc Tinh khiết phân tích
10 Dicloromethan Trung Quốc Tinh khiết phân tích
11 Diethylen glycol Trung Quốc Tinh khiết phân tích
12 NH3 lỏng Trung Quốc Tinh khiết phân tích
13 Propylen glycol Trung Quốc Tinh khiết phân tích
14 n-hexan Trung Quốc Tinh khiết phân tích
15 Methanol Trung Quốc Tinh khiết phân tích
16 Natri hydroxyd Trung Quốc Tinh khiết phân tích
17 Natri sulfat khan Trung Quốc Tinh khiết phân tích
Trong quá trình nghiên cứu, sử dụng các thiết bị sau:
- Cân điện tử Sartorius (Đức)
- Máy cất quay chân không Buchi V-500 (Đức)
- Tủ sấy Medda (Việt Nam)
- Máy khuấy từ gia nhiệt VELP (Đức)
- Máy đo điểm chảy Stuart (Đức)
- Máy đo độ pH SI Analytics (Đức)
- Phổ khối lượng đo trên máy khối phổ
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H-NMR, 13 C-NMR đo trên máy Brucker AC
- Bản mỏng Silicagel GF254 (Merck – Đức)
Các dụng cụ thủy tinh quan trọng trong phòng thí nghiệm bao gồm bình cầu đáy tròn, bình lọc hút chân không, bình cầu 3 cổ, sinh hàn, nhiệt kế, ống đong, phễu lọc, bình định mức và pipet đạt tiêu chuẩn Những dụng cụ này hỗ trợ hiệu quả trong các thí nghiệm và nghiên cứu khoa học.
N ội dung và phương pháp nghiên cứ u
2.2.1 Xây dựng quy trình tổng hợp amantadine hydrochloride bằng phương pháp mới đi từ 1-bromadamantan bằng cách amino hóa trực tiếp với tác nhân cung cấp amoniac
Trên thị trường, nguyên liệu 1-bromadamantan dễ dàng có thể được mua Qua phản ứng amino hóa trực tiếp với tác nhân amoniac, ta có thể tổng hợp amantadin base Tiếp theo, amantadin base được chuyển đổi thành amantadine hydrochloride bằng dung dịch HCl.
Trong đó nguồn tạo amoniac sử dụng trong luận văn là:
Chúng tôi dự kiến tổng hợp amantadine hydrochloride bằng 4 phương pháp theo các sơ đồ sau:
Các phương pháp trên gồm có 2 bước chính:
- Bước 1: Tạo liên kết C-NH-R giữa AdBr và tác nhân cung cấp Nitơ
- Bước 2: Tạo muối amantadine hydrochloride
2.2.2 Các nguyên liệu, sản phẩm chính:
- 1-bromadamantan: tinh thể rắn màu trắng Tnc 113-115°C Không tan trong nước, tan trong CH2Cl2
- Nguồn sinh NH3: Các chất được khảo sát gồm: Ure, thioure, urethane, amoni cacbonat, amoni clorua, amoni acetate
- Amantadine hydrochloride : dạng bột tinh thể rắn màu trắng, ít tan trong acetone, ethanol lạnh, tan tốt trong nước (50mg/mL)
2.2.3 Quy trình tiến hành dự kiến :
Cân 1-bromadamantan và các chất tác nhân cung cấp NH3 trong dãy ure, thioure, amoni acetate và urethan theo tỷ lệ mol 1:3 Sau khi trộn kĩ, cho hỗn hợp vào bình cầu 2 cổ, loại 50 mL Khuấy và đun nóng chảy hỗn hợp đến khi tiêu thụ hết 1-bromadamantan (Quan sát thời điểm kết thúc phản ứng bằng sắc kí lớp mỏng, hệ dung môi CH2Cl2/MeOH 9:1.Hiện màu bằng iot (phát hiện Ad-br chưa phản ứng) Hiện màu bằng dragendoff (phát hiện Ad-NH2))
Sau khi hoàn tất phản ứng, tiến hành thủy phân trong môi trường acid hoặc kiềm mạnh Tiếp theo, chuyển hóa sản phẩm thủy phân thành muối amantadine hydrochloride bằng cách sử dụng dung dịch HCl pha loãng.
Việc theo dõi vết nguyên liệu 1-brom adamantan bằng phương pháp sắc kí bản mỏng hấp thụ iot cho phép khảo sát đồng thời hai yếu tố quan trọng là nhiệt độ và thời gian phản ứng.
Các nội dung khảo sát gồm:
- Khảo sát điều kiện thực hiện phản ứng (nhiệt độ-thời gian thực hiện phản ứng)
- Khảo sát tỷ lệ mol thích hợp giữa các chất tham gia phản ứng
- Khảo sát dung môi thích hợp để thực hiện phản ứng
- Khảo sát quá trình tạo muối từ amantadin đã tổng hợp được
Chỉtiêu đánh giá lựa chọn:
- Bằng hình thức cảm quan, xác định nhiệt độ nóng chảy và tính hiệu suất phản ứng
- Đo các loại phổ để nhận dạng và xác định cấu trúc
Hiệu suất của phản ứng được tính theo công thức:
H (%) = msptg (thực tế)/ msptg (lý thuyết) x 100%
2.2.4 Phương pháp xử lý kết quả nghiên cứu
Các số liệu thống kê được xử lý bằng phần mềm Microsoft Office Excel 2013
2.2.5 Các phương pháp hóa lý để xác định cấu trúchợp chất hữu cơ
2.2.5.1 Xác định nhiệt độ nóng chảy
Mỗi hợp chất hữu cơ tinh khiết đều có độ chảy xác định, điều này làm cho điểm chảy trở thành một trong những đặc tính quan trọng để nhanh chóng xác định độ tinh khiết của hợp chất.
Nhiệt độ nóng chảy, hay còn gọi là điểm chảy, là nhiệt độ tại đó hạt chất rắn đầu tiên của một chất chuyển thành trạng thái lỏng, đồng thời bắt đầu biến màu, hóa than hoặc sủi bọt Nếu điểm chảy của tinh thể thu được qua hai hoặc nhiều lần kết tinh chỉ chênh lệch nhau không quá 0,5°C, sản phẩm kết tinh đó được coi là tương đối tinh khiết.
Khoảng nóng chảy của một chất là khoảng nhiệt độ điều chỉnh, bắt đầu từ khi chất rắn bắt đầu nóng chảy cho đến khi nó hoàn toàn chuyển sang trạng thái lỏng Để xác định khoảng chảy, nếu nhiệt độ bắt đầu hoặc kết thúc không rõ ràng, có thể chỉ cần xác định một trong hai nhiệt độ này.
2.2.5.2 Các phương pháp hóa lý dùng xác định cấu trúc của hợp chất hữu cơ
Ngày nay, các phương pháp vật lý, đặc biệt là các phương pháp phổ, được áp dụng rộng rãi để xác định cấu trúc phân tử và nghiên cứu các hợp chất hóa học cũng như quá trình phản ứng hóa học Những phương pháp này giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu so với các phương pháp hóa học truyền thống, đặc biệt có ý nghĩa trong việc xác định các hợp chất hữu cơ.
Cơ sở của phương pháp phổ :
Dựa trên quá trình tương tác của các bức xạ điện từ đối với các phân tử vật chất
Khi các phân tử tương tác với bức xạ điện từ, chúng hấp thụ và phát xạ năng lượng theo cách đặc trưng cho cấu trúc của chúng Mỗi nhóm chức của phân tử tạo ra dấu hiệu riêng biệt trong phổ ảnh Qua việc phân tích phổ, chúng ta có thể suy luận ngược lại cấu trúc của phân tử dựa trên kết quả hấp thụ và phát xạ năng lượng.
Phương pháp vật lý trong xác định kết quả thường mang lại độ chính xác cao, đồng thời cho phép thu hồi chất khảo sát, ngoại trừ trường hợp sử dụng phương pháp phổ khối lượng.
Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy - IR) là một kỹ thuật phân tích dựa trên sự dao động và quay của các nguyên tử trong phân tử Kỹ thuật này hoạt động bằng cách cho tia bức xạ IR đi qua mẫu, từ đó xác định phần tia bị hấp thụ với năng lượng nhất định Mỗi năng lượng tại pic trong phổ hấp thụ tương ứng với tần số dao động của một phần của phân tử mẫu, giúp nhận diện cấu trúc phân tử một cách chính xác.
Bức xạ hồng ngoại liên quan đến phần phổ điện từ nằm giữa vùng khả kiến và vùng vi sóng có bước sóng nằm trong vùng:
Vùng hồng ngoại gần: 14290 - 4000 cm -1 và hồng ngoại xa: 700 - 200 cm -1 Vùng phổ có ý nghĩa quan trọng nhất là vùng giữa 4000 - 400 cm -1
Phổ hồng ngoại được ứng dụng trong hóa học hữu cơ để:
- Xác định tính đồng nhất (giống nhau) (ví dụ: Tính giống nhau của một chất tổng hợp được với một mẫu đã biết)
Để xác định cấu tạo của hợp chất, cần phân tích bộ khung của hợp chất, nhận diện sự có mặt của các nhóm chức và xác định vị trí của các nhóm thế trên nhân thơm Việc phân biệt các đồng phân cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình này.
- Nghiên cứu sự tương tác nội phân tử hoặc giữa các phân tử (ví dụ: xác định sự có mặt của các liên kết hydro)
Ph ổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là một phương pháp vật lý hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu cấu trúc của các hợp chất hữu cơ NMR giúp xác định cấu trúc của các phân tử phức tạp, bao gồm cả các hợp chất thiên nhiên Hai loại phổ phổ biến nhất được sử dụng trong NMR là phổ 1H-NMR và phổ 13C-NMR.
Phương pháp phổ NMR là một kỹ thuật quan trọng trong việc nghiên cứu cấu trúc phân tử thông qua sự tương tác giữa bức xạ điện từ tần số radio và các hạt nhân trong từ trường mạnh Kỹ thuật này cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử, điều mà khó có thể thu được bằng các phương pháp khác.
Nguyên lý của phổ cộng hưởng từ hạt nhân dựa trên việc hạt nhân nguyên tử có momen từ, như 1H và 13C, được đặt trong một từ trường Khi từ trường thay đổi, hạt nhân sẽ hấp thụ năng lượng từ sóng vô tuyến, dẫn đến sự xuất hiện của phổ cộng hưởng từ hạt nhân Trong quá trình đo phổ này, chúng ta xác định năng lượng cần thiết để thay đổi hướng của momen từ hạt nhân trong từ trường.
K ế t qu ả xây d ự ng quy trình t ổ ng h ợp amantadine hydrochloride đi từ 1-bromadamantan và ure
3.1.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ- thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1- bromadamantan và urea trong điều kiện không dung môi.
Urea phân hủy ở nhiệt độ từ 130 - 190⁰C, giải phóng NH3 và acid isocyanic NH3 này có thể được sử dụng để phản ứng với 1-bromadamantan nhằm tổng hợp amantadin Phản ứng tổng hợp sản phẩm diễn ra theo phương trình đã được xác định.
Hỗn hợp gồm 3,3g (0,015mol) 1-bromadamantan và 2,7g (0,045mol) ure được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL Sau đó, hỗn hợp được khuấy và đun nóng chảy ở 130°C, rồi nâng dần và duy trì ở các nhiệt độ khảo sát từ 130 đến 185°C Điểm kết thúc phản ứng được quan sát bằng sắc ký bản mỏng với hệ dung môi CH2Cl2/MeOH tỉ lệ 9:1 Phản ứng được phát hiện bằng cách hiện màu với iod (phát hiện Ad-br chưa phản ứng) và bằng dragendoff (phát hiện Ad-NH2).
Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp được để nguội đến nhiệt độ phòng và kiểm tra pH bằng quỳ tím ướt, cho kết quả pH từ 3-4 Tiếp theo, thêm dung dịch NaOH 40% để điều chỉnh pH lên 10-12, tạo ra một hỗn hợp có tủa Sau đó, cho vào 20 mL CH2Cl2 và đun hồi lưu trong 30 phút Cuối cùng, chiết xuất CH2Cl2 và rửa lại 3 lần với nước cất, thu được pha hữu cơ chứa amantadin base.
Cô quay loại bớt CH2Cl2 đến còn 1/3 thể tích, sau đó thêm 20mL HCl 1:1 và đun hỗn hợp trên hồi lưu trong 30 phút Tiến hành chiết và loại bỏ pha hữu cơ, rửa pha nước với 3mL n-hexan, rồi cô đặc dưới áp suất giảm để thu muối amantadine hydrochloride thô Thêm 3mL acetone, đun hỗn hợp muối tới sôi nhẹ, làm lạnh từ từ và đưa xuống 0-5°C trong 1 giờ Lọc và rửa tủa với acetone lạnh, sau đó sấy khô để thu được amantadine hydrochloride dạng tinh thể trắng với điểm chảy lớn hơn 330°C Các chỉ số định tính khác cũng được ghi nhận.
- Rf = 0.5 (TLC, CHCl3 : MeOH : 25% aq.NH3 = 6 : 1 : 1)
- Phổ IR (Phụ lục 1), (cm -1 ) : 3054,60 (-NH2); 2917.82-2868,08 (-CH);
- Phổ MS, (Phụ lục 2), m/z: 134,9 [M-NH2.HCl] + ; 151.9 [MNH2] +
- Phổ 1 H-NMR (500MHz – CDCl3), (Phụ lục 3), δ (ppm): 8.284; 2.151; 2.043; 1.690
- Phổ 13 C-NMR (125MHz – CDCl3), (Phụ lục 4), δ (ppm): 52.95; 40.56; 35.38; 28.97
Kết quả cụ thể trong bảng 3.1
Kết quả khảo sát cho thấy yếu tố nhiệt độ và thời gian có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride từ 1-bromadamantan và urea trong điều kiện không có dung môi.
Từ bảng 3.1 cho thấy phản ứng đều đã tạo ra sản phẩm trong nhiệt độ thử nghiệm từ 130-185°C
Từ 155°C trở đi hiệu suất sản phẩm tăng dần và cao nhất ở 175°C Chính vì thế chúng tôi đã chọn 175°C và 30’ làm các mốc khảo sát sau
3.1.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và urea trong điều kiện không dung môi.
Hỗn hợp gồm 3,3g (0,015mol) 1-bromadamantan và urea với các tỷ lệ khác nhau (1,5; 2; 3; 4; 6 lần số mol 1-bromadamantan, tương ứng với 1,35; 1,8; 2,7; 3,6; và 5,4g ure) được nghiền mịn và cho vào bình cầu hai cổ 50mL Sau đó, hỗn hợp được khuấy và đun nóng nhanh ở 175°C, duy trì nhiệt độ này trong 30 phút.
Sau khi phản ứng kết thúc, xử lí sản phẩm thu được như phần 3.1.1 Kết quả thu được trình bày trong bảng 3.2
Kết quả khảo sát trong Bảng 3.2 cho thấy tỷ lệ mol có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride từ 1-bromadamantan và urea trong điều kiện không dung môi.
Theo kết quả trong bảng 3.2, việc tăng tỷ lệ mol urea không làm tăng hiệu suất phản ứng, có thể do ammoniac giải phóng không được hấp thụ hoàn toàn và bị thất thoát ra ngoài Việc sử dụng thêm dung môi hấp phụ ammoniac có thể kéo dài thời gian lưu giữ của nó trong hỗn hợp phản ứng, từ đó có khả năng cải thiện hiệu suất Do đó, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng.
3.1.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các dung môi đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và ure
Hỗn hợp gồm 3,3g (0,015mol) 1-bromadamantan và 2,7g (0,045 mol) urea được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL Trong quá trình khuấy và đun nóng, thêm từ từ các dung môi khác nhau như xylen, ethanol 96% và diphenyl ether cho đến khi các nguyên liệu phản ứng tan hoàn toàn, đồng thời ghi lại thể tích dung môi đã sử dụng.
Trừ diphenyl ether khảo sát ở 2 nhiệt độ 130°C và 175°C, các phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ hồi lưu và thời gian kết thúc được theo dõi bằng sắc kí bản mỏng Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp được làm nguội xuống nhiệt độ phòng và thử pH, cho thấy giá trị pH trong khoảng 3-4 Tiếp theo, dung dịch NaOH 40% được thêm vào để điều chỉnh pH lên 10-12, tạo ra một hỗn hợp có tủa Hỗn hợp này sau đó được hòa tan trong 20mL CH2Cl2 và đun hồi lưu trong 30 phút Cuối cùng, pha CH2Cl2 được chiết ra và rửa lại ba lần với nước cất, thu được pha hữu cơ chứa amantadin base.
Cô quay 1/3 thể tích CH2Cl2 và thêm 20mL HCl 1:1, sau đó khuấy và đun hồi lưu trong 30 phút Chiết và loại bỏ pha hữu cơ, rửa pha nước với 3mL n-hexan, rồi cô đặc dưới áp suất giảm để thu muối amantadine hydrochloride thô Tiếp theo, thêm 3mL acetone, đun sôi nhẹ hỗn hợp muối, làm lạnh từ từ và đưa xuống 0-5°C trong 1 giờ Lọc và rửa tủa bằng acetone lạnh, sau đó sấy khô để thu được amantadine hydrochloride dạng tinh thể trắng với điểm chảy lớn hơn 330°C Kết quả chi tiết được trình bày trong bảng 3.3.
Bảng 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các dung môi đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và ure
Dung môi Nhiệt phản độ ứng (°C)
Sử dụng dung môi phụ trợ diphenyl ether với lượng 3mL mang lại hiệu quả tối ưu, do đó chúng tôi quyết định giữ lượng dung môi này để tiến hành khảo sát các điều kiện còn lại.
3.1.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ-thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1- bromadamantan và urea trong dung môi diphenyl ether
Hỗn hợp gồm 0,015 mol 1-bromadamantan và 0,045 mol ure được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50 mL Thêm 3 mL diphenyl ether vào hỗn hợp, sau đó khuấy và đun nóng chảy ở nhiệt độ 130°C Tiếp tục nâng dần và duy trì nhiệt độ khảo sát từ 130°C đến 190°C cho đến khi sắc ký bản mỏng không còn vết nguyên liệu AdBr.
Quan sát điểm kết thúc phản ứng bằng sắc kí bản mỏng, hệ dung môi
CH2Cl2/MeOH 9:1 Hiện màu bằng iod (phát hiên Ad-br chưa phản ứng) Hiện màu bằng dragendoff (phát hiện Ad-NH2)
K ế t qu ả xây d ự ng quy trình t ổ ng h ợ p amantadine hydrochloride gi ữ a 1-bromadamantan và ngu ồ n sinh amoniac là thioure
3.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ- thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1- bromadamantan và thioure
Thioure phân hủy ở nhiệt độ từ 150 - 190⁰C, giải phóng NH3 và acid thiocyanic NH3 này có thể được sử dụng để phản ứng với 1-bromadamantan nhằm tổng hợp amantadin Phản ứng tổng hợp sản phẩm diễn ra như sau:
Hỗn hợp gồm 1,10g (0,005mol) 1-bromadamantan và 2,28g (0,03mol) thioure được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL Sau đó, thêm 1mL diphenyl ether và đun nóng chảy hỗn hợp ở nhiệt độ 150°C, tiếp theo nâng dần và duy trì ở các nhiệt độ khảo sát.
165, 175, 190°C) Quan sát phản ứng bằng sắc kí bản mỏng (hệ dung môi
CH2Cl2/MeOH 9:1 hoặc CHCl3: MeOH: NH4OH 6:1:1 ; hiện màu bằng iod, dragendoff và đèn UV 365nm) để phát hiện các sản phẩm và nguyên liệu ban đầu
Sau khi kết thúc phản ứng, để nguội hỗn hợp về nhiệt độ phòng và rửa bằng 2mL nước cất để loại bỏ thioure dư Chuyển sản phẩm vào bình cầu 2 cổ, thêm 5mL PG và khuấy đều Trong khi khuấy, từ từ cho vào 1,5g (0,0375 mol) NaOH đã hòa với 1,0mL nước, tiếp tục khuấy và gia nhiệt cho đến khi tan hoàn toàn Tiến hành phản ứng ở nhiệt độ 125-130⁰C trong 7,5 giờ Khi phản ứng kết thúc, làm nguội hỗn hợp xuống nhiệt độ phòng và thêm 10mL nước.
Cạo tơi sản phẩm tủa ra và chiết với dichloromethan 3 lần (20mL, 20mL, 10mL), sau đó gộp dịch chiết và rửa lại với nước 3 lần Cô bốc hơi dichloromethan đến 1/3 thể tích, rồi thêm 10mL HCl 1:1 (0,06mol) và đun nhẹ ở 60⁰C trong 1 giờ Tiếp theo, chiết bỏ pha hữu cơ và cô bốc hơi pha nước acid trong áp suất giảm đến khô để thu được amantadin thô Cuối cùng, kết tinh amantadin trong acetone để thu được tinh thể trắng amantadine hydrochloride với điểm chảy lớn hơn 330⁰C.
Các chỉ số định tính khác thu được:
- Rf = 0.5 (TLC, CHCl3 : MeOH : 25% aq.NH3 = 6 : 1 : 1)
- Phổ IR (Phụ lục 5), (cm -1 ) : 3054,60 (-NH2); 2917.82-2868,08 (-CH); 1363.50 (-CN)
- Phổ MS, (Phụ lục 6), m/z: 134,8 [M-(NH2.HCl)]+ 151,4 [M – (HCl)]
- Phổ 1 H-NMR (500MHz – CDCl3), (Phụ lục 7), δ (ppm): 8.301 (NH2); 2,044 (m, 6H, của C2, C8, C10); 2,048 (m, 6H, của C4, C6, C9); 2,150 (m, 3H, của C3, C5, C7)
- Phổ 13C-NMR (125MHz – CDCl3), (Phụ lục 8), δ (ppm): 52,95 (C1); 40,56 (C3, C5, C7); 35,38 (C2, C8, C10 ); 28,97 (C4, C6, C9.)
=> CTPT: C10H17N.HCl M= 187,71g/mol (phù hợp với tài liệu công bố)
Kết quả cụ thể trong bảng 3.8:
Bảng 3.8 Kết quả ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ- thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và thioure
Sản phẩm AdNH 2 HCl Khối lượng (g)
Từ bảng 3.8 cho thấy phản ứng đều đã tạo ra sản phẩm trong khoảng nhiệt độ thử nghiệm từ 150-190⁰C
Hiệu suất sản phẩm tăng dần từ 155°C đến 175°C, đạt mức cao nhất ở 175°C, sau đó có xu hướng giảm Do đó, chúng tôi đã chọn 175°C và 1,5 giờ làm các mốc khảo sát tiếp theo.
3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa 1-bromadamantan và thioure đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride
Hỗn hợp 1,1g (0,005mol) 1-bromadamantan được kết hợp với thioure theo các tỷ lệ 3, 4 và 6 lần số mol 1-bromadamantan, tương ứng với 1,10-12g (0,015 mol), 1,52g (0,02mol) và 2,28g (0,03mol) thioure Sau khi nghiền kỹ, hỗn hợp được cho vào bình cầu 2 cổ 50mL và thêm 1mL diphenyl ether Quá trình khuấy và đun nóng chảy hỗn hợp diễn ra ở 175°C và duy trì nhiệt độ này trong 1,5 giờ.
Sau khi phản ứng kết thúc, xử lý sản phẩm thu được như phần 3.2.1
Kết quả cụ thể trong bảng 3.9
Bảng 3.9 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa 1-bromadamantan và thioure đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride
Khi tăng tỷ lệ mol thioure/AdBr từ 3/1 lên 6/1, hiệu suất sản phẩm tăng dần, đạt cao nhất ở tỷ lệ 4/1, sau đó giảm khi tỷ lệ tiếp tục tăng Do đó, tỷ lệ 4/1 được chọn là tối ưu cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng dung môi diphenyl ether đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1- bromadamantan và thioure
Hỗn hợp gồm 3,3g (0,015mol) 1-bromadamantan và 1,52g (0,02mol) thioure được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL Sau đó, thêm vào các thể tích diphenyl ether khác nhau (0mL, 1mL và 2mL) Hỗn hợp được khuấy và đun nóng chảy, duy trì ở nhiệt độ 175°C cho đến khi sắc ký bản mỏng không còn dấu vết nguyên liệu AdBr, tính từ thời điểm đạt được nhiệt độ khảo sát.
Sau khi kết thúc phản ứng và xử lý theo phần 3.2.1, sản phẩm thu được là amantadine hydrochloride dưới dạng tinh thể trắng Kết quả chi tiết được trình bày trong bảng.
Bảng 3.10 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng dung môi diphenyl ether đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và thioure
Việc sử dụng dung môi trong quá trình phản ứng đã cho thấy thời gian phản ứng giảm và hiệu suất sản phẩm tăng cao nhất khi sử dụng 1mL dung môi, đủ để hòa tan nguyên liệu ở nhiệt độ phản ứng.
Ta chọn điều kiện 1mL diphenyl ether cho các khảo sát tiếp theo
3.2.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng mol NaOH đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và thioure
Hỗn hợp 1,1g (0,005mol) 1-bromadamantan và 1,52g (0,02mol) thioure được nghiền mịn và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL Sau đó, thêm 1mL diphenyl ether vào hỗn hợp Tiến hành khuấy và đun nóng nhanh chóng hỗn hợp ở nhiệt độ 175°C, duy trì nhiệt độ này trong 1,5 giờ.
Sau khi phản ứng kết thúc, để nguội hỗn hợp xuống nhiệt độ phòng và rửa bằng 2mL nước cất để loại bỏ thioure dư Chuyển sản phẩm vào bình cầu 2 cổ, thêm 5mL PG và khuấy đều Trong khi khuấy, từ từ cho NaOH với các lượng gấp 2,5; 5; 7,5 và 10 lần số mol 1-bromadamantan tương ứng với 0,5g (0,0125mol); 1,0g (0,025mol); 1,5g (0,0375mol) và 2g (0,05mol) NaOH cùng 1mL nước, khuấy và gia nhiệt đến khi tan hoàn toàn Tiến hành phản ứng ở 125-130⁰C trong 7,5 giờ Sau khi phản ứng kết thúc, làm nguội hỗn hợp xuống nhiệt độ phòng và thêm 10mL nước Cạo tơi phần sản phẩm tủa ra và chiết với dichloromethan ba lần (20mL, 20mL, 10mL) Gộp dịch chiết dichloromethan và rửa lại với nước ba lần Cô bốc hơi phần dichloromethan đến còn 1/3 thể tích, sau đó thêm vào 10mL HCl 1:1 (0,06mol) và đun nhẹ ở 60⁰C trong 1 giờ Chiết bỏ pha hữu cơ, cô bốc hơi pha nước acid trong áp suất giảm đến khô, rồi kết tinh lại trong acetone để thu được amantadine hydrochloride dạng tinh thể trắng, có điểm chảy lớn hơn 330⁰C Kết quả cụ thể được trình bày trong bảng 3.11.
Bảng 3.11 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng mol NaOH đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và thioure
Sản phẩm AdNH 2 HCl Khối lượng (g)
Khi nồng độ NaOH tăng, hiệu suất phản ứng cũng tăng và đạt tối đa khi tỷ lệ NaOH gấp 7,5 lần so với AdBr Tỷ lệ này được chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.
Dựa trên các kết quả đã thu được, chúng tôi đã xác định các điều kiện tối ưu và thiết lập quy trình tổng hợp amantadine hydrochloride thông qua phương pháp amin hóa trực tiếp tại phòng thí nghiệm, sử dụng 1-bromadamantan và thioure Quá trình này đạt hiệu suất cao nhất là 77,77%.
3.2.5 Kết quả tối ưuquy trình tổng hợp amantadine hydrochloride đi từ phản ứng giữa 1-bromadamantan và nguồn cung cấp NH 3 là thioure
Quy trình tổng hợp amantadine hydrochloride được xây dựng thông qua phản ứng giữa 1-bromadamantan và thioure, đạt hiệu suất tổng là 77,77% sau hai bước thực hiện Các điều kiện tối ưu cụ thể đã được xác định trong quá trình nghiên cứu.
- Tỷ lệ mol các nguyên liệu tham gia quá trình: 1-bromadamantan: thioure : NaOH = 1:4: 7.5.
K ế t qu ả xây d ự ng quy trình t ổ ng h ợ p amantadine hydrochloride gi ữ a 1-bromadamantan và nguồn cung cấp NH 3 là amoni acetate
3.3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ-thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochlorid giữa 1- bromadamantan và amoni acetate
Amoni acetate phân hủy ở nhiệt độ từ 130 - 150⁰C, giải phóng NH3 và acid acetic hoặc nước và acetamid NH3 và CH3CONH2 có thể được sử dụng để phản ứng với 1-bromadamantan nhằm tổng hợp amantadin Phản ứng giữa AdBr và acetamid tạo ra dẫn xuất N-1-adamantyl acetamid, không thể thủy phân bằng HCl, nên cần sử dụng kiềm để thủy phân và tạo ra sản phẩm amantadin duy nhất Sau đó, hỗn hợp phản ứng sẽ được tạo muối với dung dịch HCl để thu được amantadine hydrochloride.
Hỗn hợp gồm 2,15g (0,01mol) 1-bromadamantan và 1,55g (0,02mol) amoni acetate được trộn đều và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL cùng với 1mL diphenyl ether Sau khi lắp sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ, hỗn hợp được khuấy và đun nóng ở các nhiệt độ 135-145-155-165-175⁰C, duy trì phản ứng cho đến khi hoàn tất Sự tiến triển của phản ứng được theo dõi bằng sắc kí bản mỏng với hệ dung môi CH2Cl2/MeOH 9:1 hoặc CHCl3:MeOH:NH4OH 6:1:1, và các sản phẩm cũng như nguyên liệu ban đầu được phát hiện bằng iod, dragendoff và đèn UV 365nm.
Sau khi phản ứng kết thúc, để nguội hỗn hợp xuống nhiệt độ phòng và rửa với 2mL nước cất để loại bỏ amoni acetate dư Chuyển sản phẩm vào bình cầu hai cổ, thêm 5mL PG và khuấy đều Trong khi khuấy, từ từ cho vào 2g (0,05 mol) NaOH đã trộn với 1,0mL nước, khuấy và gia nhiệt đến khi tan hoàn toàn Để hỗn hợp phản ứng ở 125-130⁰C trong 7,5 giờ Sau khi phản ứng kết thúc, làm nguội xuống nhiệt độ phòng và thêm 10mL nước Cạo tơi phần sản phẩm tủa ra và chiết với dichloromethan 3 lần (20mL, 20mL, 10mL) Gộp dịch chiết dichloromethan và rửa lại với nước 3 lần, sau đó cô bốc hơi đến còn 1/3 thể tích Thêm vào 10mL HCl 1:1 (0,06mol) và đun nhẹ ở 60⁰C trong 1 giờ Chiết bỏ pha hữu cơ, cô pha nước acid trong áp suất giảm đến khô, rồi kết tinh trong acetone để thu được amantadine hydrochloride dạng tinh thể trắng, có điểm chảy lớn hơn 330⁰C Kết quả cụ thể được trình bày trong bảng 3.12.
Các chỉ số định tính khác thu được của amantadine hydrochloride :
- Rf = 0.5 (TLC, CHCl3 : MeOH : 25% aq.NH3 = 6 : 1 : 1)
- Phổ IR (Phụ lục 13), (cm -1 ) : 3473,03 (NH2); 2922,01-2853,84 (-CH); 1365.54 (-CN)
- Phổ MS, (Phụ lục 14), m/z: 134,8 [M-(NH2.HCl)]+ 151,8 [M – (HCl)]
- Phổ 1 H-NMR (500MHz – CDCl3), (Phụ lục 15), δ (ppm): 8,278 (NH2); 1,695 (m, 6H, của C2, C8, C10); 2,053 (m, 6H, của C4, C6, C9); 2,154 (m, 3H, của C3, C5, C7);
- Phổ 13 C-NMR (125MHz – CDCl3), (Phụ lục 16), δ (ppm): 53,00 (C1); 40,56 (C3, C5, C7); 35,38 (C2, C8, C10 ); 28,98 (C4, C6, C9.)
Bảng 3.12 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ-thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine giữa 1-bromadamantan và amoni acetate
Trong điều kiện 155⁰C và thời gian 5,5 giờ, chúng tôi ghi nhận được hiệu suất sản phẩm cao nhất Do đó, chúng tôi quyết định chọn điều kiện này để thực hiện các khảo sát tiếp theo.
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa amoni acetate và 1- bromadamantan đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochlorid.
Hỗn hợp gồm 2,15g (0,01mol) 1-bromadamantan và các khối lượng amoni acetate gấp 2, 3 và 4 lần lượng 1-bromadamantan, tương ứng là 1,55g (0,02mol); 2,35g (0,03mol) và 3,10g (0,04mol) được trộn đều Sau đó, hỗn hợp này được cho vào bình cầu 2 cổ 50mL, thêm 1mL diphenyl ete, lắp sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ Quá trình khuấy và đun nóng diễn ra ở nhiệt độ 155 °C và được duy trì cho đến khi phản ứng hoàn tất.
Sau khi phản ứng kết thúc, để nguội hỗn hợp xuống nhiệt độ phòng và rửa với 2mL nước cất để loại bỏ amoni acetate dư thừa Chuyển sản phẩm vào bình cầu 2 cổ, thêm 5mL PG và khuấy đều Trong quá trình khuấy, từ từ cho vào 2g (0,05 mol) NaOH đã trộn với 1,0mL nước, khuấy và gia nhiệt đến khi tan hoàn toàn Để hỗn hợp phản ứng ở 125-130⁰C trong 7,5 giờ Sau khi phản ứng kết thúc, làm nguội xuống nhiệt độ phòng và thêm 10mL nước Cạo tơi phần sản phẩm tủa và chiết với dichloromethan 3 lần (20mL, 20mL, 10mL) Gộp dịch chiết dichloromethan và rửa lại với nước 3 lần, sau đó cô bốc hơi đến còn 1/3 thể tích Thêm vào dung dịch 10mL HCl 1:1 (0,06mol) và đun nhẹ ở 60⁰C trong 1 giờ Chiết bỏ pha hữu cơ, cô pha nước acid trong áp suất giảm đến khô, sau đó kết tinh lại trong acetone để thu được amantadine hydrochloride dạng tinh thể trắng, có điểm chảy lớn hơn 330⁰C Kết quả thu được được trình bày trong bảng sau.
Bảng 3.13 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa amoni acetate và 1- bromadamantan đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochloride
Tỷ lệ mol AdBr: ure
Nhận xét: Ở tỷ lệ mol của amoni acetate gấp 3 lần 1-bromadamantan cho hiệu suất cao nhất Ta chọn tỷ lệ này cho các khảo sát tiếp theo
3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của lượng dung môi đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochlorid giữa 1-bromadamantan và amoni acetate
Hỗn hợp gồm 2,15g (0,01mol) 1-bromadamantan và 2,35g (0,03mol) amoni acetate được trộn đều và cho vào bình cầu hai cổ 50mL Tiếp theo, thêm lần lượt 0mL, 1mL và 2mL diphenyl ether vào hỗn hợp Sau khi lắp sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ, hỗn hợp được khuấy và đun nóng ở nhiệt độ 155 °C, duy trì nhiệt độ này cho đến khi phản ứng hoàn tất.
Sau khi phản ứng kết thúc, để nguội hỗn hợp xuống nhiệt độ phòng và rửa bằng 2mL nước cất để loại bỏ amoni acetate dư Tiếp theo, chuyển sản phẩm vào bình cầu 2 cổ, thêm 5mL PG và khuấy đều Trong khi khuấy, từ từ cho vào 2g (0,05 mol) NaOH đã trộn với 1,0mL nước, khuấy và gia nhiệt đến khi tan hoàn toàn Cuối cùng, cho hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 125-130⁰C trong 7,5 giờ.
Sau khi kết thúc phản ứng, làm nguội hỗn hợp đến nhiệt độ phòng và thêm 10mL nước Tiến hành cạo tơi sản phẩm tủa và chiết xuất bằng dichloromethan.
3 lần (20mL, 20mL,10mL) Gộp dịch chiết phần dichloromethan và rửa lại với nước
Cô bốc hơi phần dichloromethan đến còn 1/3 thể tích, sau đó cho vào dung dịch 10mL HCl 1:1 (0,06mol) và đun nhẹ ở 60⁰C trong 1 giờ Tiếp theo, chiết bỏ pha hữu cơ, cô bốc hơi pha nước acid trong áp suất giảm đến khô, rồi kết tinh lại trong acetone để thu được amantadine hydrochloride dạng tinh thể trắng, có điểm chảy lớn hơn 330⁰C Kết quả thu được được trình bày trong bảng sau.
Bảng 3.14 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng dung môi đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và amoni acetate
Nhận xét: Ở lượng dung môi diphenyl ether sử dụng là 1mL cho hiệu suất cao nhất Việc không sử dụng dung môi cho hiệu suất sản phẩm cuối giảm
Ta chọn lượng dung môi này cho các khảo sát tiếp theo
3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ NaOH đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochlorid giữa 1-bromadamantan và amoni acetate Tiến hành:
Hỗn hợp gồm 2,15g (0,01mol) 1-bromadamantan và 2,35g (0,03mol) amoni acetate được trộn đều và cho vào bình cầu hai cổ 50mL Tiếp theo, thêm 1mL diphenyl ether, lắp sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ Hỗn hợp được khuấy và đun nóng ở nhiệt độ 155 °C, duy trì nhiệt độ này cho đến khi phản ứng hoàn tất.
Sau khi kết thúc phản ứng, để nguội hỗn hợp đến nhiệt độ phòng và rửa bằng 2mL nước cất để loại bỏ amoni acetate dư Chuyển sản phẩm vào bình cầu 2 cổ, thêm 5mL PG và khuấy đều Trong quá trình khuấy, từ từ cho NaOH với các tỷ lệ 5, 7,5 và 10 lần số mol 1-bromadamantan, tương ứng với 2g (0,05 mol) NaOH/1mL nước, 3g (0,075 mol) NaOH/1,5mL nước và 4g (0,1 mol) NaOH/2mL nước, khuấy và gia nhiệt đến khi tan hoàn toàn Cuối cùng, cho hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 125-130⁰C trong 7,5 giờ.
Sau khi kết thúc phản ứng, hãy làm nguội hỗn hợp xuống nhiệt độ phòng và thêm 10mL nước Tiếp theo, cạo tơi phần sản phẩm tủa và tiến hành chiết xuất bằng dichloromethan.
3 lần (20mL, 20mL,10mL) Gộp dịch chiết phần dichloromethan và rửa lại với nước
Cô bốc hơi phần dichloromethan đến còn 1/3 thể tích, sau đó cho vào dung dịch 10mL HCl 1:1 (0,06mol) và đun nhẹ ở 60⁰C trong 1 giờ Tiếp theo, chiết bỏ pha hữu cơ, pha nước acid được cô bốc hơi dưới áp suất giảm đến khô, rồi kết tinh lại trong acetone để thu được amantadine hydrochloride dạng tinh thể trắng, có điểm chảy lớn hơn 330⁰C Kết quả thu được được trình bày trong bảng sau.
và nguồn cung cấp NH 3 là amoni acetate
K ế t qu ả xây d ự ng quy trình t ổ ng h ợ p amantadine hydrochloride gi ữ a 1-bromadamantan và ngu ồ n cung c ấ p NH 3 là urethan
3.4.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng cuả yếu tố thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và urethan
Urethan không chỉ phân hủy thành NH3 mà còn phản ứng với 1-bromadamantan để tạo ra Ad-NHCOOEt Sau đó, khi hợp chất này được thủy phân trong dung dịch HCl, sản phẩm thu được là amantadine hydrochloride.
Hỗn hợp 1,1g (0,005mol) 1-bromadamantan (3) và 1,78g (0,02mol) urethane được trộn đều, cho vào bình cầu 2 cổ 50mL và thêm 2mL HCOOH Sau đó, lắp sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ, khuấy và đun nóng hỗn hợp ở nhiệt độ hồi lưu (95-100⁰C), duy trì phản ứng cho đến khi kết thúc Quan sát phản ứng bằng sắc kí bản mỏng với hệ dung môi CH2Cl2/MeOH 9:1 hoặc CHCl3:MeOH:NH4OH 6:1:1; hiện màu bằng iod, dragendoff và đèn UV 365nm.
Sau khi phản ứng kết thúc, thêm 10mL HCl 1:1 (0,06mol) và đun ở 100 °C trong 1 giờ Sau đó, cất bớt dung môi cho đến khi còn lại dạng sệt và để nguội đến nhiệt độ phòng Tiếp theo, cho vào cắn một lượng nhỏ diethyl ether lạnh vừa đủ ngập bề mặt Phần cắn được cạo tơi ra, làm lạnh từ từ và để ở 0-5⁰C trong 1 giờ Sau đó, lọc rửa phần không tan bằng ether lạnh, thu được AdNH2.HCl Cuối cùng, kết tinh lại với acetone lạnh và sấy khô để thu sản phẩm dạng tinh thể trắng, có nhiệt độ nóng chảy trên 330⁰C Các chỉ số định tính khác cũng đã được ghi nhận.
- Rf = 0.5 (TLC, CHCl3 : MeOH : 25% aq.NH3 = 6 : 1 : 1)
- Phổ MS, (Phụ lục 11), m/z: 134.8 [M-NH2.HCl] + ; 151.8 [MNH2] +
- Phổ 1 H-NMR (500MHz – CDCl3), (Phụ lục 12), δ (ppm): 8,201 (NH2); 1,622 (m, 6H, của C2, C8, C10); 1,974 (m, 6H, của C4, C6, C9); 2,084 (m, 3H, của C3, C5, C7);
- Phổ 13 C-NMR (125MHz – CDCl3), (Phụ lục 13), δ (ppm): 52,96 (C1); 40,60 (C3, C5, C7); 35,39 (C2, C8, C10); 28,98 (C4, C6, C9.)
Bảng 3.16 Kết quả khảo sát ảnh hưởng cuả yếu tố thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và urethan
Kết quả thực nghiệm cho thấy sản phẩm Ad-NH2.HCl được tạo ra với hiệu suất tăng dần khi thời gian phản ứng từ 1 giờ đến 4 giờ; tuy nhiên, nếu thời gian phản ứng kéo dài đến 5 giờ, hiệu suất sẽ giảm.
Dựa trên kết quả thu được, chúng tôi quyết định chọn điều kiện hồi lưu ở 4 giờ cho các khảo sát tiếp theo và tiến hành điều chỉnh tối ưu lượng urethan sử dụng.
3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa urethane và 1- bromadamantan đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochlorid
Hỗn hợp gồm 1,1g (0,005mol) 1-bromadamantan và urethane theo tỷ lệ mol AdBr: urethan là 1:1, 1:2, 1:4 với khối lượng tương ứng 0,45g (0,005mol); 0,89g (0,01mol); 1,35g (0,015mol) và 1,78g (0,02mol) được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL Sau đó, thêm vào 2mL HCOOH, lắp sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ Hỗn hợp được khuấy và đun nóng ở nhiệt độ hồi lưu 95-100 °C trong 4 giờ để duy trì phản ứng.
Sau khi phản ứng kết thúc xử lý như phần 3.4.1 Kết quả thu được ở bảng 3.17:
Bảng 3.17 Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa urethane và 1-bromadamantan đến hiệu suất tạo thành amantadine hydrochlorid
Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng khi tỷ lệ giảm từ 4:1 xuống 2:1, hiệu suất tăng lên, đồng thời cho thấy urethan không phản ứng hoàn toàn Tỷ lệ 2:1 mang lại hiệu suất cao nhất, do đó được chọn là tỷ lệ tối ưu cho phản ứng và để khảo sát các thông số tiếp theo.
3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của lượng dung môi acid formic đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochloride giữa 1-bromadamantan và urethane
Hỗn hợp 1,1g (0,005mol) 1-bromadamantan và 0,89g (0,01mol) urethane được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL Sau đó, thêm vào các thể tích HCOOH là 4mL, 2mL, 1mL, 0,5mL và 0mL (không dung môi) Lắp sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ, khuấy và đun nóng hỗn hợp ở nhiệt độ hồi lưu từ 95-100 °C, duy trì phản ứng ở nhiệt độ này trong 4 giờ.
Sau khi phản ứng kết thúc xử lý như phần 3.4.1 Kết quả thu được ở bảng:
Bảng 3.18 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng dung môi đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochlorid.giữa 1-bromadamantan và urethane
Sản phẩm AdNH 2 HCl Khối lượng (g)
Theo kết quả cho thấy 1mL HCOOH là tỷ lệ tối ưu cho phản ứng và được áp dụng khảo sát các thông số tiếp theo
3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa acid hydrochloric và 1- bromadamantan đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochlorid.
Hỗn hợp gồm 1,1g (0,005mol) 1-bromadamantan (3) và 0,89g (0,01mol) urethane được nghiền kỹ và cho vào bình cầu 2 cổ 50mL, sau đó thêm 1mL HCOOH Lắp đặt sinh hàn, nhiệt kế và máy khuấy từ, khuấy và đun nóng hỗn hợp ở nhiệt độ hồi lưu từ 95-100 °C, duy trì phản ứng ở nhiệt độ này trong 4 giờ.
Sau khi kết thúc phản ứng, thêm acid HCl theo tỷ lệ 12:1, 6:1, 2:1 và 1:1, tương ứng với 10mL HCl 1:1 (0,06 mol), 10mL HCl 3N (0,03 mol), 10mL HCl 1,5N (0,015 mol) và 10mL HCl 0,5N (0,005 mol), và duy trì nhiệt độ 100 °C trong 1 giờ Sau 1 giờ, tiến hành cất cho đến kiệt và làm lạnh phần cặn xuống 0-5 °C, sau đó thêm 12mL diethyl ether lạnh vào cặn Cặn được cạo tơi ra, làm lạnh tiếp đến 0-5 °C và lọc rửa phần không tan bằng ether lạnh để thu được AdNH2.HCl Cuối cùng, rửa sản phẩm muối với 1mL acetone lạnh và sấy khô để thu được sản phẩm dạng tinh thể trắng, có nhiệt độ nóng chảy trên 330 °C.
Bảng 3.19 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng acid HCl sử dụng đến hiệu suất phản ứng tạo amantadine hydrochlorid
Kết quả thực nghiệm cho thấy lượng acid HCl sử dụng ở tỷ lệ 6:1 với lượng mol AdBr là thích hợp cho phản ứng tạo muối amantadine hydrochloride
Dựa trên các kết quả đã phân tích, chúng tôi đã xác định các điều kiện tối ưu để thực hiện quy trình tổng hợp amantadine hydrochloride thông qua phương pháp amin hóa trực tiếp, sử dụng 1-bromadamantan và urethan ở quy mô phòng thí nghiệm Quy trình này đạt được hiệu suất cao nhất là 89,49%.
3.4.5 Kết quả tối ưu quy trình tổng hợp amantadine hydrochloride giữa 1- bromadamantan và nguồn cung cấp NH3 là urethan
Quy trình tổng hợp amantadine hydrochloride được xây dựng thông qua phản ứng giữa 1-bromadamantan và urethan, đạt hiệu suất tổng 89,49% sau hai bước Các điều kiện tối ưu đã được xác định rõ ràng.
- Các tỷ lệ mol nguyên liệu đã sử dụng: 1-bromadamantan :urethan: HCl = 1:2:6
K ế t qu ả xác đị nh c ấ u trúc hóa h ọ c c ủ a các h ợ p ch ấ t amantadine
Nhiệt độ nóng chảy của amantadin hydroclorid tổng hợp không vượt quá 330°C, cho thấy rằng hợp chất này có độ tinh khiết tương đối cao và phù hợp với yêu cầu của quá trình tổng hợp.
3.5.2 Các loại phổ đo được của amantadine hydrochloride từ các phương pháp trên: a) Phổ IR:
Phổ IR của amantadine hydrochloride cho thấy các pic đặc trưng, với pic ở khoảng 3450 cm -1 biểu thị dao động hóa trị của nhóm amin bậc 1 (–NH2) Hợp chất vòng cyclo có dao động của nhóm CH, với các pic ở khoảng 2900-3000 cm -1 phản ánh dao động hóa trị của liên kết CH trong vòng cyclo Thêm vào đó, có các pic ở khoảng 1360 cm -1 là tín hiệu của nhóm C–N.
Khi so sánh các phổ của amantadine hydrochloride tổng hợp với amantadine hydrochloride chuẩn, có nhiều điểm tương đồng rõ rệt Điều này khẳng định rằng hợp chất chúng tôi tổng hợp được chính là amantadine hydrochloride.
Hợp chất amantadine hydrochloride tổng hợp cho thấy phổ MS với các đỉnh quan trọng; một đỉnh có m/z khoảng 135 tương ứng với khối lượng mảnh [M – NH2, HCl] với công thức phân tử C10H15, và một đỉnh khác có m/z khoảng 151 tương ứng với khối lượng mảnh [M – HCl].
Trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H-NMR ta thấy: Xuất hiện 4 loại H gồm:
Tại vị trí khoảng δ = 1,600 ppm, tín hiệu multiplet, với 2H là đặc trưng chuyển dịch của H trong nhóm –NH2
Tại vị trí khoảng δ = 1,720 ppm tín hiệu multiplet, với 6H là đặc trưng chuyển dịch của H trong các nhóm –CH2 tại vị trí carbon số 2,8,10
Tại vị trí khoảng δ = 1,830 ppm, tín hiệu multiplet, với 6H là đặc trưng chuyển dịch của H trong các nhóm –CH2 tại vị trí carbon số 4,6,9
Tại vị trí khoảng δ = 2,120 ppm, tín hiệu multiplet, với 3H là đặc trưng chuyển dịch của H trong các nhóm –CHtại vị trí carbon số 3,5,7 e) Phổ 13 C-NMR
Trên phổ 13 C-NMR ta thấy 4 pic đặc trưng cho 4 loại tương tác của C trong phân tử, gồm có:
Tại vị trí khoảng δ = 52,95 tới 53,00 ppm là tín hiệu đặc trưng chuyển dịch của
Tại vị trí khoảng δ = 40,50 tới 40,60 ppm là đặc trưng độ dịch chuyển của C3,
Tại vị trí δ = 35,38 đến 35,39 ppm, các tín hiệu đặc trưng cho độ dịch chuyển của C2, C8, C10 gần nhóm C1–NH2, cho thấy sự ảnh hưởng của nhóm này làm dịch chuyển về phía trường yếu.
Tại vị trí khoảng δ = 28,97 tới 28,98 ppm là đặc trưng cho độ dịch chuyển của
Bảng 3.20 Kết quả các loại phổ đo được của amantadine hydrochloride thu được từ các phương pháp tổng hợp
Phổ Ad-NH 2 HCl tổng hợp từ
Ad-NH 2 HCl tổng hợp từ Ad-br và thioure
Ad-NH 2 HCl tổng hợp từ Ad-br và urethan
Ad-NH 2 HCl tổng hợp từ Ad-br và amoni acetate
Phụ lục 13 3473,03 (NH2); 2922,01- 2853,84 (-CH); 1365.54 (-CN)
Amantadine hydrochloride tổng hợp được có CTHH C10H17N.HCl như dự đoán.
