磷钨酸催化合成4-氨基香豆素衍生物
2023-06-02 08:55:55
论文总字数：6910字
摘 要
本文在磷钨酸为催化剂存在的条件下，以4—氨基香豆素和芳醛作为原料，在无水乙醇作为溶剂进行反应。实验结果表明，在该条件下合成一系列的双香豆素的衍生物，且反应时间较短、产率在57%-88%之间，后处理也比较容易。关键词：磷钨酸，芳醛，4—氨基香豆素
Abstract： In this paper, in the presence of Phosphotungstic acid as catalyst, with 4 - amino coumarin and chlorobenzene formaldehyde as raw materials, microwave radiation in anhydrous ethanol as solvent. Experimental results show that under the condition of the synthesis of a series of coumarin derivatives, and shorter reaction time, yield between 57 to 88%, the post-processing is also comparatively easy.
Keywords ：phosphotungstic acid, aromatic benzenformaldehyde , 4-aminocoumarin
anhydrous ethanol
目 录
1 前言 3
2 结果与讨论 4
3 实验部分 6
3.1 仪器与试剂 6
3.2 实验步骤 6
结论 8
参考文献 9
致谢 10
1 前言
香豆素类化合物不仅种类纷繁复杂，而且生物活性和药理活性多种多样。随着人类的进步，科技的发展和科研手段的不断改进深入，香豆素类化合物对某些疾病的预防和治疗都有着较好的效果，具有良好的开发前景。双香豆素（a）,别名甜金花素或丁香素等，它的作用机理主要是与维生素K发生可逆性竞争，香豆素类药物在肝脏与维他命K环氧化物还原酶结合，降低了凝血酶原的含量，抑制维生素K由环氧化物向氢醌型转化，维生素K的循环被抑制。
此外，华法林（warfarin，苄丙酮香豆素）（b）和醋硝香豆素（acenocoumarol，新抗凝）（c），他们的共同特点是都具有4-羟基香豆素结构，是一类人工合成的抗凝血药物。
史达清课题组[1]报道了芳醛与4-羟基香豆素在催化剂TEBA存在下，水为溶剂，加热6-10小时得到含两个4-羟基香豆素-双香豆素衍生物。产率60-98%之间，效果比较理想。
Giancarlo Cravotto等人[2]使用芳醛和4-羟基香豆素在高强度超声波(HIU)条件下，以NaOH作催化剂，超声1小时，得到比较好产率。同年他们再次在水相下无催化剂超声条件下，反应1.5h , 也得到了较好的产率。
Mazaahir Kidwai等人[3]以芳醛与4-羟基香豆素在 I2 催化下，水溶剂中，加热条件下得到α,α-双(4-羟基香豆素-3-基)甲苯，得到较好的产率。
我们用4-氨基香豆素和芳香醛或脂肪醛为原料，合成了一系列双4-氨基香豆素衍生物，以乙醇为介质，磷钨酸为催化剂，摩尔比为2：1进行反应得到了双4-氨基香豆素衍生物。实验结果表明，在该条件下合成一系列的双香豆素的衍生物，且反应时间较短、产率在57~88%之间，后处理也比较容易。所有产物红外光谱、氢谱、碳谱和高分辨质谱等表征。
Ar: a: C6H5 b: 4-ClC6H4 c: 4-NO2C6H4 d: 3-OCH3-4-OH -5-NO2-C6H2
e: 3,4-OCH2OC6H3 f: Furyl
图1 3,3"-(亚苄基)-双-(4-氨基香豆素)的合成
2 结果与讨论
起初，我们试图以4-氨基香豆素、4-甲基苯甲醛和乙酰乙酸乙酯为原料，经Hantzsch反应合成二氢吡啶衍生物, 但回流了5个小时没有任何现象，这可能是4-氨基香豆素的亲核性太弱的缘故。随后，我们加入催化量的磷钨酸，看反应有无现象发生，果然，回流半小时后，即有大量白色沉淀物生成。用TLC薄板分析原料消失后，冷至室温，抽滤，固体物用95%乙醇重结晶，干燥、称重。经波谱分析，该生成物为3,3"-(3,4-二氧亚甲基苯基次甲基)-双-(4-氨基香豆素) (3e).
接下来，我们研究了磷钨酸催化剂用量对该反应的影响，结果见表1.
Table 1 Influence of the dosage of the catalyst on the yield of product 3e
entry | solvent | Catalyst (mol%)* | T(℃) | Yield (%) |
1 | EtOH | — | reflux | trace |
2 | EtOH | 磷钨酸(5) | reflux | 70 |
3 | EtOH | 磷钨酸(10) | reflux | 81 |
4 | EtOH | 磷钨酸(15) | reflux | 88 |
5 | EtOH | 磷钨酸(20) | reflux | 82 |
通过合成条件的优化，我们选择以乙醇为溶剂，硅钨酸为催化剂，在80℃条件下回流反应。在此条件下我们合成了一系列双4-氨基香豆素衍生物，反应的时间、产率和熔点见Table 2。
序号 | 产物 | R | 时间(h) | 产率(%) | 熔点(℃) |
1 | 3a | C6H5 | 1 | 84 | ＞300 |
2 | 3b | 4-ClC6H4 | 2 | 57 | ＞300 |
3 | 3c | 4-NO2C6H4 | 2 | 45 | 287.2-287.5 |
4 | 3d | 3-OCH3-4-OH- 5-NO2-C6H2 | 2 | 80 | 257.4-258.2 |
5 | 3e | 3,4-OCH2OC6H3 | 2 | 88 | 277.3-277.7 |
6 | 3f | 2-Furyl | 1 | 76 | 287.1-287.6 |
由Table 2表明，此反应对醛的适用范围较广泛，给电子、吸电子的芳醛，和杂环醛都可以反应，且有较好的产率。产物的结构通过IR，MS，1HNMR证实。其他化合物的IR, MS，1HNMR，13CNMR数据与它们的结构吻合。
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