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3-氨基-7,8-二甲氧基香豆素的合成路线改进

2020-07-25 来源:易榕旅网
第42卷第10期 2014年5月 广州化工 Vo1.42 No.10 Mav.2014 Guangzhou Chemical Industry 3一氨基一7,8一二甲氧基香豆素的合成路线改进水 陈琳,周晔,谭培汉,庄泽荣 (广东药学院,广东 广州 510006) 摘 要:3一氨基一7,8一二甲氧基香豆素及其衍生物是一类具有潜在药用价值的重要化合物。本文对其合成路线进行了研 究改进,以2,3,4一三甲氧基苯甲醛为起始原料,通过甲氧基还原及Knoevenagel缩合反应,获得目标产物并通过 H—NMR、 ”C—NMR及IR检测确证。合成路线操作简便、条件温和、环境友好。水解反应较佳工艺条件为:反应pH=3—4;反应温度 (75±2)℃;反应时间30 min。 关键词:3一氨基一7,8一二甲氧基香豆素;合成改进;水解 中图分类号:R914.5,0626.3 文献标志码:A 文章编号:1001—9677(2014)010—0055—03 Improved—Synthesis Route of 3一Amino一7.8一 Dimethoxy一2H—Chromen一2一One CHEN Lin,ZHOU Ye, ⅣPei—han,ZHUANG Ze—rong (Guangdong Pharmaceutical University,Guangdong Guangzhou 5 10006,China) Abstract:3一Amino一7.8一dimethoxy一2H—chromen一2一one and its derivatives were a potential medicinal value may be an important compounds.The title product was synthesized from 2,3,4一trimethoxybenza1dehyde by the methoxy reduction and Knoevenagel reaction.Its structure was veriifed by H—NMR.13 C—NMR.and IR analysis.The procedure had the advantages of convenient operations,mild reaction conditions and environment friendly.The experimental results showed that the optimum conditions for the hydrolysis reaction were reaction pH=3~4.reaction temperature(75±2)oC and reaction time 30 min. Key words:3一Amino一7,8一dimethoxy一2H—chromen一2一one;synthetic route;improvement;hydrolysis 香豆素类化合物是一类具有广泛生物活性的天然产物,对 人体具有抗氧化、降血糖、抗骨质疏松、抗高血压、抗凝血、 抗菌、抗癌、抗HIV等多种药理作用,其中抗凝血作用的研究 最为成熟。最新研究发现,香豆素及其衍生物还具有神经保 护、抗高尿酸血症、保肝等生物活性 。由于香豆素类化合 物种类繁多并具有良好的生物活性及低药物毒性,可作为药物 或重要的药物中间体,因而引起了各国研究人员的广泛关注, 目前己对一系列结构新颖、具有学术价值和应用前景的香豆素 类化合物进行了大量的研究。 此外,香豆素类化合物还可作为增香剂、荧光染料、杀虫 剂及生物探针等,被广泛应用于食品、染料、光学材料及生物 医学等方面,是一种用途极广的重要香料、生物活性体和荧光 功能单体 j。也是一类重要的有机化工原料及中间体。 3一氨基一7,8一二甲氧基香豆素是一个具有潜在药用价值 的重要分子片段 和药物中间体,对其进行合成研究,可以探 索发现新的药物先导化合物。 香豆素在自然界中以母体单独存在的情况较为少见,多以 衍生物的形式存在,故香豆素骨架主要是通过化学合成的方法 得到。合成方法主要有Perkin法、Reimer—Tiemann法、 Pechmann法及Knoevenagel法等 J。 2007年,Wan Xiaobo等 报道:以2,3,4一三甲氧基苯甲 醛为原料,通过还原反应、Knoevenagel反应及硝基还原等三步 反应合成了目标化合物,总收率17.1%。 CHO a 一t, Ⅷ, ̄ ⅧCHO M a A1CI ,苯,回流,40%; h.NO:CH CO Me,哌啶,苯.分水器,回流,51% c.Pd/C,1,4一环己二烯,95%EtOH,回流,84% 图1 目标化合物的合成路线 Fig.1 The synthetic routes of the title compound 本文根据文献,对目标化合物的合成方法开展进一步的研 究和探索,以寻找操作简便,收率较高的合成工艺。重点对环 合反应进行了优化改进,由化合物2与甘氨酸通过Knoevenagel 反应关环,再经水解得到目标化合物,总收率23.67%。高于 文献值。合成路线如图2。 基金项目:广东省科技计划项目(2010B060900084;2O12B061700040)。 作者简介:陈琳(1960一),女,副教授,硕士生导师,主要从事药物合成与工艺研究。 56 。 。 棚 OMe l 2 3 a AICI..甲苯,回流,42 80%; b}f氨酸,乙酸酐,哌啶,乙酸乙酯,回流; nc1(3M1.回流.55 30% 图2 目标化合物的合成路线改进 Fig.2 Improved—synthesis routes of the title compound 1 实验部分 1.1仪器及试剂 核磁共振谱仪(AVANCEIII 500 MHz),瑞士布鲁克拜厄斯 宾有限公司;红外光谱仪(Broker Equinox一55 FT—IR),德国 Bruker公司;旋转蒸发仪(RE一52A),上海雅荣生化设备仪器 有限公司;数字显微熔点测定仪(x一4),北京泰克仪器有限公 司(温度计未经校正)。 2,3,4一三甲氧基苯甲醛(纯度≥98%),上海市上峰化工 有限公司;甘氨酸(纯度≥98%),上海荣建化学品有限公司; 其余试剂均为国产分析纯。 1.2 实验方法 1.2.1 2一羟基一3,4一二甲氧基苯甲醛2的制备 在充分搅拌下,向溶有4.00 g(0.02 too1)2,3,4一三甲氧 基苯甲醛的30 mL干燥甲苯中,加入2.72 g三氯化铝。于 (80±2)℃下加热4 h后,冷至室温。向反应瓶内加入30 mL冷 HC1(5 mol/L),在分液漏斗中分离出有机相,水相以CH:C1: (3×20 mL)萃取,合并有机相,分别以40 mL饱和碳酸氢钠溶 液、30 mL饱和氯化钠溶液洗涤,无水硫酸钠干燥。浓缩滤液, 得棕黄色固体。乙酸乙酯重结晶,得1.56 g淡黄色针状晶体。 收率42.80%。熔点70~72℃(文献值71~72℃)。 1.2.2 3一氨基一7,8一二甲氧基香豆素3的制备 将2.50 g(0.01 too1)化合物2和1.50 g(0.02 mo1)甘氨酸溶 于20 mL乙酸乙酯中,在加热搅拌下,加入1 mL哌啶并逐渐 滴加1.1 mL(0.02 mol,1.2 g)乙酸酐。继续加热回流,TLC 监控反应完全后,冷至室温,再向反应液中加入3 M盐酸 5 mL,于(75±2)℃回流30 rain。反应液冷后过滤,滤液中加 入10 mL稀氢氧化钠溶液(1 mol/L),乙酸乙酯萃取,饱和氯 化钠洗涤,无水碳酸钾干燥后浓缩,得到棕黄色固体。乙醇重 结晶,得橙黄色固体1.22 g,熔点180~183 oC(文献值183~ 186℃),收率55.3O%。 IR(KBr)v/em :3 468、3 368(S,N—H);2 929、2 823 (m,C—H);l 709(s,C:O);1 630(S,C=C);l 589、 1 562、1 502、l 466(S,苯环骨架);1 286、1 109(S,C—O—C)。 H—NMR(500 MHz,CDC1 /TMS)8(J/Hz):6.96(d, 1H,J=7.0,H一5);6.83(d,1H,J=6.8,H一6);6.67 (S,1H,H一4);4.09(S,2H,一NH2);3.99(S,3H, OCH 一9);3.91(S,3H,OCH 一10)。 ”C—NMR(125 MHz,CDC1 /TMS)8:160.7(C一2); 149.3(C一7);143.1(C一8);140.5(C一1a);132.6(C一3); 120.6(C一5);115.2(C一4a);111.5(C一4);110.2(C一6); 61.3(C一9):57.3(C一10)。 2结果与讨论 2014年5月 2.1合成条件考查 目标化合物的关环是在哌啶的催化下,由2一羟基一3,4一 二甲氧基苯甲醛的羰基与甘氨酸的活泼亚甲基进行Knoevenagel 缩合反应,脱去一分子水,形成碳碳双键,同时甘氨酸的羧基 与化合物2的酚羟基进行内酯化反应而成,最先得到的是3一 乙酰氨基一7,8一二甲氧基香豆素,将其在酸性条件下水解脱 去乙酰基,再加碱至反应液碱性,即可得到目标化合物。 合成时,除了催化剂哌啶外,还需加入少量冰醋酸,其催 化机理是2一羟基一3,4一二甲氧基苯甲醛先与哌啶在酸催化下 形成亚胺化合物,然后亚胺再与甘氨酸碳负离子加成。 实验考查发现,关环反应后的水解是影响收率的关键。因 3一氨基香豆素类化合物在强酸和强碱性条件下稳定性均较差, 所以把握好水解反应的酸度、时间及温度尤为重要。 2.1.1酸度的影响 当其它条件相同时,通过实验考查反应的pH对产物收率 的影响,结果见表1。 表1不同pH对水解反应的影响 Table 1 Effect of different pH on the hydrolysis reaction 由表1可知,水解反应过程中,3 M盐酸的用量以5 mL为 最佳,pH=3~4。酸过量会增加副产物的生成,收率降低。 2.1.2水解温度的影响 在3 M盐酸用量5 mL时,维持其它反应条件不变,改变 水解温度,考查收率的变化情况,结果见表2。 表2不同水解温度对反应的影响 Table 2 Effect of different temperature on the hydrolysis reaction 温度/ 收率/% 65±2 48.60 75±2 53.30 85±2 5O.50 表2数据可见,水解温度低,反应不完全;过高会导至内 酯环被破坏,增加其它副反应的发生,导致收率下降。 2.1.3水解时间的影响 在3 M盐酸用量5 mL,反应温度(75±2)℃时,保持其它 反应条件不变,改变水解反应时间,考查收率的变化情况,结 果见表3。 表3不同水解时间对反应的影响 Table 3 Effect of different times on the hydrolysis reaction 反应时间/min 收率/% 15 49.9O 30 55.5O 45 52.30 60 47.20 结果表明,适当延长反应时间可增加目标产物的生成,当 反应时间为30 min时,产率最高。此后,随时间的延长,收率 _寸第42卷第10期 陈琳,等:3一氨基一7,8一二甲氧基香豆素的合成路线改进 57 开始有所下降,且反应时间越长,收率越低。 综合以上结果,水解反应的较佳工艺条件为:反应pH=3— 4,3 M盐酸用量5 mL,反应温度(75±2)℃、反应时间 30 min。按以上条件重复实验2次,平均收率55.1%。结合考 查实验中的最高收率数据,3次的平均收率为55.30%。 selective anti—。Helicobacter pylori agents 2——OXO—‘2H—‘chromene—。 3一carboxamide derivatives[J].Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,2007,17:3065—3071. [2]CREAVEN B S,EGAN D A,KAVANAGH K,et a1.Synthesis, characterization and antimicrobil actaivity of a series of substituted 2.2合成路线评价 本文对3一氨基一7,8一二甲氧基香豆素合成方法进行了改 进和优化。使合成路线简洁,整个反应操作简便,经 Knoevenagel反应得到的中间体产物无须析离便可进一步脱醇内 酯化,得到的3一乙酰氨基一7,8一二甲氧基香豆素也不用额外 分离提纯,直接加酸水解。提高了反应收率且对环境友好,反 应产物易于处理。 coumarin一3一carboxylatosilver(I)Complexes[J].Inorganic Chimica Acta,2006,359(12):3976—3984. [3] KEMPEN I,HEMMER M,COUNEROTTE S,et a1.6一Substituted一 2—-OXO——2H——1——benzopyran—-3——carboxylicacid derivatives in a new approach of thetreatment of cancer cell Invasion and metastasis[J]. European Journal of Medicinal Chemisty,r2008,43:2735—2750. [4]THATI B,NOBLE A,CREAVEN B S,et a1.In vitro ntiatumour nd cyto— aselective effects of coumarin—-3—-carboxylicacid and three of its hydroxylated derivatives,along with their silver—based complexes, 3 结论 usinghuman epithelial carcinoma cell lines[J].Cancer Letters,2007, 248(2):321—331. 香豆素类衍生物的多方面特性,在各领域中不断被开发利 用,显示出其巨大的应用潜力,尤其在新药开发中具有极大的 [5] 程果,徐国兵.香豆素类化合物的药理作用研究进展[J].中成药, 2013,35(6):1288—1291. 实用价值,是一个很有发展前景的研究领域,因其在植物中含 量较低,分布狭窄,资源有限,所以对其进行合成研究工作, 以解决资源问题并筛选生物活性更高的化合物。 以2,3,4一三甲氧基苯甲醛为起始原料,通过甲氧基还原 及Knoevenagel缩合等二步反应,合成了目标化合物,总收率 23.67%。高于文献值。其结构经核磁共振及红外光谱确证。 与文献方法相比,本法具有合成路线短、操作简便、条件温 和、环境友好、总收率较高的特点。 反应过程中的水解反应较佳工艺条件为:反应pH=3~4; 3 M盐酸用量5 mL;反应温度(75 4-2)oC;反应时间30 min。 参考文献 [1]CHIMIENTI F,BIZZARRI B,BOLASCO A,et a1.A novel class of [6] 孙一峰,马世营,张东娣,等.香豆素衍生物的合成及结构表征 [J].影像科学与光化学,2008,26(5):393—402. 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