增环香豆素类化合物的新法合成
毕业论文关键词：香豆素、衍生物、合成
New research of the synthesis of Annulated Coumarin Derivatives
Abstract: In this paper, 4-hydroxycoumarin or 6-substituted hydroxycoumarin was used as substrate to react with aldehyde, to synthesize a series of substituted annulated coumarin derivatives. Experiment results show that the optimal reaction conditions is using acetonitrile as the solvent, 0.1 mmol copper bromide as catalyst, under 1 atm O2, refluxing in acetonitrile for 12 hours. In the end, we obtained nine new annulated coumarin derivatives. The method is simple, practical, and can be used for the synthesis of larger scale.
Keywords: coumarin; derivatives; synthetic
前言
香豆素又称1, 2-苯并吡喃酮、邻羟基肉桂酸内酯、邻氧萘酮等，是一种用途极广的重要的香料，到现在为止已发现的香豆素类衍生物有800多种。
香豆素及衍生物在有机合成及自然界中均占有重要位置，可在化妆品、饮料、食品、香烟橡胶制品及塑料制品中作为增香剂[1] ，因其同时具有抗微生物[2, 3]等重要的生物活性，因而在农业、工业、医药行业均表现出重要作用，在制药行业中常被用作中间体和药物[4-6]。另外香豆素类衍生物还有很强的光学活性，还可以作荧光增白剂和激光染料。
因此人工合成新的香豆素衍生物，或者模拟天然存在的香豆素化合物结构，合成具有生物活性的香豆素衍生物，是这世纪以来对香豆素化合物的研究热点。
基于此，本文以4-羟基香豆素与芳香醛为原料，乙腈为溶剂，0.1个当量的溴化铜为催化剂，合成了一系列4-羟基香豆素衍生物。
实验部分
1 试剂和溶液
6-甲基-4羟基香豆素（C.P.，安耐吉有限公司）；6-氯-4羟基香豆素（C.P.，安耐吉有限公司）；正丁醛（C.P.，上海达瑞有限公司）；溴化铜（C.P.，上海阿拉丁试剂有限公司）；吡啶（C.P.,百灵威科技有限公司）；醋酸铜（C.P.，安耐吉有限公司）；氯化铜（C.P.，安耐吉有限公司）；薄层层析硅胶（C.P.，青岛市基亿达硅胶试剂厂）。
2 仪器
XT-5型显微熔点仪；Avance DPX-400 MHz型核共振仪（CDCl3或DMSO-d6为溶剂，TMS为内标）。
3 实验步骤
在干燥的50mL圆底烧瓶中，依次加入4-羟基香豆素1 (2.0 mmol)，醛2 (1.2 mmol)，溴化铜（0.1 mmol），吡啶（3.0 mmol），15mL乙腈，该混合物加热回流12 h，反应结束后（TLC跟踪反应），去除溶剂，再用无水乙醇重结晶纯化后得化合物3 (Scheme 1)。
Scheme 1. 香豆素衍生物3的合成
在干燥的50 mL圆底烧瓶中，依次加入取代的4-羟基香豆素4（2 mmol）、醛5（1 mmol）、溴化铜 (0.1 mmol)，乙腈（15 mL），氧气条件下回流搅拌12h至反应完全(TLC跟踪)。反应结束后，减压旋蒸出有机溶剂，无水乙醇重结晶，得化合物6的纯品。
Scheme 2. 香豆素衍生物6的合成
3.2反应条件的筛选
以合成3a为例，用4-羟基香豆素1（2 mmol），醛2a (1.2 mmol) 为底物（Scheme 3），以铜单质作催化剂，分别尝试了不同的反应溶剂、不同的反应温度下、催化剂的不同量和反应时间的该反应，以此来寻求最佳的反应条件（表1）
Scheme 3. 条件优化
首先对溶剂乙醇、甲醇、苯、甲苯和N, N-二甲基甲酰胺和乙腈进行了筛选（条目 1-6, 表 1），发现乙腈为最佳反应溶剂，产率可达到91%。确定反应溶剂后，接着对催化剂的用量进行了筛选（条目7-9，表 1），发现在氧气中，当铜催化剂为10 mol%时，反应效果最好。最后考察了不同温度对反应的影响