CN101555240A - 一种黄酮类化合物的化学合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种如式(II)所示的黄酮类化合物的化学合成方法,所述的合成方法是在三氟甲磺酸盐的催化作用下,如式(I)所示的β-丙二酮衍生物在有机溶剂中于0-100℃充分反应,反应液分离纯化后得到所述的如式(II)的黄酮类化合物。本发明所述合成方法具有工艺合理、生产成本低、操作简便、反应收率高、催化剂用量少且可以回收套用、环境友好等优点,具有较好推广应用前景。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种黄酮类化合物的化学合成方法。
(二)背景技术
黄酮属于酚类化合物,已知化学结构的黄酮类物质至少有4000余种。黄酮类化合物具有广泛而重要的生物活性和药理作用,其中包括:抗氧化、消炎、抗癌、抗基因诱变、抗心血管病等作用。因此合成该类化合物具有重要的理论意义和应用前景,目前已成为有机化学的重要研究领域。
黄酮类化合物经典的合成方法之一是用邻羟基苯乙酮与芳基甲酰氯(或芳基甲酸酐或芳基甲酸)先生成酯,再经重排生成β-丙二酮中间体,最后环合生成黄酮类化合物。其中环合反应在本发明方法之前一般是使用硫酸、盐酸等酸催化剂,而这些酸的使用既腐蚀设备,难以回收套用,又对环境造成污染。虽然近几年来有人用I2-DMSO、CoIII(salpr)(OH)或者微波辅助(加入CuCl2或[EtNH3]NO3)等方法来合成黄酮,但这些方法还处于研究探索阶段。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺合理、生产成本低、操作简便、反应收率高、催化剂用量少且可以回收套用、环境友好、具有较好推广应用前景的黄酮类化合物的化学合成方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种如式(II)所示的黄酮化合物的化学合成方法:在三氟甲磺酸盐的催化作用下,如式(I)所示的β-丙二酮衍生物在有机溶剂中于0-100℃充分反应,反应结束后,反应液分离纯化得到所述的如式(II)的黄酮类化合物;所述投料物质的量比β-丙二酮衍生物∶三氟甲磺酸盐为1∶0.01-0.1;
式(I)、式(II)中,R1-R9各自独立为H、CH3、Cl、Br、OH、OCH3或NO2。
本发明中所述的有机溶剂可选择下列之一:硝基甲烷、硝基乙烷、乙腈、C2-C4的低级醇、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、乙酸乙酯。
所述有机溶剂体积用量以β-丙二酮衍生物质量计为5-20ml/g。
本发明以三氟甲磺酸盐为催化剂,所述的三氟甲磺酸盐推荐使用铜、锌、银、钪、钇、镧、铕、镱、镓、镥或铋的三氟甲磺酸盐,更优选三氟甲磺酸镓、三氟甲磺酸铋。
本发明所述反应温度优选50-80℃。
反应过程中用薄层色谱(TLC)跟踪反应进度,所述的反应时间推荐1-4小时。
本发明所述的分离纯化为:将反应液加入水中,搅拌,用二氯甲烷或乙酸乙酯等有机溶剂萃取,分离得到水层和有机层,有机层用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂后重结晶,得到所述的黄酮类化合物。
所述的催化剂三氟甲磺酸盐可以回收套用,具体的回收方法为:将分离得到的水层直接加热蒸干,在200℃真空脱水,即回收得到催化剂三氟甲磺酸盐。
具体推荐所述的合成方法按照如下步骤进行:在反应容器中加入有机溶剂、β-丙二酮衍生物和三氟甲磺酸盐,投料物质的量比β-丙二酮衍生物∶三氟甲磺酸盐为1∶0.01-0.1,所述有机溶剂体积用量以β-丙二酮衍生物质量计为5-20ml/g,升温至50-80℃反应1-4小时,TLC跟踪反应进度,反应结束后,将反应液倒入水中,用二氯甲烷或者乙酸乙酯萃取,分离得到水层和有机层;有机层用无水硫酸钠干燥,旋转蒸去溶剂,再用乙醇重结晶,得到所述黄酮黄酮类化合物;水层直接加热蒸干,在200℃真空脱水,即回收得到催化剂三氟甲磺酸盐。
本发明有益效果体现在:
(1)使用了三氟甲磺酸盐有催化剂,反应收率高,一般在90%以上,无其他副产物;
(2)与原有技术方法相比,替代了易对设备产生强腐蚀的酸性催化剂;
(3)工艺路线合理,反应条件温和;
(4)催化剂用量少并能回收套用,对环境友好,基本无三废。
(四)具体实施方式
下面以具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明,但本发明的保护范围不限于此:
实施例1:黄酮的制备
在一个装有机械搅拌、干燥管、温度计、滴液漏斗的100mL四口反应瓶中加入50mL硝基甲烷1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol)和三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),升温至80℃反应2小时,TLC跟踪反应进度。反应结束后,将反应混合物倒入100mL水中,用二氯甲烷20mL×3萃取三遍,合并有机层,无水硫酸钠干燥,旋转蒸去溶剂,再用乙醇重结晶,得到黄酮4.28g,白色固体,熔点96-97℃,收率96.4%。水相减压下浓缩得白色结晶物,真空加热到200℃,得白色晶体(Ga(OTf)3)475mg,92%。
实施例2:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸铋(656mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.19g,收率94.4%。三氟甲磺酸铋回收590.4mg,收率90%。
实施例3:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸铜(362mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.01g,收率90.3%。三氟甲磺酸铜回收307.5mg,收率84.9%。
实施例4:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸锌(363mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.02g,收率90.3%。三氟甲磺酸锌回收310.8mg,收率85.6%。
实施例5:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸银(257mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.19g,收率94.4%。三氟甲磺酸铋回收231.34mg,收率90%。
实施例6:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸钪(492mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.20g,收率94.6%。三氟甲磺酸铋回收457.5mg,收率93%。
实施例7:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸钇(536mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.19g,收率94.4%。三氟甲磺酸钇回收482.4mg,收率90%。
实施例8:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镧(586mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.04g,收率91%。三氟甲磺酸镧回收530.8mg,收率90.5%。
实施例9:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸铕(599mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.19g,收率94.4%。三氟甲磺酸铕回收430.1mg,收率90%。
实施例10:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镱(620mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.12g,收率92.8%。三氟甲磺酸镱回收570.4mg,收率92%。
实施例11:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镥(622mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.10g,收率92.3%。三氟甲磺酸镥回收570.4mg,收率91.7%。
实施例12:黄酮的制备
硝基乙烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸铋(656mg,1mmol)。其他操作同实施例1。得黄酮4.13g,收率93.1%。三氟甲磺酸铋回收590.8mg,收率90%。
实施例13:黄酮的制备
乙腈50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),其他操作同实施例1。得黄酮4.15g,收率93.5%。三氟甲磺酸镓回收475.2mg,收率92.1%。
实施例14:黄酮的制备
乙醇50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),其他操作同实施例1。得黄酮4.11g,收率92.6%。三氟甲磺酸镓回收475.0mg,收率92.0%。
实施例15:黄酮的制备
1,2-二氯乙烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),其他操作同实施例1。得黄酮4.08g,收率91.9%。三氟甲磺酸镓回收478.0mg,收率92.6%。
实施例16:黄酮的制备
乙酸乙酯50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),其他操作同实施例1。得黄酮4.05g,收率91.2%。三氟甲磺酸镓回收475.0mg,收率92.1%。
实施例17:黄酮的制备
三氯甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),其他操作同实施例1。得黄酮4.08g,收率91.9%。三氟甲磺酸镓回收478.0mg,收率92.6%。
实施例18:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(258mg,0.5mmol),其他操作同实施例1。得黄酮4.19g,收率94.4%。三氟甲磺酸镓回收235mg,收率91.1%。
实施例19:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(1032mg,2mmol),其他操作同实施例1。得黄酮4.27g,收率96%。三氟甲磺酸镓回收942mg,收率91.2%
实施例20:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度0℃,其他操作同实施例1。得黄酮3.25g,收率72.8%。三氟甲磺酸镓回收480mg,收率93%。
实施例21:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度50℃,其他操作同实施例1。得黄酮3.76g,收率84.3%。三氟甲磺酸镓回收482mg,收率93%。
实施例22:黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度100℃,其他操作同实施例1。得黄酮4.29g,收率96%。三氟甲磺酸镓回收478mg,收率92.6%。
实施例23:4′-氯黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-(4″-氯苯基)-1,3-丙二酮(5.5g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到4′-氯黄酮4.7g,白色固体,熔点186℃,收率92%。三氟甲磺酸镓回收478mg,收率92.6%。
实施例24:2′,4′-二氯黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-(2″,4″-二氯苯基)-1,3-丙二酮(6.2g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到2′,4′-二氯黄酮5.2g,白色固体,熔点174℃,收率91%。三氟甲磺酸镓回收480mg,收率93.0%。
实施例25:4′-甲氧基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-(4″-甲氧基苯基)-1,3-丙二酮(5.4g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,时间1.5小时,其他操作同实施例1。得到4′-甲氧基黄酮4.8g,白色固体,熔点158℃,收率96%。三氟甲磺酸镓回收479mg,收率92.6%。
实施例26:4′-甲基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-(4″-甲基苯基)-1,3-丙二酮(5.1g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到4′-甲基黄酮4.4g,黄色固体,熔点110℃,收率93%。三氟甲磺酸镓回收475mg,收率92.1%。
实施例27:6,8-二溴-4′-氯黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-3′,5′-二溴苯基)-3-(4″-氯苯基)-1,3-丙二酮(8.6g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,时间4小时,其他操作同实施例1。得到6,8-二溴-4′-氯黄酮7.6g,黄色固体,熔点250℃,收率91%。三氟甲磺酸镓回收478mg,收率92.6%。
实施例28:7-甲基-4′-氯黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-4′-甲基苯基)-3-(4″-氯苯基)-1,3-丙二酮(5.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到7-甲基-4′-氯黄酮5.0g,黄色固体,熔点179℃,收率92%。三氟甲磺酸镓回收481mg,收率93.0%。
实施例29:6,4′-氯黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-氯苯基)-3-(4″-氯苯基)-1,3-丙二酮(6.2g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到6,4′-二氯黄酮5.3g,白色固体,熔点226℃,收率91.7%。三氟甲磺酸镓回收478mg,收率92.6%。
实施例30:2′-氯黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基-3-(2″-氯苯基)-1,3-丙二酮(5.5g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到2′-氯黄酮4.7g,黄色固体,熔点194℃,收率92%。三氟甲磺酸镓回收485mg,收率93.9%。
实施例31:6-甲基-4′-氯黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-甲基苯基)-3-(4″-氯苯基)-1,3-丙二酮(5.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到6-甲基-4′-氯黄酮4.9g,淡黄色固体,熔点198℃,收率91%。三氟甲磺酸镓回收480mg,收率93.0%。
实施例32:6-甲基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-甲基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(5.1g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到6-甲基黄酮4.3g,黄色固体,熔点122℃,收率92%。三氟甲磺酸镓回收481mg,收率93.2%。
实施例33:6,4′-二甲基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-甲基苯基)-3-(4″-甲基苯基)-1,3-丙二酮(5.4g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到6,4′-二甲基黄酮4.7g,白色固体,熔点151℃,收率93%。三氟甲磺酸镓回收478mg,收率92.6%。
实施例34:7-甲基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-4′-甲基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(5.1g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到7-甲基黄酮4.2g,暗黄色固体,熔点130℃,收率90%。三氟甲磺酸镓回收479mg,收率92.8%。
实施例35:6-氯-4′-甲基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-氯苯基)-3-(4″-甲基苯基)-1,3-丙二酮(5.8g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,其他操作同实施例1。得到6-氯-4′-甲基黄酮5.0g,黄色固体,熔点183℃,收率91.6%。三氟甲磺酸镓回收480mg,收率93.0%。
实施例36:6-甲基-4′-硝基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-甲基苯基)-3-(4″-硝基苯基)-1,3-丙二酮(6.0g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,时间4小时,其他操作同实施例1。得到6-甲基-4′-硝基黄酮5.1g,黄色固体,熔点277℃,收率90.4%。三氟甲磺酸镓回收478mg,收率92.6%。
实施例37:4′-硝基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基苯基)-3-(4″-硝基苯基)-1,3-丙二酮(5.7g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,时间4小时,其他操作同实施例1。得到4′-硝基黄酮4.8g,黄色固体,熔点242℃,收率90%。三氟甲磺酸镓回收476mg,收率92.2%。
实施例38:6-硝基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-硝基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(5.7g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,时间4小时,其他操作同实施例1。得到6-硝基黄酮4.8g,淡黄色固体,熔点195℃,收率90.7%。三氟甲磺酸镓回收482mg,收率93.4%。
实施例39:6-甲氧基-4′-硝基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-甲氧基苯基)-3-(4″-硝基苯基)-1,3-丙二酮(6.3g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,时间3小时,其他操作同实施例1。得到6-甲氧基-4′-硝基黄酮5.5g,淡黄色固体,熔点207℃,收率92%。三氟甲磺酸镓回收486mg,收率94.1%。
实施例40:6,4′-二甲氧基黄酮的制备
硝基甲烷50mL,1-(2′-羟基-5′-甲氧基苯基)-3-(4″-甲氧基苯基)-1,3-丙二酮(6.0g,20mmol),三氟甲磺酸镓(516mg,1mmol),温度80℃,时间1小时,其他操作同实施例1。得到6,4′-二甲氧基黄酮5.4g,白色固体,熔点196℃,收率95.7%。三氟甲磺酸镓回收482mg,收率93.4%。
Claims (10)
2、如权利要求1所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述的有机溶剂为下列之一:硝基甲烷、硝基乙烷、乙腈、C2-C4的低级醇、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、乙酸乙酯。
3、如权利要求2所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述有机溶剂体积用量以β-丙二酮衍生物质量计为5-20ml/g。
4、如权利要求1~3之一所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述的三氟甲磺酸盐为铜、锌、银、钪、钇、镧、铕、镱、镓、镥或铋的三氟甲磺酸盐。
5、如权利要求4所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述的三氟甲磺酸盐为三氟甲磺酸镓或三氟甲磺酸铋。
6、如权利要求1所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述的反应温度为50-80℃。
7、如权利要求1所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述的反应时间为1-4个小时。
8、如权利要求1~7之一所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述的分离纯化为:将反应液加入水中,搅拌,用二氯甲烷或者乙酸乙酯萃取,分离得到水层和有机层,有机层用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂后重结晶,得到所述的黄酮类化合物。
9、如权利要求8所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述水层直接加热蒸干,在200℃真空脱水,即回收得到催化剂三氟甲磺酸盐,所述三氟甲磺酸盐回收套用。
10、如权利要求1所述的黄酮类化合物的化学合成方法,其特征在于所述的合成方法按照如下步骤进行:在反应容器中加入有机溶剂、β-丙二酮衍生物和三氟甲磺酸盐,投料物质的量比β-丙二酮衍生物∶三氟甲磺酸盐为1∶0.01-0.1,所述有机溶剂体积用量以β-丙二酮衍生物质量计为5-20ml/g,升温至50-80℃反应1-4小时,TLC跟踪反应进度,反应结束后,将反应液倒入水中,用二氯甲烷或者乙酸乙酯萃取,分离得到水层和有机层;有机层用无水硫酸钠干燥,旋转蒸去溶剂,再用乙醇重结晶,得到所述黄酮黄酮类化合物;水层直接加热蒸干,在200℃真空脱水,即回收得到催化剂三氟甲磺酸盐。
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