CN116135848B - 一种香豆素类化合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种香豆素类化合物及其制备方法与应用。所述制备方法包括:使包含萘酚类化合物、联烯醚类化合物、反应助剂和第一溶剂的第一混合反应体系于25‑50℃反应2‑12h,制得成环中间产物;以及,使包含所述成环中间产物、氧化剂和第二溶剂的第二混合反应体系于60‑80℃发生氧化反应10‑12h,制得香豆素类化合物。本发明提供的制备方法反应条件温和,没有强酸强碱和高温高压,易于工业化生产,对设备要求低,香豆素类化合物产率高,同时本发明的制备方法不需要金属催化剂,符合绿色化学和可持续发展的要求,具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于技术领域,具体涉及一种香豆素类化合物及其制备方法与应用。
背景技术
香豆素类化合物,广泛存在于自然界中的一种内酯类化合物,多存在于芸香科和伞形科植物中,是一类重要的天然有机化合物,在医药、香料、染料、仪器分析、农业等领域均有应用。在医药领域,香豆素及其衍生物具有明显的生物活性,对人体具有抗凝血、抗菌、抗炎、抗氧化、降血糖、抗骨质疏松、抗高血压、抗癌等药理作用。
因此,发展绿色环保的合成香豆素类化合物的方法建吸引了众多科研工作者的广泛研究。传统合成方法是利用铂金反应,即芳香醛与过量的脂肪酸酐或含有活泼亚甲基的乙酸衍生物在乙酸钠作用下进行缩合,生成α,β-不饱和芳香酸,再脱水环合生成香豆素类化合物。该类方法需要利用强酸强碱,不利于环保,同时对反应仪器要求高。随后人们开发了路易斯酸催化的反应体系,即利用苯酚为原料,与取代的乙酰乙酸乙酯发生缩合反应,虽然该方法操作简单,但是反应时间长,副产物多。后来人们相继开发了基于金属试剂的合成途径,尽管产率高,但是依赖于使用金属试剂,成本比较高,同时后处理中去除金属残留非常麻烦。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种香豆素类化合物及其制备方法与应用,以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:
本发明实施例提供了一种香豆素类化合物的制备方法,其包括:
使包含萘酚类化合物、联烯醚类化合物、反应助剂和第一溶剂的第一混合反应体系于25-50℃反应2-12h,制得成环中间产物;
以及,使包含所述成环中间产物、氧化剂和第二溶剂的第二混合反应体系于60-80℃发生氧化反应10-12h,制得香豆素类化合物。
本发明实施例还提供了由前述方法制备的香豆素类化合物,它具有如式(IV)所示的结构:
其中,R选自H、Br、OMe、Ph中的任意一种。
本发明实施例还提供了前述的香豆素类化合物于医药、香料或染料领域中的用途。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明通过利用萘酚或富电子的苯酚为原料,与联烯醚类化合物反应,一步环化生成成环中间产物,随后氧化生成香豆素类化合物;
(2)本发明提供的合成方法制备香豆素类化合物的产率高,原料简单,不需要强酸强碱和金属试剂;
(3)本发明提供的制备方法反应条件温和,无需高温高压,易于工业化生产,同时对设备要求低;
(4)本发明提供的制备方法反应不需要金属催化剂,符合绿色化学和可持续发展的要求,具有良好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的3H-苯并[f]色烯-3-酮的1H-NMR表征图谱;
图2是本发明实施例1制备的3H-苯并[f]色烯-3-酮的13C-NMR表征图谱。
具体实施方式
鉴于现有技术的缺陷,本案发明人经长期研究和大量实践,得以提出本发明的技术方案,其主要是通过将萘酚类化合物或其同系物与联烯醚类化合物通过两步反应制得香豆素化合物。
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
具体的,作为本发明技术方案的一个方面,其所涉及的一种香豆素类化合物的制备方法包括:
使包含萘酚类化合物、联烯醚类化合物、反应助剂和第一溶剂的第一混合反应体系于25-50℃反应2-12h,制得成环中间产物;
以及,使包含所述成环中间产物、氧化剂和第二溶剂的第二混合反应体系于60-80℃发生氧化反应10-12h,制得香豆素类化合物。
在一些优选实施方案中,所述萘酚类化合物具有如式(I)所示的结构:
其中,R选自H、Br、OMe、Ph中的任意一种。
在一些优选实施方案中,所述萘酚类化合物包括萘酚、6-溴萘酚、6-苯基萘酚、6-甲氧基萘酚、7-甲氧基萘酚中的任意一种或两种以上的组合,且不限于此。
在一些优选实施方案中,所述联烯醚类化合物具有如式(II)所示的结构:
其中,R′选自苄基、对甲氧基苄基、辛烷基、环己基中的任意一种。
在一些优选实施方案中,所述联烯醚类化合物包括苄基联烯醚、对甲氧基苄基联烯醚、辛烷基联烯醚、环己基联烯醚中的任意一种或两种以上的组合,且不限于此。
在一些优选实施方案中,所述成环中间产物具有如式(III)所示的结构:
其中,R选自H、Br、OMe、Ph中的任意一种;R′选自苄基、对甲氧基苄基、辛烷基、环己基中的任意一种。
在一些优选实施方案中,所述反应助剂包括(PhO)2POOH,且不限于此。
在一些优选实施方案中,所述氧化剂包括二氯二氰苯醌,且不限于此。
在一些优选实施方案中,所述第一溶剂包括二氯甲烷、1,2二氯乙烷、甲苯中的任意一种或两种以上的组合,且不限于此。
在一些优选实施方案中,所述第二溶剂包括甲苯,且不限于此。
在一些优选实施方案中,所述萘酚类化合物、联烯醚类化合物与反应助剂的摩尔比为1∶1.7:0.05~0.2。
在一些优选实施方案中,所述成环中间产物与氧化剂的摩尔比为1∶2~3。
在一些优选实施方案中,所述制备方法还包括:在所述第一混合反应体系反应完成后,对所获混合物进行分离、纯化处理。
在一些优选实施方案中,所述制备方法还包括:在所述氧化反应完成后,对所获产物进行分离、纯化处理。
进一步地,所述纯化处理采用的方法包括重结晶和/或柱层析,且不限于此。
在一些优选实施方案中,所述香豆素类化合物的制备方法包括:使用包含萘酚类化合物(I)、联烯醚类化合物(II)、反应助剂和第一溶剂的第一混合反应体系于25-50℃反应2-12h,获得成环的中间产物(III),然后利用氧化剂在第二混合反应体系中于80℃反应12h,获得香豆素类化合物(IV)。其反应方程式如下:
本发明实施例的另一个方面还提供了前述方法制备的香豆素类化合物,所述香豆素类化合物具有如式(IV)所示的结构:
其中,R选自H、Br、OMe、Ph中的任意一种。
在一些优选实施方案中,所述香豆素类化合物包括3H-苯并[f]色烯-3-酮、8-溴-3H-苯并[f]色烯-3-酮、8-苯基-3H-苯并[f]色烯-3-酮、8-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮、9-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮中的任意一种或两种以上的组合,且不限于此。
进一步地,所述3H-苯并[f]色烯-3-酮、8-溴-3H-苯并[f]色烯-3-酮、8-苯基-3H-苯并[f]色烯-3-酮、8-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮、9-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮分别具有如a-e所示的结构:
本发明实施例的另一个方面还提供了前述的香豆素类化合物于医药、香料或染料领域中的用途。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明,本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面所用的实施例中所采用的实验材料,如无特殊说明,均可由常规的生化试剂公司购买得到。
实施例1
称取1.0mmol的萘酚和1.7mmol(1.0equiv)的苄基联烯醚加入含有二氯甲烷溶剂(10ml)的圆底烧瓶中,然后25℃下加入5.0mol%的(PhO)2POOH,并在此温度下反应2h,然后使用真空减压的方法除去反应溶剂,获得反应中间产物;再加入甲苯5mL溶解,加入2.0mmol的DDQ,缓慢加热至60℃,反应10h。随后冷却至室温,通过色谱柱层析的方法纯化得到最终产物,即3H-苯并[f]色烯-3-酮,白色固体,140mg,产率:71%。
对上述得到的3H-苯并[f]色烯-3-酮进行表征测试:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.88(d,J=9.7Hz,1H),8.50(d,J=8.4Hz,1H),8.16(d,J=9.0Hz,1H),8.04(d,J=8.1Hz,1H),7.77-7.70(m,1H),7.66-7.59(m,1H),7.54(d,J=9.0Hz,1H),6.63(d,J=9.7Hz,1H);
13C NMR(101 MHz,DMSO-d6)δ160.4,153.7,140.71,133.6,130.3,129.2,129.2,128.7,126.5,122.6,117.2,115.7,113.3.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H9O2 197.0602;found 197.0613.
图1是本发明实施例1制备3H-苯并[f]色烯-3-酮的1H-NMR表征图谱;图2是本发明实施例1制备的3H-苯并[f]色烯-3-酮的13C-NMR表征图谱;
实施例2
称取1.0mmol的6-溴萘酚和1.7mmol(1.0equiv)的对甲氧基苄基联烯醚加入含有1,2二氯乙烷溶剂(10m1)的圆底烧瓶中,然后25℃下加入10.0mo1%的(PhO)2POOH,缓慢加热至50℃,保持在50℃反应12h,然后冷却至室温,使用真空减压的方法除去反应溶剂,获得反应中间产物;再加入甲苯5mL溶解,加入3.0mmol的DDQ,缓慢加热至80℃,反应12h。随后冷却至室温,通过色谱柱层析的方法纯化得到最终产物,即8-溴-3H-苯并[f]色烯-3-酮,灰白色固体,214mg,产率:78%。
对上述得到的8-溴-3H-苯并[f]色烯-3-酮进行表征测试:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.84(d,J=9.8Hz,1H),8.44(d,J=9.0Hz,1H),8.30(s,1H),8.13(d,J=9.0Hz,1H),7.81(d,J=9.0Hz,1H),7.59(d,J=9.1Hz,1H),6.64(d,J=9.7Hz,1H).
13C NMR(101 MHz,DMSO-d6)δ160.2,153.8,140.5,132.6,131.6,131.4,131.0,128.0,125.2,119.6,118.5,116.3,113.5.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H8BrO2274.9708;found 274.9715.
实施例3
称取1.0mmol的6-苯基萘酚和1.7mmol(1.0equiv)的辛烷基联烯醚加入含有甲苯溶剂(10m1)的圆底烧瓶中,然后加入20.0mo1%的(PhO)2POOH,缓慢升温至40℃并在此温度下反应8h,然后使用真空减压的方法除去反应溶剂,获得反应中间产物;再加入甲苯5mL溶解,加入2.5mmol的DDQ,缓慢加热至70℃,反应11h。随后冷却至室温,通过色谱柱层析的方法纯化得到最终产物,即8-苯基-3H-苯并[f]色烯-3-酮,白色固体,218mg,产率:80%。
对上述得到的8-苯基-3H-苯并[f]色烯-3-酮进行表征测试:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.89(d,J=9.7Hz,1H),8.56(d,J=8.8Hz,1H),8.33(s,1H),8.23(d,J=9.0Hz,1H),8.02(d,J=8.7Hz,1H),7.84(d,J=7.7Hz,2H),7.59-7.51(m,3H),7.48-7.40(m,1H),6.63(d,J=9.8Hz,1H).
13C NMR(101 MHz,DMSO-d6)δ160.4,153.8,140.8,139.7,138.0,133.9,130.8,129.5,128.4,128.2,127.6,127.4,126.6,123.5,117.6,115.9,113.2.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C19H13O2273.0916;found 273.0910.
实施例4
称取1.0mmol的6-甲氧基萘酚和1.7mmol(1.0equiv)的环己基联烯醚加入含有二氯甲烷溶剂(10ml)的圆底烧瓶中,然后25℃下加入5.0mol%的(PhO)2POOH,并在此温度下反应8h,然后使用真空减压的方法除去反应溶剂,获得反应中间产物;再加入甲苯5mL溶解,加入3.0mmol的DDQ,缓慢加热至80℃,反应12h。随后冷却至室温,通过色谱柱层析的方法纯化得到最终产物,即8-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮,白色固体,172mg,产率:76%。
对上述得到的8-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮进行表征测试:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.39(d,J=9.8Hz,1H),8.09(d,J=9.1Hz,1H),7.85(d,J=9.1Hz,1H),7.40(d,J=9.0Hz,1H),7.33(dd,J=9.2,2.6Hz,1H),7.20(d,J=2.6Hz,1H),6.54(d,J=9.7Hz,1H),3.94(s,3H).
13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ161.0,157.8,152.4,139.0,131.8,131.6,123.8,122.8,120.4,117.4,115.8,113.2,107.5,55.5.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C14H11O3227.0708;found 227.0714.
实施例5
称取1.0mmol的7-甲氧基萘酚和1.7mmol(1.0equiv)的环己基联烯醚加入含有二氯甲烷溶剂(10m1)的圆底烧瓶中,然后25℃下加入5.0mol%的(PhO)2POOH,并在此温度下反应8h,然后使用真空减压的方法除去反应溶剂,获得反应中间产物;再加入甲苯5mL溶解,加入3.0mmol的DDQ,缓慢加热至80℃,反应12h。随后冷却至室温,通过色谱柱层析的方法纯化得到最终产物,即9-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮,白色固体,172mg,产率:76%。
对上述得到的9-甲氧基-3H-苯并[f]色烯-3-酮进行表征测试:
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.93(d,J=9.8Hz,1H),8.06(d,J=8.9Hz,1H),7.93(d,J=8.9Hz,1H),7.84(d,J=2.4Hz,1H),7.35(d,J=8.9Hz,1H),7.24(dd,J=8.9,2.4Hz,1H),6.58(d,J=9.7Hz,1H),3.98(s,3H).
13C NMR(101 MHz,DMSO-d6)δ160.6,159.9,154.4,141.3,133.3,131.2,130.8,125.5,118.2,114.8,114.4,112.6,102.5,56.1.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C14H11O3227.0708;found 227.0716.
此外,本案发明人还参照前述实施例,以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验,并均获得了较为理想的结果。
应当理解,本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制,凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种香豆素类化合物的制备方法,其特征在于包括:
使包含萘酚类化合物、联烯醚类化合物、反应助剂和第一溶剂的第一混合反应体系于25-50℃反应2-12h,制得成环中间产物;
以及,使包含所述成环中间产物、氧化剂和第二溶剂的第二混合反应体系于60-80℃发生氧化反应10-12h,制得香豆素类化合物;
所述萘酚类化合物具有如式(I)所示的结构:
其中,R选自H、Br、OMe、Ph中的任意一种;
所述联烯醚类化合物具有如式(II)所示的结构:
其中,R'选自苄基、对甲氧基苄基、辛烷基、环己基中的任意一种;
所述成环中间产物具有如式(III)所示的结构:
其中,R选自H、Br、OMe、Ph中的任意一种;R'选自苄基、对甲氧基苄基、辛烷基、环己基中的任意一种;
所述反应助剂选自(PhO)2POOH;所述氧化剂选自二氯二氰苯醌;
所述香豆素类化合物具有如式(IV)所示的结构:
其中,R选自H、Br、OMe、Ph中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:
所述第一溶剂选自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲苯中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述第二溶剂选自甲苯。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述萘酚类化合物、联烯醚类化合物与反应助剂的摩尔比为1:1.7:0.05~0.2。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述成环中间产物与氧化剂的摩尔比为1:2~3。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于还包括:在所述第一混合反应体系反应完成后,对所获混合物进行分离、纯化处理。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于还包括:在所述氧化反应完成后,对所获产物进行分离、纯化处理。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述纯化处理采用的方法选自重结晶和/或柱层析。
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