新型二茂鐵新木脂素類化合物的合成與表征

張春香, 劉正聯(lián), 周詩彪, 鄭清云, 申有名

(湖南文理學院 化學化工學院, 湖南 常德, 415000)

新型二茂鐵新木脂素類化合物的合成與表征

張春香, 劉正聯(lián), 周詩彪, 鄭清云, 申有名

(湖南文理學院 化學化工學院, 湖南 常德, 415000)

以芳香醛和丙二酸為原料, 通過Knoevenagel反應、酯化反應、氧化偶聯(lián)反應合成了苯并呋喃類新木脂素, 苯并呋喃類新木脂素與二茂鐵甲酸反應, 首次合成了2種新型二茂鐵基新木脂素化合物, 其結構經1H NMR、MS、IR進行了表征.

二茂鐵; 新木脂素; 合成; 表征

木脂素是一類廣泛存在自然界的天然化合物, 具有良好的生理活性, 如保肝、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化活性等[1-5]. 新木脂素屬于木脂素的一種, 自從 eptoside木脂素化合物作為抗癌藥物應用于臨床之后[5], 新木脂素化合物也引起了人們的高度重視. 二茂鐵具有親油性、低毒性、抗腫瘤等多種生理活性[6], 能在生物酶作用下參與各種代謝, 因而得到了廣泛的應用. 有報道顯示, 具有生物活性分子中的某些芳香環(huán)被二茂鐵基取代后, 可提高整個化合物的活性[7]. 如二茂鐵阿司匹林[8]、異維A酸二茂鐵[9]、青霉烯二茂鐵[10]等. 基于二茂鐵衍生物和木脂素這兩種物質的特性, 以實現(xiàn)活性成分的優(yōu)化疊加, 為此我們首次合成了2 種未見文獻報道的新型二茂鐵新木脂素類化合物(圖1).

圖1 化合物合成路線

1 儀器與試劑

Varian INOVA-400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑, TMS為內標); Nicolet FTIR-3700型紅外光譜儀(KBr壓片); Agilent 1100型液質聯(lián)用儀; 二茂鐵甲酸按文獻[11]方法合成; 甲苯、丙酮、二氯甲烷經干燥處理后使用. 其他試劑均為市售分析純.

2 化合物合成

2.1 1a的合成

將4-羥基苯甲醛12.00 g(100 mmol)、丙二酸13.84 g(108 mmol)、13 mL吡啶、28 mL甲苯和1.6 mL苯胺依次加入到三頸瓶中, 加熱至85-90 ℃攪拌7 h, 冷至室溫, 加入54 g 25%的碳酸鉀溶液, 攪拌15 min后分出水層, 冷卻下水層用濃鹽酸調pH值至3～5, 析出粗品, 粗品用水重結晶, 得淡黃色針狀結晶11.80 g, 產率72%.

2.2 2a的合成

將1a 10.00 g(60 mmol)、對甲苯磺酸5.16 g (30 mmol)、40 mL環(huán)己烷和40 mL甲醇加入到三頸瓶中, 加熱回流3 h, 減壓蒸出環(huán)己烷和未反應完的甲醇. 殘留物用飽和 NaHCO3溶液中和, 抽濾, 水洗,得淡黃色固體9.51 g, 產率為89%, 該產品較純, 可直接用于下一步反應.

2.3 3a的合成

氮氣保護下, 將2a 8.90 g (50 mmol)、125 mL干甲苯和75 mL干丙酮, 加入到三頸瓶中, 攪拌溶解后加入氧化銀5.80 g(25 mmol), 室溫反應60 h(TLC跟蹤), 過濾, 旋干, 柱層析[洗脫劑為V(石油醚)/V(乙酸乙酯) = 3：1], 得化合物3a.

用相同的方法合成化合物3b.

3a： 產率32%.1H NMRδ： 7.65(d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.55(s, 1H), 7.42(d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.28(d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.89(d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.81(d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.32(d, J = 16 .0 Hz, 1H,), 6.11(d, J = 7.6 Hz, 1H), 4.26(d, J = 7.6 Hz, 1H), 3.84(s, 3H), 3.80(s, 3H); MS： m/z： 355 [M+H]+; IR(KBr) cm-1： 3 421, 1 696, 1 642, 974.

3b： 產率51%.1H NMRδ： 7.66(d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.31 ～ 6.80(m, 5H), 6.45(d, J = 16.0 Hz, 1H), 6.02(d, J = 8.0 Hz, 1H), 4.50(d, J = 8.0 Hz, 1H), 3.93(s, 3H), 3.86(s, 3H), 3.83(s, 3H), 3.80(s, 3H); MS： m/z：415 [M+H]+; IR(KBr) cm-1： 3 421, 1 748, 1 645, 981.

2.4 4a的合成

氮氣保護下, 將二茂鐵甲酸 0.232 g (1 mmol)和10 mL 二氯甲烷加入到三頸瓶中, 攪拌溶解冷卻至0 ℃后, 加入HOBt (162 mg, 1.2 mmol)、 Et3N (0.33 mL, 2.4 mmol)和EDCI (230 mg, 1.2 mmol), 攪拌30 min. 反應溫度升至室溫, 加入3a 0.354 g (1 mmol), 攪拌過夜. 反應液加水, 然后用乙酸乙酯萃取3 次, 合并有機層, 有機層用1 M的鹽酸溶液、水、飽和碳酸氫鈉溶液、飽和食鹽水分別洗滌2次, 無水硫酸鎂干燥, 旋干, 經柱層析[洗脫劑為V(石油醚)/V(乙酸乙酯) = 8：1], 得化合物4a.

用相同的方法合成化合物4b.

4a： 產率87%.1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ ppm： 7.66(d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.55(s, 1H), 7.43(d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.41(d, J =8.8 Hz, 2H), 7.19(d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.91(d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.32(d, J = 16.0 Hz, 1H), 6.17(d, J = 7.6 Hz, 1H), 4.27(d, J = 7.6 Hz, 1H), 4.29 (s, 2H), 4.21 (s, 2H), 4.18 (s, 5H), 3.83(s, 3H), 3.81(s, 3H); MS： m/z： 567 [M+H]+; IR(KBr) cm-1： 2 934, 1 734, 1 721,1 624, 1 071, 1 028, 975.

4b： 產率74%.1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ ppm： 7.65(d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.34～6.85 (m, 5H), 6.37(d, J = 16.0 Hz, 1H), 6.09(d, J = 7.6 Hz, 1H), 4.50(d, J = 7.6 Hz, 1H), 4.27 (s, 2H), 4.23 (s, 2H), 4.19(s, 5H), 3.93(s, 3H), 3.94(s, 3H), 3.84(s, 3H), 3.80(s, 3H); MS： m/z： 627 [M+H]+; IR(KBr) cm-1： 2 946, 1 734, 1 725, 1 627, 1 070, 1 025, 977.

3 結論

在堿的催化下, 芳醛與丙二酸發(fā)生脫水縮合反應, 合成了化合物1, 是一個典型的Knoevenagel反應. 但在該反應中, 當反應溫度超過100 ℃時, 得到的是不需要的順式產物[12]. 在化合物2的合成中,以對甲苯磺酸代替濃硫酸作為催化劑, 以環(huán)己烷作為帶水劑, 縮短了反應時間, 提高了反應產率. 在化合物3的合成中, 氧化銀氧化酚羥基得到自由基, 該反應是一種自由基仿生氧化偶聯(lián)反應. 在化合物4的合成中, 以EDCI和HOBt代替了常用的DCC和DMAP作為縮合劑, 得到的副產物脲容易除去, 從而簡化了純化過程.

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[12] 張春香. 苯并呋喃和8-5'新木脂素類化合物的合成方法研究[D]. 長沙： 湖南大學, 2006.

(責任編校： 劉曉霞)

Synthesis and characterization of new ferrocenyl neolignan

ZHANG Chun-xiang, LIU Zheng-lian, ZHOU Shi-biao, ZHENG Qing-yun, SHEN You-ming
(Departement of Chemistry, Hunan University of Arts And Scince, Changde 415000, China)

Benzofuran neolignan compounds were synthesized via Knoevenagel reaction, esterification and oxidative coupling from aromatic aldehyde and malonic acid. Two ferrocenyl neolignans were obtained by the reaction of benzofuran neolignan compounds with ferrocenecarboxylic acid. Their structures were characterized by1H NMR, MS and IR.

ferrocene; neolignan; synthesis; characterization

O 621.3

1672-6146(2012)02-0031-03

10.3969/j.issn.1672-6146.2012.02.008

2012-02-08

湖南文理學院科學研究基金項目(JJYB1010); 湖南省重點學科建設項目(應用化學).

張春香(1981-), 女, 碩士, 主要從事有機合成. E-mail： cxzhang81@163.com