5-氟-2-羥基苯乙酮席夫堿的合成及結(jié)構(gòu)表征

王秋亞，胡婭欣，毛 娜

(渭南師范學(xué)院 化學(xué)與材料學(xué)院，陜西 渭南714099)

【現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)研究】

5-氟-2-羥基苯乙酮席夫堿的合成及結(jié)構(gòu)表征

王秋亞，胡婭欣，毛 娜

(渭南師范學(xué)院 化學(xué)與材料學(xué)院，陜西 渭南714099)

為進(jìn)一步豐富甲基酮類席夫堿的種類，以5-氟-2-羥基苯乙酮為原料，通過與鹽酸氨基脲、芐胺、鄰苯二胺和4-氨基安替比林的縮合反應(yīng)合成了4種新的5-氟-2-羥基苯乙酮席夫堿，并采用元素分析、IR、1H NMR及13C NMR譜分析對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。 結(jié)果表明，所合成化合物結(jié)構(gòu)正確，該合成方法具有路線簡(jiǎn)潔、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)率較高等優(yōu)點(diǎn)。

5-氟-2-羥基苯乙酮；席夫堿；合成；結(jié)構(gòu)表征

0 引言

席夫堿由于具有易于控制的空間構(gòu)型、多齒的配位能力及較強(qiáng)的抗菌[1-2]、抗病毒[3]、抗腫瘤[4]、抗氧化[5]等生物活性，已成為生物化學(xué)領(lǐng)域類非常重要的有機(jī)配體，具有廣闊的應(yīng)用前景。席夫堿化合物通常包括醛類和酮類席夫堿兩大類。近年來(lái)，關(guān)于水楊醛、鄰香草醛等醛類席夫堿及金屬配合物的研究很多[6-10]，而對(duì)酮類席夫堿及配合物的研究卻相對(duì)較少。其主要是由于空間位阻原因,通常酮類席夫堿較醛類席夫堿難合成，而選擇空間位阻較小的酮類如甲基酮，則有利于形成其席夫堿配體及配合物。目前，關(guān)于甲基酮類席夫堿及金屬配合物的報(bào)道較少。朱傳方等[11]通過2，4-二羥基苯乙酮與不同芳胺反應(yīng),合成了 6種新的2,4-二羥基苯乙酮席夫堿化合物,并利用紫外、紅外、核磁共振和元素分析等方法確定了它們的結(jié)構(gòu)。Singh等[12]以2-乙酰呋喃和2-乙酰噻酚為原料，通過和各類氨基酸反應(yīng)合成了相應(yīng)的席夫堿及配合物，并從中篩選出了幾種抗菌活性較好的配合物。 Raut等[13]通過取代乙酰苯酮和取代苯胺在乙醇溶液中縮合反應(yīng)生成席夫堿。許同桃[14]曾研究了丹皮酚即2-羥基-4-甲氧基苯乙酮與有機(jī)多胺衍生物的縮合，并初步研究它們的晶體結(jié)構(gòu)、抑菌性能和抗氧化性能。因此，研究甲基酮類席夫堿的合成及性質(zhì)等具有重要的意義，也有著廣闊的應(yīng)用前景。

5-氟-2-羥基苯乙酮是一種重要的醫(yī)藥中間體，可作為多種β受體阻滯劑合成中間體[15-17]。本文以5-氟-2-羥基苯乙酮為原料，采用直接合成法，分別與鹽酸氨基脲、芐胺、鄰苯二胺和4-氨基安替比林，在無(wú)水乙醇中進(jìn)行縮合，合成了4種5-氟-2-羥基苯乙酮席夫堿，并采用元素分析、IR、1H NMR及13C NMR譜分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。這些5-氟-2-羥基苯乙酮席夫堿的合成，不僅豐富了甲基酮席夫堿的種類，而且為進(jìn)一步研究其應(yīng)用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker Tensor 27-IR紅外光譜儀(德國(guó)Bruker公司，KBr壓片法)； PE-2400型元素分析儀(美國(guó)Perkin-Elmer公司)；Bruker AM-400超導(dǎo)傅立葉數(shù)字化核磁共振儀(德國(guó)Bruker公司，TMS為內(nèi)標(biāo))；X-5顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(控溫型，北京泰克儀器有限公司)。

5-氟-2-羥基苯乙酮(上海達(dá)瑞有限公司)；鹽酸氨基脲(上海達(dá)瑞有限公司)；芐胺(北京恒業(yè)中遠(yuǎn)化工有限公司)；鄰苯二胺(上海達(dá)瑞有限公司)；4-氨基安替比林(上海達(dá)瑞有限公司)；其他化學(xué)試劑均為市售分析純，使用前未經(jīng)任何處理。

1.2 5-氟-2-羥基苯乙酮席夫堿的合成

稱取(1.54 g，10 mmol)5-氟-2-羥基苯乙酮于50 mL圓底燒瓶中，加20 mL無(wú)水乙醇溶解，室溫下分別加入鹽酸氨基脲(1.12 g,10 mmol)、氫氧化鈉(0.4 g,10 mmol)、芐胺(1.10 mL，10 mmol)、鄰苯二胺(1.08 g,10 mmol)、4-氨基安替比林(2.03 g,10 mmol)，80 ℃油浴加熱攪拌下回流4 h，冷卻至室溫，靜置過夜，過濾、烘干，得到粗品。粗品用無(wú)水乙醇反復(fù)重結(jié)晶3次后,過濾干燥,最終分別得到5-氟-2-羥基苯乙酮縮鹽酸氨基脲(1)、5-氟-2-羥基苯乙酮縮芐胺(2)、5-氟-2-羥基苯乙酮縮鄰苯二胺(3)和5-氟-2-羥基苯乙酮縮4-氨基安替比林(4)(其合成路線如圖1所示)?；衔?—4采用元素分析、IR、1H NMR及13C NMR譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。

圖1 化合物1—4的合成路線

化合物1：白色固體，收率：75.67 %，熔點(diǎn)：237.8 ℃～239.5 ℃; IR(KBr壓片)，v(cm-1):3 490,3 236,3 148,1 693,1 572,1 553,1 488,1 463,1 374,1 326,1 274,1 232,1 188,1 152,915,853,783,712,671,577,482;1H NMR(DMSO-d6),δ(ppm):12.4(s，1H),9.07(s，1H),7.29～7.26(m，1H),7.02～6.97(m,1H),6.80～6.77(m,1H),6.23(s,2H),2.19(s,3H);13C NMR(DMSO-d6),δ(ppm):155.6,153.9,147.4,121.3,117.7,116.2,113.6,18.5。元素分析：按C9H10O2N3F的計(jì)算值(%)：C 51.18，H 4.74；實(shí)驗(yàn)值(%)：C 52.24,H 4.63。

化合物2：黃綠色晶體，收率：73.42 %，熔點(diǎn):126.5 ℃～127.8 ℃; IR(KBr壓片)，v(cm-1)：3 412,3 060, 2 870，1 610，1 578，1 501，1 454，1 453，1 377，1 261，1 230，1 187，1 049，932，880，830，787，698，521;1H NMR (CDCl3)，δ(ppm):7.40～6.90(m，8H)，4.82(s，2H)，2.49(s，3H);13C NMR (CDCl3)，δ(ppm)：171.2，159.5，155.6，153.3，138.3，128.8，127.5，119.3，113.5，53.8，14.9。元素分析：按C15H14ONF的計(jì)算值(%)：C 74.07，H 5.76； 實(shí)驗(yàn)值(%)：C 73.52，H 5.84。

化合物3： 深黃色固體，收率：65.73%，熔點(diǎn):223.7 ℃～225.4 ℃; IR(KBr壓片 )，v(cm-1)：3 452，3 328，3 068, 1 624，1 577，1 490，1 457，1 435，1 362，1 328，1 283，1 187，871，819，787，749，705，667，559，514;1H NMR(DMSO-d6)，δ(ppm):7.54～6.53(m，7H)，4.75(s，2H)，2.26(s，3H);13C NMR (DMSO-d6)，δ(ppm):172.6，157.8，154.9，153.4，139.7，134.9，131.7，126.0，121.2，119.6，118.6，118.3，115.2，17.1。元素分析：按C14H13ON2F的計(jì)算值(%):C 68.85，H 5.35； 實(shí)驗(yàn)值(%)：C 68.99，H 5.55。

化合物4：黃色晶體，收率：67.80 %，熔點(diǎn)：245.0 ℃～246.3 ℃; IR(KBr壓片),v(cm-1):3 460，2 961，1 657, 1 619，1 606，1 579，1 550，1 491，1 435，1 485，1 372，1 328，1 251，1 230，1 135，1 073，938，858，822，771，707，642，572，510，467;1H NMR(CDCl3)，δ(ppm):14.61(s，1H),7.45～6.85(m，8H),3.10(s，3H)，2.45(s，3H)，2.27(s，3H);13C NMR(CDCl3)，δ(ppm):172.3，159.0，158.1，155.7，147.8，135.0，129.3，127.0，124.4，120.2，119.6，118.7，117.7，114.3，36.3，19.4，10.8。元素分析：按C19H18O2N3F的計(jì)算值(%)：C 67.26 H 5.31； 實(shí)驗(yàn)值(%)：C 65.71，H 5.82。

2 結(jié)果與討論

2.1 IR譜分析

從化合物1—4的IR譜可看出，所有化合物芳環(huán)上的O-H的伸縮振動(dòng)吸收峰均在3 380 cm-1附近；N-H的伸縮振動(dòng)峰出現(xiàn)在3 280 cm-1附近；3 035 cm-1附近為Ar-H伸縮振動(dòng)吸收；3 010～2 850 cm-1為飽和C-H的伸縮振動(dòng)吸收；1 670～1 600 cm-1為C環(huán)上C=O的伸縮振動(dòng)吸收；在1 480～1 650cm-1附近產(chǎn)生中等強(qiáng)度的C=N伸縮振動(dòng)吸收峰，表明反應(yīng)形成了席夫堿。在1 580～1 440 cm-1附近均有3個(gè)較強(qiáng)吸收峰為苯環(huán)上C-C的特征峰；-CH3在1 375 cm-1和1 450 cm-1附近同時(shí)有吸收峰，分別對(duì)應(yīng)于-CH3的對(duì)稱彎曲振動(dòng)和反對(duì)稱彎曲振動(dòng)；890～640 cm-1為苯環(huán)上C-H的面外彎曲振動(dòng)吸收，具體視苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)和位置不同發(fā)生變化。

(1)

(2)

(3)

(4)

2.21H NMR和13C NMR譜分析

化合物1—4的1H NMR譜見圖2。從1H NMR譜結(jié)果可以看出，化合物1和4中，酚羥基(-OH)的質(zhì)子峰分別出現(xiàn)在12.4 ppm和14.6 ppm處，而在化合物2和3中，酚羥基(-OH)的質(zhì)子峰卻未呈現(xiàn)出來(lái)，可能是該活潑H被溶劑中所含水分子交換的緣故。在化合物1—4中，所有芳基上氫的化學(xué)位移在7.54～6.22 ppm之間，隨取代基不同略有差異；碳氮雙鍵上的甲基氫處于高場(chǎng)，位于2.3 ppm附近?；衔?中-CH2-的氫的化學(xué)位移在4.8 ppm處；化合物1中N-H的氫位于9.7 ppm附近；在化合物1和化合物3中，-NH2的兩個(gè)氫位于4.8～6.2 ppm之間。根據(jù)化合物1-4中氫的數(shù)目可驗(yàn)證，所合成產(chǎn)物均為相應(yīng)的5-氟-2-羥基苯乙酮席夫堿。

化合物1—4的13C NMR譜如圖3所示。13C NMR譜結(jié)果表明，所有C=N上的碳的化學(xué)位移均位于172.6～155.6 ppm間；芳環(huán)上碳的化學(xué)位移處于113～157 ppm間；C=N上的甲基碳出現(xiàn)在14.9～19.4 ppm間。此外，化合物1中的C=O上的碳化學(xué)位移為153.9 ppm。在化合物4中處于172.3 ppm、158.1 ppm的化學(xué)位移分別對(duì)應(yīng)C=O和C=C上的碳信號(hào)，與氮原子連接的甲基碳化學(xué)位移為36.3 ppm，C=C上的甲基碳位移在10.8 ppm處；化合物1—4的13C NMR譜結(jié)果也進(jìn)一步確認(rèn)了其結(jié)構(gòu)是正確合理的。

(1)

(2)

(3)

(4)

3 結(jié)語(yǔ)

本文以無(wú)水乙醇為溶劑，通過5-氟-2-羥基苯乙酮與鹽酸氨基脲、芐胺、鄰苯二胺和4-氨基安替比林的縮合合成了4種新型席夫堿，并通過元素分析、IR、1H NMR及13C NMR譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用直接法合成5-氟-2-羥基苯乙酮類席夫堿，具有路線簡(jiǎn)潔、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)率較高等優(yōu)點(diǎn)。這些5-氟-2-羥基苯乙酮類席夫堿化合物的合成不僅豐富了甲基酮類席夫堿的種類，更重要的是為深入研究該類化合物的應(yīng)用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

[1] 張欣,杜聰,陳丹,等.氨基酸席夫堿鎳、鈷配合物的合成晶體結(jié)構(gòu)及抑菌活性[J].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，2010，26(3):489-494.

[2] 畢思瑋,劉樹祥.氨基酸水楊醛席夫堿與銅(Ⅱ)配合物的合成及其抗菌活性和穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)間的關(guān)系[J].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào),1996,12(4):423-426.

[3] 胡國(guó)強(qiáng),董秀麗,謝松強(qiáng),等.含羧酸側(cè)鏈蒽醛縮氨基均三唑席夫堿衍生物的合成及抗腫瘤活性[J].藥學(xué)學(xué)報(bào),2008,43(1):50-53.

[4] SINGH K，SINGH R V，TANDON J P.Synthesis and characterization of tin(IV)complexes of biologically active thiosemicarbazones[J].Synthesis and Reactivity in Inorganic,Metal-Organic and Nano-Metal Chemistry,1986,16(10):1341-1350.

[6] 秦大斌，楊海英，雷剛.水楊醛縮鄰苯二胺Schiff堿及其配合物的合成與催化性能[J].西華師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，24(4):423-425.

[7] 張震.3,5-二氨基苯甲酸縮鄰香草醛席夫堿鎘配合物的合成及抗腫瘤活性研究[J].濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2014,37(3):153-156.

[8] 賢景春,王順文.5-溴水楊醛縮硫脲Schiff堿及鈷(Ⅱ) 配合物的合成與表征[J].泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008，26(6):55-57.

[9] 蔡奔，陳露，羅金岳.雙鄰香草醛希夫堿的結(jié)構(gòu)表征與合成工藝[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011,35(5):91-94.

[10] 霍紅月，李仲慶，覃其品，等.鄰香草醛縮胡椒乙胺席夫堿鋅(Ⅱ)配合物的研究[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，32(3)：65-73.

[11] 朱傳方，吳愛斌，徐漢紅.2，4-二羥基苯乙酮席夫堿化合物的合成[J].化學(xué)試劑，2001,23(3):150-151.

[12] Singh H L，Sharma M，Gupta M K，et al.Coordination behaviour of biologically active Schiff bases of amino acids towards stannous ion[J].Bull.Pol.Acad.Sci，Chem，1999,47(2):103-110.

[13] Raut A W，Doshi A G.Synthesis and Antimicrobial Activities of New Pyrazolines and Its Derivatives[J].Orient.J.Chem,1996,12(1):79-81.

[14] 許同桃.丹皮酚、有機(jī)多胺衍生物及其金屬配合物的合成、結(jié)構(gòu)及生物活性研究[D].南京：南京理工大學(xué)博士學(xué)位論文，2007.

[15] Ellis G P,Lockhart I M，Mssder-Nyce D，et al.In chemistry of Helerocyclic Compounds [M].New York:Wiley,1977.

[16] Ellis G P，Lockhart I M.Chromans and tocopherols [M].New York:Wiley,1981.

[17] Chandrasekhar S,Reddy M V.Enatioselectire total synthesis of the antihypertensive agent (S,R,R,R)-nebivolol[J].Tetrahedron，2000，56(34):6339-6344.

【責(zé)任編輯 馬小俠】

Syntheses and Structural Characterizations of 5-Fluoro-2-hydroxyacetophenone Schiff-bases

WANG Qiu-ya，HU Ya-xin，MAO Na

(School of Chemistry and Materials，Weinan Normal University，Weinan 714099，China)

In order to enrich the kinds of methyl ketones schiff-bases，four 5-fluoro-2-hydroxyacetophenone schiff-bases were synthesized by the condensation reaction between 5-fluoro-2-hydroxyacetophenone and semicarbazide hydrochloride，benzylamine，o-phenylene-diamine，4-aminoantipyrine，respectively.And they were characterized by elemental analysis，IR，1H NMR and13C NMR spectra.The results indicate that the structures of these compounds are correct.The synthetic method has the advantages including the concise route，operational simplicity and high yields.

5-fluoro-2-hydroxyacetophenone; schiff-bases; syntheses; structural characterizations

O656.4

A

1009-5128(2017)08-0042-05

2016-03-13

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：全氟類強(qiáng)溫室氣體生成及降解機(jī)理的理論研究(21503150)；陜西省教育廳自然科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目:氨基酸類Schiff堿及金屬配合物的合成、表征及生物活性研究(16JK1266);渭南師范學(xué)院特色學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目：秦東化工、材料技術(shù)調(diào)研(14TSXK04)

王秋亞(1978—)，女，陜西西安人，渭南師范學(xué)院化學(xué)與材料學(xué)院副教授，理學(xué)博士，主要從事天然產(chǎn)物的合成及結(jié)構(gòu)分析研究。