2-羥基-3-(3-氧代-1,3-二苯基丙基)萘-1,4-二酮的合成

唐文強 高艷蓉 劉斌

摘 ? ? ?要：報道了一種2-羥基-3-（3-氧代-1，3-二苯基丙基）萘-1，4-二酮的合成方法。以2-羥基萘醌-1，4-二酮和（E）-查爾酮為原料通過Michael加成反應合成得到標題化合物2-羥基-3-（3-氧代-1，3-二苯基丙基）萘-1，4-二酮，采用MS、1H NMR和13C NMR對其化學結構進行驗證，并考察了反應條件。n（查爾酮）： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 1.1 ： 1;TEA用量為n（TEA）： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 0.20 ： 1;以二氯甲烷為溶劑，25 ℃，反應45 min為最佳反應條件，此時產物1a收率為92.9 %。對反應底物進行拓展，該最佳反應工藝條件被用于1-（3-羥基-1，4-二氧代-1，4-二羥基萘-2-基）肼-1，2-二羧酸二異丙酯1b的合成，收率達到94.4 %。

關 ?鍵 ?詞：萘醌衍生物;3-取代-2-羥基萘醌;Michael加成;合成

中圖分類號：TQ031.2 ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）05-0794-04

Abstract： 2-Hydroxy-3-（3-oxo-1，3-diphenylpropyl）naphthalene-1，4-dione was synthesized by the Michael addition reaction of 2-hydroxynaphthalene-1，4-dione and （E）-chalcone in the presence of triethylamine as catalyst.The structure of the product was confirmed by 1H NMR， 13C NMR and MS. The optimal reaction conditions were investigated， ?and target compound 1a was obtained in the yield of 92.9% when n（chalcone）： n（2-hydroxynaphthalene-1，4-dione）was 1 ： 1.1， n（TEA）： n（2-hydroxynaphthalene-1，4-dione） was 0.20 ： 1， dichloromethane was used as solvent， the reaction temperature was 25 ℃ and the reaction time was 45 min. The synthesis method was used for synthesis of diisopropyl 1-（3-hydroxy-1，4-dioxo-1，4-dihydronaphthalen-2-yl）hydrazine-1，2-dicarboxylate 1b，and the yield reached 94.4 %.

Key words： Naphthaquinone derivatives; 3-substituted 2-hydroxynaphthalene-1，4-dione; Michael addition reaction; Synthesis

萘醌作為一種重要的生物活性結構骨架，廣泛地存在于許多具有生物活性的化合物結構中[1-4]。許多天然存在的萘醌及人工合成萘醌衍生物都是制備具有生物活性天然產物和藥物重要中間體[5-9]。許多含有萘醌的化合物之所以具有生物活性是因為有萘醌骨架藥效團的存在，含有萘醌結構的抗腫瘤藥物如米托蒽醌（Mitoxantrone）、雙氫胺蒽醌（Ametantrone）、阿霉素（Doxorubicin）等在臨床應用上發(fā)揮了重要的作用[10-13]：

鑒于萘醌類化合物的所具有的重要潛在生物活性，大量的萘醌類衍生物被合成出來用于前期藥物的研究[14，15]。因而，合成并開發(fā)具有生物活性的萘醌類衍生物對于具有潛在生物活性的此類化合物的研發(fā)具有重要的意義。

為了研究萘醌類化合物的生物活性，尤其是3-取代-2-羥基萘醌在抗腫瘤藥物中的應用，本研究以2-羥基萘醌-1，4-二酮和查爾酮為原料在三乙胺催化作用下通過Michael加成反應合成得到化合物2-羥基-3-（3-氧代-1，3-二苯基丙基）萘-1，4-二酮（1a），并對反應工藝進行研究，確定了化合物1a的最佳反應條件，對于反應底物進行拓展，該最佳反應工藝條件被用于1-（3-羥基-1，4-二氧代-1，4-二羥基萘-2-基）肼-1，2-二羧酸二異丙酯1b的合成。目標化合物1a和1b結構經1H NMR、13C NMR和MS確證。該合成方法為3-取代-2-羥基萘醌衍生物的合成提供了一種可行的途徑（圖1）。

1 ?實驗部分

1.1 ?主要原料與儀器

2-羥基-1，4-萘醌、查爾酮，購自阿拉丁;300 ～ 400目柱層析硅膠，購自青島海洋化工廠;其他試劑均為市售分析純。

德國Bruker公司AV400型核磁共振儀（CDCl3為溶劑，TMS為內標）;美國Waters公司Ultima Global Spectrometer型質譜儀（ESI源）。

1.2 ?合成方法

2-羥基-3-（3-氧代-1，3-二苯基丙基）萘-1，4-二酮（1a）的合成：

在100 mL的三口瓶中加入2-羥基-1，4-萘醌1.74 g（10.0 mmol）、查爾酮2.29 g（11.0 mmol）、二氯甲烷（30 mL），攪拌均勻后，再加入三乙胺202 mg（2.0 mmol），體系瞬間變?yōu)榧t色，磁力攪拌，25 ℃反應45 min。反應結束后，除去溶劑，采用硅膠柱分離（V（二氯甲烷）： V（甲醇）= 20 ： 1）得到淡黃色油狀液體3.55 g，收率92.9%。1H NMR （400 MHz， CDCl3） δ 8.11 ～ 8.06 （m， 1H）， 8.00 ～ 7.96 （m， 3H）， 7.70 （td， J = 7.6， 1.2 Hz， 1H）， 7.64 ～ 7.59 （m， 1H）， 7.56 ～ 7.50 （m， 3H）， 7.43 （t， J = 7.6 Hz， 2H）， 7.30 （t， J = 7.6 Hz， 2H）， 7.20 （t， J = 7.3 Hz， 1H）， 5.17 （dd， J = 9.9， 5.4 Hz， 1H）， 4.43 （dd， J = 18.1， 10.0 Hz， 1H）， 3.72 （dd， J = 18.1， 5.4 Hz， 1H）; 13C NMR （100 MHz， CDCl3） δ 198.40， 184.32， 181.71， 152.62， 141.97， 136.76， 135.02， 133.11， 132.95， 132.88， 129.22， 128.60， 128.37， 128.08， 127.11， 126.80， 126.01， 124.95， 41.66， 36.65。

2 ?結果與討論

2.1 ?物料比對產物1a收率的影響

查爾酮和2-羥基-1，4-萘醌之間發(fā)生Michael加成反應，反應中兩者的物料比對產物1a的收率具有重要的影響，結果見表1。

當三乙胺用量為n（TEA） ： n（2-羥基-1，4-萘醌） = 0.2 ： 1，反應在二氯甲烷溶劑中，25 ℃（室溫）反應45 min時，當物料比n（查爾酮）： n（2-羥基-1，4-萘醌）為1.0 ： 1時，TLC監(jiān)測顯示原料查爾酮有剩余，收率為87.3%，我們選擇提高查爾酮的用量，盡可能使2-羥基-1，4-萘醌反應完全，一方面由于查爾酮極性較小，純化時較容易分離，而2-羥基-1，4-萘醌極性較大，在柱層析時嚴重拖尾，不利于純化分離;另一方面是由于查爾酮價格相對較低。當n（查爾酮）： n（2-羥基-1，4-萘醌） 物料比為1.1 ： 1時，收率明顯升高到92.9%，繼續(xù)增加查爾酮的量到1.2 ： 1時，收率沒有明顯變化。繼續(xù)增加比例，收率略有降低，最終選擇最佳物料配比n（查爾酮） ： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 1.1 ： 1。

2.2 ?三乙胺用量對產物1a收率的影響

在有機堿三乙胺（TEA）的催化作用下，查爾酮和2-羥基-1，4-萘醌發(fā)生Michael加成反應制備2-羥基-3-（3-氧代-1，3-二苯基丙基）萘-1，4-二酮（1a），在確定了最佳物料比n（查爾酮） ： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 1.1 ： 1，而固定其他反應條件不變時，研究反應中TEA用量對產物的收率的影響，結果見表2。

當三乙胺用量為n（TEA）： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 0.10 ： 1時，反應仍然能較快進行，但反應速率較慢，產物1a收率僅為82.6%，提高TEA的比例，收率明顯升高，當TEA與2-羥基-1，4-萘醌的摩爾比例提高到為0.20 ： 1時，收率達到92.9%，繼續(xù)增加TEA的量，收率沒有明顯變化。最終，確定TEA用量為n（TEA） ： n（2-羥基-1，4-萘醌） = 0.20 ： 1。

2.3 ?溶劑對產物1a收率的影響

反應溶劑對反應的進行具有重要影響，在確定了最佳物料比n（查爾酮）： n（2-羥基-1，4-萘醌） = 1.1 ： 1，TEA用量為n（TEA）： n（2-羥基-1，4-萘醌） = 0.20 ： 1，其他反應條件固定不變時，繼續(xù)研究反應溶劑對產物1a的影響，結果見表3。

由表3可見，通過篩選四種反應溶劑，發(fā)現該反應在非極性溶劑四氫呋喃（THF）和甲苯（Toluene）中收率均較低，在甲醇（MeOH）中1a收率為84.3%，以二氯甲烷（DCM）為溶劑時1a收率可達到92.9%。因此，選擇DCM作為該反應的溶劑。

2.4 ?反應溫度對產物1a收率的影響

在確定了最佳物料比n（查爾酮） ： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 1.1 ： 1，TEA用量為n（TEA）： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 0.20 ： 1，二氯甲烷為溶劑，反應45 min，研究溫度對1a收率的影響，結果見表4。

由表4可見，反應在冰浴下（0 ℃）進行時，產物1a收率僅為75.0%，當溫度高到室溫（25 ℃）時，收率從75.0%升高到92.9%，繼續(xù)升高溫度到50 ℃時，收率出現降低，可能是溫度過高而導致反應中發(fā)生副反應。因此，確定25 ℃為最佳的反應溫度。

2.5 ?時間對產物1a收率的影響

在確定了最佳物料比n（查爾酮） ： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 1.1 ： 1，TEA用量為n（TEA）： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 0.20 ： 1，反應溶劑為二氯甲烷，最佳反應溫度為25 ℃后，對反應時間研究發(fā)現（見表5），當反應進行15 min時，收率為53.8%，TLC顯示原料大量剩余，延長反應時間，收率明顯增加，反應45 min，收率為92.9 %，繼續(xù)反應至60 min，收率變化不明顯。因此，45 min為最佳的反應時間。

2.6 ?產物1a的核磁結構分析

對于目標化合物的1H NMR分析（圖2），δ 8.11 ～ 8.06（m， 1H）， 8.00 ～ 7.96（m， 3H），7.70（td， J = 7.6， 1.2 Hz， 1H），7.64 ～ 7.59（m， 1H），7.56 ～ 7.50（m， 3H），7.43（t， J = 7.6 Hz， 2H），7.30（t， J = 7.6 Hz， 2H），7.20（t， J = 7.3 Hz， 1H）為芳環(huán)上的氫，δ 5.17（dd， J = 9.9， 5.4 Hz， 1H）為與苯環(huán)連接的次甲基Ph-CH，δ 4.43（dd， J = 18.1， 10.0 Hz， 1H）和3.72（dd， J = 18.1， 5.4 Hz， 1H）為與苯甲?；苯酉噙B的亞甲基上的質子Ph-COCH2-。

產物1a的核磁共振碳譜見圖3。

3 ?反應底物拓展

按照化合物1a最佳反應條件，以2-羥基-1，4-萘醌和偶氮二甲酸二異丙酯為原料合成得到1-（3-羥基-1，4-二氧代-1，4-二羥基萘-2-基）肼-1，2-二羧酸二異丙酯（圖4），淡黃色油狀液體，收率94.4%。

1H NMR （400 MHz， CDCl3） δ 8.14 （dd， J = 20.0， 6.8 Hz， 2H）， 7.81 ～ 7.69 （m， 2H）， 7.50 （s， 1H）， 5.02 （ddd， J = 23.0， 12.4， 6.2 Hz， 2H）， 1.39 ～ 1.17 （m， 12H）。

圖5為產物1b的核磁共振氫譜。

4 ?結論

報道一種2-羥基-3-（3-氧代-1，3-二苯基丙基）萘-1，4-二酮的合成方法。以2-羥基萘醌-1，4-二酮和（E）-查爾酮為原料通過Michael加成反應合成得到化合物2-羥基-3-（3-氧代-1，3-二苯基丙基）萘-1，4-二酮（1a），并對反應工藝進行研究，確定了化合物1a的最佳反應條件：n（查爾酮）： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 1.1 ： 1;TEA用量為n（TEA）： n（2-羥基-1，4-萘醌）= 0.20 ： 1;二氯甲烷為溶劑;25 ℃反應45 min，此時化合物1a收率為92.9%。對于反應底物進行拓展，該最佳反應工藝條件被用于1-（3-羥基-1，4-二氧代-1，4-二羥基萘-2-基）肼-1，2-二羧酸二異丙酯1b的合成，收率達到94.4%。目標化合物結構經1H NMR、13C NMR和MS確證。

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