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8甲酰基香豆素类衍生物的制备方法.pdf

  • 上传人:zhu****69
  • 文档编号:4623629
  • 上传时间:2018-10-22
  • 格式:PDF
  • 页数:10
  • 大小:2.27MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201310169543.1

    申请日:

    2013.07.03

    公开号:

    CN104277023A

    公开日:

    2015.01.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C07D 311/18申请日:20130703|||公开

    IPC分类号:

    C07D311/18

    主分类号:

    C07D311/18

    申请人:

    上海爱普植物科技有限公司; 爱普香料集团股份有限公司

    发明人:

    陆欣宇; 王慧辰; 朱为宏

    地址:

    201809 上海市嘉定区北和公路680号

    优先权:

    专利代理机构:

    上海市华诚律师事务所 31210

    代理人:

    李平

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    内容摘要

    本发明涉及一种合成8-甲酰基香豆素类衍生物的方法,包括以下步骤:将香豆素类衍生物的一种、氯仿和有机碱混合,于20~100℃下反应制备8-甲酰基香豆素类衍生物。本发明使用香豆素类衍生物作为起始物,原料易得,种类丰富。本发明方法具有合成方法简单、合成步骤少、而且原料成本低廉和易于大规模的商业化生产等优点。利用本发明方法制备的8-甲酰基香豆素类衍生物可作为潜在的化学中间体加以应用。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种8-甲酰基香豆素类衍生物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:将香豆素衍生物与氯仿和有机碱混合,于20~100℃下反应时间0.5小时~24小时制备8-甲酰基香豆素类衍生物,反应式为:

    所述香豆素衍生物的结构通式如Ⅰ所示,所述8-甲酰基香豆素类衍生物的结构通式如Ⅱ所示,式Ⅰ或Ⅱ中,R2、R3各自是独立的H或甲基,R4~R6中的任一种取代基选自:H,C1~C4烷基,C1~C4烷氧基,卤素,硝基,或苯甲酰基中的一种,此时其他3个取代基为H。

    2.  根据权利要求1所述的8-甲酰基香豆素类衍生物的制备方法,其特征在于,所述的有机碱是选自:吡啶或哌啶或三乙胺或N,N-二甲基苯胺或N,N-二异丙基乙胺或四甲基乙二胺中的一种。

    3.  根据权利要求1所述的8-甲酰基香豆素类衍生物的制备方法,其特征在于,所述香豆素衍生物与氯仿的摩尔比介于1∶4~1∶12之间。

    4.  根据权利要求1所述的8-甲酰基香豆素类衍生物的制备方法,其特征在于,所述香豆素衍生物与有机碱的摩尔比介于1∶5~1∶15之间。

    说明书

    说明书8-甲酰基香豆素类衍生物的制备方法
    技术领域
    本发明属于有机中间体合成,具体地说,特别涉及一种制备8-甲酰基香豆素类衍生物的方法。
    背景技术
    香豆素及其衍生物在香料、医药和功能材料等领域有广泛用途。其中,含甲酰基官能团的香豆素衍生物是一类非常重要的有机合成中间体,可用于制备荧光探针(彭梦姣,等.,《精细化工》2011,28(3),308–312)、抗肿瘤药物(徐嵩,等.,《药学学报》2001,36(3),269–273)和抗氧化剂(A.Kontogiorgis,etal.,Bioorg.Med.Chem.Lett.2004,14,611–614.)等。尽管芳甲酰化反应的合成方法很多(黄宪,等.,《新编有机合成化学》化学工业出版社,2003,264–272),但是迄今,已见报道的甲酰基香豆素的合成方法仅限于以下几种(如Scheme1~3所示):
    Scheme1:SeO2甲基氧化反应
    或该方法需要使用剧毒且昂贵的二氧化硒试剂,且对香豆素芳环或环外甲基氧化的选择性不高,即最终产物结构中甲基与甲酰基难以共存(J.N.Moorthy,etal.,Cryst.Eng.Comm.,2003,5(92),507–513)。
    Scheme2:Sommelet反应

    该方法步骤长,且溴甲基香豆素中间体的合成需用到昂贵的NBS试剂,只适合合成原料便宜的6-或7-甲酰基香豆素类衍生物(徐嵩,等.,《药学学报》2000,35(2),103–107)。
    Scheme3:Reimer-Tiemann反应

    该方法得到的是6-甲酰基香豆素与8-甲酰基香豆素的混合物,选择性不高(S.C. Bhunia,etal.,Syn.Comm.,2011,41,3678–3682)。
    上述技术方案均存在各种问题,主要是试剂毒性大、价格贵、或反应选择性差,难于规模化制备。因此,开发反应条件温和、成本低廉且选择性好的合成方法非常重要,是本发明需要解决的技术问题。
    发明内容
    本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种生产效率高,工艺步骤简单、成本低廉即在工业上有利的8-甲酰基香豆素类衍生物的制备方法。本发明的方法克服了传统制备甲酰基香豆素类衍生物的缺点,即:通过改良的Reimer–Tiemann反应以香豆素类衍生物为原料,与二氯卡宾(后者由温和的有机碱和氯仿原位产生)在有机相中反应,制备8-甲酰基香豆素类衍生物。
    为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现的,本发明包括以下步骤:将香豆素衍生物与氯仿和有机碱混合,于20~100℃下,反应时间0.5小时~24小时制备8-甲酰基香豆素类衍生物,反应式为:

    所述香豆素衍生物的结构通式如Ⅰ所示,所述8-甲酰基香豆素类衍生物的结构通式如Ⅱ所示,式Ⅰ或Ⅱ中,R2、R3各自是独立的H或甲基,R4~R6中的任一种取代基选自:H,C1~C4烷基,C1~C4烷氧基,卤素,硝基,或苯甲酰基中的一种,此时其他3个取代基为H。
    上述技术方案中,常见而易得的香豆素衍生物包括但不限于:香豆素,6-甲基香豆素等。
    所述的有机碱是选自:吡啶或哌啶或三乙胺或N,N-二甲基苯胺或N,N-二异丙基乙胺或四甲基乙二胺中的一种。
    所述香豆素衍生物与氯仿的摩尔比介于1∶4~1∶12之间。所述香豆素衍生物与有机碱的摩尔比介于1∶5~1∶15之间。
    本发明与现有技术相比,本发明提供的制备8-甲酰基香豆素类衍生物的方法的优 点与有益效果是:1.如前所述,采用温和有机碱(如吡啶)与氯仿作用,在产生二氯卡宾的同时,避免了香豆素内酯键在强碱性条件下水解,直接获得最终目的产物8-甲酰基香豆素类衍生物。也就是说,在通常的Reimer–Tiemann反应中,使用的是诸如氢氧化钠、氢氧化钾水溶液等强碱性试剂,这必然造成香豆素内酯环的破坏,在此条件下,不仅生成了反式邻羟基肉桂酸类副产物,还会影响Reimer–Tiemann反应的选择性,从而得到的最终产物是6-甲酰基香豆素和8-甲酰基香豆素衍生物的混合物。这样,一方面降低了8-甲酰基香豆素衍生物的产率,另一方面也增加了制备和纯化这些混合物的复杂性和成本;
    2.本发明鉴于上述情况,为解决这些问题进行了深入研究。结果发现,选择温和的有机碱(如吡啶)作为氢氧化钠、氢氧化钾水溶液等强碱的替代试剂,那么反应过程是非水的有机均相反应体系,将不会造成香豆素内酯开环,降低了水解副产物反式邻羟基肉桂酸生成的可能性。同时还增加了Reimer–Tiemann反应的选择性,因而直接蒸除溶剂后即得到最终产物8-甲酰基香豆素类化合物,收率比传统方法高。
    3.克服了二氧化硒氧化法的弊端,可以得到同时包含甲基和甲酰基官能团的8-甲酰基香豆素衍生物(如6-甲基-8-甲酰基香豆素)。
    附图说明
    图1是8-甲酰基香豆素的核磁氢谱;
    图2是8-甲酰基香豆素的核磁碳谱;
    图3是6-甲基-8-甲酰基香豆素的核磁氢谱;
    图4是6-甲基-8-甲酰基香豆素的核磁碳谱。
    具体实施方式
    下面结合实施例进一步说明本发明,这些实施例仅用于对于本发明进行举例说明,在于更好地理解本发明的内容。因此,所举之例并不限制本发明的保护范围。
    下列实施例中所用原料及试剂均为市售品。
    实施例1~4依次考察了有机碱类型,反应温度,氯仿用量,反应时间对香豆素反应生成8-甲酰基香豆素(即转化率)的影响。
    实施例一:
    在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的25mL三颈瓶中,依次加入香豆素(1.46 g,10mmol)和无水有机碱(表1所示)(100mmol)。剧烈搅拌下,滴加氯仿(7.45g,60mmol),约5min加完。滴毕后,维持内温85℃继续反应6h。GC跟踪反应表明在吡啶中反应,效果最好(转化率32%),结果如表1所示:
    表1:有机碱种类对转化率的影响

    实施例二:
    在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的25mL三颈瓶中,依次加入香豆素(1.46g,10mmol)和吡啶(8mL,100mmol)。剧烈搅拌下,滴加氯仿(7.45g,60mmol),约5min加完。滴毕后,分别在不同温度下(表2所示)继续反应6h。GC跟踪反应表明反应温度为85℃时效果最好(转化率34%),结果如表2所示:
    表2:反应温度对转化率的影响

    实施例三:
    在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的25mL三颈瓶中,依次加入香豆素(1.46g,10mmol)和吡啶(8mL,100mmol)。剧烈搅拌下,滴加氯仿(7.45g,60mmol),约5min加完。滴毕后,维持内温85℃继续反应一段时间(表3所示)。GC跟踪反应表明反应时间为6h时效果最好(转化率32%),结果如表3所示:
    表3:反应时间对转化率的影响

    实施例四:
    在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的25mL三颈瓶中,依次加入香豆素(1.46g,10mmol)和吡啶(8mL,100mmol)。剧烈搅拌下,滴加一定量氯仿(表4所示),约5min加完。滴毕后,维持内温85℃继续反应6h。GC跟踪反应表明氯仿用量为60mmol时效果最经济(转化率33%),结果如表4所示:
    表4:氯仿用量对转化率的影响

    实施例五:
    8-甲酰基香豆素的合成:以香豆素为原料,其反应式如下

    在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的25mL三颈瓶中,依次加入香豆素(1.46g,10mmol)和吡啶(8mL,100mmol)。剧烈搅拌下,滴加氯仿(7.45g,60mmol),约5min加完。滴毕后,维持内温85℃继续反应6h。减压蒸除溶剂和过量的有机碱,余下油状物溶于25mL二氯甲烷,用90mL饱和氯化铵水溶液分三次洗涤,分出有机层经无水硫酸钠干燥,蒸除二氯甲烷用乙醇-环己烷重结晶三次得到土黄色固体粉末0.56g,收率33%。M.p.191~193℃。
    1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=10.74(s,1H),8.10(td,J=7.6,1.6Hz,1H),7.78(d,J=10.0Hz,1H),7.75(dd,J=7.6,1.6Hz,1H),7.41(t,J=7.6Hz,1H),6.53(d,J=7.6,Hz,1H).
    13CNMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=187.2,158.9,155.4,143.1,133.7,130.4,124.4,123.6,119.5,117.3.
    HRMS(TOF-ESI+,m/z):[M+Na+]Calcd.for(C10H6O3Na):197.0215;found:197.0208。
    8-甲酰基香豆素的核磁氢谱参见图1,8-甲酰基香豆素的核磁碳谱见图2
    实施例六:
    6-甲基8-甲酰基香豆素的合成:以6-甲基香豆素为原料,其反应式如下

    在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的25mL三颈瓶中,依次加入6-甲基香豆素(1.60g,10mmol)和吡啶(8mL,100mmol)。剧烈搅拌下,滴加氯仿(7.45g,60mmol),约5min加完。滴毕后,维持内温85℃继续反应6h。减压蒸除溶剂和过量的有机碱,余下油状物溶于25mL二氯甲烷,用90mL饱和氯化铵水溶液分三次洗涤,分出有机层经无水硫酸 钠干燥,蒸除二氯甲烷用乙醇-正己烷重结晶三次得到黄色针状晶体1.1g,收率58%。M.p.208~210℃。
    1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=10.74(s,1H),7.45(s,1H),7.38(d,J=7.6Hz,1H),7.35(s,1H),6.33(d,J=7.6,Hz,1H),2.67(s,3H).
    13CNMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=189.9,160.9,150.8,143.6,135.7,134.5,132.4,128.9,122.6,113.5,25.3.
    HRMS(TOF-ESI+,m/z):[M+Na+]Calcd.for(C11H8O3Na),211.0371,found:211.0365。
    6-甲基-8-甲酰基香豆素的核磁氢谱参见图3,6-甲基-8-甲酰基香豆素的核磁碳谱参见图4。

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    甲酰基香豆素类 衍生物 制备 方法
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