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黄烷酮母体结构的合成研究
来源:互联网 sk001 | 肖东彩 杨金会
【分  类】 文化研究
【关 键 词】 黄烷酮;羟醛缩合;催化环化
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘 要:以廉价的苯甲醛、邻羟基苯乙酮为起始原料,先后经过羟醛缩合,弱碱性条件下催化环化等步骤,以60.1%产率完成黄烷酮母体结构(±)2,3二氢-2-苯基4H1苯并吡喃4酮的全合成研究,所有化合物的结构都经过1H NMR, IR确认。

  关键词:黄烷酮;羟醛缩合;催化环化

  在植物王国里广泛存在着黄烷酮,它们大部分具有广泛的生理和药理活性[1-4].黄烷酮母体分子中含有的2–苯基–2H–1–苯并吡喃这样一个较为复杂的C6– C3–6基本骨架。其骨架分子结构上共有10个可被取代的位置,使具备极大的结构修饰潜力,且天然黄烷酮取代基多为羟基、异戊烯基、苄氧基、甲氧基、香叶基,特殊的结构及多变的活性取代基使黄烷酮化合物具有杀菌、抗炎、抗肿瘤、抗HIV病毒、抗诱变、抗氧化等诸多生物药理活性[1-4]。基于其良好的药物活性,对黄烷酮化合物的全合成研究以及合理的结构修饰在高活性的药物开发方面有着极其重要的作应,这也是近百年来化学工作者一直对其有着浓厚兴趣的原因,因此对黄烷酮母体结构的全合成研究不仅具有重要的理论意义,其在实际药物合成的应用方面也具有重要的前景。

  图1 黄烷酮的母体结构

  Fig 1The parent structure of Flavanone

  1 合成方法研究

  到目前为止,文献上报到的黄烷酮合成方法多采用邻羟基苯乙酮与芳香醛的直接缩合(制备查尔酮)及随后的查尔酮关环反应,其合成路线如下(图2):

  图2 黄烷酮的经典合成路线

  Fig 2 The classic synthesis routesofflavanone

  此法虽然古老但经典且一直沿用至今,早在1908年,合成2-羟基-4′-异丙基黄烷酮时采用的就是苯乙酮与对异丙基苯甲醛为原料,在氢氧化钠的醇溶液中反应制得[5]。经过近百年,2001年Koteswara等在合成从植物中提取的7,8-二甲氧基-4′-羟基黄烷酮时仍采取的

  是这种方法[6]。

  笔者在对黄烷酮的继续研究中[7,8],设计了化合物(±)-2,3-二氢-2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮的全合成路线(图3)。

  溶剂及条件:a—KOH-H2O-EtOH, N2保护,75%;b—CH3COONa, EtOH,H2O,81%

  图3 (±)-2,3-二氢-2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮的全合成路线

  Fig 3 The synthetic route of(±)-2,3-2- phenyl -4H-1- Benzene and pyranoid -4-testosterone

  2 实验部分

  2.1仪器及试剂

  X-5显微熔点仪 (数子显示)上测定,温度计未校正;红外光谱用FTIR-8430S型红外光谱仪(KBr压片,单位cm-1);核磁共振谱采用AM-400型核磁共振仪(以CDCl3为溶剂,TMS为内标,单位ppm)。所有反应均用TLC跟踪,后处理均经饱和食盐水和无水硫酸镁干燥过程,所使用的无水溶剂均按标准法处理获得;除注明外,产品的纯化均使用柱色谱法。所使用的200~300目硅胶及GF254硅胶均由青岛海洋化工厂生产。

  2.2 查尔酮(3)的合成

  将邻羟基苯乙酮(136 mg,1.0 mmol)与苯甲醛(106 mg,1.1 mmol)溶于乙醇(2 ml)中,冰水浴冷却至0℃,搅拌下缓慢滴加氢氧化钾(2.8 g,50 mmol)-水(2.7 ml)-乙醇(4 ml)溶液。氮气保护下0℃反应1h后,自然升至室温,继续搅拌24小时。将反应液倒入冰水中,用3mol/L的盐酸调节至PH<2,用二氯甲烷(3×20mL) 萃取, 合并有机相依次用蒸馏水洗,饱和的食盐水洗,无水硫酸镁干燥。过滤去干燥剂, 减压蒸去溶剂,硅胶柱层析分离 (V石油醚:V乙酸乙酯=15:1)得淡黄色粘稠液体168 mg,产率75%。Rf=0.36(V石油醚:V乙酸乙酯=12:1);IR (KBr) nmax: 3 061,3 039,2 660,5 850,1 691,1 605,1 462,1 303,1 229,1 149,1 115,1 067,986 cm-1。

  2.3 黄烷酮(2,3-二氢-2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮)(4)的合成

  在搅拌的情况下,向查尔酮(766 mg, 3.42 mmol)的乙醇 (9 mL) 溶液中加入无水醋酸钠(1.4 g, 17.1 mmol) 和10滴水,继续回流 19 h, 冷却至室温向反应物中加水(35 mL)稀释,乙酸乙酯(60×3 mL) 萃取, 合并有机相依次用蒸馏水洗,饱和的食盐水洗,无水硫酸钠干燥。过滤去干燥剂, 减压蒸去溶剂,硅胶柱层析分离 (V石油醚:V乙酸乙酯=15:1) 得淡黄色晶体436 mg,回收原料227 mg, 产率81%。Rf=0.25(V石油醚:V乙酸乙酯=12:1);m.p.为 158-162°C ;IR (KBr) nmax:2 927,2 859,1 634,1 583,1 486,1 446,1 367,1 302,1 244,1 220,1 156,1 021,961,753cm-1; 1H NMR (CDCl3, 400MHz) d: 7.94(1H, dd, J=1.8,8.2Hz,H-5), 7.44(6H,m, Ar-H), 7.05(2H,m, J=1.6,7.Ar-H), 5.48(1H, dd, J=3,13.2Hz, H-2),3.09(1H, dd,J=13.6,16.8Hz , H-3ax), 2.89(1H, dd,J=3.2,16.8Hz , H-3eq)。

  3结果与讨论

  我们以廉价的邻羟基苯乙酮和苯甲醛为起始原料化合物通过氮气保护,在氢氧化钾-水-乙醇的作用下以75%的产率得查尔酮。查尔酮在无水乙酸钠的作用下关环,以80%的产率得到预期化合物2,3-二氢-2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮。

  实验中发现,在羟醛缩合制备查尔酮的反应中,经过TLC分析检测到与主产物查尔酮Rf值接近的一副产物点,产率大约7%,经过相关文献查阅初步分析认为是在此步反应中有小部分查尔酮在碱性的条件下发生了环化,随后的1H NMR,IR分析验证了我们的推断。另外在查尔酮的关环反应中,如果滴加水的量恰好刚刚使醋酸钠溶解,那么产物黄烷酮的收率会比醋酸钠不能完全溶解时有较大提高。

  至此,我们用廉价易得的原料经过2步反应,以60.1%的总收率完成了目标化合物2,3-二氢-2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮全合成,其结构经过1H NMR, IR得到确认。

  参考文献

  [1] Daskiewicz J B, Depeint F, Viornery L,et al. Effects of flavonoids on cell proliferation and caspase activation in a human colonic cell line HT29: An SAR study[J].J Medicine Chemical, 2005,48(8):2790-2804.

  [2] Comte G, Daskiewicz J B, Byet C,et al. Rearrangement of 5-O-prenyl flavones: a regioselective access to6-C-(1,1-dimethylallyl)- and 8-C-(3,3-dimethylallyl)-flavones[J]. J Medicine Chemical,2001,44: 763-768.

  [3]Na M, Jang J, Njamen D, et al. Prenylated flavonoids with PTP1B inhibitory activity from the root bark of Erythrina mildbraedii[J]. J Nature Product, 2006, 69: 1572-1576.

  [4] Harborne J B, Williams C A.Anthocyanins and other flavonoids[J].Nature ProductReport,2001, 18: 310-333.

  [5]S V Kostanecki. Chem. Abstr., 1908,2(1-8)

  [6]Rao Y Koteswara, Rao C Venkata, P Hair Kishore et al. J .Nat . Prod. ,2001,64:368-369

  [7] LI Y, YANG J H, LIZ W D.et al.Facile synthesis of (±)-7-hydroxy-3′,4′-methoxylenedioxyflavan and (±)-4′-hydroxy- -7-methoxyflavan by a BF3-Et2O-mediated pyran cyclization[J]. J Nature Product, 2001, 64: 214-216.

  [8] YANG J H,ZHAO Y M,JI C B.First total synthesis of Abyssinoflavanone V.[J].Chinese Chemical Letter,2008, 19:658-660.

  [9] 薛吉军. 黄烷酮化合物的合成研究博士毕业论文[D].兰州大学,2008.

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