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浙江 大学级硕士学位论文薛乔 致谢 本论文是在陈枢青导师 的悉 ,。 指导下完成的 衷心感谢陈枢青导师对我学业发展的 支持和帮助 。 陈老师 渊博的学识 、 严谨的治学态度 , 使 学生受到了莫大的教益 。 感谢导师多年来的谆谆教侮和生活上的关怀 , 师 恩永记 , 感谢沈建根老师在 我学习和 实验技术上的耐心知道和热 心帮助 , 使我受益 匪浅 感谢孙红颖老师在实验技术上对我的指导和帮助 , 感谢本实验室 的陈静 、 钱鸣蓉 、 丁 丁 、 应跃斌 、 俞春娜 、 李丹曦 、 潘映秋 、 王光柱 、 阮昊等同学在实验技术方面的 热心帮助 , 我们在朝 夕相处中结 下 了深厚的友谊 感谢生物 制药和 药分教研室的每一位关心和帮助过我的 老师和同学 , 谢谢你们 感谢我的父母和朋友们对我学业的支持与帮助 白黎 芦醇及其类似物的合成 与活性研究 浙江 大学药学 院 药物化学 研究生马臻 导师胡永洲教授 , 浙江大 学硕 士学位论文 目录 中文摘要 英文 摘 要 , 第一章前 言 白黎芦醇概况 白黎芦醇 的生物活 性 , , 白黎 芦 醇合成研究近况 , 参 考 文献 第二章白黎 芦醇及类似物的合 成研究 研究目标和实验方案 不 对称反式二苯乙烯的合 成 对称反式二苯乙烯的合成 , 结果与讨论 实验部分 参考文献 , 第三章白黎芦醇 及 类似物的生物活性研 究 白黎 芦 醇及类似 物的雌激素样 作用研究 , , , 白黎芦 醇 及类似物 的抗 肿瘤活性研究 , 参考文献 , 第四章白黎 芦醇的生物学作用综述 参考文 献 、 硕士期间发 表和待 发 表 的论 文 致谢 , , 浙 江大学硕士学位 论文 摘 要 白黎芦醇 , ,一 三轻基二苯乙烯为 多酚类化合物 , 是一种存 在于自然 界的植物 抗毒 素 。 近 年来发现 其具 有抗 菌 、 抗 肿瘤 、 抗血栓 、 抗氧 化 、 调节血 脂 、 保护 肝脏等 多种有 益于人体的 生物 学功 能 , 成 为 人们关注的 焦点 , 显示了良好的应用前景 。 白黎芦醇的天然来源十 分有限 , 使得对 其进行的生物活 性研 究和应 用 开 发 受到一定限制 , 因此 , 对 白黎 芦醇的合成 路线和方法进 行 研 究显得 十 分 重 要 。 本文对白黎芦醇的合成方 法 进 行了研 究 。 根据设计 的合 成路线 , 以 ,一 二 甲氧基苯甲酸为 原料 , 经 过 还 原 、 澳化 、 重 排 、一 缩合 、 脱甲基化五步反应 , 总收率达 。 该合成 路 线设 计 合 理 , 原料 易得 , 条件 温和 , 反应 步骤 少 。 本 文还针 对白黎芦醇合成中 的酚轻基保护和脱保护 问题 , 轻基澳化方法 等 进 行了考 察 , 并对 一 缩合和脱甲基反应中 的各 种影响因素进行了 初 步探讨 , 确定了各 步反应的工艺条件 , 为 白黎 芦醇和其它多轻 基二苯乙烯 类化合物的合成 和应用研究奠定了基 础 。 考虑 到 白黎芦 醇 结构类似于己烯 雌 酚 , 体外研究也已发 现其具有一定 的 雌激素样活性 , 为 寻求具有 较强雌激素活性的化 合物 , 我们设计 合成一些 白 黎芦 醇 的类 似物 , 以反式一二苯乙烯结构为 骨 架 , 将 其两个 苯环作为第一 和 第二个结构 多样性 位点 , 在 苯环的不 同位置引入了不 同性 质的取代 基团得 到 个类似物 一, 并进 行了体外雌激 素活 性实验 。 结果 发 现 , 类 似物 、 的相 对 增 殖 率高于白黎芦醇 , 并以最高 , 接 近阳性 对照药物 日 一 雌二 醇和己烯 雌 酚 , 提示 有进一 步研发 的价值 。 关键词白黎芦醇 , 类似 物 , 合成 , 反应 , 反应 , 雌激素样活性 浙 江大 学硕 士学位 论文 , ,一 , , , , , , , , ,一, ,一 , , 饰 , 一 浙江大 学硕士学位论 文 冲 , 一, 一 一 ,一 , 一 一 浙江 大学硕 士 学位论 文 第 一 章前言 概况 白黎芦醇 , 简称 , 化 学名称为 , ,一 三轻 基 一 反 一 二苯乙 烯 , ,一 一州 由 , 属于非黄酮类 多酚化 合物 。 分子式 为 , , 相对分子 量为 。 其存 在 有顺式简称 一 和 反式简称 两种构型 一,一, 在 自然界中主要 以反 式 构型存在 。 一一一 一 年几首次从毛叶芦醇 玲脚 动刃 , 的根 部分 离到 了 白黎 芦醇 。 年在葡萄属 巧 植 物中也找到了该物质 , 并首先定 性为一种 自身产生 的抗 逆物 质 。 经 不断研究发现 , 目前至 少在个 科 , 个属 的种 植物中含 有白黎芦 醇 , 如葡 萄科 的葡萄 属 , 豆科的落花生属 , 百 合科 的黎芦属 , 桃金 娘科的按属 、 蛇 葡萄属等 , 。 并且 , 在我国 的传 统 中药 虎 杖 。胡 、 何首 乌 口 尹也含 有白黎芦 醇 。 白黎芦醇的生物活性 年等指出白黎芦 醇是 治疗炎症 、 脂类 代谢和心脏疾病 的 浙 江大学 硕士学位论 文 有效成 分 。 近些年 来 , 国内外学者对白黎芦 醇 的生 物学功能 进 行了深层 研 究 。 随着对白黎芦 醇 研究的深入 , 人们发现它 除了可以 治疗 皮 炎 、 癣 等 过敏 性 疾 病 外 , 还能降低血清和肝 脏的脂 质 、 减少血 小板 凝聚 、 预防 动 脉 硬 化 、 防止冠心病 、 保护肝脏 。 另外 , 美国 芝加哥伊 利诺 斯大学 药 学院 的 。 教授研 究发 现 , 白黎芦醇 能有 效的抑 制 与癌症 各 过 程相关的 细胞活 动 , 也就 是 说 , 在癌症 发 生的起 始 、 增进和扩展三个主 要阶 段 , 白黎 芦醇都 有防癌 活 性 , 并对 癌 症 发生 的三个阶段都有抑 制作用 , 是治疗组织 癌变和抑 制肿瘤 发 生最有前途的药物之一 。 白黎 芦 醇的合成研究近况 白黎 芦醇具有 多种重 要 的生物活性 , 在药物化学领 域是一非常值得 关注 的天然 产物 。 据现有文 献 报道 , 制备白葵芦 醇的方 法 很多 , 可 以从天然产物 中提取 、 生物 合成 、 有机合 成 及其他的一些 方 法 。 从天 然 产 物 中提取 白黎芦醇广泛 存 在于种子植物 中 , 可以天 然植物葡萄或中药 虎杖为原 料 , 采用高效液相色谱 、 高速逆 流色 谱 、 硅 胶柱层析 等 方法来 提 取分离 。 但 是在 含量 最高的葡 萄皮中白葬 芦醇的含量也只有 一 留 , 植物 提取得 率 低 , 工艺成本高 。 生物合成 白黎芦 醇和其 它二苯乙烯类化合物 属于次生代 谢产物 , 其生物合 成途径 是苯丙氨酸 一丙三酸 途 径 , 。 二苯乙烯合成酶是 白黎芦醇生物 合 成 过 程中起关键 作用 的酶 , 。 和年研究 发现 , 二 苯乙烯合成 酶能把分子对 香豆酞辅酶 一 和分子丙二酞 辅 酶 一 转化 为 白黎芦醇 一 浙 江 大学 硕 士学位论 文 一一 有机合 成 除了以上两种 制 备方法 外 , 还可 以通过有机合 成 得到 白黎芦 醇 。 由于自 然界资源是有限的 , 而 且天然资源中白黎芦 醇含量 低 、 提取成本 高用 生化 法 从天然产物中 提纯分离成 本 较 贵 , 大 大限制了白黎 芦醇在医药 、 保 健 食品 等方 面 的推 广应用 , 所以有机合 成法 显 得越来越重要 , 越 来越有发 展前景 。 许多研 究小组对白黎芦 醇 进 行了化学 合成 的研究 。 国外对合成方法 的报 道 多为利用及相 关反应构建两 苯环 之 间 的乙烯桥 。 国内的合成研究多 为对国外已报 道方法的 改进 , 即对 利用及 相 关 反应 合成白黎芦醇条件 的优 化 。 白黎芦 醇 的合成 , 概括起来主 要有以下几类方法磷稳 定的碳 负 离子与 芳醛 的反应及 一 反应芳 基乙酸 与 芳醛的 缩合 反应取代苯乙烯的芳基 化反应 。 利用及 相 关 反应合成 反应即拨基用嶙叶立 德变为烯 烃形成 双 键 。 白黎芦 醇含有个 酚经 基 , 易发生氧 化 、 酸化等反应 , 故合 成时需 进行酚轻基的保护 。 较早的 对 酚 轻基进 行保 护的方 法 是形成其醋酸酷 或形成烷基硅 基醚 。 年 汇川 在合成白黎芦 醇 的同系 物 , , ,一 四轻 基二苯乙烯时 , 以 , 一 双三甲基硅烷 基 一 苯甲酸甲酷为 原料 , 经步反应 制 得磷叶 利德试 剂 ,一一一 一, 再经反应制 得 产物 。 但文 中并未提及 白 黎芦醇的 合 成 。 按其反应原理 , , 等以 ,一 二轻 基甲苯为起始 原料 , 制得相 同 的 月粪叶利 德试剂 后 , 再 与 一 二甲基硅 氧基 苯甲醛反应台成白黎芦 醇 。 其合成路线 见 浙江 大 学硕士学位 论文 。一 拭 卜 。一 拭 卜 。一 扮 。 一 汗 一 脱 保护 一 酚 轻 基最常用 的保护方 法还 是 形 成其甲基醚 。 年等以 ,一 二 甲氧 基 苯甲醛和对甲氧基 节嗅为原料 ,一 为催化剂 , 采用反应合 成 , 合成 路 线见 “ 卜 一 丈少 日户 日 反立 异构化 一 脱 保 护 以万法所得 产物为顺式占多数的 顺反异 构体混合物 , 顺 式反式 故需经异 构 化 过 程才 一 可得到较纯 的 白黎芦醇 。 浙 江大学硕士学位论文 顺式二苯乙烯的合成 , 除了利用反应 得到 顺反异构混合 物后 进行 柱 层 析 分离 , 也可以利用光异 构化反应 将混合 物进行反式向顺式的 转化 。 如 珠用光敏剂苯 偶酞进 行的光异构 化反应 , 但是 一般不 能像从顺式转 化 为反式一样得 到 很 高的产 率 。 由于反应所得 产 物的顺反 异构特异性不高 , 使产 物 中有顺 式存在 , 需经柱层析分离除去或 经异 构 化处 理 。 鉴于此 , 等 “ 将反应加以 改良 , 用磷 酸酷来代替 磷 叶 利德试剂 , 再进行类似的反应 一 反应 , 可生成反 式占以 上的 白葵 芦 醇 。 。汽 仃 、方一一 尸 从 异 梦 户 卜 日尸 试 一 。 反应 脱 保 护 一 甲基 醚作 保 护 基虽然 原料易 得 , 但脱 保护时却难以方 便地 脱去 , 为此 , 等 选用易于加上又易于脱去 的节基作 酚 轻 基的保护 基 , 设计出如下 的 反应路线 浙江大学硕士学位论 文 汽 一厂 。 卜 保护 一勺卜 还原 一 日卜 。一 今 “日日 户 澳 代 丫 气 乡 二一二二, 芍 、六一一 尸 卜 一戈 反应 一 该路线比较成功的用于反式二苯乙烯的合成 , 但产物中少量的顺 式二苯 乙烯还 是要通 过柱层析 除去 。 并且 节 基的脱除由于不 能使用 一 会还原 双键也不太理想 。 , 通过反应合成 反应是芳 香醛和乙酸配反应 合成肉桂 酸形成双 键的反应 。 早 在年 , 和尝试以 ,一 二 甲氧基苯甲醛和对甲氧基苯乙酸 钠为底物通过反应 得到两种 构型 的缩合产物 , 再 经过三步反应可得 到 白黎芦 醇 。 近年等 又对这一合成路 线加 以改进 , 以 , 二异丙基苯甲醛 和 同样以异丙基 作为经 基保护基团的茵香 醛酸通过 该 反应可 得 到单一构型 的产物 , 而且优化了反应条件 。 浙 江 大 学硕 士学位论文 。汽 户 一 日。 厂几 一些翌竺竺兰一 一认 左一 , 。 义 一夕 一廿目 吻琳 脱保护 利用及其 相 关 反应合 成 利用过 渡金 属把催化的 方法近几 年 有 很 大的 发展 , 一 些 反应如反 应 、 反应 、 反应成为构 建碳碳双键的有 效 方 法 , 甚至在 天 然产物的 合成 中得 到广泛的应用 。 反应 口是 指在把催 化下 , 有机卤化物或三氟磺 酸 醋和烯 烃之 间的偶 联反 应 , 同时双 键 保 持不变 。 由于该方 法条件一般较温 和 , 产物顺反选 择性高 , 已引起 人们的重 视 。 年 , 等利用 反应合成了白黎 芦醇 。 他们采用作催 化 剂 , 作配体 出 二 , 勺 作碱 , 乙睛作 溶 剂 , 在下回流 , 使 化 合物 ,一 二乙酞氧 基与对乙酸 氧 基碘 苯 进 行反应 , 以的产率得到全乙酞化 的白黎 芦 醇 , 脱掉乙酞 基后 可定量 得 到 白黎芦醇 。 日。 窄 婴 窄 。” 一 日。 亨 。 匕 “。 了 。 丫 二 全 竺 。 一 浙江大 学 硕士学位论文 合成白黎 芦醇的其 他方法 等另辟新 径 , 设计出不经反应仍可 方便 地合 成出的 新路线 。 他们利用三甲基硅醚 保护 的节 醇 与醛 缩 合 , 生成轻 基二苯乙基化合 物 , 然后 在中回流脱水 , 脱甲基保护 基后制 得白黎芦 醇 。 该 方法 在脱水生成反式烯 烃这步反应 中产率与选 择 性均很高 , 但与醛缩合产 率较低 。 日 代 厂一认 肾 。 洲易 一 日。 脱 保 护 班 参考文献 【 ,一 【几 , , , ,一 ,一 【 ,一 张喜云虎杖的化学 成分 、 药理作 用与提取 分离天津药 学 , , 孙 价 【 ” , 、认欣 , 浙江 大学 硕士学位论 文 赵霞 ,陆 阳 ,陈 泽乃白黎芦醇 的化学药理研 究进 展 , 中 草药 , 一 ,一 , 川 一 一 二 一 , , 一 ,一 , , ,一 ,一 【 , 一 【原著 , 荣国斌 译 有机人名反应及机理第二版上 海 华东 理工大 学出版 社 , 、 , 丫 乞 一, 一 【 , ,一 , , , 【 一 比 , 一 ,一 浙江大学硕士学位论文 第二章白黎芦醇及类似物的合成研究 本论文研究目标和实验方案 考虑到白黎芦醇结构类 似于合 成的雌激 素类化合物己烯雌 酚 , 体外 研 究 也已发现其具有一定 的雌 激 素样活性 , 为寻求具有 较强雌 激素 活 性 的化合 物 , 我们拟设计 合 成 一 些白黎芦醇的类 似物 。 本研究希望得到一系列 具有反 式 一 二苯乙烯母核的化合 物 。 设 计思 路是以反 式一二苯乙烯为 活 性 骨架 , 将其 两个苯环作为 第一 和第二个 结构多样性 位点 , 在 苯 环的不同位置引入了不 同 性质的取代基团 , 包 括单一酚轻基 、 连二酚轻基 、 间二酚 轻 基 、 乙酞氧 基 、 甲氧 基 等 , 得 到一系列 白黎 芦醇的类 似物 , 以便 用于 生物活 性的筛 选 , 并用 来探 讨构 效关系 。 在合 成白黎 芦醇及其它反式一二苯乙烯时有三个关 键点 。 第一 , 如 何 构 建两苯环间的乙烯 桥 。 第二 , 如何高选择性的得 到反式 构型 的烯烃 。 第三 , 天然 存 在的具 有较好的 生物活 性 的二苯乙烯 化合物一 般 含 有多轻基 , 如 何选 择合适的经基保护基 , 使其 适合一定的 反应 条件 , 并能在反应后方便且高效 的脱除 。 另 外 , 合 成一系列的反 式一二苯乙烯 化 合物需要有一条对 各 种反应 底物通用且简便高效的路 线 。 我 们根 据反应原 理 及特点 , 拟用反应 、 反应和 反 应 来 制 备白黎 芦醇 及其 类似物 , 深入 研究反应条件 , 进行优化 。 并将合成得 到的白黎芦醇类似物进 行 体外活性测试 。 不对称反式二苯乙烯的合成 如反合成分析 图 一 所示 , 反式一二苯乙烯 化 合 物可以从乙烯桥 拆分 为磷叶立德部分和苯甲醛 部 分 。 磷叶立 德 部分可 以由相应 的节 卤与 三苯基磷或 与亚磷 酸三乙酷制备 。 浙 江 大学硕士学位 论 文 一 赶冬 日二户户 或 扩 飞 。日 一 。二以 入 母 一 日 妙 厂飞 日 。 入 一 一 一一,一,一 凡 二 一一,一, 一 ,一 二 , 一节 卤衍生物的合 成 一 甲氧基 节卤的合 成 一 甲氧基 节卤 由 一 甲氧基苯甲醇卤代制备 ,一 甲氧 基苯甲醇由 一 甲氧 基苯 甲醛还原或与甲醛 发生反应而得 。 。 框少 一 。日。一毛少 。日。 旧 。日 , 。 一班 飞 。日 。 。日 。 。 。一 厂飞 一 日 。 日 一 。 。 班 一 。日 。日 一 , 一厂 飞 。日 , 。 一岁 浙江大学硕 士 学位 论 文 ,一 二甲氧 基节卤 的合 成 同样可制 备 ,一 二甲氧 基节卤 , 其中 ,一 二 甲氧基 苯甲醇可 由 ,一 二甲氧 基苯甲酸甲酷 或 ,一 二 甲氧 基苯甲酸还 原 , 或 ,一 二轻基 苯甲醇甲醚化 得到 。 ,一 二 甲氧基 苯甲酸甲酷由 ,一 二轻 基苯甲酸甲醚 化一醋化 制得 。 汗 。 日 一 一 一 丈 、 芳一 尸 ,一 二甲氧基 苯甲醇 的合成 有 三种方法 方法 ,一 二甲氧 基苯甲酸甲酷还原 日 犯 丫厂 日 日 犯 、 刀一 , 。 尸 方 法 ,一 二 甲氧 基苯甲酸还原 日 枯 丫厂 日 日 枯 卜 了 日 , 片戈 、 芳一一 , 尸 方法 ,一 二 轻基 苯甲醇的甲醚化 浙江 大学 硕 士学位论文 卜 又 、 户一一 尸日 ,一 二 甲氧 基节 卤 的合 成 方法 ,一 二 甲氧基苯甲醇嗅代 。 。 卜 戈 、 户一一 、 尸日 , 方法 ,一 二甲氧基苯甲醇与 氯化亚矾反应 。 , 。 卜 戈介一一 尸 一 乙酞 氧 基 节 卤的 合 成 以对甲苯酚 为原料经乙酞化 得 到 一乙酞氧 基甲苯 , 再经澳 代制备 。 矛 ,飞 厂飞 代一片 “ 一飞日片 日, 。一 必 日 日 ,一 二乙酞 氧 基节 卤的合 成 同法 , 执 一 轻基甲荣为嚎 料经乙酸化 、 嗅代 得到 浙江大学硕士学位论 文 , 臀 。一 。 卫丝声飞 一 百二蔺一一一叮 “汁一 。 阳 尸 , 一 二经 基甲苯可 由邻甲苯 胺经漠代 、 重氮化 、 水 解 、 甲氧基化 、 脱甲基 得 到 。 , 日日 尸一 月汀 。 一一一一三一一 卜 左一衣 灯冲 一一 日 一一 。 、 、月 尸 粉 厂乍 。 , 尸 一一 门卜 二取代 苯甲醛的合成 一 乙酞氧基 苯甲醛的合成 以 一轻 基 苯甲醛为 原料 , 毗淀作催化 剂 , 乙酞化得 到 。 。 一毛少 。 。日 , 。 一丫 厂飞一 。日。 二了 , 二 甲氧基 苯甲醛的合成 方法由 ,一 二甲氧 基苯甲酸甲醋酞胁化 、 铁 氰化 钾 氧化 制 备 。 一 【】 浙江大学硕士学位论文 方 法 ,一 二甲氧 基苯甲酸与邻苯二胺 缩 合 得 一 芳基 苯并咪 哇 , 经 醇钠 还原 水 解 得到 。 。 。 以 口 一 厅 今 味夕一 日 一 尸 此 丫飞 一 丫一 二 , 日十 , 日 。 众 今 一 咬 尹一 ,一 二甲氧基苯甲醛 的合成 ,一 二 甲氧基苯甲醛又名黎芦醛 、 甲基香兰素 , 是合成抗 过敏药曲尼 司特 , 降压 药 呱 哇嚓 等多种医药产品的 中间体 。 文献 关于它的合成主 要有以下四条 路线 用香兰 素为原料甲醚 化 弓 牛 用对轻基 苯甲醛通过 醚化 、 澳化和甲氧基 化 来制备 节 一 带 二 血 丁 一 中 用对甲酚 为原料通 过 醚化 、 澳化 、 甲氧基 化和氧化来 制 备 浙 江大学硕士学位 论 文 至 甲 、食卜 众水 甲一 味 一 州卜 扮 一 叽一 补 心 电 。 近 来 有 报 道以邻苯二酚 为 原料 , 采用醚化及反应两步反应制 备 日只日 氏 无 一 、 , 一 ,、 卜 一、 日。丫 今 二立二 。日 。 丫 飞卫竺旦兰燮 色今日 。 州 夕 丫 日。 二二夕 尸“ 一 了 一 了 实验中我 们选用路线制备 ,一 二甲氧基苯甲醛 。 , , 一 三 甲氧基苯甲醛的合 成 ,一 三甲氧 基 苯甲醛是磺 胺 类药物 增 效剂的 中 间体 。 其 合成 方 法主要有没食子酸法 、 单宁酸 法 、 三甲氧基 苯腆法 、 香 草醛 法 、 对 轻 基 苯甲 醛 法等 。 目前应 用较为广 泛的方法之一是以对 轻基 苯甲醛为原料 , 经澳化 、 甲氧 基 化 、 甲醚化得到 。 本 。 、 注 日诀芬人 、 。 。日 ,。 。 月 八 一 火 从 丫 、 浙江大学硕士学位论文 三 乙烯 桥的建立 亚磷 酸三乙酉旨 制备 由无 水乙醇 与 三氯化磷 在碱性条件下制 得 ,一 三乙酞 氧基二苯乙烯的 合 成 日。 汽 片 日日 一 一一一一 一门卜 介 一 。一仁扮。 于 日。认 父分 、 下入 厂 一一气 片 , ,一 三甲氧基二苯乙烯的合成 方 法 日认 叮 “万一 尸 日认 片厂 日 日 。 督 日。 方法 日 ,。一了飞 一 。 一 厂一 一 仁卜 日认 卜厂 日 浙江大学硕 士 学位论 文 类似 物 一 的合成 参照 , , 一 三甲氧 基二苯乙烯的合成 , 以相应的节卤衍生物与相应的取代 苯甲醛 为 原料 , 制备 一 , 脱保护基后得 到 一。 万飞 , 万一飞 段 一 厂 尹 认 卜 一 必尺 一 名 脱保 护 一 对称反式二苯乙烯的合成 偶联 是在钦 锌 催化下 , 两 分子醛 进 行 还原缩 合的 反应 , 可有 效 的用于对 称反式一二苯乙烯衍生物 的合成 。 由该 反应条件所限 , 游离 的酚 经基必须选择 合适的保护 基进 行保护 。 甲 氧基 是在 该条件下稳定 的保护基 , 我们利用 一 甲氧基 苯甲醛 、,一 二甲氧 基苯 甲醛为原料分 别 合成 一 , 一 二 甲氧 基二苯乙烯和 一, 几四 甲氧 基二苯乙烯 。 厂、丫 日 ,戈夕 , 一 一 , , 一 , , 一 结果与讨论 本课题 中 , 我们 合成白黎 芦 醇及其类似 物共个化合 物见 一 。 目标化合物通过 熔点测定 、 红外 、 核磁 共 振 等 确 证 结构 。 浙江大学硕士 学位 论 文 一 凡 丑 一,一,一 一 一,一,一一 一,一,一一 一 一 一 ,一一 了 ,八 日 ,口、 月 一, 扣、工 、 哎内 、内、一 ,上 一,一 一,一 一,一 一,一 一,一 一,一 ,一 一, 一一 一,一,一 一,一, 一,一,一 一 一 一,一 一,一 一,一 一 ,一一 一 , 一 一 一 ,一一 一 一 , 一 一 一,一 一,一 , 一一 一,一一 一,尹州。八 了 日 勺 八 、 砂 人。 八 曰 日 日 一 日 日 一 通通凌到 一,一,一 一,一,一 一 , 一一 一 一一 浙江大学硕士学位 论文 在 一 谱中 , 不对称反式烯烃 的两个烯 烃氢构成 典 型的自旋 藕 合系统 , 偶合 常数 一, 而 顺式烯烃的 一 。 对称烯烃的烯氢 呈 单峰 , 判断其为 反式 还是顺 式 构型可以通 过 化学 位移值 。 反式二苯乙烯化合 物的烯氢 化学位移值与顺式相比处于低场 , 一般 在 一 之间 , 而 顺式 构型 的二苯乙烯 化 合 物的化学 位移值则一般不超过为 , 通常在 一 之间左 右 。 在谱 中 , 反式 烯烃在 一, 处会 有一个 尖 峰 , 顺 式 烯 烃则常 在 一 一处 出峰 。 我们综合和 一 谱 来判断构型 , 本 论文合成的目 标 化 合物 均为 反式 构 型 。 由于 二苯乙烯类化合物的顺反 异构体在一定的条件下保 留时 间不 同 , 我们通过来 确定目标化合物为单一的反式 构 型 。 我们分别对反应机理 、 反应条件包括温 度 、 时间 、 原料的投料比 、 溶剂 的种类和用 量及 催化剂 等进行了考察 。 分 别讨 论 如下 一 、 反应和反应 反应 机理 反应的机理 分三步进行 一 第一步为可 逆反应 , 内踢盐带 负 电荷碳对醛 、 酮碳基 作 亲核进 攻 , 形成 内踢 盐 中间体 , 第二步由于中磷 的正电荷和氧的负电荷 有 很强 的亲和力而 形成四元环 的过 渡 态 , 第三步过 渡态顺 式 消除 分 解 成烯烃及 氧化三苯 磷 。 反应产 物 烯烃可 能存 在 、 两种异构体 , 分 别由内踢盐的苏型和赤型消 除分解而 得 。 一 阵 , , 尹尹 一 、 一 尹产 。一 、 成尸 一 卜日日日 一 一 一一一 一 浙江大学硕士学位论文 反应的 组成部分 一般来说 , 反应有以下几 个 重 要组 成部分磷叶立德 , 碱和反应 介 质 。 磷叶立 德 磷叶立 德 性质关系到整个反应的速度 , 产物的结构以及立 体化学 性 质 , 是 反应中最 重 要的组 成 部 分 。 一般 来说 , 研 究得最多的是三苯基型叶 立 德 , 即 , 若为 醋基 、 梭基 、 氰基等 吸电子基 , 这类叶立 德由 于吸 电子基 的离域 作用 而稳定 , 称之为稳 定 的叶立德若为烷基或环烷基 等供电子基 称 为活泼的叶立德若为烯 基 、 芳基 、 炔基则称 为 半 稳 定 的 叶 立德 。 在半 稳 定 叶 立 德中 , 由于苯环上取代基 的不同 , 最终 所 得 产物的顺 、 反 异构比值也 不同 。 吸 电子 基 团有利于反式 产物的形成 , 而 给电子基团则有 利于顺 式产物的形 成 。 如本研究中 , 由鳞盐转化的磷叶立德 日 认 卜 一 日一户” 它 属于半 稳定叶立德 。 磷叶立德 苯环的两个间位 有吸电子基团 一 存 在 , 因此产物 为反式 占大多数的反式异构 体 , 实验结果 与 此相 吻合 。 碱和反应介质 从鳞盐转化 为麟叶立德 是一个 在碱的作用 下去氢的过程 , 在该 反 应中 , 转 化过 程为 日 气 八 肾 一户户 日 竺 日 认 一 冬岁 一 日一尸。 选用 何 种碱取 决于鳞盐的性质 , 在该步 反应中 , 我 们选用 了 不 同浓度的 氢氧化 钠和叔丁醇钾 , 实验结果如下 当鳞盐 不变时 , 氢氧化钠和醛的摩 尔比与 收率有如下关系 摩尔比 收率 浙江大学硕士学位论文 当分别 用 同样浓 度的氢氧化 钠和叔丁醇 钾 作碱时 , 实验结 果如下 碱 碱碱氢 氧化钠 钠叔丁醇钾 钾 收 收 率 率 反应介质 用氢 氧化钠 作碱时 , 分别用二氯甲烷和水 作反应介 质 , 二氯甲烷可 以使 产 率明显提高 , 使反应步骤 缩短 。 用叔丁醇钾作碱时 , 分别 用叔丁醇和 水作 反应 介质 , 两者 对产 率的影 响不 是很大 。 扭反应 反应为反应的改良反应 , 即利 用磷酸 酷 与醛 、 酮类化合物 在碱存 在作用 生成烯烃 的反应 。 反应 机理 与反应相似 。 一一 异 甲 一 一鱼匹丝之日二日 一 尸 一。 磷酸 醋 的制备可 以通过重排反应制 取 , 即用亚麟酸 酷在卤代烃 或 其 衍生物作用下异构化而得到 。 一 】 反应与反 应 相比有以下的优点 麟酸 醋类试剂较试剂 反应性强 。 因前者系三或五中心系 统离域的碳 负离子 , 亲核 性强 , 且稳定 , 能与一些 难以发生反应的醛 、 酮类进 行 反应 , 例 如试剂与苯甲醛 在中回流 小时才 能反应 , 和苯甲醛 可 在 室温下 反应 , 且为放 热 反应 。 产品易于分离 。 反应 结 束后磷酸醋 形成水 溶 性的磷酸盐 , 易 与 产物 烯 烃分 离 , 而反应 产物分离较为麻 烦 。 浙江 大学硕 士学位 论文 立体选择 性高 , 产物主 要 是 一 异构体 。 麟酸 酷 制备较容 易 , 且比磷内蹋盐价 廉 。 磷 酸酷负离子对空气和碱的敏感性比磷 叶立德低 , 反应更易操作 。 反应与反应机理 相似 , 分 为可 逆的加成反应和 不可逆 的四 元环过渡 态消 除 反 应 。 异构烯烃 的比例 取决于赤式和苏 式 中间体 形成 反应的 可逆程度和分解速 度 。 苏式 中间体空间位阻小 , 形成四元环过渡 态 更 容易 , 因此反应 以反式为主 。 影 响反应立 体化学 的因素 , 如反应 介质 、 取代 基效应及 无机盐等 , 对反应的立 体 化 学影响甚 微 。 二 、 酚 轻 基的保护与脱保护 在 白黎 芦醇及其类似物的合成中 , 酚轻 基一般 都 需要保护 。 选择合适的 保 护 基 对 于整个反应的收率至关 重要 。 考察一个 保护基时着重 考 虑三个因素 引入 方便 、 稳 定性好 、 易于除去 。 用于白黎芦醇及 其类 似物合 成 中酚轻基的 保护基主要有甲基醚 、 三甲基硅 醚 、 节基醚等 。 甲基醚保护和脱保护 甲基醚应用最多 , 主 要 原因是 、 引入甲基醚相对容易 、 甲基醚在反 应条件下稳定 、 甲氧基基 团体积 小 , 对反应不会 产生空间效应 、 天然 多 轻基二苯乙烯分子中常 带 有一个或几个甲氧基 , 表 明甲氧基 可 能 是 活性 基团 之一 。 迄今为止发展起 来的脱甲基 试剂主 要有各种无机酸 的酸解 , 如硫酸 、 浓盐酸 、 回流 、 回流 、 毗咤盐酸盐熔 融等酸如 、 、 等氧化剂 如 , 铬配 、 硫 酸饰等强亲核剂 如 六氢毗咙 、 乙硫 醇钠 、 对甲苯硫 酚钠等 。 其 中用氢 卤酸回流或 毗淀盐 酸盐熔 融 脱甲基时 , 条件比较剧烈 , 容 易 引起反 应物结 构 或 立体化学上的变 化 。 三浪化硼 是 一种强酸 , 其脱甲基作用较强 , 条件比较温和 , 因此被 广泛采用 。 反应可以在 低温或 室温下 , 于惰 性 溶 剂如二氯甲烷 、 苯 、 戊 烷 等 中进行 , 操作比较平 稳 , 一般不伴 随其它反应 。 反应机理 浙江 大学硕士学位 论文 卜 甲 少 一 一 。 一 。 一 尸 日 咭 厂 陋 一 日 是一种很 强的路 易斯酸 , 缺电子的硼原子首先 与 带有孤对电子 的氧 结 合 , 形成 硼酸酷中间体 , 接着 在水 的作用 下发生水解 , 生成脱甲基 产 物 。 的理论 用 量 是对 每 个甲氧基 用试 剂 , 另外对 每个有提供电子能力的基团 如 、 等再 追加 巧 , 巧脱 甲基也有一定 限制 , 对有 位阻的甲基 醚反应活性低 。 脱甲基反应 中的影 响因素 用 量 的影 响 对 ,一 三甲氧 基二苯乙烯的脱甲基反应 , 的理论 用量应是 , 但实 验中用倍量 的时发现 , 脱甲基反应不完全 , 显示 反应液中有部分 脱 甲基 产 物 。 将的 用 量提高到倍时 , 脱甲基基本 完全 。 溶剂 中含 有的 少 量 水分会 消耗一定的 。 其余类似物 的脱甲基 , 与原料的投料比 比 控 制在 一 倍 。 溶 剂的影响 的脱甲基反应通常在 惰 性溶剂中进 行 。 溶剂的性 质对的反应活 性 有一定影响 , 以和甲苯为例 , 分别在 这两种溶剂 中反应时发 现 , 在 中反应于 室温下即可迅速进行 , 而在甲苯 中室温下几乎不反应 , 加 热 至 时反应才开始缓 慢进行 , 但产物脱甲基 仍不完全 。 分析 原因 , 可能是 由于甲苯分子中有离域的电子 , 属于弱的碱 , 能 与诚酸结合成 酸碱复合物 , 因而降低了的反应活 性 。 但是 可以预料 , 用 弱碱作溶 剂可提 高的选择性 , 用 于部 分 脱甲基 , 而 多甲基醚的完全 脱甲基以 作溶 剂为 宜 。 实验 中 , 我们发现使用的溶液 效果较好 。 温度的影 响 的反应 活 性高 , 反应 在室温下 即可进行 。 反应开始时要 用冰 浴冷却 , 半 小 时后以水 浴 控 制在室温下即可 。 反应温度升高时会发生二苯乙烯聚 合等 副 反应 。 其它因素的影 响 浙 江大学硕士学位论文 由于对光 、 热 、 水 气 等都不稳 定 , 因此反应需要隔绝湿气 。 另外 , 产 物 在空气 中易被 氧化 , 反应需 要在氮气保护下进 行 , 后处 理 时应尽量减少 在空气 中 的暴露时 间 。 产物在溶 液中放置时间过长时 , 显示原点附近 的斑 点增大 , 可能是氧化或聚合产物 。 我们还 考察了脱甲基 试剂 毗 咤 盐 酸盐和格氏试剂的脱甲基情 况 。 实验中 发现对和脱甲基效果较 好 , 其余 均不理 想 。 近 年来又 发 展了很多其 它 种类的脱甲基试 剂 , 如乙硫醇 钠 、 节硒 醇钠 、 氨基钠六氢 毗咙等 , 但还 未见到用 于 白黎芦 醇等的合成中 。 从种类繁 多的脱 甲基 试 剂可以看出 , 甲基醚脱保护仍有一 定难度 , 有 待于进一步解决 。 乙酞基 保护和脱保护 在 ,一 二轻基甲苯和 一 轻基苯甲醛 的乙酞化反应中 , 用 一 二 甲氨 基 砒咤 代替毗睫 作 催化 剂 , 取 得了满 意的结果 , 如下表 所示 濡濡粉 一 二 甲氨基毗咤 咤毗 睫 睫 ,一 二轻基甲苯 苯收 率 率收 率 率 时 时时 间 间时间 间 一轻 基 苯甲醛 醛收率 率收率 率 时 时时间 间时 间 间 ,一 二经 基甲苯 的乙酞化反应 在氢氧化钠 催化下也能进行 , 且收 率较 高 , 只是 反应在最后分 离和干燥时较困难 , 而 一 轻基 苯甲醛在氢氧化钠催化下不 能被乙酞 化 。 脱乙酞基 , 一般说来有以下 两种方 法分别在 碱 性和酸 性 条件下水解 , 在 本 实验中 , 碱 性条件下水解 产 率 较 高 。 这可能 是碱性水 解较易 进 行彻底 , 且碱性水解反应时 间也较 酸性 水解短 。 其它保 护 基 三甲基硅 醚或 叔丁基二甲基 硅 醚也曾被用于白葵 芦 醇中的轻基保护 基 , 优点 是 易于除去 , 在 含水甲醇 中回 流 , 或在四丁基 氟化 钱 作用下 室温即可除 浙 江大学硕士学位 论文 去 。 缺点是不够稳定 。 另外 , 节 基 醚也 是一种有效的轻基保护基 , 它 能被酸 性试剂 断裂 , 也能进 行氢解 , 或 者在 入, 一 二甲基 苯 胺 作用 下除去 。 总 之 , 合 成中保护基的选择 需 综合 考 虑各种因素 , 还要根 据酚轻 基的数目和位 置作具体 分 析 。 三 、 澳化 反应 ,一 二乙酞 氧基甲苯的澳化反应 在 ,一 二乙酞氧基甲苯与 澳化反应中 , 除了的纯度以及引发剂 的活性 对反应 收率有影响外 , 反应 时 间 , 配料比都影 响收率 。 反应时间 的影 响 乙酸化物与 的配料比为时 , 磷盐收率与反应时 间有 如下关 系 反 反应时间 收 收率 率 投料比的影响 乙酞化物 与 的投料比对磷盐 的生成有重要影 响 , 有 如下实验 结果 摩 摩 尔比 比 收 收 率 率不易处理 理 ,一 二甲氧 基节澳的制 备 实验中 曾设计以 ,一 二甲氧基甲苯 为 原料 , 通过澳代 。 但 实验 中得 到 的化合物熔点与 ,一 二甲氧基节 澳不符 , 后经 一 测 定 、 分 析 , 产物 是 ,一 二甲氧基 一一 澳 一 甲苯 , 即澳代未发生在 节位上 , 而是发生在 苯环上 。 其 中的 原因可能 是 , 位的甲氧 基是推电子基团 , 它们的共同作用使得 苯环的 电子云密度增大 , 从而使 苯环更容 易发生亲 电取代 。 而 ,一 二乙酞氧 基甲苯 中 由于乙酞 氧基是 吸 电子基团 , 钝 化苯环 , 节 位便能发 生 自由基 嗅代反应生成 ,一 二乙酞氧基 节漠 。 浙江大学硕士学位论文 实验部分 各个化合 物的熔点 用测 定 , 温度计未经校 正 。 一 由核 磁共振仪测 定 , 为 内标 , 或 一 为溶剂由红外光谱仪测定 , 一 压片 。 一 甲氧 基苯甲醇的制 备 反应瓶 中加 入四氢铝铿 甲醛 中 , 溶于无 水乙醚 , 无水乙醚将 一 甲氧基苯 , 于室温 搅 拌下逐滴 加入上述反应 瓶 室温反应 。 反应毕 , 缓 慢滴加甲醇 , 慢 滴 加 水 , 氢氧化钠溶 液 , 过 滤 , 减 压浓 缩 回 收乙醚 , 得无色 液体 。 减压蒸 馏 , 收集 。 收 率文 献 。 得 灰黑色 混悬 液 。 依 次缓 滤液用 无水硫酸钠干燥 , 一 馏份 一 甲氧 基 节嗅 反应 瓶 中依次加入 一 甲氧基 苯甲醇 , 甲苯 , 氢 澳酸 , 油 浴 加热反应 。 反应毕 , 静置 , 分去 水 层 , 甲苯 层用饱和 碳 酸氢 钠溶液中和 , 水 洗 , 无 水硫酸钠 干 燥 , 浓缩蒸去甲苯 , 得 到浅黄色 液 体 一 甲氧基节嗅 , 收率文献 。 ,一 二 甲氧基苯甲酸甲酷的制备 ,一 二轻 基苯甲酸 , 丙酮投入烧瓶中 , 加 入无水碳酸钠 , , 室温搅拌下滴 加硫酸 二甲酷 , 滴毕 回流 反应 。 趁 热抽滤 , 滤液减 压浓 缩至干 , 加 水 , 沉淀 出固体 , 过滤 , 水洗至中性 , 干燥得白色固体 , 收率 ,一 文献 一 。 ,一 二 甲氧基苯甲酸的制备 , 一 二甲氧基苯甲酸甲酷 中加 入 。乙 醇溶 解 , 加 入固体氢氧化 钠 , 加热回流 , 反应结束 。 浓缩至少量 , 浙 江大学 硕 士学位 论文 稀盐酸调至弱酸 性 , 抽滤 , 水洗 , 干燥 得白色固体 , 收率 ,一 文献 哪 一 。 ,一 二甲氧基 苯甲醇的制备 方法 反应瓶中加入四氢铝铿 , 无水乙醚将 ,一 二甲 氧基 苯甲酸甲酷溶于无水乙醚 , 于室温 搅拌下 逐滴 加 入 上述反应 瓶中 , 微 回流状 态下反应 , 检测终点 丙 酮 一 正己烷司 , 反 应约 。 冷却 至室温后 , 缓 慢 滴加稀盐酸至 无气泡产生且未分层时停止 , 得 灰色混 悬液 。 过滤 , 滤 液 减压 浓缩回收乙醚 , 得白色固体 , 收率 , 哪 一 文献 “ 哪 一。 方法 反应瓶中加入硼氢化钠 , 无 水四氢 吠喃,于 室温 搅拌下 , 将 含 ,一 二 甲氧基苯甲酸的 无水溶 液 , 逐 滴 加入上述反应 瓶中 。 取 碘溶于 无水 , 逐滴 加至反应瓶中 。 滴毕 , 室温反应约 。 缓慢滴 加稀盐酸至 无气 泡产生 , 浓缩除去 , 用乙醚萃取 , 有机层 用稀氢氧化钠溶 液洗 , 水洗 , 干燥 , 浓 缩 , 冷却得白色 晶体 , 收率 ,一 。 方 法 ,一 二轻基 苯甲醇中加 入丙酮 一 , 搅 拌溶解 。 加热 至沸腾 , 加入碳 酸钾粉末 , 搅拌 回流 , 加 入新蒸硫 酸 二甲酷巧 , 回流反应 , 监测表明反应 完全 。 反应液中加 水 , 蒸馏 除去 丙酮 。 溶液冷却 , 氯 仿 萃取 。 合 并有机层 , 水 洗 , 无水硫酸钠干燥 , 过 滤 , 蒸除溶 剂 , 析出白色固体 。 无 水乙醇 重 结晶 , 得白色 晶体 , 收 率 ,一 。 ,一 二 甲氧基节澳的制备 浙 江 大学硕士 学位论文 ,一 二甲氧基苯甲醇溶于 甲苯中 , 搅拌下加入 氢澳酸 , 于 油浴 中反应 。 反应毕 , 减压 浓缩 , 回收甲 苯 。 过滤析出的 固体 , 水 洗 , 得棕色固体 , 收率 。 用甲醇重 结晶 , 得棕色片状晶体 ,一 文献 一 。 ,一 二甲氧基 节 氯的制备 ,一 二 甲氧 基 苯甲醇置于三颈 瓶中 , 加 入无水乙 醚 , 搅拌使其溶解 , 滴 加二氯亚矾 , 滴 完后 , 室温反应 在冰 水浴下向三颈瓶 中滴加水 , 分 取乙醚层 , 醚层 水洗 , 无 水 硫 酸钠 干 燥 , 过滤 , 蒸出乙醚 , 得白色固体 , 收率 ,一 文 献 汇 哪 。 一 乙酞氧基节澳的制备 对甲苯酚 、 毗咤 、 乙酸配 室温搅拌 反应 。 反应 毕 , 乙酸乙酷 萃 取 , 有机层用 稀盐酸洗 , 水 洗 , 无 水硫酸钠 干燥 , 过滤 , 浓 缩至干 , 得 浅黄色液体 , 收 率文献 。 上述 液体中加 入无水四氯化碳 、 一 澳代唬 拍酞亚 胺 , 过氧化苯甲酞 , 加热回流 , 反应 结 束 。 抽滤 除去 反 应液中絮状物 , 滤液浓缩至 干 , 冷却后结晶析出 , 石油醚 重 结晶得 , 收率 ,一 文献 娜 一 。 ,一 二乙酞氧基节澳的制 备 参照 一 乙酞 氧基 节澳的制备 , 以 ,一 二经基甲苯 为 原料 , 用 一 二甲氨基 毗淀作催化剂 , 经乙酞化 、 漠化得到 ,一 二乙酞氧基节澳液体 , 收率 。 一 乙酞氧 基 苯甲醛 的制 备 参照 ,一 二轻基甲苯 的乙酞化的方法 , 以 一 轻 基 苯甲醛为 原 料 , 用 一 二 甲氨基 毗淀作催化剂 , 得到 一 乙酞氧基 苯甲醛 液体 , 收率文 献 。 浙江 大学硕士学位 论文 ,一 二甲氧 基苯甲醛的制 备 ,一 二甲氧 基苯甲酸甲酷与水合腆回流 , 检测反应 终点 。 趁热加 水 , 冷却后析出大 量白色晶体 , 抽滤 , 以少 量水洗涤晶体 , 干燥得 , 收率 ,一 文献 一。 铁氰化 钾溶于水 , 于 一 滴加到由 ,一 二 甲氧 基苯甲酞阱 、 氨水 、 和甲苯配制的 混合液中 , 于 一 搅拌反应 。 抽滤 , 滤液静置分层 , 水层 用甲苯萃取 , 有机层合并 , 水 洗 , 蒸除甲苯至干 , 得 土黄色颗粒 , 硅 胶柱色 谱分离 甲苯洗 脱 , 得白色晶体 一 , 收率 , , 哪 一 文献 娜 一 。 ,一 二甲氧 基苯甲醛 的制备 反应 瓶中加入 香 草醛 , 水 , 氢氧 化 钠 , 二氯甲烷 , 四乙基溟化钱 , 硫酸二甲酷 , 搅拌回流 。 反 应结束 , 静置分层 , 有机层 用稀氨水和水洗涤 , 无水硫 酸镁干燥 , 蒸去溶剂 冷 却 后 得 ,一 二甲氧 基 苯甲醛 , 收率 , ,一 文献 一 。 。 , , 一 三甲氧 基苯甲醛的制 备 三口烧瓶 中加 入 对 轻基 苯甲醛 , 乙醇 , 搅 拌使之 溶解 , 滴 加澳素 。 滴 毕 , 在 一 滴加 氯 酸钾 与水配成 的溶液 , 升温到 一 反应 , 冷至室温 。 过滤 , 滤饼洗 涤 至中性 , 烘干 , 得产品 , 收率 ,一。 ,一 二澳 一一 轻 基 苯甲醛 , 及氯化亚 铜投 入烧瓶 中 , 加热并不断搅 拌使均匀 混 合 , 回流 , 烧瓶内液体呈红褐色备用 。 向三 口烧瓶 中加 入 甲醇钠溶 液 , 油浴加 热 , 于 一 滴入上述 备用混 合溶液 , 同时蒸出大部分甲醇 含 少量 。 滴毕 ,一 反应

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