4-溴代百里香酚的合成.pdf

2016 年第 35 卷第 1 期 化 工 进 展 C H E M IC A L IN D U S T R Y A N D E N G IN E E R IN G P R O G R E S S 2 39 4 溴代百里香酚的合成 卞云鹏 韩莉 罗金岳 徐徐 刘祖广 南京林业大学化学工程学院 江苏 南京 210037 广西林产化学与工程重点实验室 广西 南宁 530006 摘要 以百里香酚为原料 通过溴取代反应合成 4 溴代百里香酚 采用 FTIR H N M R 等手段对产物进行了表 征 确定了产物结构 探讨 了溶剂种类 溴代剂种类和用量 反应时间 反应温度和微波加热功率对产物得率 的影响 得到适宜的工艺条件为 以 溴代丁二酰亚胺为溴代剂 百里香酚 溴代丁二酰亚胺 l 1 5 溶剂为乙酸 反应温度为 20 C 反应时间 15ra i n 微波反应功率 500W 在上述条件下 4 溴代百里香酚的得率 为 65 1 关键词 4 溴代百里香酚 N 溴代丁二酰亚胺 百里香酚 辐射 优化 合成 中图分类号 TQ 655 文献标志码 A 文章编号 1000 6613 2016 01 0239 04 D o I 10 16085 i ssn 1000 6613 2016 01 032 S y n th esi s p ro c e ss resea rc h o f 4 b ro m o th y m o l B IA NYunp eng H A N L i L U OJi ny ue1 X U X u1 L IU Z ug uangz C ollege of Chem i c al E ngi neeri ng N anji ng Forestry U ni versi ty N anji ng 2 10037 Ji angsu C hi na G uangxi K ey L ab o ratory of C h em i stry an d E ng i n eeri n g of F orest P ro du c ts N ann i n g 53 00 06 G u an g xi C h i n a A b stra c t 4 b ro m oth ym o l w as syn thesi zed b y th e brom i n ati on reac ti on usi n g thy m ol as starti ng m ateri a1 T he produ c t w as c h arac teri zed b y F T IR H N MR an d the p roduc t struc tu re w as d eterm i n ed T h e eff ec ts o f di ff erent solv ent th e typ e and am oun t of brom i n e generati on agent the reac ti on ti m e the reac ti on tem p eratu re an d m i c row ave h eati ng p ow er on th e y i eld of p roduc t w ere di sc ussed T h e N b rom ob utan i m i d e w as u sed as brom i ne gen erati on agent and the solv ent w as eth an ol ac eti c ac i d T h e opti m um c ondi ti ons w ere n thym o1 n N brom obutani m i de 1 1 5 The reac ti on tem peratu re w as 20 C th e reac ti on ti m e w as 15 m i n th e m i c row av e heati n g pow er w as 5 00W U nd er th e abov e opti m al c ond i ti ons 4 b rom oth ym o l y i eld w as 65 1 K ey w ord s 4 brom othym ol N brom obu tan i m i de th ym o 1 radi ati on op ti m i zati on synth esi s 百里香酚主要来源于百里香属植物 中 在香料 领域和医疗领域有广泛 的应用Ll J 研究表 明百里香 酚的生物活性主要来源于其酚羟基结构 2 近年来 百里香酚衍生物得到了国内外研究者 的广泛关注 目前对于百里香酚衍生物的研究主要集 中在百 里香酚的酚羟基改性上 J 酚羟基经过修饰后主要 获得抗吸血虫 抗心律失常和抗高血压等作用的化 合物 4 但对百里香酚其他位置的修饰报道很少 崔志斌等L7J以百里香酚为原料 通过 M anni c h 反应 合成 了一系列 M anni c h 碱化合物 抑菌实验证 明 M anni c h 碱化合物对大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 沙门氏菌具有 良好的抑菌活性 N A G LE 等 以百里 香酚为原料 经醚化反应合成 了2 丁氧基 4 甲基 1 异丙基苯 采用大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 黑曲 霉菌和青霉菌进行了体外抗菌实验 结果显示 2 丁氧基 4 甲基 1 异丙基苯具有 良好的抗菌活性 研 究表 明 4 溴代百里香酚具有 良好的杀菌和抑菌活 收稿日期 20 15 04 24 修改稿 日期 2015 08 10 基金项 目 国家 自然科学基金 31470597 及广西林产化学与工程重 点实验室重点项 目 G X FC 13 0 1 第一作者 卞云鹏 1989一 男 硕士研究生 E m ai l 743095391 qq tom 联系人 罗金岳 教授 研究方 向为林产化学加工 E m ai l luojinyue njfu c om c rl 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 240 化 工 进 展 2016 年第 35 卷 性 本研究以百里香酚为原料 溴代丁二酰亚 胺为溴取代剂 在微波辐射下合成 4一 溴代百里香酚 考察不同工艺条件对反应 的影响 从而为合成此类 化合物提供了一种新的路径 1 买 验 1 1试剂和仪器 百里香酚 溴代丁二酰亚胺 二溴海 因 溴代乙酰胺 溴水 冰乙酸 碳酸氢钠 无水乙醇 二氯 甲烷 石油醚 氯化锌等 所有试剂均为分 析纯 M A S I 型常压 微波辅 助合成 萃取反应 仪 A gi lent 7890A 型气相色谱仪 N i c olet 380 傅里叶变 换红外光谱仪 B ruker A vanc e AV 500 核磁共振波 谱仪 1 2实验方法 称取一定量的百里香酚加入微波反应瓶 中 选 择溶剂溶解 加入适量催化剂 充分搅拌 在微波 反应仪中在设定温度下反应一定时间 反应结束后 倒入冰水 中进行冷却 加入碳酸氢钠 中和使溶液 pH 7 然后加入二氯甲烷进行萃取 分液漏斗分离 出有机组分 加入无水硫酸钠除去水分 过滤 减 压蒸馏得到黄色油状液体 用柱层析纯化 石油醚 二氯 甲烷 体积 比为 5 1 为淋洗剂 得到的 目标 组分经真空干燥后 经红外 核磁等手段对产物进 行结构表征 其反应式如式 1 I o 一 人 H O 2结果与讨论 2 1结构表征 以四甲基硅烷 TM S 为内标 CD C 13为溶剂 质子共振频率为 500M H z 测定产物的核磁共振氢 谱 各个质子的化学位移归属为 7 42 s 1H 溴代基邻位 C H 6 69 s 1H 羟基邻位 c H 5 42 s 1H 苯环上一O H 83 22 63 28 m IH 异丙 基上 C H 2 37 s 3H 苯环上一C H 3 1 31 61 33 d 6H 异丙基上 一 C H 3 与文献 9 相符 以K B r为背景液 采用液膜法测定产物 的红外 吸收光谱 各个吸收峰归属如下 3426 69c m 为羟 基一 o H伸缩 振动 2952 67c m 为连接 苯 环 的 一 C 伸 缩 振 动 1642 70c m 1565 84c m 1418 51c m 为 苯 环 的 C C骨 架 伸 缩 振 动 1306 41c m 为甲基 的对称变形振动 697 86c m 为 C B r 的伸缩振动 从 FTIR 和 H N M R 数据可知 产物为 4 溴代 百里香 酚 2 2 4 溴代百里香酚合成工艺条件的选择 2 2 1不同溶剂对产物得率的影响 以 溴代丁二酰亚胺为溴取代剂 反应时间 10m i n z 百里香酚 n N 溴代丁二酰亚胺 1 1 反应温度 25 微波辐射加热功率 500W 此条件 下百里香酚的转化率和反应的选择性如图 1 所示 图 1 不同溶剂对产物得率的影响 由图 1 可知 不同溶剂下反应产物的转化率 选择性和得率都不 同 与其他溶剂相比 乙酸对于 本反应具有更高的产物得率 相同条件下 乙酸做 溶剂时 原料转化率与 目标产物选择性最高 可能 是由于乙酸的羧基氢原子能够部分电离成氢离子释 放出来 有利于 自由基取代反应 所 以选择乙酸作 为反应溶剂 2 2 2 不 同溴取代剂对产物得率的影响 以乙酸为溶剂 反应时间 10m i n 百里香酚 n N 溴代丁二酰亚胺 1 1 反应温度 25 微波 辐射加热功率 500W 此条件下百里香酚的转化率 和反应的选择性如图 2 所示 由图 2 可知 不同溴取代剂对反应的转化率 选择性都不相同 其中二溴海 因与 溴代丁二酰亚 胺的转化率明显高于其他 3 种溴取代剂 而对于 目 标产物的选择性 溴代丁二酰亚胺与 溴代酰胺 明显高于二溴海因 溴代乙酰胺和溴水 其中 溴代丁二酰亚胺对于反应的转化率与选择性都是最 高的 可能是 由于 溴代丁二酰亚胺更利于自由基 取代反应和亲电加成反应 而且 溴代丁二酰亚胺 舳 如 如加 m 0 啦 枯 瓣 磐 H 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 化 工 进 展 2016 年第 35 卷 图6微波加热功率对产物得率的影响 剂 反应时间 15m i n 百里香酚 溴代剂 l 1 5 反应温度 20 此条件下百里香酚的转化率和 反应的选择性如图 6 所示 由图 6 可以看出 微波 的加热功率对于百里香 酚的转化率没有太大的影响 百里香酚的选择性基 本保持在 89 7 91 6 没有太大的波动 而产物 的选择性随着微波功率的增大呈现先上升后下降的 趋势 而且反应颜色呈现逐渐加深 说明不 同微波 加热功率对于相同极性分子的影响是不同的 反应 了微波对化学反应有着选择性加热的问题 即微波 分子结构与微波频率的匹配关系 存在着某些非热 效应的影响 或者是分子活化的影响 当微波辐射 加热功率达到 500W时 产物的选择性达到最高 所 以采用微波加热功率为 500W 2 2 7 稳定性实验 综合各单因素实验条件 4 溴代百里香酚 的合 成反应适宜的制备工艺条件为 选用 溴代丁二酰 亚胺为溴取代剂 乙酸为溶剂 z 百里香酚 溴 取代剂 1 1 5 反应时间 15m i n 反应温度 20 微波辐射加热功率 500W 在此条件下 重复 4 次 实验 4 溴代百里香酚的得率如表 1 所示 4 次平均 值为 65 1 反应的稳定性较好 表 1实验次数对实验稳定性的影响 实验次数原料转化率 产物选择性 产物得率 平均得率 3 结 论 1 以百里香酚 为原料 溴代丁二酰亚胺 为溴取代剂 通过微波辐射加热合成了 4 溴代百里 香酚 该工艺原料廉价易得 反应温和可控 反应 时间短 是一项富有前景的溴取代合成工艺 2 采用 FTIR 和 H N M R 对产物进行了表 征 确定产物为 4 溴代百里香酚 探讨 了溶剂种类 溴取代种类和用量 反应时间 反应温度和微波加 热功率等因素对反应 的得率和选择性的影响 确定 了适宜的制 备条件 乙酸 为溶剂 百里香酚 n N 溴代丁二酰亚胺 l 1 5 反应时间 15m i n 反 应温度 20 C 微波辐射加热功率 500W 在此条件 下 4 溴代百里香酚 的得率为 65 1 参考文献 1 罗彩霞 田永强 潘彦彪 百里香研究进展 J 安徽农业科学 2Ol4 42 33 ll669 1l672 2 JIM EH D IPO O R H SH EK A R C H I M K H A N A V I M et a1 A v ali dated h i gh p erform an c e li q u i d c h rom ato g rap h y m eth o d for th e analysi s ofthym ol and c arvac rol in Th ym us vulgari s L volati le oi l J Pharm ac ognosy M agazi ne 2010 6 23 154 158 3 冯锡兰 彭慧慧 柳云骐 等 负载型杂多酸催化 甲苯异丙基化 反应叫 化工进展 2014 33 12 3263 3269 4 C H A VA N P S TU PE S G A nti fungal ac ti vi ty and m ec hani sm of ac ti o n o f c arv ac rol an d th y m o l ag ai n st v i ne ya rd an d w i n e sp o i lag e yeasts J Food C ontrol 2014 46 115 120 5 L LA N A R U IZ C A B E LL O M M A ISA N A B A S P U E RTO M et a1 E v alu ati o n o f th e m u tag en i c i ty an d gen o to x i c po te ntia l of c arv ac ro l and th ym o l u sin g th e A m es S alm o ne lla test an d alk ali n e E n d o IIi an d FPG m odi fl ed c om et assays w i th th e hum an c ell li ne C ac o 2lJ F ood an d C h em i c al T ox i c olo gy 2 0 14 7 2 122 12 8 6 R A D W A N M A E L ZE M IT Y S R M O H A M E D S A et a1 Potenti al o f so m e m o n oterp en o i ds an d th ei r n ew N m eth y l c b am a te d erivati ve s a ga i nst S c h i sto so m i asi s sn ai l v ec tor B io m p ha lari a alex