环上取代二苯甲酰甲烷的合成及抗氧化性.docx

环上取代二苯甲酰甲烷的合成及抗氧化性李 敏 谊 ， 王 秀 珍 ， 李 江 连 ， 杨 宝 芸（广 东 药 学 院 药 科 学 院 ，广 东 广 州 ）摘 要 ：以 甲 苯 、氯 苯 、醋酸酐和苯甲酸乙酯为 原 料 ，先 经 傅 克 反 应 酰 基 化 合 成 对 甲 基 （氯 ）苯 乙 酮 ，再 经 克 莱 森 酯 缩 合 反 应 合 成 甲 基 （氯 ）二 苯 甲 酰 甲 烷 。 用 单 因 素 实 验 法 研 究 了 缩 合 反 应 的 各 种 影响 因 素 ，得到较佳工艺条件 ：甲 苯 为 溶 剂 ，氨 基 钠 为 缩 合 反 应 催 化 剂 ，微 波 辐 射 功 率 ，辐 射 时 间 ，（对 甲 基 苯 乙 酮）（苯 甲 酸 乙 酯）（氨 基 钠），甲 基 二 苯 甲 酰 甲 烷 收 率 ；（对 氯 苯 乙 酮 ）（苯 甲 酸 乙 酯 ）（氨 基 钠 ）；氯 二 苯 甲 酰 甲 烷 收 率 。 合 成 的 产 物 经 元 素 分 析 、 与 进 行 了 结 构 表 征 ，对 光 谱 有 良 好 的 吸 收 ，六 个苯环上取 代 的二苯甲 酰 甲烷对猪油有较好的抗氧化作用 。关 键 词 ：甲 基 二 苯 甲 酰 甲 烷 ；对 甲 基 苯 乙 酮 ；氯二苯甲酰甲烷 ；对 氯 苯 乙 酮 ；紫 外 线 吸 收 剂 ；抗 氧 化 性中 图 分 类 号 ：文 献 标 志 码 ：文 章 编 号 ：（）， ， ， （，）： （） ， （ ） ： ， ， ， （）（）（） （ ）（）（ ） ， ， ：； ；收 稿 日 期 ：；修 回 日 期 ：作 者 简 介 ：李 敏 谊（），女 ，副 教 授 ，主要从事有机药物合成与性能研究 。：。第 期化学世界 取 代 的 二 苯 甲 酰 甲 烷 （，）是 一 类 重 要 的二 酮 类 化 合 物 ，其 中 最 具 代 表 性 的 叔 丁基甲氧基二苯甲 酰 甲 烷 （巴 松 ）是 获 得 美 国 批 准 使 用 的 高 效 、安全的紫外线吸 收 剂。 其 分 子 内 酮 式 烯 醇 式 的互变异构赋予其 许 多 独特 的配位化学性质，可 用 于 合 成 高 效 稀 土 有 机 配合物荧光材 料 ，是 一类优良的金属螯合 剂，还 可 用 作 制 备 杂 环 药 物 的 中 间 体，。 等 人，报 道 在 甘 草 中 发 现 了 几 种 的 衍 生 物 近几年发 现 甘 草中 的 黄酮类化合物具有抗 、抗 肿 瘤 等 药 理 功 能，而 和 查 尔 酮（， 二 苯 基 丙 烯 酮）同属于甘 草黄酮类化合物 ，实 验 发 现 活性 氧 可 引 起 碱 基 损 伤 ，导 致 基 因 突 变 ，进 一 步 造 成 细 胞 突 变 和 癌 变 ，甘草中的黄酮对脂质过氧 化 终 产 物 丙 二 醛 的 生 成 有 明 显 的 抑 制 作 用 ，能 有 效 地 清 除 体 内 产 生 的 超 氧 阴 离 子 自由基和羟基自由 基 ，从 而 阻 断 脂 质 过 氧 化 反 应 的 增 殖。 王 丽等 研究 发 现 和 查 尔 酮 在 不 同 程 度 上 能 诱 导 人 胃癌 细 胞 发 生 凋 亡 ，起 到 抗 肿 瘤 的 作 用 。王德 伟研 究 结 果 表 明 能够拮抗二甲基 甲 酰 胺（）致 小 鼠 肝 脏 毒 性 ，可 用 于 开 发 为 预 防 和 治疗 中 毒 的 药 物 。 基 于 查 尔 酮 类 化 合 物 的 构 效 关 系 ，采 用 微 波 法 合 成甲 基 、氯 等 苯环取 代 对 猪 油 的 抗 氧 化 作 用 国 内 鲜 见 文 献 报 道 。 本 文 以 易 得 的 甲 苯 、氯苯为原料合成取代的苯 乙 酮 ，再 经克莱森缩合 反 应 合成 取 代 ，对 其 合 成 的 工 艺 条 件 进 行 优 化 ，选用猪油做抗氧化的性能 测 定 。对甲基苯乙酮 的 合 成在装有电动搅拌器的 三 口 瓶 中 加 入（ ）无 水 三 氯 化 铝 、 甲 苯 ，在 干 燥 滴 液 漏 斗 中 加 入 （ ）乙 酸 酐 ，电 热 套 加 热 回 流 。 冷 却 ，将 反 应 物 倒 入 烧 杯 ，加 盐 酸冰 块 搅 拌 使 之 溶 解 ，有 机 层 用 水 、 稀 、 水 各 洗 涤 一 次 ，无 水 硫 酸 镁 干 燥 ， 蒸 馏 ，收 集 沸 点 馏 份 。 为 无 色 ，有 香 味 液 体 ，收 率 。 与标准谱图基本一致。 甲 基 的 合 成在三 口 瓶 中 加 入 氨 基 钠 （ ），甲 苯 ，再 加 入 苯 甲 酸 乙 酯 （ ），在 干 燥 滴 液 漏 斗 中 加 入 对 甲 基 苯 乙 酮（），微 波 辐 射后 ，冷 却 ，加 入 稀盐 酸 调 节 ，分 出 有 机 层 ，碳 酸 氢 钠 洗 涤 至无 气 泡 。 用 旋 转 真空蒸发仪回收甲苯 ，冷 却 析 晶 得粗 产 物 。 用 （质 量 分 数 ）乙 醇 重 结 晶 得 白 色 晶 体 。 产 物，收 率 ，熔 点 。 元 素分 析 ，实 测 值 （计 算 值 ） ： （），（）。（ 压 片 ），：（烯 醇 式 的）；（烯 醇 式 六 元 环 的）；（）；（烯 醇 式单 键）。 （ ）， ： （，），（，碳 烯 氢）；（，）；（，）；（，）。实 验 部 分仪 器 与 试 剂 型 通 用 微 波 化 学 实 验 仪 （频 率，功 率 可 由 外 接 调 压 器 实 现 连 续 调 节）四 川 大 学 无 线 电 系 ； 超 导 核 磁 共 振 波 谱 仪 ，美 国 公 司 ； 傅 里 叶 变 换 红 外 光 谱 仪 ，德 国 公 司 ； 紫 外 可 见 光 光 度 计 ，北 京 普 析 通 用 仪 器 有 限 责 任 公 司 ； 元 素 分 析 仪 ，德 国 公 司 。乙 酸 酐 ，甲 苯 ，氯 苯 ，苯 甲 酸 乙 酯 ， 乙 醇 ，三 氯 甲 烷 ，冰 乙 酸 ，碘 化 钾 ，乙 酸 乙 酯 ，硫 代 硫 酸 钠 ，淀粉 ，无 水 三 氯 化 铝 ，氨 基 钠 ，浓盐酸 以上试剂均为市 售 分 析 纯 ，猪 油 新 熬 制 。对氯苯乙酮的 合 成对氯苯乙酮合成方 法 与 相 似 。 的 氯 苯 ，（ ）无 水 三 氯 化 铝 ， （ ）的 乙 酸 酐 ，制 得 对 氯 苯 乙 酮 ，沸 点 ，无 色 油 状 液 体，收 率 为 。 氯 代 的 合 成氯 代 合 成 方 法 与 相 似 。 （ ）氨 基 钠 ， 甲 苯 ， （ ）苯 甲 酸 乙 酯 ，（ ）对 氯 苯 乙 酮 ，得 白 色 晶 体，熔 点 ，产 率 。元 素 分 析 ，实 测 值 （计 算 值 ） ：合 成 方 法合 成 路 线 化学世界 年（），（）。 （ 压 片 ），：（烯 醇 式 的）；（烯 醇 式 六 元 环 的 ）；（）；（烯 醇 式 单 键）。 （ ， ），：（，）；（，）； （， ，）； （，）。 其 他 取 代 的 合 成甲 氧 基 （）、叔 丁 基 （）、丁 基 甲 氧 基 （巴 松）、 的 合 成 见 文 献。选 择 微 波 辐 射 功 率 ，反 应 时 间 为 ，（对 甲 基 苯 乙 酮）（苯 甲 酸 乙 酯），改 变 催化剂氨基钠的用量对产 率 的 影 响见 表 。表 催化剂用量对产率的影响 （对 甲 基 苯 乙 酮）（氨 基 钠）摩 尔 比产 率化 合 物 的 紫 外 吸 收 光 谱 测 定由 表 可 知 ，增加催 化 剂的 用量产率明显 提 高 ，但 增 加 太 多 ，使反应物过 于 粘稠 搅拌效果明显 下 降 ，致 使 产 率 降 低 。分 别 准 确 称 取 测 试 样 品 适 量 ，用 无 水 乙 醇 配 制成 浓 度 为 溶 液 ，用 紫外分光光度计测定 吸 光 度 。反应时间对反 应 产 率的 影响 抗 氧 化 试 验选 择 微 波 辐 射 功 率 ，（对 甲 基 苯 乙 酮）（苯 甲 酸 乙 酯）（氨 基 钠 ），改 变 反 应 时 间对产率的影响见表 。采 用 对 照 比 较 法 进 行 ，准 确 称 取 一 定 量 取 代 类 化合物用适当 溶 剂 溶解 ，分别按猪油质 量 的 ， ， 不 同 比 例均匀混入猪油 中 ，然 后 将 加 有 取 代 试样 的 猪油与不加任何 添 加 剂 的 猪 油 （空 白 试 样 ）一 起 置 于 恒 温 干 燥 箱 中 加 速 氧 化 。 采 用 标 准 推 荐 的 碘 量 法 ，定 时 取 样 测 定 猪 油 的 过 氧 化 值 （）。表 微波辐射时间对产率的影响 反 应 时 间产 率结 果 与 讨 论 甲 基 反 应 条 件 优 化反 应 物 摩 尔 比 对 产 率 的 影 响由 表 可 知 ，反 应 时 间 大 于 反 而 对 产 率提 高 不 利 ，因 为 随着反应的进行 ，反 应 物 越 来 越 稠 ，搅 拌基本不起作用 ，延长 反 应时 间反而产率降低 ，故 选 择 微 波 辐 射 时 间 较 好 。选择 微 波 辐 射 功 率 ，反 应 时 间 为 ，（对 甲 基 苯 乙 酮 ）（氨 基 钠 ），考 察 反 应 物 摩 尔 比 对 甲 基 产 率 的 影 响 ，结 果 见 表 。微波辐射功率 对 产 率的 影响 表 反应物摩尔比对产率的影响 选 择 反 应 时 间 ，（对 甲 基 苯 乙 酮 ）（苯 甲 酸 乙 酯）（氨 基 钠 ），考 察 不 同 微 波 辐射功率对产率的影响 ，结 果 见 表 。（对 甲 基 苯 乙 酮）（苯 甲 酸 乙 酯）摩 尔 比产 率表 微波辐射功率对产率的影响 微 波 功 率产 率由 表 可 知 ，当 反 应 物 摩 尔 比 为 时 所 得 收率 较 好 ，酯 的 比 例 较 低 ，原料 酮自身缩合副产物增 加 ，随 着 苯 甲 酸 乙 酯 量 的 增 加 收 率 增 加 ，但 并 不 是 越 多 越 好 ，过 量 的 酯 不 易 除 去 致 使 甲 基 不 易 析出 而 产 率 明 显 下 降 ，因 此 （对 甲 基 苯 乙 酮 ）（苯 甲 酸 乙 酯） 为 宜 。实 验 结 果 表 明 ，微波功率对产品产率有较大的 影 响 ，当反应功率低时 ，反 应 不 完 全 ，产 率 不 高 ；随 着 微 波功率升高产率升高 ，但 当 反 应 功 率 过 高 时 ，容 易催 化 剂 用 量 对 反 应 产 率 的 影 响第 期化学世 界 造 成 局 部 过 热 而 部 分 碳 化 ，选 择 微 波 辐 射 功 率 为 能 得 到 较 佳 的 结 果 。 在 此 条 件 平 行 实 验 次 ，每 次 为 ， ， 。 平 均 产 率 达 。 苯 环 取 代 对 猪 油 的 抗 氧 化 作 用选 用 了 甲 基 ，氯 代 ，甲 氧 基 ，叔 丁 基 ，巴 松 ， 六个合成的化合物 ，在 猪 油 中 分 别 添加质量分数为 、 、 ， 与 空 白 对 照 ，经 高 温 诱 导 ，在各个时间段测 得 过氧化值随时 间 变 化 趋 势 （见 图 图 ）。 空 白对照 组 在 后 过 氧 化 值 上 升 迅 速 ，而 添 加 了 六 个 样 品 的 各 自 过 氧 化 值 增 加 缓 慢 ，由此可见这六个样 品 在 这 三 种 浓 度 下均对猪油具有较强的保护 作 用 。 添 加等量各样品对 猪 油的抗氧化能力从图 图 中 显 示 ，六 个 样 品 中抗氧化性能最突出的是叔丁基 ，其 次 是 巴 松 、甲 基 、氯 代 、甲 氧 基 ，最 后 是 。 从 结 果 中 可 知 ，抗 氧 化 性 能 随 引 入 的 基 团 不 同 而 异 ，芳环上引入供 电 子 基团 而 且 基 团 体 积 较大的样品抗氧化性能较强 ，引 入吸 电 子 基 团 的 氯 代 抗氧化性能相对 较 弱 ，但 比甲 氧 基 强 ，说 明 并 不 是 供 电 子 性 越 强 越 好 ， 甲 基 具 有 与 巴 松 差 不 多 的 抗 氧 化 能 力 。 这 表明 抗 氧 化 性 可 能 与基团的供电子性能 、基 团 的 体 积大 小及两者相互影响有关 。不 同 取 代 基 的 芳 酮 与 芳 酯 的 缩 合 反 应 产 率比 较不同取代苯 乙 酮与苯甲 酸 酯缩合反应条件与产 率 见 表 。 不 同 电 子 效 应 的 取 代 芳 酮 与 芳 酯 经 微 波 辐 射 的 酯 缩 合 反 应 ，实 验 结 果 表 明 ，带 有 吸 电 子 基 团 的 芳 酮 进 行 缩合 比供电子基的芳 酮 产 率 高 ，这 是 因 为反应首先是带 吸电子取代基的 芳 酮 的 在 强 碱 的 作 用 下 生 成 碳 负 离 子 ，碳 负 离 子越 稳 定 ，越 容 易与芳酯进行亲 核 取 代 反应 。 如 在 化 合 物 的 合 成 中 ，（酮）（酯）（ ），缩 合 物 的 产 率 达 。 化 合 物 、和 的 缩 合 反 应 中 ，均为带供 电子基的芳酮或芳酯反应 ， 产 率 在 之 间 ，比 化 合 物 产 率 低 ，而 这 三 个 化 合 物 之 间 的 产 率 差 别 不 明 显 。表 不同取代芳酮与芳酯的缩合反应条件 （酮）（酯）（）摩 尔 比功 率时 间产 率化 合 物甲 基 （）氯 代 （） 甲 氧 基 （） 叔 丁 基 （） 甲 基 、氯 代 的紫外吸收光谱 由图 谱 可 知 ， 两 个 化 合 物 在 有 强 烈 的 紫 外 吸 收 宽 峰 ，两 化 合 物 的 紫 外 最图 质量分数下各样品 随时间变化趋势 大 吸 收 波 长 和 摩 尔 吸 光 系 数 分 别 是 ： （ ），： （ ），位 于 紫 外 线 区 范 围 内 。 主 要 是 由 于 化合 物 烯 醇 式 异 构 体的 羰 基 与乙烯共轭体系的 跃 迁 吸 收 。 两个 化 合物均具 良 好的紫外线吸收 。图 质量分数下各样品 随时间变化趋势 在 同 种样品添加不同 的 质量分 数 ，分 别 为 、 、 ，比 较 各 样 品 在 三 个 浓 度 下 对 猪油的抗氧化能力分别为 叔 丁 基 ： 图 个 取 代 光 谱 图 化学世界 年参 考 文 献 ：丁 成 荣 ，谢 思 泽 张 翼 ，等 紫 外 线吸收剂丁基甲氧基 二 苯 甲 酰 甲 烷（巴 松 ）的 合 成 淅 江 工 业 大 学 学 报 ，（）： ， ， ， ，（）： ， ， ， ，（）：图 质量分数下各样品 随时间变化趋势 ；巴 松 ： ；甲 基 ： ；氯 代 ： ；甲 氧 基 ： ；： 。 由 此 看 出 ，叔 丁 基 是 随 着 添 加 量 的 增 加 抗 氧 化 性 按 照 、 、 的 顺 序 递 增 ，即 样 品 的 添 加 质 量 分 数 和 抗 氧 化 性 之 间 呈 明 显 的 剂 量 效 应 关 系 。 其 它 样 品 均 在质 量 分 数 、 其 抗 氧 化 性 递 增 ，即 个 化 合 物 分 别 在 的 添 加 量 时 ，其抗氧化性能较 强 ，而 添 加 量 时 其 抗 氧 化 性 下 降 ，表 明 添 加量 不 必 太 大 ，样 品 合适的添加量与 抗氧化性有待进 一 步 研 究 。程 果 ，魏 长 平 ，任 晓 明 ，等 新 型 二 酮 配 体 及 其 （）三元配合物的合成 、表 征 及 发光性能的研究 光谱学与光谱分析 ，（）： （） ： ，： ， ， （）： ， ， ， （） ，（）：结 论以 甲 苯 、醋酸酐和苯 甲酸乙酯为原料 ，经 傅 克 酰基 化 、克 莱 森 酯 缩 合 两 步 反 应 合 成 甲 基 。 傅 克 酰 基 化 反 应 合 成 对 甲 基 苯 乙 酮 较 佳 的 工 艺 条