5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff碱的合成与表征

Schiff碱由于其独特的光、电、磁等物理性能[1,2]，良好的配位化学性能[3]及独特的抗菌、抗癌、除草等生理活性[4,5]，引起了人们广泛、系统、深入的理论与应用研究。作者参考文献[6]合成了5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺(Ⅰ)。化合物Ⅰ与芳醛在醋酸催化下，得到目标化合物5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff碱(Ⅱ)。合成路线见图1。

图1 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff碱的合成路线

1 实验

1.1 试剂与仪器

所用试剂均为国产(或进口)化学纯或分析纯。

X4型熔点仪(温度计未经校正),北京第三光学仪器厂；Perkin-Elemer PE-983型红外光谱仪(KBr压片)；Varian Mercury400 MHz型核磁共振仪(TMS为内标)；Finnigan Trace型质谱仪；Vario ELⅢ型元素分析仪。

1.2 方法

1.2.1 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺(Ⅰ)的制备

在冰水浴条件下，以乙醇为溶剂，将丙二腈、氯代乙酰乙酸乙酯在三乙胺催化下反应，得白色固体化合物Ⅰ，产率约90%，m.p.224～225℃。

1.2.2 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff碱(Ⅱ)的合成

向干燥的圆底烧瓶中加入化合物Ⅰ2 g、无水乙醇20 mL、芳醛10 mmol、冰醋酸8～10滴，在磁力搅拌下加热回流24 h后，冷却至室温，析出物用CH2Cl2重结晶，得到目标化合物Ⅱ，产率75%～90%。

2 结果与讨论

2.1 目标化合物Ⅱ的表征

Ⅱa:黄色晶体,产率85%,m.p.195～196℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz)，δ: 7.45～7.95(m,3H,Ar-H),8.71(s,1H,-CH=N-),4.30～4.33(m,2H,-CH2O),2.66(s,3H,-CH3),1.37～1.42(m,3H,CH3-CH2-),3.88～4.01(s,2H,-OCH2O-)。IR,ν，cm-1: 1620(C=N ),1708(C=O),1709(苯C=C)。 MS (70 eV)，m/z(%):326(M+，26)，289(59),268(7),250(18),222(18),200(27),150(100),77(25)。

Ⅱb:浅黄色晶体，产率75%，m.p.138～139℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz),δ:7.68～7.98 (m,3H,Ar-H),8.83(s,1H,-CH=N-),4.37～4.43(m,2H,-CH2O),2.66(s,3H,-CH3),1.37～1.42(m,3H,CH3-CH2-)。IR,ν，cm-1: 1632(C=N),1710(C=O),1709(苯C=C)。MS (70 eV),m/z(%): 351(M+,26),306(11),201(33),185(29),175(14),124(43),98(17)。

Ⅱc:橙黄色晶体，产率90%，m.p.160～161℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz),δ:7.41～7.57(m,5H,Ar-H),8.58(m,1H,-CH=N-),4.34～4.40(m,2H,-CH2O),2.63(m,3H,-CH3),1.39～1.43(m,3H,CH3-CH2-),7.16～7.34(m,2H,-CH=CH-)。IR,ν，cm-1:1620(C=N ),1715(C=O),1709(苯C=C),1554(CH=CH)。MS(70 eV)，m/z(%): 307(M+,11),298(87)，282(45)，252(32)，194(89)，165(89)，150(34)，120(12)，77(24)。

Ⅱd:橙色晶体，产率80%，m.p.151～154℃。1HNMR(CDCl3,400 MHz),δ:8.74(s,1H,-CH=N-),4.36～4.41(m,2H,-CH2O),2.65(s,3H,-CH3),1.40～1.44(m,3H,CH3-CH2-)。IR,ν，cm-1: 1624(C=N ),1710(C=O)。MS (70 eV),m/z(%): 269(M+,14),148(100),115(14),103(18),64(4)。

在产物的1HNMR中，芳环上氢的化学位移在7.45～7.80之间呈现出多重峰，-CH=N-上的碳氢的化学位移在8.75 左右,为一单峰。在IR谱图中，产物的特征基团均有明显的吸收，酯的C=O伸缩振动峰都出现在1710 cm-1左右，碳氮双键的伸缩振动峰都出现在1630 cm-1左右。在MS谱图中，目标化合物都有较强的分子离子峰，主要碎片离子峰都与预期的目标分子结构相吻合。这些特征都证实了化合物的分子结构。

2.2 反应条件的探讨

文献[6]合成5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺时采用乙醇钠催化，反应不易控制，操作繁琐，产率仅为30%～40%。本实验用三乙胺催化，反应温和，操作简便，且产率高达90%。

合成目标产物Schiff碱Ⅱ时，反应在乙醇溶液中进行，是酸催化的亲核加成反应，但不能用强酸催化，因为氢离子虽然可以和羰基结合成烊盐而增强羰基的亲电性能，但也可以与氨基结合形成铵离子的衍生物使亲核能力降低。因此，在醇溶液中只需很低的氢离子浓度反应就可以发生,通常使用的弱酸是醋酸。

3 结论

以自制的5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺与取代芳醛为主要原料，以乙醇为溶剂、醋酸为催化剂，通过回流反应合成了新型5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff碱化合物。目标化合物通过IR、1HNMR、MS进行了表征。

参考文献：

[1] 张欣，覃章兰，肖蒙．含三氮唑环和噻吩环希夫碱的合成及其杀菌活性[J]．农药学学报，2005，7(4)：353-356．

[2] Saitta A，Morabito N，Frisina N，et al．Cardiovascular effects of raloxifene hydrochloride[J]．Cardiovasc Drug Rev，2001，19(1)：57-74．

[3] 郑允飞，陈文纳，李德昌，等．Schiff碱及其配合物的应用研究进展[J]．化工技术与开发，2004，33(4)：26-28．

[4] 范迎菊，赵全芹，盛永丽．5-溴水杨醛Schiff碱及其铜配合物的表征和抗菌活性的研究[J]．化学世界，2005，33(6)：352-354．

[5] 刘晓岚，刘永红．希夫碱在有机合成中应用[J]．有机化学，2002，22(7)：482-488．

[6] Basarab G S，Jordan D B，Gehret T C，et al．Design of inhibitors of scytalone dehydratase：Probing interactions with an asparagine carboxamide[J]．Bioorg Med Chem，2002，10(12)：4143-4154．