(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇的合成

2013-12-22 12:21吴腊梅李志有蔡晶华
关键词:二甲醚苯乙烯甲氧基

吴腊梅,张 涛,李志有,蔡晶华

(中南民族大学 化学与材料科学学院, 武汉430074)

芪类化合物是一类具有二苯乙烯母核化合物的总称,分布广泛,具有多种生理活性,芪的衍生物3,5,4′-三羟基芪即白藜芦醇(resveratrol),具有抗炎[1-4]和抗肿瘤[5]活性.有的衍生物在苯环上还带有独特的基团,如维生素A、维生素D和由3,4,5-三甲氧基芪衍生而来的化合物,具有一定的抗肿瘤和细胞因子调控活性[6].而苯环上的一些特殊取代基,能导致化合物产生免疫调控活性[7]. J. FriedP研究发现9位氟取代的可的松衍生物作为糖皮质激素,生理活性要比非氟取代的高10~12倍,导致了许多有临床应用价值的含氟药物如诺氟沙星的发现[8],而在尿嘧啶的5位引入氟原子后,合成了核酸拮抗剂5-氟尿嘧啶,是抗代谢、抗肿瘤的代表药物.

基于此,本文将3,5位具有甲氧基4位有异丙基的含磷酸酯的苯环和对位有氟取代的苯甲醛缩合,设计合成了(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇(合成路线见图1),其结构经傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征.该法操作简单,条件温和,收率高,为进一步研究芪类化合物及其生物活性提供参考.

图1 (E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇的合成

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

3,5-二甲氧基-4-异丙基苯甲基膦酸二乙酯、对氟苯甲醛、叔丁醇钾、四氢呋喃、盐酸、乙酸乙酯、甲醇、1-甲基-2-吡咯烷酮、乙醇胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、吡啶盐酸盐、甲苯均为分析纯.

傅立叶红外光谱仪(NEXUS 470 FT-IR,KBr 压片),核磁共振仪(Varian Mercury 400,TMS为内标,CDCl3、DMSO-d6为溶剂),数显显微熔点测定仪(X-4,巩义市予华仪器有限责任公司).

1.2 实验步骤

1.2.1 (E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二甲醚的合成

35 ℃下加入5 g(0.015 mol)3,5-二甲氧基-4-异丙基苯甲基膦酸二乙酯和2.07 g(0.017 mol)对氟苯甲醛于150 mL三颈瓶中.分次加入1.86 g(0.017 mol)叔丁醇钾 (用四氢呋喃溶),搅拌 1 h,反应混合物冷却至 10 ℃.加入10 mL水,10 mL 7.3 %的盐酸和30 mL乙酸乙酯,搅拌12 min,分出有机相,水洗2次,每次30 mL.有机相于60 ℃减压浓缩,加入20 mL甲醇,混合液于60 ℃减压浓缩.再加入20 mL甲醇,混合液于60 ℃减压浓缩,室温搅拌过夜,转移至100 mL的圆底烧瓶,浓缩,冷却至0 ℃搅拌6 h.过滤,用10 mL冷甲醇洗涤,干燥,得(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙基-1,3-二甲醚,白色结晶粉末4.18 g,收率92.3%,m.p.73~75 ℃.

1.2.2 (E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇的合成

加入20 mL 1-甲基-2-吡咯烷酮和10 mL乙醇胺于150 mL三颈瓶中,再加入20 mL 1-甲基-2-吡咯烷酮,升温至 67 ℃,加入2.4 g (0.008 mol) (E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙基-1,3-二甲醚和吡啶盐酸盐7.4 g(0.064 mol).在N2气保护下加热至160~170 ℃,反应 11 h完成,冷却至80 ℃.加入等体积的1-甲基-2-吡咯烷酮,冷却至室温.保持在20 ℃下加入15 mL盐酸和30 mL乙酸乙酯,分出有机相.再用20 mL乙酸乙酯提取水相1次,合并有机相.用盐酸洗涤2次(15 mL×2),80 ℃减压浓缩有机相,加入20 mL甲苯,浓缩,再加入20 mL甲苯浓缩,冷却至0 ℃.过滤,用20 mL冷甲苯洗涤,得粗产品.用甲苯于85 ℃下溶解粗品,冷却至0 ℃,重结晶过滤、干燥,得白色固体1.04 g,收率 63.5 %,m.p.105~108 ℃.

2 结果与讨论

2.1 (E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二甲醚的合成

以3,5-二甲氧基-4-异丙基苯甲基膦酸二乙酯为原料,于35 ℃下与对氟苯甲醛经Witting-Hornor反应合成了(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二甲醚.产率为92.3 %.用碱性强而亲核性较弱且相对安全的叔丁醇钾代替了氢化钠与3,5-二甲氧基-4-异丙基苯甲基膦酸二乙酯反应制备Witting-Hornor试剂.

(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二甲醚的1H-NMR谱图见图2 (IR谱略).由图2可见,化学位移(δ)7.46,7.04,6.67为两个苯环上氢的共振峰,6.97为烯键上氢的共振峰,7.24为CDCl3的共振吸收峰,3.85为两个甲氧基的甲基氢的共振峰,3.50为异丙基叔碳上氢的共振峰,1.29为异丙基上两个甲基的氢的共振峰.由此,可确认合成了(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二甲醚.

δ

2.2 (E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇的合成

由(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二甲醚脱甲基反应合成目标分子(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇,为新化合物,未见相关文献报道.

按照HSAB理论甲基醚裂解时需要一种硬酸与硬碱烷氧或芳氧负离子配位,以削弱CH3-O键的强度.再由一种碱进攻软酸甲基正离子,完成脱甲基反应.若试剂中的路易斯碱部分是软碱,其与甲基正离子的结合倾向大,脱甲基的能力强.若是硬碱,则不能与甲基正离子结合,脱甲基的能力弱[9].据此设计了以1-甲基-2-吡咯烷酮为溶剂,乙醇胺、吡啶盐酸盐为脱甲基试剂在氮气保护下脱甲基的实验方案,该方虽成功脱去甲基,但是反应的收率未达预期的要求,是因为目标分子中氟原子强的吸电子性,导致苯环间位电子云密度减少,化学性质较稳定,反应活性差,含间氟原子的苯甲醚脱甲基化需要能力较强的试剂如吡啶盐酸盐.

(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇的1H-NMR谱图见图3(IR谱略).由图3可见,化学位移(δ)9.06为两个羟基氢的共振峰,7.62,7.17,6.46为2个苯环上氢的共振吸收峰,6.84~6.97为烯键氢的共振吸收峰,3.42为异丙基叔碳上氢的共振峰,1.22~1.24为异丙基上2个甲基的氢的共振峰,2.50,3.33分别为DMSO及其所含水的共振峰.由此,可确认合成了(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇.

δ

3 结语

采用经典的Witting-Hornor反应以3,5-二甲氧基-4-异丙基苯甲基膦酸二乙酯为原料与对氟苯甲醛反应制备(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二甲醚,再经脱甲基反应首次合成了(E)-5-(4-氟苯乙烯)-2-异丙苯-1,3-二醇,总收率为57.96%.其结构经傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征.此法操作方便,收率高,尤其适于合成二苯乙烯类醇化合物,为进一步研究芪类化合物及其衍生物的合成和生物活性提供了基础.

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