姜黄素双肟的简易合成方法研究

农克良，农 娟，张贞发，卢翠杏

（广西民族师范学院化学与生物工程系，广西 崇左 532200）

姜黄素双肟的简易合成方法研究

农克良，农 娟，张贞发，卢翠杏

（广西民族师范学院化学与生物工程系，广西 崇左 532200）

采用微波加热法，在乙醇水溶液中，分2次加入碳酸钠，从姜黄素和盐酸羟胺合成姜黄素双肟。当盐酸羟胺、姜黄素、碳酸钠的摩尔比为1.3∶1∶0.65、微波输出功率为650W和反应温度为78℃时，微波加热反应35min，姜黄素双肟的合成产率可达87.2% 。

姜黄素双肟；合成；微波加热

肟是重要的有机合成中间体，其肟-OH容易与饱和卤代烃、酰氯等反应转变成相应的肟醚、肟酯衍生物。不少肟醚、肟酯衍生物具有很好的杀虫、杀螨、除草、解毒、增效等生物活性，是绿色农药的研发方向[1-4]。肟醚、肟酯衍生物还具有很好的抗菌、抗病毒、抗肿瘤等活性，在医药中也有重要作用[5-8]。

肟可由醛或酮与盐酸羟胺反应合成，但因醛、酮结构的不同，反应条件差异极大。饱和醛、酮与盐酸羟胺在碳酸钠或氢氧化钠的作用下，加热反应即可容易得到饱和醛、酮肟[9-10]。而对不饱和共轭醛、酮或分子中含有酚羟基等对碱敏感的醛、酮，其肟的合成比较困难，大多采用在吡啶的作用下加热反应合成。此类方法存在吡啶毒性大、反应时间长等不足。

姜黄素是从中药植物姜黄(Curcuma Longa L.)中提取得到的一种天然活性化合物，具有降血脂、抗动脉粥样硬化、消炎、杀菌和抗癌等多种药理作用[11]。姜黄素结构修饰研究及姜黄素类化合物的构效关系研究已成为当今有机合成及药学研究的热点课题[12-14]。研究表明，一些姜黄素双肟酯衍生物具有强烈的生物学活性[1]，是绿色农药研发的重要方向。由于姜黄素分子中既有酚羟基结构，又有与碳碳双键共轭的β-二酮结构，对碱特别敏感，从姜黄素合成姜黄素双肟比较困难。因此姜黄素双肟的合成是其双肟酯衍生物合成的关键中间体，其简易合成方法研究对其双肟酯衍生物的深入研究和开发应用至关重要。

本文采用微波加热法，在乙醇水溶液中，分2次加入碳酸钠，从姜黄素和盐酸羟胺出发，实现了姜黄素双肟的简易快速合成。其反应式为：

图1 姜黄素双肟的合成路线

1 实验部分

XH-200A型电脑微波固液合成萃取仪，PerkinElmer傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片)，X-4数字显示显微熔点测定仪(温度计未经校正)，DF-101S型集热式恒温磁力搅拌器，XF-1型三用紫外分析仪。

姜黄素、盐酸羟胺、吡啶、氢氧化钠、碳酸钠等所用试剂均为市售分析纯。

1.2 合成实验

取容量为100 mL的二口圆底烧瓶，加入2.71g (39.00 mmol)盐酸羟胺、1.77 g (16.65mmol)无水碳酸钠和5.0mL蒸馏水，磁力搅拌溶解，将溶液的pH值调节到4.5～5.5。加入5.53g(15.00mmol)姜黄素和35.0mL的95 %乙醇。将圆底烧瓶放入微波合成仪中，装上回流冷凝装置。设定微波加热参数，在微波输出功率为650W和温度为78 ℃条件下，加热反应25.0min。取出圆底烧瓶，加入0.30g (2.85 mmol)的碳酸钠，将溶液的pH值调节到6.5～7.0，在同样的微波加热条件下继续反应10.0 min。待反应结束后，继续搅拌反应混合物，冷却至室温。加入60.0 mL蒸馏水，搅拌均匀之后静置沉淀。将反应混合物过滤，沉淀物用蒸馏水洗涤，干燥，得浅黄色的固体粗产物5.83g。粗产物再用20.0mL 70%（体积比）的乙醇水溶液处理，混合物过滤并用5.0mL 70%（体积比）的乙醇水溶液洗涤固体，干燥，得浅黄色固体5.21g，产率87.2%，熔点189.7～193.1℃。

2 结果与讨论

2.1 碱的类型对合成产率的影响

为了对比不同的碱对黄素双肟合成产率的影响，以1.47g（4.00mmol）姜黄素和0.61g（8.8mmol）盐酸羟胺为原料，分别用0.70g（8.8mmol）吡啶、0.35g（8.8mmol）氢氧化钠、0.47g（4.4mmol）碳酸钠进行实验，78℃恒温水浴加热，磁力搅拌反应10.0h。实验结果见表1。

由表1实验结果可知，使用碳酸钠和吡啶的产率相当，两者均高于使用氢氧化钠的产率。考虑到吡啶的毒性及价格问题，选择碳酸钠作为反应的碱性试剂。

表1 不同的碱对合成产率的影响

2.2 两种加热方法对合成产率的影响

基于此，所有老师都认为，让学生学习音序查字法是正确的选择，这也算是课外扩展的知识；基于此，老师们以学生写日记时只知读音、不知其字为情景切入点，制作了以音序查字法教学为核心的微课，详细给学生介绍音序、音节、查字方法等，让学生充分了解音序查字法。

为了对比不同的加热方法对姜黄素双肟合成产率的影响，以1.47g（4.00mmol）姜黄素、0.61g（8.8mmol）盐酸羟胺和0.47g（4.4mmol）碳酸钠为反应试剂，分别用78℃水浴加热10.0h和78℃微波加热（微波输出功率650W）35min进行对比实验。实验结果见表2。

由表2实验结果可知，使用微波加热的产率高于水浴加热，而且反应时间从10.0h极大地缩短到35min。因此，选择微波加热作为反应的加热方法。

表2 不同的加热方法对合成产率的影响

2.3 反应时间对合成产率的影响

为了对比反应时间对黄素双肟合成产率的影响，按上述2.2的反应物用量、微波输出功率和反应温度等条件，分别以15、25、35和45min等微波反应时间进行实验。实验结果见表3。

表3 反应时间对合成产率的影响

由表3的实验结果可知，微波加热反应时间超过35min，产率没有明显变化。因此，选择35min作为反应时间。

2.4 盐酸羟胺与姜黄素用量比对合成产率的影响

为了对比盐酸羟胺与姜黄素用量比（以盐酸羟胺与姜黄素羰基的摩尔比表示）对黄素双肟合成产率的影响，按上述2.2的姜黄素用量、微波输出功率和反应温度等条件，分别以摩尔比为1.1∶1、1.3∶1、1.5∶1等比例投料，微波加热反应 35min，实验结果见表4。

表4 盐酸羟胺与姜黄素用量比对合成产率的影响

由表4的实验结果可知，盐酸羟胺与姜黄素羰基的摩尔比超过1.3∶1时，合成产率变化不大。因此两者适宜的摩尔比为1.3∶1。

2.5 姜黄素双肟与姜黄素的红外光谱对比

为了对产物结构进行表征，使用溴化钾压片法，测定了产物姜黄素双肟与原料姜黄素的红外光谱。

姜黄素 ν（酚-OH）：3212.52cm-1，ν（β-二酮）：1627.23cm-1，ν（苯 环）：1586.96、1512.1、1448.62、1429.6cm-1。

姜黄素双肟 ν（肟-OH）：3455.7 cm-1，ν（酚-OH）：3118.53cm-1，ν（C=N）：1727.05cm-1，ν（苯环）：1589.92、1525.53、1434.94、1401.51cm-1。

由表5数据可知，姜黄素在3212.52cm-1处出现酚-OH吸收峰，在1627.23 cm-1出现比正常羰基谱带强的吸收峰，这是β-二酮最显著的特征吸收峰，因为β-二酮通常以酮式和烯醇式两种互变异构体形式的混合物存在。其中烯醇形式的分子内氢键会形成一个共轭而稳定的成键结构，它不出现共轭酮的正常吸收，但它会引起l640～1580 cm-1出现一个强的低频率的吸收峰[15]。而在反应产物的红外光谱中，除了在3118.53 cm-1出现酚-OH的特征吸收峰之外，还在3455.7 cm-1出现了肟-OH的特征吸收峰。同时，β-二酮最显著的特征吸收峰消失，取而代之的是在1727.05cm-1出现了肟C＝N的特征吸收峰。另外，反应前后苯环的4个特征吸收峰保留。由此可以确证反应产物生成了姜黄素双肟。

3 结论

以价廉无毒的碳酸钠作为无机碱，使用微波加热方法，可以简便地从姜黄素和盐酸羟胺出发合成姜黄素双肟。实验结果证明，当盐酸羟胺、姜黄素、碳酸钠的摩尔比为1.3∶1∶0.65，微波输出功率为650W和反应温度为78℃时，加热反应35min，姜黄素双肟的合成产率可达87.2%。由于姜黄素分子结构中，同时含有不饱和共轭酮羰基和酚羟基，因此本方法对不饱和共轭醛、酮肟或含有酚羟基等对碱敏感的醛、酮肟的简易合成有借鉴意义。

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Study on Easy Synthetic Method for Curcumin Dioxime

NONG Ke-liang, NONG Juan, ZHANG Zhen-fa, LU Cui-xing
(Department of Chemistry and Biological Engineering, Guangxi Normal University for Nationalities, Chongzuo 532200, China)

Under mi crowave irradiation, curcumin dioxime was prepared from curcumin and hydroxylamine hydrochloride in ethanol solution with adding sodium carbonate by two times. The yield of curcumin dioxime from curcumin was up to 87.2% when the irradiating power was 650W, the reaction temperature was 78℃, the reaction time was 35min and the molar ratio of hydroxylamine hydrochloride, curcumin carbonyl and sodium carbonate was 1.3∶1∶0.65.

curcumin dioxime; synthesis; microwave irradiation

文献标识码：A

1671-9905(2015)03-00 -

广西高校优势特色重点学科项目（桂教科研[2012]9号）

农克良（1964-），男，广西天等县人，教授，主要研究方向为有机合成，E-mail：2453802800@qq.com。

2015-01-09