吴 强,肖资龙,王龙超,文长春,刘 佩
(广西师范大学 化学与药学学院,广西 桂林 541004)
科研与开发
马来海松酸单乙酯的合成及表征
吴 强*,肖资龙,王龙超,文长春,刘 佩
(广西师范大学 化学与药学学院,广西 桂林 541004)
松香是我国极其丰富的可再生天然资源,本文本着绿色环保可持续发展的理念,以一级松香酸为原料,和顺丁烯二酸酐发生Diels-Alder反应合成马来海松酸,然后乙酯化合成马来海松酸单乙酯,并对结构进行了表征,获得了比较满意的结果。
马来海松酸单乙酯; 松香酸; 合成
松香是我国极其丰富的天然资源,其分子结构为手性二萜酸,拥有多个手性单元和稳定的立体构型,目前在松香及其衍生物开发研究中,主要是面向造纸、微生物、油墨、涂料、橡胶、杀菌、医药等领域[1]。其中马来海松酸及其衍生物是研究热点之一,主要集中在催化[2-3]、手性分离[4-7]的应用研究上,本着绿色环保可持续发展的理念,我们开展了马来海松酸单乙酯的合成研究,以一级松香酸为原料,和顺丁烯二酸酐发生Diels-Alder反应合成马来海松酸,然后乙酯化合成马来海松酸单乙酯,并对化合物结构进行表征。
1.1 仪器与试剂
BRUKER AVANCE 500 MHz超导核磁共振仪(瑞士,布鲁克公司);ESQUIRE HCT 型质谱仪(美国, 布鲁克-道尔顿公司); Perkin Elmer Model 341 旋光仪(美国,PE 公司); BS124S分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司);WRS-1A数字熔点仪(上海精密科学仪器公司)。
一级松香,广西梧州松脂厂;顺丁烯二酸酐(AR),南京化学试剂有限公司;冰醋酸(AR),广州市化学试剂厂;二氯甲烷(AR),广州市金华大化学试剂有限公司;硫酸二乙酯(AR),广州市化学试剂厂,碳酸钾(AR),南京化学试剂有限公司;无水硫酸钠液体(AR),广州市化学试剂厂;试剂均为市售分析纯,使用时进行干燥、纯化处理。除了特别说明外,固体试剂购回后直接使用,未经任何处理。
1.2 马来海松酸1的合成
1.3 马来海松酸单乙酯2的合成
2.1 马来海松酸的合成原理
在加热的作用,松香中和顺丁烯二酸酐发生Diels-Alder 加成反应,然后与硫酸二乙酯反应,乙酯化合成马来海松酸单乙酯,合成路线如图1。
2.2 反应物配比对马来海松酸单乙酯产率的影响
用丙酮作为溶剂,保持反应的时间和温度不变,通过变化马来海松酸和硫酸二乙酯的投料配比,考察投料配比对产物产率的影响。随着投料配比改变,目标产物的收率如表1 所示。从表1可以看出,随着硫酸二乙酯用量增大时,产率增幅明显。当投料比例为1:1.2的时候,产率达到57.5%,但是在投料比例为1:1.5时,产率为57.8%。二者产率很接近,上升趋势不明显,说明在投料比为1:1.5时,可能已经过量。因此,反应的最佳投料比是1:1.2。
图1 合成路线
表1 反应物配比对产物产率的影响
2.3 反应时间对马来海酸酐单乙酯产率的影响
用丙酮作为溶剂,使反应物配比和温度保持不变,仅改变回流反应时间,考察反应时间对产率的影响。回流反应的时间设置在1~9h,产率如图2。
图2 反应时间对产物收率的影响
从图2 看出,当反应物配比和温度恒定时,随着反应时间增加,收率也增加。而且当反应时间为7 h 时,收率最高,达到57.5%,但是反应时间在8h时,收率为57.6%,此时收率曲线趋于平缓,说明7h 过后,随着时间增加,收率增加不明显,所以最佳的反应时间为7 h。
2.4 产物分析
对产物进行了核磁和质谱分析,1H NMR (CDCl3, 500 MHz) 0.65 (3H, s), 0.91 (1H, m), 1.12 (3H, d, J = 6.7 Hz), 1.15 (3H, d, J = 6.8 Hz), 1.21(3H, t,J = 7 Hz), 1.21~1.35 (2H, m), 1.45~1.62 (7H, m), 1.74~1.86 (3H, m), 2.41 (1H, d, J = 6.6, 1.3 Hz), 2.56 (1H, dt, J = 13.9, 3.2 Hz), 2.78 (1H, d, J = 8.7 Hz), 3.16 (1H, dd, J = 8.7,3 Hz), 3.19(1H, m), 3.75 (3H,s), 4.02(2H, q,J = 7 Hz), 5.65 (1H, s)。其中化学位移为1.21和4.02的信号峰为产物中乙基基团的特征峰,符合马来海松酸单乙酯的结构特征,MS (ESI) m/z: 435 (M+H+)。也和马来海松酸单乙酯分子量相符。证明所得产物为马来海松酸单乙酯。
以一级松香酸为原料,和顺丁烯二酸酐发生Diels-Alder反应合成马来海松酸,然后乙酯化合成马来海松酸单乙酯,通过考察反应物配比,和反应时间对产物产率的影响,得到了最佳反应条件为:马来海松酸和硫酸二乙酯的投料配比为1:1.2,在丙酮作为溶剂进行回流的条件下,反应7h。反应后得到产物的产率为57.5%。并对结构进行了表征了目标化合物,获得了比较满意的结果。
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(本文文献格式:吴强,肖资龙,王龙超,等.马来海松酸单乙酯的合成及表征[J].山东化工,2017,46(20):1-2.)
SynthesisandCharacterizationofMaleopimaricAcidEthylEster
WuQiang*,XiaoZilong,WangLongchao,WenChangChun,LiuPei
(School of Chemistry amp; Pharmaceutical Sciences of Guangxi Normal University, Guilin 541004,China)
Rosin is abundant and natural renewable resource in China, The essay based on the concept of green environment-friendly sustainable development,starting form rosin acid and maleic anhydride, maleic rosin acid was synthesized by the Diels-Alder reaction. And then maleopimaric acid ethyl ester was obtained by ethyl esterification and reduction,The structures of all compounds were characterized and got a satisfactory result.
maleopimaric acid ethyl ester; rosin acid; synthesize
2017-09-16
广西科学研究与技术开发计划项目(桂科能14123006-13)
吴 强(1979—),高级实验师,主要从事应用化学研究。
TQ630.4
A
1008-021X(2017)20-0001-02