酪醇酯类衍生物的合成方法学研究

2018-04-03 06:52耿晓宇张露云
通化师范学院学报 2018年4期
关键词:苯甲酸薄层纯度

耿晓宇,张露云,徐 倩,丛 丽,王 雨,臧 皓

酪醇(Tyrosol,1)又名对羟基苯乙醇,是红景天苷的苷元[1],也是橄榄油中含有的主要酚类化合物之一[2].因其较强的抗氧化能力而具有多种药理作用,擅长清除毒性大的羟基自由基[3],可拮抗β-淀粉样蛋白和抑制多巴胺能神经元细胞凋亡,从而有效地预防阿尔茨海默病和帕金森病[4-5];还可以有效地延长寿命[6],保护心脏[7]以及预防肿瘤的发生[8-9].酪醇性质温和,几乎没有毒副作用,在医药和食品领域具有广阔的应用前景,近年来受到了广泛关注.然而因药物动力学表现欠佳阻碍了酪醇的实际应用,因此,对其进行结构修饰是药物化学领域的研究热点,研究主要集中在合成酪醇酯类衍生物方面[10-14].酪醇结构中含有一个醇羟基和一个酚羟基,一般的合成方法是对酚羟基进行保护,与有机酸反应成酯再脱保护得到目标化合物,反应步骤较长,收率较低[11-13].为了简洁地合成酪醇衍生物,本文拟建立一种新型的具有化学选择性的酯化方法,无需进行酚羟基保护,直接一步反应得到目标化合物,此方法应具有步骤短、选择性好、收率高等特点.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

酪醇(纯度98%)、三苯基膦(TPP,纯度98%)、偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD,纯度97%)、二环己基碳二亚胺(DCC,纯度98%)、4-二甲氨基吡啶(4-DMAP,纯度98%)、N-羟基丁二酰亚胺(NHS,纯度98%)、3,4,5-三甲氧基肉桂酸(纯度98%)、无水四氢呋喃(THF,纯度99.5%)均购自萨恩化学技术有限公司;苯甲酸(纯度99.5%)、对甲苯甲酸(纯度98%)、肉桂酸(纯度99%)均购自阿拉丁生化科技股份有限公司;乙酸乙酯(纯度99.5%)、石油醚(沸程60~90℃)均购自国药集团化学试剂有限公司,硫酸(H2SO4)购自天津市科密欧化学试剂有限公司.

YRT-3型熔点仪(天津天光光学仪器有限公司);Bruker-600型核磁共振波谱仪(CDCl3和DMSO-d6为溶剂,TMS为内标,德国Bruker公司);Q-TOF-MS6520型质谱仪(美国Agilent公司);DFY-5型低温反应浴槽(巩义市英峪高科仪器厂);2XZ-2C型真空泵(临海市谭氏真空设备有限公司);FA1104N型电子分析天平(上海菁海仪器有限公司).

1.2 实验过程

1.2.1苯甲酸酪醇酯(3a)的合成路线

采用四条路线合成化合物3a,具体操作方法如下:

路线①将苯甲酸(0.4mmol)、酪醇(0.4mmol)放入干燥的Schlenk管中,加入THF(1.0mL),再加入H2SO4(50μL),室温反应12h后薄层色谱检测.

路线②将苯甲酸(0.4mmol)、酪醇(0.4mmol)、TPP(0.4mmol)于 N2条件下放入干燥的 Schlenk管中,加入 THF(1.0mL),于 0℃下加入 DIAD(0.4mmol),室温反应12h后薄层色谱检测.

路线③将苯甲酸(0.4mmol)、DCC(0.4mmol)、NHS(0.4mmol)放入干燥的 Schlenk 管中,加入THF(1.0mL)后活化12h,随后加入酪醇(0.4mmol),室温反应12h后薄层色谱检测.

路线④将苯甲酸(0.4mmol)、DCC(0.4mmol)、DMAP(0.04mmol)放入干燥的Schlenk管中,加入THF(1.0mL)后 活 化 12h,随 后 加 入 酪 醇(0.4mmol),室温反应12h后薄层色谱检测.

经过分析薄层板,确定路线②为化合物3a的合成路线.

1.2.2合成方法的确立

在路线②的基础上对反应时间进行考察,分别考察了12h、24h、36h、48h和60h时化合物3a的收率,确定反应时间为48h,收率为92%,结果见表1.

表1 不同反应时间3a的收率

1.2.3合成方法的应用

应用建立的合成方法合成了苯甲酸酪醇酯(3a)、对甲苯甲酸酪醇酯(3b)、肉桂酸酪醇酯(3c)和3,4,5-三甲氧基肉桂酸酪醇酯(3d),合成路线见图1,收率分别为92%、97%、90%、88%,化合物3a-3d经核磁共振波谱和高分辨质谱确证均为目标化合物,数据如下.

图1 化合物3a-3d的合成路线

化合物3a,白色固体,收率92%;m.p.73-76℃.1H-NMR(CDCl3,600MHz,ppm):8.00(t,2H),7.52(s,1H),7.39(t,2H),7.09(d,J=8.4Hz,2H),6.82(d,J=8.4Hz,2H),6.66(s,1H,-OH),4.47(t,2H),2.97(t,2H).13C-NMR(CDCl3,150MHz,ppm):δ 167.2,154.6,133.0,129.9,129.9,129.9,129.5,129.5,129.3,128.3,128.3,115.4,115.4,66.0,34.2;MS m/z:265.0419(M+Na).

化合物3b,白色固体,收率97%;m.p.142–144℃.1H-NMR(CDCl3,600MHz,ppm):7.90(d,J=8.4Hz,2H),7.22(d,J=8.4Hz,2H),7.12(d,J=8.4Hz,2H),6.79(d,J=8.4Hz,2H),5.45(s,1H,-OH),4.47(t,J=6.6Hz,2H),2.99(t,J=6.6Hz,2H).13C-NMR(CDCl3,150MHz,ppm):δ166.9,154.4,143.7,130.1,130.1,129.8,129.6,129.6,129.1,129.1,127.4,115.4,115.4,65.7,34.3,21.6;279.0583(M+Na).

化合物3c,白色固体,收率90%;m.p.129–131℃.1H-NMR(DMSO-d6,600MHz,ppm):9.22(s,1H,-OH),7.70(d,2H),7.63(d,J=16.2Hz,1H),7.42(s,3H),7.07(d,J=7.2Hz,2H),6.70(d,J=7.2Hz,2H),6.61(d,J=16.2Hz,1H),4.28(s,2H),2.84(s,2H).13C-NMR(DMSO-d6,150MHz,ppm):δ166.1,155.9,144.5,134.0,130.4,129.7,129.7,128.9,128.9,128.3,128.3,127.8,118.0,115.2,115.2,64.9,33.6;MS m/z:291.0674(M+Na).

化合物3d,浅黄色固体,收率88%;m.p.79–80℃.1H-NMR(CDCl3,600MHz,ppm):7.59(d,J=16.2Hz,1H),7.10(d,J=8.4Hz,2H),6.81(d,J=8.4Hz,2H),6.74(s,2H),6.34(d,J=16.2Hz,1H),6.31(s,1H,-OH),4.39(t,2H),3.88(s,3H,-OCH3),3.87(s,6H,-OCH3),2.94(s,2H).13C-NMR(CDCl3,150MHz,ppm):δ167.2,154.7,153.3,153.3,145.0,140.0,129.9,129.9,129.8,129.3,117.1,115.4,115.4,105.3,105.3,65.4,60.9,56.1,56.1,34.2;MS m/z:381.0887(M+Na).

2 实验结果与讨论

2.1 化合物3a合成路线的确定

上述四种合成路线反应结束后采用薄层色谱法检测,结果见图2,通过对原料与产物的比对分析,确认路线①、路线②和路线④共有点为目标点,将路线②反应液蒸干,硅胶柱层析分离得到白色固体,经核磁共振波谱和高分辨质谱确证为目标化合物.

图2 四种合成方法薄层色谱检测结果

从薄层板上来看,路线③未生成3a,因此首先放弃;路线①生成了目标化合物,但是硫酸危险且生成的杂质点与目标化合物难以分开,因此未选用此路线;路线④也生成了3a,但是从薄层板上判断其收率不高,杂质众多,相邻杂质难以除去,纯化困难,故放弃此方法;路线②在薄层板上只有两个斑点,杂质较少,斑点间距较远易于纯化,且收率较高,因此综合考虑,选用路线②作为3a的合成路线.

2.2 化合物3a合成路线的优化

从表1中可以看出,反应12h时3a的收率为80%,收率不错,但根据经验判断反应未完全,故延长反应时间观察收率的变化,确定了反应时间为48h时收率最高,为92%,不足48h均未反应完全,超过48h则副反应增多,收率下降.考虑到收率已经很高,固未对其他反应条件进行优化.

3 结论

本研究建立的合成方法是新型的具有化学选择性的酯化方法,无需进行酚羟基保护,直接一步反应得到了目标化合物,该方法具有步骤短、选择性好、收率较高和反应条件温和等优点,应用此方法又高收率地合成了3个酪醇酯类衍生物,这也为酪醇酯类衍生物的合成提供了新的方法和依据.

参考文献:

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