第三章_香豆素
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概况
香豆素,又称双呋喃环和氧杂萘邻酮,英文名称为coumarin。
香豆素是一个重要的香料,天然存在于黑香豆、香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花中。
香豆素的衍生物有些存在于自然界,有些则可通过合成方法制得;有的游离存在,有的与葡萄糖结合在一起,其中不少具有重要经济价值,例如双香豆素,过去由甜苜蓿植物腐败析出,现在可用人工合成,用作抗凝血剂。
香豆素类药物
概况
香豆素类药物是一类口服抗凝药物。
它们的共同结构是4-羟基香豆素。
同时,双香豆素还可以用于对付鼠害。
当初人们在牧场牲畜因抗凝作用导致内出血致死的过程中发现的双香豆素,意识到了这一类物质的抗凝作用,引起了之后对香豆素类药物的研究和合成,从而为医学界提供了多一种重要的凝血药物。
常见的香豆素类药物有双香豆素(dicoumarol)、华法林(warfarin,苄丙酮香豆素)和醋硝香豆素(acenocoumarol,新抗凝)。
中药化学
胡桐(Calophyllum lanigerum)中香豆素(+)calanolide A 是强大的HIV-1逆转录酶抑制剂,作为艾滋病药物研制,美国FDA已经批准进入三期临床。
药理作用
香豆素类药物的作用是抑制凝血因子在肝脏的合成。
香豆素类药物与维他命K的结构相似。
香豆素类药物在肝脏与维他命K环氧化物还原酶结合,抑制维生素K由环氧化物向氢醌型转化,维生素K的循环被抑制。
可以说香豆素类药物是维生素K拮抗剂,或者是竞争性抑制剂(参见酶)。
含有谷氨酸残基的凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的羧化作用被抑制,而其前体是没有凝血活性的,因此凝血过程受到抑制。
但它对已形成的凝血因子无效。
香豆素的合成一.实验目的(1)了解香豆素的性质和用途;(2)掌握珀金反应原理及其实验方法;(3)巩固水蒸气蒸馏、重结晶等操作技术。
二.实验原理香豆素(coumarin),学名邻羟基桂酸内酯,又称香豆内酯,分子式为C9H602,相对分子质量146.15,其结构式为。
香豆素是一种具有黑香豆浓重香味及巧克力气息的白色晶体或结晶粉末,味苦,能升华。
熔点68〜701,沸点297〜299℃,不溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙醚和氯仿。
它是一种重要的香料,常用作定香剂,用于配制紫罗兰、薰衣草、兰花等香精,也用作饮料、食品、香烟、橡胶制品、塑料制品等的增香剂。
在电镀工业中用作光亮剂。
香豆素存在于许多植物中,天然黑香豆中含有1.5%以上,工业上利用珀金反应原理来制备。
芳香醛与脂肪酸酐在碱性催化剂作用下进行缩合,生成α、β-不饱和芳香酸的反应,称为铂金反应(Perkin Reaction ) 。
香豆素是以水杨醛和醋酸酐作原料,在弱碱(如醋酸钠、叔胺等)催化下经铂金反应、酸化及环化脱水而制得:反应中生成少量反式邻经基肉桂酸,不能进行内酯环化,而生成邻乙酰氧基肉桂酸副产物,反应式如下:三.主要试剂和仪器1.试剂水杨醛4.2g(3.8ml,0.034mol);醋酸酐10.8g(10ml,0.104mol);三乙胺3.0g(4ml,0.03mol);或无水醋酸钠3.0g(0.036mol);无水氯化钙、沸石、碳酸氢钠、稀FeCl3溶液、活性炭。
2.仪器50ml圆底烧瓶、回流冷凝管(直行)、干燥管、250ml三口烧瓶、水汽发生装置、抽滤装置、电热套、75°弯管。
接引管、烧杯、250ml锥形瓶。
四.实验步骤1.回流反应在50mL圆底烧瓶中,依次加入1.9mL水杨醛、2mL三乙胺及5mL醋酸酐,投入2粒沸石,配置回流冷凝管,冷凝管上连接氯化钙干燥管,将混合物加热回流2h2.水蒸气蒸馏回流结束后,将反应混合物趁热转入盛有40 mL水的250 mL 三口烧瓶中,用少量热水冲洗反应瓶,以使反应物全部转入三口烧瓶中。
香豆素,又名香豆精,1,2-苯并吡喃酮,结构上为顺式邻羟基肉桂酸(苦马酸)的内酯,白色斜方晶体或结晶粉末,存在于许多天然植物中。
它最早是1820年从香豆的种子中发现的,也含于薰衣草、桂皮的精油中。
香豆素具有甜味且有香茅草的香气,是重要的香料,常用作定香剂,可用于配制香水、花露水香精等,也可用于一些橡胶制品和塑料制品,其衍生物还可用作农药、杀鼠剂、医药等。
由于天然植物中香豆素含量很少,因而大量的是通过合成得到的。
1868年,Perkin用邻羟基苯甲醛(水杨醛)与醋酸酐、醋酸钾一起加热制得,称为Perkin合成法。
用水杨酸和丙二酸酯在有机碱的催化下,可在较低的温度合成香豆素的衍生物。
这种合成方法称为Knoevenagel合成法,是对Perkin反应的一种改变,即让水杨醛与丙二酸酯在六氢吡啶的催化下缩合成香豆素一3一甲酸乙酯,后者加碱水解,此时酯基和内酯均被水解,然后经酸化再次闭环形成内酯,即为香豆素一3一羧酸。
香豆素-3-羧酸
英文名Coumarin-3-carboxylic acid
别名2-Oxo-2H-1-benzopyran-3-carboxylic acid
产品名称香豆素-3-羧酸
分子结构
分子式C10H6O4
分子量190.15
CAS 登录号531-81-7
EINECS 登录号208-518-0
熔点190-193 ºC
水溶性13 G/L (37 ºC)
危险品标志
T 说明危险类别码R25 说明
安全说明S28A;S45 说明危险品运输编号UN 2811。
目录第一章前言 (3)一引言 (3)第二章香豆素素母核的合成 (5)一香豆素素母核的合成 (5)1 Perkin法合成香豆素 (5)2 Reimer-Tiemann法合成香豆素 (6)二催化剂在香豆素母核合成中的应用 (6)1 微波辅助合成香豆素 (6)2 KF,K2CO3,Al2O3催化合成香豆素 (6)3 KNO3/Al2O3型催化剂催化合成香豆素 (7)4 用钯配合物催化合成香豆素 (8)第三章香豆素类衍生物的合成 (9)一3-硝基双香豆素的合成 (9)二3-取代氨基烷基双香豆素的合成 (10)三3-羧酸香豆素衍生物的合成 (11)四3-苯基-7-氨基香豆素衍生物的合成 (11)五3-乙酰基香豆素衍生物的合成 (11)六3-己基异香豆素的合成 (12)七7-羟基香豆素衍生物的合成 (13)八7-羟基-4-甲基香豆素的合成 (13)九7-磺酰脲香豆素的合成 (14)第四章香豆素及其衍生物的应用及发展 (16)一在医药领域的应用及发展 (16)二在香料方面的应用及发展 (17)三在染料领域的应用及发展 (17)四在分析领域的应用及发展 (18)五在农业领域的应用及发展 (21)第五章讨论与结果 (24)致谢 (25)参考文献 (27)附录 (29)第一章 前言一 、引言香豆素,又称双呋喃环和氧杂萘邻酮,英文名称为coumarin 。
学名邻羟基肉桂酸内酯。
白色结晶。
分子量146.15。
熔点68~70℃。
沸点297~299℃,密度0.935,闪点162℃。
以0.3%溶于水,溶于热水、乙醇、乙醚、氯仿。
具有类似新鲜干草的香气,味甜辣。
性状:游离香豆素:为固体,有晶形,有一定熔点,多具有芳香气味。
分子量小的香豆素:有挥发性,能随水蒸气蒸出,并能升华。
香豆素苷:多数无香味和挥发性,也不能升华。
溶解度:游离香豆素:能溶于沸水,易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等溶剂,可溶石油醚。
香豆素苷类:能溶于水、甲醇、乙醇,而难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。
香豆素,又称双呋喃环和氧杂萘邻酮,英文名称为coumarin。
香豆素是一个重要的香料,天然存在于黑香豆、香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花中。
香豆素的衍生物有些存在于自然界,有些则可通过合成方法制得;有的游离存在,有的与葡萄糖结合在一起,其中不少具有重要经济价值,例如双香豆素,过去由甜苜蓿植物腐败析出,现在可用人工合成,用作抗凝血剂。
编辑本段理化指标分子式:C9H6O2。
分子量:146.15。
外观:白色晶体。
CAS号: 91-64-5。
熔点69℃。
沸点:297~299℃。
溶解性:溶于乙醇、氯仿、乙醚,不溶于水,较易溶于热水。
显色反应:1.异羟肟酸铁反应碱性条件下,香豆素内酯可开环,与盐酸羟肟缩合成异羟肟酸,然后在酸性条件下与三价铁离子络合呈红色。
2.三氯化铁反应含有酚羟基的香豆素可与三氯化铁试剂产生颜色反应。
3.GIBBS反应2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺,在弱碱性条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化合物。
4.EMERSON 反应氨基安替比林和铁氰化钾,可与酚羟基对位活泼氢生成红色缩合物。
3、4都要求香豆素分子中必须有游离的酚羟基,且酚羟基对位没有取代基时才呈阳性反应。
编辑本段制备香豆素是利用Perkin W反应制取的。
水杨醛和乙酸酐在乙酸钠的作用下,一步就得到香豆素,它是香豆酸的内酯(见图)要注意这个内酯是由顺型香豆酸得到的,一般在Perkin W反应中,产物中两个大的基团(HOC6H4-,-COOH)总是处于反式的,但是反型不能产生内酯,因此环内酯的形成可能是促使产生顺型异构体的一个原因,事实上此反应中也得到少量反型香豆酸,不能形成内酯。
编辑本段香豆素类药物概况香豆素类药物是一类口服抗凝药物。
它们的共同结构是4-羟基香豆素。
同时,双香豆素还可以用于对付鼠害。
当初人们在牧场牲畜因抗凝作用导致内出血致死的过程中发现的双香豆素,意识到了这一类物质的抗凝作用,引起了之后对香豆素类药物的研究和合成,从而为医学界提供了多一种重要的凝血药物。
香豆素化学香豆素(Coumarin)是一种具有独特香气的有机化合物,其分子式为C9H6O2,结构式为苯并呋喃酮。
它是一种白色至黄色结晶固体,在常温下具有强烈的香气,类似于新鲜干草或香草的气味。
香豆素广泛存在于植物中,如豆科植物香草、糖尿病草和黄豆等。
它也可以通过化学合成的方式得到。
香豆素具有多种生物活性和药理作用。
首先,香豆素具有抗菌和抗真菌作用,可以用于防治肺结核、霉菌感染和真菌感染等疾病。
其次,香豆素还具有抗氧化和抗炎作用,可以减少自由基的损伤和炎症反应,对于预防心脑血管疾病和癌症具有一定的保护作用。
此外,香豆素还可以作为血液抗凝剂,用于防治血栓病和心脏病等疾病。
然而,香豆素也存在一定的毒性。
大剂量的香豆素摄入会导致肝脏损伤和肾脏损伤,甚至引发肝癌和肾癌。
因此,一些国家对食品中香豆素的使用进行了限制,规定其在食品中的最大容许量。
此外,由于香豆素具有致敏性,部分人群对其过敏,接触香豆素会引发皮肤瘙痒、红斑和水肿等过敏反应。
在食品工业中,香豆素被广泛应用于香精、香料和烟草制品中,用于增加其香气和风味。
香豆素还可以用于制备香草味的甜品和饮料,如香草冰淇淋、香草奶昔和香草糕点等。
此外,香豆素还可以用于制造香水和肥皂等化妆品产品,赋予其独特的香气。
除了在食品工业和化妆品工业中的应用,香豆素还被用作药物中间体和化学试剂。
在药物合成中,香豆素可以作为合成血管扩张剂、抗癌药物和抗凝血剂的原料。
在化学实验中,香豆素可以用作指示剂和催化剂,用于检测和催化化学反应。
香豆素是一种具有独特香气和多种生物活性的有机化合物。
它广泛存在于植物中,具有抗菌、抗氧化、抗炎和抗血栓等作用。
然而,由于其毒性和致敏性,使用香豆素需要注意适量和安全。
香豆素在食品工业、化妆品工业和药物合成中有着广泛的应用前景,可以赋予产品独特的香气和药理作用。