杂环化合物合成论文正文部分

前言2-乙酰基-3-芳基-2-丙烯酸乙酯属于α, β-不饱和羧酸酯的一种，此类α, β-不饱和羧酸酯及其衍生物统称为查尔酮。

查尔酮被广泛应用于食品、医药、农药和香料等领域，查尔酮具有抗肿瘤、抗氧化及清除氧自由基、抗胃溃疡、抗菌、抑制磷酸二醋酶、抗脱发、促进毛发再生及抗病毒等多种药理活性。

近年来，查尔酮得到了广泛的研究和应用，作为一种用途广泛的化工原料，研究它们的合成方法有着实际的意义。

本论文采用采用苯做溶剂，正己酸和乙二胺作催化剂，对溴苯甲醛及对甲基苯甲醛分别和乙酰乙酸乙酯发生亲核加成反应，然后环合脱水生成产物2-乙酰基-3-对溴苯基-2-丙烯酸乙酯和2-乙酰基-3-对甲基苯基-2-丙烯酸乙酯，用红外光谱和核磁氢谱表征产物结构，得到其相关的物理参数。

查尔酮一般都采用从价廉易得的原料出发来合成的，如苯甲醛、乙酰乙酸乙酯等为起始原料，其合成方法主要有以下几类：经苯乙酮与芳醛进行C1aisen-Schmidt缩合反应合成；采用酰基化、Fries重排和醇醛缩合反应合成。

下面分别介绍这两种合成方法的原理。

1查尔酮合成方法：1.1经苯乙酮与芳醛进行C1aisen-Schmidt缩合反应的方法查尔酮合成方法多采用在碱/酸催化下苯乙酮与芳醛进行羟醛缩合反应，合成路线为：查尔酮的经典合成方法是使用强碱如氢氧化钠、醇钠，或者强酸来催化苯乙酮及其衍生物与芳香醛进行缩合反应而得到，但副反应多，产率较低[1]，产率在10% ~70%，因此人们对其合成条件的改进作了大量的探索工作，并提出了不少新型的催化试剂，其合成的手段也越来越多样化。

1.1.1溶液合成2007年董秋静等报道[2]以苯甲醛和苯乙酮衍生物为原料，在氢氧化钠乙醇水溶液中，室温下制备了一系列的查尔酮衍生物。

方法简单，操作容易，后处理方便，收率在60% ~90%之间，特别适合于羟基查尔酮的合成。

1.1.2微波合成自从Gedye等[3]于1986年将微波辐射用于有机合成反应以来，微波技术在有机合成中已得到了广泛的应用[4-5]。

2007年朱凤霞[6]等报道了用NaOH作催化剂、无水乙醇作溶剂，在微波辐射条件下使乙酰基二茂铁与芳醛发生缩合反应以制备9个二茂铁基查尔酮衍生物。

反应时间只需0.5~4 min，产率61% ~84%之间，操作简便。

合成路线为：2006年徐洲等[7]报道了用2-羟基苯乙酮与取代苯甲醛在20%NaOH水溶液中，在四丁基溴化铵(TB-AB)存在下，微波辐射3~7min，合成了13种羟基查尔酮及其衍生物，收率良好，在57% ~85%之间。

反应中四丁基溴化铵是必不可少的，起胶束的作用。

在使用微波加热的时候，采用间歇加热方式，因为连续加热容易使水冲出反应体系，反应路线为：2007年刘兴利等[8]报道了以硝基苯乙酮和取代苯甲醛为原料，在微波辐射无溶剂条件下，以理想的产率得到9个查尔酮。

操作简单、反应速度快、产率高，是一种合成查尔酮的好方法。

合成路线为：微波干法与一般溶剂反应方法比较具有的优势是：(1)不受溶剂活性因素的影响，可有效减少副反应；(2)不受溶剂沸点、挥发性等因素影响，反应可在较宽的温度范围内进行；(3)反应速度增大1 337~4 114倍，大大地缩短了反应时间；(4)目标物的产率得到较大的提高。

微波干法反应的产率在90% ~98%之间，而一般溶剂反应的产率在57% ~82%之间。

因此微波干反应法是合成查尔酮的一种对环境友好、简便、高效、实用的好方法。

1.1.3相转移催化剂合成在碱催化下苯乙酮与芳醛进行C1aisen-Schmidt缩合反应，通常用诸如氢氧化钠、氢氧化钡、氟化钾固载于氧化铝等的碱性催化剂进行催化。

但如果仅仅用碱性催化剂催化，常有副产物，产率也不高，多在50% ~70%。

2006年蒋新宇等[9]报道了以聚乙二醇(PEG)为相转移催化剂进行了苯甲醛与苯乙酮的克莱森–施密特缩合反应，在较优化的合成条件下，查耳酮产率可达80%。

1.1.4绿色合成传统的克莱森–施密特缩合反应以10% ~60%的氢氧化物或乙醇钠等强碱溶液作底物，于50℃下在有机溶剂中反应12~15 h，但使用强碱的副反应较多，产率较低，分离提纯困难，且大多数有机溶剂通常都比较贵，易燃、易爆、有毒、对环境有污染。

虽然有机碲对反应有较好的催化效果，但制备困难、价格昂贵。

因此迫切需要一种清洁、经济、无毒且无废物生成的生产工艺。

2006年段宏昌等[10]报道了以苯甲醛衍生物和苯乙酮为原料，弱碱碳酸钾为催化剂，用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)作相转移催化剂，以水作溶剂于回流条件下反应6 h，产率高达90%。

工艺具有反应条件温和、化学选择性强、不用惰性气体保护、产物易分离、合成方法简单等优点。

合成路线为：2006年吴浩等[11]报道了以离子液体1.3 -二丁基-2-甲基四氟硼酸咪唑盐(BF 4)为反应溶剂，以水滑石作催化剂的绿色无污染合成查尔酮的新方法。

合成路线为：研究结果表明，当温度为343K时，在50mL的BF 4中加入0.1mol苯甲醛和0.1mol 苯乙酮，以2 g水滑石为催化剂，反应2 h，查尔酮产率可以达到98. 5%。

反应体系易于产物分离，离子液体和水滑石可以循环使用，可实现绿色无污染合成。

反应体系具有高效、环境友好的特点，具有良好的应用前景。

1.1.5室温下合成已报道的羟基查尔酮的合成方法较多，如：羟基苯乙酮与取代苯甲醛在浓碱的醇溶液中缩合；先将羟基保护，再缩合；羟基苯乙酮与取代苯甲醛在乙二醇溶液中，硼酸为催化剂，(110~120)℃加热6 h等。

但上述方法存在产率低、副产物多、操作繁琐，反应时间长等缺点。

2008年党珊等[12]报道了以未保护羟基的取代邻羟基查尔酮(1a~1e)和取代苯甲醛(2,f 2,j 2,l 2p,2t)为原料，在稀NaOH/乙醇溶液中，室温反应，合成了23种2′-羟基查尔酮(3a~3w，其中3d~3w为新化合物)，收率48% ~90%。

方法条件温和，步骤简捷，为类似化合物的合成提供了依据。

合成路线为：此外，2007年杨金会等[13]报道了以2,4,6-三羟基苯乙酮和对羟基苯甲醛为起始原料，经选择性的甲基化，甲氧甲基化，羟醛缩合，还原，脱保护等反应首次完成了2′,4-二羟基-4′, 6′-二甲氧基2二氢查尔酮的全合成，总收率40%。

目标产物具有抗氧化性。

1.2采用酰基化、Fries重排和醇醛缩合反应合成方法2008年石秀梅等[14]报道了利用间苯二酚作为起始原料，通过酰基化、Fries重排、醇醛缩合反应合成中间体3,5-二羟基查尔酮，收率达80%。

方法具有反应时间短、操作简便、收率较好等优点。

合成路线为：综上所述，查尔酮在近些年来已得到了广泛的研究和应用。

因此，作为一种用途广泛的化工原料[15]，研究它们的新合成方法和新反应以及新的用途是非常有必要的。

2实验部分2.1试剂与仪器仪器：500mL的四颈烧瓶、100mL量筒、20mL量筒、胶头滴管、500mL烧杯、1000mL烧杯、玻璃塞、分水器、冷凝管、干燥管、磁力加热搅拌器、旋蒸仪、SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵、核磁氢谱仪、傅立叶红外光谱仪、熔点测定仪、电子天平试剂：表2.1 试剂及其纯化方法2.2实验过程：本文用对溴苯甲醛及对甲基苯甲醛分别与乙酰乙酸乙酯在正己酸和乙二胺的催化下发生亲核加成反应，脱水生成了2-乙酰基-3-溴代苯基-2-丙烯酸乙酯和2-乙酰基-3-对甲基苯基-2-丙烯酸乙酯。

合成路线如下：CH 3C O CH 2C O OCH 2CH 3+CH 3CCHCOCH 2CH 3O O CHOH CHOR - H 2O CH 3CCCOCH 2CH 3O O CH( 其中R= -Br 、-CH 3 )2.2.1 2-乙酰基-3-溴代苯基-2-丙烯酸乙酯的合成在500mL 的四颈烧瓶内放入磁子，四颈烧瓶上分别安装分水器（带冷凝管和干燥管）和两个塞子，打开通风橱，向四颈烧瓶中依次加入：150mL 干燥的苯；1.2mL 乙二胺；19mL 乙酰乙酸乙酯；2.3mL 正己酸；15.9g 溴代苯甲醛。

依次加完后，盖塞。

分水器中加入水和干燥的苯（1/2水、1/2苯）。

磁力搅拌，加热回流，持续6h 。

停止反应。

待混合物冷却，后用10%NaHCO 3洗涤两次，用水洗涤至中性，再用5%醋酸溶液洗涤一次至PH 5~6时，加无水Na 2SO 4干燥过度。

放置6小时后，抽滤，旋蒸除苯，加入15mL 石油醚，放入冰箱冷冻8小时，从冰箱中取出，进行抽滤，旋蒸操作后得到产物。

干燥后测其熔点并称重，计算其产率（淡黄色固体，产率：55%）。

2.2.2 2-乙酰基-3-甲基代苯基-2-丙烯酸乙酯的合成在500mL 的四颈烧瓶内放入磁子，四颈烧瓶上分别安装分水器（带冷凝管和干燥管）和两个塞子，打开通风橱，向四颈烧瓶中依次加入：150mL 干燥的苯；1.2mL 乙二胺；19mL 乙酰乙酸乙酯；2.3mL 正己酸；19mL 对甲基苯甲醛。

依次加完后，盖塞。

分水器中加入水和干燥的苯（1/2水、1/2苯）。

磁力搅拌，加热回流，持续6h 。

停止反应。

待混合物冷却，后用10%NaHCO 3洗涤两次，用水洗涤至中性，再用5%醋酸溶液洗涤一次至PH 5~6时，加无水Na 2SO 4干燥过度。

放置6小时后，抽滤，旋蒸除苯。

加入15mL 石油醚，放入冰箱冷冻8小时，从冰箱中取出，进行抽滤，旋蒸操作后得到产物。

干燥后测其熔点并称重，计算其产率（淡黄色固体，产率：30%）。

3结果与讨论3.1物理常数及产率表3.1 试剂物理常数及产率3.2 目标化合物的结构表征所合成的目标化合物2-乙酰基-3-溴代苯基-2-丙烯酸乙酯的表征结果分析如下，对2-乙酰基-3-溴代苯基-2-丙烯酸乙酯进行了核磁氢谱表征，见下图：图 3.2 (a) 2-乙酰基-3-溴代苯基-2-丙烯酸乙酯的核磁氢谱图由上图可知：δ7.285的单峰为与苯环相连碳上的质子共振峰δ7.301~δ7.563的多重峰为苯环中的质子共振峰δ4.282~δ4.324的四重峰为与氧相连亚甲基中碳上的氢核共振峰δ2.386的单峰为与羰基相连甲基碳上的质子共振峰δ1.244~δ1.288的三重峰为与亚甲基相连的甲基碳上的质子共振峰由此判断所得产物为：（R= -Br）所合成的目标化合物2-乙酰基-3-甲基代苯基-2-丙烯酸乙酯的表征结果分析如下，对2-乙酰基-3-甲基代苯基-2-丙烯酸乙酯进行了红外光谱表征，见下图：图3.2(b) 2-乙酰基-3-甲基代苯基-2-丙烯酸乙酯的红外光谱由上图可知：3030cm-1以上是苯环或双键上=C-H伸缩振动吸收峰1724.2cm-1和1658.7cm-1是羰基伸缩振动吸收峰1685.7cm-1为酯基的C-O伸缩振动吸收峰1602.7cm-1、1560.1cm-1、821.6 cm-1是1,4-二取代苯的特征吸收峰由此判断所得产物为（R= -CH3）4结论对溴苯甲醛和对甲基苯甲醛分别与乙酰乙酸乙酯在正己酸和乙二胺的催化下发生亲核加成反应然后脱水制备2-乙酰基-3-溴代苯基-2-丙烯酸乙酯和2-乙酰基-3-对甲基苯基-2-丙烯酸乙酯。