FeCl3催化的串联反应合成香豆素类化合物
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Univ. Chem. 2023, 38 (12), 205–211 205收稿:2023-04-18;录用:2023-06-21;网络发表:2023-06-28*通讯作者,Emails:****************.cn(董军);*************.cn(徐国栋)基金资助:国家自然科学基金(51907173);江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究面上项目(22KJB150046)•化学实验•doi: 10.3866/PKU.DXHX202304067甘氨酸催化下串联合成香豆素-3-羧酸董军*,陈友威,常伟,桑泽矾,曾子航,徐国栋*盐城师范学院化学与环境工程学院,江苏 盐城 22400摘要:“香豆素-3-羧酸的制备”是基础有机化学实验中一个经典的任务型教学实验。
在实验过程中,我们发现香豆素-3-羧酸的合成步骤繁琐,时间较长,试剂环保性不足。
为了提升该实验的有效时长,加强实验过程的绿色环保性,提升实验的拓展性与探究性,我们对该制备反应进行了改进。
改进后的实验用水作为溶剂,在回流条件下,以甘氨酸作为催化剂,从丙二酸环(亚)异丙酯与水杨醛出发,实现香豆素-3-羧酸的串联合成。
此外,在化合物制备基础上,引入熔点测定、红外以及核磁表征环节,整个实验时长约为4小时,适合有机化学实验本科教学。
本次改进实验,以绿色合成为基础,辅以表征环节,有效增加了拓展性。
并在此过程中探索线上线下混合式教学模式,增加探究性,进而有效提升学生的科学素养。
关键词:香豆素-3-羧酸;甘氨酸;水杨醛;丙二酸环(亚)异丙酯;绿色合成 中图分类号:G64;O6Tandem Synthesis of Coumarin-3-Carboxylic Acid Catalyzed by GlycineJun Dong *, Youwei Chen, Wei Chang, Zefan Sang, Zihang Zeng, Guodong Xu *School of Chemistry and Environmental Engineering, Yancheng Teachers University, Yancheng 22400, Jiangsu Province, China.Abstract: “Coumarin-3-carboxylic acid preparation” is a classic task-based teaching method used in basic organic chemistry experiments. During the experiment, we found that the synthesis of coumarin-3-carboxylic acid was complicated, time-consuming, consisted of several steps, and the reagents involved were not environmentally friendly. A modification was proposed to increase the effective use of teaching time, realize the greenness of the experimental process, and enhance the extensibility and exploration of the experiment. In an improved experiment, the tandem synthesis of coumarin-3-carboxylic acid was accomplished using Meldrum’s acid and salicylaldehyde under reflux conditions in water as the solvent and glycine as the catalyst. Once the compound was prepared, its structure was characterized by melting point analysis, infrared spectroscopy, and nuclear magnetic resonance. The entire experiment lasted for approximately 4 h, which is suitable for teaching undergraduates. This improved experiment was based on green synthesis supplemented by physical characterization, which effectively increased the extensibility. We also explored online and offline mixed teaching models to effectively cultivate students’ scientific exploration abilities.Key Words: Coumarin-3-carboxylic acid; Glycine; Salicylaldehyde; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxane-4,6-dione;Green synthesis206大学化学Vol. 381引言香豆素(Coumarin,又称α-苯并吡喃酮)又称为香豆精,广泛存在于桂皮、薰衣草等天然草本植物中,具有抗HIV、治疗心脑血管方面的疾病[1]、治疗癌症[2]、抗骨质疏松[3]等药理学作用,被广泛应用于医药行业。
浅谈4—甲基香豆素类化合物合成方法香豆素,又称为苯并α-吡喃酮,天然的香豆素广泛存在于高等植物中,如黑香豆、香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花中。
香豆素化合物是一类重要的有机杂环化合物,具有抗菌、消炎、抗凝血和抗肿瘤等多种生理活性,已被广泛应用于医药、食品、染料等领域。
其香型、药理作用及一些特殊的功能引起人们的高度重视,如应用于合成新的荧光化合物、抗糖尿病药物、抗菌素等,因此香豆素类化合物的合成研究是有机合成化学领域的热点之一。
通过多种合成方法可以制备香豆素的衍生物,主要合成方法如下:(1)Perkin反应法:以水杨醛、乙酸酐为主要原料,在醋酸钠催化下缩合脱水制得;(2)Knoevenagal反应法:一般在碱的存在下,由水杨醛与含有活泼亚甲基的乙酸衍生物反应,此法避免Perkin反应中供电基团存在导致的收率低等缺点;(3)Pechmann反应法:利用取代的酚与β-酮酸酯在路易斯酸的催化下发生闭环反应生成4-甲基香豆素类化合物;(4)Reformatsky和Wittig反应法。
经过比较,选择以Pechmann反应法来制备香豆素类化合物。
在路易斯酸催化下,利用Pechmann反应制备苯环上有取代基的香豆素,原料来源丰富。
1 实验部分1.1 实验原理1.2 试剂与仪器3,5-二羟基甲苯、间苯二酚、甲萘酚、间甲酚、双酚A、麝香草酚、对硝基苯酚、乙酰乙酸乙酯、浓硫酸、四氯化钛等均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司)。
VECTOR22傅立叶变换红外光谱仪、Bruker AV400核磁共振波谱仪、X-6熔点测量仪。
1.3 实验方法1.3.1 总体合成方法。
在50mL三口烧瓶中,加入酚类和乙酰乙酸乙酯,搅拌5min,混合均匀,然后加入催化剂四氯化钛或浓硫酸,物料摩尔比为:酚类∶乙酰乙酸乙酯∶催化剂=1∶1.5∶0.3。
在搅拌下,升温,观察溶液颜色变化过程及产物情况。
TLC追踪反应程度。
以有机溶剂溶解反应产物,趁热抽滤,得到淡黄色液体,冷却即有晶体析出。
酶催化多功能性研究进展胡居吾;付建平;韩晓丹;徐国良;王慧宾;熊伟【摘要】酶催化反应具有高选择性、条件温和和可再生等优点,是一种绿色环保的有机合成方法。
近年来人们发现酶具有催化非天然底物发生天然反应或非天然反应的能力。
这种独特的能力被定义为酶催化多功能性,近年来备受人们的关注,为有机合成开辟了新的途径。
因此研究酶催化多功能性具有重要意义。
本文叙述了酶的多功能性在催化aldol缩合,Mannich反应,Michael加成反应以及多米诺反应中的应用,展望了酶催化多功能性的研究趋势。
【期刊名称】《生物化工》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6页(P59-64)【关键词】酶催化多功能性;合成;反应【作者】胡居吾;付建平;韩晓丹;徐国良;王慧宾;熊伟【作者单位】江西省科学院应用化学研究所【正文语种】中文【中图分类】Q55酶一直以来被认为是一种高效、专一,对一定反应具有高度识别性的生物催化剂,且已被应用到有机化合物的合成中[1]。
然而,近年来,越来越多的酶被发现可以催化除天然反应以外的一种甚至多种反应类型,这种特性被称为催化多功能性(Catalytic Promiscuity)。
根据Hult和Berglund的报道[2]可以把酶催化多功能性分为3种类型。
第一种,底物多样性,即一种酶可以催化非天然底物进行天然反应;第二种,反应条件多样性,即酶可以在不同于天然反应条件的催化环境中表现出催化活性,例如一些酶已经被证明可以在有机溶剂、各种pH和温度条件下催化有机反应。
第三种,催化反应多样性,通过同一个活性位点或者不同活性部位亦或引入新的活性位点催化各种反应类型,这些反应在键的断裂、形成和机理上都与酶催化天然底物的反应不同[3]。
一般说的酶催化的多功能性指的都是第三种类型,酶催化非天然底物的反应,这些反应中键的断裂、形成和机理都与酶催化天然底物反应不一样。
当然,催化多样性都不可避免地会涉及到引发反应的条件、各种非天然底物和分子机理[4]。
FeCl3催化吲哚烯丙醇Nazarov环化合成新型稠环吲哚谷占收;许兴珠;钱后俊;冯伟;王治明【摘要】Ten indole allylic alcohols(5a~5j) were obtained by a three-step reaction of indole-2-car-boxaldehyde with substituted acetophenones. Ten novel polycyclic indoles(6a ~6j) were synthesized by Nazarov cyclization of 5 at 40 ℃ , using dichloromethane as solvent and FeCl3 ·6H2 O as catalyst. The structures were characterized by 1 H NMR, 13 C NMR and HR-ESI-MS.%以吲哚-2-甲醛和取代苯乙酮为原料,经3步反应合成了10个吲哚烯丙基醇(5a~5j);以FeCl3·6H2 O为催化剂,二氯甲烷为溶剂,5于40℃经分子内Nazarov环化反应,合成了10个新型稠环吲哚(6a~6j),其结构经1 H NMR,13 C NMR和HR-ESI-MS 表征。
【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2016(024)006【总页数】5页(P503-506,539)【关键词】吲哚-2-甲醛;取代苯乙酮;三氯化铁催化;吲哚烯丙醇;Nazarov环化;稠环吲哚;合成【作者】谷占收;许兴珠;钱后俊;冯伟;王治明【作者单位】常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】O626.13;O621.3·快递论文·吲哚类化合物是重要的苯并五元氮杂环化合物,普遍存在于天然产物和合成药物中[1]。
香豆素概况香豆素,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。
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。
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。
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。
香豆素衍生物与Ce(Ⅲ)配合物的合成、表征及抗肿瘤活性刘霞;李伟;丁冶春;范小娜【摘要】目的:研究稀土离子Ce3与香豆素衍生物配合物的合成及抗肿瘤活性.方法:通过元素分析、摩尔电导、红外光谱和核磁共振氢谱分析,确定了配合物的组成和结构,同时采用四氮唑蓝(MTT)比色法测定了配体及配合物对HepG2肝癌细胞株的抗肿瘤活性.结果:配合物的组成为Ce (C10H3F3O4)Ac(H2O)6.香豆素衍生物及其铈配合物剂量依赖性地抑制HepG2细胞的增殖,且铈配合物对细胞增殖的抑制率显著高于配体组.结论:配合物对HepG2肝癌细胞株的抗肿瘤活性明显强于配体.【期刊名称】《赣南医学院学报》【年(卷),期】2014(034)001【总页数】4页(P15-17,21)【关键词】香豆素;稀土离子Ce3;配合物;MTT比色法;抗肿瘤活性【作者】刘霞;李伟;丁冶春;范小娜【作者单位】赣南医学院,江西赣州341000;赣南医学院,江西赣州341000;赣南医学院,江西赣州341000;赣南医学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】R962香豆素(Coumarin)是一类具有苯并吡喃酮(2-H-1-benzopyran-2-one)母核的化合物的总称,广泛存在于植物界中,以伞形科和芸香科植物中最为常见。
香豆素及其衍生物不仅气味芬芳,而且很多具有相当强的抗菌活性,是化学化工及医药工业的重要中间体。
自1992年美国科学家从马来西亚热带雨林植物Calophllum Lanigerum中分离出具有抗HIV活性的香豆素化合物(+)-Calanolides以来[1],香豆素衍生物的研究进一步引起了科学家的重视。
近年来,大量具有抗癌活性的香豆素类化合物被分离和合成出来,关于香豆素抗癌活性的研究也越来越多[2-6]。
考虑到稀土盐类及其配合物已被科学实验所证实具有较好的抗肿瘤等作用[7-9]。
为此,本文对香豆素进行结构修饰自行合成一种氟化类似物,并以此作配体与Ce3+配位合成一种新型的稀土配合物,并进行了体外抗肿瘤活性的初步实验。
2020年第16期广东化工第47卷总第426期 · 33 · 6-甲基-4-羟基香豆素的合成研究舒泉湧1,郭晨2,麻纪斌2,翟帆2,李宗霖2(1.陕西中药研究所,陕西西安710075;2.陕西医药控股医药研究院有限公司,陕西西安710075) [摘要]香豆素类化合物是一种具有很强的生理活性、药理活性及生物活性的天然产物。
4-羟基香豆素是合成香豆素类衍生物的一类重要的有机中间体。
本文以4-甲基苯酚为原料,通过乙酰化,重排,缩合反应,合成6-甲基-4-羟基香豆素,三步反应总收率为40.0 %,其结构经质谱和1HNMR确证。
[关键词]香豆素;4-甲基苯酚;6-甲基-4-羟基香豆素[中图分类号]TQ016.1 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)16-0033-02Study on the Synthesis of 6-methyl-4-hydroxycoumarinShu Quanyong1, Guo Chen2, Ma Jibin2, Zhai Fan2, Li Zonglin2(1. Shaanxi Institute of traditional Chinese Medicine, Xi'an 710075;2. Shaanxi pharmaceutical Holding Group Institute Co., Ltd., Xi'an 710075, China)Abstract: Coumarins are natural products with strong physiological, pharmacologicaland biological activities. 4-hydroxycoumarin is an important organicintermediate in the synthesis of coumarin derivatives. In this paper, 6-methyl-4-hydroxycoumarin was synthesized from 4-methylphenol by acetylation, rearrangement and condensation. The total yield of the three steps was 40.0 %. Its structure was confirmed by mass spectrum and 1HNMR.Keywords: coumarin;4-methylphenol;6-methyl-4-hydroxycoumarin香豆素(coumarin)又名1,2-苯并吡喃酮,广泛分布于植物界中。
香豆素-3-羧酸的制备一.基本性质1.结构式:2.英文名:Coumarin-3-carboxylic acid别名:2-Oxo-2H-1-benzopyran-3-carboxylic acid3.分子式C10H6O44.分子量190.155.物理性质香豆素为无色或白色结晶或晶体粉末,有类似香草精的愉快香味。
存在于零陵香豆、薰衣草油等中。
难溶于冷水,能溶于沸水,易溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、石油醚、油类。
有挥发性,能随水蒸气蒸馏并能升华。
熔点190-193°C(分解),水溶性13 g/L (37°C)。
荧光是香豆素一个特有的物理性质,在紫外光下,常显蓝色荧光。
通过荧光人们很易辨认出它们的存在。
在C-7位引入羟基后,可使荧光加强,即使在可见光下,也能观察到荧光。
6.化学性质香豆素在热稀碱液中加热时,其内酯环可缓慢水解开裂,生成顺式邻羟基肉桂酸盐而溶解成一黄色溶液。
若酸化,生成的顺式邻羟基肉桂酸极不稳定,再环化可重新生成香豆素;若长时间放置在碱液中,则顺式盐转化为反式邻羟基肉桂酸,此时再酸化,得到稳定的反式邻羟基肉桂酸,不会再发生内酯化。
香豆素硝化、磺化和发生傅-克反应都在C-6位上进行;氯甲基化发生在C-3位上;Michael加成则发生在C-4位上。
室温下香豆素与溴的四氯化碳溶液作用,可得到在C-3和C-4双键上加成生成的二溴化物。
在钯碳催化下,该双键亦可加氢。
二.背景1.天然来源香豆素最早由V ogel于1820年从圭亚那的零陵香豆,即黄香草木犀(Melilotus officinalis)中获得。
香豆素的英文名称“Coumarin”源于零陵香豆的加勒比词“coumarou”。
香豆素天然产物广泛存在于芸香科、伞形科、菊科、豆科、瑞香科、茄科等高等植物以及动物及微生物代谢产物中。
迄今,已从自然界生物中分离鉴定的香豆素(I,coumarin,2H-1-benzopran-2-one,苯并(-吡喃酮或1,2-苯并(-吡喃酮)化合物超过1 300种。
目录1. 前言 (2)2. 实验部分 (3)2.1 仪器与试剂 (3)2.23-取代香豆素的合成方法 (3)2.3 产物的表征 (4)3. 实验结果与讨论 (5)3.1 实验讨论 (5)3.2 实验结论 (6)4. 参考文献 (6)5. 致谢 (8)FeCl3催化的串联反应合成香豆素类化合物靳磊(安徽师范大学化学与材料科学学院芜湖241000)摘要:本文对氯化铁作为催化剂,串联反应合成香豆素衍生物作出研究。
这个方法使用氯化铁作为催化剂,使用水杨醛和丙二氰作为底物,70℃下在无水乙醇溶剂中反应7小时左右。
这个新方法具有选择性好,产率高,操作性强等特点.我们对相应的可能机理也做出研究,并合成了一些Na2CO3作为催化剂的产物。
这些产物是在用碱做催化剂时比用酸会有更好的产率。
我们所得到的所有化合物均利用核磁共振和碳谱对产物的结构进行了表征,并得到很好的证实。
关键词:水杨醛;香豆素;串联反应;FeCl3;合成反应FeCl3–Catalyzed Efficient Multicomponent Reaction Synthesize CoumarinDerivativesJinlei(College of Chemistry and Materials Science, Anhui normol university, Wuhu,241000, China)Abstract:We have developed an efficient FeCl3–Catalyzed method for the synthesis of the coumarin derivatives.The protocol uses iron(Ⅲ)chlorine as the catalyst,and furnished the expected product in good to satiesfied yields by a two-component reaction of salicylaldehyde and malononitrile derivatives in ethanol absolute at 70℃for 8h in the presence of coumarin.This novel synthetic protol is selective,effcient and general.A plausibe mechanism for the progress is proposed.And we also have a correspondent reseach on Na2CO3 catalyst when the yield is better than FeCl3.The structure of all the compounds obtained which were characterized by the 1H NMR and 13C NMR spectra confirmed us.Keywords: salicylaldehyde;coumarin;multicomponent; FeCl3;syntheisis1.前言香豆素(coumarin )是广泛存在于自然界的一种内酯化合物,又名氧杂萘邻酮,以苷的形式存在于许多植物中[1]。
具有黑香豆的浓重香味,可以用作香料。
它和香兰素一起可用于糖果,糕点之类,加入烟草中可以增加亮度。
香豆素类药物是一类口服抗凝药物[2]。
它具有抗艾滋、抗肿瘤、增强免疫等生理活性;并且通过香豆素环上不同位置的取代修饰,可以得到具有不同范围的吸收和荧光发射波长,从而显示不同颜色和具有较强荧光的衍生物[3],香豆素类化合物除了广泛用作荧光增白剂[4]、荧光染料和激光染料[5]外,又由于具有较好的光电性能,还被应用于电致发光材料[6-10]、太阳能电池的有机光敏染料[11]以及生物蛋白研究中的荧光探针[12]等领域。
香豆素在自然界中以母体单独存在的情况比较少见,一般都以衍生物的形式存在,因此香豆素的骨架主要是通过化学合成的方法得到。
香豆素骨架的经典合成方法是Perkin法[13]。
香豆素类物质的合成研究中,新型催化剂的研究一直受到广泛关注,已成为热点研究方向。
最近以FeCl3为催化剂为代表的选择性好,收率高,易于回收的特点受到广泛关注[14],其反应的机理为Lewis酸引起的亲核反应,如有报道FeCl3催化合成美托洛尔的反应[15]。
串联反应与多组分反应是当今有机化学的研究前言和热点领域之一,在天然产物的全合成,杂环化合物的合成,组分化学等领域具有广泛的应用[16]。
串联反应对于解决有机合成中的结构和效率问题具有强有力的优越性,串联反应具有中间体不需分离,操作步骤简单;溶剂、洗脱剂的用量少和副产物少等,利于环保;同时可以得到具有独特化学结构的复杂化合物,具有很高的选择性等优点[17]。
因此,在复杂结构及天然产物的全合成中,串联反应常常可以起到非常关键的作用。
目前,串联反应已成功地应用于不对称合成以及杂环化合物的合成中,特别是对于光学活性的天然产物和复杂分子,串联反应充分显示了较一般方法的优越性[18]。
杂环化合物是有机化合物中最庞大的一类,约占65%以上,而且在自然界分布也十分广泛,其化学结构千变万化,各自有着特殊的性质和重要用途[19]。
许多杂环化合物具有生物和药理活性因而被广泛地应用于人们的日常生活,因此近年来有关杂环化合物的合成已成为人们的研究热点之一。
近年来,随着研究的不断深入,又出现了许多新的串联反应,如基于烯胺和亚胺相结合的催化模式以及少量的氢键催化的串联反应,相关报道相对较多[20].但是基于有机小分子催化的多步串联反应构建复杂化合物分子差向异构体的研究目前报道的非常少,研究开发新型有机小分子催化的多步串联反应合成具有药物活性骨架的杂环化合物具有非常重要的理论和实际意义[21]。
本文即通过串联反应在FeCl3作为催化剂下通过类水杨醛与丙二氰或丙二酸二乙酯反应探究香豆素的合成。
2. 实验部分2.1 仪器与试剂ZF-І型三用紫外分析仪,红外线快速烘干箱,旋转蒸发器,循环式真空泵,磁力搅拌器,调压器,试管,烧杯,液相色谱柱,分液漏斗等,Bruker-300MHz 核磁共振仪,CDCl3为溶剂,TMS为类标。
水杨醛,丙二氰,邻羟基苯乙酮,丙二酸二乙酯,5-氯水杨醛,Na2CO3,FeCl3,石油醚,乙二酸二乙酯,二氯甲烷,无水乙醇等试剂均为市场上销售,未加任何提纯。
2.33-取代香豆素的合成方法50ml的圆底烧瓶中加入3mmol的取代水杨醛,3mmol的丙二氰(或丙二酸二乙酯,具体情况如表格),以及等当量的FeCl3后,再加入5ml左右的乙醇溶液作为溶剂,在70-100℃左右反应6-8 h左右,用紫外分析仪确认其反应情况后,停止反应。
过滤除去不容物,将反应液经无水Na2SO4干燥后,利用石油醚和乙酰乙酸乙酯配制展开剂,用硅胶作为固定相,采用液相色谱法分离产品。
将所得产品采用旋转蒸发仪将溶剂抽干,并干燥2小时,用真空泵抽气。
将所得产物进行称重,计算产率并进行谱图分析。
(反应见Sheme 1)(Sheme 1)产物3的反应时间和产率The reaction times and yields of products 3Entry R1R2 R3R4 Product Time/h heat/℃yields/%1 H CN CN H 3a 8 70 62.7.2 CH3 CN CN H 3b 12 90 5.123 H C OOC2H5COOC2H5H 3c 12 80 78.54 CH3 COOC2H5COOC2H5H 3d 18 100 6.035 H CN CN Cl 3e 18 80 76.16 H C OOC2H5COOC2H5Cl 3f 18 100 82.9 2.3 产物的表征2-氰基氧杂萘邻酮(3a):淡黄色固体; 1H NMR(300MHz, CDCl3)δ: 8.228(s, 1H, CH), 7.67(t, J=7.5Hz,1H,ArH),7.56(d,J=7.2Hz,1H,ArH),7.35(s,1H,ArH),7.19(s,1H,ArH); 13C NMR/ppm (75MHz ,CDCl3) δ: 152.0 135.6 129.4 125.8 117.52-氰基-3-甲基氧杂萘邻酮(3b):黄色固体;1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:7.75(d,J=7.8Hz,1H,ArH),7.47(q,J=8.2Hz,1H,ArH),7.23(d,J=21Hz,1H,ArH),6.94(m,J =8.25Hz),2.647(s,3H,CH3,); 13CNMR/ppm (75MHz ,CDCl3) δ:136.5 130.8 118.9 118.4 26.7 1.02-氧代-2H-色烯-3-甲酸乙酯(3c):无色晶体;1H NMR(CDCl3)δ:7.49(d,J=7.35Hz,2H,ArH),7.16(q,J=8.27Hz,2H,ArH),4.22(q,J=6.82Hz,2H,CH2),1.23( t,J=6.87Hz,3H,CH3)8.37(s,1H,CH); 13C NMR/ppm (75MHz,CDCl3) δ:162.7 156.6 154.9 148.6 134.4 129.6 124.9 117.8 117.7 116.4 61.7 13.9 14.12-氧代-2H-色烯-4-甲基-3-甲酸乙酯(3d):无色晶体;1H NMR(CDCl3)δ:7.49(d,J=7.35Hz,2H,ArH),7.16(q,J=8.27Hz,2H,ArH),2.42(s,3H,CH3),4.22(q,J=6.82Hz,2H,CH2),1.23(t,J=6.87Hz,3H,CH3); 13C NMR/ppm (75MHz,CDCl3) δ:159.4 153.5 121.0 103.7 162.0 116.3 128.6 128.3 125.4 165.0 65.4 20.7 14.26-氯-2-氰基-3-甲基氧杂萘邻酮(3e):淡黄色固体;1H NMR(CDCl3)δ:8.21(s,1H,-C=CH),7.67(d,J=8.61Hz,1H,ArH),7.60(s,1H,ArH),7.35 (d,J=8.92Hz,1H,ArH); 13C NMR/ppm (75MHz,CDCl3) δ:131.0 156.6 151.1 123.6 100.2 119.8 129.5 118.0 126.8 113.06-氯-2-氧代-2H-色烯-3-甲酸乙酯(3f)白色晶体;1H NMR(CDCl3)δ:8.44(s,1H,-C=CH),7.58(d,J=7.41Hz,1H,ArH),7.29(t,J=7.44Hz,1H,ArH),7.03(d,J=8.6 1Hz,1H,ArH),4.41(q,J=8.96Hz,2H,CH2),1.12(t,J=7.02Hz,3H,CH3);13C NMR/ppm (75MHz,CDCl3) δ:131.0 155.7 151.1 123.6 112.5 129.5 118.0 126.8 119.1 165.0 61.4 14.2)3.实验结果与讨论3.1 实验讨论(1)当底物加入FeCl3后溶液呈现紫红色,这是酚与FeCl3特定显色反应:紫红色(5)(为了方便下面的书写5用代替)(2)产物3的结构通过氢谱和碳谱分析可证实,根据3的结构我们认为在反应过程中可能经过取代水杨醛与丙二氰(或丙二酸二乙酯)发生Knoevenagel缩合反应分子类的羰基和氰基(或酯基)的环化反应生成中间体4,最后再生成产物3 ,具体的反应途径如下(sheme 1,sheme2):(Sheme 1)(Sheme 2)(3)产物3b,3d用FeCl3作为催化剂是产率很低,但是如果用Na2CO3作为催化剂时产率有所提高,我们认为可能的原因是R1为甲基时,会形成σ-p超共轭效应,会影响羰基的极性,从而Knoevenagel缩合难以反应,但是如果用碱则有利于生成碳负离子,增加其亲核性,而有利于亲核试剂的进攻,具体反应历程如下:(4)当苯上面连有氯取代基时,因为氯的吸电子作用,使苯的电子云密度减小,从而减少了与羰基的共轭能力,增加了羰基的极性,从而更有利于亲核试剂的进攻,使产率增加。