香豆酮的合成

1、苯并呋喃的合成實(shí)驗(yàn)引言苯并呋喃是一類具有很強(qiáng)生物活性的化合物，它廣泛存在于天然和非天然產(chǎn)物中。很多 的2一芳基苯并呋喃都展示出很好的生物活性，這些活性包括抗癌活性、抗內(nèi)風(fēng)濕活性、抗 濾過性病原體活性、抗真菌活性、免抑制疫力的活性、抗血小板活性、抗氧化活性、殺蟲活 性、抗炎活性、拒食素的活性、預(yù)防癌癥活性。這些化合物同時(shí)也是有鈣阻聚活性以及激發(fā) 植物發(fā)育活性。例如:okada在1915首次從野茉莉(styarxj即onieum)種籽的油中分離到野 茉莉醇(la)，后人又從其它安息香(Styrxa)種屬的植物(S.ofmrosnaus， S.obassia， S.oficinalis和S.Amer

2、ienaa等)中分離到化合物等:從KmaeriaPvari.lia的根中提取的去 木質(zhì)素，均具有潛在的抗菌與抗真菌活性。多數(shù)2一芳基苯并吠呋喃喃天然化合物表現(xiàn)出良 好的生理活性，由于天然產(chǎn)物中提取的取代苯并呋喃化合物數(shù)量有限，因此人工合成此類化 合物將顯得非常重要。苯并呋喃合成研究概況基于苯并呋喃良好的生理活性，苯并呋喃的合成一直是有機(jī)合成研究的熱點(diǎn)。目前，關(guān) 于苯并呋喃合成研究的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道很多，合成方法也是各具特色。合成苯并呋喃的方法主 要有：傳統(tǒng)的方法合成苯并呋喃；過渡金屬催化合成苯并呋喃;其中過渡金屬催化合成苯并呋喃又包括把、銅以及其他 的貴金屬的催化合成苯并呋喃。2.1合成苯并呋喃的

3、傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)的合成苯并呋喃的方法和策略也很多，比較常用的合成苯并呋喃的方法有以下四類 (圖 1):1960年wrgihi，J.B.利用苯氧烷基酮在酸性條件下脫水(。合成了苯并呋喃。1956年Admas，R.等由鄰羥基芐酮在酸性條件下脫水(ii)合成了苯并呋喃。1954年Mulel，rA等由鄰乙酰苯氧乙酸或者其酯在堿作用下脫梭(iii)合成了苯并呋喃。2000年Niocloa，uK.C.等由鄰羥基苯甲酮經(jīng)歷三或四步反應(yīng)環(huán)化得到了苯并呋喃。2.2苯并吠喃的基本性質(zhì)中文名稱：2,3-苯并吠喃.別名：苯并吠喃，0-苯并吠喃，氧茚，香豆酮，古馬隆，氧 雜茚，苯并B吠喃.英文名稱：2,3-benzofur

4、an，Coumarone， Benzofuran .苯并吠喃是一 種雜環(huán)芳香有機(jī)化合物。常溫下為油狀液體，具有芳香味。能隨水蒸氣揮發(fā)，能被高錳酸鉀 和其他氧化劑分解。【英文名】Coumarone; 2,3-Benzofuran; Benzobfuran【分子式】C8H6O【分子量】118.14【密度】1.078 (15/15C)【熔點(diǎn)】-18以下【沸點(diǎn)】173-174【閃點(diǎn)】56【粘度】【蒸氣壓】【折射率】1.5689 (16.5C)【毒性LD50】【性狀】無色液體，有芳香氣實(shí)驗(yàn)路線選擇及設(shè)計(jì)路線選擇：本實(shí)驗(yàn)選擇了以苯酚為原料的合成路線，研究苯并呋喃的合成和提純方法。第一步：瑞穆一播曼反應(yīng)(此

5、反應(yīng)雖然效率不高，可是主要生成臨位產(chǎn)物、易分離)苯 酚和氯仿在氫氧化鈉溶液中反應(yīng)，可以在苯環(huán)上的臨位導(dǎo)入一個(gè)?；?70攝氏度)。第二步：醇鈉與一氯乙酸作用生成鄰甲酰苯氧乙酸。第三步：鄰甲酰苯氧乙酸與乙酸酐及乙酸加熱得到香豆酮。路線設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.1實(shí)驗(yàn)試劑的物理常數(shù)苯酚：為無色針狀結(jié)晶或白色結(jié)晶熔塊，可燃，腐蝕力強(qiáng)。有毒。不純品在光和空氣作 用下變?yōu)榈t或紅色，遇堿變色更快。與大約8水混合可液化?？晌湛諝庵兴植⒁夯?。 有特殊臭味和燃燒味，極稀的溶液具有甜味。相對密度1.0576，凝固點(diǎn)41 ，熔點(diǎn)43C, 沸點(diǎn)181.7C (182C)，折射率1.54178,閃點(diǎn)79.44C (閉杯)，

6、85C (開杯)，自燃點(diǎn)715C， 蒸氣密度3.24,蒸氣壓0.13kPa (40.1C)，蒸氣與空氣混合物燃燒極限1.7-8.6。1g苯酚溶 于約15ml水(0.67，25C加熱后可以任何比例溶解)、12ml苯。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、 甘油、二硫化碳、凡士林、揮發(fā)油、固定油、強(qiáng)堿水溶液。幾乎不溶于石油醚。水溶液pH 值約為6.0。氯仿：無色透明、高折射率、易揮發(fā)的液體，有特殊香甜氣味。凝固點(diǎn)-63.5C，沸點(diǎn) 61.3C，熔點(diǎn)-63.2C，相對密度 1.4984 (15/4C)，1.4840 (20/20C)，折光率 1.4476，折 射率1.4422，黏度(20C)O.563mPas。不

7、易燃，與火焰接觸會(huì)燃燒，并放出光氣。一般 加入0.6-1的乙醇作穩(wěn)定劑。微溶于水(25。時(shí)1ml能溶于200ml水)，能與醇、苯、醚、主 油醚、四氯化碳、二硫化碳和油類混溶。臨界溫度263.4C，臨界壓力5.45kPa，在氯甲烷中 最易水解成甲酸和HCl，穩(wěn)定性差，450C以上發(fā)生熱分解，能進(jìn)一步氯化為CCl4。水楊醛：淡黃色到淡紅色，澄清油狀液體，有苦杏仁氣味，工業(yè)品為淡黃色到淡紅色。 熔點(diǎn)-7C，沸點(diǎn)196-197C，閃點(diǎn)76C。相對密度1.167 (20/4C)，折光率1.5735。溶于乙 醇、乙醚和苯，微溶于水。乙酸：無色透明液體。熔點(diǎn)16.635C，沸點(diǎn)117.9C，相對密度1.04

8、92(20/4C)折射 率1.3716，閃點(diǎn)(開杯)57C，自燃點(diǎn)465C，粘度11.83mPas(20C)。純乙酸在16C以 下時(shí)，能結(jié)成冰狀固體，故稱冰醋酸。與水、乙醇、苯和乙醚混溶，不溶干二硫化碳。當(dāng)水 加到乙酸中，混合后的總體積變小，密度增加。分子比為1： 1，進(jìn)一步稀釋，不再發(fā)生上述 體積的改變。有刺激性氣味。乙酸酐：無色易揮發(fā)液體，具有強(qiáng)烈刺激性氣味和腐蝕性。閃點(diǎn)(開杯)64.4C，熔點(diǎn) -74.13C，沸點(diǎn) 138.63C，44C(2kPa)，相對密度 1.0820(20/20C)，折射率 1.390。粘度 O.91mPas(20C)，自燃點(diǎn)388.9C。溶于冷水，在熱水中分解成

9、醋酸氯乙酸：無色或淡黃色結(jié)晶，有刺激性氣味，易潮解，具有很強(qiáng)的腐蝕性，能腐蝕皮膚， 破壞所有非貴重金屬、橡膠和木材等。溶于水和乙醇、乙醚等大多數(shù)有機(jī)溶劑。有四種結(jié)晶 體(a ,8 , Y 和 6 型)。熔點(diǎn) 63C (a 型)，56.2C (P 型)，52.5C (丫 型)，42.75C (6 型)，沸點(diǎn)187.85C，粘度1.29，相對密度1.4043 (40/4C)，折射率1.4330。酸性比醋酸 強(qiáng)。乙酸酐乙酸水楊醛氯乙酸鄰氯苯氧乙酸4.2苯并吠喃的合成反應(yīng)式Reimer-Tiemman法:Reimer-Tiemman反應(yīng)是以苯酚和氯仿為原料在NaOH的水溶液中氯仿首先轉(zhuǎn)化為二氯卡賓與苯

10、酚鈉發(fā)生加成反應(yīng)生成芐叉二氯然后迅速水解為醛再用鹽酸酸化得到水楊醛和對羥基苯甲醛+實(shí)驗(yàn)步驟水楊醛的合成在三口燒瓶中加入苯酚、氯仿、氫氧化鈉溶液，裝上攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)和滴液 漏斗，水浴加熱混合物至55r ,然后滴加50%氫氧化鈉溶液(0.4mol),控制滴加速度，使 反應(yīng)溫度維持在60r , 15min內(nèi)加完，再反應(yīng)35min后，將反應(yīng)液冷卻至室溫。鄰甲酰苯氧乙酸的合成在上步產(chǎn)物中加入氯乙酸，檢查裝置，進(jìn)行反應(yīng)。苯并吠喃的合成在上步產(chǎn)物中加入乙酸酐、乙酸，裝上攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)和滴液漏斗，加熱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論生成油狀液體，不溶于水。實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析水楊醛和對羥基苯甲醛可以用

11、水蒸氣蒸餾的方法分離出水楊醛收率20%35% 傳統(tǒng) 的Reimer-Tiemman法是在非均相體系中進(jìn)行生成的醛與未反應(yīng)的苯酚鈉形成聚合物使反應(yīng) 收率降低另外，原料氯仿和NaOH的消耗量大含酚廢水不易處理但該法合成路線簡單條件溫 和原料價(jià)廉易得因而對此反應(yīng)的改進(jìn)研究一直在進(jìn)行期盼提高原料的轉(zhuǎn)化率及水楊醛的收率 主要有三個(gè)方面的改進(jìn)：(i)使用相轉(zhuǎn)移催化劑4,5季銨鹽叔胺表面活性劑及聚乙二醇等對Reimer-Tiemman反應(yīng) 都有催化效果可加速反應(yīng)減少副反應(yīng)產(chǎn)物總收率可提高20%以上適于工業(yè)化生產(chǎn)(Ii)改變反應(yīng)的溶劑以醇或芳烴替代水為溶劑可提高羥基苯甲醛的收率減少焦油的產(chǎn)生 6例如使用一定的

12、含水甲醇為反應(yīng)溶劑Reimer-Tiemman反應(yīng)的收率達(dá)到83.9%其中水楊 醛57.4%對羥基苯甲醛26.5%(iii )相轉(zhuǎn)移催化和微波技術(shù)聯(lián)合這種合用技術(shù)使Reimer-Tiemman反應(yīng)易于在室溫下進(jìn) 行可縮短反應(yīng)時(shí)間提高收率，對羥基苯甲醛的收率增加7這種方法的底物合成比較簡單、所用試劑比較便宜，克服了以往合成苯并吠喃的很多缺點(diǎn)， 同時(shí)給苯并吠喃的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種很有價(jià)值的途徑。參考文獻(xiàn)Thieiges， S.:Meddah， E.:Bisseret， .P:Eustache， J.Tertahedron Lettsr2004， 45，907.Yoshida，M.;Morishita，.Y;Fujita，M.:Ihara，M.TertahedronLettsr 2004,45,1861.中文圖書4.有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)室手冊O(shè)621.3-33/2 (德)克勞澤施韋特利克等編著 化學(xué)工業(yè)出版社2010中文圖書6.有機(jī)合成原理及路線設(shè)計(jì)O621.3/43陳治明編 化學(xué)工業(yè)出版社2010中文圖書9.有機(jī)合成指南O621.