4′—羟基查尔酮的合成研究 下载本文

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4′—羟基查尔酮的合成研究

作者:王雅珍 芮清清

来源:《江苏理工学院学报》2014年第02期

(1.江苏理工学院 化学与环境工程学院,江苏常州213001;2.南京工业大学,江苏南京210032)

摘要:以苯酚和乙酸酐为原料,经酚酯化反应、Fries重排反应、羟醛缩合来合成4′-羟基查尔酮。对反应的主要因素进行了研究,结果表明:酚酯化反应的温度应控制在125~130 ℃,乙酸酐和苯酚的摩尔比为025∶021、反应时间为25 h,产率为86 %;Fries重排反应的温度应控制在25~30 ℃,乙酸苯酯和催化剂无水三氯化铝摩尔比为015∶018、反应时间为24 h,产率为21 %;羟醛缩合的反应温度为室温,在稀碱的醇溶液中(014 g/mL)进行,反应时间为12 h,产率68 %。

关键词:乙酸苯酯;酯化;4-羟基苯乙酮;Fries重排;4′-羟基查尔酮;羟醛缩合 中图分类号:O623.56文献标识码:A文章编号:2095-7394(2014)02-0018-07 0引言

查尔酮及其衍生物是芳香醛酮发生交叉羟醛缩合的产物,化学结构为1,3-二苯基丙烯酮,以它为母体的天然化合物广泛存在于甘草、红花等植物中,是合成黄酮类化合物的重要中间体,它也可用于香料和药物的合成[1]。查尔酮分子结构具有较大的柔性,能与不同的受体结合,因此具有广泛的生物活性[2]。据有关文献报道,许多查尔酮化合物具有抗蛲虫[3]、抗过敏[4]、抗肿瘤、抑制和清除氧自由基、抗菌、抗病毒、抗溃疡和解痉等生物活性[5-6]。近年来,还有文献报道查尔酮的共轭效应使其电子流动性非常好,且具有不对称的结构,所以是优越的有机非线性光学材料,可以作为光储存、光计算、激光波长转换材料[7]。此外,查尔酮还可用作光化学中的光交联剂、荧光材料和液晶材料等[8]。反应如下: 1实验合成 1.1实验试剂与仪器

苯酚、浓硫酸、乙酸酐无水三氯化铝、硝基苯、苯甲醛均为化学纯;红外光谱仪(sepectrum100系列),KBr压片;数字阿贝折射仪(WAY-2S)。 1.2乙酸苯酯的合成

在干燥的装有回流冷凝装置的两口烧瓶中(一口插入温度计),依次加入一定量的苯酚和乙酸酐,小

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心混合加入适量浓硫酸做催化,缓慢加热至沸腾,回流3 h后冷却至室温改为蒸馏装置,收集190~196 ℃馏分,得无色透明液体乙酸苯酯,称重,计算产率,测其折光率和红外谱图并分析改产物。

1.34-羟基苯乙酮的合成

在烘干的装有电动搅拌器、温度计和加料漏斗的三口烧瓶中加入一定量的乙酸苯酯、硝基苯,剧烈搅拌下分数次缓慢加入适量无水三氯化铝,加完后开始升温至反应温度反应一段时间后,停止加热,搅拌下加入适量的蒸馏水分解多余的无水三氯化铝。将反应液倾入锥形瓶中,冷却至室温析出白色针状结晶,过滤得4-羟基苯乙酮粗产物。

将4-羟基苯乙酮粗产物和20倍量的蒸馏水加入反应瓶中加热至沸腾。分去油层后添加少量活性炭,在沸腾状态下脱色15 min,趁热过滤得无色透明液体,室温下静置,冷却,结晶后过滤,真空干燥得白色针状结晶4-羟基苯乙酮,称重,计算产率,测定熔点和红外谱图分析产物。

1.44′-羟基查尔酮

取一定量的对羟基苯乙酮,溶解于适量的乙醇中,在冰浴条件下加人适量的氢氧化钠溶液,同时不断搅拌。开始滴加适量的苯甲醛(重蒸后)和乙醇的溶液,30 min滴完。室温搅拌反应一段时间后,滴加浓盐酸至偏酸性,冷冻,过滤,用乙醇重结晶羟醛缩合产物后,得到黄色晶体,称重,计算收率,测定熔点和红外谱图分析产物。 江苏理工学院学报第20卷 第2期

王雅珍芮清清:4′-羟基查尔酮的合成研究 2结果与讨论

主要从酚酯化、Fris重排和羟醛缩合反应三个方面进行讨论。 2.1影响酚酯化反应的产率的因素

影响酚酯化反应的因素有很多,如反应温度、苯酚和乙酸酐的摩尔比、反应时间、反应液的后处理等。

2.1.1反应温度对酚酯化反应产率的影响

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当苯酚和乙酸酐摩尔比一定、反应时间一定的情况下,通过改变反应温度(105~140 ℃),来考察反应温度对酚酯化反应的影响,乙酸苯酯的收率见表1。 表1反应温度对乙酸苯酯收率的影响 反应温度/℃乙酸苯酯收率/% 105~11065 115~12073 125~13086 135~14069

由表1可以看出:反应温度对乙酸苯酯收率影响较大。当反应温度为125~130 ℃时,乙酸苯酯收率最高。适当提高反应温度可以增加乙酸苯酯的收率,温度太低反应不完全,而温度过高则会有副产物。因为提高温度容易使反应基团活化,加快了反应速度,从而使收率提高;当温度过高时,会促使苯环参加反应,降低了乙酸苯酯的收率[19]。 2.1.2苯酚和乙酸酐的摩尔比对酚酯化反应产率的影响

当反应温度为125~130 ℃,反应时间一定的情况下,通过改变乙酸酐与苯酚(021 mol/198 g)摩尔比,来考察投料比对乙酸苯酯收率的影响,乙酸苯酯的收率见表2。 表2原料摩尔比(乙酸酐∕苯酚)对乙酸苯酯收率的影响 n(乙酸酐):n(苯酚)乙酸苯酯收率/% 0.21:0.2171 0.23:0.2179 0.25:0.2186 0.27:0.2186 0.29:0.2181

由表2可以看出:适当提高乙酸酐与苯酚的摩尔比可以提高乙酸苯酯的收率,当乙酸酐与苯酚的摩尔比为025∶021时,乙酸苯酯最高收率达到86%。而原料中乙酸酐含量过高时,乙酸苯酯的选择性降低,这可能是由于乙酸酐含量过多促进了苯环的酰基化反应的发生[20]。