3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯的合成
2011-01-25尹丽华杨晴来
尹丽华,初 飞,杨晴来,陈 林
(云南民族大学民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室,云南昆明650031)
丹参素的生物活性可能与苯基乳酸结构有关[1-2],3,4 - 二甲氧基苯丙酸是一种价廉易得的原料,原料本身与苯基乳酸的结构很相近,若能在其羧酸支链的α-位上引入羟基,这将是合成丹参素衍生物的一种简便的方法,但经实验研究发现,3,4-二甲氧基苯丙酸在红磷催化下或直接进行溴代反应,溴原子均优先接在苯环上,生成2-溴-4,5-二甲氧基苯基丙酸(1),没有在3,4-二甲氧基苯丙酸的支链上引入溴原子,这说明苯环上的溴代反应比羧酸α-位上的溴代反应更易发生.我们将1经酰化、醇解反应合成了3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯2.
1 结果与讨论
1.1 3,4-二甲氧基苯丙酸的反应
将3,4-二甲氧基苯丙酸溶解在四氢呋喃溶液中,搅拌下缓慢加入溴素,在室温下反应8 h,反应液用乙酸乙酯萃取,经饱和的氯化钠溶液洗涤等处理后,柱层析提纯得到2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸(1),反应式如下:
在2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸的合成中我们分别用石油醚、四氢呋喃(THF)为溶剂,发现3,4-二甲氧苯丙酸很难溶于石油醚中,而在四氢呋喃中的溶解度比较好;过多的溴素会导致生成较多的副产物,从而影响产物的分离提纯;由于该反应为放热反应,反应比较剧烈,因此我们选择了在常温下进行反应,反应结果见表1.
表1 3,4-二甲氧基苯丙酸的溴代反应
从表1看出,较好的实验条件是3,4-二甲氧基苯丙酸与溴物质的量比为1∶1.5,四氢呋喃为溶剂,在室温下,反应时间为8 h,生成的2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸产率较高.3,4-二甲氧基苯丙酸取代反应受苯环上取代基位阻的影响发生在2位上,而没有在6位发生取代;在反应中未得到羧酸α-位溴代的产物.分别使用0.1mol和0.2mol量的磷做催化剂进行反应时,结果产物只有1,即使增加溴素的用量也未分离出α-位溴代的产物,而副产物明显增加,说明在该实验条件下,苯环上的溴代反应比羧酸α-位溴代反应更易发生,这是苯环上的2个甲氧基供电子使得苯环上的氢很活泼的缘故.
1.2 2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸的反应
将2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸溶解在二氯甲烷(DCM)溶液中,滴加氯化亚砜,搅拌回流反应完后,旋蒸除去过量的氯化亚砜,向剩余液中加入二氯甲烷、异丙醇,进行回流反应.反应完成后,反应液用乙酸乙酯萃取,饱和的氯化钠溶液洗涤,干燥,提纯得到3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯(2).反应式如下:
在进行酰化反应时,由于氯化亚砜易水解,所以不能用水洗涤的方法提纯,过量的氯化亚砜可采用直接旋蒸的方法除去,浓缩物直接与过量的异丙醇反应,这种方法可提高产物2的产率.酰化反应和醇解反应都须在回流下进行,否则体系容易碳化变黑,降低产物的产率.
表2 3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸的醇解反应
经实验,较好的实验条件为,氯化亚砜为4mol,异丙醇为3mol的条件比较好,酰化反应温度为70℃,醇解反应温度在100℃反应时,反应产率较高,产率可达85%.
2 实验部分
2.1 仪器
红外由TJ270-30型仪和Nicolet iS10型傅立叶变换红外光谱仪测定,核磁由Bruker 400MHz核磁共振仪测定,温度计未较正.
2.2 2-溴 -4,5-二甲氧基苯丙酸(1)的合成[3]
将2.3 g(10 mmol)的3,4-二甲氧苯丙酸和5mL四氢呋喃装入烧瓶中,在搅拌下,缓慢注入0.75 mL(15 mmol)的溴素,在室温下反应8h,用乙酸乙酯萃取,用饱和氯化钠溶液洗涤,再经二氯甲烷∶甲醇为20∶1过硅胶柱得白色固体,2.2g,产率为 76%.1H NMR(CD3OD,TMS) δ:11.010(s,1H,羧基氢),7.080(s,1H,苯环氢),6.850(s,1H,苯环氢),3.839(s,3H,—OCH3),3.789(s,3H,—OCH3),2.96 ~ 2.945(t,2H,—CH2—),2.66 ~2.426(t,2H,—CH2—).13C NMR(CD3OD)δ:174.43,148.71,147.40,132.90,115.69,114.46,113.34,55.39,56.10,31.40,23.54.
2.3 3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯(2)的合成[4-6]
将2.89 g(10 mmol)的 2-溴 -4,5-二甲氧基苯丙酸加入烧瓶中,搅拌下加入20 mL的二氯甲烷,再缓慢注入2.8 mL(40 mmol)的氯化亚砜.此时有无色气体产生,温度控制在70℃左右,搅拌回流过夜,体系为淡黄色液体,然后把过量的氯化亚砜旋蒸除去,向旋干后的体系中加入20 mL二氯甲烷,然后再取2.3 mL(30 mmol)的异丙醇加入反应体系中,在100℃回流12 h,然后停止加热,降至室温后,用乙酸乙酯萃取,饱和的氯化钠溶液洗涤,干燥,用石油醚∶乙酸乙酯=6∶1的比例过硅胶柱.收集薄层点板Rf=0.5得到淡黄色液体2.74 g,产率为85%.IR(cm-1):2 938,1 722,1 221,1 167,1 110,1 035,1 461,1 640,858,795,594.1H NMR(Bruker 400 MHz,CDCl3TMS)δ:6.885(s,1H,苯环氢),6.678(s,1H,苯环氢),4.907 ~4.881(m,1H,—CH—),3.793(S,6H,—OCH3),2.871(t,2H,—CH2—),2.459 ~2.496(t,2H,—CH2—),1.104 ~ 1.119(d,6H,—CH3).13C NMR(CDCl3) δ:172.041,148.225,148.016,131.708,115.453, 113.863,113.060,67.626,55.997,55.878,34.635,31.030,21.900.
3 反应的意义
本文报道的合成路线反应条件温和,产率较高,为进一步研究丹参素构效关系提供了依据.合成的3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯是一种新的丹参素衍生物,其α位具有潜手性,可作为合成新型的丹参素衍生物的原料.
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