酸性离子液体催化双香豆素的合成研究*

李宏艳，粱明辉，王林业，朱诗笑，徐 栋，程 优，李佰林

（台州学院 医药化工学院，浙江 台州 318000）

酸性离子液体催化双香豆素的合成研究*

李宏艳，粱明辉，王林业，朱诗笑，徐 栋，程 优，李佰林＊

（台州学院 医药化工学院，浙江 台州 318000）

采用新型的布朗斯特酸性离子液体催化了香豆素与芳香醛的缩合反应，在水溶剂中以良好的收率制备了13种双香豆素化合物。所用催化剂易于制备和存储，重复使用能保持较高的催化活性。

双香豆素；合成；离子液体

1 前言

香豆素类化合物，是以苯并吡喃酮为母体的结构修饰化合物，广泛存在于植物中，特别是在伞形科、芸香科等植物中［1］。香豆素由于特殊的内酯结构，不仅具有优良的光学活性，且具有优异的生理活性。因此，在化学、环境、医药等领域有着广泛的应用。如可作为光学活性的染料敏化剂［2-3］，荧光传感器［4-6］，荧光探针［7-8］；在生物活性方面具有抗肿瘤作用［9］，抗氧化活性［10］，抗HIV活性［11-12］等。在众多的香豆素衍生物中，双香豆素是一类重要的衍生物，其具有广泛的生物活性，如具有突出的抗凝作用［13］。

目前已有大量文献报道了双香豆素的合成，如在乙醇中回流合成［14］，在水相中用SDS催化合成［15］，固体酸催化合成［16］。以上这些方法都存在一些问题，如需要使用有机溶剂，反应时间长，反应条件苛刻，催化剂用量过多等，最重要的是大部分催化剂不能重复使用。因此，开发高效、新颖的催化双香豆素缩合反应催化剂还是很有必要的。在前期工作中，已成功将功能化酸性离子液体催化剂应用于吲哚的合成［17］。本文将以其为催化剂，芳香醛和4-羟基香豆素为原料，在水相中合成双香豆素化合物。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

Bruker400核磁共振仪；Carlo Erba 1160元素分析仪；DF101D集热式磁力搅拌器；FTIR-8400付立叶变换红外光谱仪。

实验所用试剂全部为国药集团化学试剂有限公司购买，纯度为分析纯；4-羟基香豆素为自制。

2.2 离子液体的制备

将三甲基硅咪唑（14.0g 0.1mol）加入到100 mL三口烧瓶中，冰浴条件下滴加缓慢滴加1,3-丙烷磺酸内酯（24.4g 0.2mol），滴加完毕后并在冰浴条件下继续搅拌0.5h，滴加约5 mL水，继续搅拌5h左右，减压蒸馏脱去水和三甲基硅醇，得到中间产物两性化合物。向所得中间产物的水溶液中滴加等摩尔的三

氟甲磺酸（15.0g 0.1mol），滴加完毕后回流2h，最后于90℃条件下减压脱溶除去溶剂水，得到浅黄色透明状离子液体43.2g，收率95%。离子液体的表征数据如下：1H NMR（400 MHz，D2O，δ ppm）：δ 2.14-2.19 （m，4H），2.76-2.79（t，4H，J=7.5 Hz），4.20-4.23（t，4H，J=7.5 Hz），7.39-7.41（d，2H，J=1.5 Hz），8.70（s，1H）. 13C NMR （125 MHz，D2O，δ ppm）：20.9，28.1，49.0，50.1，122.5，135.3. Anal. Calcd. for C10H10N2O2F3S3：C，26.37；H，2.20；N，6.16；O，31.65；F，12.52；S，21.10；Found：C，26.36；H，2.19；N，6.15；O，31.63；F，12.51；S，21.11。

2.3 离子液体催化双香豆素的反应

将离子液体（0.25 mmol）加入圆底烧瓶中，加入10mL蒸馏水溶解离子液体，随后加入4-羟基香豆素（5 mmol）、芳香醛（5.0 mmol）搅拌，油浴温度缓慢升温至80℃（TLC跟踪反应），反应结束后冷却至室温，抽滤，滤饼用水洗涤、重结晶、干燥后得到产物3。收率见表1，部分产物的红外、核磁表征结果如下：

表1 离子液体催化的双香豆素化合物合成Table1.Synthesis of Biscoumarins catalyzed by ILs in water

2.4 离子液体的回收利用

以对硝基苯甲醛反应为例，考察催化剂的回收利用效果，具体反应步骤见“2.3”。反应结束后，过滤得到滤液，含催化剂的滤液减压蒸馏，除去水后，直接用于催化下次反应。经过5次重复使用后，产物收率为90%，可见其催化效果没有明显的降低。结果如表2所示。

表2 催化剂的回收利用Table2.Recycling of the catalyst in the condensation reaction

2.5 结果与讨论

利用新型磺酸型离子液体为催化剂，能有效催化一系列的芳香醛与4-羟基香豆素的缩合反应，反应结果见表1。从表中可见，在离子液体催化下，大部分反应在较短时间内即可获得较好收率（88%～97%），芳环上的取代基对反应有一定的影响。在给电子基团中，对位取代基要优于邻、间位取代（序号2，3，7，10）；吸电子基团对位比邻、间位吸电子基团更有利于反应的进行，吸电性越强越产物收率越高（序号4，5, 6，8，9，11），而苯环上无取代基团则不利于反应进行（序号1，13）。

3 结论

与已报道的合成方法相比，酸性离子液体催化的，水中进行的芳香醛与4-羟基香豆素的缩合反应，具有反应条件温和、产率高、操作简单、催化剂易得、易保存、可回收重复使用等优点，避免了部分传统合成方法使用有机溶剂、催化剂不能回收利用、反应时间长等不足。该方法为双香豆素化合物的合成提供了新途径，符合绿色化学要求，有潜在的应用前景。

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Acidic Ionic Liquid Catalyzed Green Synthesis of Biscoumarin Derivatives

LI Hong-yan，LIANG Ming-hui，WANG Lin-ye，ZHU Shi-xiao，XU Dong，CHENG You，LI Bai-lin*
（School of Pharmaceutical and Chemical Engineering,Taizhou University，Taizhou 318000,China）

Brφnsted acidic ionic liquids catalyzed efficient Pechmann condensation of coumarin and aldehyde.Thirteen Biscoumarin derivatives were prepared in good to excellent yields in water solvent.The catalysts are environmentally benign and can be easily prepared,stored,and recovered without significant loss of activity.

Dicoumarin;Pechmann reaction;Ionic liquid

10.13853/j.cnki.issn.1672-3708.2014.03.008

2014-04-04；

2014-05-23

浙江省教育厅项目（Y201328326）资助。

简介：李佰林（1972- ），男，吉林永吉人，讲师，博士，主要从事绿色有机合成研究。