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(E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟的合成与表征*

2024-03-21王恰如王艳娇朱周静唐文强

化学工程师 2024年2期
关键词:戊基羟胺苄基

王恰如,王艳娇,朱周静,唐文强,2

(1.陕西国际商贸学院 医药学院,陕西 咸阳 712046;2.咸阳市分子影像与药物合成重点实验室,陕西 咸阳 712046)

肟通常是由羟胺与醛或酮发生缩合反应得到的一类含有C=N-OH 官能团的有机化合物[1]。肟及其衍生物(肟醚、肟酯)广泛存在于生物活性分子及药物结构中[2,3],目前,已经有大量的肟及其衍生物被发现具有抑菌[4]、抗炎[5]、抗病毒[6]、抗肿瘤等生物活性[7,8]。由于该类化合物具有高效低毒等优点,肟及其衍生物也被大量的用于开发农用杀虫剂和除草剂[9-11]。作为一类重要的有机中间体,肟在构建药物分子方面同样具有广泛的应用,例如,酮肟衍生物用于抗高血压药物尼伐地平和依托考昔的合成[12,13],吡唑肟类化合物可以用于杀虫剂的制备等[14]。因此,探索肟的合成方法,合成结构新颖的肟类化合物具有重要的研究及应用价值。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

α-戊基肉桂醛(纯度99%)、盐酸羟胺(纯度99%),上海阿达玛斯试剂有限公司;柱层析硅胶(300~400 目 青岛海洋化工厂);其他试剂均为市售分析纯。

AV400 型核磁共振仪(DMSO-d6 为溶剂,TMS 为内标,德国Bruker 公司);Ultima Global Spectrometer型质谱仪(ESI 源 美国Waters 公司);APEX II CCD型X 线单晶衍射仪(德国Bruker 公司);RE-52AA型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵(郑州长城工贸有限公司)。

1.2 合成方法

1.2.1 (E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟的合成路线在NaOH 碱性条件下,α-戊基肉桂醛(1)与盐酸羟胺(2)发生缩合反应得到(E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟(3),合成路线见图1。

图1 (E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟(3)的合成路线Fig.1 Synthetic route for(E)-2-((E)-benzylidene)heptanal oxime(3)

1.2.2 (E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟的合成方法将盐酸羟胺1.9g(28.0mmol)、NaOH 1.2g(30.0mmol)加入甲醇(10mL)中,搅拌均匀后,加入4.0g(20.0mmol)α-戊基肉桂醛,在50℃下反应20min。TLC 监测反应结束后,减压浓缩,所得粗品经柱层析分离得到淡黄色固体,收率70.5%。ESI-MS(m/z): 218.2[M+H]+。

2 结果与讨论

2.1 产物的合成条件优化

在NaOH 碱性条件下,α-戊基肉桂醛(1)与盐酸羟胺(2)发生缩合反应得到(E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟(3),影响该反应的主要因素包括物料比n(2)∶n(1)、反应温度、反应时间,考察结果见表1。

表1 反应条件对产物收率的影响Tab.1 Effects of reaction conditions on the yield of product

首先,固定反应温度为25℃、反应时间为20min,按照1.2.2 节的反应条件考察物料比n(2)∶n(1)对反应的影响(序号1~4),发现物料比由1.0∶1 增加至1.4∶1 时,产物收率由40.7%增加至60.8%(序号1~3),但继续增加物料比,产物收率没有明显变化(序号4)。然后,再考察反应温度的影响(序号3、5、6),发现升高反应温度至50℃,产物收率明显增加至70.5%(序号5),但继续升温,产物收率略有降低(序号6)。最后考察反应时间的影响(序号5、7、8),发现增加反应时间,产物收率没有明显增加,但缩短反应时间为10min,收率明显降低至51.3%。通过以上研究,最终确定适宜的反应条件为:物料比n(2)∶n(1)=1.4∶1、反应温度为50℃、反应时间为20min。

2.2 产物的结构表征

2.2.1 产物的晶体结构测定 在室温条件下,产物的甲醇溶液经过自然挥发,得到无色晶体,选取单晶尺寸为0.19×0.12×0.07mm3,在170.0K 条件下,通过APEX II CCD 型X 线单晶衍射仪收集数据,采用石墨单色化的MoKα 射线具体的产物晶体及精修参数见表2。

表2 产物的晶体及精修参数Tab.2 Crystal data and structure refinement for product

数据的处理采用SHELXL-97 程序直接解出晶体结构,最终得到R1=0.1460,ωR2=0.2712,残余电子密度峰最大值0.41-3,最小值-0.50-3。

2.2.2 产物的晶体结构分析(E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟的晶体(CCDC 号:2069210)结构属于三斜晶系(P-1 空间群),晶胞参数为:a=8.161(7),b=11.583(14),c=13.679(11),α=79.16(4)°,β=89.26(2)°,γ=88.62(4)°,体积V=1270(2)3,单位晶胞中所含分子个数Z=4,单胞密度Dc=1.137g·cm-3,衍射线波长μ=0.071mm-1,单胞中电子的数目F(000)=472.0(表2)。通过X-ray 单晶衍射可以看到产物的空间立体结构(图2)。

图2 产物的晶体结构Fig.2 Crystal cell structure of product

2.2.3 产物的核磁共振谱分析 产物的核磁共振氢谱(图3)数据解析为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ: 7.85(s,1H),7.42~7.31(m,5H),6.65(s,1H),2.58~2.48(m,2H),1.62(dd,J=13.8,7.0Hz,2H),1.41~1.33(m,2H),1.30~1.24(m,2H),0.92(t,J=6.0Hz,3H)。分析该核磁共振氢谱数据,δ7.85(s,1H)归属为亚胺碳上的质子信号峰;δ 7.42~7.31(m,5H)归属为苯环氢信号峰;δ6.65(s,1H)归属为苄位氢的信号峰;δ2.58~2.48(m,2H)归属为戊基链上与烯烃相连接的亚甲基信号峰;δ1.62(dd,J=13.8,7.0Hz,2H),1.41~1.33(m,2H),1.30~1.24(m,2H)这3 组信号峰均归属为戊基链上的亚甲基信号峰;δ 0.92(t,J=6.0Hz,3H)归属为戊基端位的甲基信号峰。

图3 产物的核磁共振氢谱Fig.3 1H NMR of product

产物的核磁共振碳谱(图4)数据解析为:13C NMR(151MHz,DMSO)δ:152.79,137.67,136.73,134.54,129.05,128.97,127.83,32.01,28.38,26.78,22.26,14.34。分析该核磁共振碳谱数据,其中,δ152.79 归属为亚胺碳信号峰;δ 137.67,136.73,134.54,129.05,128.97,127.83 均归属为共轭体系碳信号峰;δ 32.01,28.38,26.78,22.26,14.34 均归属为戊基链上的碳信号峰。通过核磁共振氢谱及碳谱的归属分析,可证明产物结构的正确性。

图4 产物的核磁共振碳谱Fig.4 13C NMR of product

3 结论

本文报道(E)-2-[(E)-亚苄基]庚醛肟的合成方法,在NaOH 碱性条件下,α-戊基肉桂醛与盐酸羟胺发生缩合反应得到目标化合物。考察并确定了该缩合反应的适宜反应条件。并通过1H NMR、13C NMR、ESI-MS 及X 射线单晶衍射(CCDC 号:2069210)对产物的结构进行表征确认。该研究合成了一种结构新颖的醛肟衍生物,并为醛肟化合物的合成提供了可行的工艺条件。

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