Page 229 - 《精细化工》2021年第8期
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第 8 期                 金桂勇，等:  香豆素-3-羧酸类化合物的绿色合成及抗氧化性能测定                                 ·1723·


                 Key words: coumarin-3-carboxylic acids; catalyst-free; green synthesis; antioxidant; free radical; fine
                 chemical intermediates


                 香豆素及其衍生物是一类具有苯并吡喃酮结构                          酸环异丙酯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
            的杂环化合物，具有优良的抗病毒                 [1-2] 、抗癌 [3-4] 、  2-硫代巴比妥酸（TBA），国药集团化学试剂有限公
                            [8]
            抗菌  [5-7] 、抗氧化 等多种生理和药理活性及光学性                      司；脱氧核糖核酸钠盐，比利时 Acrod Organics 公
            质 [9-10] 。其中，香豆素-3-羧酸类化合物是一类重要                     司；还原型谷胱甘肽（GSH）、四氯氢醌（TCHQ），
            的香豆素衍生物，也是合成双香豆素、氟代香豆素                             上海源叶生物科技有限公司；三氯乙酸（TCA），上
            羧酸盐和香豆素酰胺等活性化合物的重要前体，具                             海达瑞精细化学品有限公司。所用试剂均为分析纯，
            有较高的应用价值         [11-13] 。因此，香豆素-3-羧酸类化            所用水为二次蒸馏水。
            合物的高效合成一直是国内外学者的研究热点。有                                 Bruker Avance  AMX-400 核磁共振谱仪，美国
            研究者    [14-17] 在有机溶剂体系中，分别采用 L-脯氨酸、                Bruker 公司；UV1800PC 紫外-可见分光光度计，上
            哌啶、二乙胺和乙醇钠催化水杨醛与丙二酸二乙酯                             海菁华科学仪器有限公司。
            发生 Knoevenagal 缩合反应合成了香豆素-3-羧酸乙                    1.2   方法
            酯，再经氢氧化钾水解、浓盐酸酸化制得了香豆素-3-                              香豆素-3-羧酸类化合物（Ⅰ~ⅩⅤⅢ）的合成路
            羧酸。之后，科研工作者对合成方法进行优化改进，                            线如下所示：
            以水杨醛和米氏酸为原料，以 N-溴代丁二酰亚胺                    [18] 、
            氨基磺酸     [19] 、离子液体  [20] 、氯化胆碱 [21] 、Yb(OTf) 3 [22]
            等为催化剂一步合成了香豆素-3-羧酸类化合物，开
            创了合成香豆素-3-羧酸类化合物的新篇章。但该反
            应均在有机溶剂体系中进行，研究多集中于筛选催
            化剂，不仅增加了反应成本，也不符合绿色发展理
            念，另外对香豆素-3-羧酸类化合物抗氧化活性的研
            究鲜见报道。因此，开展香豆素-3-羧酸类化合物绿
            色合成及抗氧化活性研究非常必要。
                 绿色化学是当今化学领域研究的重要内容之
            一 [23-24] ，无毒、无害、廉价的反应溶剂和催化剂是                          以化合物Ⅰ的合成为例：在 100 mL 圆底烧瓶
            绿色合成的重要选择。水作为一种优良的绿色溶剂，                            中，依次加入水杨醛 2.4 g （20 mmol）、米氏酸 3.2
            具有无毒无害、廉价易得、后处理简单快捷的优点，                            g  （22 mmol）和水（20 mL），110  ℃油浴中反应 4
            作为有机反应介质符合绿色化学和可持续发展观念                             h，随着反应进行，有固体产物生成。反应结束后，
            的需求，所以被广泛应用到各种有机合成之中                     [25-26] 。  将反应液冷却至室温，抽滤，多次水洗后干燥，分
                                                                                                   1
            受此启发，本研究对合成方法进一步优化，以水杨                             离纯化得到白色固体Ⅰ。产物结构采用 HNMR 和
            醛类化合物与米氏酸为底物，在水相、无催化剂条                             13 CNMR 表征测定。按照上述方法可合成化合物Ⅱ~
            件下反应合成了 18 种香豆素-3-羧酸化合物。采用                         ⅩⅤⅢ（水杨醛类化合物加量均为 20 mmol）。
            抑制自由基氧化 DNA 反应检测其抗氧化活性，进而                              香豆素-3-羧酸（Ⅰ）：白色固体，产率 85.6%，
                                                                                1
            探究香豆素-3-羧酸化合物抗氧化的构效关系，旨在                           熔点：178~179  ℃;  HNMR (600 MHz, DMSO-d 6 ), δ:
            为抗氧化剂的绿色合成与应用提供理论依据。                               13.26 (s, 1H), 8.75 (s, 1H), 7.91 (dd, J = 1.2、7.8 Hz,
                                                               1H), 7.91 (td, J = 1.8、8.4 Hz, 1H), 7.44 (d, J = 7.8 Hz,
            1   实验部分                                           1H), 7.41 (dd, J = 1.2、7.8 Hz, 1H);  CNMR (150 MHz,
                                                                                            13
                                                               DMSO-d 6), : 164.5, 157.2, 154.9, 148.9, 134.8, 130.7,
            1.1   试剂与仪器
                                                               125.3, 118.8, 118.5, 116.6。
                 水杨醛、6-氯水杨醛、5-氯水杨醛、4-氯水杨醛、
                                                                   5-氯香豆素-3-羧酸（Ⅱ）：白色固体，产率
            3-氯水杨醛、6-溴水杨醛、5-溴水杨醛、4-溴水杨醛、
                                                                                           1
                                                               74.2%， 熔点： 204~206  ℃ ;  HNMR (600 MHz,
            3-溴水杨醛、5-硝基水杨醛、4-甲基水杨醛、2-羟基
                                                               DMSO-d 6 ), δ: 13.52 (s, 1H), 8.64 (s, 1H), 7.72 (t, J =
            -5-甲氧基苯甲醛、2-羟基-4-甲氧基苯甲醛、2-羟基                       7.8 Hz, 1H), 7.54 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.43 (d, J = 8.4 Hz,
                                                                   13
            -3-甲氧基苯甲醛、2,6-二羟基苯甲醛、2,5-二羟基苯                      1H);  CNMR (150 MHz, DMSO-d 6 ), : 164.0, 156.1,
            甲醛、2,4-二羟基苯甲醛、2,3-二羟基苯甲醛、丙二                        155.8, 143.6, 135.2, 133.0, 125.8, 120.1, 116.7, 116.2。
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