Pechmann反应法制备香豆素的研究进展

Pechmann反应法制备香豆素的研究进展
王丽娟;董文亮;赵宝祥
【摘要】综述了Pechmann 反应法制备香豆素的研究进展.新型路易斯酸催化剂和微波技术的应用,可以高收率、高效率的合成广泛的香豆素衍生物.
【期刊名称】《合成化学》
【年(卷),期】2007(015)003
【总页数】5页(P261-265)
【关键词】香豆素;Pechmann反应法;合成;综述
【作者】王丽娟;董文亮;赵宝祥
【作者单位】山东大学,化学与化工学院,有机化学研究所,山东,济南,250100;青岛帝科精细化学有限公司,山东,青岛,266101;山东大学,化学与化工学院,有机化学研究所,山东,济南,250100;山东大学,化学与化工学院,有机化学研究所,山东,济南,250100【正文语种】中文
【中图分类】O626.3
香豆素类化合物(2)是一类重要的有机杂环化合物,具有抗菌、消炎、抗凝和抗肿瘤等多种生理活性和光学性能,已被广泛应用于医药、食品、染料、光学等领域[1]。

由于2的香型、药理作用及一些特殊的功能引起人们[2]的高度重视，例如用于合成新的荧光化合物、抗糖尿病药物、抗菌素等。

2的合成研究一直是有机合成化学研究的热点领域之一，其主要方法[3]有： (1) Perkin反应法。

以水杨醛、乙酸酐
为主要原料,在醋酸钠催化下缩合脱水制得； (2) Knoevenagal反应法。

一般在碱
的存在下，由水杨醛与含有活泼亚甲基的乙酸衍生物反应，此法避免了Perkin反
应中供电基团存在导致的收率低等不足； (3) Pechmann反应法。

利用取代的酚(1)与β-酮酸酯在路易斯酸的催化下发生闭环反应; (4) Reformatsky和Wittig反
应法[4]; (5) 钯催化剂法[5，6]。

利用Pechmann反应法制备苯环上有取代基的2，原料易得，且易于保存，是合
成2最常用的方法。

到目前为止国内关于2合成的综述很少[2，7]，尤其是有关Pechmann反应法制备2的综述尚未见报道。

本文综述了利用Pechmann反应法制备2的研究进展。

新型路易斯酸催化剂和微波技术的应用，可以高收率、高效率的合成2。

1 Pechmann反应制备2的反应机理
Scheme 1是目前公认Pechmann反应制备2的反应机理。

由Scheme 1可知，如果反应底物1的间位上有供电基团，有利于反应进行，反之，如果苯环中存在
吸电基团，将不利于反应。

在以前的研究中大多都是利用间位有供电基团的1制
备2。

随着近年来路易酸催化剂的研究进展，对于对位有吸电基团的1制备2的
合成也已有报道。

反应进行的主要因素就是采用了有效催化剂——路易斯酸。

由
此可见，在2的合成中，催化剂的选择尤其重要。

2 催化剂
传统制备方法中使用的催化剂主要有浓硫酸[8]，三氟醋酸[9]，AlCl3[10]等。

例如，苯酚(1a)与乙酰乙酸乙酯在AlCl3催化下，硝基苯做溶剂，于100 ℃在30 min～40 min加完催化剂，然后于130 ℃反应3 h得2a，收率80%～85%(Scheme 2)。

使用此类催化剂存在许多不足之处，例如反应时间长，反应温度高，同时催化剂过量，反应产生的废酸对环境易造成污染。

近年来，人们在不断探索使用新型催化剂，如Sm(NO3)3·6H2O[11], InCl3[12], -
TiO2 固体超强酸[13], TiCl4[14], SnCl4[15], Wells-Dawson 杂多酸[16],固体超强酸[17]，苯基磺酸官能化分子筛[18],H2NSO3H[19] 等。

这类催化剂可以在相对较短的时间或无溶剂条件下合成2，且适用的底物范围广泛。

例如利用
Sm(NO3)3·6H2O(10%mol)在无溶剂条件下于80 ℃催化合成2(Scheme 3和表1)[13]。

从表1可以看出，与传统路易斯酸催化剂催化反应相比，Scheme 3反应时间短，收率高，并且合成的化合物范围也进一步扩大，可以合成在酚羟基邻对位有吸电基团的2i, 2j等。

利用离子液体无溶剂条件下催化也可以得到满意结果(Scheme 4和表2)[20]。

这
种催化剂既是反应中的溶剂又是反应中的催化剂，具有高沸点、低蒸汽压、易回收、可以循环利用以及对环境污染少等特点，是随着绿色化学的发展而新兴的一种合成方法。

Scheme 11a +Scheme 2+Scheme 3表 1 以Sm(NO3)3·6H2O为催化剂经过Pechmann反应制备2*Table 1 Preparation of 2 using Sm(NO3)3·6H2O as catalyst by Pechmann reactionComp1反应时间/min2m.p./℃收率/%a OH90 O O 78^8050b HOOH20 HOO O 185^18798c HOOHOH25 HOO O OH281^28395d HOOHOH20 HOO O OH236^23992e OHOH15
O O OH257^25889f HOOH30 HOO O 138^13990g OMeOH25 O O OMe160^16294h MeOOHOH40 O O OHMeO163^16445i
OHO2N20 O O O2N151^15475j OHNO235 O O NO2183^18570k
OH 60 O O 154^15685
*于80 ℃反应，分离收率
1 +表
2 以[MBsim][CF3SO3]为催化剂经过Pechmann反应制备2*Table 2 Preparation of 2 using [MBsim][CF3SO3] as catalyst by Pechmann reactionReaction反应时间/hm.p./℃收率
/%1b→2b1.0183^186951c→2c1.0182^185901d→2d0.5236^239941f→2f1. 5137^139921k→2k6.0155^156611l→2l4.0130^13241m→2m1.0161^16292 *离子液体0.75 mmol， 1 15 mmol,乙酰乙酸甲酯15 mmol，于80 ℃反应； 1l, 1m, 2l, 2m分别为
, ,
和
3 微波技术
利用微波反应制备2，与传统的加热方法相比，其反应时间大大缩短，收率也有所提高。

如在微波辐射下硫酸[21]或蒙脱石K10[22]催化制备2(Scheme 5 和表3)。

由表3可见，微波辐射对反应有促进作用。

将离子液体与微波技术相结合，利用两者的优点，在合成2中取得了良好的效果。

Vasundhara Singh等[23]报道在微波辐射下利用[bmim][HSO4]离子液体制备
2(Scheme 6 和表4)。

从表4可见，反应时间和收率都达到了比较理想的效果。

利用离子液体进行微波反应可以克服微波反应的弊端，从而为更加经济绿色地合成2带来曙光。

1 +Scheme 5表 3 微波辐射下以K10为催化剂经过Pechmann反应制备
2*Table 3 Preparation of 2 using K10 as catalyst under microwave by Pechmann reactionReaction反应时间/minm.p./℃收率
/%1n→2n8(45)148^15061(54)1o→2o8(56)156^15875(68)
*m(石墨) ∶m(K10) =2 ∶1，于130 ℃反应；括号内为传统加热方式的对比数据；1n, 1o, 2n, 2o分别为
, ,
和
1 +表 4 微波辐射下以(bmim)HSO4为催化剂经过Pechmann反应制备2*Table 4 Preparation of
2 using (bmim)HSO4 as catalyst under microwave by Pechmann reactionReaction反应时间/minm.p./℃收率/%1b→2b2(12
h)182^18481(62)1c→2c9(20 h)28085(65)1d→2d10(15
h)24279(58)1k→2k6(6 h)15496(75)1l→2l3(5 h)12965(45)
*于80 ℃反应；括号内为传统加热方式的对比数据
4 结束语
合成技术的改进将促进原子经济的、环境友好的有机合成新方法在香豆素类化合物合成方面的应用，香豆素类化合物的合成研究将会提供更多的具有广泛生物活性的新颖化合物，为药物筛选和开发提供物质基础。

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