α-細辛醚衍生物的合成研究

細辛醚 (Asarone,Asarum camphor),分子式為C12H16O3，有3個同分異構體,分別是α-細辛醚、β-細辛醚、γ-細辛醚。其中，α-細辛醚[1,2,4-Trimethoxy-5-(1-phenyl) benzene][1]的結構式見圖1a。α-細辛醚是天南星科植物石菖蒲的主要有效成分之一，主要存在于石菖蒲等植物的揮發油中，具有止咳、祛痰、平喘、鎮靜、解痙以及抗驚厥作用，亦可用作殺蟲劑[2]。查爾酮的(Chalcone)化學名稱為1,3-二苯基丙烯酮，其結構式見圖1b。以查爾酮為母體的天然化合物存在于甘草、紅花等植物中， 如甘草中的異甘草素、紅花中的紅花苷元等，大多含有酚羥基,具有較大的柔性,能與不同的生物受體結合而表現出多種藥理作用,如抗腫瘤、抗炎、鎮痛、抗潰瘍、抗病毒、抗菌、抗真菌、抗瘧疾等[3]。

a b

作者從α-細辛醚和查爾酮的結構特點出發，設計并合成出10個這一類結構的化合物,其中3個由含酚羥基的芳酮在超聲波作用下合成。合成路線見圖2。

Ⅰ

圖2標題化合物的合成路線

Fig.2Thesyntheticrouteoftitlecompounds

1 實驗

1.1 試劑及儀器

所用試劑均為分析純，反應中間體除鄰硝基苯乙酮、對溴苯乙酮、間溴苯乙酮外均為自制。

熔點用毛細管法測定,溫度計未校正；FI21730型紅外光譜儀(KBr壓片)；Brucker AC2300型核磁共振儀( TMS為內標,CDCl3為溶劑)。

1.2 2,4,5-三甲氧基苯甲醛的制備

參照文獻[4～6]制備2,4,5-三甲氧基苯甲醛。用水進行重結晶， 減壓抽濾得白色針狀結晶，真空干燥,測定熔點為112.5～113.5℃,收率72%。

1.3 α-細辛醚類衍生物Ia～Ig的合成[7,8]

向100 mL圓底燒瓶中加入3.23 g(58 mmol)KOH固體、20.0 mL無水乙醇，攪拌溶解，再加入5.89 g(30 mmol)2,4,5-三甲氧基苯甲醛，攪拌溶解，稱取27 mmol芳香酮置于50 mL的小燒杯中，用30.0 mL無水乙醇與之充分混合，倒入恒壓分液漏斗中，30 min滴加完畢，TLC監控終點，攪拌4 h，反應結束。取生成的沉淀真空抽濾，用95%的乙醇重結晶，烘干，得到固體，即α-細辛醚類衍生物Ia～Ig。

1.4 α-細辛醚類衍生物Ih～Ij的合成[9]

向裝有攪拌裝置的100 mL三口燒瓶中加入3.23 g(58 mmol)KOH固體、50.0 mL無水乙醇，攪拌溶解，再加入5.89 g(30 mmol)2,4,5-三甲氧基苯甲醛，同時加入27 mmol芳香酮。將以上裝置置于間歇超聲波清洗儀中，分別開啟攪拌和間歇超聲波清洗儀。TLC監控終點，攪拌反應12 h。用2 mmol·L-1鹽酸酸化，然后用無水乙醚萃取3次。有機層用飽和的氯化鈉溶液洗滌，再用無水MgSO4干燥，過濾，濃縮，用石油醚和乙酸乙酯重結晶，干燥，得到固體，即α-細辛醚類衍生物Ih～Ij。

2 結果與討論

2.1 所合成化合物的物理性質和波譜數據

所合成α-細辛醚衍生物的物理性質見表1。

表1 α-細辛醚衍生物的物理性質

α-細辛醚類衍生物Ia～Ij的波譜數據如下：

化合物Ia：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.953～3.909(s,9H,OCH3),6.529(s,1H,ArH),6.928(t,1H,ArH),7.001(d,1H,ArH),7.125(s,1H,ArH),7.471(m,1H,ArH),7.597(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.911(d,1H,ArH),8.195(d,J=15.2 Hz,1H,ArCH=CH)。IR,ν，cm-1:1647。

化合物Ib：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.801～3.929(s,9H,OCH3),6.456(s,1H,ArH),6.928(t,1H,ArH),7.001(d,1H,ArH),7.125(s,1H,ArH),7.471(m,1H,ArH),7.597(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.911(d,1H,ArH),8.195(d,J=15.2 Hz,1H,ArCH=CH)。IR,ν，cm-1:1630。

化合物Ic：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.900～3.948(s,9H,OCH3),6.518(s,1H,ArH),7.018(s,1H,ArH),7.373(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.606～7.623(m,2H,ArH),7.848～7.875(m,2H,ArH),8.062(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH)。IR,ν，cm-1:1657。

化合物Id：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.909～3.957(s,9H,OCH3),6.526(s,1H,ArH),7.122(s,1H,ArH),7.354(m,2H,ArH),7.673(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.911(d,2H,ArH),7.925(d,J=15.2 Hz,1H,ArCH=CH),8.090(d,2H,ArH)。IR,ν，cm-1:1659。

化合物Ie：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.578～3.951(m,12H,OCH3),6.531(s,1H,ArH),7.135(s,1H,ArH),6.972(m,2H,ArH),7.597(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.462(d,J=16.0 Hz,1H,ArCH=CH),8.041(m,2H,ArH)。IR,ν，cm-1:1644。

化合物If：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.888～3.965(s,18H,OCH3),6.518(d,2H,ArH),7.125(s,1H,ArH),7.357(s,1H,ArH),7.495(d,J=16.0 Hz,1H,ArCH=CH),7.988(d,J=16.0 Hz,1H,ArCH=CH)。IR,ν，cm-1:1639。

化合物Ig：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:2.332(s,1H,ArCH3),3.906～3.949(d,9H,OCH3),6.526(s,1H,ArH),7.133(s,1H,ArH),7.264～7.304(t,2H,ArH),7.445(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.917(d,2H,ArH),8.070(d,J=16.0 Hz,1H,ArCH=CH)。IR,ν，cm-1:1648。

化合物Ih：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.916～3.955(s,9H,OCH3),6.527(s,1H,ArH),6.928(t,1H,ArH),7.001(d,1H,ArH),7.125(s,1H,ArH),7.471(m,1H,ArH),7.597(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.911(d,1H,ArH),8.195(d,J=15.2 Hz,1H,ArCH=CH),13.069(s,1H,ArOH)。IR,ν，cm-1:3427,1628。

化合物Ii：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:2.616(s,3H,COCH3),3.942(s,9H,OCH3),6.541(s,1H,ArH),7.053(d,1H,ArH),7.673(d,J=15.2 Hz,1H,ArCH=CH),8.044～8.072(m,1H,ArH),8.259(d,J=15.2 Hz,1H,ArCH=CH),8.642(d,1H,ArH),13.626(s,1H,ArOH)。IR,ν，cm-1:3439,1677。

化合物Ij：1HNMR(400 Hz,CDCl3),δ,ppm:3.906～3.951(s,9H,OCH3),6.527(s,1H,ArH),6.922～6.943(m,1H,ArH),7.127(s,1H,ArH),7.451(d,J=15.6 Hz,1H,ArCH=CH),7.984～7.989(d,1H,ArH),8.071(d,J=16.0 Hz,1H,ArCH=CH)。IR,ν，cm-1:3333,1640。

所合成的10個α-細辛醚衍生物的結構經IR和1HNMR已確證。化合物Ib、Id、If、Ii未見文獻報道。

2.2 合成方法討論

采用兩種方法合成α-細辛醚衍生物，其中含酚羥基的酮采用超聲波合成法，文獻[9]報道，此類化合物的合成所需時間為144～200 h不等，反應時間過長；若采用羥基保護，分離提純困難[3]；而采用超聲波法收率大幅提高，耗時大幅縮短，且較酚羥基保護法反應步驟短，易于分離和精制。10個新型的α-細辛醚類衍生物的殺蟲活性實驗正在進行中。

3 結論

以 2,4,5-三甲氧基苯甲醛為原料，經羥醛縮合反應合成了10個α-細辛醚衍生物，其中有3個由帶酚羥基的酮在超聲波作用下合成，有4個未見文獻報道。所有化合物的結構經1HNMR和IR確證。

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