香豆素—3—甲酸乙酯的微型制備方法研究

摘要：本文介紹了香豆素-3-甲酸乙酯的微型化合成方法，即在六氫吡啶的催化下，水楊醛與丙二酸二乙酯反應得到產品，并考察了催化劑對此反應的影響。實驗結果表明，在超聲波輔助下，以為六氫吡啶為催化劑，達到反應終點時間僅為15min，收率為90.1%，有效地提高了實驗效率。

關鍵詞：香豆素-3-甲酸乙酯；合成；微型制備

中圖分類號：G642.0 ？搖文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）42-0132-02

微型化學實驗是近年來迅速發展起來的實驗方法。微型化學實[1，2]可以大大節約藥品，減少環境污染，還方便攜帶，并能適當減少實驗時間，有利于培養學生嚴謹的科學態度和綠色化學的實驗理念，因此受到人們的高度重視。香豆素類衍生物是一類重要的有機雜環化合物，具有良好的生物活性和光學性能，常被應用于發光材料、生物醫藥、染料等領域。[3，4]《香豆素-3-甲酸乙酯的制備》是藥物化學實驗的典型實驗之一，以傳統的合成方法制備香豆素-3-甲酸乙酯具有反應時間長、藥品用量大、對環境的污染較大等缺點，因此，本文采用超聲波輔助法研究香豆素-3-甲酸乙酯的微型化制備，以新理念、新方法探討《香豆素-3-甲酸乙酯的制備》的實驗方法和教學理念，為同類的藥物化學實驗教學提供一些指導意義。

一、實驗部分

1.實驗原理。以水楊醛為起始原料，在超聲波輔助下，合成了目標產物香豆素-3-甲酸乙酯，合成路線詳見圖1。

2.實驗儀器與藥品。KQ5200-B型超聲波清洗機（鄭州南北儀器設備有限公司）；微型實驗儀器一套（云南大學研制）；水楊醛（AR），丙二酸二乙酯（AR）；六氫吡啶（AR）；無水乙醇（AR）。

3.實驗步驟。在25mL圓底燒瓶中加入1.05mL（0.01mol）水楊醛，2.11mL（0.014mol）丙二酸二乙酯，10mL無水乙醇，0.08mL六氫吡啶（吡啶、二乙胺、三乙胺），在超聲波震蕩下反應15min后將反應液倒入15mL冰水中，析出大量晶體，抽濾，烘干，得香豆素-3-甲酸乙酯（3）。

二、結果與討論

1.超聲波輔助的微型化實驗和常規回流實驗相比較。與常規回流實驗相比，超聲波輔助的微型實驗試劑用量大大減少，同時也大大縮短了反應時間，常規回流反應時間要2h，而在超聲波輔助下，反應時間僅為15min；同時產率也有所升高，具體結果見表1。由表1可見，用超聲波輔助方法合成香豆素-3-甲酸乙酯可以大大節約時間，減少實驗經費，減少污染，同時微型實驗對學生進行規范操作也提出了更高、更嚴的要求，有利于培養學生嚴謹的科學態度和綠色化學的實驗理念。

2.催化劑的影響。催化劑的選擇對合成反應有很重要的影響。由反應機理（圖2）可知，丙二酸二乙酯在有機堿的催化下，先生成碳負離子，然后進攻水楊醛中的羰基碳，然后進行關環得到產物香豆素-3-甲酸乙酯。從反應機理可知，理論上有機堿如胺類化合物一般都可以作為反應的催化劑。故我們分別選用了六氫吡啶、吡啶、二乙胺、三乙胺作催化劑，進行考察它們對該合成反應的影響。結合以上的1.3部分的實驗步驟，催化劑的用量為0.08mL，實驗結果見表3。

由表2可見，以六氫吡啶為催化劑時，效果最好，產率為90.1%，產品的色澤為白色；以二乙胺為催化劑時，效果次之，產率為77.2%，產品的色澤為淡黃色；以三乙胺為催化劑時，效果較差，產率為20.3%，產品的色澤為淡黃色；以吡啶為催化劑時，效果最差，產率為15.2%，產品的色澤為淡黃色。綜上可見，六氫吡啶為最優選催化劑。

3.注意事項。（1）六氫吡啶對眼睛和皮膚有強烈刺激性并是升壓劑，取用時應注意不要與皮膚直接接觸，防止吸入大量蒸氣。加料時要置于通風櫥內操作，物料加入燒瓶后，應盡快安裝冷凝管，冷凝管內事先接通冷卻水。（2）反應試劑和催化劑均為液體，對其量的精確度較高，所以量取時應該用量液器如移液管來量取。

三、結論

本文探討了超聲波輔助下微型制備香豆素-3-甲酸乙酯的方法，即在六氫吡啶的催化下，水楊醛和丙二酸二乙酯在超聲波輔助下反應得到產品。實驗結果表明，減少試劑用量，選用六氫吡啶為催化劑，既可使香豆素-3-甲酸乙酯的微型化學實驗節約實驗經費、縮短實驗時間、減少污染，又可適當增加產量，從而有效地提高了實驗效率。

參考文獻：

[1]周寧懷，王德琳.微型有機化學實驗[M].北京：科學出版社，1999.

[2]黃忠京.以能力培養為核心加強應用化學專業建設與實踐[J].廣西民族大學學報（自然科學版），2007，13（2）.

[3]Alexander，V.M.Bhat，R.P.Samant，S.D.Terahedron Letters，2005，46（40）.

[4]楊建明，呂劍.苯基磺酸官能化分子篩催化合成香豆素類化合物[J].有機化學，2012，（9）.

基金項目：廣西自治區《藥物化學》精品課程項目和廣西新世紀教改項目工程項目（2011JGA187；2010JGZ060）資助

作者簡介：鄒碧群（1982-），女，廣西賀州市人，碩士，主要從事藥物合成的教研工作。

通訊作者：張業（1981-），男，廣西貴港人，碩士，桂林師范高等專科學校副教授，主要從事藥物化學教研工作。