脫氫樅胺基多酚衍生物的合成及結構

劉超祥，林中祥

1.亳州職業技術學院，安徽亳州，236800；2.南京林業大學化學工程學院，江蘇南京，210037

脫氫樅胺基多酚衍生物的合成及結構

劉超祥1，林中祥2

1.亳州職業技術學院，安徽亳州，236800；2.南京林業大學化學工程學院，江蘇南京，210037

摘要：[目的]合成負載兒茶酚基脫氫樅胺多酚衍生物。[方法]以脫氫樅胺為起始原料，經硝化、還原、縮合和氧化反應，合成出脫氫樅胺鍵合多個兒茶酚基衍生物。[結果]合成出一種新化合物—12N,18N-雙(3,4-二羥基苯次甲基)-14-硝基脫氫樅胺的二聚體2e。[結論]合成負載兒茶酚基脫氫樅胺多酚衍生物的結構經1H NMR,13C NMR,IR、MS和元素分析進行表征，并得到確認。

關鍵詞：脫氫樅胺；兒茶醛；聚合作用；核磁共振；質譜

植物來源兒茶酚化合物具有多方面的生物活性，包括抗衰老、抗炎、抗突變、抗癌細胞、減少過敏性皮炎和預防心血管疾病等[1-7]。負載兒茶酚的人造分子對HIV-1整合酶有抑制作用[8]，對帕金森病也有一定療效[9-10]；以兒茶酚為終端的聚合物還可以作為膠黏劑的前體[11-13]。

目前用脫氫樅胺(1)負載兒茶酚合成大分子膠黏劑的研究較少。本文以脫氫樅胺(1)為起始原料，通過脫氫樅胺苯環的硝化反應和還原反應，生成12-氨基-14-硝基脫氫樅胺(2b)，2b與兒茶醛反應生成12,18-雙[(3,4-二羥基苯次甲基)氨基]-14-硝基脫氫樅烷(2c)，對2c聚合作用進行研究，合成出脫氫樅胺基多酚衍生物2e(圖1)，其結構經1HNMR,13CNMR,IR、MS和元素分析進行表征。

1實驗部分

1.1儀器和試劑

核磁共振光譜儀(DRX-400MHz，Bruker，德國，DMSO為溶劑，TMS為內標，5mmQNP探頭，30℃)；Nicolet360 型傅立葉紅外光譜儀(Nicolet-360型，美國尼高力儀器公司，KBr壓片)；基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜儀(ABI-028_TY8412，美國愛普拜斯應用生物系統貿易，基質為α-氰基-羥基肉桂酸，負離子檢測)；VarioELⅢ型元素分析儀(VarioELⅢ，德國Elementar公司)。

圖1　試劑和條件

岐化松香胺，含脫氫樅胺70%(桂林松泉林化工業有限責任公司)；薄層層析硅膠，GF254(青島海洋化工廠)；其余化學試劑均為分析純。

1.2合 成1.2.12a-2d的合成

化合物1在混酸(HNO3/H2SO4)作用下，C環發生硝化反應生成12,14-二硝基脫氫樅胺的硫酸鹽固體，該硫酸鹽在堿性條件下水解得12,14-二硝基脫氫樅胺(2a)；乙醇溶液中，2a與80%水合肼經FeO(OH)催化，發生選擇性還原反應生成2b；氮氣保護下，2b與兒茶醛在乙醇溶液中回流，發生縮合反應生成12,18-雙[(3,4-二羥基苯次甲基)氨基]-14-硝基脫氫樅烷(2c)；在乙醇溶液中，2c與過量的硼氫化鈉反應生成12,18-雙[(3,4-二羥基苯亞甲基)氨基]-14-硝基脫氫樅烷(2d)[14-15]。

1.2.22e的合成

N2保護下，在裝有溫度計、冷凝管和電磁攪拌四口瓶(50mL)中加入120mg(0.10mmol)化合物2c，用10mL無水甲醇溶解，加熱至50℃，滴加0.1%mol的H2O2，恒溫30min，加入0.1%mol的Vc反應5h，以甲醇、石油醚(1∶1)混合溶液重結晶得黑色粉末12N,18N-雙(3,4-二羥基苯次甲基)-14-硝基脫氫樅胺的二聚體(2e)101mg，得率84.2%，m.p.>300℃;1HNMRδ:9.74(s,1H,H-26),8.32-8.39 (d,J=14.0Hz,2H,28,28′-H),8.13-8.16(s,2H,21,21′-H),7.46-7.51(d,J=1.8Hz,2H,11,11′-H),7.34-7.20(m,4H,30,30′,34,34′-H),7.09-7.14(s,2H,27,27′-H),7.01-6.78(m,6H,23,23′,24,24′,33,33′-H),5.03-5.06(s,2H,O-H…O),3.42-3.39(m,4H,18,18′-H),2.88-2.82(m,2H,15,15′-H),2.44-2.48(d,J=15.6Hz,4H,7,7′-H),1.96-1.99(dd,J=17.4,13.5Hz,4H,1β,1β′,5,5′-H),1.68-1.75(m,8H,1,1′,2,2′-H),1.58-1.50(m,4H,3,3′-H),1.37-1.30(m,14H,1α,1α′,16,16′,17,17′-H),1.22(d,6H,J=6.2Hz,20,20′-H),1.00(d,J=13.4Hz,6H,19,19′H-);13CNMRδ:190.6(C33),160.55(2C,C28,28′),160.24(2C,C22,22′),153.15(C32′),151.17(2C,C12,12′),150.30(2C,C14,14′),150.03(2C,C25,25′),149.69(2C,C24,24′),146.25(C29),145.80(2C,C9,9′),145.56(2C,C31,31′),128.39(2C,C13,13′),127.93(C34),127.34(2C,C22,22′),124.67(2C,C8,8′),122.90(2C,C11,11′),121.17(2C,C29,29′),116.80(2C,C23,23′),115.53(C34′),115.38(2C,C27,27′),114.32(2C,C26,26′),114.08(2C,C30,30′),113.52(C33′),79.49(C32),71.86(2C,C18,18′),44.30(2C,C5,5′),37.83(2C,C1,1′),37.51(2C,C3,3′),35.87(2C,C4,4′),29.12(2C,C10,10′),27.25(2C,C20,20′),24.96(2C,C17,17′),24.18(2C,C16,16′),21.27(2C,C19,19′),21.01(2C,C7,7′),19.41(2C,C6,6′),18.25(2C,C2,2′),17.04(2C,C15,15′);IR(KBr):3424(vs),2928(w),1636(m),1523(m),1286(m),1120(m),752(v),557(v);TOF-MS(+)m/z:1711.5[M+3H]+,1149.5;Anal.CalcdforC68H76N6O12:C69.84,H6.55,N7.19;Found:C69.59,H6.98,N7.41。

2結果與討論

二羥基苯載聚合物存在一定的聚合潛質，通常采用的聚合方法有酸/堿催化聚合、金屬離子催化聚合、氧化聚合、自由基引發聚合、酶催化聚合等[16-20]。化合物2c用H2O2/Vc氧化聚合，避免使用過量酸、堿、氧化劑或金屬離子等試劑，是兒茶酚聚合有效方法。

2.1結構鑒定

2e的1HNMR譜顯示存在1個毗鄰羰基的酚羥基(δH9.74)，2個分子內氫鍵質子(δH5.03)，17個芳香性質子，53個脂肪性族質子；13CNMR顯示存在一個羰基(δC190.6)和一個連接氧原子的脂肪族碳原子(δC79.4)；在此基礎上推測該化合物的結構涉及一個穩定半醌通過C33-O-C32′不對稱交叉耦合形成化合物2e[21]。

2e的IR分析表明，1636cm-1和1594cm-1處有較強吸收峰，為半醌式的C=O基團不對稱和對稱伸縮振動吸收帶，1523cm-1為希夫堿C=N鍵吸收帶，是一個很強且尖的吸收峰，1120cm-1處吸收峰醚鏈(C-O-C) 骨架振動特征吸收帶，550～760-1出現2個特征吸收峰，為苯環C-H面外彎曲振動，且為三取代產物。2e的MS分析表明，1171.5[M+3]為化合物2c的聚合物離子峰，1172.5-1和1173.5-1為同位素峰，化合物的相對分子質量為1168.5。

2.2聚合機理

2c在過氧化氫作用下，形成自由基中間體形成a或b(圖2)，自由基a和b之間的隨機偶聯反應可能生成不同化合物2e、2e′或2e″。化合物2c包含兩種不同官能團(C=N)連接終端兒茶酚，自由基(R=芳香基)比另一個自由基(R=烷基)更穩定，官能團(C=N)和苯環的共軛鏈促進了鄰苯二酚和鄰苯二酚醌自由基b的穩定性，自由基聚合(R=芳香基)應該優先生成化合物2e而不是生成化合物2e′或2e″(圖3)。自由基(R=芳香基)和另一個自由基(R=烷基)之間聚合發生鏈式反應，質譜中沒有發現其他聚合物形態存在[22-25]。

圖2　鄰苯二酚聚合的機理

圖3　化合物2e可能的結構

為進一步確認化合物2e的結構，把化合物2e的兩種次甲基氫(HC=N)定為Ha和Hb。化合物2e的氫譜有2個Ha未裂分，2個Hb均裂分；如生成2e′，則有2個Ha裂分，2個Hb均未裂分，事實與化合物2e的氫譜不吻合，如果生成2e″則會出現4個不對稱峰，這些現象在化合物2e的氫譜均沒有出現，因此，判斷該化合物2e結構的唯一性，且聚合位置為C33-O-C32′。

3結束語

本文以脫氫樅胺為起始原料，經硝化、還原、縮合和氧化反應，合成出脫氫樅胺鍵合多個兒茶酚基衍生物12N,18N-雙(3,4-二羥基苯次甲基)-14-硝基脫氫樅胺的二聚體2e，并對化合物2e的聚合反應機制進行探討，結合文獻判斷該化合物的形成的機理自由基聚合反應，該化合物結構經1HNMR,13CNMR,IR、MS和元素分析進行表征，得到確認。化合物2e的合成為進一步合成出較大分子多酚類化合物的提供基礎，對以兒茶酚為終端的聚合物作為膠黏劑的前體研究也提供理論支持。

參考文獻：

[1]VitaJA.Polyphenolsandcardiovasculardisease:effectsonendothelialandplateletfunction[J].TheAmericanJournalofClinicalNutrition,2005,81(1):2925-2975

[2]HuangN,HauckC,YumMY,etal.Rosmarinicacidinprunellavulgarisethanolextractinhibitslipopolysaccharide-inducedprostaglandinE2andnitricoxideinRAW264.7mousemacrophages[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry,2009,57(22):10579-10589

[3]FurtadoMA,DeAlmeidaLC,FurtadoRA,etal.AntimutagenicityofrosmarinicacidinSwissmiceevaluatedbythemicronucleusassay[J].MutationResearch/GeneticToxicologyandEnvironmentalMutagenesis,2008,657(2):150-154

[4]PsotovaJ,SvobodovaA,KolarovaH,etal.PhotoprotectivepropertiesofPrunellavulgarisandrosmarinicacidonhumankeratinocytes[J].JournalofPhotochemistryandPhotobiologyB:Biology,2006,84(3):167-174

[5]LeeJ,JungE,KimYS,etal.Effectofrosmarinicacidonatopicdermatitis[J].TheJournalofDermatology,2008,35(12):768-771

[6]HamaguchiT,OnoK,MuraseA,etal.Phenoliccompoundspreventalzheimer'spathologythroughdifferenteffectsontheamyloid-βaggregationpathway[J].AmericanJournalofPathology,2009,175(6):2557-2565

[7]XavierCPR,LimaCF,PretoA,etal.Luteolin,quercetinandursolicacidarepotentinhibitorsofproliferationandinducersofapoptosisinbothKRASandBRAFmutatedhumancolorectalcancercells[J].CancerLetters,2009,281(2):162-170

[8]QueffélecC,BaillyF,MbembaG,etal.SynthesisandantiviralpropertiesofsomepolyphenolsrelatedtoSalviagenus[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters, 2008,18(16):4736-4740

[9]RivasE,DeCeballosML,NietoO,etal.Invivoeffectsofnewinhibitorsofcatechol-O-methyltransferase[J].BritishJournalofPharmacology,1999,126(7):1667-1673

[10]RinneJO,UlmanenI,LeeMS.Catechol-O-methyltransferase(COMT)inhibitorsinpatientswithParkinson'sdisease[J].AmericanJournalofPharmacogenomics,2003,3(1):11-15

[11]XiZY,XuYY,ZhuLP,etal.Afacilemethodofsurfacemodificationforhydrophobicpolymermembranesbasedontheadhesivebehaviorofpoly(DOPA)andpoly(dopamine)[J].JournalofMembraneScience,2009,327(1):244-253

[12]DilekD,DooanF,BiliciA,etal.OxidativesynthesisofanovelpolyphenolhavingpendantSchiffbasegroup:Synthesis,characterization,non-isothermaldecompositionkinetics[J].ThermochimicaActa,2011,518(1):72-81

[13]MessersmithPB.Multitaskingintissuesandmaterials[J].Science,2008,319:1767-1769

[14]王道林,牛之猛,劉華東.光學活性拆分劑脫氫樅胺的制備性純化及其表征[J].北京理工大學學報,2004,24(4):357-359

[15]Chao-XiangLiu,Zhong-XiangLin,Yi-MengWang,etal.Antitumorandscavengingradicalsactivitiesofsomepolyphenolrelatedtodehydroabietylaminederivatives[J].JournalofAsianNaturalProductsResearch,2013,15(8):819-827

[16]KapadiaM,PatelM,PatelG,etal.La(III)polychelatesofphenolicresin:synthesis,characterizationandion-exchangestudy[J].JournalofPolymerResearch,2008,15(4):285-293

[17]ToropovDK,ZagorskyAL.Polyphenyleneproducingmethod[P].EP,1857481.2010

[18]Kaya,EmdiD,Sa?akM.Synthesis,characterizationandantimicrobialpropertiesofoligomerandmonomer/oligomer-metalcomplexesof2-[(Pyridine-3-yl-methylene)amino]phenol[J].JournalofInorganicandOrganometallicPolymersandMaterials,2009,19(3):286-297

[19]ZhouWH,LuCH,GuoXC,etal.Mussel-inspiredmolecularlyimprintedpolymercoatingsuperparamagneticnanoparticlesforproteinrecognition[J].JournalofMaterialsChemistry,2010,20(5):880-883

[20]AntoniottiS,SanthanamL,AhujaD,etal.Structuraldiversityofperoxidase-catalyzedoxidationproductsofO-methoxyphenols[J].OrganicLetters,2004,6(12):1975-1978

[21]KudangaT,NyanhongobGS,GuebitzbGM,etal.Potentialapplicationsoflaccase-mediatedcouplingandgraftingreactions:Areview[J].EnzymeandMicrobialTechnology,2011,48(3):195-208

[22]PanzellaL,PezzellaA,NapolitanoA,etal.Thefirst5,6-dihydroxyindoletetramerbyoxidationof5,5',6,6'-tetrahydroxy-2,4'-biindolylandanunexpectedissueofpositionalreactivityenroutetoeumelanin-relatedpolymers[J].Organicletters,2007,9(7):1411-1414

[23]XuP,UyamaH,WhittenJE,etal.Peroxidase-catalyzedinsitupolymerizationofsurfaceorientatedcaffeicacid[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2005,127(33):11745-11753

[24]ZahidM,SaeedM,RoganEG,etal.Benzeneanddopaminecatecholquinonescouldinitiatecancerorneurogenicdisease[J].FreeRadicalBiologyandMedicine,2010,48(2):318-324

[25]MatsuoY,TanakaT,KounoI.Anewmechanismforoxidationofepigallocatechinandproductionofbenzotropolonepigments[J].Tetrahedron,2006,62(20):4774-4783

(責任編輯：汪材印)

SynthesisandStructureResearchof
thePolyphenolDerivativesBasedonDehydroabietylamine

LIUChaoxiang1,LINZhongxiang2

1.BozhouVocationalandTechnolegeCollge,BozhouAnhui,236800;

2.CollegeofChemicalEngineering,NanjingForestryUniversity,NanjingJiangsu,210037,China

Abstract：[Objective]To synthesize polyphenols derivatives loading catechin from dehydroabietane.[Methods]Through nitration,reduction,condensation and oxidation reaction,derivatives bonding multiple catechins was synthesized from dehydroabietane as the starting material.[Result]The novel dimers of 12,18-di[(3,4-dihydroxybenzylidyne) amino]-14-nitro 2e was successfully synthesized.[Conclusion]The structure of 2e was characterized by UV-Vis,1H NMR,13C NMR,IR,MS and elemental analysis.

Key words:dehydroabietylamine;protocatechuic aldehyde;polymerization;NMR;MS

doi:10.3969/j.issn.1673-2006.2016.05.031

收稿日期：2016-02-25

基金項目：國家自然科學基金(31170536);安徽省高等學校自然科學研究項目重點課題(KJ2015A358);亳州市中藥科技創新團隊(BZ2014zzb21);安徽省質量工程——藥學專業省級教學團隊(2013jxtd067);安徽省質量工程——藥品質量檢測技術特色專業(2014tszy055)。

作者簡介：劉超祥(1972-)，安徽蒙城人，博士，副教授，從事天然產物化學成分及生物活性研究。

中圖分類號：TQ24

文獻標識碼：A

文章編號：1673-2006(2016)05-0116-04