鹽酸硫胺促進的多組分香豆素衍生物的綠色合成

林振遠,張雪芳,林楚元,李嘉明，余林玉,林華萍,李思樺,陳 路

(五邑大學 生物科技與大健康學院，廣東 江門 529020)

香豆素，也稱為香豆內脂，其衍生物是一類具有較高生物活性的天然物質，具有調節植物生長、滅菌抗病毒、抗凝血、和抗輻射等多種生物活性，近年來，尤其在低毒生物活性農藥、飼料添加劑以及熒光材料制備等領域都有非常廣泛的應用[1]。而且，香豆素及其衍生物還具有良好的光學性能,主要應用于熒光增白劑、激光染料和熒光探針材料[2],一些香豆素類化合物骨架中含有一些發光基團，已成為藥物開發以及新型材料開發的一個新亮點，在分析化學方面展現了極為重要的作用[3]。目前，它們的這些特性無疑引起了化學家的關注。綜上,香豆素及其衍生物的合成及分析研究逐漸受到重視，尤其基于合成策略探索不同有機官能團的香豆素內脂化合物研究具有重要意義。

近年來，基于綠色化學、可持續化學、健康化學和保健品等學科的發展，一些化學家集中在一些類天然產物的合成研究中。其中，針對香豆素及香豆素衍生物的合成吸引了不少合成化學家的興趣。目前，針對這一類化合物合成方法，有不少文獻報道了很多策略來制備香豆素以及其衍生物，但更多的研究工作集中在催化劑的篩選和設計上。例如，Abaszadeh等報道了在室溫下用冠醚類離子液體作為一種新穎催化體系促進的芳香醛類、丙二腈和4-羥基香豆素的縮合，得到較高產率的2-氨基-3-氰基-4-芳基-4 H ,5 H-吡喃-[3,2-c]-苯并吡喃-酮，Mehrabi等用氧化銅納米顆粒為催化劑，在一定程度上高效的合成香豆素類衍生物，還有一些諸如新穎的合成方法如球磨法等綠色化學策略也能得到相應的目標產物[4-7]。截止目前，借助商品化廉價易得的鹽酸硫胺作為催化劑促進的芳香醛、丙二腈和4-羥基香豆素縮合制備香豆素類衍生物還沒有報道(圖1)。

圖1 鹽酸硫胺

同時，隨著環境保護日益發展、精細化學品成本控制的需要以及反應過程中綠色化學低污染合成的要求，本文嘗試借助一類有機小分子鹽酸硫胺作為簡單的催化劑，促進合成香豆素衍生物作為研究內容，該合成策略具有反應物商品化易得、產物后處理污染小、反應條件要求不苛刻和產率較高等特點。

1 實驗儀器與實驗藥品

1.1 實驗儀器

布魯克 IFS 125HR FTIR 紅外光譜儀(KBr壓片)；布魯克 Avance 300(300MHz)核磁共振儀(DMSO為溶劑)。

1.2 實驗藥品

無水乙醇(廣州金華大試劑廠)，芳香醛類(97%，伊諾凱科技有限公司)，鹽酸硫胺(97%，伊諾凱科技有限公司)，丙二腈(97%，伊諾凱科技有限公司)，4-羥基香豆素(97%，阿拉丁科技有限公司)

2 實驗操作部分

香豆素衍生物的合成

在25 mL反應管中依次稱量然后加入2 mmol芳香醛、2 mmol丙二腈、2 mmol 4-羥基香豆素和5mol %的鹽酸硫胺催化劑，然后加入4 mL 乙醇水溶液(乙醇：水=1∶1)，在50 ℃下磁力攪拌進行反應，反應過程進行TLC技術跟蹤，反應結束后把反應混合物倒入100 mL的燒杯中，加入30 mL冷水，冰箱中靜置30min，然后直接使用布氏漏斗抽濾得到粗產品。最后，使用95%乙醇溶劑重結晶得到目標產物(圖2)。

圖2 香豆素衍生物的普適性研究

3 結果與討論

在50 ℃下，加入鹽酸硫銨作為催化劑促進芳香醛、丙二腈和4-羥基香豆素三組分反應，能夠在30～50min內反應完成，并且得到較高產率的香豆素類目標產物，后處理操作簡便。而且，選取其他5種芳香醛拓展該合成方法的實用性。我們發現，其產率也保持在70%以上。相對于以往的合成策略，該合成方法是一種更有優勢的綠色合成方法。同時，該催化合成方法的具有反應物以及催化劑廉價易得，反應條件溫和，合成簡便等優點。

以上合成產物均為已知化合物，代表性化合物表征4a∶IR (KBr)∶3377,3287,3182,2198,1712,1676,1606cm-1；1H NMR (300 MHz,DMSO-d6) δ 7.91(d,J = 7.8Hz,1H,ArH),7.65～7.68(m,1H,ArH),7.42～7.49(m,2H,ArH),7.22～7.33(m,5H,ArH),4.40(s,H,CH).4b∶IR (KBr)∶3387,3315,3192,2195,1716,1678,1608cm-1；1H NMR (300 MHz,DMSO-d6) δ 7.89(d,J = 7.9Hz,1H,ArH),7.65～7.66(t,H,ArH),7.38～7.46(m,2H,ArH),7.35(d,J = 8.5Hz,2H,ArH),7.22(d,J = 8.5Hz,2H,ArH),4.41(s,H,CH)。