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(E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟的合成與表征*

2024-03-21 06:03王恰如王艷嬌朱周靜唐文強
化學工程師 2024年2期
關鍵詞:戊基羥胺芐基

王恰如,王艷嬌,朱周靜,唐文強,2

(1.陜西國際商貿學院 醫藥學院,陜西 咸陽 712046;2.咸陽市分子影像與藥物合成重點實驗室,陜西 咸陽 712046)

肟通常是由羥胺與醛或酮發生縮合反應得到的一類含有C=N-OH 官能團的有機化合物[1]。肟及其衍生物(肟醚、肟酯)廣泛存在于生物活性分子及藥物結構中[2,3],目前,已經有大量的肟及其衍生物被發現具有抑菌[4]、抗炎[5]、抗病毒[6]、抗腫瘤等生物活性[7,8]。由于該類化合物具有高效低毒等優點,肟及其衍生物也被大量的用于開發農用殺蟲劑和除草劑[9-11]。作為一類重要的有機中間體,肟在構建藥物分子方面同樣具有廣泛的應用,例如,酮肟衍生物用于抗高血壓藥物尼伐地平和依托考昔的合成[12,13],吡唑肟類化合物可以用于殺蟲劑的制備等[14]。因此,探索肟的合成方法,合成結構新穎的肟類化合物具有重要的研究及應用價值。

1 實驗部分

1.1 原料與儀器

α-戊基肉桂醛(純度99%)、鹽酸羥胺(純度99%),上海阿達瑪斯試劑有限公司;柱層析硅膠(300~400 目 青島海洋化工廠);其他試劑均為市售分析純。

AV400 型核磁共振儀(DMSO-d6 為溶劑,TMS 為內標,德國Bruker 公司);Ultima Global Spectrometer型質譜儀(ESI 源 美國Waters 公司);APEX II CCD型X 線單晶衍射儀(德國Bruker 公司);RE-52AA型旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠);SHB-Ⅲ型循環水式多用真空泵(鄭州長城工貿有限公司)。

1.2 合成方法

1.2.1 (E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟的合成路線在NaOH 堿性條件下,α-戊基肉桂醛(1)與鹽酸羥胺(2)發生縮合反應得到(E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟(3),合成路線見圖1。

圖1 (E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟(3)的合成路線Fig.1 Synthetic route for(E)-2-((E)-benzylidene)heptanal oxime(3)

1.2.2 (E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟的合成方法將鹽酸羥胺1.9g(28.0mmol)、NaOH 1.2g(30.0mmol)加入甲醇(10mL)中,攪拌均勻后,加入4.0g(20.0mmol)α-戊基肉桂醛,在50℃下反應20min。TLC 監測反應結束后,減壓濃縮,所得粗品經柱層析分離得到淡黃色固體,收率70.5%。ESI-MS(m/z): 218.2[M+H]+。

2 結果與討論

2.1 產物的合成條件優化

在NaOH 堿性條件下,α-戊基肉桂醛(1)與鹽酸羥胺(2)發生縮合反應得到(E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟(3),影響該反應的主要因素包括物料比n(2)∶n(1)、反應溫度、反應時間,考察結果見表1。

表1 反應條件對產物收率的影響Tab.1 Effects of reaction conditions on the yield of product

首先,固定反應溫度為25℃、反應時間為20min,按照1.2.2 節的反應條件考察物料比n(2)∶n(1)對反應的影響(序號1~4),發現物料比由1.0∶1 增加至1.4∶1 時,產物收率由40.7%增加至60.8%(序號1~3),但繼續增加物料比,產物收率沒有明顯變化(序號4)。然后,再考察反應溫度的影響(序號3、5、6),發現升高反應溫度至50℃,產物收率明顯增加至70.5%(序號5),但繼續升溫,產物收率略有降低(序號6)。最后考察反應時間的影響(序號5、7、8),發現增加反應時間,產物收率沒有明顯增加,但縮短反應時間為10min,收率明顯降低至51.3%。通過以上研究,最終確定適宜的反應條件為:物料比n(2)∶n(1)=1.4∶1、反應溫度為50℃、反應時間為20min。

2.2 產物的結構表征

2.2.1 產物的晶體結構測定 在室溫條件下,產物的甲醇溶液經過自然揮發,得到無色晶體,選取單晶尺寸為0.19×0.12×0.07mm3,在170.0K 條件下,通過APEX II CCD 型X 線單晶衍射儀收集數據,采用石墨單色化的MoKα 射線具體的產物晶體及精修參數見表2。

表2 產物的晶體及精修參數Tab.2 Crystal data and structure refinement for product

數據的處理采用SHELXL-97 程序直接解出晶體結構,最終得到R1=0.1460,ωR2=0.2712,殘余電子密度峰最大值0.41-3,最小值-0.50-3。

2.2.2 產物的晶體結構分析(E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟的晶體(CCDC 號:2069210)結構屬于三斜晶系(P-1 空間群),晶胞參數為:a=8.161(7),b=11.583(14),c=13.679(11),α=79.16(4)°,β=89.26(2)°,γ=88.62(4)°,體積V=1270(2)3,單位晶胞中所含分子個數Z=4,單胞密度Dc=1.137g·cm-3,衍射線波長μ=0.071mm-1,單胞中電子的數目F(000)=472.0(表2)。通過X-ray 單晶衍射可以看到產物的空間立體結構(圖2)。

圖2 產物的晶體結構Fig.2 Crystal cell structure of product

2.2.3 產物的核磁共振譜分析 產物的核磁共振氫譜(圖3)數據解析為:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ: 7.85(s,1H),7.42~7.31(m,5H),6.65(s,1H),2.58~2.48(m,2H),1.62(dd,J=13.8,7.0Hz,2H),1.41~1.33(m,2H),1.30~1.24(m,2H),0.92(t,J=6.0Hz,3H)。分析該核磁共振氫譜數據,δ7.85(s,1H)歸屬為亞胺碳上的質子信號峰;δ 7.42~7.31(m,5H)歸屬為苯環氫信號峰;δ6.65(s,1H)歸屬為芐位氫的信號峰;δ2.58~2.48(m,2H)歸屬為戊基鏈上與烯烴相連接的亞甲基信號峰;δ1.62(dd,J=13.8,7.0Hz,2H),1.41~1.33(m,2H),1.30~1.24(m,2H)這3 組信號峰均歸屬為戊基鏈上的亞甲基信號峰;δ 0.92(t,J=6.0Hz,3H)歸屬為戊基端位的甲基信號峰。

圖3 產物的核磁共振氫譜Fig.3 1H NMR of product

產物的核磁共振碳譜(圖4)數據解析為:13C NMR(151MHz,DMSO)δ:152.79,137.67,136.73,134.54,129.05,128.97,127.83,32.01,28.38,26.78,22.26,14.34。分析該核磁共振碳譜數據,其中,δ152.79 歸屬為亞胺碳信號峰;δ 137.67,136.73,134.54,129.05,128.97,127.83 均歸屬為共軛體系碳信號峰;δ 32.01,28.38,26.78,22.26,14.34 均歸屬為戊基鏈上的碳信號峰。通過核磁共振氫譜及碳譜的歸屬分析,可證明產物結構的正確性。

圖4 產物的核磁共振碳譜Fig.4 13C NMR of product

3 結論

本文報道(E)-2-[(E)-亞芐基]庚醛肟的合成方法,在NaOH 堿性條件下,α-戊基肉桂醛與鹽酸羥胺發生縮合反應得到目標化合物??疾觳⒋_定了該縮合反應的適宜反應條件。并通過1H NMR、13C NMR、ESI-MS 及X 射線單晶衍射(CCDC 號:2069210)對產物的結構進行表征確認。該研究合成了一種結構新穎的醛肟衍生物,并為醛肟化合物的合成提供了可行的工藝條件。

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