CN1332929C - 一种一锅法制备咖啡酸酯衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备具有通式(I)的反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,此方法包括将丙二酸亚异丙酯与具有通式(II)的醇或酚在溶剂(一)存在下,回流,醇解反应4-7小时;冷却后向反应液中加入3,4-二羟基苯甲醛、溶剂(二)及催化剂,于0~120℃缩合反应5~36小时,后处理得产物;式(I)、式(II)中R为烷基、取代烷基、烯基、炔基、脂环基、芳香基及杂环基团;所述的溶剂(一)选自非极性溶剂;所述的溶剂(二)选自极性溶剂;所述的催化剂选自伯胺、仲胺或氨基酸。本发明所述的制备方法,采用廉价的3,4-二羟基苯甲醛为原料,操作简单、反应条件温和、收率好、成本低廉,而且产品均为单一的反式(E式)结构,无需要再对顺式、反式产物进行分离。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种一锅法制备咖啡酸酯衍生物的方法,尤其涉及Knoevenagel-Doebner缩合反应制备咖啡酸酯衍生物。
(二)背景技术
天然蜂胶中含有许多生物活性成分,它们能治疗各种疾病。其中,咖啡酸苯乙醇酯(CAPE)是其中主要活性成分之一(Well.等,Am.Bee.J.,60:59-65,1979)。1988年,Grunberger等人(Experientia,44:230-232,1988)从蜂胶中分离出CAPE,并证实CAPE对肿瘤细胞有明显的抑制作用。天然咖啡酸酯衍生物分离不易,产量有限,因而发展了许多化学合成方法。其中,主要有以下六种:①酸直接催化酯化(Nakanishi等人,US5008441,1991年4月16日),收率40%;②偶合试剂二环己基碳二亚胺(DDC)催化酯化(陈文贵等人,J.Agric.Food.Chem.,45:2374-2378,1997),收率40%;③酯交换法(Greenaway等人,Journal of Chromato.,543:113-121,1991);④卤代烃与酸反应(Son等人,Chem.Pharm.Bull..49(2):236-238,2001),收率70%;⑤酰卤法(李衍章等人,Cancer Letters,153:51-56,2000;CN1339430A,2002年3月13日),收率50~80%;和⑥Wittig或Wittig-Horner反应(Bankova等人,J.Nat.Prod.,53(4):821-824,1990),产率71%。
然而,上述已知方法都存在着明显的缺点:要么反应时间长、能耗大、收率普遍较低;要么使用特殊的溶剂(如六甲基磷酸三酰胺HMPA);要么产品质量差,难于分离;要么产品的构型不全是反式(E)结构。此外,除方法⑥外,其它上述方法都用咖啡酸为原料,而咖啡酸本身的价格就很高。这些缺点严重制约着咖啡酸酯生产的工业化。
(三)发明内容
为了克服现有技术中生产成本高、收率较低的不足,本发明提供一种反应条件温和、易纯化、收率好而且成本低廉的制备咖啡酸酯衍生物的方法。
本发明解决其技术问题的技术方案是:一种一锅法制备具有通式(I)的反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,
此方法包括将丙二酸亚异丙酯与具有通式(II)的醇或酚在溶剂(一)存在下,回流,醇解反应4-7小时;冷却后向反应液中加入3,4-二羟基苯甲醛、溶剂(二)及催化剂,于0-120℃缩合反应5~36小时,后处理得产物。
式(I)、式(II)中R为C1~C18烷基、C1~C18苯基取代烷基、C6~C18环烷基、烯丙基、丙炔基、2-硝基-2-甲基丙基、苯基、萘基;
ROH
(II)
作为本发明的进一步优选,式(I)和式(II)中的R为2-苯基乙基。
所述的溶剂(一)选自非极性溶剂,优选为选自二氯甲烷、苯和甲苯,更优选为甲苯。
所述的溶剂(二)选自极性溶剂,优选为选自三氯甲烷、乙酸、硝基苯、THF、二恶烷、DMF、DMSO、吡啶、乙醇和甲醇,更优选为吡啶。
所述的催化剂选自伯胺、仲胺和氨基酸,优选为选自苯胺、醋酸胺、哌啶、四氢吡咯、1,4-杂氧氮环己烷、胱氨酸和氨基乙酸,再优选为哌啶或四氢吡咯,更优选为哌啶。
所述的醇解反应温度优选为86℃-110℃,醇解反应时间为5小时,更优选为110℃;所述的缩合反应温度优选为20-30℃,更优选为室温;缩合反应时间优选为12-24小时。
所述的产物后处理可以是减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入***,搅拌,分别用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤,无水硫酸镁干燥过夜,抽干***后再重结晶;也可以是将反应液倒入稀盐酸溶液中,搅拌,过滤,滤饼用蒸馏水打浆洗涤,抽干,低温烘干后再重结晶。
本发明所述的各物质推荐按以下配比进行反应:
3,4-二羟基苯甲醛、丙二酸亚异丙酯、醇或酚的摩尔比为1∶1~4∶1~4,进一步优选的3,4-二羟基苯甲醛、丙二酸亚异丙酯、醇或酚的摩尔比为1∶2.5∶2.5;所述催化剂的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需0.2~0.3摩尔,进一步优选的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需0.25摩尔催化剂;所述溶剂(一)的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需20~30摩尔,进一步优选的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需23.45摩尔溶剂(一);所述溶剂(二)的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需3~4摩尔,进一步优选的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需3.1~3.7摩尔溶剂(二)。
本发明所涉及的反应式为:
本发明所述的制备方法,采用廉价的3,4-二羟基苯甲醛为原料,操作简单、反应条件温和、收率好、成本低廉,而且产品均为单一的反式(E式)结构,无需要再对顺式、反式产物进行分离。
(四)具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例一
咖啡酸苯乙醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯7.2g(50mmol),β-苯乙醇6.1g(50mmol)和50mL甲苯加入100mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛2.8g(20mmol)和吡啶5.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.5mL。室温下反应22h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入50mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各50mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得产品3.9g,收率68.7%,用***/苯混合溶剂重结晶得浅黄白色针状晶体。
熔点126-128℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3481,3329,1683,1601,1279,1181;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.53(1H,s,OH),9.13(1H,s,OH),7.45(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.22-7.33(5H,m,Ph-5H),7.04(1H,d,2.4Hz,Ph-H),7.00(1H,dd,J=2.4,8.0Hz,Ph-H),6.76(1H,d,J=8.0Hz,Ph-H),6.23(1H,d,J=15.9Hz,α-H),4.32(2H,t,J=14.0Hz,CH2),2.95(2H,t,J=14.0Hz,CH2);EIMS m/z(%):284[M+](3),180(100),163(61),134(34),105(50),104(66),89(53),77(49),51(33)。
实施例二
咖啡酸甲酯的制备:
缩合反应时间为16h,其余实验条件与实施例一相同,收率61.9%。
熔点:156-158℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3478,3107,1678,1606,1446,1282;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.58(1H,s,OH),9.13(1H,s,OH),7.48(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.05(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),7.00(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.67(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.26(1H,d,J=15.9Hz,β-H),3.69(3H,s,CH3);EIMS m/z(%):194[M+](91),163(100),145(36),135(28),134(32),117(28),89(32),77(19)。
实施例三
咖啡酸乙酯的制备:
缩合反应时间为14h,其余实验条件与实施例一相同,收率91.8%。
熔点:149-151℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3436,3183,1658,1609,1454,1282;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.56(1H,s,OH),9.11(1H,s,OH),7.47(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.04(1H,d,Ph-H),7.00(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.76(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.25(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.15(2H,dd,CH2),1.24(3H,t,CH3).EIMS m/z(%):208[M+](67),163(100),145(33),135(30),134(31),117(30),89(43)。
有关晶体的主要参数和X-Ray晶体结构式如下:
分子式 | C11H12O4 | 单个晶体尺寸 | |
晶系 | 单斜晶系 | a=6.6590(10) | α=90.00(2) |
分子量 | 208.21 | b=5.8110(10) | β=91.51(2) |
空间群 | P2(1)/c | c=25.992(7) | γ=90.000(10) |
体积 | 1005.4(4)3 | 拟合优度S | 1.078 |
晶体尺寸 | 0.35×0.30×0.25mm | 残差因子R | 0.0343 |
实施例四
咖啡酸丙酯的制备:
缩合反应时间为16h,其余实验条件与实施例一相同,收率67.6%。
熔点:123-125℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3460,3079,1665,1604,1442,1279;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.57(1H,s,OH),9.11(1H,s,OH),7.46(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.04(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),7.01(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.75(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.26(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.05(2H,t,CH2),1.63(2H,m,CH2),0.90(3H,t,CH3);EIMS m/z(%):223[M+1],222[M+](34),180(18),163(100),135(17),128(26),89(28),41(17);E.A.(%)cald.(found):C:64.85(64.81),H:6.35(6.35)。
实施例五
咖啡酸异丙酯的制备:
缩合反应时间为15h,其余实验条件与实施例一相同,收率99.1%。
熔点:141-143℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3466,3312,1680,1601,1370,1277;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.56(1H,s,OH),9.11(1H,s,OH),7.44(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.03(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),6.75(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.75(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.22(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.98(1H,m,CH),1.23(6H,d,2CH3);EIMS m/z(%):222[M+](67),180(60),163(100),136(77),134(83),89(62),43(59),41(44)。
实施例六
咖啡酸丁酯的制备:
缩合反应时间为16h,其余实验条件与实施例一相同,收率97.5%。
熔点:110-112℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3488,3343,1684,1603,1278,1185;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.59(1H,s,OH),9.15(1H,s,OH),7.46(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.05(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),7.01(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.76(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.25(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.11(2H,t,CH2),1.61(2H,m,CH2),1.37(2H,m,CH2),0.91(3H,t,CH3);EIMS m/z(%):237[M+1](33),236[M+](43),180(77),163(100),136(32),134(38),89(49),41(41)。
有关晶体的主要参数和X-Ray晶体结构式如下:
分子式 | C13H16O4 | 单个晶体尺寸 | |
晶系 | 三斜晶系 | a=5.282(5) | α=83.95(6) |
分子量 | 236.26 | b=10.490(5) | β=84.31(7) |
空间群 | P-1 | c=11.558(7) | γ=81.14(6) |
体积 | 627.0(8)3 | 拟合优度S | 1.023 |
晶体尺寸 | 0.50×0.40×0.30mm | 残差因子R | 0.0677 |
实施例七
咖啡酸仲丁酯的制备:
缩合反应时间为18h,其余实验条件与实施例十相同,收率93.2%。
熔点:127-128℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3446,2970,1664,1605,1442,1281;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.56(1H,s,OH),9.10(1H,s,OH),7.44(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.03(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),7.00(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.75(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.23(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.83(1H,m,CH),1.58(2H,m,CH2),1.20(3H,d,CH3),0.88(3H,t,CH3);EIMS m/z(%):236[M+](32),180(80),163(100),136(45),135(28),134(61),89(49),79(26);E.A.(%)cald.(found):C:66.09(66.01),H:6.83(7.03)。
实施例八
咖啡酸庚酯的制备:
缩合反应时间为16.5h,其余实验条件与实施例一相同,收率69.1%。
熔点:108-109℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3489,3317,1682,1604,1441,1282;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.57(1H,s,OH),9.11(1H,s,OH),7.46(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.04(1H,d,J=1.9Hz,Ph-H),7.00(1H,dd,J=1.9,8.4Hz,Ph-H),6.78(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.25(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.10(2H,t,CH2),1.62(2H,m,CH2),1.13(8H,m,4CH2),0.86(3H,t,CH3);EIMS m/z(%):278[M+](67),180(100),163(76),136(38),134(47),89(59),55(44),41(59);E.A.(%)cald.(found):C:69.04(69.43),H:7.97(7.97)。
有关晶体的主要参数和X-Ray晶体结构式如下:
分子式 | C16H22O4 | 单个晶体尺寸 | |
晶系 | 三斜晶系 | a=5.296(3) | α=98.84(7) |
分子量 | 278.34 | b=10.711(13) | β=90.97(4) |
空间群 | P-1 | c=13.870(4) | γ=96.77(7) |
体积 | 771.5(11)3 | 拟合优度S | 1.029 |
晶体尺寸 | 0.40×0.30×0.20mm | 残差因子R | 0.0749 |
实施例九
咖啡酸正辛酯的制备:
缩合反应时间为17h,其余实验条件与实施例一相同,收率89.0%。
熔点:110-113℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3494,3336,1684,1602,1278,1183;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.58(1H,s,OH),9.11(1H,s,OH),7.45(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.03(1H,d,Ph-H),7.00(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.75(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.25(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.10(2H,t,CH2),1.61(2H,m,CH2),1.26(10H,broadm,5CH2),0.86(3H,t,CH3);EIMS m/z(%):292[M+](14),181(48),180(100),163(29),136(18),134(40),89(42),55(25)。
实施例十
咖啡酸仲辛酯的制备:
缩合反应时间为18h,其余实验条件与实施例一相同,收率99.3%。
熔点:100-101℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3483,3339,1684,1601,1279,1183;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.56(1H,s,OH),9.11(1H,s,OH),7.44(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.03(1H,d,J=1.9Hz,Ph-H),7.00(1H,dd,J=1.9,8.1Hz,Ph-H),6.75(d,1H,J=8.1Hz,Ph-H),6.22(d,1H,J=15.9Hz,β-H),4.99(m,1H,CH),1.54(2H,broad s,CH2),1.25(8H,broad s,4CH2),1.20(3H,d,CH3),0.85(3H,t,CH3);EIMS m/z(%):292[M+](1),208(69),180(32),163(100),136(36),145(31),135(26),134(26),89(29);E.A.(%)cald.(found):C:69.84(69.66),H:8.27(8.18)。
实施例十一
咖啡酸十八醇酯的制备:
醇解反应时间相同,缩合反应时间为24h,其余实验条件与实施例一相同,收率78.2%。
熔点:110-112℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3479,3309,2848,1683,1605,1442;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:7.47(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.03(1H,d,Ph-H),6.99(d,1H,J=8.1Hz,Ph-H),6.75(d,1H,J=8.1Hz,Ph-H),6.24(d,1H,J=15.9Hz,β-H),4.09(2H,t,CH2),1.68(2H,m,CH2),1.22(32H,broad m,16 CH2),0.85(t,3H);EIMS m/z(%):432[M+](6),182(32),180(93),163(57),69(30),57(45),55(57),43(100),41(70);E.A.(%)cald.(found):C:74.96(74.94),H:10.25。
实施例十二
咖啡酸苯甲醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯7.2g(50mmol),苯甲醇5.4g(50mmol)和50mL甲苯加入100mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛2.8g(20mmol)和吡啶5.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.5mL。室温下反应15h后将反应液倒入稀盐酸溶液中,析出大量黄色固体。搅拌0.5h,过滤;滤饼用蒸馏水打浆洗涤2次,抽干。低温烘干得黄色固体4.9g,收率90.7%,用***/苯混合溶剂重结晶得浅灰白色产品。
熔点:150-152℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3464,3327,1689,1600,1277,1185;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.59(1H,s,OH),9.20(1H,s,OH),7.52(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.34-7.41(5H,m,Ph-5H),7.05(1H,d,2.0Hz,Ph-H),7.02(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.75(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.32(1H,d,J=15.9Hz,β-H),5.19(2H,s,CH2);EIMS m/z(%):270[M+](9),208(19),163(50),136(33),91(100),89(32),77(19),65(20),51(18)。
实施例十三
咖啡酸丙炔酯的制备(夏春年等人,Acta Cryst.E61,1783-1784,2005):
将丙二酸亚异丙酯3.6g(25mmol),丙炔醇1.4g(25mmol)和25mL甲苯加入50mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶3.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.25mL。室温下反应11h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各20mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得浅黄固体2.1g,收率96.3%,用***/苯混合溶剂重结晶得黄色针状晶体。
熔点:116-119℃。结构表征:IR(KBr)υcm-1:3419,3271,1683,1609,1316,1287;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.64(1H,s,OH),9.15(1H,s,OH),7.52(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.07(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),7.04(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.77(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.30(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.79(2H,d,CH2),3.55(1H,t,CH);EIMS m/z(%):236[M](19),219(56),174(36),173(21),163(100),157(25),135(17),128(26),89(31)。
有关晶体的主要参数和X-Ray晶体结构式如下:
分子式 | C12H10O4H2O | 单个晶体尺寸 | |
晶系 | 单斜晶系 | a=12.857(3) | α=90.000(12) |
分子量 | 236.22 | b=7.0660(12) | β=109.560(17) |
空间群 | P2(1)/n | c=13.5410(12) | γ=90.000(17) |
体积 | 1159.2(4)3 | 拟合优度S | 1.030 |
晶体尺寸 | 0.50×0.40×0.30mm | 残差因子R | 0.0338 |
实施例十四
咖啡酸烯丙酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯3.6g(25mmol),烯丙醇1.45g(25mmol)和25mL甲苯加入50mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶3.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.25mL。室温下反应15h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各20mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得棕黄固体1.6g,收率72.7%,用***/苯混合溶剂重结晶得浅黄色晶体。
熔点:107-108℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3434,3206,1662,1305,1282,1220;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.59(1H,s,OH),9.13(1H,s,OH),7.50(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.06(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),7.02(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.76(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.24(1H,d,J=15.9Hz,β-H),5.97(1H,m,CH),5.33(1H,dd,J=1.6Hz,1/2CH2),5.33(1H,dd,J=1.6Hz,1/2CH2),4.65(2H,d,CH2);EIMS m/z(%):220[M+](30),163(64),136(100),135(28),117(28),89(55),77(26),41(40);E.A.(%)cald.(found):C:65.45(65.54),H:5.49(5.54)。
有关晶体的主要参数和X-Ray晶体结构式如下:
分子式 | C15H15O41/2C5H6 | 单个晶体尺寸 | |
晶系 | 三斜晶系 | a=5.209(3) | α=94.170(16) |
分子量 | 259.27 | b=10.3210(19) | β=99.58(3) |
空间群 | P-1 | c=13.369(3) | γ=80.19(3) |
体积 | 697.6(4)3 | 拟合优度S | 1.007 |
晶体尺寸 | 0.40×0.35×0.25mm | 残差因子R | 0.0612 |
实施例十五
咖啡酸叔丁酯的制备
将丙二酸亚异丙酯7.2g(50mmol),叔丁醇3.7g(50mmol)和50mL甲苯加入100mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛2.8g(20mmol)和吡啶5.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.5mL。室温下反应22h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入50mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各50mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得浅黄色片状晶体2.9g,收率61.4%,用***/苯混合溶剂重结晶得无色透明片状晶体。
熔点:132-133℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3457,3154,1673,1605,1442,1281;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.51(1H,s,OH),9.08(1H,s,OH),7.35(1H,d,J=16.0Hz,α-H),7.00(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),6.99(1H,dd,J=2.0,8.4Hz,Ph-H),6.72(1H,d,J=8.4Hz,Ph-H),6.13(d,1H,J=16.0Hz,β-H),1.44(9H,s,3CH3);EIMS m/z(%):236[M+](31),180(100),163(92),136(29),134(40),89(26),57(22),41(26)。
实施例十六
咖啡酸环己醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯7.2g(50mmol),环己醇5.0g(50mmol)和50mL甲苯加入100mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛2.8g(20mmol)和吡啶5.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.5mL。室温下反应22h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入50mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各50mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得浅黄白色固体2.1g,收率86.2%,用***/苯混合溶剂重结晶得白色块状晶体。
熔点:150-151℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3446,3275,1685,1600,1273,1179;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.56(1H,s,OH),9.10(1H,s,OH),7.44(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.03(1H,s,Ph-H),7.00(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.74(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.23(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.75(1H,m,CH),1.82(2H,broad m,CH2),1.69(2H,broadm,CH2),1.33-1.43(6H,broad m,3CH2);EIMS m/z(%):262[M+](27),181(75),180(100),163(97),136(33),134(50),89(50),55(66),41(71);E.A.(%)cald.(found):C:68.68(68.38),H:6.92(6.88)。
实施例十七
咖啡酸苯酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯3.6g(25mmol),苯酚2.35g(25mmol)和25mL甲苯加入50mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶3.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.25mL。室温下反应26h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各20mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得浅黄固体0.8g,收率31.2%,用***/苯混合溶剂重结晶得黄色晶体。
熔点:161-165℃。结构表征:IR(KBr)υcm-1:3503,3366,1708,1603,1264,1201;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.70(1H,s,OH),9.19(1H,s,OH),7.68(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.45(d,1H,J=2.1Hz,Ph-H),7.43(1H,dd,J=2.1,8.1Hz,Ph-H),7.11-7.29(5H,m,Ph-5H),6.79(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.49(1H,d,J=15.9Hz,β-H);EIMS m/z(%):256[M+](3),163(100),145(15),136(33),135(13),117(13),89(23),7(11),65(12);E.A.(%)cald.(found):C:70.31(69.98),H:4.72(4.85)。
实施例十八
咖啡酸β-萘酚酯的制备:
缩合反应时间为25h,收率85.0%。其余实验条件与实施例十七相同。
熔点:148-153℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3505,3365,1705,1600,1262,1142;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.72(1H,s,OH),9.21(1H,s,OH),7.99(1H,d,J=8.9Hz,CH),7.94(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.72-7.92(2H,m,2CH),7.54(2H,m,2CH),7.39(1H,d,J=8.7Hz,CH),7.38(1H,d,CH),7.17(1H,d,J=1.9Hz,Ph-H),7.14(1H,dd,J=1.9,8.1Hz,Ph-H),6.82(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.56(1H,d,J=15.9Hz,β-H);EIMSm/z(%):308[M+1](1.4),207[M+](6.3),164(10.5),163(100),115(1.4),89(4.0),63(1.3),53(1.5);E.A.(%)cald.(found):C:74.50(74.63),H:4.61(4.51)。
实施例十九
咖啡酸莰醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯3.6g(25mmol),莰醇3.85g(25mmol)和25mL甲苯加入50mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶3.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.25mL。室温下反应38h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各20mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得棕黄固体1.4g,收率33.2%,用***/苯混合溶剂重结晶得淡黄色晶体。
熔点:152-153℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3327,2929,1682,1626,1244,1069;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.58(1H,s,OH),9.18(1H,s,OH),7.41(1H,d,J=15.9Hz,α-H),6.99(1H,d,J=2.0Hz,Ph-H),6.99(1H,dd,J=2.0,8.1Hz,Ph-H),6.75(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.20(1H,d,J=15.9Hz,β-H),4.66(1H,m,CH),1.73-1.76(5H,m,2CH2,CH),1.04-1.24(2H,m,CH2),2.03(3H,s,CH3),0.83(6H,s,2CH3);EIMS m/z(%):316[M+](4),180(16),164(13),163(100),81(15),69(10),55(10),3(14),41(17);E.A.(%)cald.(found):C:72.13(72.42),H:7.65(7.74)。
实施例二十
咖啡酸2-硝基-2-甲基丙醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯3.6g(25mmol),2-硝基-2-甲基丙醇3.0g(25mmol)和25mL甲苯加入50mL三口瓶中,在110℃回流5h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶3.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.25mL。室温下反应12h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各20mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得棕黄固体4.0g,收率98.3%,用***/苯混合溶剂重结晶得淡黄色晶体。
熔点:144-147℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3290,1709,1686,1626,1607,1592,1526,1490,1379,1285,1248,1182,1073,981,779;1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δppm:9.65(1H,s,OH),9.13(1H,s,OH),7.48(1H,d,J=15.9Hz,α-H),7.05(1H,d,J=1.8Hz,Ph-H),7.02(1H,dd,J=1.8,8.1Hz,Ph-H),6.75(1H,d,J=8.1Hz,Ph-H),6.25(1H,d,J=15.9Hz,β-H),5.00(2H,s,CH2),1.60(6H,s,2CH3)。
实施例二十一
咖啡酸苯乙醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯2.5g(17.4mmol),β-苯乙醇2.1g(17.4mmol)和40mL甲苯加入100mL三口瓶中,在110℃回流7h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶5.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.25mL。室温下反应15h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各20mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得产品1.4g,收率48.6%,用***/苯混合溶剂重结晶得浅黄白色针状晶体。
熔点125-128℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3481,3330,1684,1600,12809,1181。
实施例二十二
咖啡酸苯乙醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯3.6g(25mmol),β-苯乙醇3.0g(24.6mmol)和20mL甲苯加入100mL三口瓶中,在106℃回流4h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶7.5mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.5mL。室温下反应5h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各50mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得产品2.4g,收率78.1%,用***/苯混合溶剂重结晶得浅黄白色针状晶体。
熔点127-128℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3481,3329,1682,1602,1279,1180。
实施例二十三
咖啡酸苯乙醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯2.5g(17.4mmol),β-苯乙醇3.0g(17.4mmol)和30mL甲苯加入100mL三口瓶中,在86℃回流6h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶7.5.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.5mL。室温下反应24h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各30mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得产品0.5g,收率15.8%,用***/苯混合溶剂重结晶得浅黄白色针状晶体。
熔点124-127℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3481,3330,1683,1601,1279,1180。
实施例二十四
咖啡酸苯乙醇酯的制备:
将丙二酸亚异丙酯3.6g(25mmol),β-苯乙醇3.0g(250mmol)和30mL甲苯加入100mL三口瓶中,在110℃回流4h后自然冷却。向冷却到室温的反应液中加3,4-二羟基苯甲醛1.4g(10mmol)和吡啶5.0mL,搅拌,待固体全溶后加哌啶0.5mL。室温下反应8h,减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入30mL***溶解,搅拌0.5h。用稀HCl、NaHCO3溶液和蒸馏水各30mL洗涤;无水MgSO4干燥过夜。抽干***得产品2.6g,收率78.87%,用***/苯混合溶剂重结晶得浅黄白色针状晶体。
熔点126-129℃;结构表征:IR(KBr)υcm-1:3481,3320,1683,1600,1280,1181。
按本方法制备的化合物,其结构都与天然咖啡酸酯具有相同的反式(E式)结构。这由1H NMR谱图中的α,β氢间的偶合常数均为15~16Hz得到证明。此外,实施例三、六、八、十三、十四中的咖啡酸酯的晶体经X光衍射测定也证明它们为反式结构。
Claims (9)
1.一种一锅法制备具有通式(I)的反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,
此方法包括将丙二酸亚异丙酯与具有通式(II)的醇或酚在溶剂(一)存在下,回流,醇解反应4-7小时;冷却后向反应液中加入3,4-二羟基苯甲醛、溶剂(二)及催化剂,于0~120℃缩合反应5~36小时,后处理得产物;
式(I)、式(II)中R为C1-C18烷基、C1~C18苯基取代烷基、C6~C18环烷基、烯丙基、丙炔基、2-硝基-2-甲基丙基、苯基、萘基;
ROH
(II)
所述的溶剂(一)为非极性溶剂,选自下列之一:二氯甲烷、苯和甲苯;
所述的溶剂(二)为极性溶剂,选自下列之一:三氯甲烷、乙酸、硝基苯、THF、二恶烷、DMF、DMSO、吡啶、乙醇和甲醇;
所述的催化剂选自伯胺、仲胺或氨基酸,选自下列之一或下列的任意组合:苯胺、醋酸胺、哌啶、四氢吡咯、1,4-杂氧氮环己烷、胱氨酸和氨基乙酸。
2.如权利要求1所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述的3,4-二羟基苯甲醛、丙二酸亚异丙酯、醇或酚的摩尔比为1∶1~4∶1~4。
3.如权利要求2所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述催化剂的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需0.2~0.3摩尔,所述溶剂(一)的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需20~30摩尔,所述溶剂(二)的用量为每摩尔3,4-二羟基苯甲醛需3~4摩尔。
4.如权利要求3所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述的R为2-苯基乙基。
5.如权利要求3所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述的溶剂(一)为甲苯,所述的溶剂(二)为吡啶。
6.如权利要求3所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述的催化剂选自哌啶和四氢吡咯。
7.如权利要求3所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述的醇解反应温度为86~110℃,醇解反应时间为5小时;所述的缩合反应温度为20-30℃,缩合反应时间为12-24小时。
8.如权利要求1所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述的后处理为减压蒸馏去除溶剂,残液冷却后加入***,搅拌,分别用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤,无水硫酸镁干燥过夜,抽干***后再重结晶。
9.如权利要求1所述的一锅法制备反式(E)结构咖啡酸酯衍生物的方法,其特征在于:所述的后处理为将反应液倒入稀盐酸溶液中,搅拌,过滤,滤饼用蒸馏水打浆洗涤,抽干,低温烘干后再重结晶。
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