酸性離子液體催化雙香豆素的合成研究*

李宏艷，粱明輝，王林業(yè)，朱詩笑，徐 棟，程 優(yōu)，李佰林

（臺州學院 醫(yī)藥化工學院，浙江 臺州 318000）

酸性離子液體催化雙香豆素的合成研究*

李宏艷，粱明輝，王林業(yè)，朱詩笑，徐 棟，程 優(yōu)，李佰林＊

（臺州學院 醫(yī)藥化工學院，浙江 臺州 318000）

采用新型的布朗斯特酸性離子液體催化了香豆素與芳香醛的縮合反應(yīng)，在水溶劑中以良好的收率制備了13種雙香豆素化合物。所用催化劑易于制備和存儲，重復(fù)使用能保持較高的催化活性。

雙香豆素；合成；離子液體

1 前言

香豆素類化合物，是以苯并吡喃酮為母體的結(jié)構(gòu)修飾化合物，廣泛存在于植物中，特別是在傘形科、蕓香科等植物中［1］。香豆素由于特殊的內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，不僅具有優(yōu)良的光學活性，且具有優(yōu)異的生理活性。因此，在化學、環(huán)境、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。如可作為光學活性的染料敏化劑［2-3］，熒光傳感器［4-6］，熒光探針［7-8］；在生物活性方面具有抗腫瘤作用［9］，抗氧化活性［10］，抗HIV活性［11-12］等。在眾多的香豆素衍生物中，雙香豆素是一類重要的衍生物，其具有廣泛的生物活性，如具有突出的抗凝作用［13］。

目前已有大量文獻報道了雙香豆素的合成，如在乙醇中回流合成［14］，在水相中用SDS催化合成［15］，固體酸催化合成［16］。以上這些方法都存在一些問題，如需要使用有機溶劑，反應(yīng)時間長，反應(yīng)條件苛刻，催化劑用量過多等，最重要的是大部分催化劑不能重復(fù)使用。因此，開發(fā)高效、新穎的催化雙香豆素縮合反應(yīng)催化劑還是很有必要的。在前期工作中，已成功將功能化酸性離子液體催化劑應(yīng)用于吲哚的合成［17］。本文將以其為催化劑，芳香醛和4-羥基香豆素為原料，在水相中合成雙香豆素化合物。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

Bruker400核磁共振儀；Carlo Erba 1160元素分析儀；DF101D集熱式磁力攪拌器；FTIR-8400付立葉變換紅外光譜儀。

實驗所用試劑全部為國藥集團化學試劑有限公司購買，純度為分析純；4-羥基香豆素為自制。

2.2 離子液體的制備

將三甲基硅咪唑（14.0g 0.1mol）加入到100 mL三口燒瓶中，冰浴條件下滴加緩慢滴加1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯（24.4g 0.2mol），滴加完畢后并在冰浴條件下繼續(xù)攪拌0.5h，滴加約5 mL水，繼續(xù)攪拌5h左右，減壓蒸餾脫去水和三甲基硅醇，得到中間產(chǎn)物兩性化合物。向所得中間產(chǎn)物的水溶液中滴加等摩爾的三

氟甲磺酸（15.0g 0.1mol），滴加完畢后回流2h，最后于90℃條件下減壓脫溶除去溶劑水，得到淺黃色透明狀離子液體43.2g，收率95%。離子液體的表征數(shù)據(jù)如下：1H NMR（400 MHz，D2O，δ ppm）：δ 2.14-2.19 （m，4H），2.76-2.79（t，4H，J=7.5 Hz），4.20-4.23（t，4H，J=7.5 Hz），7.39-7.41（d，2H，J=1.5 Hz），8.70（s，1H）. 13C NMR （125 MHz，D2O，δ ppm）：20.9，28.1，49.0，50.1，122.5，135.3. Anal. Calcd. for C10H10N2O2F3S3：C，26.37；H，2.20；N，6.16；O，31.65；F，12.52；S，21.10；Found：C，26.36；H，2.19；N，6.15；O，31.63；F，12.51；S，21.11。

2.3 離子液體催化雙香豆素的反應(yīng)

將離子液體（0.25 mmol）加入圓底燒瓶中，加入10mL蒸餾水溶解離子液體，隨后加入4-羥基香豆素（5 mmol）、芳香醛（5.0 mmol）攪拌，油浴溫度緩慢升溫至80℃（TLC跟蹤反應(yīng)），反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾，濾餅用水洗滌、重結(jié)晶、干燥后得到產(chǎn)物3。收率見表1，部分產(chǎn)物的紅外、核磁表征結(jié)果如下：

表1 離子液體催化的雙香豆素化合物合成Table1.Synthesis of Biscoumarins catalyzed by ILs in water

2.4 離子液體的回收利用

以對硝基苯甲醛反應(yīng)為例，考察催化劑的回收利用效果，具體反應(yīng)步驟見“2.3”。反應(yīng)結(jié)束后，過濾得到濾液，含催化劑的濾液減壓蒸餾，除去水后，直接用于催化下次反應(yīng)。經(jīng)過5次重復(fù)使用后，產(chǎn)物收率為90%，可見其催化效果沒有明顯的降低。結(jié)果如表2所示。

表2 催化劑的回收利用Table2.Recycling of the catalyst in the condensation reaction

2.5 結(jié)果與討論

利用新型磺酸型離子液體為催化劑，能有效催化一系列的芳香醛與4-羥基香豆素的縮合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果見表1。從表中可見，在離子液體催化下，大部分反應(yīng)在較短時間內(nèi)即可獲得較好收率（88%～97%），芳環(huán)上的取代基對反應(yīng)有一定的影響。在給電子基團中，對位取代基要優(yōu)于鄰、間位取代（序號2，3，7，10）；吸電子基團對位比鄰、間位吸電子基團更有利于反應(yīng)的進行，吸電性越強越產(chǎn)物收率越高（序號4，5, 6，8，9，11），而苯環(huán)上無取代基團則不利于反應(yīng)進行（序號1，13）。

3 結(jié)論

與已報道的合成方法相比，酸性離子液體催化的，水中進行的芳香醛與4-羥基香豆素的縮合反應(yīng)，具有反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率高、操作簡單、催化劑易得、易保存、可回收重復(fù)使用等優(yōu)點，避免了部分傳統(tǒng)合成方法使用有機溶劑、催化劑不能回收利用、反應(yīng)時間長等不足。該方法為雙香豆素化合物的合成提供了新途徑，符合綠色化學要求，有潛在的應(yīng)用前景。

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Acidic Ionic Liquid Catalyzed Green Synthesis of Biscoumarin Derivatives

LI Hong-yan，LIANG Ming-hui，WANG Lin-ye，ZHU Shi-xiao，XU Dong，CHENG You，LI Bai-lin*
（School of Pharmaceutical and Chemical Engineering,Taizhou University，Taizhou 318000,China）

Brφnsted acidic ionic liquids catalyzed efficient Pechmann condensation of coumarin and aldehyde.Thirteen Biscoumarin derivatives were prepared in good to excellent yields in water solvent.The catalysts are environmentally benign and can be easily prepared,stored,and recovered without significant loss of activity.

Dicoumarin;Pechmann reaction;Ionic liquid

10.13853/j.cnki.issn.1672-3708.2014.03.008

2014-04-04；

2014-05-23

浙江省教育廳項目（Y201328326）資助。

簡介：李佰林（1972- ），男，吉林永吉人，講師，博士，主要從事綠色有機合成研究。