有機(jī)化學(xué)生物的合成解析

1、有機(jī)化學(xué)生物的合成解析     反應(yīng)完畢后,減壓除去溶劑,所得粗產(chǎn)物用100mL二氯甲烷溶解,分別用50mL1mol/LNaOH溶液和50mL蒸餾水各洗滌2次,用無水Na2SO4干燥,減壓除去溶劑,得橙紅色油狀物。用乙醇-乙醚混合溶劑對橙紅色油狀物進(jìn)行重結(jié)晶,得粗產(chǎn)物黃色固體。該粗產(chǎn)物用硅膠色譜柱分離,展開劑為V(甲醇)V(氯仿)=120,得34gN-對氨基苯基-2-乙基-3-芐氧基-4-吡啶酮,收率266%。產(chǎn)物用FT-IR(KBr)檢測得紅外吸收峰分別為3413、3315(NH2)、3207(CH)、2956(CH)、1623(C=O)、1643、1

2、610、1567、1509、1479、1310、1282、1161、968、829、749、697;1HNMR(CDCl3,300MHz)檢測得核磁吸收峰分別為082(t,J=75Hz,3H)、237(q,J=7Hz,2H)、407(s,2H)、529(s,2H)、640(d,J=75Hz,1H)、718(d,J=75Hz,1H)、667(d,J=85Hz,2H)、694(d,J=85Hz,2H)、726(m,3H)、744(d,J=68Hz,2H);ESI-MS檢測得m/z為321(M+H+);UV-vis(CH3OH)檢測得max分別為213nm、251nm、280nm。124N,N-二對

3、-(2-乙基-3-芐氧基-4-吡啶酮)苯基丙二酰胺的合成在250mL圓底燒瓶中加入320g(001mol)N-對胺基苯基-2-乙基-3-芐氧基-4-吡啶酮,用150mL干燥的二氯甲烷溶解,然后加入5mL三乙胺做縛酸劑,在冰浴中攪拌。取060mL(005mol)新制備的丙二酰氯12,用50mL干燥的二氯甲烷稀釋后,逐滴加入到反應(yīng)液中,滴加時溫度控制在05。滴加完畢后,自然升溫至室溫,攪拌反應(yīng)12h13。反應(yīng)結(jié)束后,用200mL蒸餾水洗滌3次,用無水Na2SO4干燥,減壓除去溶劑后得淡黃色固體粗產(chǎn)物。該粗產(chǎn)物通過硅膠柱分離,展開劑為甲醇和氯仿的混合溶劑(V(甲醇)V(氯仿)=18),得到136g淡

4、黃色固體,產(chǎn)率為38%。產(chǎn)物用FT-IR(KBr)檢測得紅外吸收峰分別為3253(NH)、3190(CH)、3056(CH)、2976(CH)、1685(HNC=O)、1616(C=O)、1542、1509、1408、1325、1289、1244、1164、1021、974、834、745、694、516;1HNMR(CDCl3,300MHz)檢測得核磁吸收峰分別為083(t,J=75Hz,6H)、238(q,J=72Hz,4H)、368(s,2H)、528(s,4H)、650(d,J=74Hz,1H)、714(d,J=85Hz,2H)、723(m,4H)、739(d,J=7Hz,2H)、78

5、1(d,J=85Hz,2H)、1085(s,1H);ESI-MS檢測得m/z為709(M+H+);UV-vis(CH3OH)檢測得max分別為212nm、253nm、291nm。N,N-二對-(2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮)苯基丙二酰胺(四齒HOPO)的合成在250mL三口燒瓶中加入070g(0001mol)N,N-二對-(2-乙基-3-芐氧基-4-吡啶酮)苯基丙二酰胺,將其溶解于88mL甲醇和水的混合溶劑(V(甲醇)V(水)=101),加入035g的Pd/C(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%)作催化劑,通入氫氣氫解6h。反應(yīng)完畢后,抽濾除去催化劑,減壓蒸餾除去溶劑,粗產(chǎn)物經(jīng)甲醇/乙醚重結(jié)晶后得白色粉末04g

6、14,產(chǎn)率為80%。產(chǎn)物用FT-IR(KBr)檢測得紅外吸收峰分別為3232(NH)、3188(CH)、3049(CH)、2875(CH)、1696(HNC=O)、1624(C=O)、1670、1592、1532、1489、1405、1301、1244、1176、1021、944、846、754、593;1HNMR(CDCl3,300MHz)檢測得核磁吸收峰分別為085(t,J=75Hz,3H)、239(q,J=73Hz,2H)、343(s,1H)、633(d,J=72Hz,2H)、719(d,J=72Hz,2H)、710(d,J=87Hz,2H)、764(d,J=87Hz,2H);ESI-M

7、S檢測得m/z為551(M+Na+);UV-vis(CH3OH)檢測得max分別為210nm、252nm、280nm。產(chǎn)物的合成工藝211產(chǎn)物3的最佳合成工藝在制備產(chǎn)物3(N-對胺基苯基-2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮)的過程中,文獻(xiàn)10并未涉及反應(yīng)溫度,而試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),溫度對產(chǎn)物3產(chǎn)率影響很大。確定反應(yīng)物料比n(乙基麥芽酚)n(對苯二胺)為118,反應(yīng)功率為400W,分別在30、50、70、90、95、110、130和150條件下反應(yīng)60min。溫度對產(chǎn)物3產(chǎn)率的影響結(jié)果見表1。由表1可知,隨著反應(yīng)溫度的升高,產(chǎn)物3的產(chǎn)率增加;但當(dāng)溫度升高到一定范圍時,微波反應(yīng)會出現(xiàn)不同程度的糊化現(xiàn)象,產(chǎn)率相應(yīng)

8、出現(xiàn)較大幅度下降。該反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度為95,此時產(chǎn)物3的產(chǎn)率為55%。產(chǎn)物4的最佳合成工藝考慮到產(chǎn)物3與丙二酰氯反應(yīng)時,其中的羥基可能會對酰胺化反應(yīng)造成干擾,因此需要對羥基進(jìn)行保護(hù)。本文分別討論了微波爐反應(yīng)功率、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度及反應(yīng)物料比對產(chǎn)物4(N-對胺基苯基-2-乙基-3-芐氧基-4-吡啶酮)產(chǎn)率的影響,確定產(chǎn)物4適宜的合成工藝為:物料比n(N-對胺基苯基-2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮)n(氯化芐)n(氫氧化鈉)=566,反應(yīng)時間30min,反應(yīng)溫度65,反應(yīng)功率300W。由于該反應(yīng)的副產(chǎn)物中含有大量紅色油狀液體,分別嘗試不同的分離方法,最終確定產(chǎn)物4適宜的分離條件如下:先用乙醇-

9、乙醚對油狀物進(jìn)行重結(jié)晶,再用硅膠柱對重結(jié)晶所得的黃色固體進(jìn)行分離,洗脫劑為V(甲醇)V(氯仿)=120的甲醇氯仿混合溶劑。最終產(chǎn)物為白色固體。產(chǎn)物7的最佳合成工藝在合成出產(chǎn)物4后,即可通過酰胺化反應(yīng)制備產(chǎn)物7(N,N-二對-(2-乙基-3-芐氧基-4-吡啶酮)苯基丙二酰胺)。由于反應(yīng)原料涉及酰氯,所有試劑必須經(jīng)過除水處理。本文討論了溶劑干燥程度、反應(yīng)物料比、反應(yīng)時間及縛酸劑等因素對產(chǎn)物7產(chǎn)率的影響,確定該酰胺化反應(yīng)的最佳條件如下:溶劑為重蒸的二氯甲烷,縛酸劑為干燥三乙胺,最佳物料比為n(丙二酰氯)n(N-對胺基苯基-2-乙基-3-芐氧基-4-吡啶酮)n(三乙胺)=125,最佳反應(yīng)溫度為25,反

10、應(yīng)時間為12h。此時產(chǎn)物7的產(chǎn)率可達(dá)38%。214產(chǎn)物8的最佳合成工藝為了得到目標(biāo)產(chǎn)物8(N,N-二對-(2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮)苯基丙二酰胺),需要將產(chǎn)物7進(jìn)行氫解反應(yīng),脫去羥基的保護(hù)基團(tuán)。該反應(yīng)需在質(zhì)子化溶劑中進(jìn)行,在Pd/C的催化作用下,通入氫氣,即可發(fā)生脫芐基反應(yīng)。分別探討了反應(yīng)溶劑、催化劑的用量及反應(yīng)時間對產(chǎn)物8產(chǎn)率的影響,確定該反應(yīng)的最佳溶劑為V(甲醇)V(水)=101的混合溶劑,催化劑的量為原料質(zhì)量的50%,反應(yīng)時間為6h,此時氫解產(chǎn)率可達(dá)到80%。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與表征采用紫外可見光譜、紅外光譜、核磁共振氫譜及質(zhì)譜等對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。產(chǎn)物7和產(chǎn)物8的UV-Vis譜圖(CH3

11、OH)見圖2。由圖2可知,產(chǎn)物7和產(chǎn)物8在254nm和280nm處的紫外吸收峰有很大差異:與產(chǎn)物7相比,氫解后的產(chǎn)物8的紫外光譜圖在252nm處的吸收峰向短波方向移動,在280nm處的吸收峰卻向長波方向移動。這說明脫芐基反應(yīng)對產(chǎn)物的紫外吸收峰有較大影響。產(chǎn)物7和產(chǎn)物8的FT-IR(KBr壓片)譜圖見圖3。由圖3可知,產(chǎn)物7在3253cm-1處的吸收峰為仲胺NH的伸縮振動峰,在3187cm-1處的吸收峰為苯胺上苯環(huán)CH的伸縮振動峰,在3050cm-1處的吸收峰為吡啶環(huán)上不飽和CH的伸縮振動峰,在2982cm-1處的吸收峰為飽和CH的伸縮振動峰,在1682cm-1處的吸收峰屬于酰胺的C=O的伸縮振

12、動峰,在1670cm-1處的吸收峰為吡啶環(huán)上雙鍵C=C的伸縮振動峰,在1625cm-1、1542cm-1和1503cm-1處的吸收峰為苯環(huán)的骨架振動峰,在748cm-1和697cm-1處的吸收峰為芐基上單取代苯的CH面外彎曲振動吸收峰,在846cm-1處的吸收峰為對位取代苯的CH面外彎曲振動吸收峰;氫解后產(chǎn)物8與產(chǎn)物7的紅外譜圖大體相同,但在3470cm-1處有較弱的吸收峰,同時在指紋區(qū)單取代苯CH的特征吸收峰(748cm-1和697cm-1)消失。這些數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)15的一致,證明了羥基脫保護(hù)反應(yīng)的成功。為產(chǎn)物8的MS圖譜。由圖4可知,目標(biāo)化合物8的分子離子峰為m/z551(M+23+,C29H

13、28N4O6),而產(chǎn)物7的分子離子峰為m/z709(M+1+,C43H40N4O6)。這兩個數(shù)據(jù)與產(chǎn)物脫保護(hù)前后的相對分子質(zhì)量正好吻合,也說明了氫解反應(yīng)的成功。氫解后所得的產(chǎn)物8的氫譜見圖5。在1HNMR(CDCl3,300MHz)圖譜中,吡啶環(huán)上的乙基分別在085和239處出3重峰和4重峰,酰胺鍵上的1個H在343處出單峰,苯環(huán)上的4個H分別在713和769處出雙峰,吡啶環(huán)上的2個H分別在633和721處出雙峰。比較產(chǎn)物7和產(chǎn)物8的氫譜,兩者最大的區(qū)別就在于6478區(qū)間不飽和氫原子的個數(shù),氫解前產(chǎn)物7在6478區(qū)間的不飽和氫原子數(shù)為11,而氫解后產(chǎn)物8在這個位移區(qū)間的不飽和氫原子數(shù)為6。這與脫芐基(苯環(huán)上的5個不飽和氫)反應(yīng)預(yù)期