禹兴海, 冯 雷, 金淑萍, 岳国仁

(河西学院 化学系 西部资源与环境化学重点实验室,甘肃 张掖 734000)

香豆素类化合物具有抗菌、抗凝血、抗线胺的释放和降压作用，某些衍生物还具有抗HIV和抗肿瘤活性[1，2]。1992年美国科学家[3]从马来西亚热带雨林树木(Calophyllum lanigerum)中分离出具有抗艾滋病病毒活性的香豆素类化合物Calanolides，其中Calanolide A对艾滋病毒的EC50达到了0.1 mmol·L-1。7-羟基-4-甲基香豆素(1)是合成Calanolide A的重要母体。

由于Schiff碱独特的抗菌、抗癌、除草等生理活性，引起了人们广泛、系统、深入的理论与应用研究[4～6]。在医学领域，水杨醛类Schiff碱具有止痛、抗炎、抑菌、杀菌等生物活性，而且抗癌效应优于其他醛类Schiff碱，极具应用价值[7]。根据拼合原理,通过一定的合成路线可将香豆素骨架引入到水杨醛类Schiff碱中，从而实现香豆素与水杨醛类Schiff碱生物活性成分的叠加，期望得到高生物活性的先导化合物。

本文在无溶剂条件下,以草酸为催化剂,间苯二酚与乙酰乙酸乙酯经Pechmann反应制得7-羟基-4-甲基香豆素(1); 1经硝化、还原制得3-氨基-7-羟基-4-甲基香豆素(2);2与取代水杨醛(3a～3d)经缩合反应合成了四个新的含香豆素骨架水杨醛类Schiff碱衍生物(4a～4d, Scheme 1)，其结构经1H NMR, IR和元素分析表征。希望通过对此类化合物的合成、生物活性与构效关系的研究, 寻找到具有优良生物活性的新型含香豆素骨架水杨醛类Schiff碱衍生物。

Scheme1

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

X-4型显微熔点仪(温度计未经校正);Mercury-400型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂,TMS为内标);Thermo Nicolet IR-200型红外光谱仪(KBr压片);Perkin Elmer-2400型元素分析仪。

间苯二酚,乙酰乙酸乙酯和草酸,分析纯,上海试剂一厂;3a～3d,国药集团北京化学试剂公司;其余所用试剂均为分析纯,使用前按标准方法纯化，活性炭经活化处理。

1.2 合成

(1)1的合成

在烧瓶(回流冷凝管带无水氯化钙干燥管)中依次加入间二苯酚1.1 g(10 mmol),乙酰乙酸乙酯1.1 g(15 mmol)和草酸10 mg(0.1 mmol),搅拌下于85 ℃回流反应30 min[TLC跟踪，展开剂A:V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=1 ∶3]。加入少量碎冰，静置析晶，抽滤，滤饼用水洗涤2次～3次，无水乙醇重结晶得白色针状晶体1，产率92.5%, m.p.188 ℃～190 ℃。

(2)2的合成

在烧瓶中加入11.8 g(10 mmol),搅拌下于40 ℃(水浴)慢慢滴加浓硝酸(10 mL)和冰醋酸(10 mL)的混合液,滴毕，回流反应2 h(TLC跟踪,展开剂A)。置冰水浴中用饱和NaCO3溶液调至中性，抽滤，滤饼用水充分洗涤，干燥得黄色粉末7-羟基-4-甲基-3-硝基香豆素，产率57.4%, m.p.218 ℃～220 ℃。

在烧瓶中依次加入7-羟基-4-甲基-3-硝基香豆素 1.1 g(5 mmol),甲醇20 mL和活性炭，煮沸后冷却至室温，搅拌下缓慢滴加水合肼(6 mmol)的甲醇溶液25 mL，回流反应30 min[TLC跟踪，展开剂:V(丙酮) ∶V(石油醚)=1 ∶2]。趁热过滤，滤液减压旋干，残余物用75%乙醇重结晶得绿色针状晶体2，产率92.2%, m.p.250 ℃～252 ℃;1H NMRδ: 2.28(s, 3H, CH3), 3.34(s, 1H, OH), 6.04(s, 2H, NH2), 6.64～6.66(d, 2H, ArH), 6.84(s, 1H, ArH); IRν: 3 360, 3 290， 3 071， 2 948， 1 703， 1 582， 1 383， 1 283， 1 184， 1 063， 909， 818 cm-1; Anal.calcd for C10H9NO3: C 62.81, H 4.74, N 7.33; found C 62.56, H 4.71, N 7.41。

(3)4的合成(以4a为例)

在烧瓶中加入21.0 g(5 mmol)的无水乙醇(20 mL)溶液，搅拌下滴加水杨醛(3a)1 mL(8 mmol),滴毕，回流反应3 h(出现少量黄色沉淀)。蒸馏浓缩，冷却至室温,有黄色晶体析出,过滤，滤饼用少量无水乙醇洗涤3次，无水乙醇重结晶，真空干燥得4a。

用类似方法合成4b～4d。

4a: 桔黄色固体，产率72.8%, m.p.282 ℃～284;1H NMRδ: 2.45(s, 3H, CH3), 6.89(d, 2H, ArH), 6.97(s, 1H, ArH), 7.31～7.42(m, 2H, ArH), 7.65(d, 1H, ArH), 7.75(d, 1H, ArH), 9.07(s, 1H, N=CH), 10.93(s, 1H, OH), 13.53(s, 1H, OH); IRν: 3 420， 3 055， 2 971， 1 703， 1 613， 1 528， 1 360， 1 201， 1 068， 871 cm-1; Anal.calcd for C17H13NO4: C 69.15, H 4.44, N 7.33; found C 68.11, H 4.50, N 7.13。

4b: 黄色固体，产率70.4%, m.p.>300 ℃;1H NMRδ: 2.45(s, 3H, CH3), 6.89(d, 2H, ArH), 6.97(s, 1H, ArH), 7.79(d, 1H, ArH), 7.92(d, 1H, ArH), 8.12(d, 1H, ArH), 8.50(s, 1H, N=CH), 12.81(s, 1H, OH), 14.58(s, 1H, OH); IRν: 3 388, 3 060, 3 005, 1 704, 1 614, 1 533, 1 382, 1 349, 1 261, 1 074, 824, 770 cm-1; Anal.calcd for C17H12N2O6: C 60.00, H 3.55, N 8.23; found C 60.11, H 3.50, N 8.13。

4c: 浅黄色固体，产率70.4%, m.p.>300 ℃;1H NMRδ: 2.45(s, 3H, CH3), 6.89(d, 2H, ArH), 6.97(s, 1H, ArH), 7.64(d, 1H, ArH), 7.87(dd, 1H, ArH), 8.02(d, 1H, ArH), 8.50(s, 1H, N=CH), 12.81(s, 1H, OH), 14.58(s, 1H, OH); IRν: 3 408, 3 067, 3 005, 1 704, 1 614, 1 528, 1 380, 1 349, 1 261, 1 176, 1 054, 932, 871, 758 cm-1; Anal.calcd for C17H12NO4Cl: C 61.92, H 3.67, N 4.25; found C 61.88, H 3.85, N 4.22。

4d: 桔黄色固体，产率72.8%, m.p.>300 ℃;1H NMRδ: 2.45(s, 3H, CH3), 6.89(d, 2H, ArH), 6.97(s, 1H, ArH), 7.59(d, 1H, ArH), 7.84(d, 1H, ArH), 7.99(d, 1H, ArH), 8.50(s, 1H, N=CH), 12.81(s, 1H, OH), 14.58(s, 1H, OH); IRν: 3 408, 3 066, 3 005, 1 704, 1 618, 1 522, 1 386, 1 249, 1 184, 1 106, 909, 867, 754 cm-1; Anal.calcd for C17H12NO4Br: C 54.57, H 3.23, N 3.74; found C 54.40, H 3.31, N 3.92。

2 结果与讨论

2.1 1的合成、硝化与还原

传统方法是在浓硫酸催化下，间苯二酚与乙酰乙酸乙酯通过Pechmann反应合成1[8]。浓硫酸腐蚀设备、污染环境、后续处理过程复杂。本文以草酸为催化剂，催化剂活性高、用量少，并具有反应条件温和，反应速率快，后处理简单等优点。

实验结果表明，合成1的较适宜反应条件为：间苯二酚10 mmol,n(间苯二酚) ∶n(乙酰乙酸乙酯)=1.0 ∶1.1,草酸0.1 mmol,于85 ℃反应30 min。

用硝酸/浓硫酸混酸体系作1的硝化试剂，反应较剧烈，选择性不易控制，由于1在混酸中溶解度极小，不利于反应顺利进行。本文采用硝酸/冰醋酸体系作硝化试剂，由1合成7-羟基-4-甲基-3-硝基香豆素。在硝酸/冰醋酸体系中不仅1能溶解，而且反应条件温和，选择性较好，不易发生苯环上的亲电取代反应。

在酸性介质中，1会形成苯并吡喃鎓盐，使得C=O吸电子能力削弱，在甲基供电子效应协同作用下，杂环3-C被活化容易受到硝基正离子的亲电进攻。因此推测反应可能按如下机理进行。

参照文献[9，10]方法，本实验采用30%水合肼/活性炭定量还原7-羟基-4-甲基-3-硝基香豆素生成2。实验结果表明，水合肼用量宜为底物的1.2 eq.，回流反应30 min。

2.2 4的合成

2与水杨醛的反应很容易发生，在室温下即可进行，其反应体系可以是水相，也可以是有机相，本实验选用无水乙醇作溶剂，以利于底物溶解和产物的快速形成与分离。2与取代水杨醛反应时,要加少量冰醋酸，控制反应体系pH 5～6。由于醛与胺的反应属于加成-消除反应，过高或过低的pH值会导致产率较低。

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