王亚娜，林家皇，倪青玲，张　芳，余荣华，王修建

(广西师范大学化学与药学学院，广西桂林541004)



2-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-吡啶基-4-咪唑烷基]苯酚的合成及晶体结构

王亚娜，林家皇，倪青玲，张芳，余荣华，王修建

(广西师范大学化学与药学学院，广西桂林541004)

摘要：水杨醛分别与2-氨甲基吡啶和4-氨甲基吡啶通过亲核反应，得到2种双席夫碱2-{1，2-二[(E)-2-羟基苯亚甲氨基)]-2-(吡啶基)乙基}苯酚，其还原产物与甲醛发生关环反应，得到2种结构新颖的多酚羟基咪唑啉化合物2-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-(2-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2a)和2-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-(4-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2b)，用1H NMR、13C NMR、IR等对2a、2b的结构进行了表征。通过X-射线单晶衍射确定了2a的晶体结构，2a的晶体属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数：a=1.346 0(4) nm，b=1.477 1(4) nm， c=1.202 7(5) nm，β=100.490(1)°， V=2.351 1(14) nm3，Dc=1.281 mg/cm-3， Z=4， F(000)=960.439 0， μ=0.08 mm-1。

关键词：水杨醛；氨基吡啶；咪唑啉化合物；合成； 晶体结构

含氮杂环化合物是一类具有重要应用价值和生物活性的化合物，广泛应用于医药、农药与日化等各个方面。咪唑啉是含氮杂环化合物的重要代表，其核心的五元杂环是天然产物化学、药物化学[1-2]、表面活性剂、防腐蚀[3-4]、配位化学[5-6]、金属有机催化[7-8]等领域的关键基团，并且咪唑啉中的二氮杂五元环上的氮原子具有孤对电子，是较好的供电子体，这赋予了该类化合物重要的化学与生物学上的意义，所以咪唑啉衍生物杂环结构的合成一直是化学领域研究的一个热点[9-12]。

本文利用水杨醛和氨基吡啶反应合成了双席夫碱，再经还原，最后还原产物(1a， 1b)和甲醛进行关环反应，得到2种结构新颖的多酚羟基咪唑啉化合物2-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-(2-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2a)和2-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-(4-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2b)，并用1HNMR、13CNMR、IR对2a、2b的结构进行了表征，通过X-射线单晶衍射确定了2a的晶体结构。

1实验部分

1.1主要仪器及试剂

XT-4型熔点仪；PerkinElmer(PE)OneFT-IRSpectrometer傅立叶变换红外光谱仪(KBr压片)；AvanceAV500MHz核磁共振波谱仪；BrukerSMARTCCD衍射仪。

甲醛为化学纯，其余试剂均为分析纯。

1.2化合物的合成与表征

2-{1，2-二[(E)-2-羟基苯亚甲氨基)]-吡啶基乙基}苯酚依据文献[13]合成，化合物2a，2b的合成路线见图1。

图1　目标化合物2a，2b的合成路线Fig.1　Synthetic route of the title compounds 2a，2b

1.2.12-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-(2-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2a)的合成

取0.501 7g(1mmol)2-{1，2-二[(E)-2-羟基苯亚甲氨基)]-2-吡啶基乙基}苯酚(1a)溶于无水乙醇，冰水浴，缓慢滴加3.41mL(2mmol)甲醛及10mL乙醇的混合液，搅拌下滴加2～3滴浓盐酸，反应48h，旋干，固体用CH3CH2OH和CH2Cl2(体积比为1∶1) 的混合溶液溶解，放置挥发，过滤，干燥，得白色固体2a，产率为82.1%。

2a：m.p.181～183 ℃。1HNMR(DMSO-d6，500MHz)：3.56(d，J=13.54Hz，2H，NCH2N)，3.77～3.96(m，4H，CH2PhOH)，4.43～4.60(d，J=9.49Hz，2H，NCHCHN)，6.44～6.76(m，8H，PhH)，6.81～7.07(m，4H，PhH)，7.11～7.46(t，J=7.36Hz，3H，PyH)，8.27(s，H，J=4.37Hz，PyH)，9.69(s，H，PhOH)，10.50(d，2H，CH2PhOH)。13CNMR(DMSO-d6，125MHz)：51.3，52.5，68.6，72.0，74.6，115.9，118.4，119.3，122.3，123.8，128.8，130.3，136.0，148.2，156.9，158.9。IR(KBr，cm-1)：3 423(s)，3 069(s)，2 940(m)，1 591(s)，1 489(s)，1 459(m)，1 252(s)，761(m)，746(s)。

1.2.22-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-(4-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2b)的合成

用与1a合成类似的方法合成了2b，白色固体，产率83.8%。

2b：m.p.148～151 ℃。1HNMR(MeOH-d4，500MHz)：3.63(d，J=7.00Hz，2H，NCH2N)，3.82～3.95(m，4H，CH2PhOH)，4.45～4.57(d，2H，NCHCHN)，6.63～7.20(m，8H，PhH)，7.20～7.25(m，4H，PhH)，7.38(d，J=5.89Hz，2H，PyH)，8.50(d，J=5.87Hz，2H，PyH)。13CNMR(MeOH-d4，125MHz)：49.3，54.6，69.3，73.3，75.1，115.7，116.8，119.7，121.5，123.6，129.1，130.5，130.9，131.5，148.7，155.8，156.1。IR(KBr，cm-1)：3 407(s)，3 088(s)，2 989(m)，1 607(s)，1 461(s)，1 427(m)，1 247(s)，755(s)。

1.32a的单晶制备和结构测定

称取2a的粗产品0.090 6g(0.2mmol)于2mLCH3OH和4mLCH2Cl2中搅拌溶解，过滤，缓慢挥发，3d后得无色正方形块状晶体。

选取大小为0.48mm×0.42mm×0.26mm的2a单晶做X-射线衍射分析，采用石墨单色化MoKα射线(λ=0．071 073nm)，以ω/2θ扫描方式收集数据，在3.1°<θ<27.5° 共收集21 813个衍射点，其中独立衍射点5 333个，最终偏差因子R1=0.037 7，wR2=0.107 0，氢原子坐标经差值Fourier合成得到，非氢原子坐标由直接法得到。氢原子采用各向同性热参数修正，其他原子采用各向异性热参数修正，晶体结构用全矩阵最小乘法修正[I>2σ(I)]。结果表明2a的晶体属于单斜晶系，P2(1)/c空间群，晶胞参数：a=1.346 0(4)nm，b=1.477 1(4)nm，c=1.202 7(5)nm，β=100.490(1)°，V=2.351 2(14)nm3，Dc=1.281mg·cm-3，Z=4，F(000)=960.439 0，μ=0.08mm-1。2a(CCDC： 1434038)的晶体学参数见表1。

表1　2a的晶体学参数

2结果与讨论

2a的分子结构和晶胞堆积图分别见图2、图3和图4，氢键键长见表2，主要键长和键角见表3。由图2可见，2a是一个潜在的六齿配体，其中包括3个酚氧原子[O1，O2，O3]，2个氨基氮原子[N1，N2]和1个吡啶环氮原子[N3]，其中吡啶上的N原子处于2位，使2a更容易与金属配位。分子中还含有2个手性碳原子[C1，C2]，它们均为sp3杂化。

2a的3个带酚羟基的苯环与吡啶环均伸向不同的方向，与中央的咪唑啉环的夹角均接近90°。由表3可知咪唑啉环上5个键角总和为518°，显示咪唑啉五元环稍偏离平面结构，平面偏离值为0.173 4。分子中C—N、C—O和C—C键长都处于正常范围。分子内存在O—H…N氢键，同时苯环[C4～C9]和吡啶环间存在分子内π…π作用，两环中心间距离为0.377nm(见图2)。分子间的O—H…N氢键(O2—H2…N3i，i：x， 1/2-y， -1/2+z)沿b轴连接分子成一维链状(图3)，同时分子间的C—H…π作用也参与连接分子成三维结构(图4)。

虚线为分子内O—H…N氢键和π…π作用图2　2a的分子结构图Fig.2　Molecular structure of 2a

图3　化合物2a沿b轴的分子间O—H…N氢键Fig.3　Intermolecular O—H…N interactions along b axis of 2a

图4　化合物2a的分子堆积图Fig.4　Packing diagram of 2a

D—H…Ad(D—H)/nmd(H…A)/nmd(D…A)/nm∠(DHA)/(°)O1—H1…N20.0940(2)0.1830(2)0.2696(14)152.1(18)O2—H2…N310.0970(2)0.1810(2)0.2778(16)174.5(19)O3—H3…O20.1010(2)0.2520(2)0.2968(14)106.8(14)O3—H3…N10.1010(2)0.1720(2)0.2660(14)153.1(18)C1—H1A…O320.0989(14)0.2493(14)0.3406(14)153.3(11)C8—H8…O320.0984(14)0.2460(14)0.3273(16)139.8(10)

1： x， 1/2-y， -1/2+z; 2： x， 1/2-y， 1/2+z。

3结论

本文利用文献[13]合成的1a和1b作为原料，与甲醛通过缩合反应关环得到咪唑啉衍生物2-[1，3-二(2-羟基苯甲基)-5-(2-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2a)和2-[1，3-二(2-羟基苯基)-5-(4-吡啶基)-4-咪唑烷基]苯酚(2b)，这种咪唑啉衍生物含有较多的配位点，是潜在的六齿配体，并且因化合物中有2个手性碳，具有潜在的生物活性和药理作用。这种合成方法反应条件温和，产率高，事实上通过这种方法，我们尝试了合适地改变咪唑啉环上的取代基可得到不同的咪唑啉衍生物，有利于系统地探讨这类结构的性质，系统的合成工作我们仍在开展中。

表3　2a的主要键长和键角

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(责任编辑王龙杰)

doi:10.16088/j.issn.1001-6600.2016.02.015

收稿日期：2016-01-20

基金项目：国家自然科学基金资助项目(21202024，21373063，21462005)；广西研究生教育创新项目(YCSZ2015092)

中图分类号：O626.2

文献标志码：A

文章编号：1001-6600(2016)01-0105-06

SynthesisandCrystalStructureof2-[1，3-bis(2-hydroxybenzyl)-5-pyridyl-4-imidazolidinyl]phenol

WANGYana，LINJiahuang，NIQingling，ZHANGFang，YURonghua，WANGXiujian

(SchoolofChemistryandPharmaceuticalSciences，GuangxiNormalUniversity，GuilinGuangxi541004，China)

Abstract:Sailcylaldehyde reacts respectively with 2-aminomethylpyridine and 4-aminomethylpyridine to afford two bis-schiff bases， whose reduction products，2-[1，2-bis{[(E)-(2-hydroxyphenyl)methylidene]amino}-2-pyridinylethyl]phenol (1a，1b)， further react with formaldehyde to produce two novel imidazolines derivates，2-[1，3-bis(2-hydroxy benzyl)-5- (2-pyridyl)-4-imidazolidinyl] phenol(2a) and 2-[1，3-bis(2-hydroxy benzyl)-5-(4-pyridyl)-4-imidazolidinyl] phenol(2b). Their structures were characterized by1H NMR，13C NMR， IR and X-ray single-crystal diffraction(2a). 2a belongs to monoclinic system， space group P2(1)/n with a=1.346 0(4) nm， b=1.477 1(4) nm， c=1.202 7(5) nm， β=100.490 0(1)°， V=2.351 1(14) nm3， Dc=1.281 mg/cm-3， Z=4， F(000)=960.439 0， μ=0.08 mm-1.

Keywords:sailcylaldehyde; aminomethylpyridine; imidazoline; synthesis; crystal structure

通信联系人：倪青玲(1972—)，女，湖南邵东人，广西师范大学副教授。E-mail：niql123@sina.com