伍 勇, 饒小平, 王宗德, 宋湛謙
(1. 四川衛(wèi)生康復職業(yè)學院 公共系,四川 自貢 643000; 2. 中國林業(yè)科學研究院 林產(chǎn)化學工業(yè)研究所 國家林業(yè)局林產(chǎn)化工重點開放性實驗室,江蘇 南京 210042; 3. 江西農(nóng)業(yè)大學 園林與藝術學院,江西 南昌 330045)
研究表明含噻唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物具有廣譜的生物活性以及低毒性等[1~3]特點,并已經(jīng)成為當前綠色農(nóng)藥研究的熱點之一。1,3-噻唑烷類化合物則在農(nóng)藥領域中被廣泛作為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、植物抗病毒劑等[4~7]使用,是近年來發(fā)展的一個新亮點。由天然產(chǎn)物松香樹脂酸為原料合成的松香基?;鶃啺粪邕蛲槠浣Y(jié)構(gòu)活性基團主要為羰基、亞胺(N=C)雙鍵、及1,3-噻唑雜環(huán),且具有潛在的生物農(nóng)藥、醫(yī)藥等生理活性。
本文以脫氫樅酸(1a)或二氫樅酸(1b, Chart 1)為起始原料,經(jīng)酰鹵化、硫氰酸根加成、有機胺加成異構(gòu)、濃鹽酸催化脫水成環(huán)合成了兩個新型的松香基?;鶃啺粪邕蛲檠苌?5a和5b, Scheme 1),產(chǎn)率分別為29%和41.8%,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和IR表征。
Chart1
Scheme1
XT5型數(shù)顯雙目顯微熔點儀(溫度未經(jīng)校正);Bruker AV-500型核磁共振波譜儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標);Bruker Vector 22型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片);Shimadau GC-7AG型氣相色譜儀(色譜柱為OV-17毛細管柱)。
1a,浙江萬安塑料有限公司;氫化松香,廣西梧州日成林產(chǎn)化工有限公司,用無水乙醇重結(jié)晶制得1b,含量90.56%~96.78%;其余所用試劑均為分析純或化學純。
(1) 松香基酰氯(2a和2b)的合成
在四口燒瓶中加入1a(或1b) 100 g的CH2Cl2(150 mL)溶液,攪拌下滴加二氯亞砜36.5 mL,滴畢,于40 ℃~45 ℃反應5 h。冷卻后減壓蒸除溶劑得油狀液體2a(或2b)。
(2) 松香基異硫氰酸酯(3a和3b)的合成
在四口燒瓶中加入硫氰酸鉀38.5 g的乙腈(80 mL)溶液,攪拌下滴加2a(或2b)的CH2Cl2(100 mL)溶液,滴畢,回流反應90 min。冷卻至室溫,過濾,濾液用蒸餾水(3×33 mL)洗滌,無水硫酸鈉干燥,減壓蒸除溶劑得紅棕色油狀液體3a(或3b)。
(3) 松香基?;螂迦u甲基氨基甲烷(4a和4b)的合成
在四口燒瓶中加入3a(或3b) 50 mmol的CH2Cl2(30 mL)溶液,攪拌下滴加三羥甲基氨基甲烷55 mmol的CH2Cl2(25 mL)溶液,滴畢,于43 ℃反應6 h。冷卻后減壓蒸除溶劑得黏稠物4a(或4b)。
(4)5a和5b的合成
在反應瓶中依次加入4a(或4b)和濃鹽酸50 mL,攪拌下于95 ℃反應1 h。冷卻后用40%NaOH溶液調(diào)至pH 9~10,用水洗滌,過濾,濾餅用水洗滌2次~3次,依次用乙醇、石油醚重結(jié)晶得白色晶體5a(或5b)。5a(或5b)不溶于水,能溶于熱乙醇和熱丙酮,易溶于氯仿、甲苯、DMF, DMSO等有機溶劑。
5a: 產(chǎn)率29.0%(以4a計算),m.p.184.4 ℃~186.0 ℃;1H NMRδ: 7.15~6.87(m, 3H, 11,12,14-H), 4.53(s, 3H, 24,25-OH, NH), 3.83~3.64(s, 4H, 24,25-H), 3.34(s, 2H, 23-H), 2.83(m, 1H, 15-H), 1.77(t, 1H, 5-H), 2.88~1.42(m, 10H, 1,2,3,6,7-H), 1.27~0.83(s, 12H, 16,17,19,20-H);13C NMRδ: 178.9(C18), 172.1(C21), 146.3(C9), 126.9(C14), 145.8(C13), 134.3(C8), 123.9(C11,12), 72.1(C22), 62.5(C24,25), 48.5(C5), 44.3(C4), 37.3(C3), 37.0(C1,10), 36.2(C23), 33.4(C15), 29.7(C7), 25.2(C20), 23.9(C17,16), 21.5(C19), 18.4(C6), 16.4(C2); IRν: 3 384(N-H), 3 192, 3 120(O-H), 2 956, 2 931, 2 870(-CH3, -CH2), 1 720(C=O), 1 591(N=C), 1 525(O=C-N), 1 229(C-S), 1 169(C-N), 1 052, 1 037(C-O), 821(Ar) cm-1。
5b: 產(chǎn)率41.8%(以4b計算),m.p.182.5 ℃~183.4 ℃;1H NMRδ: 4.44(s, 3H, 24,25-OH, NH), 3.89~3.77(s, 4H, 24,25-H), 3.34(s, 2H, 23-H), 1.45(m, 1H, 15-H), 1.63(t, 1H, 5-H), 1.89~1.86(m, 1H, 15-H), 1.99~1.32(m, 16H, 1,2,3,6,7,11,12,14-H), 1.21~0.82(s, 12H, 16,17,19,20-H);13C NMRδ: 178.6(C18), 173.0(C21), 137.1(C9), 126.1(C8), 71.9(C22), 62.2(C24,25), 48.6(C5), 45.8(C4), 40.3(C1), 37.3(C3), 37.0(C13), 36.2(C23), 35.1(C10), 34.3(C14), 32.5(C15), 31.5(C7), 27.0(C12), 24.5(C11), 21.2(C20), 19.8(C19), 19.5(C16), 19.3(C17), 18.3(C6), 16.3(C2); IRν: 3 395(N-H), 3 193, 3 127(O-H), 2 952, 2 933, 2 870(-CH3, -CH2), 1 724(C=O), 1 593(N=C), 1 521(O=C-N), 1 206(C-S), 1 169(C-N), 1 090, 1 052(C-O) cm-1。
由4a(或4b)合成5a(或5b))時選擇濃鹽酸作質(zhì)子試劑,是因為該反應脫水溫度要求不高,鹽酸揮發(fā)較少;濃鹽酸既是催化劑又是溶劑。松香的三環(huán)菲結(jié)構(gòu)對成環(huán)反應有較大的空間位阻,且噻唑環(huán)為五元環(huán),加之環(huán)上取代基伸展空間較大,都對反應有較大影響,故產(chǎn)率較低。
本文分別以脫氫樅酸、二氫樅酸為起始原料經(jīng)四步反應合成了松香基?;鶃啺粪邕蛲檠苌?5a和5b)。脫水關環(huán)[4a(或4b)→5a(或5b)]反應具有反應條件溫和、反應時間較短、操作簡便、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點。
5a和5b具有潛在的抑菌、抗腫瘤等生物活性,有望得到廣泛應用。
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