陳海林，賴紅芳，蔣利榮，郭躍寧，陳婷，黃小苑

(河池學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西 宜州546300)

5″-氧代-5″-(4′，7-二羥基-異黃酮-3′-基)戊酸的合成和晶體結(jié)構(gòu)

陳海林，賴紅芳，蔣利榮，郭躍寧，陳婷，黃小苑

(河池學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西 宜州546300)

以大豆甙元、戊二酸酐通過(guò)傅克?；磻?yīng)合成一種新化合物(5-(2-hydroxy-5-(7-hydroxy-4-oxo-4H-chromen-3-yl)phenyl)-5-oxopentanoicacid，1)，利用FT-IR，1H-NMR，13C-NMR，135°DEPT，ESI-MS和X射線單晶衍射等方法對(duì)標(biāo)題化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，標(biāo)題化合物屬于Triclinic晶系，P-1空間群，晶胞參數(shù)為a=8.054(8) ?，b=9.659(10) ?，c=11.292(11) ?，α=98.072(10)°，β=104.955(9)°，γ=99.350(10)°，V=821.9(14) ?3，Z=2。分子之間通過(guò)O-H…O氫鍵形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

大豆甙元；合成；羧酸；晶體結(jié)構(gòu)

大豆甙元屬于異黃酮，在自然界廣泛存在，如大豆，葛根[1]。大豆甙元具有廣泛的生理活性，已被用作藥物，也被食品、飼料、化妝品的有效成分[2-3]。近年來(lái)，對(duì)大豆甙元進(jìn)行化學(xué)改性有磺化[4-5]，曼尼希反應(yīng)[6]，威廉姆遜反應(yīng)[7]等。本課題組主要對(duì)黃酮類化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，引進(jìn)各種基團(tuán)，希望能獲得活性良好的藥物。大豆甙元的水溶性較低。因此，我們選用大豆甙元和戊二酸酐反應(yīng)，合成5″-氧代-5″-(4′，7-二羥基-異黃酮-3′-基)戊酸(1)，以期提高其水溶性和增加其他活性。1的合成路線如圖1所示。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Thermo Nicolet Nexus470型傅立葉變換紅外光譜儀；Bruker Advance Ⅲ300型核磁共振儀；Thermo Fisher LTQ-XL型二維線性離子肼質(zhì)譜儀；Bruker SMART Breeze CCD型X-射線單晶衍射儀；北京泰克儀器有限公司XT-4雙目顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀。

戊二酸酐(上海阿拉丁試劑有限公司，95%)，無(wú)水三氯化鋁(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分析純)，硝基苯(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分析純)，大豆甙元(張家口新宇生物工程有限責(zé)任公司，99%)，碳酸氫鈉(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分析純)，鹽酸(廣東省光華化學(xué)廠有限公司，分析純)，所用水均為去離子水。

1.2 1的合成

往250 mL圓底燒瓶加入戊二酸酐2.282 g(0.02 mol)，無(wú)水三氯化鋁13.33 g(0.1 mol)，硝基苯100 mL，水浴常溫?cái)嚢柚寥然X溶解后，加入大豆甙元2.54 g(0.01 mol)，水浴常溫反應(yīng)8 d后，升高水浴溫度至90 ℃繼續(xù)反應(yīng)4 h。停止加熱后，混合物轉(zhuǎn)移至1 L燒杯，在冰浴條件下，加入500 mL去離子水，并加入濃鹽酸至pH=1，繼續(xù)攪拌12 h。停止攪拌后靜置12 h?；旌衔锝?jīng)減壓抽濾，抽濾的同時(shí)不斷用去離子水沖洗濾渣至pH=7，且不再濾出硝基苯成分。濾渣加入500 mL飽和NaHCO3溶液，50 ℃水浴攪拌3 h，直接常壓過(guò)濾。得到的濾液加濃鹽酸至pH=1，濾液中析出白色固體。把混合物減壓抽濾，抽濾的同時(shí)不斷用去離子水沖洗濾渣至pH為中性。濾渣在烘箱110 ℃烘干后，經(jīng)核磁共振氫譜和碳譜數(shù)據(jù)鑒定為純品，得白色粉末2 g，產(chǎn)率為54%。

圖1 1的合成路線

取3 mg產(chǎn)品溶于50 mL甲醇︰四氫呋喃=1∶1的混合溶劑中。過(guò)濾后，靜置，緩慢揮發(fā)3個(gè)月后得到無(wú)色透明晶體。

1.3 晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

挑選大小0.35 mm×0.24 mm×0.20 mm的1的晶體，置于BRUKER SMART Breeze CCD X-射線單晶衍射儀上，在296(2) K條件下，采用石墨單色化Mo-Ka射線(λ=0.710 73 ?)在1.90°≤θ≤25.00°范圍內(nèi)收集到4 144個(gè)數(shù)據(jù)，其中獨(dú)立衍射數(shù)據(jù)2 829個(gè)用于結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)修正。1的單晶結(jié)構(gòu)由直接法解出，1的晶體結(jié)構(gòu)的解析和結(jié)構(gòu)修正都是通過(guò)SHELX-97[8]程序完成。在程序中，使用混合加氫，氫原子采用各向同性熱參數(shù)，非氫原子采用各向異性熱參數(shù)。用全矩陣最小二乘法對(duì)晶體數(shù)據(jù)修正至收斂。1的晶體結(jié)構(gòu)圖通過(guò)Diamond軟件程序畫出。CCDC：1063234。化合物1的晶體學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 1的晶體學(xué)參數(shù)

續(xù)表1

2 結(jié)果與討論

2.1 晶體結(jié)構(gòu)

化合物1的單晶結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。主要鍵長(zhǎng)鍵角見(jiàn)表2。

圖2 1的晶體結(jié)構(gòu)

1含有一個(gè)獨(dú)立的分子結(jié)構(gòu)單元。異黃酮骨架的A環(huán)(C1～C6)和C環(huán)(C5，C4，C7～C9，O3)原子共平面，夾角為2.45°。為了減少空間阻礙，B環(huán)(C10～C15)與C環(huán)的夾角為45.60°。

從圖3的三維堆積圖可以看出，分子內(nèi)沒(méi)有游離的溶劑分子。如表3和圖4，分子與分子之間通過(guò)氫鍵相互作用形成三維結(jié)構(gòu)。

表2 1的部分鍵長(zhǎng)和鍵角

表3 1晶胞結(jié)構(gòu)中的氫鍵

注：#1：-x+2，-y+1，-z+2；#2：-x+1，-y+1，-z+1；#3：x-1，y，z

圖3 1的三維堆積圖

圖4 1的氫鍵作用

2.2 表征

m.p.284～286 ℃.1H-NMR(300 MHz，DMSO-d6)δ：11.94(s，1″-OH)，8.41(s，1H，H-2)，8.07(d，J=2.2 Hz，1H，H-2′)，7.97(d，J=8.8 Hz，1H，H-5)，7.72(dd，J=8.6，2.2 Hz，1H，H-6′)，7.01(d，J=8.6 Hz，1H，H-5′)，6.95(dd，J=8.8，2.2 Hz，1H，H-6)，6.87(d，J=2.2 Hz，1H，H-8)，3.15(t，J=7.3 Hz，2H，H-4″)，2.33(t，J=7.3 Hz，2H，H-2″)，1.87(p，J=7.3 Hz，2H，H-3″)；13C-NMR(75 MHz，DMSO-d6)δ：205.74(C-5″)，174.65(C-4)，174.38(C-1″)，162.79(C-7)，160.31(C-4′)，157.60(C-9)，153.70(C-2)，136.66(C-6′)，130.82(C-2′)，127.39(C-5)，123.10(C-3)，122.47(C-1′)，120.08(C-3′)，117.54(C-5′)，116.59(C-10)，115.39(C-6)，102.27(C-8)，38.17(C-4″)，32.86(C-2″)，19.22(C-3″).ESI-MS：m/z367.2[M-H]-.

1的紅外圖譜如圖5所示。數(shù)據(jù)如下(KBr，ν/cm-1)：3 258.58 m，1 711.18 s，1 647.59 s，1 626.87 s，1 576.06 s，1 491.28 m，1 449.68 w，1 377.42 w，1 345.52 w，1 321.62 w，1 301.18 w，1 269.24 s，1 240.40 s，789.41 w.

3 258.58 cm-1附近吸收峰為締合的羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰，1 711.18 cm-1為羰基的伸縮振動(dòng)吸收峰。1 647.59 cm-1和1 626.87 cm-1可能為碳碳雙鍵伸縮振動(dòng)吸收峰，1 491.28 cm-1和1 449.68 cm-1為苯環(huán)碳骨架伸縮振動(dòng)的特征峰[9]49-69。

1的核磁、紅外、質(zhì)譜數(shù)據(jù)與晶體結(jié)構(gòu)測(cè)得的1的結(jié)構(gòu)一致。

圖5 1的紅外圖

3 結(jié)論

本文利用大豆甙元與戊二酸酐通過(guò)傅克酰基化反應(yīng)合成了一種新化合物，5″-氧代-5″-(4′，7-二羥基-異黃酮-3′-基)戊酸。培養(yǎng)出單晶，并成功得到該化合物的X射線單晶衍射數(shù)據(jù)和晶體結(jié)構(gòu)。利用FT-IR，1H-NMR，13C-NMR，135°DEPT，ESI-MS等方法對(duì)該化合物進(jìn)行表征。該合成方法簡(jiǎn)單，收率較高。該化合物的生理活性有待進(jìn)一步研究。

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[責(zé)任編輯 羅傳清]

Synthesis and crystal structure of 5-(2-hydroxy-5-(7-hydroxy-4-oxo-4H-chromen-3-yl)phenyl)-5-oxopentanoic acid

CHEN Hailin, LAI Hongfang, JIANG lirong, GUO yuening, CHEN Ting, HUANG Xiaoyuan

(School of Chemistry and Biological Engineering， Hechi University, Yizhou, Guangxi 546300,China)

The title compound, 5-(2-hydroxy-5-(7-hydroxy-4-oxo-4H-chromen-3-yl)phenyl)-5-oxopentanoic acid, was synthesized by the Friedel-Crafts reaction of daidzein with glutaric anhydride and characterized by FT-IR,1H-NMR,13C-NMR,135° DEPT, ESI-MS and X-ray single-crystal diffraction. It crystallizes in triclinic, space groupP-1 witha= 8.054(8) ?,b= 9.659(10) ?,c= 11.292(11) ?,α= 98.072(10)°,β= 104.955(9)°,γ= 99.350(10)°,V= 821.9(14) ?3,Z= 2. The intermolecular hydrogen bonds O-H…O forms a 3D framwork.

daidzein; synthesis; carboxylic acid; crystal structure

O622.5

A

1672-9021(2017)02-0036-07

陳海林(1990-)，男，廣西平南人，河池學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向：配位化學(xué)和藥物化學(xué)的合成。

廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目(KY2016LX290)；河池學(xué)院校級(jí)青年科研課題(XJ2016QN023)；廣西教育廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目(KY2015ZD104)；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目(SJ2016041)。

2016-10-25