5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿的合成與表征

Schiff堿由于其獨特的光、電、磁等物理性能[1,2]，良好的配位化學性能[3]及獨特的抗菌、抗癌、除草等生理活性[4,5]，引起了人們廣泛、系統、深入的理論與應用研究。作者參考文獻[6]合成了5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺(Ⅰ)。化合物Ⅰ與芳醛在醋酸催化下，得到目標化合物5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿(Ⅱ)。合成路線見圖1。

圖1 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿的合成路線

1 實驗

1.1 試劑與儀器

所用試劑均為國產(或進口)化學純或分析純。

X4型熔點儀(溫度計未經校正),北京第三光學儀器廠；Perkin-Elemer PE-983型紅外光譜儀(KBr壓片)；Varian Mercury400 MHz型核磁共振儀(TMS為內標)；Finnigan Trace型質譜儀；Vario ELⅢ型元素分析儀。

1.2 方法

1.2.1 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺(Ⅰ)的制備

在冰水浴條件下，以乙醇為溶劑，將丙二腈、氯代乙酰乙酸乙酯在三乙胺催化下反應，得白色固體化合物Ⅰ，產率約90%，m.p.224～225℃。

1.2.2 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿(Ⅱ)的合成

向干燥的圓底燒瓶中加入化合物Ⅰ2 g、無水乙醇20 mL、芳醛10 mmol、冰醋酸8～10滴，在磁力攪拌下加熱回流24 h后，冷卻至室溫，析出物用CH2Cl2重結晶，得到目標化合物Ⅱ，產率75%～90%。

2 結果與討論

2.1 目標化合物Ⅱ的表征

Ⅱa:黃色晶體,產率85%,m.p.195～196℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz)，δ: 7.45～7.95(m,3H,Ar-H),8.71(s,1H,-CH=N-),4.30～4.33(m,2H,-CH2O),2.66(s,3H,-CH3),1.37～1.42(m,3H,CH3-CH2-),3.88～4.01(s,2H,-OCH2O-)。IR,ν，cm-1: 1620(C=N ),1708(C=O),1709(苯C=C)。 MS (70 eV)，m/z(%):326(M+，26)，289(59),268(7),250(18),222(18),200(27),150(100),77(25)。

Ⅱb:淺黃色晶體，產率75%，m.p.138～139℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz),δ:7.68～7.98 (m,3H,Ar-H),8.83(s,1H,-CH=N-),4.37～4.43(m,2H,-CH2O),2.66(s,3H,-CH3),1.37～1.42(m,3H,CH3-CH2-)。IR,ν，cm-1: 1632(C=N),1710(C=O),1709(苯C=C)。MS (70 eV),m/z(%): 351(M+,26),306(11),201(33),185(29),175(14),124(43),98(17)。

Ⅱc:橙黃色晶體，產率90%，m.p.160～161℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz),δ:7.41～7.57(m,5H,Ar-H),8.58(m,1H,-CH=N-),4.34～4.40(m,2H,-CH2O),2.63(m,3H,-CH3),1.39～1.43(m,3H,CH3-CH2-),7.16～7.34(m,2H,-CH=CH-)。IR,ν，cm-1:1620(C=N ),1715(C=O),1709(苯C=C),1554(CH=CH)。MS(70 eV)，m/z(%): 307(M+,11),298(87)，282(45)，252(32)，194(89)，165(89)，150(34)，120(12)，77(24)。

Ⅱd:橙色晶體，產率80%，m.p.151～154℃。1HNMR(CDCl3,400 MHz),δ:8.74(s,1H,-CH=N-),4.36～4.41(m,2H,-CH2O),2.65(s,3H,-CH3),1.40～1.44(m,3H,CH3-CH2-)。IR,ν，cm-1: 1624(C=N ),1710(C=O)。MS (70 eV),m/z(%): 269(M+,14),148(100),115(14),103(18),64(4)。

在產物的1HNMR中，芳環上氫的化學位移在7.45～7.80之間呈現出多重峰，-CH=N-上的碳氫的化學位移在8.75 左右,為一單峰。在IR譜圖中，產物的特征基團均有明顯的吸收，酯的C=O伸縮振動峰都出現在1710 cm-1左右，碳氮雙鍵的伸縮振動峰都出現在1630 cm-1左右。在MS譜圖中，目標化合物都有較強的分子離子峰，主要碎片離子峰都與預期的目標分子結構相吻合。這些特征都證實了化合物的分子結構。

2.2 反應條件的探討

文獻[6]合成5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺時采用乙醇鈉催化，反應不易控制，操作繁瑣，產率僅為30%～40%。本實驗用三乙胺催化，反應溫和，操作簡便，且產率高達90%。

合成目標產物Schiff堿Ⅱ時，反應在乙醇溶液中進行，是酸催化的親核加成反應，但不能用強酸催化，因為氫離子雖然可以和羰基結合成烊鹽而增強羰基的親電性能，但也可以與氨基結合形成銨離子的衍生物使親核能力降低。因此，在醇溶液中只需很低的氫離子濃度反應就可以發生,通常使用的弱酸是醋酸。

3 結論

以自制的5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺與取代芳醛為主要原料，以乙醇為溶劑、醋酸為催化劑，通過回流反應合成了新型5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿化合物。目標化合物通過IR、1HNMR、MS進行了表征。

參考文獻：

[1] 張欣，覃章蘭，肖蒙．含三氮唑環和噻吩環希夫堿的合成及其殺菌活性[J]．農藥學學報，2005，7(4)：353-356．

[2] Saitta A，Morabito N，Frisina N，et al．Cardiovascular effects of raloxifene hydrochloride[J]．Cardiovasc Drug Rev，2001，19(1)：57-74．

[3] 鄭允飛，陳文納，李德昌，等．Schiff堿及其配合物的應用研究進展[J]．化工技術與開發，2004，33(4)：26-28．

[4] 范迎菊，趙全芹，盛永麗．5-溴水楊醛Schiff堿及其銅配合物的表征和抗菌活性的研究[J]．化學世界，2005，33(6)：352-354．

[5] 劉曉嵐，劉永紅．希夫堿在有機合成中應用[J]．有機化學，2002，22(7)：482-488．

[6] Basarab G S，Jordan D B，Gehret T C，et al．Design of inhibitors of scytalone dehydratase：Probing interactions with an asparagine carboxamide[J]．Bioorg Med Chem，2002，10(12)：4143-4154．