幾種查爾酮吡啶衍生物的合成

高 超，李 娜，劉發(fā)玉，劉樂平，豐久彪，趙小龍

(西北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

查爾酮是一種α，β-不飽和羰基化合物，它是黃酮類化合物和異黃酮類化合物生物合成的主要生源前體。實(shí)驗(yàn)室中通常用芳香醛與苯乙酮在催化劑存在的條件下縮合而來。查爾酮的結(jié)構(gòu)各異，研究發(fā)現(xiàn)其在吡唑啉[1]，異惡唑[2]和各種雜環(huán)化合物的合成中扮演重要作用[3]。在一系列具有要用價(jià)值的化合物中，查爾酮結(jié)構(gòu)起到關(guān)鍵作用。實(shí)驗(yàn)表明，一些查爾酮化合物對(duì)于治療各種疾病有著顯著的效果，因此，查爾酮的衍生物因其具有簡單的結(jié)構(gòu)和多種藥理作用而備受關(guān)注[4]，查爾酮化合物在醫(yī)藥化學(xué)方面有廣泛的用途[5，6]。其主要藥用作用包括抗癌[7，8]、抗炎癥[9]、抗菌[10，11]、抗寄生蟲[12，13]、抗病毒等作用[14]。

吡啶核在許多天然產(chǎn)物中普遍存在，并且在生物體中起到非常重要的作用。例如含有吡啶基團(tuán)的查爾酮類化合物具有抑制血小板聚集作用[15]，此外含有吡啶基團(tuán)的查爾酮類化合物廣泛應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域，包括二次諧波生成非線性光學(xué)材料[16]，光電功能分子材料[17]，和金屬陽離子的熒光探針[18]。因此，含有吡啶基團(tuán)的查爾酮已被眾多研究人員廣泛關(guān)注。

本文以2-乙酰吡啶和取代苯甲醛為原料，在合適的堿的作用下經(jīng)縮合而得到（圖1）。具體條件為在室溫下，反應(yīng)在乙醇或甲醇的稀堿溶液中進(jìn)行，最終我們合成了7種含吡啶基團(tuán)的查爾酮，并通過1HNMR，13C NMR和ESI-MS對(duì)化合物進(jìn)行了表征。

圖1 .查爾酮合成機(jī)理

1 儀器與試劑

超導(dǎo)核磁共振波譜儀400plus，瑞士Bruker公司；核磁共振波譜儀DD2 600MHz，美國Agilent公司 (Chloroform-d，TMS為內(nèi)標(biāo));HRMS micrOTOF II電噴霧飛行時(shí)間質(zhì)譜儀;BC－W208 HEATING BATH旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海貝凱生物化工有限公司;DF－101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鄭州杜甫儀器廠。

所用試劑均為市售國產(chǎn)分析純。

2 合成方法和數(shù)據(jù)

含吡啶基團(tuán)的查爾酮合成路徑如圖2。

圖2 含吡啶基團(tuán)的查爾酮合成路徑

1） （E） -3-苯基-1-（吡啶-2-基） 丙-2-烯-1-酮的合成。將苯甲醛 (1.113g，10.5mmol)和氫氧化鈉 (0.4g，10mmol)置于250mL圓底燒瓶中，加入10mL的乙醇，在室溫下緩慢滴加乙酰吡啶 (1.21g，10mmol)，常溫?cái)嚢?h。反應(yīng)完畢，加入過量的蒸餾水，是固體完全析出，抽濾，用蒸餾水洗滌，冷乙醇洗，烘干，重結(jié)晶，得到黃色固體，產(chǎn)率86%。1H NMR(400 MHz，Chloroform-d) δ 8.75(m，1H)，8.31(d，J=16.0 Hz，1H)， 8.19(d，J=8.8 Hz，1H)，7.95(d，J=16.0 Hz，1H)，7.88(td，J=7.6，2.0 Hz，1H)，7.73(s，2H)，7.49(m，1H) ，7.42(dd，J=4.4，2.4 Hz，3H)。13C NMR(151 MHz，Chloroform-d) δ 189.7，154.4，149.0，145.0，137.2，135.3，130.7，129.0，129.0，127.1，123.1，121.1.ESI－MS m/z：=201.1109[M+H]+。

2） （E） -3- （4-氟苯基） -1- （吡啶-2-基）丙-2-烯-1-酮的合成。方法同上，淡黃色固體，產(chǎn)率 84%。1H NMR(400 MHz，Chloroform-d)δ 8.74(m，1H)，8.19(m，2H) ，7.90(m，2H)，7.72(dd，J=8.8，5.2 Hz，2H)，7.49(m，1H)，7.10(t，J=8.8 Hz，2H)。13C NMR(151 MHz，Chloroform-d) δ 189.5，165.1，163.5，154.3，149.，143.6，137.2，131.6，131.6，130.9，130.9，127.1，123.1，120.8，120.8，116.3，116.1.ESI－MS m/z：228.1139[M+H]+。

3）（E） -3-（4-氯苯基） -1-（吡啶-2-基）丙-2-烯-1-酮的合成。方法同上，黃色固體，產(chǎn)率82%。1H NMR(600 MHz，Chloroform-d)δ 8.74(m，1H)，8.28(d，J=16.2 Hz，1H)，8.19 (dd，J=7.8，1.2 Hz，1H)，7.88(m，2H) ，7.66(d，J=8.4 Hz，2H)，7.49(dd，J=7.2，4.8 Hz，1H)，7.39(d，J=8.4 Hz，2H)。13C NMR(151 MHz，Chloroform-d) δ 189.5，154.2，149.1，143.4，137.2，136.6，133.9，130.1，129.3，127.2，123.1，121.5.ESI－MS m/z：244.0857[M+H]+。

4） （E） -3- （4-溴苯基） -1- （吡啶-2-基）丙-2-烯-1-酮的合成。方法同上，白色固體，產(chǎn)率85%。1H NMR(600 MHz，Chloroform-d)δ 8.73(d，J=4.8 Hz，1H)，8.29(d，J=16.8 Hz，1H)，8.18(d，J=7.8 Hz，1H)，7.87(m，2H)，7.58(d，J=8.4 Hz，2H)，7.54(d，J=8.4 Hz，2H)，7.49(m，1H)。13C NMR(151 MHz，Chloroform-d) δ 189.5，154.2，149.1，143.4，137.3，134.3，132.3，132.3，130.3，127.2，125.0，123.2，121.6.ESI－MS m/z：=288.0398 [M+H]+。

5） （E） -3-（4-（二甲基氨基） 苯基） -1-（吡啶-2-基） 丙-2-烯-1-酮的合成。方法同上，橘黃色固體，產(chǎn)率82%。1H NMR(600 MHz，Chloroform-d) δ 8.73(m，1H)，8.18(d，J=7.8 Hz，1H)，8.08(d，J=16.2 Hz，1H)，7.94 (d，J=16.2 Hz，1H) ，7.85(m，1H)，7.64(d，J=9.0 Hz，2H)，7.45(m，1H)，6.69(d，J=9.0 Hz，2H)，3.04(s，6H)。13C NMR(151 MHz，Chloroform-d) δ 189.4，155.2，152.3，148.9，146.2，137.1，131.1，126.5，123.3，123.0，115.7，111.9，40.3.ESI－MS m/z：=251.1531[M+H]+。

6） （E） -3-（4-（二乙基氨基） 苯基） -1-（吡啶-2-基） 丙-2-烯-1-酮的合成。方法同上，橘黃色固體，產(chǎn)率83%。1H NMR(600 MHz，Chloroform-d) δ 8.72(d，J=4.2 Hz，1H)，8.18 (d，J=7.8 Hz，1H)，8.05(d，J=15.6 Hz，1H)， 7.93(d，J=15.6 Hz，1H)，7.84(t，J=7.2 Hz，1H) ，7.61(d，J=8.4 Hz，2H)，7.43(m，1H)， 6.65(d，J=8.9 Hz，2H)，3.40(q，J=7.2 Hz，4H)，1.19(t，J=7.2 Hz，6H)。13C NMR(151 MHz，cdcl3) δ 189.3，155.3，150.0，148.8，146.2，137.0，131.4，126.5，122.9，122.4，115.0，111.4，44.7，12.8.ESI－MS m/z：=281.27 [M+H]+。

7） （E） -4-（3-氧代-3-（吡啶-2-基） 丙-1-烯-1-基）苯甲酸甲酯的合成。將對(duì)甲酰基苯甲酸甲酯 (3.444g，21mmol)和碳酸鉀 (2.76g，20mmol)置于含有16mL的蒸餾水的250mL圓底燒瓶中，加入10mL的甲醇，在室溫下緩慢滴加乙酰吡啶 (2.42g，20mmol)，常溫?cái)嚢?h。反應(yīng)完畢，加入過量的蒸餾水，是固體完全析出，抽濾，用蒸餾水洗滌，冷乙醇洗，烘干，重結(jié)晶，得到固體，產(chǎn)率 77%。1H NMR(600 MHz，Chloroform-d) δ 8.73(m，1H)，8.35(d，J=16.2 Hz，1H) ，8.17(d，J=7.8 Hz，1H)， 8.05(d，J=8.4 Hz，2H)，7.90(d，J=16.2 Hz，1H)，7.86(m，1H)，7.75(d，J=8.4 Hz，2H)，7.48(m，1H)，3.91(s，3H)。13C NMR(151 MHz，cdcl3) δ 189.3，166.6，154.0，149.0，143.1，139.5，137.2，131.6，130.1，128.7，127.2，123.2，123.1，52.3.ESI－MS m/z：=268.18[M+H]+。

3 結(jié)果與討論

1）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。為提高產(chǎn)率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)條件考察，發(fā)現(xiàn)n(2-乙酰吡啶)/n(R-CHO)=0∶1.05的比例，促進(jìn)2-乙酰吡啶反應(yīng)，減少自身縮合形成的副產(chǎn)物，提高產(chǎn)率。為了抑制醛的自身縮合。此外，堿溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須控制在20%，否則，質(zhì)量分?jǐn)?shù)太高易引起羥醛縮合反應(yīng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)太低則反應(yīng)時(shí)間延長、產(chǎn)率降低。

表1 化合物1形成實(shí)驗(yàn)條件考察

2） 對(duì)與含有酯基類的查爾酮7的合成，由于氫氧化鈉的堿性較強(qiáng)，容易使酯基進(jìn)行水解，造成產(chǎn)率降低，且提純分離較為困難，因此，我們采用弱堿碳酸鉀進(jìn)行催化，增加反應(yīng)時(shí)間，并且采用甲醇作為溶劑，防止酯交換，提高產(chǎn)率且減少副產(chǎn)物的生成。

4 結(jié)論

本文通過經(jīng)典的 Clasien-Schmit縮合制備了含吡啶基團(tuán)查爾酮。通過使用氫氧化鈉或碳酸鉀催化合成查爾酮，是目前實(shí)驗(yàn)室中最為常用的也是比較綠色的合成方法。合成的7個(gè)含有吡啶基團(tuán)查爾酮衍生物的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)通過1H NMR、13CNMR、ESI-MS確認(rèn)，而且采用低沸點(diǎn)的乙醇或甲醇為溶劑，操作方便，簡化了后處理工藝，且溶劑可重復(fù)利用，降低了成本，減少了環(huán)境污染，這為后期該類化合物的制備提供了簡便綠色的合成方法。