香豆素的合成
香料香豆素的合成
指导教师：邹平 姓名:龚旭梅
专业：化学生物学 学号：20064091
摘要：研究了用水杨醛和丙二酸酯在弱碱六氢吡啶的催化作用下进行诺文葛耳（Knoevengel ）缩合成酯，然后经碱水解、酸化而完成。本实验在第一步完成时取得了一定的效果，用水杨醛和丙二酸酯反应得到了5.8g 香豆素-3-羧酸乙酯，粗产品的产率为65%。香豆素-3-羧酸乙酯经碱水解、酸化后得到干燥的香豆素-3-羧酸为2.49g ，产率为71.8%。
关键词：水杨醛 丙二酸酯 诺文葛耳缩合 碱水解 香豆素-3-羧酸 香豆素，又名1，2-苯并吡喃酮，其为无色或白色结晶或晶体粉末，存在于零陵香豆、薰衣草油等中。难溶于冷水，能溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、石油醚、油类。有挥发性，能随水蒸气蒸馏并能升华，是一种重要的香料，其香型为香辣型，表现为甜而有香茅草的香气，常用作定香剂[1]。 香豆素
香豆素及其衍生物具有抗微生物等重要的生物活性，故可作为阻凝剂、抗血栓剂、三线态光敏剂及金属电镀等，在农业、工业、医药行业均表现出重要的作用[2]。
香豆素-3-羧酸的常规合成方法主要是利用水杨醛和丙二酸二乙酯在有机碱催化下发生Knoevengel 缩合，再经碱水解、酸化而获得，也有在水热反应釜中进行合成，产率一般在70%~78%之间。前一种方法反应时间长，产率较低；而后一种方法反应温度较难控制[3]。
本文采用水杨醛和丙二酸酯在弱碱六氢吡啶的催化作用下Knoevengel 缩合生成香豆素-3-羧酸乙酯，再经碱水解、酸化而得到最终产物香豆素-3-羧酸，实验时间较长。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
圆底烧瓶、球型冷凝管、移液管等；
水杨醛、丙二酸二乙酯、无水乙醇、六氢吡啶、冰乙酸均为分析纯。
1.2 香豆素-3-羧酸乙酯的合成
在100mL 圆底烧瓶中放置5.0g 水杨醛（0.041mol ）、7.2g 丙二酸二乙酯(0.045mol)和25mL 无水乙醇。再用滴管滴入约0.5mL 六氢吡啶和两滴冰乙酸，加入几粒沸石后装上球形冷凝管并在冷凝管顶端装一氯化钙干燥管，在水浴上加热回流2h 。待稍冷后，拆去干燥管，从冷凝管顶端加入20mL 冷水，除去冷凝管，将烧瓶置于冰浴中冷却，使结晶析出完全。过滤，晶体用冰冷过的50%乙醇洗涤2-3次（每次约1mL ）。粗产品为白色晶体，经干燥后重5.8g ，产率为65%。
1.3 香豆素-3-羧酸的合成
在100mL 圆底烧瓶中放4g 氢氧化钠（0.071mol ）、10mL 水、20mL95%乙醇和4.0g 香豆素-3-羧酸乙酯（0.018mol ），装上球形冷凝管，用水浴加热至酯溶解后，再微沸15min 。停止加热后，将烧瓶置于温水浴中，用移液管吸取温热反应液，逐滴滴入盛有10mL 浓盐酸和50mL 水的250mL 锥形瓶中，边滴边缓缓摇动锥形瓶。加完后，将锥形瓶置于冰浴中冷却，使晶体析出完全。过滤，晶体用少量冰水洗涤。干燥，得产物2.49g ，产率为71.8%。
2 结果与讨论
本实验通过利用水杨醛和丙二酸二乙酯在弱碱六氢吡啶催化下Knoevengel 缩合生成香豆素-3-羧酸乙酯5.8g ，为理论值的65%，所得产物再经过碱水解、酸化得到干燥的香豆素-3-羧酸2.49g ，为理论值的71.8%。实验步骤成熟，得到的产率相对比较高，但是对比一些文献上的产率达到87%、98%[4]，本实验所得到的相应的产率比文献上的有一定的下降。通过资料可以知道造成产率下降的原因可能在于：
（1）反应物配比对产物收率造成了影响，若水杨醛过量，多余的水杨醛由于在反应过程中氧化和聚合而使产品的颜色变深，熔点变低，因此应使丙二酸二乙酯过量；
（2）反应时间也会对合成产物的收率有影响，因为时间过短反应不完全，而
反应时间过长也会导致副产物增多，这就增加了后处理的难度；
（3）催化剂催化作用的好坏也会影响产物的收率，因为在理论上，有机碱如胺类化合物都可作为反应的催化剂。
（4）催化剂用量对产率有影响。由于实验条件的限制，无法对以上这些影响因素进行检测，因此本实验合成产物收率降低的原因还无法确定。但从总体上来说，本实验采用的方法很成熟，可以用于实验室合成香豆素-3-羧酸。 参考文献：
[1]徐翠莲，杨楠等. 香豆素-3-羧酸乙酯的无溶剂微波合成研究[J].河南农业大学学报，2009，43（4）：468-471.
[2]Ma Y, Luo W, Quinn P J, et al. J Med Chem [J], 2004, 47(25):6349-6362.
[3]张甜. 香豆素-3-羧酸乙酯的水热合成和表征[J]. 洛阳师范学院学报2008年第2期，59-60.
[4]刘秀娟等. 香豆素-3-羧酸及其酯的合成研究[J]. 化学试剂,2007,29(1),43-45.