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2,5-二[(2-羟乙基)氨基]-1,4-苯醌合成的新方法

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精细石油化工 第27卷第2期 8 SPECIAI ITY PETR0CHEMICAI S 2010年3月 2,5一二[(2一羟乙基)氨基]一1,4m苯醌 合成的新方法 王 建 刘玮炜 马卫兴 尹福军 许兴友 。 陆路德 (1.淮海工学院,江苏连云港222005;2.南京理工大学,江苏南京210094;3.淮阴工学院,江苏淮安223003) 摘要:实验以姜黄素和乙醇胺为原料,于45℃回流2 h,得到紫红色产物2,5-二[(2羟乙基)氨基]一1,4-苯醌, 产率约2.6 。经单晶培养和IR、NMR、MS及单晶X衍射等方法对产物进行了确证,并对该新反应机理进 行了初步分析。 关键词:2,5--E(2-羟乙基)氨基]一1,4一苯醌 姜黄素 乙醇胺 合成 结构 机理 中图分类号:TQ244.6 文献标识码:A 1975年Rettig S J等首次报道了2,5一二[(2 1实验部分 羟乙基)氨基]一1,4一苯醌晶体的制备和分子结 1.1仪器和试剂 构E ,他们观察到一种原来无色的B,B一二(对氟 气相色谱一质谱联用仪,美国热电公司(Ther— 苯基)硼一1,3一氧氮杂环戊烷(结构如图1所示)的 mo)TRACE 2000;傅里叶变换红外光谱仪,B型, 乙醇溶液转变为深红色,并经过数月后形成少量 美国PE;Broker DRX300型超导核磁共振仪(瑞 深紫色晶状物(结构如图2所示),他们推测此分 士);Bruker SMART 1000 CCD单晶衍射仪。 解属光化学反应,但直到目前有关该醌生成的反 姜黄素、乙醇胺、无水乙醇,分析纯,国药集 应机理一直鲜见报道。该中心对称的醌环呈略微 团化学试剂有限公司,使用前未处理。 非平面构型。他们认为该结构以分子内氢键 1.2 2。5--E(2一羟乙基)氨基3-1,4-苯醌的合成 N—H…o和分子间氢键O—H…O形成网状结 将0.164 1 g(0.45 mmoL)姜黄素加入5 mL 构。笔者在以姜黄素(含8一二酮结构)和乙醇胺反 无水乙醇搅匀,滴入含乙醇胺0.139 7 g(约2.4 应合成席夫碱时,意外地得到了2,5二[(2羟乙 mmoL)的10 mL无水乙醇溶液,混合液为深红 基)氨基]一1,4一苯醌单晶体,对其进行红外、核磁、 色。在45℃回流2 h,冷却至室温。经过滤得血 质谱表征和结构解析,并对该合成反应机理进行 红滤液。置室温下阴凉处缓慢蒸发,2个月后得 了初步分析,以便探索并改进合成方法。 如图3所示紫色长条片晶。熔点:243.0~249.8 厂—__\ ℃。该晶体不溶于氯仿、乙腈、乙酸乙酯和乙醚, O、 ,NH \/ 微溶于甲醇、乙醇,缓慢溶于DMF和DMS0。产 B 率(质量分数)约2.6 。 2结果与讨论 F 2.1 IR表征 OH 以KBr压片法测定。由于分子中同时含有 OH和NH,出现分子间缔合的O—H吸收峰和 H 收稿日期:2009—09—08;修改稿收到日期:2010—01—21。 作者简介:王建(1962一),江苏省人,副教授,博士,主要从事 H H 有机化学及配位化学的研究工作。E—mail:wangj@hhit.edu.cn。 O 【 基金项目:江苏省教育厅自然科学基金资助项目 (08KJB1 50002);江苏省“六大人才高峰”项目(07-A-024);连云港 ()H 市科技攻关计划项目(CG0803—2);淮海工学院博士科研启动项目 图2 2,5-二[(2一羟乙基)氨基]一1,4-苯醌 (KQ09006)和自然科学课题(Z2009O18)。 第27卷第2期 王建,等.2,5一--E(2-羟乙基)氨基]一1,4一苯醌合成的新方法 9 仲胺N—H伸缩吸收峰重叠,3 434.7 cm (1,J()H);3 304.5,3 254.4 cm (vNH);1 630.6 关原子和各向异性参数见表3,原子置换参数见 表4,几何参数见表5。 C1TI (C—C伸缩振动);1 543.0,1 489.6 cm ( H());1 445.9,1 381.2,1 303.3,1 265.0 cm一 (c—o伸缩振动);1 066.4 cm ( _(1);811.2, 717.4,652.3 cm ( ())。 图4产物的晶胞堆积图 表1 产物的相关晶体学数据和测定参数 数据和参数 C10H14N204 M 一226.23 D 一1.540 Mg m。 熔点:~522 K Mo Ka辐照 一0.710 73 A 图3产物的晶体照片 单斜晶系,P2(1)/ n一49.73 1(10)nm 2.2 MS表征 晶胞参数反射点1037 0—4.1。~27.8。 “一O.12 n ̄rrl 分子离子峰M一226.1(2,5---E(2羟乙基)氨 基]1,4一苯醌基峰和特征碎片峰);210.1,195.1, 177.0,152.0,136.0,l08.0,92.0,68.0,53.1, b=1 91.42(2)nm c一51.614(12)nm 口一96.763(2)。 V=4 879.3(16)nm0 Z一2 T一298(2)K 红色片状 0.50×0.32×0]0 min 38.O等分别为M 离子失去1个羰基0(16)原 子,2个0(2×16),1个H 20(18),2个 CH 2 CH 2 OH(2×45.1),2个NHCH2CH 2 OH (2×6O.1)原子团,CH2CH (28),0(16), C=-C(24),CH。(15).CH。(15)。 Fooo一240 CCD区域检测衍射仪 辐射源:精密聚焦密封管 单色器:石墨 丁-矗298(2)K 独立反射点846 以J>2d(D收敛反射659 Ri 一0.05l 一…25.0。 (D和∞扫描 吸收校正:多重扫描SADABS 程序 T i 一0.942,T 一0.988 0…一2.1。 h~5 5 2.3 H NMR表征 溶剂为DMF, :7.87(溶剂残留峰);7.28 (br,s,活泼氢,N H或0 H);5.18(S,2H,醌 结构中烯烃);4.9(br,S,活泼氢,N H或 O H);3.6(2H, CH2一());3.35(溶剂的水 一 22— 22 l一5— 测定反射点2389 从图4可见,该醌是一个中心对称的接* 面的分子。由于距离较大E25.57 7(16)nmJ,分 子内醌羰基上的氧原子与环邻位的仲胺N—H 基上的氢原子虽在同一平面,但不能形成分子内 峰);3.2(2H,一CH。一N);2.76(溶剂残留峰); 2.6(溶剂残留峰)。从峰的积分面积看,谱图和化 合物的结构相符。 2.4 分子结构 氢键。而2个不同的相邻醌分子之间的羰基上的 O原子与仲胺N—H基上的氢原子以及2一羟乙 基氨基上羟基的氢原子却可以构成分子间氢键。 产物的晶胞堆积图如冈4所示,产物的相关 晶体学详细数据见表1,精修参数见表2,部分相 这就是该醌熔点较高的原因。 表2精修参数 1O 精细石油 化工 2010年3月 表5几何参数 键型 键长/A 键型 键长/A N1一C2 1.316(2) C2一C3 1|368(3) N1一C5 1.459(2) C3一Cl 1.39l(3) N1一H1 0.860 0 C3一H3 0.930 0 o1一Cl 1.245(2) C4一C5 1.499(3) O2一C4 1.396(3) C4一H4A 0.970 0 O2一H2 0.820 0 C4一H4B 0.970 0 C1一C3 1.391(3) C5一H5A 0.970 0 Cl—C2 1.506(3) C5一H5B 0.970 0 键型 键角/。 键型 键角/。 C2一N1一C5 123.49(17) O2一C4一C5 n4.56(19) C2一N1一H1 l18.3 O2一C4一H4A 1O8.6 C5一Nl—H1 118.3 C5一C4~H4A 108.6 C4一O2一H2 109.5 o2一C4一H4B 108.6 o1一C1一C3 124.32(18) C5一C4一H4B 108.6 O1一C1一C2 117.25(17) H4A—C4一H4B 107.6 C3i—C1~C2 118.43(17) N1一C5一C4 113.10(17) Nl—C2一C3 125.16(18) Nl—C5一H5A 109.0 Nl—C2一Cl 114.65(17) C4一C5一H5A 109.0 C3一C2一C1 l2O.19(1 7) N1一C5一H5B 109.0 C2一C3一C1t 121.35(18) C4~C5一H5B 109.0 C2一C3一H3 119.3 H5A~C5一H5B 107.8 Clt—C3~H3 119.3 注:对称操作码:( )~.r,一 +1,一 +1。 第27卷第2期 王建,等.2,5-二[(2-羟乙基)氨基]一1,4-苯醌合成的新方法 11 2.5 反应机理 制原来的自由基的链锁反应。理论上讲,两个苯 1)具有3,4一邻二羟基的姜黄素自由基中间 环的4位羟基的存在可以延长姜黄素的共扼体 体的形成: 系,使整个分子的电子云分布离域,有助于姜黄素 在姜黄素2个苯环上都有相邻的3位甲氧基 形成相对稳定的自由基中问体 ]。 和4位羟基,它们的存在将促进其抗氧化活性。 姜黄素在中性环境中不稳定,可分解产生阿 可能的反应机理是姜黄素在空气中的O 和室内 魏酰甲烷(4一羟基一3一甲氧基肉桂酰甲烷)和阿魏酸 光线作用下,在反应中起着氢供体的作用,使具有 (4一羟基一3一甲氧基肉桂酸)等ls ]。 高度氧化性的自由基还原。另外,姜黄素自身能 2)姜黄素自由基中间体经较长时间放置后 够形成更稳定的自由基中间体,从而阻断自由基 发生光降解[7l8_。 反应。新形成的姜黄素自由基越不活泼,越能抑 3)2一甲氧基对苯醌的1,4加成反应[9叫 。 H /'、、 '0 o 0 o MeO MeO Ho O O o O oH MeO △,h H2N 02,碱 O o oMe 0 oH ()H MeO o NH 。H /\/NH NH \/\H 2N,\ 一 0H H0 OH oH oH H 2 MeO NH NH 0H 0H O 3 结 论 6 Wang Y J,Pan M H,Cheng A L,et a1.Stability of curcumin 将姜黄素和乙醇胺以摩尔比约1:5,在45℃ in buffer solutions and characterization of its degradation prod— 的乙醇溶液中回流2 h,可制得2,5一二[(2-羟乙 ucts[J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 1997,15(12):1867~1876 基)氨基]一1,4一苯醌,产率约2.6 9/6,并通过光谱及 7 Skrzypczak—jankun E,Zhou Kangling,Mccabe N P,et a1. 单晶X衍射等方进行了结构表征。 Structure of curcumin in complex with lipoxygenase and its sig— nificance in cancer[J].International Journal of Molecular 参 考 文 献 Medicine,2003,12:17~24 8 Skrzypczak—jankun E,Mccabe N P,Steven S H,et a1.Curcu— min inhibits lipoxygenase by binding to its central cavity:theo— 1 Rettig S J,Trotter J.Crystal and molecular structure of 2,5一 Bis(2 hydroxyethylamino)一1,4-benzoquinone[J].Can J retical and X-ray evidence[J].International Journal of Molecu— lar Medicine,2000.(6):52I~526 Chem,1975,53:777~783 9刑其毅。徐瑞秋,周政.基础有机化学[M].下册.北京:高等教 2 胡春,丁霄霖.黄酮类化合物在不同氧化体系中的抗氧化作用 育出版社,1983.77O~772 研究EJ].食品与发酵工业,1996,(3):46~53 3 张红雨,李金龙,孙蓬.氧的P型孤对电子对抗氧化剂苯氧自 1O唐传核,彭志英.姜黄素类物质的生理功能以及其抗氧化机制 由基的稳定作用EJ].生物物理学报,1999,15(2):369~373 [J].中国食品添加剂,2000,(4):4o~44 1 1 Takao Kaneko,Naomichi Baba.Protective effect of fla- 4 张红雨.黄酮类抗氧化剂结构2活性关系的理论解释[J].中国 vonoids on endothelial cells against linoleic acid hydroperox— 科学(B辑),1999,29(1):91~96 ide—induced toxicity[J].Bioscience,Biotechnology,and Bio— 5 王旗,王夔.姜黄素的代谢研究[J].中国药理学通报,2003,19 chemistry,1999。63(2):323~328 (10):9 7~l01 精细石油化工 第27卷第2期 12 SPECIALITY PETROCHEMICALS 2010年3月 丁二酸二甲酯加氢制备 一丁内酯 刘建武 张 跃 严生虎 刘建辉 沈介发 (江苏工业学院精细化工研究所,江苏常州213164) 摘要:实验以丁二酸二甲酯为原料、甲醇为溶剂,在复合铜基催化剂Cu—ZnO—ZrO。/A1 O。作用下,催化加氢制 备7-丁内酯。考察了反应温度、压力、氢酯摩尔比、液时空速和溶剂质量比等因素对加氢反应的影响。结果 表明:在反应温度为200℃、压力为3.0 MPa、n(Hz):n(C H oO )一150、丁二酸二甲酯液时空速为0.5 h_。、 溶剂质量比为4:1的条件下,丁二酸二甲酯的转化率达到100 ,7-丁内酯的选择性达9O 。 关键词:铜基催化剂催化加氢 丁内酯 中图分类号:TQ426.94 TQ225.249 文献标识码:A 丁内酯(C H O )是一种重要的有机合成 催化剂催化加氢制备 丁内酯。该催化剂活性 中间体,可用于制备2一吡咯烷酮、N一甲基吡咯烷 高,且为不含铬的廉价金属,其制备与回收不会对 酮、乙酰丁内酯、1,4-丁二醇、),.丁内酰胺、硫化二 环境造成污染;加氢过程连续进行,操作弹性大, 丁酸酯以及卤代丁烷等。在医药方面可用于制备 容易控制。 维生素B。、脑复康;在农药方面可用于制除草剂、 1 实验部分 植物生长调节剂等;在石油工业中可用作萃取剂, 1.1原料和仪器 具有溶解性强、电性能好、稳定性高的特点 ]。目 丁二酸二甲酯,工业级,常州市松胜香料有限 前,合成 丁内酯的工业化的方法主要有l2 ]:1, 公司;氢气,_T业级,常州方盛化工有限公司;硝酸 4一丁二醇脱氢法、顺酐酯化加氢法和顺酐加氢法。 生产过程中所用的催化剂主要有贵金属 和 收稿日期:2009—10—20;修改稿收到日期:2O10一O3一O9。 Cu—Cr[¨n]系等。 作者简介:刘建武(1973一),工程师,主要从事有机中间体和 废水处理方面的研究工作,已发表论文zO余篇。E-mail; 笔者以丁二酸二甲酯为原料,利用复合铜基 liujianwu@jpu.edu.cn。 A NEW METHoD FoR SYNTHESIS OF 2,5-BIS[(2一HYDROXYETHYL)AMINO]BENZO一1,4-QUINONE Wang Jian ,Liu Weiwei ,Ma Weixing ,Yin Fujun ~, Xu Xingyou。’。and Lu Lude (1.Huaihai Institute of Technology,Lianyungang 222005,Jiangsu,China; 2.Na ing University of Science and Technology,Nanjing 210094,Jiangsu,China; 3.Huaiyin Institute of Technology,Huaian 223003,Jiangsu,China) Abstract:2,5-Bis[(2-hydroxyethy1)amino]benzo一1,4-quinone was synthesized with Curcumin and ethanolamine as the raw materials to reflux under the temperature of 45℃for 2 h.The product was purplish red and characterized by IR,NMR,MS and single crystal X—ray diffraction.The mechanism of this novel reaction was initially investigated,which laid a foundation for further improvement to the synthesis method. Key words:2,5一bis[(2一hydroxyethy1)amino]benzo一1,4-quinone;curcumin;ethanolamine;synthesis; structure;mechanism 

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