朱彥榮 白 林 孫看軍 李雪 尚瓊

(蘭州城市學(xué)院 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)研究所，甘肅蘭州 730070)

微波促進(jìn)水溶液中對氯苯氧丙酸的綠色合成

朱彥榮 白 林 孫看軍 李雪 尚瓊

(蘭州城市學(xué)院 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)研究所，甘肅蘭州 730070)

在微波輻射下，以對氯苯酚、3-氯丙酸和氫氧化鈉為原料，在水溶液中合成了對氯苯氧丙酸，考察了反應(yīng)物的物料比、微波輻射功率、時(shí)間等因素對反應(yīng)的影響，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)經(jīng)熔點(diǎn)測定和紅外光譜得到了確證。與常規(guī)合成方法相比，微波促進(jìn)水溶液中對氯苯氧丙酸的合成是一種快捷、簡便、高效的環(huán)境友好方法。

微波加熱 對氯苯氧丙酸 綠色合成

對氯苯氧丙酸是合成6-氯-4-色滿酮的關(guān)鍵中間體。由于4-色滿酮類化合物具有抗炎和抗變態(tài)反應(yīng)活性[1]、抗癌活性[2]、抗血小板凝聚[3]以及優(yōu)良的抗菌活性[4,5], 因此, 探討色滿酮類藥物中間體的合成方法對開發(fā)藥物具有廣闊的應(yīng)用前景。

對氯苯氧丙酸的合成方法通常有威廉遜合成法[6,7]、相轉(zhuǎn)移催化法[8]等。本文研究了在微波輻射下以對氯苯酚、3-氯丙酸和氫氧化鈉為起始原料，以少量水做溶劑合成對氯苯氧丙酸的影響因素及適宜條件。該工藝未見文獻(xiàn)報(bào)道，合成路線為：

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與藥品

Galanz WP750B家用微波爐(改造為帶回流裝置)，2 450MHz, 750W/75W, 10檔可調(diào)(廣東順德格蘭仕電器廠有限公司)；BS124S電子天平，分度值0.1mg(德國Sartorius)；WRS-1A數(shù)字熔點(diǎn)測定儀(上海物理光學(xué)儀器廠)，溫度計(jì)未校正；ZK-82A型真空干燥箱(上海市實(shí)驗(yàn)儀器廠)；Nicolet NEXUS 670 FT-IR紅外光譜儀，KBr壓片(美國)。

所有藥品均為國產(chǎn)分析純或化學(xué)純試劑。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

在100mL圓底燒瓶中加入10mmol對氯苯酚、20mmol固體NaOH及適量水，溶解后11mmol加入3-氯丙酸，混勻，將微波爐功率調(diào)至600W，輻射5min。輻射完畢，將反應(yīng)液倒入冰水中，用濃鹽酸酸化至pH=1～2，靜置冷卻至晶體全部析出，抽濾，洗滌，粗品用水重結(jié)晶，過濾，干燥得白色晶體，稱重法計(jì)算產(chǎn)率。產(chǎn)物熔點(diǎn)為137.2～137.4 ℃( 文獻(xiàn)值[9]137～139℃ )。IR(λ/cm- 1) : 3200～ 2600、2937、1696、1492、1244、1050、824、739。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)物摩爾配比對反應(yīng)的影響

反應(yīng)條件同實(shí)驗(yàn)步驟，反應(yīng)時(shí)間為5min，對對氯苯酚與3-氯丙酸的摩爾比以及對氯苯酚與氫氧化鈉的摩爾比對產(chǎn)物收率的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn), 結(jié)果見表1、2。

從表1 可以看出, 當(dāng)對氯苯酚與3- 氯丙酸的物質(zhì)的量比為1:1.1時(shí)，產(chǎn)率最高。3- 氯丙酸用量較少時(shí)，3- 氯丙酸因部分水解減少了反應(yīng)物的量而影響了產(chǎn)品的最終收率。在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)3- 氯丙酸的物質(zhì)的量繼續(xù)增加時(shí)，產(chǎn)率并不會(huì)隨之增加。相反，3- 氯丙酸的用量越多，晶體就越難析出，產(chǎn)物的后處理越困難，這樣會(huì)影響產(chǎn)率的提高。

從表2 可以看出, 對氯代酚與氫氧化鈉的摩爾比為1:2時(shí), 產(chǎn)率最高。氫氧化鈉的用量較低時(shí), 生成的酚氧負(fù)離子的數(shù)量就比較少, 從而影響親核取代反應(yīng), 因此收率比較低。這是由于在一定堿性條件下有利于酚氧負(fù)離子的形成。氫氧化鈉的用量較高時(shí), 原料3- 氯丙酸易發(fā)生水解,收率也會(huì)降低。

2. 2 微波輻射功率對反應(yīng)的影響

其他反應(yīng)條件同上, 改變微波輻射功率, 結(jié)果見表3。

從表3 可以看出，微波輻射功率對反應(yīng)影響較大。通常功率越高，反應(yīng)越快，但易造成局部過熱，甚至炭化現(xiàn)象；功率越低，產(chǎn)率明顯降低，故本實(shí)驗(yàn)以600W 反應(yīng)為最佳。

2.3 微波輻射時(shí)間對反應(yīng)的影響

其他反應(yīng)條件同上，選擇不同微波輻射時(shí)間, 結(jié)果見表4。

從表4可以看出，反應(yīng)時(shí)間以5 min為適宜。 時(shí)間過短，反應(yīng)不完全；時(shí)間稍長，產(chǎn)率反而下降。

3 結(jié) 論

在微波輻射下，以對氯苯酚、3-氯丙酸和氫氧化鈉為原料，水溶液中合成對氯苯氧丙酸的最佳條件為：對氯苯酚、3-氯丙酸和氫氧化鈉的摩爾比為1∶1.1∶2.0，微波功率為600 W，輻射時(shí)間為5 min。在此條件下，對氯苯氧丙酸的收率可達(dá)86 %。該方法反應(yīng)速率快、產(chǎn)率高、操作簡便，同時(shí)符合綠色合成的要求，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

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Greener synthesis of p-chlorophenoxy propanoic acid under microwave heating and water

Zhu Yanrong Bai Lin Sun Kanjun Li Xue Shang Qiong
(Institute of Green Chemistry Experiment and Teaching, Lanzhou City University, Lanzhou 730070, China)

The p-chlorophenoxy propanoic acid was synthesized from p-chlorophenol, 3-chloropropanoic acid and sodium hydroxide under microwave radiation and water. Effects of reactants ratio, microwave power and irradiation time on reaction were studied. The structure of compound is characterized by analyzing melting point and IR. This method is superior from short reaction time, simple as well as environmentally friendly than the reported methods.

microwave heat; p- chlorophenoxy propanoic acid; green synthesis

O625.4

A

T1672-8114(2013)06-013-03

朱彥榮(1976-)，女，漢族，甘肅會(huì)寧人，碩士，講師，主要從事金屬有機(jī)、微波化學(xué)和綠色有機(jī)合成研究