阿魏酸酰胺類化合物的合成與表征

1、阿魏酸酰胺類化合物的合成與表征：Ferulicacidandferulamidesareaclassofnaturalproductsandderivativeswithimportantbiologicalactivityandpharmacologicaleffect.Ferulicacid（1）wassynthesizedfromvanillinthroughKnoevenagelreaction.Then，aseriesofferulamides（2-9）weresynthesizedthroughreactionofferulicacidwithaminesusingDCCasdeh

2、ydratingagentandDMAPasthecatalyst.Compounds7and8arenewcompounds.ThestructuresofallsyntheticcompoundswerecharacterizedbyNMR、MSandIRspectra.Thissyntheticmethodhastheadvantagesofeasyavailabilityofstartingmaterials，simpleoperationandhighyield.阿魏酸（ferulicacid,FA）化學(xué)名為4-羥基-3-甲氧基苯丙烯酸，是植物界普遍存在的一種酚酸，在細(xì)胞壁中與多糖和

3、蛋白質(zhì)結(jié)合成細(xì)胞壁的骨架，廣泛存在于川芎、當(dāng)歸、紅花、升麻、木賊和阿魏等中草藥中，常作為中藥成份及其制劑中定性定量的化學(xué)指標(biāo)用于評(píng)價(jià)和控制制劑的質(zhì)量.阿魏酸的藥理活性有抗氧化和清除自由基1、抗癌和抗突變2、增強(qiáng)免疫3、對(duì)心血管系統(tǒng)4的作用等，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、保健品、化妝品原料和食品添加劑等方面.Lee等5發(fā)現(xiàn)阿魏酸酰胺類天然產(chǎn)物在U937細(xì)胞中抑制依托泊苷誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡.Nesterenko等6設(shè)計(jì)合成的一系列阿魏酸酰胺衍生物能誘導(dǎo)U937和HL60凋亡.Okombi等7將阿魏酸與胺、氨基酸和雜環(huán)中的氨基反應(yīng)生成了具有抑制人黑色素細(xì)胞酪氨酸酶作用的阿魏酸酰胺類化合物.Jung等8合成了具

4、有抗氧化作用阿魏酸酰胺類化合物.此外，阿魏酸酰胺類化合物還具有降血壓9、乙酰膽堿脂酶抑制劑10和促進(jìn)胰島素分泌11等藥理活性.為了進(jìn)一步研究阿魏酸酰胺類化合物的生物活性以及藥物開(kāi)發(fā)的需要.我們合成了一系列阿魏酸酰胺類化合物2-9（如圖1所示），其中7和8是未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的新化合物.所合成的阿魏酸酰胺類化合物通過(guò)核磁共振氫譜（1HNMR、核磁共振碳譜（13CNMR、質(zhì)譜（M9和紅外光譜（IR）進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征.1 實(shí)驗(yàn)部分1.1 儀器和試劑熔點(diǎn)由XT-4型雙目顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定，溫度計(jì)未校正；IR由FT-5DX型紅外光譜？x,KBr壓片法測(cè)定；1HNMR口13CNMR由VarianINOVA-400

5、型和Bruker-AV400型核磁共振儀（溶劑CDCl3或DMSO-d6TMS為內(nèi)標(biāo)）測(cè)定，其中1HNM韻在400MHz下測(cè)定，13CNM的在101MHz下測(cè)定；MS由ZAB-H邂質(zhì)譜儀測(cè)定.所有試劑和溶劑均為商品化的化學(xué)純或分析純級(jí).要求無(wú)水.1.2 阿魏酸（1）的合成在裝有回流冷凝管、溫度計(jì)的100mL三頸圓底燒瓶中加入3-甲氧基-4-羥基苯甲醛6.10g(0.04mol)，丙二酸5.20g(0.05mol),再加入5mL無(wú)水口比咤和15mL無(wú)水甲苯的混合溶劑，使之溶解后，滴加0.5mL苯胺，控制反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的溫度在9095C,磁力攪拌反應(yīng)5h,反應(yīng)完畢.冷卻至室溫，邊攪拌邊加入25mL25%

6、K2CO冰溶液，有固體析出.加熱溶解，趁熱用分液漏斗分出水層，水層用鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2左右，在此酸化的過(guò)程中有大量的氣體冒出并伴有乳白色的固體生成.抽濾，并用1.0mol?L-1的稀鹽酸洗滌(10mLX3)濾餅，然后用熱水重結(jié)晶，得到白色針狀晶體6.73g,產(chǎn)率86%.m.p.170-171C文獻(xiàn)12m.p.172.5-173.5.1HNMR(400MHz，DMSO-d6)59.57(1H,s,COOH,7.49(1H,d,J=15.9Hz,a-H),7.28(1H,d,J=1.8Hz,2-H),7.08(1H,dd，J=8.2，1.8Hz，5-H)，6.78(1H，d，J=6.6Hz，6-H

7、),6.37(1H,d,J=15.9Hz,B-H),3.82(3H,s，3-OCH3).MS(ESI)m/z：193M-H+.1.3阿魏酸酰胺類化合物2-9的合成在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，在100mL干燥的單口圓底燒瓶中，將0.22mmol4,4-二甲基叱咤(DMAP溶于30mL干燥的THF中,再加入2.2mmol相對(duì)應(yīng)的胺和42.4mmol阿魏酸.冰水浴冷至0，攪拌反應(yīng)30min，然后在0時(shí)加入4.4mmolN，N-二環(huán)己基碳酰亞胺(DCC，胺、酸、DCCDMAP勺物質(zhì)的量比為1：1.1：2：0.1.反應(yīng)溫度自然升至室溫，薄層色譜檢測(cè)反應(yīng)完成后，停止反應(yīng).過(guò)濾，去除白色不溶物N,N-二環(huán)己基月尿(D

8、CU,旋除濾液中THF,殘留黃色油狀物加適量水后用乙酸乙酯萃取3次(10mLX3),再用CH2c12萃取3次(10mLX3),合并有機(jī)相后，飽和食鹽水洗滌3次(20mLX3),無(wú)水Na2SO釬燥，過(guò)濾，減壓蒸儲(chǔ)除去溶劑.快速硅膠柱層析，用石油醴和乙酸乙酯按13：13：1體積比洗脫，得到2-9的純化合物.(E)-3-(3-甲氧基-4-羥基苯基)-N-苯基丙烯酰胺(2):黃色固體，產(chǎn)率72%.m.p.128-130°C.IR(KBr)v：3340，3058，2930，2850，2360，1655，1585，1514，1354，1277，1159，1120，1027，816，766，660

9、cm-1.1HNMR(400MHzCDC13)88.13(1H,s,NH),7.61(2H，d，J=8.2Hz，2'-H，6'-H)，7.43(2H，t，J=7.8Hz,3'-H,5'-H),7.28(1H,d,J=15.6Hz,a-H),7.10(1H，t，J=7.3Hz，4'-H)，7.01(1H，s，2-H)，6.91(1H,d,J=15.6Hz,B-H),6.85(1H,d,J=8.2Hz，5-H)，6.50(1H，dd，J=8.7，2.3Hz，6-H)，3.80(3H,s,3-OCH3);13CNMR(101MHzCDCl3)5147.49，1

10、46.58，142.22，138.10，128.90，127.02，124.12，122.06，119.79，114.65，109.78，55.74，33.81，25.42，24.78.MS(ESI)m/z：270M+H+.（E）-3-（3-甲氧基-4-羥基苯基）-N-（鄰甲基苯基）丙烯酰胺（3）：白色固體，產(chǎn)率68%.m.p.185-186°C.IR（KBr）v：3333，3272，2927，2850，2360，1658，1629，1597，1527，1450，1428，1245，1117，963，745，611cm-1.1HNMR（400MHzCDC13）57.91（1H,s,N

11、H）7.69（1H,d,J=15.8Hz,a-H）,7.65（1H,dd,J=8.0，1.4Hz，3'-H），7.39（1H，dd，J=8.0，1.5Hz，6'-H），7.25（1H，t，J=8.9Hz，5'-H），7.08（1H，s，2-H），7.07（1H，t，J=8.0Hz，4'-H），6.99（1H，d,J=15.8Hz,B-H）,6.90（1H,d,J=8.2Hz,5-H）,6.49（1H，dd，J=8.2，1.6Hz，6-H），3.89（3H，s，3-OCH3），2.30（3H，s，2'-CH3）；13CNMR（101MHz，CDC5156.

12、92,147.63,146.72,142.32,135.78,130.44，127.09，126.69，125.22，123.26，122.21，118.15，114.76，109.88，55.86，17.83.MS（ESI）m/z：284M+H+.（E）-3-（3-甲氧基-4-?u基苯基）-N-（間甲基苯基）丙烯酰胺（4）：黃色固體，產(chǎn)率70%.m.p.66-69°C.IR（KBr）v：3341，3272，2983，2866，2360，1658，1629，1597，1527，1450，1428，1364，1245，1155，963，745,644cm-1.1HNMR（400MHz,

13、CDC13）57.60（1H,s,NH）,7.56（1H,d,J=15.7Hz,a-H）,7.41（1H,dd，J=7.8，1.8Hz，6'-H），7.33（1H，s，2'-H），7.18（1H，s，2-H），7.13（1H，t，J=7.8Hz，5'-H），6.98（1H，dd，J=8.2，1.8Hz，4'-H），6.89（1H，d,J=15.7Hz,B-H）,6.85（1H,d,J=8.2Hz,5-H）,6.81（1H，dd，J=8.2，2.4Hz，6-H），3.79（3H，s，3-OCH3），2.25（3H，s，3'-CH3）；13CNMR（101M

14、Hz，CDC5164.38,147.53,146.64,142.23,138.91,138.05，128.81，127.13，125.05，122.17，120.52，118.41，116.92，114.71，109.79，55.83，21.48.MS（ESI）m/z：284M+H+.（E）-3-（3-甲氧基-4-羥基苯基）-N-（對(duì)甲基苯基）丙烯酰胺（5）：白色固體，產(chǎn)率75%.m.p.213-214°C.IR（KBr）v：3336，3272，2927，2850，1658，1629，1597，1527，1514，1450，1428，1264，1155，938，826，770cm-1

15、.1HNMR（400MHz，DMSO-d6）510.03（1H,s,NH）,9.60（1H,s,4-OH）,7.56（2H，dd，J=8.2，2.4Hz，3'-H，5'-H），7.45（1H，d,J=15.5Hz,a-H）,7.16（1H,s,2-H）,7.11（2H,dd，J=8.2，1.9Hz，2'-H，6'-H），7.06（1H，d，J=15.5Hz,B-H）,6.81（1H,d,J=8.1Hz,5-H）,6.61（1H，dd，J=8.1，2.3Hz，6-H），3.81（3H，s，3-OCH3），2.07（3H，s，4'-CH3）；13CNMR（1

16、01MHz，DMSO-d68164.32,148.99,148.30,140.88,137.32,132.60，129.59，126.67，122.37，119.58，119.33，116.12，111.2655.9920.90.MS（ESI） m/z ： 284 M+H+.EE）-N-芾基-3（3-甲氧基-4-羥基苯基）丙烯酰胺（6）:白色固體，產(chǎn)率66%.m.p.116-117°C.IR（KBr）v：3328，3066，2933，2864，1637，1575，1514，1378，1231，1133，1090，816，755，691cm-1.1HNMR（400MHzCDC13）57

17、.59（1H,d,J=15.5Hz,a-H）,7.33（2H，t，J=8.2Hz，3'-H，5'-H），7.31（2H，dd，J=7.6，2.5Hz，2'-H，6'-H），7.03（1H，s，2-H），7.27（1H，dd，J=8.2，1.8Hz，4'-H），6.96（1H，d，J=8.2Hz，5-H），6.89（1H，dd，J=8.2，1.7Hz，6-H），6.31（1H,d,J=15.5Hz,B-H）,4.55（2H,s,NCH2）,3.86（3H,s,3-OCH3）;13CNMR（101MHzCDC13）5166.18，147.47，146.73，

18、141.37，138.18，128.64，127.78，127.44，127.14，122.02，117.86，114.75，109.68，55.80，43.75.MS（ESI）m/z：284M+H+.（E）-3-（3-甲氧基-4-羥基苯基）-N-（2-羥基苯基）丙烯酰胺（7）：白色固體，產(chǎn)率63%.m.p.185-186°C.IR（KBr）v：3327，3275，2926，2840，2362，1668，1622，1590，1424，1360，1341，1148，1036，962，818，741,607,536cm-1.1HNMR（400MHzDMSO-d6189.37（1H，s，N

19、H），7.91（1H，d，J=7.8Hz，6'-H），7.69（1H,d,J=15.7Hz,a-H）,7.46（1H,t,J=8.5Hz，4'-H），7.23（1H，s，2-H），7.06（1H，t，J=8.1Hz，5'-H），6.93（1H，dd，J=8.1，1.8Hz，3'-H），6.88（1H,d,J=15.7Hz,B-H）,6.81（1H,d,J=7.1Hz，5-H），6.78（1H，d，J=7.1，1.9Hz，6-H），5.59（1H，s，2'-OH），3.83（3H，s，3-OCH3）；13CNMR（101MHz,DMSO-dH5169.61

20、,153.73,152.96,152.58，145.90，131.85，131.42，129.56，127.39，126.64，124.19，123.89，120.85，120.70，115.77，60.61.HRMS（EI）：m/zCalcdforC16H15NO，4285.100，F(xiàn)ound285.0996（M）.（E）-3-（3-甲氧基-4-?u基苯基）-N-（3-羥基苯基）丙烯酰胺（8）：白色固體，產(chǎn)率67%.m.p.162-163°C.IR（KBr）v：3331，3276，2926，2850，2362，1668，1628，1596，1424，1360，1345，1148，1

21、036，962，818，743,615,536cm-1.1HNMR（400MHzDMSO-d。510.03（1H，s，NH），9.51（2H，s，4-OH，3'-OH），7.52（1H，d,J=15.6Hz,a-H）,7.35（1H,s,2'-H）,7.23（1H，s，2-H），7.15（1H，t，J=7.9Hz，5'-H），7.12（1H，dd，J=8.9，2.0Hz，6'-H），7.10（1H，t，J=9.0Hz，4'-H），6.87（1H，d，J=8.1Hz，5-H），6.68（1H，d，J=8.1，1.7Hz，6-H），6.50（1H，d，J=1

22、5.6Hz,B-H）,3.88（3H,s,3-OCH3）;13CNMR（101MHzDMSO-d65168.94,162.63,153.63,152.89,145.53,134.45，131.25，127.00，124.01，120.73，115.78，115.35，114.98，111.28，60.54.HRM（SEI）：m/zCalcdforC16H15NO，4285.099，F(xiàn)ound285.0996（M）.（E）-3-（3-甲氧基-4- 羥基苯基）-N-（4-羥基苯基）丙烯酰胺（9）：白色固體，產(chǎn)率62%.m.p.205-206°C.IR（KBr）v：3327，3272，29

23、30，2845，2360，1661，1629，1590，1424，1363，1241，1127，1036，960，818，746，637cm-1.1HNMR（400MHzDMSO-d。59.88（1H,s,NH）,9.28（1H，s，4'-OH），7.48（1H，dd，J=8.3，1.9Hz，2'-H），7.46（1H，dd，J=8.3，2.5Hz，6'-H），7.43（1H，d，J=15.6Hz,a-H）,7.16（1H,s,2-H）,6.81（2H,d，J=8.1，2.1Hz，3'-H，5'-H），6.72（1H，d，J=6.5Hz，5-H），6.7

24、0（1H，dd，J=6.5，1.3Hz，6-H），6.59（1H,d,J=15.6Hz,B-H）,5.60（1H,s,4-OH）,3.82（3H，s，3-OCH3）；13CNMR（101MHz，DMSO-d6）5163.87,153.72,148.91,148.31,140.32,131.65,126.78，122.25，121.22，119.58，116.14，115.60，111.18，55.97.MS（ESI）m/z：286M+H+.2 結(jié)果與討論2.1 合成方法討論本文第一步采用克腦文蓋爾（Knoevenagel）縮合反應(yīng)合成阿魏酸，這是合成a,B-不飽和酸的常用方法.首先將丙二酸以苯

25、胺和吡啶為堿催化得到碳負(fù)離子，然后與香草醛發(fā)生縮合反應(yīng).該反應(yīng)需控制反應(yīng)溫度在9095C左右，原因是該反應(yīng)的產(chǎn)物有順?lè)磧煞N異構(gòu)體，而反式產(chǎn)物才是我們所需要的，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)探索，當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高（超過(guò)100），會(huì)得到順式油狀物.本合成的關(guān)鍵步驟是酰胺化，我們以阿魏酸為原料，DCC/DMAP催化劑，無(wú)水THF為溶劑，與多種胺反應(yīng).DCC（Dicyclohexylcarbodiimide,N,N-二環(huán)己基碳酰亞胺）是一種常用的縮合劑，在此反應(yīng)中可活化羧基并起到脫水作用；DMA（P4-dimethylamiopryidine，4-二甲氨基吡啶）是一種新型的高效催化劑.與傳統(tǒng)的?；磻?yīng)相比較，DCC/DM

26、AP化酰胺化反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和（可以在室溫下進(jìn)行）、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)速度快（比吡啶催化快一萬(wàn)倍）、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)率較高等優(yōu)點(diǎn).DCC吸水后生成不溶于溶劑的N,N-二環(huán)己基月尿（DCU,容易與產(chǎn)物分離.我們通過(guò)分析DCC-DMAP合成阿魏酸酰胺類化合物的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溶劑、催化劑、反應(yīng)溫度、加料順序和胺的極性大小等對(duì)反應(yīng)有著至關(guān)重要的影響.2.1.1 反應(yīng)溶劑的選擇在阿魏酸酰胺類化合物的合成過(guò)程中，曾在二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺（DMF、無(wú)水四氫味喃等不同極性的溶劑中反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶劑的極性大小對(duì)實(shí)驗(yàn)的成敗至關(guān)重要.在二氯甲烷中由于阿魏酸和胺類的溶解度較小，反應(yīng)1天，TLC檢測(cè)幾乎沒(méi)有

27、反應(yīng)；在N,N-二甲基甲酰胺體系中的反應(yīng)，TLC檢測(cè)有反應(yīng)，但是DM或點(diǎn)較高，后處理麻煩；在無(wú)水四氫味喃體系中，通過(guò)TLC檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在極性適中的THF體系中反應(yīng)效果最佳.2.1.2 催化劑的選擇催化劑的用量在一定范圍內(nèi)，產(chǎn)率隨著催化劑用量的增加而升高，否則產(chǎn)率反而會(huì)下降.本文試驗(yàn)以DCC、DCC/DMA、PDCC/N，N-二甲基苯胺等3種不同催化劑組合制備阿魏酸酰胺類化合物，以DCC/DMA罹化效果最佳，DCC胺為2：1（摩爾比），DMAP胺為0.1：1（摩爾比）時(shí)收率最高.DCC/DMA唯化具有應(yīng)用范圍廣、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時(shí)間短和產(chǎn)率較高等優(yōu)點(diǎn).2.1.3 反應(yīng)溫度的選擇在以阿魏酸為原料，D

28、CC/DMA的催化劑，THF為溶劑的反應(yīng)中，我們選擇剛開(kāi)始在0oC左右反應(yīng)，一段時(shí)間后，將其移至室溫.原因是反應(yīng)溫度太低時(shí)，反應(yīng)速度較慢，反應(yīng)產(chǎn)物的收率也不高；反應(yīng)溫度太高時(shí)，反應(yīng)速率過(guò)快，容易有副產(chǎn)物生成，反應(yīng)難以控制.2.1.4 加料順序的選擇從DCC/DMAP催化反應(yīng)機(jī)理可以看出，阿魏酸的竣基先和DC災(zāi)應(yīng)，然后再與胺的氨基反應(yīng)生成酰胺鍵.但是在實(shí)際的反應(yīng)過(guò)程中，加料順序?qū)Ψ磻?yīng)結(jié)果并無(wú)太大影響，可能是由于使用具有超強(qiáng)親核的酰化作用催化劑DMAP其催化效果很好2.1.5 胺的選擇反應(yīng)機(jī)理表明，當(dāng)苯環(huán)上引入供電子取代基時(shí)，增加芳香胺的親核性，有助于酰胺化反應(yīng)的進(jìn)行，容易得到阿魏酸酰胺化合物.此

29、外，2-氨基苯酚、3-氨基苯酚和對(duì)氨基苯酚都有氨基和酚羥基雙官能團(tuán)，與阿魏酸反應(yīng)的產(chǎn)物應(yīng)該既有酰胺化產(chǎn)物又有酯化產(chǎn)物，但目標(biāo)化合物經(jīng)過(guò)分離和提取只得到酰胺化產(chǎn)物.原因是整個(gè)反應(yīng)在弱堿性環(huán)境中？M行，酚羥基在堿性條件下發(fā)生解離形成了氧負(fù)離子，由于氧負(fù)離子上的孤對(duì)電子和苯環(huán)間強(qiáng)的p-兀共軻效應(yīng)使得N原子電子云密度提高，增強(qiáng)了氨基的親核性，從而有助于氨基進(jìn)攻羰基碳，有利于酰胺的形成.2.1.6 反應(yīng)后處理反應(yīng)后處理中，用到水、飽和食鹽水等進(jìn)行洗滌，需要在低溫下進(jìn)行.先將配好的洗滌液放置于冰箱內(nèi)冷凍一段時(shí)間，在操作時(shí)停留時(shí)間要盡可能的短，否則在有機(jī)相和水相之間會(huì)有一層白色絮狀沉淀生成，所產(chǎn)生的白色絮狀

30、物是產(chǎn)品的水解產(chǎn)物和未反應(yīng)的N,N'-二環(huán)己基碳酰亞胺（DCC吸水生成的N,N'-二環(huán)己基脲（DCU）.其原因可能是用作后處理的有機(jī)溶劑與洗滌劑接觸時(shí)發(fā)生反應(yīng)而迅速放熱，從而導(dǎo)致有副產(chǎn)物的生成，大大降低產(chǎn)率.2.2?Y構(gòu)表征實(shí)例以（E）-3-（3-甲氧基-4-羥基苯基）-N-（2-羥基苯基）丙烯酰胺7為例，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行波譜解析.化合物7的氫譜分析：1HNMR(400MHz,DMSO-dR5(ppm)3.83處峰面積為3的單峰可歸屬為3位甲氧基的氫；55.59處峰面積為1的單峰可歸屬為與N原子相連的苯環(huán)上2'位羥基的氫；56.78處峰面積為1的耦合常數(shù)為7.1,1.9Hz的雙峰是6位的氫；56.81處峰面積為1的耦合常數(shù)為7.1Hz的雙峰