Schiff堿由于其獨特的光、電、磁等物理性能[1,2],良好的配位化學性能[3]及獨特的抗菌、抗癌、除草等生理活性[4,5],引起了人們廣泛、系統(tǒng)、深入的理論與應用研究。作者參考文獻[6]合成了5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺(Ⅰ)?;衔铫衽c芳醛在醋酸催化下,得到目標化合物5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿(Ⅱ)。合成路線見圖1。
圖1 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿的合成路線
所用試劑均為國產(chǎn)(或進口)化學純或分析純。
X4型熔點儀(溫度計未經(jīng)校正),北京第三光學儀器廠;Perkin-Elemer PE-983型紅外光譜儀(KBr壓片);Varian Mercury400 MHz型核磁共振儀(TMS為內(nèi)標);Finnigan Trace型質(zhì)譜儀;Vario ELⅢ型元素分析儀。
1.2.1 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺(Ⅰ)的制備
在冰水浴條件下,以乙醇為溶劑,將丙二腈、氯代乙酰乙酸乙酯在三乙胺催化下反應,得白色固體化合物Ⅰ,產(chǎn)率約90%,m.p.224~225℃。
1.2.2 5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿(Ⅱ)的合成
向干燥的圓底燒瓶中加入化合物Ⅰ2 g、無水乙醇20 mL、芳醛10 mmol、冰醋酸8~10滴,在磁力攪拌下加熱回流24 h后,冷卻至室溫,析出物用CH2Cl2重結晶,得到目標化合物Ⅱ,產(chǎn)率75%~90%。
Ⅱa:黃色晶體,產(chǎn)率85%,m.p.195~196℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz),δ: 7.45~7.95(m,3H,Ar-H),8.71(s,1H,-CH=N-),4.30~4.33(m,2H,-CH2O),2.66(s,3H,-CH3),1.37~1.42(m,3H,CH3-CH2-),3.88~4.01(s,2H,-OCH2O-)。IR,ν,cm-1: 1620(C=N ),1708(C=O),1709(苯C=C)。 MS (70 eV),m/z(%):326(M+,26),289(59),268(7),250(18),222(18),200(27),150(100),77(25)。
Ⅱb:淺黃色晶體,產(chǎn)率75%,m.p.138~139℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz),δ:7.68~7.98 (m,3H,Ar-H),8.83(s,1H,-CH=N-),4.37~4.43(m,2H,-CH2O),2.66(s,3H,-CH3),1.37~1.42(m,3H,CH3-CH2-)。IR,ν,cm-1: 1632(C=N),1710(C=O),1709(苯C=C)。MS (70 eV),m/z(%): 351(M+,26),306(11),201(33),185(29),175(14),124(43),98(17)。
Ⅱc:橙黃色晶體,產(chǎn)率90%,m.p.160~161℃。1HNMR (CDCl3,400 MHz),δ:7.41~7.57(m,5H,Ar-H),8.58(m,1H,-CH=N-),4.34~4.40(m,2H,-CH2O),2.63(m,3H,-CH3),1.39~1.43(m,3H,CH3-CH2-),7.16~7.34(m,2H,-CH=CH-)。IR,ν,cm-1:1620(C=N ),1715(C=O),1709(苯C=C),1554(CH=CH)。MS(70 eV),m/z(%): 307(M+,11),298(87),282(45),252(32),194(89),165(89),150(34),120(12),77(24)。
Ⅱd:橙色晶體,產(chǎn)率80%,m.p.151~154℃。1HNMR(CDCl3,400 MHz),δ:8.74(s,1H,-CH=N-),4.36~4.41(m,2H,-CH2O),2.65(s,3H,-CH3),1.40~1.44(m,3H,CH3-CH2-)。IR,ν,cm-1: 1624(C=N ),1710(C=O)。MS (70 eV),m/z(%): 269(M+,14),148(100),115(14),103(18),64(4)。
在產(chǎn)物的1HNMR中,芳環(huán)上氫的化學位移在7.45~7.80之間呈現(xiàn)出多重峰,-CH=N-上的碳氫的化學位移在8.75 左右,為一單峰。在IR譜圖中,產(chǎn)物的特征基團均有明顯的吸收,酯的C=O伸縮振動峰都出現(xiàn)在1710 cm-1左右,碳氮雙鍵的伸縮振動峰都出現(xiàn)在1630 cm-1左右。在MS譜圖中,目標化合物都有較強的分子離子峰,主要碎片離子峰都與預期的目標分子結構相吻合。這些特征都證實了化合物的分子結構。
文獻[6]合成5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺時采用乙醇鈉催化,反應不易控制,操作繁瑣,產(chǎn)率僅為30%~40%。本實驗用三乙胺催化,反應溫和,操作簡便,且產(chǎn)率高達90%。
合成目標產(chǎn)物Schiff堿Ⅱ時,反應在乙醇溶液中進行,是酸催化的親核加成反應,但不能用強酸催化,因為氫離子雖然可以和羰基結合成烊鹽而增強羰基的親電性能,但也可以與氨基結合形成銨離子的衍生物使親核能力降低。因此,在醇溶液中只需很低的氫離子濃度反應就可以發(fā)生,通常使用的弱酸是醋酸。
以自制的5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺與取代芳醛為主要原料,以乙醇為溶劑、醋酸為催化劑,通過回流反應合成了新型5-甲基-4-乙氧羰基-3-腈基-2-呋喃胺Schiff堿化合物。目標化合物通過IR、1HNMR、MS進行了表征。
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