应用化学毕业论文2.doc
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1、毕 业 论 文 (2011 届) 题 目 4-Hydroxycordoin 的 全合成 学 院 化学化工学院 专 业 应用化学 年 级 07 级应化班 学生学号 12007240207 学生姓名 雷 凯 指导教师 杨金会 年 月 日 I 4-Hydroxycordoin 的全合成 宁夏大学化学化工学院 (应用化学)专业 2011 届 雷凯 摘要:摘要:以廉价的对羟基苯甲醛和2,4-二羟基苯乙酮为起始原料,经过O-异戊烯基化,保 护酚羟基,羟醛缩合,去保护基等步骤,首次以52%的总收率完成了天然产物4- Hydroxycordoin的全合成所有新化合物的结构都经过1H NMR, MS确认。 关关
2、键词键词: :4-Hydroxycordoin;异戊烯基查尔酮;全合成 II Total Synthesis of 4-Hydroxycordoin Abstract: The total synthesis of natural 4-Hydroxycordoin was first achieved through O- prenylation, protection of phenolic hydroxylgroup,aldol condensation,deprotection Starting from cheap 4-hydroxybenzaldehyde and 2,4-dihyd
3、roxyacetophenone, with total yield 52%. All structures of new compounds were confirmed by1H NMR and MS. Key words: Abyssinoflavanone; isoprenyl Chalcone; total synthesis. III 目 录 第一章 概述1 第二章 查尔酮类化合物的药理作用2 2.1 抗肿瘤药理作用2 2.2 其他药理作用2 2.2.1 抑制、消除氧自由基及抗氧化的药理作用.2 2.2.2 抗胃溃疡作用.2 2.2.3 抗菌作用.2 2.2.4 抑制磷酸二酯酶的作
4、用.2 2.2.5 其他作用.3 第三章 合成方法4 3.1 碱性催化剂合成4 3.2 酸性催化剂催化合成4 3.3 金属有机化合物催化合成4 3.4 金属化合物催化合成4 3.5 微波、超声波的催化合成4 第四章 合成设计5 第五章 实验部分6 5.1 仪器及试剂6 5.2 4-异戊烯氧基-2-羟基苯乙酮(3)的合成 6 5.3 4-甲氧甲氧基苯甲醛(5)的合成.6 5.4 2-羟基-4-异戊烯氧基-4-甲氧甲氧基查尔酮(6)的合成 6 5.5 4-HYDROXYCORDOIN(7)的合成 7 第六章 结果与讨论8 参考文献9 致谢10 附录11 宁夏大学本科毕业论文 第一章 概述 1 第一
5、章 概述 查尔酮的化学结构为 1,3,2-二苯基丙烯酮,以它为母体的天然化合物存在于 甘草、红花等植物中 ,这些天然查尔酮多为含酚羟基。如甘草中的异甘草素、红花 中的红花苷元等。这些含羟基的查尔酮表现为多种药理作用。 Laliberte 早在 1967 年就报道了查耳酮具有抗蛲虫作用1,何克勤等报导查尔酮的抗过敏作用,表现了 多种药理作用2。Vincenzo 在 2000 年发现了类黄酮化合物中的查尔酮,具有化学预 防和抗肿瘤活性3。随着研究的深入,更多的药理作用作用也被人们发现如:抗炎 作用4、镇痛作用5、抗溃疡作用6、抗病毒作用7、抗菌作用8、抗真菌作用9、 抗疟疾作用10等。这是由于查尔
6、酮类化合物分子具有较大的柔性 ,能与不同的生物 受体结合。在其他方面,以查尔酮为原料制备的查尔酮二氢化衍生物还可以作为甜 味剂,查尔酮衍生物也常被用作屏保和液晶显示材料等。某些查尔酮衍生物可以作 为新型有机非线性光学材料具有较大的非线性光学效应和较宽的透光范围,其短波 截止波长可以达到 380nm,因此有可能在半导体激光器和半导体泵浦的固体激光器 得到应用9。近年来,许多优良的催化剂以及合成方法被逐一开发出来,查尔酮的 经典合成方法是使用强碱如醇钠,或者强酸来催化苯乙酮和苯甲醛的羟醛缩合,通 常由苯乙酮及其衍生物与芳香醛在碱或酸作用下缩合而成,收率 10%-70%。 宁夏大学本科毕业论文 第二
7、章 查尔酮类化合物的药理作用 2 第二章 查尔酮类化合物的药理作用 2.1 抗肿瘤药理作用 现有的抗肿瘤药物根据其作用机制可分为细胞周期非特异性和特异性药物。非 特异性药物作用于细胞增殖各期,特异性药物则作用于 M 期或 S 期。Shibata 发现 新疆甘草中的甘草查尔酮具有抗肿瘤和抗炎活性。于是就合成了异戊烯基查尔酮等 40 多种衍生物。药理实验表明,它们以干扰肿瘤细胞的细胞周期来达到对肿瘤细胞 的增殖抑制。对肾癌(HGC-27) 、宫颈癌(HeLa)、胰腺癌(PANC-1)神经细胞癌 (GOTO)等肿瘤细胞的增殖作用分别表现延长 S 期,抑制 G0/G1期,兼有促抗癌作用, 如开发成药物
8、,将属特异性药物类型。 2.2 其他药理作用 2.2.1 抑制、消除氧自由基及抗氧化的药理作用 自由基(包括 O2-,OH 和 H2O2)是促进衰老、引进炎症、诱发癌症及多种疾病 发生和发展的重要因素之一。机体内存在完整的抗氧花的酶系统,也可从体外摄取 脂溶性和水溶性抗氧花剂(如 VitE 和 VitC 等) ,以弥补机体清除自由基活性之不足。 2.2.2 抗胃溃疡作用 胃酸分泌过多是引起胃溃疡的原因之一,机体胃中的 H+/K+-ATP 酶在调节胃酸 分泌中有重要作用。 2.2.3 抗菌作用 Inamori 等报道从 Lonchocarpus neuroseapha 的根中分离的 4-羟基鱼藤
9、酮,在体 外能抑制 G+菌。 2.2.4 抑制磷酸二酯酶的作用 磷酸二酯酶(PDE)有终止 cAMP 水平增高可导致强心作用。已经有实验表明根 据其结构上取代羟基位置的不同,查尔酮类又分别呈现弱的脂解作用,可归因与对 PKC 的抑制。这类化合物结构中的羰基和 C-羟基是抑制 PDE 的必要基团。 宁夏大学本科毕业论文 第二章 查尔酮类化合物的药理作用 3 2.2.5 其他作用 除上述药理活性外,查尔酮类化合物还有抗脱发、促进毛发再生作用。此外还 有抗病毒、雌激素样作用、抗突变、抗心律失常、抗痤疮、治疗前列腺功能紊乱等 作用。可见查尔酮类化合物作为一种多活性化合物,通过对其深入的药理作用机制 和
10、 SAR 研究,合成并筛选出生物活性更强、应用于临床是大有发展前景的。因此我 们有必要对它做更深一层的研究。 宁夏大学本科毕业论文 第三章 合成方法 4 第三章 合成方法 3.1 碱性催化剂合成 郭宏雄等用 10%(质量分数)的 NaOH 催化合成了 11 种查尔酮,产率 4%一 85%10。 3.2 酸性催化剂催化合成 许多 Lewis 酸如 AlCl3,TiCl3,SnCl4,FeCl3,以及部分稀土氯化物都可以催化 芳香醛酮的羟醛缩合,其中包括 Mukaiyama 反应。 3.3 金属有机化合物催化合成 利用烷基锂与羧酸反应合成酮已有很多成功的报道,李良助等用芳基锂和肉桂 酸及其脂反应合
11、成查尔酮等化合物11。采用芳基锡为试剂,与取代肉桂酞氯在二- (三苯基膦)二氯化镍催化下进行交叉偶联合成了 13 种查尔酮,收率 50.3%-92%合成 过程是按自由基链锁反应机理进行的12。 3.4 金属化合物催化合成 KF-Al2O3催化下合成查尔酮的方法该方法总的特点是:制备简单,提纯方便, 且可反复使用,当时反应时间太长,产率不高(55%-90%)13。 利用 KF-Al2O3催化合成查尔酮的方法,朱权与韩莹分别合成了咪吩查尔酮和吠喃查 尔酮,并且研究了它们紫外光谱的取代基效应14,15,收率 64%-85%。 3.5 微波、超声波的催化合成 今年来发现超声波能有效地促进有机反应的进行
12、,因而超声波的技术在有机合 成中的应用引起了人们的关注和重视17。超声波作用下,固体氢氧化钾催化苯乙酮 和取代苯甲醛合成查尔酮17,18。研究表明,与不使用超声波相比反应速度更快,产 率有很大的提高。 由于微波辐射在短时间内能提供高能量,是化学键断裂,迅速发生化学反应, 由业诚等研究了微波辐射下 KF-AL2O3催化合成查尔酮19。结果表明,反应速度大 大加快了,产率也有所提高,同时在反应物量少时无需搅拌,都显示微波法在合成 上的优越性。 宁夏大学本科毕业论文 第四章 合成设计 5 第四章 合成设计 4-Hydroxycordoin 是一种天然的异戊烯基查尔酮,是植物的次级代谢产物,具 有较好
13、的生理活性。通过对对其合成分析,我们设计了如下图所示的合成路线。我 们以 2,4-二羟基苯乙酮为原料,经过异戊烯基溴氧代反应,保护酚羟基,羟醛缩合, 去保护基等步骤,首次以 52%的总收率完成了天然产物 4-Hydroxycordoin 的全合成 所有新化合物的结构都经过 1H NMR,MS 确认。本论文的工作以此为重点。 OOH HO OOH O CHO OH CHO OMOM b O OOH OMOM O OOH OH a c d 2 3 4 5 6 7 图 3-1 合成设计图 1.试剂及条件:(a)异戊烯基溴,K2CO3,丙酮,回流,90%;(b)氯甲基甲基醚, K2CO3,丙酮,回流,
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