羟醛缩合合成查尔酮

1、广东石油化工学院研究型实验羟醛缩合合成查尔酮学院（系）：化学工程学院专业：化学工程与工艺摘要：查尔酮是一种黄酮类化合物,是合成多种天然化合物重要的有机合成中间体。查尔酮的化学结构为1,3-二苯基丙烯酮,以它为母体的天然化合物存在于甘草、红花等植物中,这些天然查尔酮常含酚羟基。其常见合成方法是以苯甲醛和苯乙酮为原料,加入碱、酸或金属等物质作为催化剂进行羟醛缩合反应,但产率较低,副产物多。本次实验是以苯甲醛和苯乙酮为原料,选择了适当的催化剂，还运用了搅拌装置、重结晶装置、薄层色谱分离装置等，由于其显著的生物药理活性及独特的可塑性结构,近年来引起了化学工作者的研究兴趣。本研究实验的进行是有必要的。关

2、键词 查尔酮 羟醛缩合反应 搅拌装置 重结晶装置 薄层色谱分离装置Aldol condensation combining ChalconeAbstract:Flavonoids is a kind of Chalcone is synthesis of a variety of natural compounds are important organic intermediates.The chemical structure of Chalcone 1 3 - diphenyl ketone of propylene,Maternal natural compounds for it e

3、xists in Licorice safflower plants, etc,this naturally flavonoids often phenol hydroxyl.It is the usually way to carry out the condensation reaction of hydroxyl aldehyde with the addition of alkali, acid or metal as catalyst, the benzene formaldehyde and benzene ethyl ketone were used as raw materia

4、ls.But the yield was lower and the by-products were more.In this experiment, the suitable catalyst was selected as the raw material of benzene formaldehyde and benzene ethyl ketone.Stirring device, recrystallization device, thin layer chromatography separation device, etc. are also used.Because of i

5、ts significant biological and pharmacological activity and plasticity of the unique structure, in recent years has attracted the interest of chemists.It is necessary to carry out the experiment in this research.Key words Flavonoid Aldol condensation reaction Mixing plant Recrystallization device Thi

6、n layer chromatographic separation device前言：查尔酮（Chalcone）C15H12O，又名苯乙烯基苯基酮、亚苄基苯乙酮。淡黄色斜方或菱形结晶，熔点57-58，密度1.0712g/cm，不溶于水，易溶于醚、氯仿、二硫化碳和苯，微溶于醇，难溶于冷石油醚。有刺激性，有毒。是合成黄酮类化合物的重要中间体，广泛的存在于自然界中(a)T.Iwashia，J·Kitajima . Phytoehemitry, 2000, 55:971-974; (b) M. Geanne，D·Andrade Cunha, J·Bezarra Font

7、enele and VLetieiaCosta-Lotufo J. Phytotherapy ResearehPhytother Res, 2003, 17: 1244-1246 。它对植物抵抗疾病、寄生虫等起重要作用。其本身也有重要的药理作用。由于其分子结构具有较大的柔性，能与不同的受体结合，因此具有广泛的生物活性 Wu Jun, Wan F, Yi H. A potent anti-HIV chalcone and flavonoids from genus desmos J BioorgMed Chem Lett, 2003, 13:1813-1815 Liu M, Wilairatp,

8、 Gom L·Antimalarial alkoxylated and hydroxylated chalones Structure-activity Relation-ship analysis J. JMed Chem, 2001, 44:4443-4452。由于其显著的生物药理活性及独特的可塑性结构，近年来引起了化学工作者的研究兴趣。能发生取代、加成、缩合、氧化、还原反应。本实验由苯乙酮在碱性条件下与苯甲醛缩合而成。除此之外羟醛缩合合成查尔酮的方法有很多种。催化剂合成方法多采用在碱或酸催化下苯乙酮与芳醛进行羟醛缩合反应, 经典合成方法是使用强碱如氢氧化钠、醇钠,或者强酸来催化

9、苯乙酮及其衍生物与芳香醛进行缩合反应而得到，但副反应多,产率较低。郭宏雄,藏庶声,李文科,等.查尔酮的制备J.兰州医学院学报,1998,24(2):12213绿色合成 因经典的合成方法产率低，产生的副反应也较多，而且有机溶剂大多价格比较贵，有毒，容易污染环境，所以2006年段宏昌段宏昌,姜恒,宫红.查尔酮衍生物的绿色合成J.中国药业,2006,15(15):30231 等发表了论文，介绍了一种绿色环保的合成方法，以苯甲醛衍生物和 苯乙酮为原料,弱碱碳酸钾为催化剂,用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)作相转移催化剂,以水作溶剂于回流条件下反应6h,产率高达90%。工艺具有反应条件温和、化学选择性

10、强、不用惰性气体保护、产物易分离、合成方法简单等优点何文香，宁海峰，郑旭煦，殷钟意，谢晶晶. 合成查尔酮化合物新方法的研究进展J. 重庆工商大学学报：自然科学版，2009.6。微波合成 近年来发现超声波能有效地促进有机反应，因而超声波技术在有机合成中的应用引起了人们的兴趣和重视刘翔风等.查尔酮合成方法的研究进展J.福建中医学院药学系，2009,8 。2007年朱凤霞等朱凤霞,周建峰,肖洪卿,等.二茂铁基查尔酮衍生物的微波合成J.化学试剂,2007, 29 (7):434-436发表了用NaOH作催化剂、无水乙醇作溶剂,在微波辐射条件下使乙酰基二茂铁与芳醛发生缩合反应以制备9个二茂铁基查尔酮衍生

11、物。反应时间只需0. 54 min,产率61% 84%之间,操作简便。 2006年徐宛瑜徐宛瑜.四丁基溴化铵存在下水介质中微波促进2-羟基查尔酮的合成J.徐州师范大学学报:自然科学版,2006,24(1):64-65等报道了用2-羟基苯乙酮与取代苯甲醛在20%NaOH 水溶液中,在四丁基溴化铵( TB2AB)存在下,微波辐射37min,合成了13种羟基查尔酮及其衍生物,收率良好,在57%85%之间。溶液合成董秋静, 罗春华.对位取代查尔酮衍生物的合成J .精细化工中间体, 2007, 37(5):31-39 2007年董秋静等发表了以苯甲醛和苯乙酮衍生物为原料, 在氢氧化钠乙醇水溶液中, 室温

12、下制备了一系列的查尔酮衍生物的论文。方法简单, 操作容易, 后处理方便, 收率在60% 90%之间, 特别适合于羟基查尔酮的合成。研磨法室温下采用研磨法，研磨20 min，以NaOH/Na2CO3作为催化剂，苯甲醛、苯乙酮和催化剂的最佳摩尔比为642，选用75% 乙醇溶液为重结晶溶剂，查尔酮的产率可以达到80. 6%。该法具有反应条件温和、操作简便、能耗小、不使用有毒有害溶剂等优点。杨德红，杨本勇.研磨法合成查尔酮J. 中原工学院，2013,12实验原理：一、 反应原理具有-H的醛或酮，在碱催化下生成碳负离子，然后碳负离子作为亲核试剂对醛或酮进行亲核加成，生成羟基醛，羟基醛受热脱水生成-不饱和

13、醛或酮。在稀碱或稀酸的作用下，两分子的醛或酮可以互相作用，其中一个醛（或酮）分子中的-氢加到另一个醛（或酮）分子的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳原子上，生成一分子-羟基醛或一分子-羟基酮。这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合。通过醇醛缩合，可以在分子中形成新的碳碳键，并增长碳链。本实验采用的方法是苯乙酮与苯甲醛在氢氧化钠催化下进行反应二、 反应的跟踪本实验采用的方法是苯乙酮与苯甲醛在氢氧化钠催化下进行反应，但因为该反应没有明显的现象可让实验者直接判断其反应的终点，所以往往会采用其他方式进行反应的跟踪，本实验采用薄层色谱法。薄层色谱法是一种非常有用的跟踪反应手段。薄层色谱法属于固-液吸附色谱，是一种

14、微量的分离分析方法，具有设备简单、速度快、分离效果好、灵敏度高以及能使用腐蚀性显色剂等优点，适用于小量样品（几到几十微克，甚至0.01g）的分离。其也常用作柱色谱的先导，可用于柱色谱分离中展开剂的选择，也可监视柱色谱的分离状况和效果。操作方法：薄层色谱技术包括制板、点样、展开、显色、等。在制备薄层板时，首先将吸附剂调成糊状，然后采用简单的平铺法和倾斜法将糊状物涂抹在干净的载玻片上，制成薄层板。在进行实验时，薄层板由老师提供。然后进行薄层板的活化过程，将涂好的薄层板在室温下水平放置晾干后，放入烘箱内加热活化，活化条件根据需要条件而定。薄层板的活性还与含水量有关，其活性随含水量的增加而下降。活化后

15、的薄层板应放在干燥器内保存。点样：将样品溶于低沸点溶剂中，配成1%的溶液，（本实验采用了石油醚和乙酸乙酯作为溶剂），用内径小于1mm管口平整的毛细管点样，在薄层板一端约1.0cm处，垂直地轻轻地接触到薄层板的吸附剂，样品溶液就可以点到薄层板上。如果同一块薄层板上点两个样，两斑点间距应保持11.5cm为宜。展开与显色：选择合适的展开剂是至关重要的。一般展开剂的选择与柱色谱中洗脱剂的选择类似，即极性化合物选择展开剂，非极性化合物选择非极性展开剂。然后将薄层板放入装有配好的展开剂的广口瓶中，当展开剂上升至离薄层板上端约1cm处时，将薄层板取出，并用铅笔标出展开剂的前沿位置，待薄层板干燥后，便可观察斑

16、点的位置，如果斑点无颜色，可在紫外灯下观察荧光斑点，也可用显色剂显色，如：碘熏显色。本实验采用的是使用紫外灯观察荧光斑点。三、 产品纯化本实验产品的纯化采用重结晶的方法。从有机化学制备反应中分离出的固体有机化合物物一般是不纯的，其中夹杂着一些反应的副产物、未反应完的原料等杂质，纯化这类固体有机化合物的有效方法之一是重结晶法。其基本原理是：利用在不同温度下被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解性能的差异，将杂质分离出去的方法。重结晶成功的关键在于选择适当的溶剂，一种良好的溶剂必须符合：所选溶剂应不与被提纯物质发生化学反应；在较高温时能溶解多量的被提纯物质，而在室温或更低温度时只能溶解很少量，这样才能

17、保证有较高的回收率；对杂质的溶解度非常大或非常小；容易挥发（溶剂的沸点较低），易与结晶分离而被除去；能得到较好的结晶，且毒性小，操作比较安全，价格低廉，易回收。本实验采用的溶剂是95%的乙醇。药品和仪器：药品：苯甲醛、苯乙酮、10%NaOH溶液、95%乙醇、石油醚、乙酸乙酯仪器：搅拌器、抽滤瓶，滴液漏斗，三颈瓶、温度计、烧杯、玻璃棒、量筒、熔点仪、薄层板、广口瓶、紫外灯实验过程：在装有搅拌器、温度计的三颈瓶中，加入25mL10%NaOH溶液，20mL的 乙醇和6mL苯乙酮(0.05mol)。先搅拌30分钟后，再用胶头滴管向三颈瓶中缓慢滴加5mL的苯甲醛(0.05mol)，滴加速度控制在保持反应

18、温度于2530之间。滴加完毕，在室温下继续搅拌1h后，使用薄层板进行跟踪，观察各点的位置，判断反应进程，然后继续搅拌1h后，再点一次薄层板，直至反应完全。反应结束后，将三颈瓶置于冰水浴中冷却30min，使结晶完全。然后进行减压抽滤，收集产物，用水充分洗涤，用玻璃棒蘸取洗涤液，滴在石蕊试纸上，直至洗涤液对石蕊试纸显中性。然后用少量冷乙醇（56mL）洗涤结晶，挤压抽干。得到查尔酮粗产品。称量，6.8g。对粗产品进行重结晶，按照每克产物约需45mL的溶剂，向粗产品中加入34mL的95%乙醇。然后进行抽滤，得到纯的产物。称量，3.3g。再用薄层色谱法进行跟踪，当薄层板上只有一个点时，说明产品较纯。最后

19、测其熔点。实验结果:理论产量：0.05molx208g/mol=10.40g实际产量：3.3g产率：（3.3/10.40）x100%=31.7%熔点：58产物熔点:53.2薄层色谱法检测结果图：（最后利用薄层色谱法检测，薄层板上只有一个点，说明产品较纯）讨论：本次实验产率很低，原因可能是反应的时间不够久没有充分的进行反应。由于反应产生的副反应较多，所以对产率也会有一定的影响。在滴加苯甲醛的过程中温度没有控制好，也有可能是催化剂NaOH溶液的量不够。在结晶的时候，出现了结晶困难的状况，通过查询资料得知。当溶液过饱和时会出现析晶困难的现象。或者是容器内部过于光滑，没有结晶点。也有可能是溶液没有充分

20、反应得到产物，产物含量过低不能够结晶。在加了晶种之后溶液渐渐结晶。参考文献：1) (a)T.Iwashia，J·Kitajima . Phytoehemitry, 2000, 55:971-974; (b) M. Geanne，D·Andrade Cunha, J·Bezarra Fontenele and VLetieiaCosta-Lotufo J. Phytotherapy ResearehPhytother Res, 2003, 17: 1244-1246 2) Wu Jun, Wan F, Yi H. A potent anti-HIV chalcone and flavonoids f