由2’羟基查耳酮环化生成黄烷酮的反应体系及方法.pdf

本发明公开了一种由2’-羟基查耳酮环化生成黄烷酮的反应体系，是主要由吡啶和水构成的反应体系，可以采用加热或光照的方法进行反应。这种反应体系收率高，溶剂容易回收。

1、  一种由2’-羟基查耳酮环化生成黄烷酮的反应体系，是主要由吡啶和水构成的反应体系。

2、  如权利要求1所述的反应体系，其特征在于：所述的吡啶和水的体积比为1∶0.67～2.5。

3、  如权利要求1所述的反应体系，其特征在于：所述的吡啶和水的体积比为1∶1.5。

4、  一种由2’-羟基查耳酮加热环化生成黄烷酮的方法，其特征在于依次包括如下过程：
(1)在反应釜中加入2’-羟基查耳酮、吡啶和水，搅拌，加热到80～90℃，反应时间为0.5～1.5h；
(2)将反应后的混合物减压浓缩后，于硅胶柱中层析分离，然后减压蒸馏。

5、  如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的吡啶和水的体积比为1∶0.67～2.5。

6、  如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的吡啶和水的体积比为1∶1.5。

7、  一种由2’-羟基查耳酮可见光光照环化生成黄烷酮的方法，其特征在于依次包括如下过程：
(1)在吡啶和水组成的反应体系中，加入2’-羟基查耳酮，搅拌，用500W氙灯光照，反应时间为1～4h；
(2)将反应后的混合物减压浓缩，于硅胶柱中层析分离，收集洗出液后减压浓缩。

8、  如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的吡啶和水的体积比为1∶0.67～1.5或1∶2.5。

9、  一种由2’-羟基查耳酮自然光光照环化生成黄烷酮的方法，其特征在于依次包括如下过程：
(1)在吡啶和水组成的反应体系中，加入2’-羟基查耳酮，搅拌，在室内自然光下光照，反应时间为1～4h；
(2)将反应后的混合物减压浓缩，于硅胶柱中层析分离，收集洗出液后减压浓缩。

10、  如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的吡啶和水的体积比为1∶0.67～2.5或1∶1.5。

由2’-羟基查耳酮环化生成黄烷酮的反应体系及方法
技术领域
本发明涉及由2’-羟基查耳酮环化制备黄烷酮，具体来说涉及的是反应体系和在该反应体系下进行环化的方法。
背景技术
黄烷酮类化合物是多种药用植物有效成分之一。由于其显著的生物、药理活性及独特的可塑性结构，近百年来一直引起化学工作者浓厚的研究兴趣。据有关文献报道，许多黄烷酮类化合物具有抗菌、抗炎、抗HIV病毒、抗肿瘤、抗诱变、抗氧化等诸多生物活性，是一类研究价值高、应用前景广的化合物。黄烷酮衍生物大多从天然植物中提取而得，取代基多为羟基、甲氧基、苄氧基、异戊烯基、香叶基等。虽然黄烷酮类化合物广泛存在于植物界中，但是该类化合物要么在植物体中的含量较少、要么药效不够理想而需要通过化学合成或化学修饰的方式获得；同时，黄烷酮母体上共有10个可被取代的位置，具备极大的结构修饰潜力，所以它又是合成多种类黄酮化合物的中间体。因此研究其合成是一项十分有意义的工作。
人工合成黄烷酮的方法多种多样，而其中重要的合成方法之一就是通过2’-羟基查耳酮环化获得。在查尔酮合成黄烷酮的方法中，关环一步是比较困难的，因此人们对其环化条件的改进作了大量的探索工作，提出了不少环化试剂，如酸碱催化剂环化、硅胶催化环化、NiCl₂/Zn/KI体系催化环化、光照环化、加热环化、电化学转变法环化、有机胺环化、大孔树脂A-21环化、固体碱性催化剂环化等。由于上述各种环化方法要么存在目标产物选择性差、反应时间长、收率不高、产物分离需消耗大量有机溶剂，要么只针对特殊结构化合物有效，要么使用昂贵催化剂，要么产生大量副产物或对环境危害大等缺点，影响了它们在工业上的推广应用。
发明内容
针对目前由2’-羟基查耳酮环化生成黄烷酮选择性差、收率低、成本高的不足，本发明的第一个目的在于提供一种从2’-羟基查耳酮合成黄烷酮反应体系，这种反应体系可以使2’-羟基查耳酮有效转化为黄烷酮，而且溶剂易得，产物容易从反应体系中分离出来，收率高。
本发明的第二个目的还在于提供一种2’-羟基查耳酮环化生成黄烷酮的方法。
为了实现本发明的第一个目的，采用如下方案：一种由2’-羟基查耳酮环化生成黄烷酮的反应体系，是主要由吡啶和水构成的反应体系。
所述吡啶和水的体积比可以为1∶0.67～2.5，优选的是1∶1.5。
为了实现本发明的第二个目的，采用如下技术方案：
(1)在反应釜中加入2’-羟基查耳酮、吡啶和水，搅拌，加热到80～90℃，反应时间为0.5～1.5h；
(2)将反应后的混合物减压浓缩，在层析柱中层析分离，减压蒸馏脱除溶剂后得黄烷酮，收率为82.8～91.1％。
所述吡啶和水的体积比为1∶0.67～2.5，优选的是1∶1.5。
本发明还可以采用可见光光照方法制备，采用如下技术方案：
(1)在吡啶和水组成的反应体系中，加入2’-羟基查耳酮，搅拌，用500W氙灯光照，反应时间为1～4h；
(2)将反应后的混合物减压浓缩，于硅胶柱中层析分离，收集洗脱液，减压浓缩后得黄烷酮，收率为84.5～99.6％。
所述吡啶和水的体积比为1∶0.67～2.5，优选的是1∶1.5。
本发明也可以采用自然光光照方法制备，采用如下技术方案：
(1)在吡啶和水组成的反应体系中，加入2’-羟基查耳酮，搅拌，采用室内自然光光照，反应时间为1～4h；
(2)将反应后的混合物减压浓缩，于硅胶柱中层析分离，收集洗脱液，减压浓缩后得黄烷酮，收率为81.5～89.7％。
所述吡啶和水的体积比为1∶0.67～2.5，优选的是1∶1.5。
本发明主要优点如下：
(1)利用吡啶和水反应体系，黄烷酮收率高，在加热条件下黄烷酮收率为82.8～91.1％；在可见光光照下黄烷酮收率为84.5～99.6％在自然光光照下黄烷酮收率为81.5～89.7％。
(2)无副产物。反应后的混合物只有黄烷酮和未反应的2’-羟基查耳酮，无其它副产物生成。
(3)吡啶易从水中蒸馏回收，产品易于分离。
(4)反应溶剂大部分为蒸馏水，经济易得。
(5)回收的吡啶可重复使用，无二次污染，利于环保。
(6)操作简便，易于推广。
本发明为从查尔酮路线合成黄烷酮化合物提供了一条新的高效的合成方法，具有重大的药用价值和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
实施例1：2’-羟基查耳酮加热环化
称取1mmol的2’-羟基查耳酮，用40ml吡啶溶解，加入到250ml三口圆底烧瓶中，再加入60ml蒸馏水，机械搅拌、冷凝回流，温度控制在90℃，反应1h；减压浓缩；柱层析分离(洗脱液为苯∶乙酸乙酯＝30∶1)，减压蒸馏；将浓缩物用甲醇定容，采用紫外-可见分光光度仪在黄烷酮特征峰251nm处测定吸光度，计算黄烷酮含量，收率为91.1％；并进行熔点、IR、H-NMR、HRMS分析。
其它溶剂体系(体积比为1∶1.5)，在上述相同条件下对2’-羟基查耳酮加热环化的作用效果见表1。
表1不同溶剂体系对2’-羟基查耳酮加热环化的影响

由表1可以看出，在同样反应条件下，以吡啶-水作为反应体系，其黄烷酮收率明显比其它反应体系要高得多。说明吡啶-水体系是2’-羟基查耳酮环化生成黄烷酮的一个新的重要反应体系。
不同体积比的吡啶-水体系，在上述条件下对2’-羟基查耳酮加热环化的影响见表2。
表2不同体积比对2’-羟基查耳酮加热环化的影响

由表2可见，在同样的反应条件下，不同体积比的吡啶-水体系对2’-羟基查耳酮加热环化的影响不同，其中吡啶和水体积比为1∶1.5时，黄烷酮的收率最大。
实施例2：2’-羟基查耳酮可见光光照环化
在吡啶-水体系中研究2’-羟基查耳酮的可见光光照环化反应。称取1mmol 2’-羟基查耳酮，用40ml吡啶溶解，倒入石英玻璃的光照反应器中，再加入60ml蒸馏水，把石英玻璃光照反应器固定在震荡器上震荡，用500W氙灯照射，反应4h，将反应混合物减压浓缩，柱层析分离(洗脱液为苯∶乙酸乙酯＝30∶1)，减压蒸馏；将浓缩物用甲醇定容，采用紫外-可见分光光度仪在黄烷酮特征峰251nm处定波长测吸光度，计算黄烷酮含量，收率为99.6％；并进行熔点、IR、H-NMR、HRMS等分析。
不同反应体系，在上述相同条件下对2’-羟基查耳酮可见光光照环化生成黄烷酮的影响见表3。
表3不同溶剂体系对2’-羟基查耳酮可见光光照环化的影响

由表3可以看出，在同样反应条件下，吡啶-水体系也是2’-羟基查耳酮可见光光照环化生成黄烷酮的一个新的重要反应体系。
实施例3：2’-羟基查耳酮自然光光照环化
在吡啶-水体系中研究2’-羟基查耳酮的自然光光照环化反应。称取1mmol 2’-羟基查耳酮，用40ml吡啶溶解，加入到250ml三口圆底烧瓶中，再加入60ml蒸馏水，机械搅拌，于室内自然光下反应4h，将反应混合物减压浓缩，柱层析分离(洗脱液为苯∶乙酸乙酯＝30∶1)，减压蒸馏；将浓缩物用甲醇定容，采用紫外-可见分光光度仪在黄烷酮特征峰251nm处定波长测吸光度，计算黄烷酮含量，收率为89.7％；并进行熔点、IR、H-NMR、HRMS等分析。
实施例4：2’-羟基查耳酮在暗室中环化
在吡啶-水体系中研究2’-羟基查耳酮在暗室中的环化反应。称取1mmol 2’-羟基查耳酮，用40ml吡啶溶解，加入到250ml三口圆底烧瓶中，再加入60ml蒸馏水，机械搅拌，于暗室中反应4h，将反应混合物减压浓缩，柱层析分离(洗脱液为苯∶乙酸乙酯＝30∶1)，减压蒸馏；将浓缩物用甲醇定容，采用紫外-可见分光光度仪在黄烷酮特征峰251nm处定波长测吸光度，计算黄烷酮含量，收率为87.8％；并进行熔点、IR、H-NMR、HRMS等分析。