[发明专利]4-羟基香豆素衍生物及无金属催化环化制备4-羟基香豆素衍生物的方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及4‑羟基香豆素衍生物及无金属催化环化制备4‑羟基香豆素衍生物的方法。在反应溶剂中，以酸性离子液体催化剂催化三级炔丙醇与4‑羟基香豆素类化合物，发生环化反应，反应结束后，冷却至室温并萃取，在产物中加入硅胶并真空旋干，通过硅胶柱色谱层析法进一步纯化，经真空泵抽干后，得到白色固体产物，是一种环化的4‑羟基香豆素衍生物。本发明提供了无金属、高效的酸功能化离子液体催化体系构建4‑羟基香豆素环化衍生物的新方法。与其它合成方法相比，本发明为无金属催化体系，具有高效、反应条件温和，催化剂可回收的优势，且成功实现了4‑羟基香豆素与不同类型炔丙醇的转化，合成了一系列4‑羟基香豆素环化类衍生物。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，特别是涉及一种4-羟基香豆素衍生物及无金属催化环化制备4-羟基香豆素衍生物的方法。

背景技术

由于香豆素及其衍生物具有抗肿瘤、降血压、抗菌等多方面的活性以及良好的光学特性等各种优点，被广泛应用于各个行业领域。4-羟基香豆素及其衍生物更是许多天然产物的重要核心片段，作为药物中间体具有多种生物或药物活性，在农业和医药领域有着重要应用。又由于它的荧光量子产率高、光稳定性好等优点，成为优秀的候选荧光团和有机荧光染料研究的重点之一。因此，合成绿色、高效、低成本的4-羟基香豆素及其系列衍生物受到科研人员的广泛关注和积极探索。

离子液体具有高的热稳定和高化学稳定性、不可燃性、蒸气压可忽略、结构可设计性、容易回收再利用等优点，受到了国内外科研工作者的关注。利用离子液体的可设计性，将特定功能化基团接枝到离子液体中，得到功能化离子液体，并将其应用于双香豆素类衍生物的制备中。Tuong A等人(Org.Biomol.Chem.,2018,16,5086-5089.)开发了一种通过铜催化来实现4-羟基香豆素和酮肟之间的环化反应的新途径。其中CuBr₂表现出比其他铜盐更高的活性，并且以高收率得到了所需的呋喃香豆素。但在环化反应过程中所用的催化剂为金属催化剂。同样在炔丙醇和4-羟基香豆素的环化反应的探究中存在同样问题，例如，Han等人(Adv.Synth.Catal.,2018,23,2796–2800.)报道了一种直接反应合成4-羟基香豆素衍生物的方法，以金属催化剂Zn(OTf)₂催化炔丙醇与4-羟基香豆素的环化反应，合成具有功能化4-羟基香豆素的环化衍生物。

上述在炔丙醇和4-羟基香豆素的环化反应的方法中采用的催化剂体系涉及金属，并且环化过程所用到的催化体系价格相对昂贵，缺乏经济性和环境友好性，反应条件较苛刻，后续处理较复杂，难以工业化等，这与绿色化学的理念是相违背的。

发明内容

为了解决现有技术中利用催化剂催化4-羟基香豆素与炔丙醇的环化反应存在的金属参与的问题，以及解决现有方法存在的价格相对昂贵、缺乏经济性和环境不友好性、反应条件较苛刻、后续处理较复杂等技术问题，本发明提供了一种在无金属、反应条件温和、催化效率高、适用范围广以及对环境友好的情况下合成一系列功能化4-羟基香豆素环化衍生物的方法。

本发明所要重点保护的是，无金属催化制备的4-羟基香豆素环化衍生物，其具有如下的结构式：

其中R¹为氟、氯、溴、烷基、烷氧基或氢；

R²为氟、氯、溴、烷基、烷氧基或氢；

R³为氟、氯、溴、烷基、烷氧基或氢；

R⁴为6、7位置上的氟、氯、溴、烷基、烷氧基或氢。

本发明的技术方案如下：

无金属催化制备4-羟基香豆素环化衍生物的方法，是将三级炔丙醇衍生物与4-羟基香豆素类化合物溶于反应溶剂(比如二氯乙烷)，以酸性离子液体催化剂来起到催化作用从而使上述的物料发生环化反应，再纯化产物，获得4-羟基香豆素衍生物；