衢州学院毕业论文---香豆素的合成及应用发展
目 录
第一章 前言 ................................................................................................................. 3 一 引言...................................................................................................................... 3 第二章 香豆素素母核的合成 ..................................................................................... 5 一 香豆素素母核的合成.......................................................................................... 5 1 Perkin法合成香豆素......................................................................................... 5 2 Reimer-Tiemann法合成香豆素......................................................................... 6 二 催化剂在香豆素母核合成中的应用.................................................................. 6 1 微波辅助合成香豆素.......................................................................................... 6 2 KF,K2CO3,Al2O3催化合成香豆素 ....................................................................... 6 3 KNO3/Al2O3型催化剂催化合成香豆素 .............................................................. 7 4 用钯配合物催化合成香豆素.............................................................................. 8 第三章 香豆素类衍生物的合成 ................................................................................. 9 一 3-硝基双香豆素的合成...................................................................................... 9 二 3-取代氨基烷基双香豆素的合成.................................................................... 10 三 3-羧酸香豆素衍生物的合成............................................................................ 11 四 3-苯基-7-氨基香豆素衍生物的合成.............................................................. 11 五 3-乙酰基香豆素衍生物的合成........................................................................ 11 六 3-己基异香豆素的合成.................................................................................... 12 七 7-羟基香豆素衍生物的合成............................................................................ 13 八 7-羟基-4-甲基香豆素的合成.......................................................................... 13 九 7-磺酰脲香豆素的合成.................................................................................... 14 第四章 香豆素及其衍生物的应用及发展 ............................................................... 16 一 在医药领域的应用及发展................................................................................ 16 二 在香料方面的应用及发展................................................................................ 17 三 在染料领域的应用及发展................................................................................ 17 四 在分析领域的应用及发展................................................................................ 18
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五 在农业领域的应用及发展................................................................................ 21 第五章 讨论与结果 ................................................................................................... 24 致 谢 ........................................................................................................................... 25 参考文献 ..................................................................................................................... 27 附 录 ........................................................................................................................... 29
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第一章 前言
一 、引言
香豆素，又称双呋喃环和氧杂萘邻酮，英文名称为coumarin。学名邻羟基肉桂酸内酯。白色结晶。分子量146.15。熔点68～70℃。沸点297～299℃,密度0.935,闪点162℃。以0.3％溶于水，溶于热水、乙醇、乙醚、氯仿。具有类似新鲜干草的香气，味甜辣。
性状：游离香豆素：为固体，有晶形，有一定熔点，多具有芳香气味。分子量小的香豆素：有挥发性，能随水蒸气蒸出，并能升华。香豆素苷：多数无香味和挥发性，也不能升华。
溶解度：游离香豆素：能溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等溶剂，可溶石油醚。香豆素苷类：能溶于水、甲醇、乙醇，而难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。
内酯的性质：香豆素分子中具有α、β-不饱和内酯的结构，具有内酯化合物的通性，故在稀碱液的作用下，香豆素内酯环可被水解开环，生成顺邻羟基桂皮酸盐，该盐不稳定，一经酸化即闭环成为原来的内酯结构，该性质可用于提取分离。
但如果与碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则转变为反邻羟基桂皮酸的衍生物，再经酸化也不再发生内酯化闭环反应。故提取时要注意碱的浓度与作用时间。反应式如下：
NaOH长 时 间COONaOCOONa加热OHClONaONa顺邻羟桂皮酸钠反 邻羟桂皮酸钠
环合反应：香豆素分子中若酚羟基的邻位有不饱和侧链（如异戊烯基）时，常能相互作用环合成含氧的杂环结构，生成呋喃或吡喃香豆素类。
加成反应：香豆素分子中的双键可分为C3-C4间双键、呋喃或吡喃环中双键及侧链双键等不同情况。在控制条件下，一般以侧链上的双键先行氢化，然后是呋喃或吡喃环上的双键，最后才是C3-C4双键加氢。
氧化反应：用于香豆素的氧化剂常见的有高锰酸钾、铬酸、臭氧、过氧化氢、
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硝酸、过碘酸等，由于氧化能力不同，香豆素被不同氧化剂所氧化的产物也不同。
香豆素是一个重要的香料，天然存在于黑香豆、香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花中。香豆素的衍生物有些存在于自然界，有些则可通过合成方法制得；有的游离存在，有的与葡萄糖结合在一起，其中不少具有重要经济价值，例如双香豆素，过去由甜苜蓿植物腐败析出，现在可用人工合成，用作抗凝血剂。
香豆素及其衍生物由于结构的特殊性，并且国内外对其化合物的性质进行不断的研究和探讨。研究表示香豆素类化合物具有较高的生物活性和多方面的临床用途；随着研究的深入，带有不同基团的香豆素衍生物被合成出来，并且部分性质有着不可取代的优越性，使香豆素类化合物在各个领域（医药，农业，分析，香料，染料）得到了迅猛发展，但也因其结构的特殊性，在某些领域的应用受到了一定的局限。
在当今科技日新月异的时代，和研究人员的努力带动下，经过不断的专研和努力，相信在未来将会有更多的，性质更加优良，毒副作用小的香豆素衍生物被研制出来，届时，将会在各个领域中得到更充分的利用，在我们身边随处可见其带来的巨大效益和作用。下文具体对香豆素及其衍生物的合成及应用发展做了略微的介绍。
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第二章 香豆素母核的合成
一、 香豆素母核的合成
1.Perkin法合成香豆素
香豆素及取代香豆素通常是通过Perkin[1]反应的方法来合成得到,近年来对香豆素合成研究的重点是在寻找新的催化方法,如用氟化钾、十六烷基三甲基溴化铵、强酸性离子交换树脂等催化合成；在加料方式上改进用两次加入酸酐的方法[2]。但由于改进的催化剂制备麻烦、成本高,并不适合工业化生产,本段依然采用传统的合成路线,主要对后处理方法作了改进,以便于工业化的大规模生产。具体合成路线如下：香豆素是以水杨醛与乙酸酐为原料，在醋酸钠催化下缩合到;7-甲基香豆素是以间甲酚与苹果酸为原料,在浓硫酸催化下缩合得到；4 ,7-二甲基香豆素是以间甲酚与乙酰乙酸乙酯为原料,在浓硫酸催化下缩合得到；6-甲基香豆素是以对甲酚与富马酸为原料,在浓硫酸催化下缩合得到。反应方程式如下:
HOOCCH2CH(OH)COOHOOCH3H2SO4HOCH3CH3COCH2COOC2H5OOCH3H2SO4CH3
CHOO3HOOCCH2CH2COOHHOH2SO4CH3
在香豆素合成后处理中,直接用水溶解,中和,过滤,重结晶得到产物,代替以前常用减压蒸馏或用乙醚溶剂提取操作的方法,减压蒸馏不仅操作麻烦,要求真空度较高,还需要蒸馏温度也较高,能耗大,溶剂提取法既浪费溶剂又麻烦,改进后的方法简便,易操作。在6-甲基香豆素的后处理中,产物是黑色粘稠物质,难处理,用水蒸气蒸馏代替溶剂提取或减压蒸馏,方法不但简便,易操作,而且收率也较高。
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