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3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯的合成

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图3为不同n(Sb)∶n(Sn)对Sb掺杂SnO2样品电导率对数影响的趋势图.纯SnO2的电导率大约为10-8(Ω・cm)-1,加入0.5×10-2的Sb后,电导率为5.9×10-3(Ω・cm)-1,呈指数105数量级递增,这主要是因为Sb掺杂以后,产生了大量的载流子.在低掺杂条件下,n(Sb)∶n(Sn)小于6.4×10-2时,随着Sb掺杂量的增加,ATO导电粉的电导率急剧增加,当n(Sb)∶n(Sn)在9.9×10-2~30×10-2时,电导率的变化趋于缓和,增加幅度不大.这与Sb掺杂引起的杂质原子散射有关.由式可知,与Sb掺杂量x成抛物线关

系,当Sb掺杂量为6.67×10-2时,电导率最大.本实验结果最佳n(Sb)∶n(Sn)为6.4×10-2,与理论计算的n(Sb)∶n(Sn)基本一致.图4是n(Sb)∶n(Sn)为6.4×10-2时,不同煅烧温度对ATO粉体电导率对数的影响,结果表明:①小于300℃时,低温缎烧的样品,一方面Sb的固相掺杂反应不完全,样品中Sbs+离子浓度低,导电载流子的浓度低,因此电导率小;另一方面低温下样品的晶粒细小,晶体中存在大量的缺陷和晶粒边界,它们阻碍了导电载流子的迁移,也导致粉体的导电率下降,所以该温度阶段粉体的电导率比较小.②300~500℃时,

电导率线性增加,主要是因为固溶于SnO2中的载流子浓度增加,这个温区煅烧的样品晶体结构发生晶化,晶体缺陷对载流子的迁移率影响降低,因而粉体的电导率增加很快.③500~700℃时,固溶于SnO2中的载流子浓度继续增加,晶体结构晶化趋于完整,晶体缺陷对载流子的迁移率影响降到最小,所以电导率趋于最大,导电性随煅烧温度提高而明显改善,一方面是煅烧温度提高,固相掺杂反应效率提高,粉体中的Sb5+浓度上升,提高了最终产物中的导电载流子浓度;另一方面煅烧温度提高,使产物孔隙率变小,降低了粉体之间的接触电阻,导致粉体电阻值下降,导电性能提高.④超过700℃时,粉体的实际电导率却缓慢变小,粉体导电性稍有下降,是掺杂锑开始由Sb5+向Sb3+转变,Sb5+浓度下降,Sb在Sb掺杂SnO2样品表面富集所致.

4 结论

电阻率,XRD、XPS综合测试分析表明:n(Sb)∶n(Sn)、煅烧温度对Sb在SnO2晶粒中的分布、Sb价态的存在形式、电阻率的变化有较大的影响.掺杂到SnO2粉体中的Sb含量,不会改变SnO2的四方金红石结构,一部分Sb原子固溶到SnO2晶格中,剩余的Sb原子向SnO2粉体表面富集.随着n(Sb)∶n(Sn)的增加,Sb掺杂SnO2粉体的电导率、表面富集程度增加.煅烧温度对Sb在SnO2晶粒中的分布和价态的存在形式起着重要作用.随着煅烧温度的增加,Sb掺杂SnO2的富集程度加剧.500℃煅烧时,Sb以Sb5+形式固溶在SnO2晶格中,电导率最好;低于或高于500℃时,Sb以Sb3+和Sb5+形式固溶在SnO2晶格中;低于500℃时,Sb3+趋于向Sb5+转变,Sb5+占主导地位,电导率随温度逐渐增加;高于500℃时,Sb5+趋于向Sb3+转变,Sb3+占主导地位,电导率随温度升高逐渐减小.

[JY][HTK](下转第286页)[HT]

收稿日期:2010-09-20.

基金项目:云南省自然科学基金(2008CD197).

作者简介:尹丽华(1983-),女,硕士研究生.主要研究方向:药物合成.

通讯作者:陈林(1963-),男,教授,硕士生导师.主要研究方向:药物合成.

第20卷 第4期2011年7月 云南民族大学学报(自然科学版)JournalofYunnanUniversityofNationalities(NaturalSciencesEdition)

Vol.20 No.4Jul.2011

doi:10.3969/j.issn.1672-8513.2011.04.012

3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯的合成

尹丽华,初 飞,杨晴来,陈 林

(云南民族大学 民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室,云南 昆明 650031)

摘要: 以3,4-二甲氧基苯丙酸为原料,经溴代、酰化、醇解反应合成了未见报道的丹参素类似物3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯,用IR、1H NMR、13C NMR谱对产物进行了表征.

关键词: 3,4-二甲氧基苯丙酸;3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯;合成

中图分类号:O 6213

文献标志码:A文章编号:1672-8513(2011)04-0284-03

Synthesis of Isopropyl 3-(2- Bromo -4,5-Dimethoxyphenyl) Propanoate

YIN Lihua, CHU Fei, YANG Qinglai, CHEN Lin

(Key Laboratory of Ethnic Medicine Resource Chemistry,State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education,Yunnan University of Nationalities,Kunming 650031,China)

Abstract: Isopropyl 3-(2-bromo- 4,5-dimethoxyphenyl) propanoat was synthesized with 3-(3,4-Dimethoxyphenyl)Propionic Acid by bromination, acylation and alcoholysis reaction. Their structures were characterized by 1H NMR, 13C NMR and IR.

Key words: 3-(3,4-Dimethoxyphenyl) Propionic Acid; isopropyl 3-(2-bromo- 4,5-dimethoxyphenyl) propanoat; synthesis

丹参素的生物活性可能与苯基乳酸结构有关[1-2],3,4-二甲氧基苯丙酸是一种价廉易得的原料,原料本身与苯基乳酸的结构很相近,若能在其羧酸支链的α-位上引入羟基,这将是合成丹参素衍生物的一种简便的方法,但经实验研究发现,3,4-二甲氧基苯丙酸在红磷催化下或直接进行溴代反应,溴原子均优先接在苯环上,生成2-溴-4,5-二甲氧基苯基丙酸(1),没有在3,4-二甲氧基苯丙酸的支链上引入溴原子,这说明苯环上的溴代反应比羧酸α-位上的溴代反应更易发生.我们将1经酰化、醇解反应合成了3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯2.

1 结果与讨论

11 3,4-二甲氧基苯丙酸的反应

将3,4-二甲氧基苯丙酸溶解在四氢呋喃溶液中,搅拌下缓慢加入溴素,在室温下反应8 h,反应液用乙酸乙酯萃取,经饱和的氯化钠溶液洗涤等处理后,柱层析提纯得到2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸(1),反应式如下:

在2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸的合成中我们分别用石油醚、四氢呋喃(THF)为溶剂,发现3,4-二甲氧苯丙酸很难溶于石油醚中,而在四氢呋喃中的溶解度比较好;过多的溴素会导致生成较多的副产物,从而影响产物的分离提纯;由于该反应为放热反应,反应比较剧烈,因此我们选择了在常温下进行反应,反应结果见表1.

从表1看出,较好的实验条件是3,4-二甲氧基苯丙酸与溴物质的量比为1∶15,四氢呋喃为溶剂,在室温下,反应时间为8 h,生成的2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸产率较高.3,4-二甲氧基苯丙酸取代反应受苯环上取代基位阻的影响发生在2位上,而没有在6位发生取代;在反应中未得到羧酸α-位溴代的产物.分别使用0.1mol和0.2mol量的磷做催化剂进行反应时,结果产物只有1,即使增加溴素的用量也未分离出α-位溴代的产物,而副产物明显增加,说明在该实验条件下,苯环上的溴代反应比羧酸α-位溴代反应更易发生,这是苯环上的2个甲氧基供电子使得苯环上的氢很活泼的缘故.

12 2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸的反应

将2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸溶解在二氯甲烷(DCM)溶液中,滴加氯化亚砜,搅拌回流反应完后,旋蒸除去过量的氯化亚砜,向剩余液中加入二氯甲烷、异丙醇,进行回流反应.反应完成后,反应液用乙酸乙酯萃取,饱和的氯化钠溶液洗涤,干燥,提纯得到3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯(2).反应式如下:

在进行酰化反应时,由于氯化亚砜易水解,所以不能用水洗涤的方法提纯,过量的氯化亚砜可采用直接旋蒸的方法除去,浓缩物直接与过量的异丙醇反应,这种方法可提高产物2的产率.酰化反应和醇解反应都须在回流下进行,否则体系容易碳化变黑,降低产物的产率.

2 实验部分

21 仪器

红外由TJ270-30型仪和Nicolet iS10型傅立叶变换红外光谱仪测定,核磁由Bruker 400MHz核磁共振仪测定,温度计未较正.

22 2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸(1)的合成[3]

将23g(10mmol)的3,4-二甲氧苯丙酸和5mL四氢呋喃装入烧瓶中,在搅拌下,缓慢注入075mL(15mmol)的溴素,在室温下反应8h,用乙酸乙酯萃取,用饱和氯化钠溶液洗涤,再经二氯甲烷∶甲醇为20∶1过硅胶柱得白色固体,22g,产率为76%.1H NMR(CD3OD,TMS) δ:11010(s,1H,羧基氢),7080(s,1H,苯环氢),6850(s,1H,苯环氢),3839(s,3H,―OCH3),3789(s,3H,―OCH3),296~2945(t,2H,―CH2―),266~2426(t,2H,―CH2―).13C NMR(CD3OD) δ:17443,14871,14740,13290,11569,11446,11334,5539,5610,3140,2354.

2.3 3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯(2)的合成[4-6]

将2.89g(10mmol)的2-溴-4,5-二甲氧基苯丙酸加入烧瓶中,搅拌下加入20mL的二氯甲烷,再缓慢注入2.8mL(40mmol)的氯化亚砜.此时有无色气体产生,温度控制在70℃左右,搅拌回流过夜,体系为淡黄色液体,然后把过量的氯化亚砜旋蒸除去,向旋干后的体系中加入20mL二氯甲烷,然后再取2.3mL(30mmol)的异丙醇加入反应体系中,在100℃回流12h,然后停止加热,降至室温后,用乙酸乙酯萃取,饱和的氯化钠溶液洗涤,干燥,用石油醚∶乙酸乙酯=6∶1的比例过硅胶柱.收集薄层点板Rf=0.5得到淡黄色液体2.74g,产率为85%.IR(cm-1):2938,1722,1221,1167,1110,1035,1461,1640,858,795,594.1H NMR(Bruker 400MHz,CDCl3TMS)δ:6.885(s,1H,苯环氢),6.678(s,1H,苯环氢),4.907~4.881(m,1H,―CH―),3793(S,6H,―OCH3),2.871(t,2H,―CH2―),2459~2.496(t,2H,―CH2―),1.104~1.119(d,6H,―CH3).13C NMR(CDCl3) δ:172.041,148.225,148016,131708,115.453, 113.863,113.060,67626,55.997,55.878,34.635,31.030,21.900.

3 反应的意义

本文报道的合成路线反应条件温和,产率较高,为进一步研究丹参素构效关系提供了依据.合成的3-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)丙酸异丙酯是一种新的丹参素衍生物,其α位具有潜手性,可作为合成新型的丹参素衍生物的原料.

参考文献:

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