香豆素-3-羧酸的制备
一．基本性质
1.结构式：
2.英文名：Coumarin-3-carboxylic acid
别名：2-Oxo-2H-1-benzopyran-3-carboxylic acid
3.分子式C10H6O4
4.分子量190.15
5.物理性质
香豆素为无色或白色结晶或晶体粉末，有类似香草精的愉快香味。存在于零陵香豆、薰衣草油等中。难溶于冷水，能溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、石油醚、油类。有挥发性，能随水蒸气蒸馏并能升华。熔点190-193°C(分解），水溶性13 g/L (37°C)。
荧光是香豆素一个特有的物理性质，在紫外光下，常显蓝色荧光。通过荧光人们很易辨认出它们的存在。在C-7位引入羟基后，可使荧光加强，即使在可见光下，也能观察到荧光。
6.化学性质
香豆素在热稀碱液中加热时，其内酯环可缓慢水解开裂，生成顺式邻羟基肉桂酸盐而溶解成一黄色溶液。若酸化，生成的顺式邻羟基肉桂酸极不稳定，再环化可重新生成香豆素；若长时间放置在碱液中，
则顺式盐转化为反式邻羟基肉桂酸，此时再酸化，得到稳定的反式邻羟基肉桂酸，不会再发生内酯化。
香豆素硝化、磺化和发生傅-克反应都在C-6位上进行；氯甲基化发生在C-3位上；Michael加成则发生在C-4位上。室温下香豆素与溴的四氯化碳溶液作用，可得到在C-3和C-4双键上加成生成的二溴化物。在钯碳催化下，该双键亦可加氢。
二．背景
1.天然来源
香豆素最早由V ogel于1820年从圭亚那的零陵香豆，即黄香草木犀（Melilotus officinalis）中获得。香豆素的英文名称“Coumarin”源于零陵香豆的加勒比词“coumarou”。香豆素天然产物广泛存在于芸香科、伞形科、菊科、豆科、瑞香科、茄科等高等植物以及动物及微生物代谢产物中。迄今,已从自然界生物中分离鉴定的香豆素(I,coumarin,2H-1-benzopran-2-one,苯并(-吡喃酮或1,2-苯并(-吡喃酮)化合物超过1 300种。
2.人工合成方法
Knoevenagel缩合法Knoevenagel缩合法为香豆素-3-羧酸乙酯的传统合成方法。该方法以水杨醛和丙二酸二乙酯为初始原料,六氢吡啶为催化剂,反应生成香豆素-3-羧酸乙酯,但该方法采用有毒物质六氢吡啶做催化剂,产率比较低,副产物较多,因此该方法只能应用于实验室合成,近年来研究者为了改进工艺做了大量工作。刘秀娟等在此
基础上对方法进行了改进,缩短了反应时间、提高了产率,但仍然使用六氢吡啶做催化剂。此后罗志臣等采用金属钠作为催化剂合成了香豆素-3-羧酸乙酯,不但避免了有毒物质六氢吡啶的使用而且产率得到提高。香豆素的合成关键是形成吡喃酮环。吡喃酮环的经典合成反应主要是Perkin反应和Pechmann反应。
香豆素-3-羧酸的具体合成方法较多，列举如下两种：
A．以金属钠与乙醇作用生成的乙醇钠为催化剂合成了香豆素-羧酸乙酯，再经皂化、酸解环合合成香豆素-3-羧酸。考察了各
反应条件对香豆素-3-羧酸收率的影响。确定了最佳工艺条件
为：n（水杨醛）：n（丙二酸二乙酯）=1：1．25，金属钠用
量0．25g、无水乙醇20mL（均对4．0g水杨醛），反应时间
120min，香豆素-3-羧酸的收率达到90％以上。
B．在无水乙醇中，以二乙胺为催化剂，通过水杨醛与丙二酸二乙酯的Knoevenagel缩合反应合成了香豆素-3-羧酸乙酯，再经
水解、酸化得到香豆索-3-羧酸。对影响香豆素-3-羧酸乙酯收
率的原料配比、催化剂的用量进行了研究。所得最佳合成条
件为：水杨醛与丙二酸二乙酯物质的量比1：1．2，二乙胺
与水杨醛物质的量比为1：4，反应时间2h，在最佳工艺条件
下。香豆素-3-羧酸乙酯的收率85％，香豆素-3-羧酸的收率
95％。
C．以水杨醛和丙二酸二乙酯为原料,六氢吡啶为催化剂,超声波辐射下合成了香豆素-3-羧酸乙酯,其结构经IR和元素分析表
征。考察了超声波辐射时间和辐射功率对反应的影响。结果
表明,在450 W辐射反应25 min,水杨醛4.0 g(0.033 mol),n(水
杨醛):n(丙二酸二乙酯)=1∶1.20,六氢吡啶0.25 mL的条件下,
香豆素-3-羧酸乙酯的收率达到91%以上。
3.应用
作为一种重要的化工产品,香豆素具有抗艾滋病,抗肿瘤,抗微生物,降压,抗辐射等多方面的生物活性。同时在香料工业中用途也十分广泛。常用作定香剂,用于紫罗兰、素心兰、葵花、兰花等香型的日用化妆品及香皂中,也用作饮料、食品、香烟、橡胶制品、塑料制品等的加香剂。香豆素类化合物是一类重要的有生物活性的天然产物。
4.意义
香豆素类化合物是一类重要的有生物活性的天然产物,它的抗病毒和抗癌等多种生物活性引起国内外化学工作者和药物工作者的关注。香豆素-3-羧酸的制备能都广泛应用医药等工业，具有优越的发展前景。
三．实验室制备
1.实验目的
A．学习利用knoevenagel反应制备香豆素的原理和试验方法；B．了解酯水解法制备羧酸；
C．掌握回流和无水操作、结晶、洗涤、重结晶等基本操作；学习IR 测定和分析。
2.实验原理
反应式：
3.试剂与仪器装置
试剂：水杨醛10.5ml(0.1mol)，丙二酸乙二乙酯21.1mL (0.14mol)，无水乙醇，0.8mL 六氢吡啶，冰醋酸，95％乙醇，8g 氢氧化钠，浓盐酸，无水氯化钙。
仪器装置：分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、布氏漏斗（φ8）、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶（250ml ）、球形冷凝管、干燥管、玻璃水泵、温度计（0℃~300℃）、烧杯（500ml ）、量筒（100ml ）、滴液漏斗（60ml ）、电子天平
4.主要原料及产物物性
六 氢 吡啶 ¤ H O H O O O O E t O E t O O E t O O H 2 O C H 3 C H 2 O H O O E t O O KOH O OK O O
H C l
O O H O O
A．水杨醛：
(1) 溶解性: 微溶于水，溶于乙醇、乙醚。
(2) 健康危害: 本品对呼吸道有刺激性，吸入后引起咳嗽、胸痛。对眼和皮肤有刺激性。
(3) 主要用途: 用作分析试剂、医药、染料、香料、食品添加剂及用于有机合成。
B．丙二酸二乙酯:
(1) 溶解性：不溶于水，溶于乙醇、乙醚、三氯丙烷、苯。
(2) 健康危害：本品对眼睛、皮肤、粘膜有刺激作用。
(3) 主要用途：用于有机合成, 也是染料、香料的中间体, 并作为医药的原料。
C．香豆素－3－甲酸：
香豆素具有甜味且有香茅草的香气，是重要的香料，常用作定香剂，可用于配制香水、花露水香精等，也可用于一些橡胶制品和塑料制品，其衍生物还可用作农药、杀鼠剂、医药等。
5.操作步骤
A．香豆素-3-缩酸酯
（1）在25mL圆底烧瓶中依次加入1mL水杨醛、1.2mL丙二酸二乙酯、5mL无水乙醇和0.1mL六氢吡啶及一滴冰醋酸。
（2）在无水条件下搅拌回流1.5h，待反应物稍冷后拿掉干燥管。（3）从冷凝管顶端加入约6mL冷水，待结晶析出后抽滤并用1mL 被冰水冷却过的50%乙醇洗两次，可得粗品香豆素-3-缩酸酯。B．香豆素-3-缩酸
（1）在25mL圆底烧瓶中加入步骤A所制得的香豆素-3-羧酸乙酯、0.9012g氢氧化钾、6mL乙醇和3mL水，加热回流约15min。
（2）趁热将反应产物倒入30ml浓盐酸和15g碎冰块的混合物中，立即有白色晶体析出。
（3）冰浴冷却后过滤，用少量冰水洗涤，干燥后的粗品，可用水重结晶，熔点190℃（分解）。
6.实验过程现象
(1).实验开始，溶液亮黄色，设定温度80摄氏度;
(2).加热20分钟后，体系温度71摄氏度，圆底烧瓶上形成液珠并成股流下，但回流不明显；
重新设定温度90摄氏度并重新计时；
(3).10分钟后，体系温度76摄氏度，回流加剧，液滴均匀流下，23滴/s；
(4).15分钟后,体系温度80摄氏度。烧杯内出现大量气泡，液滴不断均匀流下，39滴/s；
(5).实验过程中，颜色逐渐变淡。90分钟后停止加热。
(6).倒入冷水后溶液浑浊，呈乳白色，略带黄色，冰镇，晶体析出变多，抽滤并洗涤得到乳白色固体0.9032g。
(7).继续反应，保持上述温度不变，15分钟后停止反应，冷却后过滤、干燥，得到白色晶体0.6742g。
7.计算产率
0.6742/0.9032=74.65%
8．操作重点及注意事项
（1）水杨醛或者丙二酸酯过量，都可使平衡向右移动，提高香豆素-3-甲酸乙酯的产率。可使水杨醛过量，因为其极性大，后处理容易。（2）用滴加的方式将溶于乙醇的丙二酸二乙酯加入圆底烧瓶，无水乙醇介质使原料互溶性更好，每次加入数滴，使其完全包裹在水杨醛与六氢吡啶的溶液内，充分接触，反应更充分。
（3）随着催化剂六氢吡啶的用量的增加，产率提高，主要是碱性增强，碳负离子数目增多，产率增大，但用量过多时，其会与生成的香豆素-3-甲酸乙酯进一步生成酰胺，产率降低，所以其最好与丙二酸酯的物质的量比为1:1。
（4）反应温度以能让乙醇匀速缓和回流为好，大概在80℃左右，温度过高回流过快，甚至有负反应发生。
（5）用冰过的50%乙醇洗涤可以减少酯在乙醇中的溶解。
(6)实验过程中不能把水溅到油浴中。
四．实验心得
通过这次实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我们受益匪浅.实验过程中培养了我在实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力以及培养了良好的工程素质和科学道德，例如团队精神、交流能力、独立思考的能力等。此外，提高了自己动手能力和严谨的做风。实验过程中，我发现良好的实验习惯非常重要，比如向烧瓶中加试剂要“一平二斜三直”；实验过程中试剂及产品不能随意丢弃，否则会浪费资源并造成环境污染等。
最后，感谢实验过程中老师的帮助和指导！
香豆素，又称1,2-苯并吡喃酮，分子式c9h6o2，为无色结晶体，是一种用途广泛的香料[1]。到目前为止，已经有1000多种香豆素类衍生物被发现。 香豆素广泛存在于香黑豆、兰草、豆科、菊科中，另外它们还是某些叶子和花的香气成分。此外，一些微生物和动物中也存在少量的香豆素。其香气具有药香，常用作定香剂，用于兰花、素心兰、等香型日用化妆品及香皂、洗涤剂的调和香料及增香剂[2]。[2]宋丹梅.3-羟基-3氰基-7-取代香豆素类荧光化合物的合成研究[J].西北大学，2009，06：1-7. 近现代研究表明：香豆素具有广泛的药理作用，如抗肿瘤[3]、 抗艾滋病、抗细菌、抗凝血、抗氧化[4]、 增强人体免疫功能，光敏等作用，具有潜在的药用价值，因而被被广泛应用于农业，医药，制药等行业。如苄丙酮香豆素具有抗凝血作用，凯林内酯酰化合物具有扩张血管的作用，可用于扩张冠状动脉，降低心脏消氧量，从而用于治疗心绞痛。此外香豆素还具有优异的光学特性，被用于激光燃料、荧光材料和有机非线性光学材料中[5-7]。[5] 朱立慎，王新华，冯国兴. 香豆素的合成[J]. 精细石油化工，1991（5）:14-16. [6] 朱述均，王春梅，沈寿国，石志琦. 香豆素类化合物在农业上的应用[J].江西农业学报，2006，18(2): 97-100. [7] 祁刚. 溴甲基取代的香豆素的合成[J]. 安徽化工，2006（2）:32. 随着研究的深入，人们开始对香豆素类物质进行改造，以便发现能够改善吸收，增强生理活性，毒性低的香豆素[8] [8] 黄志平，樊启平，田兴涛，向玉联.3位或4位取代7-羟基香豆素的合成究 [J].广州化工，2013，01：11-12. 。在科学家们不断努力和尝试之后，大量有特殊功效的香豆素被合成出来。如1995年David合成了一种具有抵抗HIV活性的香豆素；韩莹等39人合成了香豆素磺酰脲衍生物，该物质具有明显的降血糖作用[9]；Y . L . Chen等人合成具有抗血小板活性的一系列香豆素衍生物。[9] 栾丽梅.香豆素衍生物的合成及抑菌活性检测[D]. 南京理工大学，2008. 徐青等人合成了苯乙烯基香豆素类衍生物和4,6-或7-位取代苯基亚胺香豆素，发现它们具有抗肿瘤作用。据不完全统计，目前有32%的抗肿瘤药物来源于香豆素。
工业上利用Perkins反应，采用水杨醛法来合成香豆素，一般采用两步法，首先是水杨醛与乙酸酐形成一份子水杨醛单乙酸酯和一份子醋酸。然后水杨醛单乙酸酯在醋酸酐的作用下先形成负碳离子，负碳离子在加热的情况下，缩去一份子水，同时二羰基化合物分解，形成环状物质。最终得到香豆素 一、香豆素的合成路线 合成路线：以水杨醛、乙酸酐为原料，催化剂是乙酸钠， 通过珀金（Perkin）反应制得香豆素 二、香豆素合成过程单元反应及其控制分析 ? 1. Perkin反应过程分析 ? 2. Perkin反应过程及其方案设计 （2）香豆素Perkin反应的机理 ?在香豆素合成过程中，Perkin缩合反应、内酯化反应是在“一锅”中完成的 ?反应机理为亲核加成反应，具体如下：
碱性催化剂羧酸盐离解产生羧酸负离子，如CH3COOK离解产生的CH3COO－，羧酸负离子CH3COO－与酸酐作用，夺去酸酐中α-碳原子上的一个氢原子，形成一个羧酸酐碳负离子，羧酸酐碳负离子作为亲核试剂与醛发生亲核加成生成中间体（1），经中间体（2）进行水解后，生成β-芳基-α,β-不饱和酸（3），（3）再经内酯化制得香豆素。 （3）香豆素Perkin反应的主要影响因素 ?①水杨醛的反应性质 ?②乙酸酐的反应性质 ?③催化剂 ?④反应温度和反应时间 ?⑤物料配比 ?⑥传质的影响 ?⑦水分的影响 ?⑧副反应 ①水杨醛的反应性质 ?水杨醛为无色澄清油状液体，有焦灼味及杏仁气味。熔点(℃)：-7，沸点(℃)：197，相对密度(水=1)：1.17，饱和蒸气压(kPa)：0.13(33℃)；微溶于水，溶于乙醇、乙醚。本品可燃，有毒，具刺激性。 ?水杨醛分子结构中羟基(带负电）属于供电子基团，能使苯环上电子云密度升高，故而水杨醛反应活性将减弱，珀金反应需要更强的反应条件。 ②乙酸酐的反应性质 ?乙酸酐为无色透明液体，有刺激性气味（类似乙酸），其蒸气为催泪毒气。熔点：-73.1℃，沸点：138.6℃，密度：相对密度(水=1)1.08；溶解性：溶于苯、乙醇、乙醚；稍溶于水。 ?参加珀金反应的酸酐一般为具有两个或三个活泼α-H的低级单酸酐，这里α-H指与羰基相连碳原子上的H原子。酸酐的碳原子数越多，位阻增大，α-H的反应活性降低。乙酸酐比其它高级酸酐反应活性高，是珀金反应中常用的酸酐。 ③催化剂 ?珀金反应所用的催化剂为相应酸酐的羧酸钾盐或钠盐，无水羧酸钾盐的效果比钠盐好，反应速率快、收率高。叔胺也可催化此反应。 ?从反应机理上看，催化剂与乙酸酐反应才能形成参与亲核加成反应的负碳离子，为
有机合成综合实验报告 实验名称 香豆素-3-羧酸的制备 姓名 孙浩 班级 B090703 柜号 Y21 实验日期 2011-06-21 室温 28 一、实验目的 (1)、掌握Perkin 反应原理和芳香族羟基内酯的制备方法。Perkin 反应，是指由不含有α-H 的芳香醛（如苯甲醛）在强碱弱酸盐（如碳酸钾、醋酸钾等）的催化下，与含有α-H 的酸酐（如乙酸酐、丙酸酐等）所发生的缩合反应，并生成α,β-不饱和羧酸盐，经酸性水解即可得到α,β-不饱和羧酸。 (2)、实验中掌握用薄层层析法监测反应的进程，熟练掌握重结晶的操作技术。 二、实验原理 主反应： 本实验采用改进的方法进行合成，用水杨酸和丙二酸酯在有机碱的催化下，可在较低的温度合成香豆素的衍生物。这种合成方法称为Knoevenagel 合成法，是对Perkin 反应的一种改变，即让水杨醛与丙二酸酯在六氢吡啶的催化下缩合成香豆素-3-甲酸乙酯，后者加碱水解，此时酯基和内酯均被水解，然后经酸化再次闭环形成内酯，即为香豆素-3-羧酸。 三、药品试剂、操作步骤 实验装置： 六氢吡啶 H OH O O O OEt OEt O OEt O O H 2O CH 3CH 2OH O OEt O O ONa ONa O O ONa O OH O O
实验器材及药品： 圆底烧瓶，恒压滴液漏斗、布氏漏斗（φ8）、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶（250ml）、球形冷凝管、干燥管、玻璃水泵、温度计（0℃~300℃）、烧杯（500ml）、量筒（100ml）、滴液漏斗（60ml）、电子天平。 水杨醛2.0g (1.7mL，0.016mol)，丙二酸乙二酯3.0g (2.8mL，0.019mol)，无水乙醇，六氢吡啶，冰醋酸，95％乙醇，氢氧化钠，浓盐酸，无水氯化钙。 试验步骤： A．香豆素-3-甲酸乙酯 1.在干燥的50mL 圆底烧瓶中依次加入1.7mL 水杨醛、 2.8mL 丙二酸乙二酯、10mL 无水乙醇、0.2mL 六氢吡啶、一滴冰醋酸和几粒沸石 2.装上配有无水氯化钙干燥管的球形冷凝管后，在水浴上加热回流2 h。 3.待反应液稍冷后转移到锥形瓶中，加入12mL 水，置于冰水浴中冷却，有结晶析出。 4.待晶体析出完全后，抽滤，并每次用2～3mL 冰水浴冷却过的50％乙醇洗涤晶体2～3 次，得到的白色晶体为香豆素-3-甲酸乙酯的粗产物，干燥后产量约2.5～3.0g，熔点91～92℃。可用25％的乙醇水溶液重结晶。纯香豆素-3-甲酸乙酯熔点93℃。 B．香豆素-3-羧酸 1.在50mL 圆底烧瓶中加入上述自制的2 g 香豆素-3-甲酸乙酯，1.5gNaOH，10mL95％乙醇和5mL 水，加入几粒沸石。 2.装上冷凝管，水浴加热使酯溶解，然后继续加热回流15min。 3.停止加热，将反应瓶置于温水浴中，用滴管吸取温热的反应液滴入盛有5mL 浓盐酸和25mL 水的锥形瓶中。边滴边摇动锥形瓶，可观察到有白色结晶析出。 4.滴完后，用冰水浴冷却锥形瓶使结晶完全。抽滤晶体，用少量冰水洗涤、压紧、抽干。干燥后得产物约1.5g，熔点188.5℃。粗品可用水重结晶。纯香豆素-3-羧酸熔点为190℃(分解)。本实验约需7～8 h。 四、操作重点及注意事项
合成香豆素工作任务 1．香豆素简介 香豆素，熔点：71℃，在自然界中存在于天然的黑香豆、肉桂、薰衣草等植物中，具有强烈的新鲜干草香气，类似黑豆、巧克力香气，全球年产合成香豆素约2000吨左右，主要应用在香皂、化妆品和烟用香精中，在橡胶、医药、电镀等制品中，可用作去臭剂、增香剂和光亮剂，用途极为广泛。 2．香豆素产品开发项目任务书 11.2 合成香豆素工作任务分析 11.2.1合成香豆素分子结构的分析 ①香豆素的分子式：C 9H 6O 2 ②香豆素的分子结构式： O O 不难看出，目标化合物基本结构为苯并环结构（氧杂萘环），其中并环由不饱和内酯构成。 11.2.2香豆素的合成法路线分析 逆向合成分析：拆开内酯环，得到α,β-不饱和酸衍生物，继续拆开双键，可得芳醛和乙酸酐。 相应的合成路线是以水杨醛、乙酸酐为原料，通过珀金（Perkin ）反应制得香豆素。 O C H H C H C O O H OH CHO + CH 3O O CH 3C O Perkin 2 O O 11.2.3 文献中香豆素合成的常见方法 目前香豆素的生产方法较多，典型的主要有： 合成路线一：水杨醛法（珀金反应），与设计路线同。 CH 3COONa O CHO H O O CH 3C O + CH 3O O 该路线工艺简单，收率尚可，为传统香豆素合成方法。 合成路线二：邻甲苯酚法，合成路线如下： ＋ (CH 3CO)2 O O O H C H C O O H O CHO H
此法合成步骤多，而且要用到剧毒的光气，有很大弊端。 还有其他一些合成路线的报道，如美国有人用苯酚和丙烯酸甲酯直接合成香豆素等。综合起来，目前珀金反应合成香豆素具有较大优势，近年来对香豆素合成研究的重点仍集中珀金反应的催化剂上。 下面我们将从水杨醛法合成路线出发，将合成过程中需要考虑的各种因素进行剖析，找出一条相对合适的合成方案，并按此方案进行合成来实际检验方案的可行性。假如采用其他的合成路线，请同学们沿此思路自己剖析，应该不难找出合适的合成方案。 11.2.4香豆素合成过程单元反应及其控制分析 Perkin 缩合反应、内酯化反应是合成过程实施的关键反应，要做好香豆素的合成，就必须对Perkin 缩合反应、内酯化反应过程的情况作详细了解。 1． Perkin 反应过程分析 （1）Perkin 反应 Perkin 反应是不含α-氢的芳香醛（或不含α-氢的脂肪醛)与脂肪酸酐在碱性催化剂作用下缩合，生成β-芳基丙烯酸类化合物的反应。反应通式如下： ++ArCHO (RCH 2CO)2O ArCH=C-COOH R RCH 2COOH 反应实质是酸酐的亚甲基与醛进行羟醛型缩合。碱性催化剂一般是与所用脂肪酸酐相应的脂肪酸盐，有时使用三乙胺可获得更好的收率。羧酸盐属弱碱性催化剂，反应温度要求较高(150～200℃)。水杨醛与乙酸酐缩合即是Perkin 反应的一种。 （2）香豆素Perkin 反应的机理 现有的资料表明，在香豆素合成过程中，Perkin 缩合反应、内酯化反应是在“一锅”中完成的，反应机理为亲核加成反应，具体如下： CH 3C OK CH 3C O + K + 离解 CH C O + CH 3C O O CH 3C O CH 3C O OH + CH 2C O O CH 3C O 氢转移 OH CHO + CH 2C O O CH 3C O C H C H C C O O CH 3 OH （1） +C H O C H H C O C O O CH 3 OH H H O C H C H C O C O O CH 3 OH ； （2） C H H C C O O CH 3 H 2O +H C H C OH + CH 3C OH OH OH 水解 （3）
香料香豆素的合成 实验目的：掌握杂环化合物的基本原理和了解化学法合成香料类化合物的方法。实验原理：本实验合成香豆素3—羧酸是用水杨醛和丙二酸二乙酯在弱碱六氢吡啶的催化下进行诺文葛尔缩合成酯，再经碱水解、酸化完成。其反应过程如下： 实验步骤 1、香豆素-3-羧酸乙酯 在100ml圆底烧瓶中放置 5.0g水杨醛（0.041mol）7.2g丙二酸二乙酯（0.045mol）和25ml无水乙醇。再用滴管滴入约0.5ml六氢吡啶和两滴冰醋酸，加入几滴沸石后装上球形冷凝管并在冷凝管顶端装以氯化钙干燥管，在水浴上加热回流2h。待稍冷后，拆去干燥管，从冷凝管顶端加20ml冷水，除去冷凝管，将烧瓶置于冰浴中冷却，使结晶析出完全。抽滤，晶体用冷的50%乙醇洗涤2-3次（每次约1ml）。粗产品为白色晶体，经干燥后重6.5g。产率为73%，熔点92～93℃。 2、香豆素-3-羧酸 在100ml圆底烧瓶中放4.0g氢氧化钾（0.071mol）、10ml水、20ml 95%乙醇和4.0g香豆素-3-羧酸乙酯（0.018mol），装上球形冷凝管，用水浴加热至酯溶解后，在微沸15min。停止加热后，将烧瓶置于温水浴中。用液管吸取温热反应液，逐滴滴入盛有10ml浓盐酸和50ml水德250ml锥形瓶中，边滴边缓缓摇动锥形瓶。加完后，将锥形瓶置于冰水浴中冷却，使晶体完全析出。 过滤，晶体用少量冰水洗涤。干燥，熔点188～189℃（分解），产量3.3g（产率为95%）。 反应的主要方程式为：
结果与讨论： 按步骤1操作生成的香豆素-3-羧酸乙酯干燥后称重为7.2g，产率为81%，按步骤2操作得到的产品香豆素-3-羧酸干燥后称得重量3.2g，产率为92%。所以用诺文葛尔酯缩合反应合成香豆素-3-羧酸的产率为75%。 实验中所用到的水杨醛、丙二酸二乙酯、哌啶对眼睛、皮肤均有强烈的刺激作用，此外丙二酸二乙酯遇水能极易水解生成酸性较强的丙二酸，对皮肤有腐蚀作用。因此，在操作过程中应避免这类药品接触皮肤。 由于丙二酸二乙酯易水解，在步骤1中应保证反应器的干燥，所以在回流管上端应装上除水装置。 由于哌啶的氮原子上有孤对电子，容易结合质子，会降低氮原子的亲核性，如果系统中存在非丙二酸酯类型的质子氢（假如系统中有水存在就会让冰乙酸电离出质子氢，从而与丙二酸酯起竞争和抑制作用），但在该反应中冰乙酸的量很少，对反应造成的影响不大，但是会降低反应进行的速率，所以实验中必须避免水分的介入。此外，哌啶易氧化，反应中以避免冰乙酸脱水成酸酐，从而氧化哌啶。因此，反应温度不能过高，控制在回流阶段。 实验的目标产物是香豆素-3-羧酸，但是步骤的第二步操作中，生成产物香豆素-3-羧酸的实际产量恐怕没有计算的那样高，可能在产物中还混有部分香豆 素（），由于香豆素-3-羧酸（）β位上羰基的影响，容易脱羧，生成香豆素。
香豆素的合成 一．实验目的 (1)了解香豆素的性质和用途； (2)掌握珀金反应原理及其实验方法； (3)巩固水蒸气蒸馏、重结晶等操作技术。 二．实验原理 香豆素（coumarin),学名邻羟基桂酸内酯，又称香豆内酯，分子 式为C9H602，相对分子质量146.15，其结构式为。香豆素是一种具有黑香豆浓重香味及巧克力气息的白色晶体或结晶粉末，味苦，能升华。熔点68?701，沸点297?299℃，不溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙醚和氯仿。它是一种重要的香料，常用作定香剂，用于配制紫罗兰、薰衣草、兰花等香精，也用作饮料、食品、香烟、橡胶制品、塑料制品等的增香剂。在电镀工业中用作光亮剂。 香豆素存在于许多植物中，天然黑香豆中含有1.5%以上，工业上利用珀金反应原理来制备。芳香醛与脂肪酸酐在碱性催化剂作用下进行缩合，生成α、β-不饱和芳香酸的反应，称为铂金反应(Perkin Reaction ) 。香豆素是以水杨醛和醋酸酐作原料，在弱碱（如醋酸钠、叔胺等）催化下经铂金反应、酸化及环化脱水而制得：
反应中生成少量反式邻经基肉桂酸，不能进行内酯环化，而生成邻乙酰氧基肉桂酸副产物，反应式如下： 三．主要试剂和仪器 1.试剂 水杨醛4.2g（3.8ml，0.034mol）；醋酸酐10.8g（10ml， 0.104mol）；三乙胺3.0g(4ml,0.03mol);或无水醋酸钠3.0g （0.036mol）；无水氯化钙、沸石、碳酸氢钠、稀FeCl3溶液、活性炭。 2.仪器 50ml圆底烧瓶、回流冷凝管（直行）、干燥管、250ml三口烧瓶、水汽发生装置、抽滤装置、电热套、75°弯管。接引管、烧杯、250ml锥形瓶。 四．实验步骤 1.回流反应 在50mL圆底烧瓶中，依次加入1.9mL水杨醛、2mL三乙胺及5mL醋酸酐，投入2粒沸石，配置回流冷凝管，冷凝管上连接氯化钙干燥管，将混合物加热回流2h 2.水蒸气蒸馏 回流结束后，将反应混合物趁热转入盛有40 mL水的250 mL 三口烧瓶中，用少量热水冲洗反应瓶，以使反应物全部转入三口烧瓶中。然后，进行水蒸气蒸馏，蒸除未反应完全的水杨醛。蒸馏至馏出液为清亮时，再蒸馏一段时间，间或取出馏液试样用几滴稀FeCl3溶液检验，直到无显色反应，蒸馏即到终点。 3.粗产品
《天然产物化学》 课程作业 题目：香豆素类化合物 关键词：香豆素结构性质制备吸收代谢应用 食品学院2011级研究生 农产品加工与储藏专业
香豆素类化合物 1. 概述 香豆素研究概况 香豆素(cornn arin)是具有苯骈a-吡喃酮母核的一类天然化合物的总称，在结构上可以看作是顺邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。其具有芳甜香气的天然产物，是药用植物的主要活性成分之一。在结构上应与异香豆素类(isacoumarin)相区分，异香豆素分子中虽也有苯并吡喃酮结构，但它可看做是邻羧基苯乙烯醇所成的酯。如下分子结构图所示： 顺式邻羟基桂皮酸香豆素异香豆素 香豆素类化合物可以游离态或成苷形式广泛的存在于植物界中，只有少数来自于动物和微生物，其中以双子叶植物中的伞形科（Umbelliferae），芸香科（Rutaceae)和桑科(Moraceae)含量最多，其他在豆科（Leguminosae)、木犀科(Oleaeeae)、茄科(Solanaceae)、菊科(Compositae)和兰科(Orchidaeeae)中也较多。研究表明，香豆素类化合物具有明显的药理活性，如抗HIV、抗癌、对心血管的影响、抗炎及平滑肌松弛、抗凝血等。， 近年来，随着现代色谱和波潜技术的应用和发展，发现了不少新的结构类型，如色原酮香豆素（chromonacoumarin)，倍半萜类香豆素(sesquiterpenyl coumarin)，以及prenyl-furocoumarin型倍半萜衍生物等。此外，也发现某些罕见的结构，如香豆素的硫酸酯、无含氧取代如3, 4, 7-三甲基香豆素和四氧取代的香豆素。在香豆素的多聚体上，尚发现混合型二聚体，如由香豆素与吖啶酮、喹诺酮或萘醌等组成的二聚体。 在分离和鉴定手段上，不少新方法、新技术近年也被应用。例如，超临界流体被用于提取；多种制备型加压(低、中、高)和减压色潜被应用于分离；毛细管电泳应用于分析；在结构鉴定上，2D-NMR被普遍采用及负离子质谱的使用等。 在合成上，近年也报道了不少更简便，得率更高的方法，包括某些一步合成法。 在生物活性上，近年也取得了不少进展，如分离得到一系列能抑制HIV-1
第三章苯丙素类化合物 一、选择题 （一）单项选择题（在每小题的五个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内） 1．鉴别香豆素首选的显色反应为（） A.三氯化铁反应 B. Gibb’s反应 C. Emerson反应 D.异羟酸肟铁反应 E.三氯化铝反应 2．游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（） A. 甲氧基 B. 亚甲二氧基 C. 内酯环 D. 酚羟基对位的活泼氢 E. 酮基 3．香豆素的基本母核为（） A. 苯骈α-吡喃酮 B. 对羟基桂皮酸 C. 反式邻羟基桂皮酸 D. 顺式邻羟基桂皮酸 E. 苯骈γ-吡喃酮 4.下列香豆素在紫外光下荧光最显著的是（） A.6-羟基香豆素 B. 8-二羟基香豆素 C.7-羟基香豆素 D.6-羟基-7-甲氧基香豆素 E. 呋喃香豆素 5．Labat反应的作用基团是（） A. 亚甲二氧基 B. 内酯环 C. 芳环 D. 酚羟基 E. 酚羟基对位的活泼氢 6．游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（） A. 甲氧基 B. 亚甲二氧基 C. 内酯环 D. 酚羟基对位的活泼氢 E. 酮基 7．下列化合物属于香豆素的是（） A. 七叶内酯 B. 连翘苷 C. 厚朴酚 D. 五味子素 E. 牛蒡子苷 8．Gibb′s反应的试剂为（） A. 没食子酸硫酸试剂 B.2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺 C. 4-氨基安替比林-铁氰化钾 D.三氯化铁—铁氰化钾 E.醋酐—浓硫酸 9．7-羟基香豆素在紫外灯下的荧光颜色为（） A.红色 B.黄色 C.蓝色 D.绿色 E.褐色 10．香豆素与浓度高的碱长时间加热生成的产物是（）
【习题】 一、名词解释 1．香豆素 2．吡喃香豆素 3．木脂素 4．异羟肟酸铁反应 5．苯丙素 二、填空题 1．苯丙素类化合物是指基本母核具有的天然有机化合物类群，狭义地讲，苯丙素类包括、、等结构类型。 2．香豆素类成分是一类具有母核的天然产物的总称，在结构上可以看作 是脱水而形成的内酯类化合物。 3．香豆素类化合物根据其母核结构不同，一般可分为、、、、五种结构类型。 4．分子量较小的游离香豆素多具有气味和，能随水蒸气蒸馏；游离香豆素类成分易溶于、、、等有机溶剂，也能部 分溶于，但不溶于。 5．在紫外光照射下，香豆素类成分多显荧光，在溶液中荧光增强。7位导入羟基后，荧光，羟基醚化后，荧光。 6．游离香豆素及其苷分子中具有结构，在中可水解开环，形成溶于的。加又环合成难溶于的而沉淀析出。利用此反应特性，可用于香豆素及其内酯类化合物的鉴别和提取分离。 7．木脂素分子结构中常含有、和等官能团，因此分别呈现各官能团的化学性质。 8．木脂素类根据其基本碳架结构不同可分为多种结构类型，而异紫杉脂素属于类；牛蒡子苷属于类；连翘苷属于类；五味子醇属于类。 三、判断题 1．丹参素属于木脂素类成分。 2．木脂素类化合物大部分具有光学活性。 3．所有香豆素都有荧光。 4．香豆素是由反式邻羟基桂皮酸环合而成的内酯化合物。 5．具有内酯结构的化合物，均可与异羟肟酸铁反应，生成红色配合物。 6．香豆素多具有芳香气味。 7．木脂素类化合物多数是无色结晶，可升华。 8．紫外光谱可鉴别香豆素、色原酮和黄酮类化合物。 四、选择题 (一)A型题(单项选择题) 1．下列类型化合物中，大多数具有芳香气味的是 A．黄酮苷元B．蒽醌苷元C．香豆素苷元 D．三萜皂苷元E．甾体皂苷元 2．下列化合物中，具有升华性的是 A．单糖B．小分子游离香豆素C．双糖 D．木脂素苷E．香豆素苷 3．天然香豆素成分在7位的取代基团多为 A．含氧基团B．含硫基团C．含氮基团
香豆素类化合物的研究进展（天然药物化学课程论文） 2015年1月10日
香豆素类化合物的药理及毒理作用 摘要：香豆素类化合物广泛分布于植物界中，存在于芸香科、伞形科、菊科、豆科、瑞香科、茄科等高等植物中，在动物及微生物代谢产物中也有存在。香豆素的生理活性多种多样，具有镇痛抗炎、抗艾滋病、抗肿瘤、抗氧化、降压、抗心律失常等多种药理作用。香豆素类化合物分子量较小，合成相对简单，生物利用度高，近年来的研究发现，香豆素类化合物在啮齿类动物中存在着明显的毒性作用，且具有种属和位点特异性，这与其代谢途径和CYP2A6 酶的多态性有关。另外，毒性作用还与给药剂量和给药途径密切相关，口服和高剂量给药更容易产生毒性反应。由于香豆素及其衍生物结构的特殊性，其药理及毒理作用成为国内外持续研究的热点。 关键词：香豆素，药理，毒理，进展 1 药理作用 1．1抗肿瘤作用 杨秀伟等应用人鼻咽癌细胞株 KB 和人白血病细胞株 HL－60筛选40种香豆素类化合物对其生长的抑制作用。结果显示马栗树皮苷、去甲基呋喃皮纳灵、前胡素和二氢山芹醇当归酸酯对人鼻咽癌细胞株KB细胞的生长有一定程度的抑制作用，且呈浓度效应关系;伞形花内酯和牛防风素对人白血病细胞株 HL－60细胞的生长有一定程度的抑制作用。周则卫等用蛇床子素给小鼠灌胃后观察抑瘤率和胸腺、脾指数及肝重量变化。结果表明蛇床子素体外和体内对实验肿瘤均有明显的抗肿瘤活性，而且在给药剂量下实验动物未出现任何毒性反应。蛇床子素对3种瘤谱均有明显的抑瘤效果并且对小鼠的肝、脾指数和胸腺指数几乎无影响;而阳性对照药顺铂组对小鼠的肝、脾指数、胸腺指数有着明显的损伤。结果显示蛇床子素有可能研制成为一种低毒、高效的抗肿瘤新药。 1． 2 抗氧化作用 天然和合成的一些香豆素类化合物具有良好的抗氧化和清除自由基的功能。文献报道，一些香豆素类化合物能够影响ROS的形成和清除，从而影响自由基介导的氧化损伤。许多研究表明这种天然的抗氧化剂具有多种药理作用，如神经保护、抗肿瘤、抗诱变和抗炎作用，这些作用均与其抗氧化活性有关。秦皮提取物中的香豆素类成分具有较好的清除自由基的活性，能够抑制 Fe 2 + 和抗坏血酸诱导的脂质过氧化作用。4-甲基香豆素类化合物通过氨基取代能够明显的抑制脂质过氧化反应，而原位的羟基和氨基取代的香豆素类化合物具有很强的抗氧化和清除自由基的能力。阿霉素在治疗肿瘤的过程中，由于氧化应激产生大量的自由基而发生心血管毒性作用，限制了其临床应用。4-甲基- 7. 8- 二羟基香豆素具有很强的抗氧化性，而且毒性低，与阿霉素合用能够降低治疗过程中产生的ROS，而不影响阿霉素对MCF7细胞的毒性。 1. 3 抗抑郁和中枢神经保护作用 研究发现对轻度抑郁的小鼠，补骨脂 Psoralea corylifolia 种子中的总呋喃香豆素具有良好的治疗作用，并有剂量依赖性。实验证明其抗抑郁作用是以氧化性应激系统、下丘脑- 垂体- 肾上腺皮质 (HPA) 系统以及 MAO 等为介导的。天冬氨酸受体 (NMDARs) 与神经退化性疾病有关，Irvine 等报道 6- bromocoumarin- 3- carboxylic acid (UBP608) 是 NMDARs的负向酶变构调节剂，香豆素作为重组 NMDAR 调节剂，在对二者构效关系的研究发现，在香豆素环中，6， 8 位的溴或碘能增强其对 NMDAR 的抑制作用。香豆素可作为谷氨酸 N2 亚组的选择性抑制剂，应用于治疗神经退化性疾病，如神经痛、抑郁、癫痫。6- bromo- 4- methylcoumarin- 3-carboxylic acid (UBP714) 则能增强对 CA1 区海马体中磷酸合酶 NMDAR 的调控作用，同时还是亚基选择性 NMDAR增效剂的模板，用于治疗认知缺陷或精神分裂症。尚有研究表明香豆素具有抗惊厥和神经毒性作用，也有报道称以香豆素为骨架的氧杂环化合物可作为单胺氧化酶抑制剂，用于治疗帕金森综合征。 1． 4 抗炎作用
香豆素类农药发展现状 摘要：香豆素类化合物广泛分布于高等植物中,尤其是芸香科和伞型科为多,在豆科、兰科、木樨科和菊科植物中也广泛存在,少数发现于动物和微生物中(在植物体内，它们往往以游离状态或与糖结合成苷的形式存在)。游离的香豆素多数有较好的结晶，且大多有香味。香豆素中分子量小的有挥发性，能随水蒸气蒸馏，并能升华。香豆素苷多数无香味和挥发性，也不能升华。游离的香豆素能溶于沸水，难溶于冷水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿和乙醚另外,香豆素类化合物还具有荧光性质(香豆素母体本身无荧光，而羟基香豆素在紫外光下多显出蓝色荧光)。本文就香豆素类农药的发展和研究，生产合成，理化性质，毒性，应用等问题作了综述，同时最后阐述了自己的看法。 关键词：香豆素类农药，发展，现状，生产合成，理化性质，毒性，药理作用，应用 正文： 一、香豆素类化合物的概述 香豆素类化合物广泛存在于植物的各个部分中。一般结构简单的化合物如香豆素、东莨菪素、伞形酮等广泛存在于很多不同的植物科中；而一些复杂的化合物如补骨脂素、花椒树皮素等仅分布在有限的的科属中，但不限于单一的属或种。 一般情况下，香豆素化合物分为简单香豆素类,呋哺香豆素类,吡喃香豆素类,异香豆素类和其他香豆素类。 这些化合物都进行了农药研究，而且香豆素类农药在农业上起到了很广泛的作用，下面就会进一步阐述香豆素类农药在农业上的的发展和研究，以及现在取得的成就。 二、香豆素类农药在农业上的发展与研究 2.1 对植物的生长调节作用 香豆素化合物作为植物保护素,还控制植物的生长过程,调节植物生长活动[1,2]。Baskin 等(1967)从Psoralea subacaulis种皮提取到的香骨脂素(Psoralen),能够抑制自身植物种子的萌发和其它植物种子的萌发和根的伸长;P soralea和Angelica属植物果实中的Psoralen可以作为自我萌发抑制剂,此外该类化合物对其他植物有异株克生作用[3]。Juntilla(1975)研究发现东莨菪素和伞形酮是中国白菜苗非常有效的生长抑制剂[4]。来自Hera-cleum laciniatum中的香豆素类化合物可以抑制莴苣种子的萌发和苗根的生长。Hara 等(1973)认为香豆素类至少可以抑制纤维素的合成而调节植物生长[5]。Kupidlowska(1994)等人以黄瓜为材料,用香豆素处理,发现处理后的黄瓜细胞内膜减少,内质网膜上的核糖体减少,胞内出现去除核糖体质网膜,同时出现包括内膜降解的质体,最可能是自我吞噬的一种特征。 研究表明，香豆素类农药可以在田间作物上使用，改变生长过程，调节植物生长活动，从而延长其成熟时间和上市时间，可以增加收入。 2.2 作为植保素的研究 香豆素类化合物作为植物合成的苯丙烷类次生代谢产物,与其它一些苯丙烷类化合物一样,有许多重要生物功能。许多病原菌诱导的苯丙烷类化合物(例如:香豆素,异黄酮),因为它们在体外有抑菌活性,同时在植物体内可以积累到防止感染的浓度,被认为是植保素[6]。 Beier(1983)报道这类化合物影响植物的许多活动,例如作为植物毒素来保护植物免受
香豆素 概况 香豆素，又称双呋喃环和氧杂萘邻酮，英文名称为coumarin。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。 理化指标 分子式：C9H6O2。分子量：146.15。外观：白色晶体。CAS号: 91-64-5。熔点69℃。沸点：297~299℃。溶解性：溶于乙醇、氯仿、乙醚，不溶于水，较易溶于热水。显色反应：1.异羟肟酸铁反应碱性条件下，香豆素内酯可开环，与盐酸羟肟缩合成异羟肟酸，然后在酸性条件下与三价铁离子络合呈红色。 2.三氯化铁反应含有酚羟基的香豆素可与三氯化铁试剂产生颜色反应。 3.GIBBS反应2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，在弱碱性条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化合物。 4.EMERSON反应氨基安替比林和铁氰化钾，可与酚羟基对位活泼氢生成红色缩合物。3、4都要求香豆素分子中必须有游离的酚羟基，且酚羟基对位没有取代基时才呈阳性反应。 制备 香豆素是利用Perkin W反应制取的。水杨醛和乙酸酐在乙酸钠的作用下，一步就得到香豆素，它是香豆酸的内酯（见图）要注意这个内酯是由顺型香豆酸得到的，一般在Perkin W反应中，产物中两个大的基团（HOC6H4-，-COOH）总是处于反式的，但是反型不能产生内酯，因此环内酯的形成可能是促使产生顺型异构体的一个原因，事实上此反应中也得到少量反型香豆酸，不能形成内酯。 香豆素类药物 概况 香豆素类药物是一类口服抗凝药物。它们的共同结构是4-羟基香豆素。同时，双香豆素还可以用于对付鼠害。当初人们在牧场牲畜因抗凝作用导致内出血致死的过程中发现的双香豆素，意识到了这一类物质的抗凝作用，引起了之后对香豆素类药物的研究和合成，从而为医学界提供了多一种重要的凝血药物。常见的香豆素类药物有双香豆素（dicoumarol）、华法林（warfarin，苄丙酮香豆素）和醋硝香豆素（acenocoumarol，新抗凝）。 药理作用 香豆素类药物的作用是抑制凝血因子在肝脏的合成。香豆素类药物与维他命K的结构相似。香豆素类药物在肝脏与维他命K环氧化物还原酶结合，抑制维生素K由环氧化物向氢醌型转化，维生素K的循环被抑制。可以说香豆素类药物是维生素K拮抗剂，或者是竞争性抑制剂（参见酶）。含有谷氨酸残基的凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的羧化作用被抑制，而其前体是没有凝血活性的，因此凝血过程受到抑制。但它对已形成的凝血因子无效。 香豆素-正文 分子式C9H6O2。发现于1820年。以与葡萄糖结合的形式存在于圭亚那黑香豆中，也存在于甜苜蓿和其他植物中。香豆素为无色棱状晶体；具有新割干草的特有气味；熔点71°C,沸点301.7°C；溶于乙醇、氯仿、
第三章苯丙素类一、指出化合物的名称及结构类型 O H OMe COOH ( 1 ) O O O H O H ( 2 ) O O O ( 3 ) O O O OMe ( 4 ) CH 2 OH CH 2 OH OMe OMe MeO MeO ( 5 ) O O O OH OMe OMe MeO ( 6 ) 二、名词解释 1.香豆素 2. 简单香豆素 3. 木脂素 4. 苯丙素 三、问答题 1. 简述香豆素的一般性质。 2. 简述木脂素的一般性质。 3. 举例说明木脂素类化合物的主要生物活性。 四、填空题 1. 香豆素是一类具有基本母核的化合物，可以看出是失水而成的内酯化合物。 2. 苯丙素类成分一般包括、、、、、。 3. 根据其结构，香豆素类化合物通常可分为、、、。 4. 香豆素在紫外光下显色荧光，在溶液中，荧光更强。位导入羟基后，荧光增强，羟基醚化后，荧光。 5. 测定苯丙酸类化合物紫外光谱时，若向溶液中加入醋酸钠，谱带则向波方向移动；若加入乙醇钠，则向波方向移动。 6. 木脂素有多个碳原子，所以大部分具有活性，遇易异构化。 7. 香豆素及其苷的分子中具有结构，在溶液中水解生成顺邻羟基桂皮酸盐而溶于水，该水溶液一经，即闭环恢复为内酯。 五、判断正误 1. 香豆素是由反式邻羟基桂皮酸环合而成的内酯化合物。 2. 具有内酯结构的化合物，均可与异羟肟酸铁反应，生成红色配合物。 3. 香豆素的基本母核是苯并α－吡喃酮。 4. 所用香豆素都有荧光。 5. C 7,C 8 位引入羟基的香豆素荧光增强。 6. 丹参素属于木脂素类成分。 7. 木脂素类化合物多数具有光学活性。 8. 木脂素类化合物可采用碱溶酸沉的方法提取。
实验五7-羟基-4-甲基香豆素的合成 一、实验目的 学习Phechmann法制备香豆素的原理，掌握4-甲基-7-羟基香豆素合成的实验操作方法 二、实验原理 三、仪器和药品 间苯二酚2.2g (0.02mol)，乙酰乙酸乙酯2.6mL（2.6g ；0.02mol），对甲苯磺酸0.1g 。 四、实验步骤 1. 4-甲基-7-羟基香豆素的制备 在装有磁力搅拌子、回流冷凝管的50mL干燥圆底烧瓶中加入2.2g (0.02mol)间苯二酚、2.6mL乙酰乙酸乙酯、0.1g对甲苯磺酸，搅拌下水浴加热至75℃，继续保温2h，将反应液倒入15mL有碎冰的水中，析出沉淀，抽虑[1]，用10%的氢氧化钠溶液溶解沉淀，再用2M 的硫酸酸化至=4，析出白色固体，抽滤，用20mL3：2的乙醇：水溶液重结晶[2]，得白色产品（熔点184~186℃）。 2. 4-甲基-7-羟基香豆素的荧光光谱测定 1）样品准备（将0.88mg样品溶解在100 ml无水乙醇中） 2）开电脑进入Windows 系统，开Cary Eclipse 主机（注：保证样品室内是空的）；双击Cary Eclipse 图标。 3）在Cary Eclipse 主显示窗下，双击所选图标，进入浓度主菜单 4）单击Setup功能键，进入参数设置页面，在光谱类型选框中选择“Emission”发射光谱,设置好每页的参数，参数设置完成后，点击“OK”。 5）测试：将液体试样放入专用的液体样品槽中，固定到样品座中，若其表面溅有溶液可用擦镜纸拭干。关闭试样室，单击Start键，开始发射光谱测试，测试完毕，保存文件。再重新单击Setup功能键，进入参数设置页面，在光谱类型选框中选择“Excitation”激发光谱，设置好每页的参数，然后按OK回到浓度主菜单。单击Start键，开始激发光谱测试，测试完毕，保存文件，开始打印谱图。 6）测定完毕，倾出样品溶液，样品池用溶剂淋洗三次，同时关闭试样室。 7）将仪器参数恢复到原始设置，关机。 五、注释 [1] 反应停止，冷却后如果在反应瓶中直接析出固体，可以采取先抽滤，然后再用水洗涤； [2] 为了使固体快速溶解，可以先加入12 mL乙醇，加热使其溶解，然后趁热加入8 mL水，再冷却即可析出晶体。 4-甲基-7-羟基香豆素的激发与发射光谱 六、思考题 试述Phechmann法制备香豆素的反应机理。 七、参考文献 1. 丁欣宇，7-羟基4-甲基香豆素的合成，上海化工，2004，26-27； 2. 实用精细化学品手册编写组，实用精细化学品手册（有机卷），北京：化学工业出版社，1996，1502； 3. 章思规，辛忠主编，精细有机化工制备手册，北京：科学技术文献出版社，1994，605-606。
香豆素-3-羧酸的制备 一．基本性质 1.结构式： 2.英文名：Coumarin-3-carboxylic acid 别名：2-Oxo-2H-1-benzopyran-3-carboxylic acid 3.分子式C10H6O4 4.分子量190.15 5.物理性质 香豆素为无色或白色结晶或晶体粉末，有类似香草精的愉快香味。存在于零陵香豆、薰衣草油等中。难溶于冷水，能溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、石油醚、油类。有挥发性，能随水蒸气蒸馏并能升华。熔点190-193°C(分解），水溶性13 g/L (37°C)。 荧光是香豆素一个特有的物理性质，在紫外光下，常显蓝色荧光。通过荧光人们很易辨认出它们的存在。在C-7位引入羟基后，可使荧光加强，即使在可见光下，也能观察到荧光。 6.化学性质 香豆素在热稀碱液中加热时，其内酯环可缓慢水解开裂，生成顺式邻羟基肉桂酸盐而溶解成一黄色溶液。若酸化，生成的顺式邻羟基肉桂酸极不稳定，再环化可重新生成香豆素；若长时间放置在碱液中，
则顺式盐转化为反式邻羟基肉桂酸，此时再酸化，得到稳定的反式邻羟基肉桂酸，不会再发生内酯化。 香豆素硝化、磺化和发生傅-克反应都在C-6位上进行；氯甲基化发生在C-3位上；Michael加成则发生在C-4位上。室温下香豆素与溴的四氯化碳溶液作用，可得到在C-3和C-4双键上加成生成的二溴化物。在钯碳催化下，该双键亦可加氢。 二．背景 1.天然来源 香豆素最早由V ogel于1820年从圭亚那的零陵香豆，即黄香草木犀（Melilotus officinalis）中获得。香豆素的英文名称“Coumarin”源于零陵香豆的加勒比词“coumarou”。香豆素天然产物广泛存在于芸香科、伞形科、菊科、豆科、瑞香科、茄科等高等植物以及动物及微生物代谢产物中。迄今,已从自然界生物中分离鉴定的香豆素(I,coumarin,2H-1-benzopran-2-one,苯并(-吡喃酮或1,2-苯并(-吡喃酮)化合物超过1 300种。 2.人工合成方法 Knoevenagel缩合法Knoevenagel缩合法为香豆素-3-羧酸乙酯的传统合成方法。该方法以水杨醛和丙二酸二乙酯为初始原料,六氢吡啶为催化剂,反应生成香豆素-3-羧酸乙酯,但该方法采用有毒物质六氢吡啶做催化剂,产率比较低,副产物较多,因此该方法只能应用于实验室合成,近年来研究者为了改进工艺做了大量工作。刘秀娟等在此
天然产物化学 班级：生工122班 姓名：### 学号：
4-羟基香豆素 O O OH 分子式: C9H6O3分子量：162.14 分子结构数据 摩尔折射率：41.35 摩尔体积（m3/mol）：112.0 等张比容（90.2K）：318.9 表面张力（dyne/cm）：65.5 介电常数：无可用 偶极距（10-24cm3）：无可用 极化率：16.39 理化性质：性状：微黄色针状结晶。 理化性质与稳定性 性状：微黄色针状结晶。密度（g/mL,25/4℃）：1.446；熔点（oC）：211-213；沸点（oC,常压）：324.5；折射率(n20/D)：1.659；闪点（oC）：165.4；溶解性：易溶于乙醇、乙醚和热水；工业品为白色或浅黄色固体粉末，熔点210～212℃。微溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙醚等多种有机溶剂。与三氯化铁作用呈棕色。 该品是医药，农药的中间体。用于生产双香豆素、新抗凝，华法林等抗凝血药物。这类4-羟基香豆素衍生物是一类口服抗凝血药物。双香豆素因吸收不规则、不完全，已被华法林等所取代。双香豆素作用维持时间最长（4-7d），华法林较长（3-5d），新抗凝较短（2-4d），香豆素乙酯最短（2-3d）。4-羟基香豆素也是一些杀鼠药的中间体，例如杀鼠灵、氯杀鼠灵、克杀鼠、杀鼠萘、联苯杀鼠萘等。杀鼠灵是第一代抗凝血型杀鼠剂，在全世界广泛使用，杀鼠效果很好。第二代抗凝血型杀鼠剂是溴联苯杀鼠萘，只要一次投饵即可使鼠中毒致死，在美国杀鼠剂市场中已占30%。4-羟基香豆素也是一种香料，香豆素类在植物界分布广泛。牛马吃了腐败的紫苜蓿曾因丧失血凝性而出血致死,这可能是由于植物中香豆精形
第六章苯丙素类 A型题[1-10] 1．香豆素的基本母核为 A. 苯骈α-吡喃酮 B. 对羟基桂皮酸 C. 反式邻羟基桂皮酸 D. 顺式邻羟基桂皮酸E．苯骈γ-吡喃酮 2．七叶内酯的结构类型为 A. 简单香豆素 B. 简单木脂素 C. 呋喃香豆素 D. 异香豆素 E. 吡喃香豆素 3．异羟肟酸铁反应的作用基团是 A. 亚甲二氧基 B. 内酯环 C. 芳环 D. 酚羟基 E. 酚羟基对位的活泼氢 4．游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在 A. 甲氧基 B. 亚甲二氧基 C. 内酯环 D. 酚羟基对位的活泼氢 E. 酮基 5．下列化合物可用水蒸气蒸馏法提取的是 A. 七叶内酯 B. 七叶苷 C. 厚朴酚 D. 五味子素 E. 牛蒡子苷 6．五味子素的结构类型为 A. 简单木脂素 B. 单环氧木脂素 C. 木脂内酯 D. 联苯环辛烯木脂素 E. 其它木脂素 7．厚朴酚的结构类型为 A. 环木脂内酯 B. 木脂内酯 C. 单环氧木脂素 D. 简单木脂素 E. 联苯木脂素 8．组成木脂素的单体结构类型不包括 A. 桂皮酸 B. 烯丙苯 C. 桂皮醇 D. 苯甲酸 E. 丙烯苯 9．Gibb′s反应呈现阳性时通常呈 A. 蓝色 B. 红色 C. 黄色 D. 绿色 E. 紫色 10．中药补骨脂中的补骨脂内脂具有 A. 抗菌作用 B. 光敏作用 C. 解痉利胆作用 D. 抗维生素样作用 E. 镇咳作用
B型题 [11-20] [11-15] A. 简单香豆素 B. 呋喃香豆素 C. 吡喃香豆素 D. 其它香豆素11．七叶内酯属于 12．蟛蜞菊内酯属于 13．异补骨脂素属于 15．紫花前胡醇属于 [16-20] A.异羟肟酸铁反应 B. Gibb′s试剂反应 C. Molish试剂反应 D.水饱和的正丁醇或异戊醇 E.甲苯-甲酸乙酯-甲酸（5﹕4﹕1） 16．内酯类化合物的鉴别可用 17．简单香豆素类的纸色谱鉴定展开剂常采用 18．苷或糖类的化学鉴别常采用 19．硅胶薄层色谱鉴定简单香豆素类成分，常用的展开剂为 20．用于确定香豆素C6位有无取代基的反应是 C型题 [21-30] [21-25] A.五味子 B.厚朴 C.二者均是 D. 二者均不是 21．含有香豆素成分 22．含有木脂素类成分 23．所含成分结构母核为联苯木脂素 24．所含成分结构母核为简单木脂素 25．所含成分具有降低转氨酶的作用 [26-30] A. 简单木脂素 B. 木脂内酯 C. 二者均有 D. 二者均无 26．异羟肟酸铁反应呈红色 27．碱性条件下加热发生开环反应 28．台湾脂素属于 29．叶下珠脂素苷属于 30．七叶苷属于