1、0编号：20132009240053河南大学 2013 届本科毕业论文山药素 V 的合成论 文 作 者 姓 名 ： 许 庆 峰作 者 学 号：2009240053所 在 学 院：化 学 化 工 学 院所 学 专 业： 化 学 教 育导 师 姓 名 ： 胡 卫 平 导 师 职 称 ： 副 教 授1河南大学本科生毕业论文（设计、创作）承诺书论文（设计、创作）题目 山药素 V 的合成学生姓名 许庆峰 所学专业 化学教育学 号 2009240053 完成时间 2013 年 5 月 1 日指导教师姓名 胡卫平 职 称 副教授承诺内容：1、 本毕业论文（设计、创作）是学生 许庆峰 在导师 胡卫平 的指导下
2、独立完成的，没有抄袭、剽窃他人成果，没有请人代做，若在毕业论文（设计、创作）的各种检查、评比中被发现有以上行为，愿按学校有关规定接受处理，并承担相应的法律责任。2、 学校有权保留并向上级有关部门送交本毕业论文（设计、创作）的复印件和电子文档。备注：学生签名： 指导教师签名： 时 间： 2013 年 5 月 1 日 时 间：2013 年 5 月 1 日说明：学生毕业论文（设计、创作）如有保密等要求，请在备注中明确，承诺内容第 2 条即以备注为准。2河南大学 2013 届毕业论文（设计、创作）任务书指导教师签名 2013 年 2 月 18 日题目名称:山药素 V 的合成学生姓名 许庆峰学院 化学化
3、工学院学号 2009240053所学专业 化学教育一、毕业论文(设计、创作)要求（1）搜集、阅读文献资料，了解与毕业设计课题相关的科研动向。（2）参考文献资料，仔细、谨慎的开始实验研究。（3）根据要求改变不同配比进行实验并做紫外-可见分析。（4）及时与指导老师交流存在的问题和解决方法，按时完成实验内容。（5）按照科技论文写作要求，结合实验进展情况，完成毕业论文。二、毕业论文(设计、创作)进度安排2013 年 2 月 18 日： 阅读文献资料，了解与毕业课题相关的科研动向。2013 年 3 月 13 日： 合成目标产物。2013 年 3 月 29 日： 对合成目标产物进行分析表征。2013 年
4、4 月 25 日： 撰写毕业论文。2013 年 5 月 9 日： 毕业答辩。三、需收集的资料和指导性参考文献1234 3河南大学 2013 届毕业论文（设计、创作）中期检查表题目名称：山药素 V 的合成学生姓名 许庆峰学院 化学化工学院学号 2009240053所学专业 化学教育一、毕业论文(设计、创作)进展情况（1）查阅了合成山药素的相关文献，准备好仪器和药品。（2）通过实验合成了山药素 V。（3）用核磁分析表征合成产物。二、毕业论文(设计、创作)存在问题及解决方案存在问题：解决方案：（1）在老师的指导下严格控制反应条件，探索更优的合成方案。（2）多次操作，减小误差。三、指导教师对学生毕业论
5、文(设计、创作)进展方面的评语指导教师签名2013 年 3 月 31 日4河南大学化学化工学院 2013 届本科毕业论文成绩评分表姓 名 许庆峰 专 业 化学教育 综合评定 成 绩指导教师 胡卫平 职 称 副教授 指导教师 签 字论文题目 山药素 V 的合成指导教师评语评分项目及分值文献调研及综述能力（ 5 分）实验方案设 计（5 分）实验技能、工作量及工作态度（25 分）数据处理及评价（15 分）论文质量及创新性（20 分）合 计70 分指导教师评语得 分评语答辩情况 论文整体质量 合 计评分项目及分值内容表达（ 15 分）回答问题情况（5 分）从实验数据的客观性、结论的合理性及创新性意识等
6、方面评价（10 分） 30 分得 分教研室答辩情况教研室建议综合评定等级教研室主任签 字年 月 日评语答辩情况 论文整体质量 合计评分项目及分值内容表达（ 30 分）回答问题情况（30 分）从实验数据的客观性、结论的合理性及创新性意识等方面评价（40 分） 100 分得 分院优秀论文答辩情况院学术委员会综合评定等级院学术委员会主任签字年 月 日5山药素 V 的合成许庆峰 胡卫平 （河南大学化学化工学院 开封 475004）摘 要本文对山药素 V 的化学合成进行研究，以 3,4,5-三羟基苯甲酸为原料，经过羟基保护，还原，溴代后，与亚磷酸三甲酯反应，再与邻苄氧基苯甲醛经过Wittig Horne
7、r 反应生成 3,4,5-三甲氧基-2-苄氧基二苯乙烯，经 Pd/C，H 2 脱苄基和还原双键得到山药素 V。该合成路线反应步骤少、原料丰富、操作简便、生成目标产物的选择性高，总收率为 20%。关键词：山药素 V，3,4,5-三羟基苯甲酸，WittigHorner 反应The Synthesis of Batatasin VXu Qingfeng Hu Weiping (College of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University Kaifeng 475004)AbstractThe synthesis techniques o
8、f batatasin V was studied .The target compound was prepared from 3,4,5-tri-hydroxy benzoic acid by methylationand reduction，followed by bromination and reaction with triethyl phosphate，then condensation with O-benzyloxy-benzaldehyde by Wittig Horner reaction to get 3,4,5-methoxy-2-benzyloxystilbene.
9、 Finally，the products debenzylation with Pd/C and H2 led to batatasin V .The approach could be easily operated and the material were conveniently obtained，easy to operate ,high selectivity to generate target product.The overall yield was 20Keywords: batatasin V， 3,4,5-tri-hydroxy benzoic acid， Witti
10、gHorner reaction61 前言山药为薯蓣科（Dioscoreaceae）植物薯蓣（Dioscorea opposita Thunb.）的块茎, 属多年生缠绕草本植物，在我国已有2000多年的食用历史，本草纲目记载山药可“益肾气，健脾胃，止泄痢，化痰涎，润皮毛”。山药广泛分布于我国东北、华北、华中、东南、西南等丘陵和浅山地区，并形成许多地方品种。在诸多品种中,尤其以河南焦作地区所产山药具有很高的药用价值和食用价值，习惯称之为怀山药，被誉为“怀参”。山药的根茎肉质洁白，营养丰富，是一种国际性药、食兼用作物。现代研究发现山药块茎主要含淀粉、多糖(包括黏液质及糖蛋白)、蛋白质，并含游离氨基
11、酸、尿囊素、胆碱、3，4-二羟基苯乙胺、胆甾醇、麦角甾醇、油菜甾醇、-谷甾醇和淀粉酶、多酚氧化酶等多种酶。在山药零余子中还含止杈素(又称脱落酸dabsicisin)、多巴胺(dopamine) 和山药素(batatasin ）等 1-3。山药不仅能健脾胃, 益肺肾, 还具有降糖、抗衰老、调节免疫、抗突变、降血脂等新功效 4-9。近年来，山药中丰富的次生代谢产物也引起了国内外学者的广泛研究和关注 10-12。其中，存在于山药中的山药素（batatasins）是具有较高活性的一类酚性化合物，其骨架结构属于二苯乙烯类。结构如图1所示。 Tohru Hashimoto等人 13发现山药素对小麦胚芽有明
12、显的抑制作用；并且在与脱落酸的对比中，发现山药素在抑制生长、促进休眠的效应远比脱落酸显著。 Moritoshi Iino等人 14研究表明在叶绿体中 ,山药素（batatasins）能有效地抑制析氧作用和电子流动；且山药素I、III、V 在不同程度上会抑制线粒体中氧气的摄入量。但是，山药中山药素的含量极少，其较高的分离纯化成本限制了广泛的应用和研究。因此以全合成的思路对其进行合成及研究不失为一条可行之路 15，16 。在查阅大量文献及前人工作的基础上，本课题提出以3，4，5-三羟基苯甲酸为原料对山药素V的全合成进行研究。山药素V的合成的关键是二苯乙烯碳架的构建， 国内外文献报道的二苯乙烯碳架合
13、成方法主要有：Wittig-Horner 反应 17 、Perkin 反应 18 、Heck 反应 19 。本文主要采用Wittig-Horner 反应，通过膦酯实现双键的形成。在此基础上，通过把碳加氢，对双键进行还原，从而实现对山药素V的合成。五种山药素如下：7HOMeMeOOMeBatatasin Batatasin MeOeHOHHOMeOOHBatatasin Batatasin HOMeOHOBatatasin MeOMeOHOe图 1.1 山药素的结构 Fig1.1 The structure of Batatasins 2 实验部分2.1 试剂与仪器2.1.1 主要试剂3，4，5
14、-三羟基苯甲酸 分析纯二氯甲烷 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司亚磷酸三乙酯（98%） 天津市富宇精细化工有限公司四正丁基碘化铵 分析纯 国药集团化学试剂有限公司四氢呋喃 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司无水乙醇 分析纯 天津市德恩化学试剂有限公司无水硫酸钠 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司硫酸二甲酯 分析纯 上海科达化工有限公司氢氧化钠 分析纯三溴化磷 化学纯 国药集团化学试剂有限公司DMF 分析纯 天津基准化学试剂有限公司Pd/C(含水量66.11%，含 Pd 量5%）NaH(60%) 分析纯乙酸乙酯 分析纯 天津市德恩化学试剂有限公司石油醚 分析纯 天津光复精细化工研究所柱层
15、层析硅胶 300-400目 青岛海洋化工厂82.1.2 仪器ZF-7A 手提式紫外分析仪 巩义市予华仪器有限责任公司SHB-III 循环水时多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司RE-2000B 旋转蒸发仪 巩义市予华仪器有限责任公司DLSB 低温冷却循环泵 巩义市予华仪器有限责任公司DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限责任公司CL-4A 平板加热磁力搅拌器 郑州长城科工贸有限公司ZK-82B 真空干燥箱 上海实验仪器总厂BS 201S 分析天平 北京赛多利斯天平有限公司AVANCE 400 核磁共振谱仪 瑞士布鲁克公司2.2 山药素 V 的合成路线H3CO OCH3OCH
16、3COHCOHOH OHOHCH2OHH3CO OCH3OCH3CH2BrH3CO OCH3OCH3 H3COH3COH3CO PH5C2O OC2H5OH3COH3COH3COBnO H3COH3COH3COOH图 2.1 山药素 V 的合成路线 Fig 2.1 The synthesis of Batatasin V PBr3 / CH2Cl2 P(OC2H5)3 /C16H36INTHF / NaHPd/C, H2CH3OH LiAlH4/THF（3）（4）（5） （6）（7）Batatasin V（1）(2)CHOOBnNaOH/(CH3O)2SO4（5）（6）92.3 山药素 V 的
17、合成2.3.1 3,4,5-三甲氧基苯甲酸（3）的合成H3CO OCH3OCH3COHCOHOH OHOH+在氮气保护下，将4 g 氢氧化钠、25 mL 水、2.5g (14.7mmol)3，4，5-三羟基苯甲酸溶解到100 mL 三口烧瓶中，冰水冷却搅拌10 min，25内滴入 3.5 mL 硫酸二甲酯，滴毕搅拌20min，随后40内再次滴入3.5 mL 硫酸二甲酯，滴毕保温搅拌10min ，升温至沸腾回流2 h，加入1.0 g 氢氧化钠和1.5 mL 水的混合溶液，继续沸腾回流2 h。自然冷却至室温，盐酸调 pH 值至12，析出固体，过滤，水洗，得白色固体。用水和乙醇(20：1)重结晶，抽
18、滤，干燥，得白色针状结晶，2.81g 收率9012。2.3.2 3,4,5-三甲氧基苯甲醇（4）的合成H3CO OCH3OCH3COH CH2OHH3CO OCH3OCH3+向100mL 烧瓶中加入2.5g( 12.4mmol) 3,4,5-三甲氧基苯甲酸(3)、50m L 四氢呋喃，于冰水浴中5min 后缓慢加入0.3585g(9.4mmol)四氢铝锂，继续在冰水中反应 30min,之后移至常温反应，用 TLC 监控反应，反应结束后加水破除四氢铝锂，后加二氯甲烷萃取两次，合并有机层，再水洗三次。加入适量无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋干。得3,4,5-三甲氧基苯甲醇2.007g,收率86%。2.3.3 3,4,5-三甲氧基苄基溴（5）的合成CH2OHH3CO OCH3OCH3CH2BrH3CO OCH3OCH3+在100mL烧瓶中加入1.06g( 5.35mmol)（4），加入二氯甲烷溶剂溶解，溶液为无色，放于冰水浴中，搅拌5min 后抽取三溴化磷0.405mL （约1.16g ,4.28mmol)加入到烧瓶中，(CH3O)2SO4(2)HCl(1)NaOH,N2LiAlH4THFPBr3 CH2Cl2
