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1、摘 要有机合成反应，尤其是固体物质参与的反应，通常使用有机溶剂作为介质，但反应过程中所用的有机溶剂极易对环境造成污染。近年来受到重视的无溶剂反应，避免了使用有机溶剂，这样不仅减少了对环境的污染、简化了反应操作和后处理过程、缩短了反应时间、降低了生产成本、而且往往还具有收率高、选择性强等优点，因此作为实现“绿色化学”的一个重要途径越来越引起人们的关注。本文使用的球磨法就是无溶剂法中重要的方法之一。查尔酮是重要的有机合成中间体，其化学结构为1，3-二苯基丙烯酮，它是一种存在于甘草、红花等药用植物中的天然化合物。因此具有生物活性，如抗肿瘤活性、抗寄生虫病、抗病毒等，是一类研究价值很高的化合物，所以其
2、制备方法备受关注。虽然查尔酮的合成已有很多成功的报道，但对含硝基的醛、酮缩合研究较少，大多采用反应时间长、产率低的传统方法。本文介绍了无溶剂法的概念及其具体方法，查尔酮类化合物的合成方法以及应用的研究现状。在无溶剂条件下利用氢氧化钠和碳酸钾混合碱作为催化剂，利用研磨技术促进反应合成，并通过实验比较了查尔酮类化合物的经典合成方法和无溶剂法中的球磨法，结果表明用球磨法制备该类化合物产率较高、时间较短、操作较容易、选择性强等优点。关键词：球磨法；查尔酮；邻硝基查尔酮；制备 AbstractIn organic synthesis reactions, particularly solid subst
3、ances in the reaction, organic solvents are used as a medium. But the reaction solvents in the reaction progress are easy to pollute the environment. In recent years,solvent-free reaction which has been taken into account, avoiding the use of organic solvents, will reduce the environment pollution,
4、simplify the operation and the treatment process following , shorten the response time, lessen the cost of production. It has the advantage including high yield and strong selectivity. It is an important way to achieve green chemistry. It attracts peoples attention increasingly. This paper used with
5、 ball milling method is one important of the solvent-free methods.Chalcone is an important organic synthesis intermediate, and its chemical structure is 1, 3-diphenyl ketone propylene. It is a type of natual compound which presents in licorice, safflowers and other medicinal plants of the natural co
6、mpounds. Therefore, it has biological activity, such as anti-tumor activity, anti-parasitic diseases, anti-virus and so on. It has very high value of study, so the method of preparation chalcone attracts a lot of attention. Although the synthesis of chalcone has been reported successfully, the conde
7、rsation of aldehyde with nitro group ketone is studied less. The reaction they adopt is traditional. It costs too much time and has a low yield.This paper introduces the concept of solvent-free method and organic synthesis reactions methods, the synthesis and application of chalcones compounds about
8、 recent report. In the condition of solvent-free, chalcones were synthesized through using the mixed alkali containing sodium hydroxide and potassium carbonate as catalyst and grinding technology. And we did the experiments to compare the classical synthetic method of chalcones compounds with no-sol
9、vent method. The result shows that the solvent-free preparation of such compounds by the solvent-free method, had many advantages including higher yields, shorter time, easier operation, better selectivity. Keywords: Ball milling method; Chalcone; 2-nitrochalcone; Preparation 前 言无溶剂有机合成法是近些年新兴起的绿色化学
10、中的一种方法，它避免了使用有机溶剂，这样既减少了对环境的污染，简化了反应操作和后处理过程，缩短了反应时间，降低了生产成本，而且往往还具有收率高、选择性强等优点。无溶剂法主要采取以下几种方式：（1）有些反应只需要加热，静置，搅拌混合即可进行；（2）用研钵研磨，起粉碎，加压，混合作用，用球磨机或高速振动粉碎等强力机械方法以及用超声波照射使反应进行等机械方法；（3）用光照射使反应进行；（4）在干燥器中进行反应。本文制取查尔酮所使用的球磨法就是其第二种方式。 查尔酮是合成多种天然物的重要有机中间体，查尔酮及其衍生物是芳香醛酮发生交叉羟醛缩合的产物，其化学名为1，3-二苯基丙烯酮。查尔酮类化合物广泛存在
11、于自然界中，以它为母体的化合物存在于甘草、红花等多种天然植物体中。由于其分子结构具有较大的柔性，能与不同的受体结合，因此具有广泛的生物药理活性，如：抗肿瘤、抑制和清除氧自由基、抗菌、抗病毒、抗溃疡和解痉等生物药理活性。由于其显著的生物药理活性及独特的可塑性结构，近年来已引起了科研工作者的浓厚研究兴趣。查尔酮结构式如下：1，3-二苯基丙烯酮经典的查尔酮衍生物的合成方法是以苯乙酮与苯甲醛在酸性溶液中缩合得到，用含醋酸铵的醋酸溶液催化合成查尔酮的方法，反应时间一般较长（约3h），而且产率也不高；用强碱作催化剂是目前实验室中最为常用的，但产品收率较低（10%70%），而且副产物多；有机金属合成法制备简
12、单，提纯方便，且可反复使用，缺点是反应时间太长，产率不高，但与微波或超声波结合后，反应速度大大加快，产率也有很大提高，是一种新兴的简便合成查尔酮的方法。近年来，许多优良的合成方法被逐一开发出来，合成手段也越来越多样化。虽然查尔酮的合成已有很多成功的报道，但对含硝基的醛、酮缩合研究较少，大多采用反应时间长，产率低的传统方法。有机合成反应，尤其是固体物质参与的反应，通常是用有机溶剂作介质，但反应过程中所用的有机溶剂极易对环境造成污染。因此，无溶剂法作为实现“绿色化学”的一个重要途径越来越引起人们的关注。本文我们首先要介绍一下无溶剂法的概念及其具体方法，查尔酮类化合物的应用和一些合成查尔酮类化合物的
13、方法，并验证了一下经典的合成查尔酮的方法，然后用无溶剂法中的球磨法来合成查尔酮，计算产率，更换催化剂反应比例以求达到最佳，再用最佳比例制备邻硝基查尔酮类化合物，这是我们接下来要讨论的问题。第一章 文献概述1.1 无溶剂法1.1.1无溶剂有机合成概念许多有机合成反应可以在无溶剂条件下进行，而球磨法则是其中比较重要的一种。由于人口增长，生产发展，人类活动加剧，使地球生态环境受到的污染日趋严重，其中有许多问题与人类合成的化学物质的生产和使用有关，20世纪90年代兴起的绿色化学，力图克服在生产和使用化学物质的过程中对环境造成的污染。在有机化学物质的合成过程中使用有机溶剂是较普遍的，这些有机溶剂散失到环
14、境中时，就会对生态环境造成污染。许多国家的化学研究者创造并研究了许多取代传统有机溶剂的绿色化学方法，如以水为介质、以超临界流体为溶剂 1 、以室温离子液体为溶剂等方法2，而最彻底，最经济使用的方法是完全不用溶剂的无溶剂有机合成。其实从前也并不是没有无溶剂有机合成反应，许多气体或液体参加的反应就是在无溶剂条件下进行的，但是明确地、有意识的提出“无溶剂有机合成”概念还是20世纪90年代，无溶剂有机合成是绿色化学中的一个新概念、新提法。1.1.2无溶剂有机合成的优点 由于反应过程中完全不用溶剂，彻底克服了反应过程中溶剂对环境造成的污染；不用溶剂，有利于降低生产成本；无溶剂合成为反应提供了与传统溶剂不
15、同的新的分子环境，有可能使反应的选择性、转化率得到提高；可使产物的分离提纯过程变得较容易进行。如有的反应完成后用少量水或有机溶剂洗净即可；有的反应当加入计量比的反应物，且转化率达到100%时得到的是单一的纯净产物，不必再进行分离提纯。因此无溶剂有机合成反应当成为选择反应介质时首先加以考虑的方法，值得大力加以研究和提倡。1.1.3无溶剂有机合成的问题无溶剂有机合成也有其固有的缺点，特别是对从前使用有机溶剂较为普遍的固体物体参与的反应，会有如下一些问题：(1)反应能否进行？因为参与反应的分子间要接近到一个小距离(如1nm)才能发生反应，而不同固体反应物粉末混合时，达到此距离的异种分子对所占比例很小
16、，因而许多反应在无溶剂条件下不能进行，需要研究采用什么方法促进反应的进行；(2)散热问题，有些反应进行时放热多，在无溶剂条件下就存在散热难的问题；(3)分离问题，反应完成后若得到的是固体混合物，进行分离时，有可能又要使用有机溶剂；(4)因反应系统无流动性，组织大规模的自动化水平高的生产较难。 各国学者进行了大量的无溶剂有机合成研究，主要集中在各类固体反应，采用多种方法促进反应使之能平稳进行，本文主要介绍了用球磨法制备邻硝基查尔酮类化合物。1.1.4 无溶剂有机合成的反应方法及实例 为使反应（特别是固体反应）在无溶剂条件下能够进行，主要采用如下一些方法，比如有些反应只需要加热、静置或加热、搅拌混
17、合即可进行；又如用研钵研磨、起粉碎、加压、混合作用，用球磨机或高速振动粉碎等强力机械方法以及用超声波照射使反应进行等机械方法；还有，用光照射使反应进行或在干燥器中反应。 (1)用球磨法反应在圆筒形金属制反应器中加入金属球和要进行反应的物质，使反应器旋转，进行研磨，以实现反应。为除去环境污染物中的有害有机氯化物如DDT、PCB、氯苯、二恶英等，把污染物与Mg或Ca、CaO等混合用球磨法研磨6h可脱氯。 ArCHO+ArCOMeNaOHArCHCH2COArOHArCOAr+当Ar为p-MeC6H4和Ar为Ph时,与 NaOH在室温下用研钵混合研磨5分钟，最初的液状物变为淡黄色固体，加水过滤对甲基
18、查尔酮 ，收率97%。研究者共研究了7个具体的反应，多数情况无溶剂比在50%乙醇水溶液中反应收率要高。(2)用高速振动粉碎法反应高速振动粉碎法反应是比球磨法更强的机械作用方法，在密封的不锈钢制反应器中加入不锈钢球，反应器以3500rpm的转速旋转，使加入的物质发生反应。如C60的（2+2）加成生成二聚体C120的反应，是将C60与KCN或KOAc,K2CO3及微量的Li或Na、K等碱金属一起进行高速振动粉碎条件下的反应，无机物是作触媒的。反应30min达到平衡，二聚体含量为30%。(3)用离子液体催化反应 以离子液体（BMIM）AlCl4 为催化剂（BMIM表示1-丁基-3-甲基咪唑阳离子），
19、进行醇或酚的四氢吡喃化反应，四氢吡喃化是多步有机合成中最常用的保护与去保护方法。 ROH(BMlM)AlCl4OO+OR当ROH为环己醇时，在25 反应5min,转化率达100%3。该作者共研究了9种醇或酚的反应，其中8种转化率达100%。离子液体可用乙醚萃取并循环使用。(4)光化反应 以吡啶酮为客体，化合物为主体形成1：1的化合物，经光照吡啶酮发生分子内环加成反应，得到光学纯度为100%的内酰胺。 MeOMeONMeONOMeOHCClOHCCl(5)用超声波照射反应用蒙脱士K-10担载的Fe(NO3)3为氧化剂，使伯醇，仲醇氧化为醛和酮的反应。用超声波照射，反应时间1560s，醛或酮的产率
20、达87%96%4。 用Al2O3担载的醋酸钾KAc与1-溴辛烷反应。用超声波照射，反应时间2min，醋酸酯的产率达99%5。(6)在干燥器中反应 用醇的粉末，在干燥器中与HCl气体接触反应5h，得产物烯，产率达99%100%。 H+-H2OPhArC=CHRPhArCCH2ROH(7)加热静置或室温下静置反应 如2-甲基环已酮与甲基乙稀基甲酮在无溶剂条件下发生Robinson缩环反应如下 OOOMeONa+在室温下放置3h，产物的产率为25%。 显然，室温下静置能耗最少，最为简易；其次是加热静置或加热搅拌；相比之下其它机械方法能耗较高，或仪器多、操作较复杂。 无溶剂有机合成是一项大有前途、非常
21、有用的技术，一方面已研究过的成功实现无溶剂有机合成反应的类型和反应已经很多；另一方面已发展了不少促进反应的方法，使人们有信心进一步开展无溶剂有机合成的研究乃至推广到生产中去。可以说使用有机溶剂的有机合成是19、20世纪的传统方法，而无溶剂法有机合成是现代的、更安全、更环保的绿色化学方法。 1.2 查尔酮类化合物的应用查尔酮及其衍生物是芳香醛酮发生交叉羟醛缩合的产物，其化学名为1，3-二苯基丙烯酮，以它为母体的化合物存在于甘草、红花等多种天然植物体中，是植物体内合成黄酮的前体，其本身也有重要的药理作用。Lalibeae早在1967年就报道了查尔酮具有抗蛲虫作用6，何克勤等报导查尔酮的抗过敏作用，
22、表现了多种药理作用7。Vincenzo在2000年发现了类黄酮化合物中的查尔酮，具有化学预防和抗肿瘤活性8。近些年，经过研究一些吡唑类查尔酮具有抗感染、抗病毒、抗焦虑、抗癌、止痛、杀菌、杀虫、除草等活性。查尔酮与苯肼反应生成相应的查尔酮腙，再在乙酸溶液中加热反应，可以生成相应的吡唑啉化合物，文献报道1，3-二苯基-2-丙烯-1-酮与苯肼加成-关环反应的机理是经相应的苯腙中间体关环生成1，3，5-三苯基吡唑啉9 。以查尔酮为原料制备的查尔酮二氢化衍生物还可以作为甜味剂，查尔酮衍生物也常被用作屏保和液晶显示材料等。某些查尔酮衍生物可以作为新型有机非线性光学材料，具有较大的非线性光学效应和较宽的透光
23、范围，其短波截止波长可以达到380 nm，因此有可能在半导体激光器和半导体的固体激光器得到应用10。文献合成了一类新的查尔酮冠醚11，以其中的几种作为中性活性载体，制备了PVC膜钾离子选择性电极并测定了它们的电极性能。解宏智等合成了查尔酮修饰的-环糊精衍生物12，即将查尔酮基通过一氮杂烷氧长链单个地连接于环糊精的-位羟基上，该环糊精衍生物在水溶液中能实现强烈的分子内“自包结”作用，主体分子因“自包结”而诱导增强其与金属离子间的作用，这种“自包结”的构象形式将对金属离子的配位产生影响。王辉等合成的二甲氨基查尔酮为荧光发色团13，使之连于环糊精(CD)的-位羟基处，并以氮氧杂十一烷基为连接链得到了
24、一种新型的CD衍生物，并对其光物理行为以及对外来物种的识别功能进行了详细研究，取得了十分有趣的结果。2000年，一些科学家进行了在超声辐射下n(Mg)n(Al)水滑石催化合成邻硝基查尔酮类化合物的研究，产率和收率得到了很大的提高。总之，查尔酮类化合物有着广泛的应用，对人类的生产生活起着非常重要的作用，下面我们将介绍查尔酮类化合物的几种应用。1.2.1抗癌活性Kagechika14等报道了查尔酮羧酸类似物的抗癌活性，实验结果表明该类化合物可调节正常细胞与癌细胞的增殖。Edwardst15等报道了90多种合成的查尔酮类化合物均有不同程度的抗有丝分裂的作用。在对小鼠白血病及卵巢癌的试验中，部分查尔酮
25、类化合物还显示了比目前临床上使用的抗肿瘤药物阿霉素和长春新碱还要强的抗有丝分裂的作用。对查尔酮类化合物抗肿瘤活性的研究在二十世纪九十年代左右研究的比较多。Nakadate16等证实了化合物(1)等11个查尔酮衍生物具有阻止促癌因子TPA的作用。Shibata17在研究新疆甘草时发现其中的成分之一甘草查尔酮具有抗肿瘤和抗炎活性。于是合成了化合物(2)等40多个查尔酮类衍生物。药理实验结果表明该类化合物对肾癌、宫颈癌、胰腺癌、神经细胞癌等肿瘤细胞的增殖作用均有一定程度的抑制作用。郭昌月等研究了4-羧基-3,5-二叔丁基-4-羟基查尔酮的抗癌作用初步药理实验显示，该化合物对人早幼粒白血病细胞有良好的
26、分化诱导作用及抗突变、抗炎、抗氧化作用。Devi18等报道了一些天然的多酚羟基尔酮类化合物有抑制恶性淋巴癌，减少人体自身免疫性疾病物发生的作用。Yan19等研究发现3, 4, 4,6-四羟基查尔酮是特殊的蛋白质酪氨酸酶抑制剂，用于肝细胞癌的治疗。1.2.2抗感染性近些年，经过研究一些吡唑类查尔酮具有抗感染、抗病毒、抗焦虑、抗癌、止痛、杀菌、杀虫、除草等活性。因此在农药和医药方面有着广泛的应用。 CHOORNNPhH3CEtOHH3CPhOPOCI3DMFPhNHNH2NNCHOCINNPhH3CROHKOH/DMSORKOH/EtOHCOCH3ORNNPhH3CHHR+CH3CCH2COC2H
27、5OO 1.2.3抗菌作用Pappno等和Altan20等分别报道了查尔酮类化合物杀灭细菌和抗真菌的作用。Inamori等从自然植物的根中分离出化合物(3)和(4)两种查尔酮，并研究了抗炎活性，结果均显示出对G+菌的抗菌活性。Lopez21等人从胡椒属植物Piper lanceaefolium的叶子中提取了taboganicacid、生松素和生松素查尔酮3个化合物，发现仅生松素查尔酮对白色念珠菌显示了一定的抗菌活性。罗学红22等报道取代的查尔酮与四氯化碲的配合物(5)等对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌有显著的抑制作用。1.2.4抗氧化及清除氧自由基作用氧自由基是促进衰老、引起炎症、诱发癌症
28、及多种疾病发生和发展的重要因素之一。查尔酮类化合物有抑制、清除氧自由基的抗氧化作用。1.2.5抑制磷酸二酷酶的作用磷酸二酷酶(PDE)起着调节体内cAMP浓度的关键作用。抑制PDE可阻碍心肌细胞内的cAMP降解，使心肌膜上钙通道开放，促进钙离子内流，引起心肌纤维收缩，达到强心作用。查尔酮类化合物能抑制PDE活性，提高细胞内的cAMP浓度而产生强心作用。1.2.6抗病毒作用查尔酮类化合物对有些病毒的增殖有抑制作用。1.2.7抗过敏作用查尔酮类化合物对过敏性慢反应物质有拮抗作用。1.2.8抗寄生虫病作用查尔酮类化合物可作为灭螺剂来使用，主要是抵抗澳洲扁卷螺菌。总而言之，查尔酮类化合物的药理活性广泛
29、，结构简单，制备相对容易，接下来我们将介绍几种常见的制备查尔酮及其化合物的方法。1.3 查尔酮类化合物的合成1.3.1查尔酮类化合物的经典合成方法1. 强碱作催化剂合成查尔酮，在溶液中经羟醛缩合反应制得，即Claisen-Schmidt缩合反应。两分子具有-活泼氢的醛酮在稀酸或稀碱催化下发生反应，生成分子间-羟基醛酮即羟基酮。若提高反应温度，则进一步生成，-不饱和醛酮，但该反应常由于强碱作用而发生副反应。2.酸催化下的羟醛缩合法制备查尔酮反应方程式如下：1.3.2查尔酮类化合物的其他合成方法1. 酸性催化剂催化合成许多Lewis酸如AlCl3，TiCl3，SnCl4，FeCl3，ZnCl2,
30、BCl3，以及部分稀土氯化物都可以催化芳香醛酮的羟醛缩合，其中包括Mukaiyama反应。2. 碱性催化剂催化合成郭宏雄等用10(质量分数)的NaOH催化合成了11种查尔酮，产率48523。3. 金属化合物催化合成文献报道了KFAl203，催化下合成查尔酮的方法24，该方法总的特点是：制备简单，提纯方便，且可反复使用，但是反应时间太长，产率不高(5590)。利用KFAl203，催化合成查尔酮的方法，朱权与韩莹分别合成了噻吩查尔酮和呋喃查尔酮，并且研究了它们紫外光谱的取代基效应，收率6485 。文献报道苯甲醛与苯乙酮在甲醇中，以锻制的硝酸钠或者硝酸锂于室温催化反应1648 h，缩合得到相应的反式
31、查尔酮，收率7098。芳环有推电子基时，反应减慢。4. 金属有机化合物催化合成利用烷基锂与羧酸反应合成酮已有很多成功的报道。李良助等用芳基锂与肉桂酸及其酯反应合成查尔酮等化合物25。文献采用芳基锡为试剂，与取代肉桂酰氯在二-(三苯基膦)二氯化镍催化下进行交叉偶联合成了13种查尔酮26，收率5392 ，合成过程是按自由基链锁反应机理进行的。文献发现有机碲氧化物双对甲氧苯基氧化碲(BMPTO)对羟醛缩合有催化作用，得到了很好的结果，收率8797 ，但该催化剂制备较困难，价格也比较昂贵。钟琦等报道了芳香碲Ylide与醛在碱性条件下的偶联制备查尔酮，收率6485%27。5. 微波、超声波催化合成近年来
32、发现超声波能有效地促进有机反应，因而超声波技术在有机合成中的应用引起了人们的兴趣和重视28。文献报道了在超声波作用下，固体氢氧化钾或氟化钾-氧化铝催化苯乙酮和取代苯甲醛合成查尔酮。研究结果表明，与不使用超声波相比，反应速度更快，产率有很大提高。由于微波辐射可在较短时间内提供高能量，使化学链断裂而迅速发生化学反应，由业诚等研究了微波辐射下KFA12O3，催化合成查尔酮29，结果表明，反应速度大大加快，产率也有所提高，同时在反应物量少时无需机械搅拌，都显示出微波法在合成上的优越性。CH3OHCRKF-Al2O3MWIO2N+ O2N R80 年代发现微波辐射可使化学键断裂而发生化学反应, 大大缩短
33、反应时间, 加快反应速度, 提高产率30 31，以间和对硝基苯甲醛与间和对硝基苯乙酮交叉反应, KF/Al2O3作催化剂, 微波辐射下合成了3, 3-二硝基查尔酮; 4, 4-二硝基查尔酮; 3, 4-二硝基查尔酮和4, 3-二硝基查尔酮。 6. 其他合成方法(1)查尔酮也可经由以下方法合成：以A1C13为催化剂，取代的肉桂酰氯与芳烃进行FriedelClafts酰基化反应。采用此方法，除了发生正常的酰基化反应生成查尔酮外，还有对双键的加成及合环等；特别是使用取代芳烃时，还有不同位置的取代副产物生成，给产品的分离和提纯带来诸多不便。程格等在无溶剂条件下研磨芳香醛酮与固体氢氧化钠固相合成了查尔酮
34、，产率尚好(20%80)。即固态缩合反应。(2)若以SOC12EtOH为催化剂，按照反应最佳比例为苯乙酮：苯甲醛：无水乙醇：SOCl2=1：1.2：2.5：1，时间控制为4小时，同样可以制得查尔酮，产率60%95%。(3)为了降低查尔酮合成反应中有机溶剂和强酸、强碱的污染，提高反应产率，这里再介绍一种绿色合成新方法。其主要特征是以离子液体l，3-二丁基-2-甲基四氟硼酸咪唑盐(dbmimBF4)为反应溶剂，采用水滑石作催化剂来催化苯乙酮和苯甲醛的羟醛缩合。离子液体是一族有机盐，通常总由带有烷基取代基团的杂环类咪唑或吡啶阳离子和大体积阴离子如PF6-和BF4- 等组成，其纯净物在室温或近室温附近
35、是液态，不仅具有低熔点、超低蒸气压、宽的液态温度范围以及对有机物和无机物较好的溶解能力，具有环境友好性，而且还能通过改变其阳离子、阴离子以及阳离子上的取代基团来改变这些特性，做到“量体裁衣”32 33，离子液体已被看成是取代传统溶剂的绿色溶剂和新型催化材料。水滑石可通过离子交换可在层间组装不同的基团，被广泛用于催化剂和吸附剂。因此体系采用可以循环使用的绿色离子液体dbmimBF4为反应溶剂，其催化剂水滑石为无污染固体，也可回收再使用，为实现查尔酮的绿色生产，提供了一个重要的方法。由以上内容可见，使用强碱如醇钠或氢氧化钠溶液催化合成查尔酮的方法，是目前实验室中最为常用的，但是产品收率较低(107
36、0)，而且副产物多；在以强酸为催化剂的条件下，反应时间一般较长，而且产率不高；采用FriedelClafts酰基化制备查尔酮在有机合成中很少应用，主要是因为对底物要求严格，而且产品的分离和提纯也不方便，只适合较特殊的查尔酮的制备；有机金属合成法一般产率较高，反应速度快，但是催化剂制备较困难，价格也比较昂贵；金属盐催化合成法制备简单，提纯方便，且可反复使用，缺点是反应时间太长，产率不高；但与微波或超声波结合后，反应速度大大加快，产率也有很大提高，是一种新兴的简便合成查尔酮的方法。我们接下来列表以示比较。表1-1 优缺点比较列表方法优点缺点1普及适用时间长，产率低2普及适用收率低，副产物多3制备简
37、单，提纯方便，可反复使用时间长，产率低4产率高，速率快催化剂制备困难，价格高5、6结合速率快，产率高难普及第二章 实验部分2.1 仪器与试剂2.1.1 仪器循环水式多用真空泵 SHZ95B型 （河南巩义市英峪予华仪器厂）控温电热套 KDM型 （山东荷泽市南城益发仪器厂）超导核磁共振仪 AV-300型 （Bruker公司）气流烘干器 A/B型 （中外合资深圳天南海北有限公司）显微熔点测定仪 X4 型 （泰克仪器有限公司）三用紫外分析仪 WFH-203型加热磁力搅拌器 EMS-9A （天津欧诺仪器仪表有限公司）锥形瓶 橡皮塞 量筒 布氏漏斗 橡皮管 抽滤瓶 烧杯 天平 称量瓶 玻璃棒 药匙 胶头滴
38、管 研钵 试管刷 烧瓶 胶皮管 回流柱2.1.2 试剂苯甲醛 化学纯 （天津市化学试剂二厂）苯乙酮 分析纯 （中国医药公司北京采购供应站） 氢氧化钠 分析纯 （沈阳市惠中理化用品厂） 无水乙醇 分析纯 （莱阳市双双化工有限公司） 无水碳酸钾 分析纯 （天津市河北区海晶精细化工厂）薄层层析硅胶G 分析纯 （青岛海洋化工厂）邻硝基苯甲醛 分析纯 （北京百灵威公司）石油醚 分析纯 （天津市化学试剂二厂）乙酸乙酯 分析纯 （鞍山市化学试剂厂）对甲基苯乙酮 分析纯 （北京百灵威公司）2-氯基苯乙酮 分析纯 （北京百灵威公司）3-溴基苯乙酮 分析纯 （北京百灵威公司）2.2 实验原理羟醛缩合：首先我们介绍
39、一下羟醛缩合反应的原理。两分子具有-活泼氢的醛酮在稀酸或稀碱催化下发生反应，生成分子间-羟基醛酮即羟基酮。若提高反应温度，则进一步生成,-不饱和醛酮，这种反应叫羟醛缩合反应。羟醛缩合分为自身缩合和交叉羟醛缩合反应两种，如没有-活泼氢的芳醛可与有-活泼氢的醛酮发生羟醛缩合，得到,-不饱和醛酮，这种交叉的羟醛缩合称为Claisen-Schmidt缩合反应。这是合成侧链上含两种官能团的芳香族化合物及含几个苯环的脂肪族体系中间体的重要方法。苯甲醛和苯乙酮的交叉羟醛缩合反应如下：2.3 实验过程2.3.1薄层板的制备和活化1.制备薄层载片 将载玻片水洗干燥，取用时应用手指接触载玻片的边缘，因为指印沾污载
40、玻片的表面，将使吸附剂难于铺在载玻片上。2.制备浆料 制成的浆料要求均匀，不带团块，粘稠适当。因此，应将硅胶G，慢慢地加至盛有CMC（羧甲基纤维素钠）的烧杯中，边加边搅拌，保证充分混合（一般1g硅胶G 需要0.5%羧甲基纤维素钠清液3-4mL）。3.浆料铺层 上述规格的载玻片每块约用1g硅胶G，薄层的厚度为0.25-1mm，厚度尽量均匀，将调好的浆料倒在玻璃板上，用手左右摇晃，使表面均匀光滑（必要时可于平台处，让一端触台面，另一端轻轻跌落数次并互换位置）。然后，把薄层板放于已校正的平板上，待晾干后把薄层板置于烘干箱中烘干约半小时，温度控制在105-110。 2.3.2验证经典方法制备查尔酮1取
41、一个干净的烧瓶，依次加入5.88mL苯乙酮(0.05mol)，5.07mL苯甲醛 (0.05mol)和10mL含有1g醋酸铵的醋酸，加热，回流，大约需要3h。用薄层层析板检测反应终点，待反应结束后，先冷却，再减压抽滤收集产物，用水充分洗涤，使洗涤液对石蕊试纸显中性。然后用少量冷乙醇（56mL）洗涤结晶，挤压抽干，得查尔酮粗产品。粗产品用无水乙醇重结晶。（每克产品约需45mL溶剂），得浅黄色片状结晶 3.7g,产率32.74 %。2在装有搅拌器、温度计和分液漏斗的三颈瓶中，加入25mL10%氢氧化钠溶液、15mL乙醇和5.88mL苯乙酮。搅拌下由分液漏斗滴加5.07mL苯甲醛，控制滴加速度保持反
42、应温度在2530之间，滴加过程中溶液颜色由无色变成浅黄色，必要时用冷水浴冷却。滴加完毕后，继续保持此温度搅拌0.5h。室温下继续搅拌11.5h，即有固体析出。反应结束后将三颈瓶至于冰水浴中冷却1530min,使结晶完全。用薄层层析板检测反应终点，再减压抽滤收集产物，用水充分洗涤，使洗涤液对石蕊试纸显中性。然后用少量冷乙醇（56mL）洗涤结晶，挤压抽干，得查尔酮粗产品。粗产品用无水乙醇重结晶。（每克产品约需45mL溶剂），得浅黄色片状结晶4.5g,产率39.82%。 2.3.3球磨法制备查尔酮类化合物在无溶剂条件下利用氢氧化钠和无水碳酸钾混合碱作为催化剂，利用研磨技术促进苯甲醛和苯乙酮的固相羟醛
43、缩合，即为球磨法合成查尔酮。 1.查尔酮的制备将5.3g (0.05mol)苯甲醛、6.0g (0.05mol)苯乙酮和0.2g (0.005mol)氢氧化钠，3.5g碳酸钾(0.025mol)，依次加入研钵中研磨， 用薄层层析板检测反应终点，大约40min,待反应结束后，然后将50mL蒸馏水置于研钵中，用水充分洗涤，抽滤，留固体，把固体置于锥形瓶中，用无水乙醇重结晶。产物为淡黄色晶体， 产率48.6%。2. 催化剂用量对产率的影响 催化剂用量对产率的影响见下表。催化剂的用量在一定范围内能显著提高产率。由表中数据可见，该实验催化剂适量的摩尔比NaOH：K2CO3=1：5为最适宜比例。表2-1 NaOH与K2CO3用量对产率影响列表 水平 因素实验号NaOH用量（mol）K2CO3用量（mol）产率10.0050.02548.6%20.00250.012543%30.00750.037544.4%40.0050.0525.1%50.00250.037517.8%6.700.052.04%0.010.02517.8%80.00750.012516.5%90.0109.29%10000%第三章 结果与讨论 3.1 查尔酮类化合物制备方法的
