大豆苷元双黄酮及其Mannich碱的合成研究

论文摘要

大豆苷元是异黄酮化合物中很重要的一种，具有抗心律失常、抗缺氧缺血、解痉挛、雌性激素等广泛的药理活性。但由于大豆苷元分子结构的限制，其水溶性和脂溶性均较差，导致口服吸收生物利用度很低，限制了大豆苷元在临床上的广泛使用。因此，改善大豆苷元的水溶性或脂溶性以扩展其应用范围已成为当前研究的热点。双黄酮是由两分子黄酮或其衍生物聚合生成的二聚物，具有抗炎、抗氧化、抗病毒、扩张外周血管等药理活性。本课题以大豆苷元为研究对象，与甲醛反应合成一种新的大豆苷元双黄酮，并进行了单因素试验和正交试验，得到最佳合成条件是：催化剂用量9mol%，反应温度90℃，反应时间20h，在此工艺条件下大豆苷元双黄酮为白色粉末，产率为82.1%。大豆苷元的含氮化合物也是一类重要的化合物。Mannich反应是合成含氮化合物的重要有机反应之一。本课题研究了大豆苷元分别与7种脂肪胺和3种杂环胺发生Mannich反应，共合成了13种大豆苷元Mannich碱。所有产物都通过1H NMR，13CNMR，ESI MS等分析手段进行了结构表征。数据分析结果表明：10种单取代产物是大豆苷元在C-8位上发生反应得到；3种双取代产物是大豆苷元在C-8和C-3′上发生反应得到的。并证实了C-8位上的氢具有更高的反应活性。论文还研究了不同底物、反应时间等因素对大豆苷元Mannich反应的影响。结果表明：合成8-（N, N-二正丙基）氨甲基-7,4′-二羟基异黄酮的最佳反应条件是：温度为65℃、时间为6h、大豆苷元与二正丙胺的摩尔比为：1:1、溶剂为DMF。在此条件下，产率最高为84.4%。超声被广泛地用于有机合成中以提高反应速率。论文研究了以水和叔丁醇为溶剂，超声对Mannich反应的影响。考察了反应溶剂、超声功率、超声间隔以及超声频率等对反应的影响。结果表明，反应达到相同产率时，持续超声条件下需要的时间仅为在磁力搅拌下的1/3；超声功率150W、频率45kHz对反应的促进效果最好，且产率最高可达98.2%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 大豆苷元衍生物合成的研究进展
• 1.1 双黄酮的研究进展
• 1.1.1 通过 C—C 键连接的双黄酮化合物
• 1.1.2 通过 C—O—C 键连接的双黄酮化合物
• 1.1.3 通过 C—C—C 键即亚甲基相连接的双黄酮化合物
• 1.2 大豆苷元结构改性的研究状况
• 1.2.1 大豆苷元的 7-位羟基改性
• 1.2.2 大豆苷元的 5′-位改性
• 1.2.3 大豆苷元的 8-位改性
• 1.2.4 其它位置改性
• 1.3 其它黄酮类化合物的 Mannich 反应研究进展
• 1.4 超声在黄酮类化合物修饰中的研究进展
• 1.5 论文设计
• 第二章 大豆苷元双黄酮的合成及工艺优化研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验仪器与测定方法
• 2.1.2 实验原料与试剂
• 2.1.3 大豆苷元双黄酮的合成
• 2.1.4 大豆苷元双黄酮合成的影响因素研究
• 2.2 产物分析与表征
• 2.2.1 大豆苷元双黄酮
• 2.2.2 8-羟甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 2.2.3 8, 3′, 5′-三羟甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 化合物的 IR 图谱
• 2.3.2 化合物的 NMR 图谱
• 2.3.3 大豆苷元双黄酮的合成因素
• 2.3.4 正交试验
• 2.4 结论
• 第三章 大豆苷元 Mannich 碱的合成及工艺优化研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料与试剂
• 3.1.2 主要仪器与设备
• 3.1.3 大豆苷元 Mannich 碱的合成
• 3.2 大豆苷元 Mannich 碱的盐酸盐制备
• 3.3 产物结构及表征
• 3.3.1 8-（N, N-二甲基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.2 8-（N, N-二乙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.3 8-（N-异丙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.4 8-（N-正丙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.5 8-（N, N-二正丙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.6 8-（N-正丁基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.7 8-（N, N-二正丁基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.8 8-（N-2-甲基-哌啶基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.9 8-（N-吗啡啉基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.10 8-（N-吡咯烷基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.11 8, 3′-二-（N, N-二丙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.12 8, 3′-二-（N-2-甲哌啶基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.13 8, 3′-二-（N-吗啡啉基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮
• 3.3.14 8-（N-异丙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.3.15 8-（N-正丙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.3.16 8-（N, N-二正丙基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.3.17 8-（N-正丁基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.3.18 8-（N,N-二正丁基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.3.19 8-（N-吗啡啉基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.3.20 8-（N-2-甲基-哌啶基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.3.21 8-（N-吡咯烷基）氨甲基-7, 4′-二羟基异黄酮盐酸盐
• 3.4 合成因素影响
• 3.4.1 醛的种类影响
• 3.4.2 溶剂的影响
• 3.4.3 反应温度的影响
• 3.4.4 反应时间的影响
• 3.4.5 摩尔比例的影响
• 3.4.6 不同底物的影响
• 3.5 结果讨论
• 3.6 结论
• 第四章 超声加速 Mannich 碱合成的研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验仪器与测定方法
• 4.1.2 实验原料与试剂
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 结果和讨论
• 4.2.1 反应溶剂对 Mannich 反应的影响
• 4.2.2 混合溶剂比对 Mannich 反应的影响
• 4.2.3 超声时间和操作方式对 Mannich 反应的影响
• 4.2.4 超声频率对 Mannich 反应的影响
• 4.2.5 超声功率对 Mannich 反应的影响
• 4.2.6 不同底物对 Mannich 反应的影响
• 4.3 结论
• 第五章 结论
• 5.1 研究工作总结
• 5.1.1 大豆苷元双黄酮的合成及影响因素研究
• 5.1.2 大豆苷元 Mannich 碱的合成及影响因素研究
• 5.1.3 超声加速大豆苷元 Mannich 反应的研究
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 个人简历