香豆素

    香豆素 :

又称1,2-苯并吡 喃酮、顺式邻香豆酸内酯、邻羟 基桂皮酸内酯、香豆脑。在许多 天然植物中均含有,与其说这 种物质本身以游离状态存在, 不如说它与香兰素一样含于配 糖体及酯中,在发酵及处理有关植物时,香豆素 便游离出来。香豆素是1820年从顿加豆(里香 豆)的种子中发现的,在种子中含约1.5%的香 豆素。此外,香豆素还含于薰衣草油、桂皮油及 秘鲁香脂中。香豆素是香辣型,表现为甜而有香 茅草的香气。香气是从里香豆叶子中的粉红色 胶质物散发出来的,胶质物是叶子中的香豆素 配糖体分解而成。作为饲料的甜苜蓿在堆放过 程中散发出的香气,就是在堆放时由于发酵分 解,释放出香豆素而产生的。从乙醚中析出者为 斜方晶系白色棱锥状或斜方片状结晶。有香茅 草样气。有焦糊味。能升华。相对分子质量 146.15。相对密度0.935。熔点71℃。沸点 301℃、153.9℃(1.33×10³Pa)、139℃(0.667× 10³Pa)。闪点151℃。不溶于冷水,溶于热水、乙 醇和氯仿,易溶于乙醚和苯,25℃时100ml水仅 溶解0.01g,16℃时在100ml乙醇中可溶解 13.7g,100℃的热水50ml可溶解1g。大鼠经口 LD₅₀680mg/kg。
用途: 用作香料,配制薰衣草、迷迭香和素 心兰等花香型香精,用于香水、化妆品、香皂和 洗涤剂;用作定香剂,用于调合香料,使香气持 久而香韵不变;用作电镀时的添加剂,使镀层不 起孔,且可增加光亮度;用作油墨、塑料的增香 剂;以前曾用作食用香料和香烟用香料,从1971 年禁用,我国在此后也禁止用于食品;用作医药 原料;自20世纪90年代起香豆素开始用于灯油 的着色,以示与轻油的区别;以香豆素为母体, 可以制备许多衍生物,这些衍生物都是重要的 精细化工品,例如香豆素-1、-4、-6、-7、 -35、-102、-120、-138、-152、-153和香豆 素-340等。
制法:①以水杨醛为原料,在乙酸钠的作 用下,与乙酐进行柏琴(Perkin)反应,此反应是 1868年由柏琴提出并实现的。反应过程是按醛 醇缩合的反应历程进行的,包括负碳离子进攻 羰基的中间历程,即乙酐的α-碳原子同水杨醛 的羰基的碳原子成键,生成β-羟基酸酐,此一 中间产物分离出乙酸分子,同时生成α,β-不饱 和酸分子,此不饱和物再次分离出水分子,同时 生成[1]。

上述反应也可用吡啶和喹啉为催化剂来完 成。如果不用催化剂,改变水杨醛和乙酐的配 比,使二者直接反应,也可制得[1],其历程是先 生成水杨醛的单乙酸酯和三乙酸酯,然后水解, 最后生成[1]。

② 以邻甲酚为原料,与氢氧化钠反应,生 成邻甲酚钠,在60℃和0.15MPa下,与光气反 应,生成邻甲酚碳酸酯,进一步在180～185℃用 氯气对酯进行氯化,至含氯量约为37%,相当于 生成了在每个邻甲酚基团上各含有两个氯原子 的氯代衍生物,即氯代邻甲酚碳酸酯。再在吡啶 或氧化锌和氧化钴的存在下,与乙酐和乙酸钠 进行缩合反应,可得粗制[1]。再用溶剂从反应物中将[1]提取出来,回收溶剂后,用冷水洗涤、 蒸馏、结晶、洗涤、干燥,在乙醇中重结晶,可获 得精制[1]。

③ 以邻甲酚为原料,与磷酰氯进行酯化反 应,生成中间产物邻甲酚磷酸酯,再在180℃下 进行氯化,使甲基的氢被氯取代生成二氯甲基, 再在160～180℃下与乙酸钠反应,最后环化,可 得粗制[1],蒸馏除去低沸物,最后在乙醇中重 结晶,可得精制[1]。

④ 以水杨醛为原料,以煅烧的碳酸钾为催 化剂,与乙酐反应,可制得[1],副产物为二聚水 杨醛[2],用硫酸和乙酸混合物处理二聚水杨 醛,可使其裂解,返回重新用作原料。在水杨醛 中加入煅烧后的碳酸钾、乙酸酐,加热至187℃, 此时生成中间产物水杨醛乙酸酯,同时产生醋 酸、醋酸苯酚酯、醋酸钾,在气相温度约 120℃时,蒸出醋酸,再次向反应物中加入乙酐, 加热至210～212℃进行反应,生成粗制[1],用 冷水洗涤,减压蒸馏。再在乙醇或异丙醇中重结 晶两次,产品在50℃下干燥,可得精制[1]。

⑥以水杨醛为原料,在催化剂吡啶的作用 下,与等摩[尔]的丙二酸及二分之一摩[尔]的 冰醋酸一起加热,生成香豆素酸,进一步加热, 脱羧,生成[1]。

⑦以2-碘代苯酚、双环庚二烯及一氧化 碳为原料,在钯催化剂作用下可以制得[1],并 副产环戊二烯。