Progress in the Application Researches of Safrole Derivatives SHEN Dongsheng (College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiangtan University 411105) Abstract Safrole is an important chemical material used for exportation, This paper systematically described a variety of fine chemicals derived from safrole with high addition value and separately discussed their applications in the fields of perfume, drug and synergists for agriculture pesticide, etc. Meanwhile, the paper also emphasized that the utilization and exploitation of safrole should be strengthened in our country. Key words Safrole, Synthesis 摘要 黄樟素是一种重要的精细化工原料，是我国的重要出口精油之一。本文依据大量的参考文献，系统地综述了以黄樟素为基本原料合成几十种高附加值精细化工产品，并按香料、医药和农药增效剂等三个方面分别予以讨论。同时指出国内应加强以黄樟素为原料的精细化工产品的研究开发。 关键词 黄樟素 有机合成 黄樟素衍生物应用研究进展 申东升 (湘潭大学化学化工学院 湖南湘潭 411105) 黄樟素，又名黄樟脑，学名3,4-亚甲二氧基烯丙基苯，是一种芳香醚，广泛存在于某些植物根、茎、叶中，经水蒸汽蒸馏而提取[1]，无色至淡黄色液体，有强烈的芳香气味。主产于中国、美国和巴西。产于巴西的黄樟根油含黄樟素80%左右，产于我国四川的香桂叶油得油率3%～3.5%，含黄樟素90%左右。我国的川、黔、湘、赣等省份均有生产[2]。 黄樟素最先是作为调味素在药品、饮料和食物中使用，作为香精在肥皂、香水中使用，以及用于杀虫灭菌。自从发现黄樟素是强致癌物质以后，已不再直接使用。目前，黄樟素作为医药、农药、香料原料已得到广泛应用，由黄樟素可合成四十多种精细化工产品。 1 制取香料中间体及产品 生产以洋茉莉醛为代表的香料，是黄樟素的重要用途之一。除生产洋茉莉醛外，还可合成新洋茉莉醛、浓馥香兰素、乙基香兰素、洋茉莉腈以及胡椒基丙酮等香料。 1.1 洋茉莉醛 洋茉莉醛，又名胡椒醛，化学名称为3,4-亚甲二氧基苯甲醛，具有茴香豆香气，主要用于葵花、甜豆花、紫罗兰、香石竹、金合欢等日用香精的调香，用量较大。以黄樟素为原料合成洋茉莉醛，首先在碱性条件下进行异构化，接着以臭氧氧化、亚硫酸氢钠还原分解，最后经酸化得洋茉莉醛[3]。 1.2 香兰素 香兰素，又名原儿茶醛甲醚，化学名称4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，是醛类香料中历史悠久、产量最大的品种。主要用于调配食用香精、日化香精和烟用香精，也可为一些工业品的脱臭或难闻气味作掩蔽剂。可由丁香酚、愈创木酚、木质素和黄樟素为原料合成。以黄樟素为原料的合成路线为，首先加压碱解并异构化，接着进行烷基化并水解，最后氧化分解得香兰素[4]。 1.3 乙基香兰素 乙基香兰素，化学名称为4-羟基-3-乙氧基苯甲醛。具有花香香韵，香气强度为香兰素的3～4倍，常用作食用香精、香水香精和皂用香精。在以黄樟素为原料制取香兰素的工艺中，以硫酸二乙酯代替硫酸二甲酯，则得到乙基香兰素[5]。 1.4 新洋茉莉醛 新洋茉莉醛，又名胡椒基丙醛，化学名称3-(3',4'-亚甲二氧基)苯基-2-甲基丙醛。具铃兰、兔耳草醛花香和西瓜清香，供调配高级日化香精，用量已越来越大，其价格是洋茉莉醛的2～3倍。异黄樟素与甲醛进行Prins反应，经还原为新洋茉莉醇，再经氧化得新洋茉莉醛[6]。 1.5 胡椒基丙酮 胡椒基丙酮，化学名称4-(3',4'-亚甲二氧基)苯基-2-丁酮，具有覆盆子香气和木香香气，常用作日用香精。通常由洋茉莉醛和丙酮进行Claisen-Schmidt缩合，再经催化加氢而制备[7]。 1.6 洋茉莉腈 洋茉莉腈，化学名称3,4-亚甲二氧基苯甲腈，具有茴香香气和粉香，是近几年发展起来的香料新产品。通常由洋茉莉醛经肟化后再脱水制备，或者由胡椒基酸经酰胺化后再脱水而制备[8]。 2 由黄樟素合成医药中间体及产品 吡啶酮酸衍生物具有很强的抗菌作用，对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、绿浓杆菌、葡萄糖非发酵菌等有独特的抗菌谱，自1968年报道以来，已越来越引起重视。其中，奥索利酸、西诺沙星和米诺沙星是以黄樟素为原料合成。其次，治疗高血压的甲基巴多，用作抗菌药的黄连素等都是以黄樟素为原料合成。 2.1 奥索利酸、西诺沙星和米洛沙星 与诺氟沙星一样，奥索利酸、西诺沙星、米诺沙星等吡啶酮酸衍生物有很强的抗菌作用，其作用机制是阻碍细菌DNA的合成。这类化合物在低浓度时就可抑制细菌等原核细胞的DNA合成，但对高等动物的核细胞的DNA合成，即使在高浓度时也无抑制作用。这三种抗菌素都是以黄樟素为原料合成，合成方法类似[9]。奥索利酸的合成路线如下： 2.2 纽帕维林和那可汀 镇咳药纽帕维林和那可汀，是直接作用于支气管平滑肌而使其松驰的药物，具有同罂粟碱类似的结构，但其松驰平滑肌的作用为罂粟碱的10倍，且无习惯性和成瘾性，不属于麻醉药品。近年来，用量已越来越大。这两种产品有多种合成方法，可通过类似的环合反应制备[10]。以黄樟素衍生物为原料合成纽帕维林的路线如下： 2.3 甲基巴多 甲基巴多，化学名称为3-(3',4'-二羟基)苯基-2-甲基丙胺酸。是一种脱羧酶抑制剂，通过抑制儿茶酚胺的合成速度，降低组织内去甲肾上腺素的含量而使血压下降。甲基巴多虽然是1962年开始销售的较老的降血压药，但目前对此药的需要量仍然有所增加。根据原料不同，甲基巴多有两种制备方法[11]。以异黄樟素为原料的合成路线如下： 2.4 黄连素 黄连素，又名小檗碱，化学名称N-2,3-二甲氧苄基胡椒乙胺盐酸盐。它是一种异喹啉生物碱，对溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌、结核杆菌、鼠疫菌等都有抑制作用。近年来发现本品有抗心律失常作用。通常以黄樟素衍生物为原料制备[12]。其合成路线如下： 2.5 胡椒基酸元素配合物 以胡椒基酸锡酯为代表的胡椒基酸元素配合物，是一类具有生物活性的新药，近年来，国内外对其研究倍加重视。胡椒基酸锡酯也是以黄樟素衍生物为原料合成[13]： 3 由黄樟素合成农药增效剂 农药增效剂的使用能提高药效、降低农药成本、减少毒害、增宽杀虫谱、延长持药时间。高效增效剂的合成已成为农药的创制方向之一。农药增效剂品种很多，其中有一类为胡椒基类化合物，它们都是以黄樟素为起始原料合成。 3.1 胡椒基丁醚 胡椒基丁醚，又名增效醚，化学名称3,4-亚甲二氧基-6-正丙基苄基正丁基二乙二醇醚。是目前国际上一致公认为效率最好的拟除虫菊酯类杀虫剂的增效剂，与菊酯配合，可提高药效几倍到几百倍，也是联合国粮农组织推荐应用于防治粮食生产与贮存害虫的首选农药增效剂。以黄樟素为原料的合成路线如下[14,15]： 3.2 增效酯 增效酯，化学名称为6,7-亚甲二氧基-3-甲基-1,2,3,4-四氢萘-1,2-二甲酸二正丙酯。对菊酯农药有增效作用，也可作为鱼腾酮、鱼尼汀等的增效剂。所配制剂常用于家庭和肉食品包装车间防治害虫。以异黄樟素为原料的合成路线如下[16]： 3.3 增效砜 增效砜，化学名称1-甲基-2-(3',4'-亚甲二氧基苯基)-乙基辛基亚砜。常用作除虫菊素、丙烯菊酯、鱼藤酮、鱼尼汀等的增效剂，制剂可防治家蝇、蚊虫、蟑螂、虱子、跳蚤以及以谷象、米象等。以黄樟素衍生物为原料的合成路线如下[17]： 3.4 增效特 增效特，化学名称3.4-亚甲二氧基苯甲酸-2-(2'-正丁氧基)乙酯。其增效性与增效醚相当，常用作拟除虫菊酯的增效剂。以黄樟素衍生物为原料的合成路线如下[18]： 3.5 增效散 增效散又名增效菊，化学名称2-(3,4-亚用二氧基苯氧基)-3,6,9-三氧十一碳烷，为除虫菊素、丙烯菊酯和环菊酯的有效增效剂。以黄樟素衍生物为原料的合成路线如下[19]： 3.6 增效醛 增效醛，化学名称为胡椒醛缩二丁基卡必醇。作为拟除虫菊醛的增效剂，其制剂可用于防治家庭、贮粮等室内害虫，以黄樟素衍生物为原料的合成路线如下[20]： 4 结语 综上所述，黄樟素是一种重要的精细化工原料，广泛用于香料、医药及农药增效剂的合成。我国是黄樟素的资源国，精油质量好价格低。笔者认为，国内应重视黄樟素衍生产品的研究开发，使宝贵的原料资源增值利用，扭转目前主要以出口原油为主的局面，变资源优势为产品优势和经济优势。 5 参考文献 [1] 申东升. 化学通报，1989，(12)：37-39. [2] 陈煜强，刘幼君.香料产品开发与应用.上海：上海科学技术出版社，1994：251. [3] Harada K, Sasaki H. Production of helitropin. JP:7188212,1995. [4] Hodny I,Krob V, Smydrkal T et al. CS: 277365, 1993. [5] Stange H,Memdow E,Raeder U. DD: 301512, 1993. [6] Kvietok L L,Trinh T, Tudith A. US:5445747, 1995. [7] Batra S, Seth M, Bhaduri A P. Indian J. Chem., sect. B. 1992, 31B(1):60-62. [8] Limburg W W, Mammino J, Liebermann G et al. US:5514505, 1996. [9] Kruse L Z, Chang A C, Dehaven H D L et al. US:5945443, 1999. [10] Nakabayashi A, Kitagawa Y, Akimotok. EP:519673,1992. [11] Maehara K, Koshigoe T, Aoki S et al. JP:62298565, 1987. [12] Schoeps K O, Halldin C, Naagren K et al. Nucl. Med. Biol., 1993,20(5):667-678. [13] Aidhen Indracal Singh, Narasimhan N S. Indian J. Chem. Sect. B., 1993, 32B(2):211-221. [14] 申东升. 湘潭大学自然科学学报，1995，17(4)：82-86. [15] 申东升. 合成化学，1997，5(2)：202-204. [16] Van T, Stephanus J. US: 5194264, 1993. [17] Anderson M, Brinnand A G, Woodall R E. EP:525877, 1993. [18] Elliott M, Janes N F, Pulman D A. US:4464391, 1984. [19] Tozzi A. EP:512239, 1992. [20] Chou D T, Gant D B, Hermam N D. WO:9524125, 1995. 申东升 男，42岁，硕士，副教授，从事大学有机化学教学与科研。 湖南省科委科研资助重点项目(00GKY1013-3)及湖南省教委科研资助项目(98B006)。 2000-11-23收稿，2001-01-15修回。