一種催化劑催化二氫嘧啶酮類化合物的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機化學，有機化學和藥物化學領(lǐng)域，涉及金屬配位聚合物的合成及 其催化合成二氫嘧啶酮類化合物的實驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自從Biginelli反應被發(fā)現(xiàn)以來，在近幾十年中吸引著越來越多的人關(guān)注并得到 了迅速地發(fā)展。這是因為其產(chǎn)品及其衍生物在生物和藥理和醫(yī)學方面有著很大的應用價 值，例如它們可以用作抗高血壓藥的鈣離子通道阻滯劑、抗菌、抗病毒、消炎和a Ia-拮抗 等藥理活性（K. S. Atwal, G. C. Rovnyak, S. D. Kimball, D. Μ. Floyd, S. Moreland, B. N. Swanson, J. Z. Gougoutas, J. Schwartz, K. M. Smillie and M. F. Malley, J. Med. Chem., 1990, 33, 2629; G. C. Rovnyak, K. S. Atwal, A. Hedberg, S. D. Kimball, S. Moreland, J. Z. Gougoutas, R. B. C. 0, J. Schwartz and M. F. Malley, J； ifed Oe?.，1992，35，3254)。盡管利用固相反應、包含離子液體的液相反應、金屬及 路易斯酸堿催化和利用其它催化劑催化的方法得到了很好的進步，但是仍然還存在一些不 足，比如需要較長的反應時間，昂貴的試劑，較強的路易斯酸堿及有時會用到有害的有機溶 劑。
[0003] 最近，金屬配位聚合物（MCPs)的設計和合成也逐漸引起化學家及材料學家的關(guān) 注。這是由于這種材料在催化、氣體吸收或存儲、熒光、傳感和藥物運輸方面有著潛在的應 用價值。尤其MCPs在催化方面已經(jīng)得到了很好的發(fā)展（I. Luz, F. X. Llabres i Xamena and A. Corma, J ，2012，285，285)。由于苯橫酸及過渡金屬離子（Co2+, Fe3+和 Cu2+)都曾經(jīng)被用來催化有機物的合成（P. Li, S. Regati, R. J. Butcher, H. D. Arman, Z. Chen, S. Xiang, B. Chen and C. G. Zhao, Tetrahedron Lett.，2011, 52, 6220; S. H. A. M. Leenders, R. Gramage-Doria, B. de Bruin and J. N. H. Reek, Chem. 你 k.，2015，44，433)。因此本發(fā)明同時考慮到以上兩者的優(yōu)點，采用苯磺酸和鈷離 子及有機配體配位形成MCPs。
[0004] 考慮到二氫嘧啶酮類化合物擁有較高的生物活性，而且經(jīng)常能作為有機合成的重 要中間體，因此本發(fā)明公開使用上述的MCPs催化劑實現(xiàn)了對二氫嘧啶酮類化合物的高效 制備。這對將來合成二氫嘧啶酮類化合物具有重要的指導意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種合成具有高效催化活性的金屬有機配位聚合物的合成方法，并 用來高效催化合成二氫嘧啶類化合物。本發(fā)明達到了減少催化劑的用量、縮短反應時間、簡 化實驗操作的綠色合成方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，將苯磺酸、氫氧化鈉、硝酸鈷、及DPP (1，3-二（吡啶-4-基）丙 烷）溶于水和甲醇的混合溶液中，其中DPP的結(jié)構(gòu)式見圖1。然后將溶液轉(zhuǎn)移到反應釜中 加熱120度5小時后，降溫過濾析出得到紅色晶體的配位聚合物1。將所得產(chǎn)品1經(jīng)單晶 X-射線衍射分析確定其分子結(jié)構(gòu)，見圖2。最后將產(chǎn)物1研磨作為催化劑，采用一鍋法催化 系列苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的反應得到二氫嘧啶類化合物。其中催化結(jié)果如下表一 所示：
本發(fā)明的具體合成步驟為。
[0007] 實施例一、產(chǎn)品1的合成。
[0008] 將 0· 037g 的苯磺酸（0· 2mmol)、0· 008g 氫氧化鈉（0· 2mmol)、0· 040g DPP (0. 2mmol)和0.029g硝酸鈷（0. lmmol)溶于水（2mL)和甲醇（3mL)的混合溶液中。將反 應混合液轉(zhuǎn)移到反應釜中加熱120度5小時后以5度每小時的速率緩慢降至室溫、過濾、靜 置、析出紅色的目標產(chǎn)物1并確定其晶體結(jié)構(gòu)圖。
[0009] 實施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法。
[0010] 取0. 02mmol的產(chǎn)品1作為催化劑加入到Immol苯甲醛、2mmol乙酰乙酸乙酯和 I. 5mmol的混合物中，在80攝氏度的的油浴鍋中加熱2小時，得到無色產(chǎn)品，最后用水和甲 醇洗劑純化得到目標產(chǎn)品。最后選用不同的醛在相同的條件下催化得到系列的二氫嘧啶酮 類化合物。
【附圖說明】
[0011] 圖I、DPP (1，3-二（吡啶-4-基）丙烷）的分子結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖2、化合物1的晶體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0013] 本發(fā)明提供了一種合成具有高效催化活性的金屬有機配位聚合物的合成方法，并 用來高效催化合成二氫嘧啶類化合物。本發(fā)明達到了減少催化劑的用量、縮短反應時間、簡 化實驗操作的綠色合成方法。
[0014] 為實現(xiàn)上述目的，將苯磺酸、氫氧化鈉、硝酸鈷、及DPP (1，3-二（吡啶-4-基）丙 烷）溶于水和甲醇的混合溶液中，其中DPP的結(jié)構(gòu)式見圖1。然后將溶液轉(zhuǎn)移到反應釜中 加熱120度5小時后，降溫過濾析出得到紅色晶體的配位聚合物1。將所得產(chǎn)品1經(jīng)單晶 X-射線衍射分析確定其分子結(jié)構(gòu)，見圖2。最后將產(chǎn)物1研磨作為催化劑，采用一鍋法催化 系列苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的反應得到二氫嘧啶類化合物。其中催化結(jié)果如下表一 所示：
本發(fā)明的具體合成步驟為。
[0015] 實施例一、產(chǎn)品1的合成。
[0016] 將 0· 037g 的苯磺酸（0· 2mmol)、0· 008g 氫氧化鈉（0· 2mmol)、0· 040g DPP (0. 2mmol)和0.029g硝酸鈷（0. lmmol)溶于水（2mL)和甲醇（3mL)的混合溶液中。將反 應混合液轉(zhuǎn)移到反應釜中加熱120度5小時后以5度每小時的速率緩慢降至室溫、過濾、靜 置、析出紅色的目標產(chǎn)物1并確定其晶體結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 實施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法。
[0018] 取0. 02mmol的產(chǎn)品1作為催化劑加入到Immol苯甲醛、2mmol乙酰乙酸乙酯和 I. 5mmol的混合物中，在80攝氏度的的油浴鍋中加熱2小時，得到無色產(chǎn)品，最后用水和甲 醇洗劑純化得到目標產(chǎn)品。最后選用不同的醛在相同的條件下催化得到系列的二氫嘧啶酮 類化合物。
【主權(quán)項】
1. 一種含磺酸基的金屬配位聚合物的合成及其高效催化合成二氫嘧啶酮類化合物的 合成方法，其特征在于合成步驟為： (1) 實施例一、配合物1的合成 將一定比例的苯磺酸、氫氧化鈉、DPP(1，3-二（吡啶-4-基）丙烷）和硝酸鈷溶于一 定量的水和有機溶劑中，然后將反應混合液轉(zhuǎn)移到反應釜中加熱完成后緩慢降至室溫、過 濾、靜置、析出紅色的目標產(chǎn)物1并確定其晶體結(jié)構(gòu)圖； (2) 實施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法 其制備過程是以目標產(chǎn)物1為催化劑，取適量的產(chǎn)品1作為催化劑在適當溫度下催化 如下的反應式一段時間后，得到目標產(chǎn)品，最后用水和有機溶劑洗劑純化得到純凈的產(chǎn)品；式中成選自H、鹵素、硝基、氰基、三氟甲基、C廣(：9的烷基或C廣(：9的烷氧基；R2是C:1Q 烷基、OR未取代的C3s環(huán)烷基或單-、二-或三-取代的C3s環(huán)烷基，其中在環(huán)烷基上的 取代基獨立地的選自羥基、G8烷基、鹵代Ci8烷基、燒Ci8烷氧基或鹵代的Ci8烷氧基；R3、 尺4和1?5每一個都獨立地選自氫、鹵素、鹵代Cii。烷基、未取代或取代的芳基或未取代或取代 的Cii。烷基，其中烷基上的取代基選自Ci7烷氧基、鹵代Ci7烷氧基或芳基；R#PR7每一個 都獨立的選自氫或Cii。烷基。2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成，其特征在于所使用的苯磺酸、氫氧化 鈉、DPP(1，3-二（吡啶-4-基）丙烷）和硝酸鈷的比例為0? 1~3. 5 :0? 1~3. 5 :0? 1~3. 5 : 0? 1 ~3. 5〇3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成和催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法， 其特征在于所選的溫度范圍從室溫到200攝氏度。4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成和催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法， 其特征在于所需要的反應時間范圍從0. 4小時到168小時。5. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成和催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法， 其特征在于所選的有機溶劑為含碳原子數(shù)為1-10的單醇、雙醇、三醇、四醇或多羥基醇、丙 酮、乙酸乙酯、二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、硝基甲烷、 四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、石油醚、苯、甲苯的單一溶劑或混合溶劑。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種合成含苯磺酸的金屬配位聚合物(MCPs)的合成方法并由單晶X-射線確定其晶體結(jié)構(gòu)。而且進一步研究了其對二氫嘧啶酮類化合物的催化活性。采用簡便、易操作的方法催化合成了系列二氫嘧啶酮類化合物并且催化產(chǎn)率可高達99%。
【IPC分類】B01J31/22, C07F15/06, C07D239/22
【公開號】CN105017333
【申請?zhí)枴緾N201510376278
【發(fā)明人】汪永濤, 王金華, 顏士臣, 湯桂梅, 張鄂, 姜嫄
【申請人】齊魯工業(yè)大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月1日