一种含氟嘧啶化合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含氟嘧啶化合物的制备方法。所述的含氟嘧啶化合物具有通式(Ⅳ)的结构。制备方法：将碱和盐酸胍或脒投入反应瓶中，注入有机溶剂，预处理中和除酸得到游离的胍或脒，然后，在室温和光照下先后加入亚甲基化合物和全氟烷基碘。TLC监测反应终点。用水萃取，收集有机相，减压蒸馏除去溶剂。最后，通过硅胶柱层析，得到产物。本发明专利技术合成路线具有底物廉价易得、范围宽、无过渡金属催化、条件温和、节约能耗、反应路线安全及操作简便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟嘧啶化合物的制备方法
本专利技术涉及天然产物、材料及医药中间体合成领域，具体涉及通过可见光促进电子给受体(EDA)复合物间发生单电子转移，进而“一锅”三组分合成含有全氟烷基嘧啶的合成方法。
技术介绍
嘧啶类化合物是许多具有生物活性和药物活性的天然产物的结构单元，在医药、农药及染料中具有重要应用。同时也可以用在光电材料中，如OLED中作为电子传输材料等。因此，其合成方法受到了广泛的关注，其中一些代表性方法包括：1)碱性条件下脒与羰基化合物的缩合。2)使用钯、铜金属共催化，“一锅两步”的方法构建嘧啶。3)使用金属铱配合物催化，惰性气体氛围下，多组分反应制备嘧啶。现有的通过金属催化多组分反应合成嘧啶的方法存在的问题是：①以取代炔烃、胺和异氰为原料，使用金属钛，100℃下分步制备嘧啶。此反应的不足之处在于使用了毒性大的异氰原料，金属催化剂高温，分步反应，操作危险且污染环境。②利用钯、铜催化剂，经由缺电子芳卤与烯丙基醇偶联-异构化，随后，与脒盐的环合制备嘧啶。此反应的不足之处在于需要使用两种金属催化剂，反应条件苛刻，同时对实验设备也提出了较高的要求。因此，该方法在应用上受到了限制。③使用脒和三种不同醇为原料，利用金属铱作为催化剂，多组分区域选择性的合成嘧啶。此反应的不足之处在于需要使用金属铱配合物催化剂，惰性气体保护，叔戊醇作溶剂，需要高温回流，反应时间较长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过可见光促进电子给受体(EDA)复合物间发生单电子转移，进而“一锅”三组分合成含有全氟烷基嘧啶的方法。本专利技术采用的技术方案是：一种含氟嘧啶化合物的制备方法，包括如下步骤：1)将碱和盐酸胍或脒投入反应瓶中，注入有机溶剂，中和除酸，得到游离的胍或脒；然后，室温下，依次加入亚甲基化合物和全氟烷基碘，光照下，10～40℃，反应1-8h，得混合物；2)将混合物用水萃取，取有机相，干燥，减压蒸馏除去有机溶剂，得粗品；3)将粗品进行硅胶柱层析，洗脱，得到目标产物含氟嘧啶化合物。上述的含氟嘧啶化合物的制备方法，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、碳酸铯或乙醇钠。优选的，所述的碱为氢氧化钠。上述的含氟嘧啶化合物的制备方法，所述的盐酸胍或脒的结构式如(Ⅲ)所示：其中，R2为氨基或取代氨基、烷基、芳基、杂芳基、环丙烷或卤原子。优选的，盐酸胍或脒可以为盐酸胍、1-甲基胍盐酸盐、苄脒盐酸盐、环丙甲脒盐酸盐或氯甲脒盐酸盐。上述的含氟嘧啶化合物的制备方法，所述的有机溶剂为乙腈、N,N二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。优选的，所述的有机溶剂为乙腈。上述的含氟嘧啶化合物的制备方法，所述的亚甲基化合物的结构式如(Ⅰ)所示：其中，R1为烷基或芳基；EWG为羰基和酯基。优选的，亚甲基化合物可以为乙酰乙酸乙酯、3-氧代戊酸甲酯、4-氟苯甲酰乙酸乙酯、二苯甲酰基甲烷、苯甲酰乙酸乙酯。上述的含氟嘧啶化合物的制备方法，所述的全氟烷基碘为CnF2n+1I，n＝2～10的整数。优选的，全氟烷基碘可以为全氟碘代丁烷、五氟碘乙烷、全氟碘代癸烷或1-氯-2-碘四氟乙烷。上述的含氟嘧啶化合物的制备方法，所述的光照的光源来自于太阳光、室内灯光、家用节能灯或蓝色LED灯。上述的含氟嘧啶化合物的制备方法，按摩尔比，亚甲基化合物:全氟烷基碘:盐酸胍或脒:碱＝1.0:1.1～3.1:1.1～3.1:4.1～9.1。本专利技术制备的含氟嘧啶化合物，具有通式(Ⅳ)的结构，其中，R1为烷基或芳基；R2为氨基或取代氨基、烷基、芳基、杂芳基、环丙烷或卤原子；所述的卤原子为F、Cl、Br或I。RF'为全氟烷基CnF2n+1，n＝2～10的整数，如n＝2、3、4、5、6、7、8、9和10。EWG为羰基或酯基。本专利技术所述的含氟嘧啶化合物的制备方法，反应式如下：其中，RF-1为全氟烷基碘，为CnF2n+1I，n＝2～10的整数。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的制备方法，使用廉价易得的原料，可见光促进EDA复合物分子间发生单电子转移，先后经过自由基偶联、氟化氢消除、烯烃的亲和取代以及氮环合，进而“一锅”三组分实现合成含氟嘧啶化合物。2.本专利技术的制备方法，通过光促进，光源绿色，条件温和，原料廉价易得，底物范围宽、无过渡金属催化、反应高效、产物为含全氟嘧啶。反应路线安全，环保，成本低廉，条件简单，收率较高，操作简便，实用性强。具体实施方式下面以具体实施例来说明本专利技术技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此：实施例1乙基-2-氨基-4-甲基-6-全氟丙基嘧啶-5-羧酸盐1.将盐酸胍和氢氧化钠投入到25mL圆底烧瓶中，注入3mL乙腈溶剂，预处理中和除酸，得到游离的胍。然后，在室温下先后加入乙酰乙酸乙酯和全氟碘代丁烷。室内灯光及室温下反应6h，TLC监测反应终点，停止反应，得混合物。按摩尔比，乙酰乙酸乙酯:全氟碘代丁烷:盐酸胍:氢氧化钠＝1.0:1.1:1.1:4.1；2.将混合物用水萃取3次，合并有机相，减压蒸馏除去有机溶剂，得粗品；3.将粗品通过硅胶柱层析，用洗脱剂(石油醚:乙酸乙酯＝30:1(v:v))进行洗脱，得到白色固体，即为产物乙基-2-氨基-4-甲基-6-全氟丙基嘧啶-5-羧酸盐，收率为87％。结构式如下：1HNMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.36(t,J＝7.3Hz,3H),2.44(s,3H),4.37(q,J＝7.2Hz,2H),5.40(s,2H)。13CNMR(100MHz,CDCl3):δ＝13.4,22.1,62.0,105.2,105.6,105.9,106.3(q,J＝36.7Hz),107.9-113.5(m),114.6-116.9(m),118.5,118.9,119.2(t,J＝35.0Hz),121.4,121.7,122.1(t,J＝35.0Hz),152.0,152.3,152.6(t,J＝30.0Hz),161.4,165.8,168.4。19FNMR(470MHz,CDCl3):δ＝-126.6(t,J＝13.2Hz,2F),-114.5(q,J＝9.4Hz,2F),-82.2(t,J＝9.2Hz,3F)。HRMS(ESI)(m/z):C11H10F7N3O2(M+H)+:计算值350.0739,实测值350.0735。实施例2甲基-2-氨基-4-乙基-6-全氟丙基嘧啶-5-羧酸盐1.将盐酸胍和氢氧化钠投入到25mL圆底烧瓶中，注入3mL乙腈溶剂，预处理中和除酸，得到游离的胍。然后，在室温下先后加入3-氧代戊酸甲酯和全氟碘代丁烷。室内灯光及室温下反应7h，TLC监测反应终点，停止反应，得混合物。按摩尔比，3-氧代戊酸甲酯:全氟碘代丁烷:盐酸胍:氢氧化钠＝1.0:1.1:1.1:4.1；将混合物用水萃取3次，合并有机相，减压蒸馏除去有机溶剂，得粗品；2.将粗品通过硅胶柱层析，用洗脱剂(石油醚:乙酸乙酯＝30:1(v:v))进行洗脱，得到白色固体，即为产物甲基-2-氨基-4-乙基-6-全氟丙基嘧啶-5-羧酸盐，收率为81％。结构式如下：1HNMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.25(t,J＝7.5Hz,3H),2.67(q,J＝7.7Hz,2H),3.88(s,3H),5.42(s,2H)。13CNMR(100MHz,CDCl3):δ＝12.3,29.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氟嘧啶化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将碱和盐酸胍或脒投入反应瓶中，注入有机溶剂，中和除酸，得到游离的胍或脒；然后，室温下，依次加入亚甲基化合物和全氟烷基碘，光照下，10～40℃，反应1‑8h，得混合物；2)将混合物用水萃取，取有机相，干燥，减压蒸馏除去有机溶剂，得粗品；3)将粗品进行硅胶柱层析，洗脱，得到目标产物含氟嘧啶化合物。

【技术特征摘要】
1.一种含氟嘧啶化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将碱和盐酸胍或脒投入反应瓶中，注入有机溶剂，中和除酸，得到游离的胍或脒；然后，室温下，依次加入亚甲基化合物和全氟烷基碘，光照下，10～40℃，反应1-8h，得混合物；2)将混合物用水萃取，取有机相，干燥，减压蒸馏除去有机溶剂，得粗品；3)将粗品进行硅胶柱层析，洗脱，得到目标产物含氟嘧啶化合物。2.根据权利要求1所述的含氟嘧啶化合物的制备方法，其特征在于，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、碳酸铯或乙醇钠。3.根据权利要求1所述的含氟嘧啶化合物的制备方法，其特征在于，所述的盐酸胍或脒的结构式如(Ⅲ)所示：其中，R2为氨基或取代氨基、烷基、芳基、杂芳基、环丙烷或卤原子。4.根据权利要求1所述的含氟嘧啶化合物的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙腈、N,N二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。5.根据权利要求1所述的含氟嘧啶化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁福顺，汪锐，韩正波，苏忠民，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21