一种合成3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的方法技术

本发明专利技术涉及一种高效、环境友好的催化剂，在温和反应条件下，实现“一锅法”合成3,4‑二氢嘧啶‑2‑酮衍生物的方法。所述方法包括以磁纳米颗粒负载SnCl2为催化剂，以乙醇为反应介质，醛、α，β‑二羰基化合物和尿素(硫脲)三组分“一锅法”缩合得到3,4‑二氢嘧啶‑2‑酮衍生物。磁纳米颗粒负载SnCl2重复使用7次，催化反应收率无明显下降。该法操作简单、收率高、反应时间短、催化反应体系可重复使用性好、反应条件温和，工业应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高效、绿色的、以磁纳米颗粒负载SnCl2为催化剂催化“一锅法”合成3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的方法。技术背景3,4-二氢嘧啶酮类化合物是一类重要的生物活性物质，具有许多重要的药理作用，如抗病毒、抗感染、抗癌、抗菌、止痛和消炎等，可以用作钙拮抗剂，降压剂，α-拮抗剂，还可以作为研制抗癌药物的先导物。早在1893年Biginelli就用苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、尿素在盐酸催化下首次得到此类化合物(Gazz.Chim.Ital.1893,23,360),这一合成方法称为Biginelli反应。但这一方法存在反应时间长(18h)，收率低(20-50％)等问题。为了提高反应的产率、缩短反应时间,人们在催化剂筛选上做大量的研究工作，发现FeCl3·6H2O(有机化学，2000,20,815)，NiCl2.6H2O(有机化学，2002,22,788)等催化剂均能较高产率合成3,4-二氢嘧啶酮类化合物，但此类催化剂由于水溶性好，在后处理过程中，溶于水中，回收困难，回收成本高。磁纳米颗粒负载催化剂能够很好解决这些问题，有时还能大大提高催化剂活性组分的催化活性，因为磁纳米颗粒能够提供高表面积，大大提高催化剂活性组分的分散度，从而提高催化活性。另外磁纳米颗粒负载催化剂本身具有磁性，易用外磁场进行分离。为此，急需开发以磁纳米颗粒为载体催化剂，解决目前存在问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是取代传统的合成3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的方法，提供一种高效、环境友好的催化剂，温和反应条件下实现3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的合成。根据本专利技术，所述合成3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的方法包括：以磁纳米颗粒负载SnCl2为催化剂，以乙醇为反应介质，醛、α，β-二羰基化合物和尿素(硫脲)三组分“一锅法”缩合得到3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物。其中，所述催化剂见图1。其中，所述α，β-二羰基化合物与醛的摩尔比为1:1～1:1.5，尿素(硫脲)与醛的摩尔比为1:1～1:2。其中，所述催化剂磁纳米颗粒负载SnCl2的摩尔量为醛类物质的0.01～0.3倍。其中，所述醛为：苯甲醛、3-硝基苯甲醛、2-氯苯甲醛、2-甲氧基苯甲醛、4-甲氧基苯甲醛、4-甲基苯甲醛、4-二甲基氨基苯甲醛、3，4-二甲氧基苯甲醛、3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、噻吩醛。其中，所述α，β-二羰基化合物为乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、2,4-戊二酮。其中，反应时间为2～8小时。其中，反应结束后，加水析出固体，过滤，所得固体用乙醇重结晶得到产品。其中，反应结束后，催化剂可由外加磁场回收乙醇洗涤，干燥后可重复多次使用。本专利技术提供的一种合成3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的方法是通过以下途径来实现的：(1)磁纳米颗粒负载SnCl2的制备：分别称取11gFeCl3·6H2O和4.0gFeCl2·4H2O，加入250ml去离子水，N2保护下，滴加NH3·H2O(20ml)，85℃下机械搅拌4h。反应后用去离子水洗3次，并用强力磁铁收集磁性物质。将Fe3O4颗粒转移到三口瓶中加水(80ml)、乙醇(240ml)、NH3·H2O(12ml)，超声30min，然后滴加TEOS(8ml)的乙醇(40ml)溶液，室温机械搅拌24h。反应完后用乙醇洗涤3次，收集，真空烘干(60℃，5h)，得到磁纳米颗粒。取1g磁纳米颗粒，加20ml无水甲苯，超声1h，加入0.5mmol二水合氯化亚锡，N2保护下回流搅拌反应24h，反应结束后用乙醇洗涤收集，真空烘干得催化剂。(2)3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的制备过程往反应瓶中，加入醛、α，β-二羰基化合物，尿素(硫脲)、溶剂乙醇，磁纳米颗粒负载SnCl2催化剂。其中，α，β-二羰基化合物与醛的摩尔比为1:1～1:1.5，尿素(硫脲)与醛的摩尔比为1:1～1:2，催化剂磁纳米颗粒负载SnCl2的摩尔量为醛类物质的0.01～0.3倍。于反应温度75℃，搅拌反应2-7小时。薄层色谱(TLC)跟踪反应进度。反应结束后，用磁铁吸住催化剂，趁热倾出反应液。冷却至室温，加入10mL冷水，析出固体。过滤，用乙醇洗涤，固体用乙醇重结晶。催化剂用热乙醇洗涤3次，干燥回收。附图说明图1催化剂结构示意图图2催化剂回收的使用效率具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术做进一步说明，本专利技术的实施例仅用于说明本专利技术的技术方案，并非限定本专利技术。实施例1在50mL圆底烧瓶中，加入苯甲醛(3.0mmol)，乙酰乙酸乙酯(3.0mmol)，尿素(3.6mmol)，4mL乙醇，磁纳米颗粒负载的SnCl2催化剂0.3g，于反应温度75℃条件下反应5h。用薄层色谱判断反应完全后，用磁铁吸住催化剂，趁热倾出反应液。冷却至室温，加入10mL冷水，析出固体。过滤，用3mL冷乙醇洗涤固体，固体用乙醇重结晶。得到0.751g4-苯基-6-甲基-5-(乙氧基羰基)-3,4-二氢嘧啶-2-酮，收率为96.2％，含量95.6％。1HNMR(DMSO-d6)δ：9.17(s,1H),7.72(s,1H),7.32(t,2H,J＝7.2Hz),7.23-7.25(m,3H),5.14(d,1H,J＝3.2Hz),3.96-4.01(m,2H),2.25(s,3H),1.09(t,3H,J＝7.2Hz)；13CNMR(DMSO-d6)δ：165.81,152.58,145.34,128.84,127.71,126.71,99.77,59.63,54.44,18.23,14.54.实施例2在50mL圆底烧瓶中，加入3-硝基苯甲醛(3.0mmol)，乙酰乙酸乙酯(3.0mmol)，尿素(3.6mmol)，4mL乙醇，磁纳米颗粒负载的SnCl2催化剂0.3g，于反应温度75℃条件下反应7h。用薄层色谱判断反应完全，用磁铁吸住催化剂，趁热倾出反应液。冷却至室温，加入10mL冷水，析出固体。过滤，用3mL冷乙醇洗涤固体，固体用乙醇重结晶。得到4-(3-硝基苯基)-6-甲基-5-(乙氧基羰基)-3,4-二氢嘧啶-2-酮0.806g，收率88.0％，含量97.0％。1HNMR(DMSO-d6)δ：9.37(s,1H),8.10-8.15(m,2H),7.91(s,1H),7.64-7.72(m,2H),5.32(d,1H,J＝3.2Hz),4.00-4.02(m,2H),2.29(s,3H),1.11(s,3H)；13CNMR(DMSO-d6)δ：165.53,152.25,149.87,148.24,147.47,133.45,130.67,122.79,121.48,98.84,59.85,54.04,18.31,14.46.实施例3在50mL圆底烧瓶中，加入2-氯苯甲醛(3.0mmol)，乙酰乙酸乙酯(3.0mmol)，尿素(3.6mmol)，4mL乙醇，磁纳米颗粒负载的SnCl2催化剂0.3g，于反应温度75℃条件下反应6h。用薄层色谱判断反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成3,4‑二氢嘧啶‑2‑酮衍生物的方法，其特征在于，所述方法包括以磁纳米颗粒负载SnCl2为催化剂，以乙醇为反应介质，醛、α，β‑二羰基化合物和尿素(硫脲)三组分“一锅法”缩合得到3,4‑二氢嘧啶‑2‑酮衍生物。其中，所述催化剂见图1。

【技术特征摘要】
1.一种合成3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的方法，其特征在于，所述方法包括以磁纳米颗粒负载SnCl2为催化剂，以乙醇为反应介质，醛、α，β-二羰基化合物和尿素(硫脲)三组分“一锅法”缩合得到3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物。其中，所述催化剂见图1。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂磁纳米颗粒负载SnCl2的摩尔量为醛类物质的0.01～0.3倍。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述α，β-二羰基化合物与醛的摩尔比为1:1～1:1.5，尿素(硫脲)与醛的摩尔比为1:1～1:2。
4.如权利要求1、2、或3所述的方法，其特征在于，所述醛为：苯甲醛、3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孟君，应安国，吴海燕，蒋慧丹，吕晓飒，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33