离子液体常温催化3,4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种离子液体常温催化3，4‑二氢嘧啶‑2‑酮类化合物的合成方法。其技术关键是采用纳米硅负载的

Room temperature ionic liquid catalytic synthesis method of 3,4 two hydropyrimidine 2 ketones

The invention discloses a room temperature ionic liquid catalytic synthesis method of 3, 4 and two hydropyrimidine 2 ketones. The key technology is nano silicon loading

【技术实现步骤摘要】
离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法一
本专利技术涉及一种离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，属于化学材料制备
本方法适用于以芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素为原料，纳米硅负载的离子液体作为催化剂，乙醇为反应介质，在常温、常压下合成目标化合物的的场合。二
技术介绍
近年来的研究表明，一些3，4-二氢嘧啶酮类化合物(DHPMs)具有重要的药理活性，在抗微生物、抗病毒、抗癌、杀菌等领域有广阔的应用，因而成为近年来生物活性有机杂环化合物研究的热点之一。这类化合物通常是用Biginelli反应缩合得到，该重要反应极具实用价值。一些含有二氢嘧啶母体核的海洋生物碱具有令人感兴趣的生理活性，如生物碱Batzelladine对杀灭HIVgp-120-CD4病毒有效果。部分结构简单的DHPMs如Monastrol和(R)-SQ32，926被认为是极具前景的抗癌药物之一。基于DHPMs独特的生理活性，研究人员不断努力尝试了很多方法来改进这个合成路线，目前文献所报道的技术包括催化合成法、固相合成法、外加能场等方法。催化合成法是研究最多、历时时间最长的方法，主要工作是围绕催化剂的筛选。除了传统使用的Lewis酸、酸、固体酸、生物酶等催化剂，离子液体在有机合成中的应用十分活跃，其中作为催化剂在DHPMs中的应用也有报道，如Zheng等(ZhengRW，WangXX，XuH，DuJX.acidicionicliquid：Anefficientandreusablecatalystforthesynthesisof3，4-dihydropyrimidin-2(1H)-one[J].SynthCommun.2006，36(11)：1503-1513)报道了3-羧甲基-1-甲基咪唑硫酸氢盐催化合成DHPMs的方法。Shaabani等(ShaabaniA.RahmatiA.Ionicliquidpromotedefficientsynthesisof3，4-dihydropyrimidine-2-(1H)-ones[J].CatalLett.2005，100(3-4)：177-179)以四甲基胍三氟乙酸盐离子液体为催化剂合成DHPMs，在100℃下反应5～50min，产率为80～95％。Peng等(PengJ，DengY.IonicliquidscatalyzedBiginellireactionundersolvent-freeconditions[J].TetrahedronLett.2001，42(34)：5917-5919)则使用中性的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或六氟磷酸盐作为反应的催化剂，反应在30min左右完成，产率77～99％。Jean利用以离子液体作为溶剂，采用微波加热的方法合成3，4-二氢嘧啶酮及其衍生物(JeanJacquesVandenEynde，NancyHecq，OlgaKataevaandC.OliverKappe.Microwave-mediatedregioselectivesynthesisofnovelpyrimido[1，2-a]pyrimidinesundersolvent-freeconditions[J].Tetrahedron，2001，57(9)，1785-1791)。此外，还有并且以[hmim]BF4为催化剂，苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、尿素为原料，微波辐射下发生了Biginelli反应合成了6-甲基-4-苯基-5-乙氧羰基-3，4-二氢嘧啶-2-酮(侯金松，李永红.微波辐射合成离子液体[hmim]BF4及其在Biginelli反应中的应用[J].化学世界，2015，8，483-500.)。目前有关的研究重点主要是筛选催化剂，以达到减少环境污染、缩短反应时间、提高3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的产率。尽管取得了较大的进展，但上述方法存在下列其中的1个或1个以上的问题：(1)催化剂难以回收利用；(2)催化剂对空气或水的稳定性较差；(3)反应时间长、收率不高；(4)反应需要在80-100℃条件下加热回流等。本专利技术涉及的离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法不同于上述公开的合成方法，以纳米硅负载的酸官能基团的离子液体作为催化剂，采用乙醇溶剂为反应介质，以芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素为原料，在常温、常压下搅拌一段时间，合成该目标化合物。反应结束后过滤回收催化剂，可以重复使用；滤液除去乙醇得到粗产品，乙醇/水重结晶得到纯净产品，粗产品重结晶得到纯净产品。三
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，关键技术是采用纳米硅负载的酸官能基团的离子液体作为催化剂，该催化剂分子中的咪唑阳离子和硫酸氢根阴离子同时作用、协同催化，协同催化的活性高于单一管能基团的催化活性，催化剂对空气和水都很稳定，因此，可以采用乙醇溶剂为反应介质，以芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素为原料，在常温、常压下合成该目标化合物的合成。本专利技术所用的硅负载的离子液体催化剂(简写为Si-IL)，结构如式(1)：式(1)中黑色球体代表纳米硅粒子。该催化剂制备方法如式(2)所示：步骤1)：将等摩尔的N-甲基咪唑，(3-氯丙基)三甲氧基硅烷在80℃条件下搅拌48小时，混合物经乙醚洗涤除去未反应完的原料，负压(20-30mmHg)干燥得到的中间体I，收率96％。步骤2)：圆底烧瓶中加入甲醇，搅拌下滴入氨水25％与水的混合溶液，搅拌10分钟后滴入四乙氧基硅烷TEOS，常温条件下搅拌得到白色的纳米硅颗粒，将纳米硅分散在二氯甲烷中，搅拌下滴入中间体I的二氯甲烷溶液，在40-50℃下搅拌24小时，冷却、过滤、负压(20-30mmHg)80℃干燥得到中间体II。步骤3)：上步得到的中间体II与过量的硫酸氢钠在去离子水中常温搅拌24小时，过滤、去离子水洗涤、负压(20-30mmHg)80℃干燥得到催化剂，收率97％。所用的原料芳香醛具有如式(3)的结构：式(3)中，R1是H，2-Cl，4-Cl，4-OCH3，2-NO2，3-NO2，4-NO2中的任意一个所用的原料1，3-二羰基化合物是乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯中的任意一个。本专利技术所述所述的离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法所用原料芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素的摩尔比为1∶1∶1。本专利技术所述所述的离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，乙醇溶剂的用量为原料总质量的500～1000％。本专利技术所述所述的离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，催化剂用量为芳香醛摩尔数的5～20％。本专利技术所述所述的离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，原料、催化剂、溶剂按照比例依次投料混合搅拌。本专利技术所述反应的温度为室温20～30℃。本专利技术所述反应的时间为10～100分钟。本专利技术所述离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，其特征在于：本专利技术用以纳米硅负载的含有咪唑阳离子、硫酸氢根阴离子的离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
离子液体常温催化3，4‑二氢嘧啶‑2‑酮类化合物的合成方法，其特征在于：以纳米硅负载的

【技术特征摘要】
1.离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，其特征在于：以纳米硅负载的酸官能基团的离子液体作为催化剂，采用乙醇溶剂为反应介质，以芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素为原料，在常温、常压下搅拌一段时间，合成该目标化合物；其中，纳米硅负载的离子液体催化剂结构如式(I)所示，黑色球体代表纳米硅粒子：所用的原料芳香醛具有如式(II)的结构：式(II)中，R1是H，2-Cl，4-Cl，4-OCH3，2-NO2，3-NO2，4-NO2中的任意一个；所用的原料1，3-二羰基化合物是乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯中的任意一个。2.根据权利要求1所述的离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，其特征在于：所用原料芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素的摩尔比为1∶1∶1。3.根据权利要求1所述的离子液体常温催化3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的合成方法，其特征在于：乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：武力左，韩刘，黄雄，郁闯，陈鑫，彭欢，夏菲，王俊，陶建清，方东，
申请(专利权)人：盐城师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32