一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物、其制法及应用制造技术

本发明专利技术公开了一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物、其制法及应用。所述制备方法包括：在保护性气氛中，使包含4‑戊炔‑1‑醇、芳醛、脲或硫脲、催化剂和有机溶剂的均匀混合反应体系于40～120℃反应2～8h，之后进行后处理，获得具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物。本发明专利技术的制备方法具有反应条件温和、催化剂用量低、操作简便、收率高且底物普适性广和立体选择性高等优点，通过一锅法反应，可高收率、高立体选择性地合成一系列结构新颖的具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物，在农药和医药等领域具有潜在的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物、其制法及应用
本专利技术涉及一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物、其制备方法及应用，属于有机化学合成

技术介绍
具有螺环结构化合物因其独特的刚性骨架和丰富的药理活性在医药领域占有重要的地位。因此近年来设计和合成结构和功能各异的螺环化合物越来越引起广大学者和科学家的重视。研究表明，含脲或者硫脲结构单元的螺环化合物被报道具有广泛的抗微生物性和抗菌活性。在众多合成方法中，多组分一锅法反应由于其具有操作简单、反应连续、原子经济性等优点，满足有机合成和药物合成的需求而受到广泛关注。如2010年李坚军等人通过醛、β-环二酮和脲(硫脲)在酸性催化剂作用下的三组分反应合成了一种环二酮螺六氢嘧啶酮类化合物。据报道该类物质具有抗葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和大肠埃希菌等抗生物活性以及抑制弯孢菌、镰刀菌和稻长蠕孢等抗真菌活性。而本领域研发人员相信含脲或硫脲结构单元的螺环化合物生物活性远不止这些，因此继续寻找和深入研究该类螺环化合物具有重要的科学意义和潜在应用价值。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物及其制备方法，以克服现有技术的不足。本专利技术的另一目的在于提供前述具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物的应用。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物，它的结构式如式(I)所示：其中，Ar为苯基、取代苯基或杂环基团，X为S或O。本专利技术实施例还提供了一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物的制备方法，其包括：在保护性气氛中，使包含4-戊炔-1-醇、芳醛、脲或硫脲、催化剂和有机溶剂的均匀混合反应体系于40～120℃反应2～8h，之后进行后处理，获得具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物。在一些实施例中，所述4-戊炔-1-醇、芳醛与脲或硫脲的摩尔比为1～2：2：1.1～1.5。进一步地，所述催化剂包括过渡金属催化剂和布朗斯特酸催化剂。本专利技术实施例还提供了由前述方法制备的具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物。本专利技术实施例还提供了前述的具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物于农药或医药等领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术的制备方法具有反应条件温和、催化剂用量低、操作简便、收率高且底物普适性广和立体选择性高等优点，通过一锅法反应，可高收率、高立体选择性地合成一系列结构新颖的具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物，该类物质中含有呋喃环结构，呋喃环同样具有丰富的生理活性，因此可以预见该类物质可能具有独特的生理活性，如在农药和医药等领域具有潜在的应用前景。附图说明图1是本专利技术一典型实施方案中具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物的反应历程示意图。图2a是本专利技术实施例1所获化合物1的核磁共振氢谱图。图2b是本专利技术实施例1所获化合物1的核磁共振碳谱图。图3是本专利技术实施例2所获化合物2的单晶结构图。图4a是本专利技术实施例2所获化合物2的核磁共振氢谱图。图4b是本专利技术实施例2所获化合物2的核磁共振碳谱图。图5a是本专利技术实施例3所获化合物3的核磁共振氢谱图。图5b是本专利技术实施例3所获化合物3的核磁共振碳谱图。图6a是本专利技术实施例6所获化合物6的核磁共振氢谱图。图6b是本专利技术实施例6所获化合物6的核磁共振碳谱图。图7a是本专利技术实施例8所获化合物8的核磁共振氢谱图。图7b是本专利技术实施例8所获化合物8的核磁共振碳谱图。图8a是本专利技术实施例9所获化合物9的核磁共振氢谱图。图8b是本专利技术实施例9所获化合物9的核磁共振碳谱图。图9a是本专利技术实施例10所获化合物10的核磁共振氢谱图。图9b是本专利技术实施例10所获化合物10的核磁共振碳谱图。具体实施方式如前所述，鉴于现有技术的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本案专利技术人根据实验现象和结果认为，本专利技术的反应历程可能为：请参阅图1所示，炔醇在过渡金属催化剂作用下，发生分子内氢化烷氧化反应，生产中间体A，醛和脲或硫脲在布朗斯特酸催化剂作用下脱水形成酰基亚胺正离子中间体B，A对B的亲核加成反应生成中间体C，过渡金属催化剂活化双键，引发分子内C-N键形成，生成中间体E，碳-金属键对第二分子醛的加成脱水串联反应转化为最终产物具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物。本专利技术实施例的一个方面提供的一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物，它的结构式如式(I)所示：其中，Ar为苯基、取代苯基或杂环基团，X为S或O。在一些实施例中，所述的取代苯基所含的取代基的个数为一个以上，所述取代基至少独立地选自烷基、烷氧基、羟基、卤素、硝基和酯基中的任意一种或两种以上的组合。进一步地，所述取代基的位置为邻位、间位或者对位。在一些实施例中，所述的杂环基团包括呋喃基、噻吩基和吡啶基中的任意一种。本专利技术实施例的另一个方面还提供了一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物的制备方法，其包括：在保护性气氛中，使包含4-戊炔-1-醇、芳醛、脲和/或硫脲、催化剂和有机溶剂的均匀混合反应体系于40～120℃反应2～8h，之后进行后处理，获得具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物。进一步地，所述4-戊炔-1-醇的结构式如式(Ⅱ)所示：在一些实施例中，所述芳醛的结构式如式(Ⅲ)所示：其中，Ar为苯基、取代苯基或杂环基团。进一步地，所述的取代苯基所含的取代基的个数为一个以上，所述取代基至少独立地选自烷基、烷氧基、羟基、卤素、硝基和酯基中的任意一种或两种以上的组合。进一步地，所述取代基的位置为邻位、间位或者对位。进一步地，所述的杂环基团包括呋喃基、噻吩基和吡啶基中的任意一种进一步地，所述脲或硫脲的结构式如式(Ⅳ)所示：其中，X为S或O。在一些实施例中，所述4-戊炔-1-醇、芳醛与脲或硫脲的摩尔比为1～2：2：1.1～1.5。在一些实施例中，所述催化剂包括过渡金属催化剂(即MXn)和布朗斯特酸催化剂(即HA)。进一步地，所述过渡金属催化剂包括氯化钯、醋酸钯、三氟甲烷磺酸银、醋酸银、三氟甲烷磺酸铜、氯化金和三苯基膦氯化金等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步地，所述过渡金属催化剂与芳醛的摩尔比为2～10：100，亦即，所述过渡金属催化剂的用量为芳醛用量的2mol％～10mol％。进一步地，所述布朗斯特酸催化剂包括冰醋酸、三氟乙酸、苯甲酸和取代苯甲酸等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步地，所述布朗斯特酸催化剂与芳醛的摩尔比为40～400：100，亦即，所述布朗斯特酸催化剂的用量为芳醛用量的40mol％～400mol％。进一步地，所述有机溶剂包括二氯乙烷、乙腈、甲苯、四氢呋喃和二氧六环等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步地，所述保护性气氛为氩气等惰性气体气氛、氮气气氛等。在一些实施例中，所述的后处理包括：在所述的反应结束后，以碱性溶液对所获的反应液进行清洗，之后采用柱色谱分离纯化，获得所述具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物。进一步地，所述柱色谱分离纯化采用的洗脱剂为二氯甲烷与甲醇的混合液。其中，在一些更为优选的实施案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物，其特征在于它的结构式如式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物，其特征在于它的结构式如式(I)所示：其中，Ar为苯基、取代苯基或杂环基团，X为S或O。2.根据权利要求1所述的具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物，其特征在于：所述的取代苯基所含的取代基的个数为一个以上，所述取代基至少独立地选自烷基、烷氧基、羟基、卤素、硝基和酯基中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述取代基的位置为邻位、间位或者对位；和/或，所述的杂环基团包括呋喃基、噻吩基或吡啶基中的任意一种。3.一类具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物的制备方法，其特征在于包括：在保护性气氛中，使包含4-戊炔-1-醇、芳醛、脲或硫脲、催化剂和有机溶剂的均匀混合反应体系于40～120℃反应2～8h，之后进行后处理，获得具有螺环结构的六氢嘧啶酮类化合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述芳醛的结构式如式(Ⅲ)所示：其中，Ar为苯基、取代苯基或杂环基团。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的取代苯基所含的取代基的个数为一个或一个以上，所述取代基至少独立地选自烷基、烷氧基、羟基、卤素、硝基和酯基中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述取代基的位置为邻位、间位或者对位；和/或，所述的杂环基团包括呋喃基、噻吩基和吡啶基中的任意一种。6.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：余述燕，吴敬新，兰宏兵，尹志刚，朱学文，李嘉琪，余梦婷，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41