利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成三嗪类化合物或嘧啶类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用金@氧化铈核壳结构纳米材料的制备及其催化合成三嗪类化合物或嘧啶类化合物的方法，该方法为：在溶剂和氧气的气氛中，以Au@CeO

Synthesis of triazines or pyrimidines catalyzed by gold @ ceria core-shell nanomaterials

The invention discloses a preparation of gold @ ceria core-shell structure nano material and a method for catalytic synthesis of triazines or pyrimidines. The method is as follows: in the atmosphere of solvent and oxygen, Au @ CEO

【技术实现步骤摘要】
利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成三嗪类化合物或嘧啶类化合物的方法
本专利技术涉及氮杂环化合物的合成方法，具体地，涉及一种利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成三嗪类化合物或嘧啶类化合物的方法。
技术介绍
含氮杂环是有机合成领域中常见结构组成，其涉及的药物和化工产品不仅种类繁多且具有很重要的地位。三嗪是很多除草剂、抗虫剂等植物药中常见的结构，其衍生物也是重要的一类化工原料。嘧啶是药用分子结构中非常重要的一种杂环，疟疾、病毒和细菌感染、血栓等疾病的有效药中都含有嘧啶结构，例如嘧啶类药物是三大类干扰核酸生物合成抗肿瘤药中的一大类，代表药物有替加氟、双呋氟尿嘧啶、盐酸阿糖胞苷等。所以含有相应结构的有机化合物受到有机合成工作者们广泛的关注。近十年来，有关催化剂可回收的纳米金属催化有机反应体系的研究受到了高度关注，并取得了许多重要的研究成果。纳米催化剂具有催化效率高、金属离子浸出少、可回收循环利用等优点，从而降低金属催化剂的消耗、减少溶液中的残留、降低环境污染程度，符合绿色化学的目标，也降低成本，有利于生产中的经济效益。鉴于对新型农药，和部分疾病特效药结构的研究需求，我们对近年来有关该化合物合成方法的研究进行了调研与总结，希望从中得到启发。目前文献中介绍的合成三嗪或吡啶类化合物的方法主要有以下几种：(一)BhalchandraM.Bhanage课题组在2015年提出以取代苄醇和苄脒盐酸盐为底物，采用NIS为催化剂，以DMSO为溶剂，在无膦无过渡金属的体系中得到取代的1,3,5-三嗪。深入研究发现该反应体系不仅适用与苄醇，还适用于不同芳杂环的取代甲醇。(二)该课题组第二年报道了由苯乙烯和苄脒盐酸盐合成1,3,5-三嗪的方法。该方法不需要使用溶剂，100℃下反应18h即可得到目标产物。该方法不仅操作简单而且产率较高。(三)2016年，韩丙课题组发展了铜催化的苄脒盐酸盐与酮反应得到取代的嘧啶的合成方法。该方法底物适用性广，产率高，脂肪族底物也能得到中等产率的产物。(四)同年，江焕峰课题组以O2为唯一氧化剂，通过碱促进脒盐酸盐和烯烃反应，生成各种多取代嘧啶。该方法具有较广的底物使用范围、原子经济性高和环境优势好等特点。(五)2018年，Ken-ichiShimizu课题组采用一级醇、二级醇与脒为底物，Pt/C为催化剂，在甲苯中回流24h，得到取代的嘧啶。此方法底物适用性广，脂肪族底物的反应产率也较高。(六)同年TheodorAgapie课题组以Zr的配位化合物成功地催化炔和腈在甲苯溶剂条件下选择性得到取代嘧啶类化合物，且反应产率较高。综上所述，现代合成多取代含氮杂环如嘧啶或三嗪化合物的虽然方法很多，但是要么合成方法中条件复杂苛刻，成本较高，要么是催化剂难以回收利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成三嗪类化合物或嘧啶类化合物的方法，该合成方法具有催化剂可循环回收、原料易得、产率较高的优点。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种金@氧化铈核壳结构纳米材料的制备方法，该制备方法为：以四氯金酸、硝酸铈、氨水通过一锅法进行反应得到Au@CeO2核壳结构纳米材料。本专利技术还提供了一种金@氧化铈核壳结构纳米材料，金@氧化铈核壳结构纳米材料通过上述的制备方法制备而得。本专利技术也提供了一种利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成三嗪类化合物的方法，该方法为：在溶剂和含氧气的气氛中，以上述的Au@CeO2核壳结构纳米材料为催化剂，将式II所示结构的苄脒盐酸盐、式III所示结构的一级醇、有机碱进行接触反应以制得式I所示结构的三嗪类化合物，其中，R1为H或C1-C3的烷基，R2选自C1-C8的脂肪烃基或C7-C9的芳香烃基。本专利技术进一步提供了一种利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成嘧啶类化合物的方法，该方法为：在溶剂和氧气的气氛中，以上述的Au@CeO2核壳结构纳米材料为催化剂，将式II所示结构的苄脒盐酸盐、式III所示结构的一级醇、式VI所示结构的二级醇、有机碱进行接触反应以制得式IV所示结构的嘧啶类化合物，其中，R1为H或C1-C3的烷基，R2选自H、C1-C3的烷基或卤素，R3选自选自H、C1-C3的烷氧基；R4选自C1-C3的烷基。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)没有使用有机氧化剂，而是利用氧气为氧化剂，廉价易得无污染；(2)利用醇为反应原料，原料属于生物质平台分子，易得且无毒无害；(3)催化剂为自制纳米催化剂，可通过离心回收使用，反应属于非均相催化，溶液中无残留。(4)该合成方法效率高，选择性好，绿色环保。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为制备例1中的Au@CeO2的TEM表征图2为制备例1中Au@CeO2的XRD表征图3为制备例1中Au@CeO2的HRTEM表征图4为制备例1中Au@CeO2的XPS表征中Au测试结果图5为制备例1中Au@CeO2的XPS表征中Ce测试结果。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种金@氧化铈核壳结构纳米材料的制备方法，该制备方法为：以四氯金酸、硝酸铈、氨水通过一锅法进行反应得到Au@CeO2核壳结构纳米材料。在上述制备方法中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的Au@CeO2核壳结构纳米材料产率以及催化性能，优选地，四氯金酸、硝酸铈、氨水的用量比为0.024mol：0.1-0.15mol：60μL，其中，氨水质量浓度为25-28％。在上述制备方法中，反应条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的Au@CeO2核壳结构纳米材料产率以及催化性能，优选地，反应满足以下条件：反应温度为60-80℃，反应时间为15-20min。本专利技术还提供了一种金@氧化铈核壳结构纳米材料，该金@氧化铈核壳结构纳米材料通过上述的制备方法制备而得。在上述金@氧化铈核壳结构纳米材料中，各组分的含量以及各层的厚度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高金@氧化铈核壳结构纳米材料的催化性能，优选地，Au@CeO2核壳结构纳米材料是由10-20nm的金核外包覆厚度低于30nm的CeO2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金@氧化铈核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以四氯金酸、硝酸铈、氨水通过一锅法进行反应得到所述Au@CeO

【技术特征摘要】
1.一种金@氧化铈核壳结构纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以四氯金酸、硝酸铈、氨水通过一锅法进行反应得到所述Au@CeO2核壳结构纳米材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述四氯金酸、硝酸铈、氨水的用量比为0.024mol：0.1-0.15mol：60μL，其中，所述氨水质量浓度为25-28％；
优选地，所述反应满足以下条件：反应温度为60-80℃，反应时间为15-20min。


3.一种金@氧化铈核壳结构纳米材料，其特征在于，所述金@氧化铈核壳结构纳米材料通过权利要求1或2所述的制备方法制备而得。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述Au@CeO2核壳结构纳米材料是由10-20nm的金核外包覆厚度低于30nm的CeO2的花型核壳结构而成；金核和二氧化铈摩尔比为1：7-9。


5.一种利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成三嗪类化合物的方法，其特征在于，所述方法为：在溶剂和含氧气的气氛中，以权利要求3或4所述的Au@CeO2核壳结构纳米材料为催化剂，将式II所示结构的苄脒盐酸盐、式III所示结构的一级醇、有机碱进行接触反应以制得式I所示结构的所述三嗪类化合物，



其中，所述R1为H或C1-C3的烷基，R2选自C1-C8的脂肪烃基或C7-C9的芳香烃基。


6.一种利用金@氧化铈核壳结构纳米材料催化合成嘧啶类化合物的方法，其特征在于，所述方法为：在溶剂和氧气的气氛中，以权利要求3或4所述的Au@CeO2核壳结构纳米材料为催化剂，将式II所示结构的苄脒盐酸盐、式III所示结构的一级醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武，汤琳，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34