一种含苯磺酸钴的金属配位聚合物的制备及其催化活性的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机化学，有机化学和药物化学领域，涉及金属配位聚合物的合成及 其催化合成二氢嘧啶酮类化合物的实验方法。
【背景技术】
[0002] 金属配位聚合物（MCPs)在近几十年中吸引着越来越多的人关注并得到了迅速 地发展。这是因为MCPs不仅具有迷人的拓扑结构，而且具有性质独特、结构多样化的特 点，目前这种材料在吸附与选择性催化，荧光，传感和药物传输，气体吸收及存储和金属 离子吸附等方面的研究已有很大的进展（J. Liu，W. Xia，W. j. Mu，P. z. Li, Y. I. Zhao, R. q. ZoujJ.Mater.Chem.A2015,3,5275-5279; S. Rojas, P. S. Wheatley, E. Quartapelle Procopio，B. Gil, B. Marszalek，R. E. Morris, E. Barea,CrystEngConmQQl?>,15,9364-9367; C. x. Ding, X. Ruij C. Wang, Y. s. Xiej 冰ba?2014，76；1010-1019)。尤其MCPs在催化方面已经得到了很好的发展。同 时有文献报道磺酸类及过渡金属离子（Co2+，Ni2+，Fe3+和Cu2+)都曾经被用来催化有机物的 合成（N. B. Li, J. Y. Wang, X. H. Zhang, R. H. Qiu，X. Wang, J. Y. Chen, S. R Yin, X. H. Xu,DaltonTrans.2014,43,11696-11708; F. Zamani, S. M. Hosseini, S. Kianpour, 2013,之氏139-143)。因此本发明同时考虑到以上两者 的优点，我们选择对甲苯磺酸及4, 4' -联吡啶作为连接体与金属离子在水热的条件下自组 装组装形成具有催化活性的MCPs。
[0003] 自从Biginelli反应被发现以来，在近几十年中吸引着越来越多的人关注并得到 了迅速地发展。这是因为其产品及其衍生物在生物和药理和医学方面有着很大的应用价 值，例如它们可以用作抗高血压药的钙离子通道阻滞剂、抗菌、抗病毒、消炎和a Ia-拮抗 等药理活性（G. C. Rovnyak, K. S. Atwal, A. Hedberg, S. D. Kimball, S. Moreland, J. Z. Gougoutas, R. B. C. 0, J. Schwartz, M. F. Malley,J.Med.Chem.1992,35,3254 - 3263.)。尽管利用固相反应、包含离子液体的液相反应、金属及路易斯酸碱催化和利 用其它催化剂催化的方法得到了很好的进步，但是仍然还存在一些不足，比如需要较长的 反应时间，昂贵的试剂，较强的路易斯酸碱及有时会用到有害的有机溶剂。
[0004] 考虑到二氢嘧啶酮类化合物拥有较高的生物活性，而且经常能作为有机合成的重 要中间体，因此本发明公开使用上述的MCPs催化剂实现了对二氢嘧啶酮类化合物的高效 制备。这对将来合成二氢嘧啶酮类化合物具有重要的指导意义。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种合成具有高效催化活性的金属有机配位聚合物的合成方法，并 用来高效催化合成二氢嘧啶类化合物。本发明达到了减少催化剂的用量、缩短反应时间、简 化实验操作的绿色合成方法。
[0006] 为实现上述目的，将苯磺酸、氢氧化钠、硝酸钴、及BPY (4, 4' -联吡啶）溶于水和 甲醇的混合溶液中，其中BPY的结构式如图1。
[0007] 然后将溶液转移到反应釜中加热120度5小时后，降温过滤析出得到红色晶体的 配位聚合物1。将所得产品1经单晶X-射线衍射分析确定其分子结构，如图2。
[0008] 最后将产物1研磨作为催化剂，采用一锅法催化系列苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿 素的反应得到二氢嘧啶类化合物。其中催化结果如图3。
[0009] 本发明的具体合成步骤如下。
[0010] 实施例一、产品1的合成 将 0? 037g 的苯磺酸（0? 2mmol)、0? 008g 氢氧化钠（0? 2mmol)、0? 031g BPY (0? 2mmol) 和0. 029g硝酸钴（0. lmmol)溶于水（2mL)和甲醇（3mL)的混合溶液中。将反应混合液转 移到反应釜中加热120度5小时后以5度每小时的速率缓慢降至室温、过滤、静置、析出红 色的目标产物1并确定其晶体结构图。
[0011] 实施例二、催化合成二氢嘧啶酮类化合物的方法 取0. 02mmol的产品1作为催化剂加入到Immol苯甲醛、2mmol乙酰乙酸乙酯和I. 5mmol 的混合物中，在80摄氏度的的油浴锅中加热2小时，得到无色产品，最后用水和甲醇洗剂纯 化得到目标产品。最后选用不同的醛在相同的条件下催化得到系列的二氢嘧啶酮及其衍生 物。
【附图说明】
[0012] 图1、化合物BPY的分子式。
[0013] 图2、产品1的晶体结构图。
[0014] 图3、产品1的催化结果图。
【具体实施方式】
[0015] 下面对本发明的实施例作详细的说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进 行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实 施例。
[0016] 本发明提供了一种合成具有高效催化活性的金属有机配位聚合物的合成方法，并 用来高效催化合成二氢嘧啶酮及其衍生物。本发明达到了减少催化剂的用量、缩短反应时 间、简化实验操作的绿色合成方法。
[0017] 为实现上述目的，将苯磺酸、氢氧化钠、硝酸钴、及BPY (4, 4' -联吡啶）溶于水和 甲醇的混合溶液中，其中BPY的结构式如图1。
[0018] 然后将溶液转移到反应釜中加热120度5小时后，降温过滤析出得到红色晶体的 配位聚合物1。将所得产品1经单晶X-射线衍射分析确定其分子结构，如图2。
[0019] 最后将产物1研磨作为催化剂，采用一锅法催化系列苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿 素的反应得到二氢嘧啶类化合物。其中催化结果如图3。
[0020] 本发明的具体合成步骤如下。
[0021] 实施例一、产品1的合成 将 0? 037g 的苯磺酸（0? 2mmol)、0? 008g 氢氧化钠（0? 2mmol)、0? 031g BPY (0? 2mmol) 和0. 029g硝酸钴（0. lmmol)溶于水（2mL)和甲醇（3mL)的混合溶液中。将反应混合液转 移到反应釜中加热120度5小时后以5度每小时的速率缓慢降至室温、过滤、静置、析出红 色的目标产物1并确定其晶体结构图。
[0022] 实施例二、催化合成二氢嘧啶酮类化合物的方法 取0. 02mmol的产品1作为催化剂加入到Immol苯甲醛、2mmol乙酰乙酸乙酯和I. 5mmol 的混合物中，在80摄氏度的的油浴锅中加热2小时，得到无色产品，最后用水和甲醇洗剂纯 化得到目标产品。最后选用不同的醛在相同的条件下催化得到系列的二氢嘧啶酮及其衍生 物。
【主权项】
1. 一种含苯横酸的金属配位聚合物的合成及其高效催化合成二氨喀晚酬类化合物的 合成方法，其特征在于合成步骤为： 1) 实施例一、配合物1的合成，将一定比例的苯横酸、氨氧化钢、BPY(4, 4' -联化晚） 和硝酸钻溶于一定量的水和有机溶剂中，然后将反应混合液转移到反应蓋中加热完成后缓 慢降至室溫、过滤、静置、析出红色的目标产物1并确定其晶体结构图； 2) 实施例二、催化合成二氨喀晚酬类化合物的方法，其制备过程是W目标产物1为催 化剂，取适量的产品1作为催化剂在适当溫度下催化如下的反应式一段时间后，得到目标 产品，最后用水和有机溶剂洗剂纯化得到纯净的产品； 催化反应式为：式中：Ri选自H、面素、硝基、氯基、S氣甲基、C1~Cg的烷基或C1~Cg的烷氧基；R2是C1 1。 烷基、OR未取代的CsS环烷基或单-、二-或S-取代的C3S环烷基，其中在环烷基上的 取代基独立地的选自径基、Cl8烷基、面代C1 8烷基、烧C1 8烷氧基或面代的C1 8烷氧基；R3、 Ra和R5每一个都独立地选自氨、面素、面代Cl1。烷基、未取代或取代的芳基或未取代或取代 的Cl1。烷基，其中烷基上的取代基选自Cl7烷氧基、面代Cl7烷氧基或芳基；Re和R7每一个 都独立的选自氨或Cl1。烷基。2. 根据权利要求书1所述的配合物1的合成，其特征在于所使用的苯横酸、氨氧化钢、 BPY(4, 4' -联化晚）和硝酸钻的比例为0. 1~3. 5 :0. 1~3. 5 :0. 1~3. 5 :0. 1~3. 5。3. 根据权利要求书1所述的配合物1的合成和催化合成二氨喀晚酬类化合物的方法， 其特征在于所选的溫度范围从室溫到200摄氏度。4. 根据权利要求书1所述的配合物1的合成和催化合成二氨喀晚酬类化合物的方法， 其特征在于所需要的反应时间范围从0. 4小时到168小时。5. 根据权利要求书1所述的配合物1的合成和催化合成二氨喀晚酬类化合物的方法， 其特征在于所选的有机溶剂为含碳原子数为1-10的单醇、双醇、=醇、四醇或多径基醇、丙 酬、乙酸乙醋、二甲基亚讽、N，N-二甲基甲酯胺、二氯甲烧、S氯甲烧、四氯化碳、硝基甲烧、 四氨巧喃、N-甲基化咯烧酬、石油酸、苯、甲苯的单一溶剂或混合溶剂。
【专利摘要】本发明提供了一种含苯磺酸的金属配位聚合物(MCPs)的合成方法并由单晶X-射线确定其晶体结构。而且进一步研究了其对二氢嘧啶酮类化合物的催化活性。采用简便、易操作的方法催化合成了系列二氢嘧啶酮类化合物并且催化产率可高达97%。
【IPC分类】B01J31/22, C07D239/22, C07F15/06
【公开号】CN105198936
【申请号】CN201510561626
【发明人】汪永涛, 王金华, 颜士臣, 汤桂梅, 张鄂, 孙宇, 姜源
【申请人】齐鲁工业大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月7日