具有催化二氢嘧啶酮类化合物的吡啶噁二唑配合物的制作方法
【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，涉及配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] 在1891年，人们首次发现二氢啼啶酮类化合物（Dihydropyrimidinones,DHPMs) 的合成方法并呈现出方兴未艾的发展趋势。这是由于近年来的研究表明，DHPMs具有重 要的生物及药理和医学方面的应用价值，例如它们可以用作钙拮抗剂、杀菌、抗病毒、降压 剂等领域（P.B.Thorat,N.A.Waghmode,N.N.Karade,TfeiraAefimnZeM. 2014， 55,5718-5721;Y.Qiu,H.Sun,Z.Ma,ff.Xia,J. Mol. Catal. A: Chem.2QU, 392,76-82;G.B.D.Rao,B.Anjaneyulu,M.P.Kaushik,RSC Adv.l^W, 4, 43321-43325.)。DHPMs化合物的常规合成是通常采用传统的Biginelli反应，在浓盐酸催 化下，利用乙酰乙酸乙酯、各类芳香醛和脲缩合实现（P.Biginelli,CAe?.及?r.，1891， 24，1317-2962)。但该方法反应时间长、操作复杂、产率低。为了提高产率和缩短反应时间， 这类化合物的合成方法在最近几十年来得到了极大的发展。例如用路易斯酸碱、有机碱在 固相反应、包含离子液体的液相反应或微波反应的条件下催化合成系列DHPMs化合物。这 些新技术虽然在一定程度上改善了传统Biginelli反应的不足，但仍然存在反应温度高、 反应时间长、催化剂昂贵或对环境不友好等缺点。因此找到一条绿色合成的方法实现对 DHPMs化合物高效制备仍然迫在眉睫。
[0003] 最近，配合物的设计和合成逐渐引起了化学家及材料学家的关注。这是由于配合 物结合了有机配体和无机金属两者共同的特点，结构丰富，性质独特。它不仅兼有无机和 有机的特殊性能，而且能表现出丰富多彩的拓扑结构及无机化合物和有机化合物均没有的 新性质。因此这种材料在光、电、磁、催化、吸附分离、信息存储及生物活性等领域中都有广 泛的研究（Q. L. Zhu,Q.Xu, Oea?. 5bc.WeK. 2014，办，5468-5512;S.Sanda,S. Parshamoni,S.Biswas,S.Konar,Chem. Commun. (Camb.^2015,51,6576-6579;J.Liu,ff.Xia, ff. j.Mu,P.z. Li,Y.I.Zhao,R.q. Zou,J. Mater. Chem.^2015, J，5275-5279.)。设计合成具有特定结构和预期性质的配合物一直是配位化学研究的重 要内容。由于配合物的结构决定其性质与功能，人们通过对有机配体或构筑单元以及它们 与金属离子之间的配位作用等方面的调控，设计合成了许多具有精彩结构和优越性能的新 型配合物。最近，人们对配合物在催化性能方面的研究取得了很好的研究。有文献报道过 渡金属离子（如Co2+，Fe3+，Ni2+和Cu2+)和磺酸类配体都曾经被用来催化有机物的合成 (M.Sutradhar,M.F.C.GuedesdaSilva,A.J.L.Pombeiro,Catal. Commun.2014, 57,103-106; N. B.Li,J.Y. Wang,X.H.Zhang,R. H.Qiu,X.Wang,J.Y.Chen, S.F.Yin,X.H.Xu,Dalton Trans.43,11696-11708;F.Ke,LG.Qiu,J.Zhu,Nanoscale2Q\A, 6,1596-1601;M.Nasr-Esfahani,I.Mohammadpoor-Baltork, A.R.Khosropour,M.Moghadam,V.Mirkhani,S.Tangestaninejad,J. Mol. Catal. 儿? 〇￡皿2013，JZ9，243-254)。因此本发明同时考虑到以上两者的优点，采用对甲苯磺酸 和钴离子及有机配体配位形成具有催化活性的配合物。经过实验研究发现上述的配合物催 化剂实现了对DHPMs类化合物的高效催化制备。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】
[0004] 本发明提供了一种合成具有高效催化活性的金属有机配合物的合成方法，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。
[0005] 为实现上述目的，将对甲苯磺酸、氢氧化钠、硝酸钴、及BPO(2, 5-双（吡 啶-4-基）_1，3, 4-噁二唑）溶于水和甲醇的混合溶液中，其中BPO的结构式如图1。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 本发明的具体合成步骤如下。
[0009] 实施例一、产品1的合成 将 0.035g的对甲苯磺酸（0.2mmol)、0. 008g氢氧化钠（0.2mmol)、0. 045gBPO(0.2mmol)和0.029g硝酸钴（0.Immol)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。
[0010] 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1. 5 _〇1尿素的混合物中，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】
[0011] 图1、化合物BPO(2, 5-双（吡啶-4-基）-1，3, 4-噁二唑）的分子式。
[0012] 图2、产品1的晶体结构图。
[0013] 图3、产品1的催化结果图。
【具体实施方式】
[0014] 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。
[0015] 本发明提供了一种合成具有高效催化活性的金属有机配合物的合成方法，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。
[0016] 为实现上述目的，本发明的具体合成步骤如下。
[0017] 实施例一、产品1的合成 将 0.035g的对甲苯磺酸（0.2mmol)、0. 008g氢氧化钠（0.2mmol)、0. 045gBPO(0.2mmol)和0.029g硝酸钴（0.Immol)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。其中BPO的结构式如图1 ;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。
[0018] 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1. 5 _〇1尿素的混合物中，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。其中催化结果如图3。
【主权项】
1. 一种含对甲苯磺酸及噁二唑的配合物的合成及其高效催化合成二氢嘧啶酮类化合 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，将一定比例的对甲苯磺酸、氢氧化钠 、BPO (2, 5-双（吡 啶-4-基）-1，3, 4-噁二唑）和硝酸钴溶于一定量的水和有机溶剂中；将反应混合液转移到 反应釜中加热完成后缓慢降至室温、过滤、静置、析出红色的目标产物1并确定其晶体结构 图； (2) 实施例二、催化合成二氢嘧啶酮类化合物的方法，其制备过程是以目标产物1为催 化剂，取适量的产品1作为催化剂在适当温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； (3) 反应式为：式中=R1选自H、卤素、硝基、氰基、三氟甲基、C ^C9的烷基或C ^C9的烷氧基；R2是C i 1Q 烷基、OR未取代的C3 s环烷基或单-、二-或三-取代的C 3 s环烷基，其中在环烷基上的 取代基独立地的选自羟基、C1 8烷基、卤代C i 8烷基、烧C i 8烷氧基或卤代的C i 8烷氧基；R3、 心和R5每一个都独立地选自氢、卤素、卤代C 1 i。烷基、未取代或取代的芳基或未取代或取代 的C1 i。烷基，其中烷基上的取代基选自C1 7烷氧基、卤代C1 7烷氧基或芳基出6和R7每一个 都独立的选自氢或C1 i。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对甲苯磺酸、氢氧化 钠 、BPO (2, 5-双（吡啶-4-基）-1，3, 4-噁二唑）和硝酸钴的比例为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氢嘧啶酮类化合物的方法， 其特征在于所选的温度范围从室温到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氢嘧啶酮类化合物的方法， 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氢嘧啶酮类化合物的方法， 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、三醇、四醇或多羟基醇、丙 酮、乙酸乙酯、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、硝基甲烷、 四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、石油醚、苯、甲苯的单一溶剂或混合溶剂。
【专利摘要】<b>发明名称</b>具有催化二氢嘧啶酮类化合物的吡啶噁二唑配合物<b>摘要</b>本发明提供了一种合成含对甲苯磺酸及吡啶噁二唑的配合物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98%。
【IPC分类】B01J31/16, C07D239/22, C07F15/06
【公开号】CN105175457
【申请号】
【发明人】汪永涛, 王金华, 汤桂梅, 万文珠
【申请人】齐鲁工业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月9日