专利名称：一种嘧啶硫酮的化学合成方法
技术领域：
本发明涉及一种嘧啶硫酮的化学合成方法，特别涉及用三氟甲磺酸镁[Mg(OTf)2]替代浓盐酸、二氯化锌、BF3·OEt2等传统路易斯酸来制备嘧啶硫酮的化学合成方法。
背景技术：
在本发明给出之前，现有技术中嘧啶硫酮的化学合成方法是以浓盐酸、二氯化锌、BF3·OEt2等传统路易斯酸作催化剂来制备。如以浓盐酸为催化剂，反应温度高，时间要18小时，收率在20-50％左右。同时在反应过程中，浓盐酸对设备的腐蚀也较强。
传统的路易斯酸作为催化剂能在一定的条件下提高反应效率，在有机合成中已有广泛的应用，然而这些生产工艺的缺点是催化剂用量大，因为大多传统的路易斯酸遇水分解而失效，反应要严格控制在无水条件下，而且对于含氮或亚胺类化合物，氮原子会抑制路易斯酸的催化活性，需要大的用量才能满足反应，同时还存在三废量大，后处理麻烦，产品收率和纯度较低等缺点。因此，即使传统的路易斯酸广泛应用于多种反应，它们还存在以上问题需要解决。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种工艺合理、反应收率高、催化剂用量少又可方便回收套用、生产成本低、环保的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法。
为解决现有技术中的现状，本发明提供了一种用新型的催化剂即三氟甲磺酸镁[Mg(OTf)2]替代传统路易斯酸来制备嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法。
本发明采用的技术方案如下一种如式(I)的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，由如式(II)的原料芳香醛与如式(III)的β-二酮或β-酮酸酯及如式(IV)的取代硫脲在催化剂三氟甲磺酸镁的作用下于20～150℃反应，反应产物后处理制得所述的嘧啶硫酮类化合物， 其中结构式(I)中的R1为氢或C1～C3的烷基或烷氧基，R2为C1～C6的烷基或烷氧基，R3为C1～C6的烷基或卤代烷基，所述的卤素为F、Cl、Br，R4为氢或C1～C6的烷基，X为硝基或羟基或卤代基或三卤甲基或N，N-二烷基，所述的卤素为F、Cl、Br、I，结构式(I)中的m＝1～3的整数，n＝0～3的整数，m+n≤5；结构式(II)、(III)、(IV)中所述的R1、R2、R3、R4、X、m、n的定义与结构式(I)中的相同。进一步，式(I)中R2优选为OCH2CH3或OCH3，R3优选为CH3，R4优选为H或CH3。基本反应式如下 所述的芳香醛∶β-二酮或β-酮酸酯∶取代硫脲∶三氟甲磺酸镁的投料物质的量比为1.0∶0.8～1.5∶1.0～3.0∶0.005～0.20，优选芳香醛∶β-二酮或β-酮酸酯∶取代硫脲∶三氟甲磺酸镁投料物质的量比为1.0∶0.9～1.2∶1.0～2.0∶0.005～0.15。
所述的嘧啶硫酮类化合物是由原料芳香醛与β-二酮或β-酮酸酯及取代硫脲在催化剂三氟甲磺酸镁的作用下于20～150℃在有机溶剂中反应0.5～24小时，所述的有机溶剂为下列之一或者下列的任意几种以任意比例的组合①碳原子数为1～4的卤代烃；②碳原子数为1～7的酯类；③碳原子数为3～6的酮类；④碳原子数为2～6的腈类；⑤碳原子数为1～3的醇类；⑥碳原子数为6～9的芳香族化合物；⑦碳原子数为1～3的硝基烷烃类。所述的有机溶剂优选为下述之一二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丙酸戊酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙腈、丙腈、异丙腈、丁腈、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、硝基苯、氯苯、二氯苯、甲苯、二甲苯、硝基甲烷、硝基乙烷，进一步，所述的有机溶剂为下述之一乙醇、三氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、硝基甲烷。
所述的有机溶剂用量为芳香醛的质量的1～20倍。
所述的三氟甲磺酸镁通过回收套用，所述的回收通过所述的后处理实现，所述的后处理为将反应产物过滤，滤饼加冰水洗涤后提纯制得嘧啶硫酮类化合物，收集滤液及洗涤液，加乙酸乙酯萃取分离，取水相减压浓缩，得白色固体，白色固体再经乙酸乙酯洗涤，再经脱水制得三氟甲磺酸镁晶体。具体的，以上所述的三氟甲磺酸镁在后处理过程中，经乙酸乙酯洗涤后，在真空下160℃加热脱水4小时，得白色三氟甲磺酸镁晶体，回收率95％左右。
具体的，所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，按如下步骤进行a.室温下将物质的量比为芳香醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁＝1∶0.9～1.2∶1.0～2.0∶0.005～0.15的原料加入反应器中，并加入质量为醛的1～10倍的有机溶剂，充分搅拌；b.升温到50～80℃，反应0.5-12小时，同时用HPLC跟踪监测(流速1.0mL/min，甲醇∶水＝60∶40)，得反应产物；c.将所述反应产物过滤，滤饼以冰水洗涤三次，每次冰水用量约为滤饼质量的1/2，得到粗品，经乙醇或乙酸乙酯重结晶得成品；d.收集步骤c的滤液及洗涤液，加乙酸乙酯萃取分离，取水相减压浓缩，得白色固体，白色固体再经乙酸乙酯洗涤，再经脱水制得三氟甲磺酸镁晶体。
本发明以三氟甲磺酸镁代替传统的路易斯酸作为催化剂，与现有技术相比，其优势体现在1.反应收率高(一般在85％以上)、生产成本低；
2.工艺路线先进，反应条件温和；3.催化剂用量少、且可回收套用、基本无三废。
具体实施例方式以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此实施例1投料物质的量比为醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙醇作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。
在装有温度计、回流冷凝管和机械搅拌的250mL四口烧瓶内，加入苯甲醛50mmol，硫脲75mmol，乙酰乙酸乙酯50mmol和三氟甲磺酸镁7.5mmol(2.40克)，用乙醇53克溶解，在室温下搅拌均匀至完全溶解。升温至70℃反应，反应期间用HPLC跟踪监测(流速1.0mL/min，甲醇∶水＝60∶40)，4小时后反应完毕得反应产物，冷却至室温，将反应产物过滤，冰水洗涤滤饼三次，每次约用水6mL，得浅黄色滤饼。
滤液以少量乙酸乙酯萃取，水相减压浓缩，少量乙酸乙酯洗涤，在真空下160℃加热脱水4小时，得白色三氟甲磺酸镁晶体7.2mmol，回收率96％。
浅黄色滤饼为4-苯基-5-乙氧羰基-6-甲基-3，4二氢嘧啶硫酮粗品，经乙醇重结晶得白色的4-苯基-5-乙氧羰基-6-甲基-3，4二氢嘧啶硫酮固体12.7g，熔点207.3-208.5℃，收率92.0％，纯度98.8％。
实施例2投料物质的量比为醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁＝1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为70℃，反应时间6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.0％，纯度99.1％，熔点207.1-208.0℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例3
投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁＝1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙酸乙酯作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为乙酸乙酯回流温度，反应时间6小时。
其它操作同实施例1，产品收率91.2％，纯度98.6％，熔点207.0-208.5℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例4投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，三氯甲烷作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为三氯甲烷回流温度，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.6％，纯度99.0％，熔点207.5-208.8℃，三氟甲磺酸镁回收率96％。
实施例5投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，甲苯作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为100℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.6％，纯度98.6％，熔点207.8-208.9℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例6投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，硝基甲烷作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为80℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.4％，纯度98.9％，熔点207.5-208.7℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例7投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的20倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.4％，纯度99.5％，熔点207.5-208.5℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例8投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的15倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.1％，纯度99.4％，熔点207.5-208.6℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例9投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的12倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.8％，纯度98.7％，熔点207.0-208.4℃，三氟甲磺酸镁回收率96％。
实施例10投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的8倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.0％，纯度99.1％，熔点207.2-208.6℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例11投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的5倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.5％，纯度99.0％，熔点207.3-208.6℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例12投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的2.5倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.5％，纯度99.1％，熔点207.5-208.8℃，三氟甲磺酸镁回收率96％。
实施例13投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，无溶剂反应。反应温度为70℃，反应6小时。反应结束冷却至室温，加冰水50克，继续搅拌10分钟，并以乙酸乙酯萃取三次，每次100mL，有机相减压浓缩得粗品，粗品以乙醇重结晶得4-苯基-5-乙氧羰基-6-甲基-3，4二氢嘧啶硫酮产品；水相经减压浓缩至约10毫升，再用少量乙酸乙酯萃取去杂质，留水相在真空下160℃加热脱水4小时，得白色三氟甲磺酸镁晶体7.06mmol。
产品收率91.3％，纯度98.6％，熔点207.0-208.6℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例14投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶0.95∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率87.5％，纯度98.6％，熔点207.0-208.7℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例15投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.05∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.2％，纯度98.5％，熔点207.2-208.8℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例16投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.1∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为70℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.2％，纯度98.6％，熔点207.1-208.5℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例17投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为60℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.1％，纯度98.9％，熔点207.5-208.8℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例18投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为50℃，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率90.5％，纯度98.8％，熔点207.2-208.5℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例19
投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为40℃，反应10小时。
其它操作同实施例1，产品收率93％，纯度98.7％，熔点207.0-208.6℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例20投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为30℃，反应10小时。
其它操作同实施例1，产品收率90.5％，纯度98.6％，熔点207.0-208.5℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例21投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.15，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应2小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.0％，纯度99.2％，熔点207.5-208.5℃，三氟甲磺酸镁回收率96％。
实施例22投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.125，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.1％，纯度99.0％，熔点207.3-208.4℃，三氟甲磺酸镁回收率96％。
实施例23投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.10，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率92.4％，纯度98.8％，熔点207.5-208.8℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例24投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.075，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.2％，纯度99.0％，熔点207.4-208.5℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例25投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.05，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率90％，纯度98.6％，熔点207.2-208.7℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例26～44投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.05。在装有温度计、回流冷凝管和机械搅拌的250mL四口烧瓶内，加入醛(II)50mmol，取代硫脲(IV)75mmol，β-二酮或β-酮酸酯(III)50mmol和三氟甲磺酸镁2.5mmol(0.81克)，用乙腈53克溶解，在室温下搅拌均匀至基本溶解。升温至70℃，反应期间用HPLC跟踪监测(流速1.0mL/min，甲醇∶水＝60∶40)，反应2-12小时后得反应产物，冷却至室温，过滤得滤饼，用冰水洗涤滤饼三次，每次约10mL。其他操作同实施例1。其中实施例26～44所述的反应原料、实验结果见表一，基本反应式如下
表1例26～44原料及实验结果
实施例45投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.5∶0.01，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率90.1％，纯度98.5％，熔点207.0-208.2℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
实施例46投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶2.0∶0.10，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.4％，纯度99.3％，熔点207.5-208.9℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例47投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.75∶0.10，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率93.5％，纯度98.9％，熔点207.0-208.1℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例48投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.25∶0.10，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率90.2％，纯度98.8％，熔点207.0-208.7℃，三氟甲磺酸镁回收率95％。
实施例49
投料物质的量比醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁为1∶1.0∶1.00∶0.10，醛为苯甲醛，β-二酮或β-酮酸酯为乙酰乙酸乙酯，取代硫脲为硫脲，乙腈作为有机溶剂，其用量为苯甲醛质量的10倍。反应温度为回流，反应6小时。
其它操作同实施例1，产品收率87.6％，纯度98.6％，熔点207.0-208.8℃，三氟甲磺酸镁回收率94％。
权利要求
1.一种如式(I)的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的嘧啶硫酮类化合物是由如式(II)的原料芳香醛与如式(III)的β-二酮或β-酮酸酯及如式(IV)的取代硫脲在催化剂三氟甲磺酸镁的作用下于20～150℃反应，反应产物后处理制得所述的嘧啶硫酮类化合物， 其中结构式(I)中的R1为氢或C1～C3的烷基或烷氧基，R2为C1～C6的烷基或烷氧基，R3为C1～C6的烷基或卤代烷基，所述的卤素为F、Cl、Br，R4为氢或C1～C6的烷基，X为硝基或羟基或卤代基或三卤甲基或N，N-二烷基，所述的卤素为F、Cl、Br、I，结构式(I)中的m＝1～3的整数，n＝0～3的整数，m+n≤5；结构式(II)、(III)、(IV)中所述的R1、R2、R3、R4、X、m、n的定义与结构式(I)中的相同。
2.如权利要求1所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的式(I)中R2为OCH2CH3或OCH3，R3为CH3，R4为H或CH3。
3.如权利要求1所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的芳香醛∶β-二酮或β-酮酸酯∶取代硫脲∶三氟甲磺酸镁投料物质的量比为1.0∶0.8～1.5∶1.0～3.0∶0.005～0.20。
4.如权利要求3所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的芳香醛∶β-二酮或β-酮酸酯∶取代硫脲∶三氟甲磺酸镁投料物质的量比为1.0∶0.9～1.2∶1.0～2.0∶0.005～0.15。
5.如权利要求1所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的嘧啶硫酮类化合物是由原料芳香醛与β-二酮或β-酮酸酯及取代硫脲在催化剂三氟甲磺酸镁的作用下于20～150℃在有机溶剂中反应0.5～24小时，所述的有机溶剂为下列之一或者下列的任意几种以任意比例的组合①碳原子数为1～4的卤代烃；②碳原子数为1～7的酯类；③碳原子数为3～6的酮类；④碳原子数为2～6的腈类；⑤碳原子数为1～3的醇类；⑥碳原子数为6～9的芳香族化合物；⑦碳原子数为1～3的硝基烷烃类。
6.如权利要求5所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的有机溶剂为下述之一二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丙酸戊酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙腈、丙腈、异丙腈、丁腈、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、硝基苯、氯苯、二氯苯、甲苯、二甲苯、硝基甲烷、硝基乙烷。
7.如权利要求6所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的有机溶剂为下述之一乙醇、三氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、硝基甲烷。
8.如权利要求5所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的有机溶剂用量为芳香醛的质量的1～20倍。
9.如权利要求1所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的三氟甲磺酸镁通过回收套用，所述的回收通过所述的后处理实现，所述的后处理为将反应产物过滤，滤饼加冰水洗涤后提纯制得嘧啶硫酮类化合物，收集滤液及洗涤液，加乙酸乙酯萃取分离，取水相减压浓缩，得白色固体，白色固体再经乙酸乙酯洗涤，再经脱水制得三氟甲磺酸镁晶体。
10.如权利要求1～9之一所述的嘧啶硫酮类化合物的化学合成方法，其特征在于所述的合成方法按如下步骤进行a.室温下将物质的量比为芳香醛(II)∶β-二酮或β-酮酸酯(III)∶取代硫脲(IV)∶三氟甲磺酸镁＝1∶0.9～1.2∶1.0～2.0∶0.005～0.15的原料加入反应器中，并加入质量为醛的1～10倍的有机溶剂，充分搅拌；b.升温到50～80℃，反应0.5-12小时，得反应产物；c.将所述反应产物过滤，滤饼以冰水洗涤，得到粗品，经乙醇或乙酸乙酯重结晶得成品；d.收集步骤c的滤液及洗涤液，加乙酸乙酯萃取分离，取水相减压浓缩，得白色固体，白色固体再经乙酸乙酯洗涤，再经脱水制得三氟甲磺酸镁晶体。
全文摘要
嘧啶硫酮类化合物为重要的有机合成中间体，广泛应用于医药、农药等的合成。本发明涉及用三氟甲磺酸镁替代浓盐酸、氯化锌等传统的路易斯酸催化剂，由醛、β－二酮、取代硫脲原料，在20～150℃反应，合成嘧啶硫酮类化合物。该反应条件温和，操作简单，化合物分离提纯方便，反应后很容易地得到高收率(一般在85％以上)和高纯度(一般在98.5％以上)的产品。该化学合成方法工艺合理、催化剂用量少且可回收套用、生产成本低、基本无三废。
文档编号C07D239/00GK1803777SQ20051006179
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月2日 优先权日2005年12月2日
发明者苏为科, 李坚军 申请人:浙江工业大学