苯磺酸钴催化合成二氢嘧啶酮类化合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种催化二氢嘧啶酮类化合物的高效催化剂应用。催化剂苯磺酸钴的合成方法是在120℃条件下把苯磺酸与六水合硝酸钴的水溶液混合加热到120度。5小时后，以每小时5℃的速率降温到100℃后过滤，滤液析出晶体即为催化剂苯磺酸钴。利用X射线确定了催化剂的结构。该催化剂催化二氢嘧啶酮类化合物的催化产率高达98%。本发明具有反映时间短、催化剂用量少、操作步骤简单等优势，符合绿色化学反应。
【专利说明】
苯磺酸钴催化合成二氢嘧啶酮类化合物
技术领域
[0001] 本发明涉及钴金属配合物的合成及其催化合成二氢嘧啶酮类化合物，属于无机化 学、有机化学和药物化学领域。
【背景技术】
[0002] 1893年，Biginelli首次报道了利用乙酰乙酸乙酯、芳香醛和脲一锅法合成3，4_二 氢嘧啶-2-酮类化合物。因为3,4_二氢嘧啶-2-酮类化合物具有较高的生物活性和反应活 性，如抗病毒、抗菌、抗高血压、抗癌（K.s. Atwal，et al，J. Med. Chem.，1990,3,2629; S.R. Jetti，A.Upadhyaya，S. Jain,Med.Chem.Res. ,2014,23,4356)，所以二氢啼啶酮类化合 物的研究得到了迅速的发展。合成二氢嘧啶酮类化合物的方法有：固相无溶剂微波辐射技 术、固体酸催化和金属盐催化等。虽然这些方法都取得了良好的效果，但存在一些弊端，如 催化产率低、设备要求高、反应时间长及反应过程中产生有害物质等。因此，在环境友好条 件下通过Biginel Ii反应得到二氢啼啶酮类化合物仍有一些挑战。
[0003] 金属配合物在催化、光学和药物运输等领域都有潜在的应用价值(Y. Cui，et al，Chem. Rev. ,2012，112，1126)。尤其在催化方面，金属配合物比单一的无机、有机催 化剂表现出了更多的优越性（I. Luz，et al，J. Catal.，2012，285，285)。含有Zr4+、 Cu2+、Sn2+、和Fe3+的催化剂已有文献报道(D. Russowsky，et al, Chem. Soc. ,2004，15， 165)。尽管这些催化剂在催化Biginelli反应方面取得了良好的效果，但是存在一些不足， 如复杂的催化剂制备、低的催化产率及长的反应时间等。因此，简单易得及高效催化剂的开 发迫在眉睫。本发明是用钴金属盐与苯磺酸反应制得苯磺酸钴配合物，并用其作为催化剂 催化Biginel Ii反应。
[0004] 本发明公开使用了上述金属配合物作为一种高效催化剂催化合成二氢嘧啶酮类 化合物，丰富了二氢嘧啶酮类化合物的开发。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种金属配合物的合成方法并高效催化合成二氢嘧啶酮类化合物。 本发明具有反应时间短、催化剂用量少、实验操作步骤简单等优势，该催化合成反应是一种 绿色环保的催化反应。
[0006] 为实现上述目的，将苯磺酸溶于水，氢氧化钠和硝酸钴溶于水，然后将反应液转移 到反应釜中。在120度下加热5小时，然后以每小时5度的速率降温到100度，反应液过滤析出 黄色配合物1。
[0007] 以黄色产物1作为催化剂，采用一锅法催化苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的一系列 反应合成二氢嘧啶酮类化合物。
[0008] 其催化结果见表一： LUUI u」 不反明的共评甘肷步骤73。
[0011]实施例一、催化剂1的合成。
[0012] 将0 · 〇37g的苯磺酸(0 · 2mmol)、0 · 008g氢氧化钠(0 · 2mmol)溶于Iml水中，另外将 0.029g硝酸钴（0.1 mmol)溶于Iml水中，然后将溶液混合于反应釜中加热到120度反应5小 时，以每小时5度的速率缓慢降至室温。过滤、静置、析出黄色目标产物1。
[0013] 实施例二、催化合成二氢嘧啶酮类化合物的方法。
[0014] 取0 · 02謹〇 1催化剂1加入到1謹〇 1苯甲醛、2謹〇 1乙酰乙酸乙酯和1 · 5mmo 1尿素的混 合物中，在80°C的油浴锅中加热2小时，反应液冷却至室温过滤得到淡黄色粗品。先后用Iml 水和Iml甲醇洗涤粗品得到纯的二氢嘧啶酮产物。最后在相同的催化反应条件下选用不同 种类的醛得到系列的二氢嘧啶酮及其衍生物。
【附图说明】
[0015] 图1、催化剂1的单晶X-衍射谱图。
[0016] 图2、催化剂1的红外谱图。
[0017] 图3、催化剂1的热重谱图。
【具体实施方式】
[0018] 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，给出了详细的方式和具体的操作过程，本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0019] 本发明提供了一种金属配合物类高效催化剂的合成方法并用其催化合成二氢嘧 啶酮类化合物，本发明具有反应时间段、催化剂用量少、实验操作步骤简单等优势，是一种 绿色合成方法。
[0020] 为实现上述目的，将苯磺酸溶于水，氢氧化钠硝酸钴溶于水，然后将反应液转移到 反应釜中在120度下加热5小时，然后以每小时5度的速率降温到100度，反应液过滤析出黄 色配合物1。
[0021] 通过X -射线衍射、红外光谱表征产物1结构。红外光谱中的特征峰为：3 4 01 n m、 2387nm、1448nm、1189nm、1039nm、607nm。水分子特征伸缩振动谱带为 3401nm，1189、1039、 60 7nm为苯磺酸的特征伸缩振动谱带。
[0022]将产物1作为催化剂，采用一锅法催化苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的一系列反应 合成二氢嘧啶酮类化合物。
[0023] 其偶化结果见表一：
[0025] 本发明的具体合成步骤为。
[0026] 实施例一、催化剂1的合成。
[0027] 将0 · 037g的苯磺酸(0 · 2mmol)、0 · 008g氢氧化钠(0 · 2mmol)溶于Iml水中，另外将 0.029g硝酸钴（0.1 mmol)溶于Iml水中，然后将溶液混合于反应釜中加热到120度反应5小 时，以每小时5度的速率缓慢降至室温。过滤、静置、析出黄色目标产物1。
[0028] 实施例二、催化合成二氢嘧啶酮类化合物的方法。
[0029] 取0 · 02謹〇 1催化剂1加入到1謹〇 1苯甲醛、2謹〇 1乙酰乙酸乙酯和1 · 5mmo 1尿素的混 合物中，在80°C的油浴锅中加热2小时，反应液冷却至室温得到淡黄色粗品，先后用Iml水和 Iml甲醇洗涤粗品得到纯的二氢嘧啶酮产物。最后在相同的催化条件下选用不同种类的醛 催化得到系列的二氢嘧啶酮及其衍生物。
【主权项】
1. 一种含磺酸基的钴金属配合物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0 · 037g的苯磺酸（0 · 2mmol)、0 · 008g氢氧化钠（0 · 2mmol)、溶于lml水中，另外将 0.029g硝酸钴(0. lmmol)溶于lml水中，然后将溶液混合于反应爸中加热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、析出黄色目标产物1; (2) 实施例二、催化合成二氢嘧啶酮类化合物的方法 以产物1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淡黄色产品，先后 用水和有机溶剂洗涤纯化得到纯净的目标产品； 反应式如下：式中：Ri选自H、卤素、硝基、氰基、三氟甲基、CpCg的烷基或的烷氧基;1?2是(^10烷 基、OR未取代的C3-8环烷基或单-、二-或三-取代的C3- 8环烷基，其中在环烷基上的取代基 独立地的选自羟基、Ci-8烷基、卤代Ci-8烷基、烷Ci-8烷氧基或卤代的Ci-8烷氧基;R 3、R4和1?5每 一个都独立地选自氢、卤素、卤代Cl-?ο烷基、未取代或取代的芳基或未取代或取代的Cl-?ο烧 基，其中烷基上的取代基选自烷氧基、卤代烷氧基或芳基;R 6和R7每一个都独立的选 自氢或Cl-?ο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磺酸、氢氧化钠、硝 酸钴的比例为0 · 1~3 · 0:0 · 1~3 · 0:0 · 1~3 · 02。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200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。
【文档编号】C07D239/22GK105859635SQ201610222724
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】汪永涛, 张鄂, 尚雪云, 汤桂梅, 万文珠
【申请人】齐鲁工业大学