可催化合成二氫嘧啶酮類化合物的對(duì)甲苯磺酸鈷配合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可用于催化二氫嘧啶酮類化合物合成的高效催化劑。催化劑對(duì)甲苯磺酸鈷配合物的合成方法是在120℃條件下把對(duì)甲苯磺酸與六水合硝酸鈷的水溶液混合加熱到120度。5小時(shí)后，以每小時(shí)5℃的速率降溫到100℃后過濾，濾液析出晶體即為催化劑對(duì)甲苯磺酸鈷。利用X射線確定了催化劑的結(jié)構(gòu)。該催化劑催化合成二氫嘧啶酮類化合物的催化產(chǎn)率高達(dá)98%。本發(fā)明具有反應(yīng)時(shí)間短、催化劑用量少、操作步驟簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，是一種綠色合成方法。
【專利說明】
可催化合成二氫嘧啶酮類化合物的對(duì)甲苯磺酸鈷配合物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和藥物化學(xué)領(lǐng)域，涉及用鈷的金屬配合物的合成 及其催化合成二氫嘧啶酮類化合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 二氫嘧啶酮類化合物(DHPMs)是一類重要的含氮雜環(huán)化合物，多具有生物活性，其 在醫(yī)藥和生物方面有重要的應(yīng)用，如在抗高血壓、冠心病、心腦血管疾病、消炎等領(lǐng)域有廣 闊的應(yīng)用，還可用作研制抗癌藥物的先導(dǎo)化合物。二氫嘧啶酮類化合物通常由Biginelli反 應(yīng)合成，自上世紀(jì)90年代以來此反應(yīng)得到了人們的廣泛關(guān)注，人們利用不同反應(yīng)條件或使 用各種催化劑、促進(jìn)劑合成了二氫嘧啶酮類化合物，如微波輻射技術(shù)、超聲波技術(shù)、各種路 易斯酸催化劑、離子液體的應(yīng)用（Ε· H. Hu，et al，J. Org. Chem·，1998，63，3454; N. Isambert, et al, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 1347; R. Celia, et al, Tetrahedron, 2009, 65, 2619)等，這些合成方法都不同程度的促進(jìn)了Biginelli反應(yīng)的 研究和發(fā)展，但也存在一些缺點(diǎn)和不足，如反應(yīng)溫度高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)物難以分離等，所以 促使Biginelli反應(yīng)的方法還需進(jìn)一步完善。
[0003] 在近幾十年來金屬配合物吸引了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。金屬配合物結(jié)構(gòu)新穎、性 質(zhì)獨(dú)特，具有豐富多彩的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在光學(xué)、磁學(xué)、分子識(shí)別、催化(P.-H. Guo, Jet al， Inorg.Chem，2015，54, 8087)等領(lǐng)域都有廣泛的運(yùn)用，尤其在催化方面表現(xiàn)出了比無機(jī) 化合物及有機(jī)化合物更強(qiáng)的優(yōu)越性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道過渡金屬離子和磺酸類化合物在催化方面 都有重要的應(yīng)用（T. Yang, et al, Chemcatchem, 2013，5，3131; M. Nasr-Esfahani， et al, J. Mol. Catal. A: Chem. 2013，379，243-254)，所以綜合二者優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明用水 熱法使硝酸鈷與對(duì)甲苯磺酸鈷自組裝組裝成金屬配合物，并用其催化Biginelli反應(yīng)的，這 對(duì)將來合成二氫嘧啶酮類化合物具有重要的指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種金屬配合物的合成方法并高效催化合成二氫嘧啶酮類化合物， 本發(fā)明具有反應(yīng)時(shí)間短、催化劑用量少、操作步驟簡(jiǎn)單、環(huán)境污染低等優(yōu)勢(shì)，該催化合成反 應(yīng)是一種綠色合成方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，將對(duì)甲苯磺酸溶于水、氫氧化鈉和硝酸鈷溶于水，然后將溶液轉(zhuǎn) 移到反應(yīng)釜中在120度下加熱5小時(shí)，降溫過濾析出黃色配合物1。
[0006] 將產(chǎn)物1作為催化劑，采用一鍋法催化苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的一系列反應(yīng) 合成二氫嘧啶酮類化合物。
[0007] 其催化結(jié)果見表一：
[0008] 表一.催化劑1催化Biginelli反應(yīng)的催化實(shí)驗(yàn)：
[0009] 本發(fā)明的具體合成步驟為。
[0010] 實(shí)施例一、催化劑1的合成。
[0011 ] 將0.0102g的對(duì)甲苯橫酸(0.2mmol)、0.008g氫氧化鈉(0.2mmol)、溶于lml水中，另 外將0.029g硝酸鈷(O.lmmol)溶于lml水中，然后將溶液混合于反應(yīng)釜中加熱到120度5小 時(shí)，以每小時(shí)5度的速率緩慢降至室溫。過濾、靜置、析出黃色目標(biāo)產(chǎn)物1。
[0012]實(shí)施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法。
[00?3 ] 取〇. 〇2mmo 1催化劑1加入到lmmo 1苯甲醛、2mmo 1乙酰乙酸乙酯和1.5mmo 1尿素的混 合物中，在80攝氏度的油浴鍋中加熱2小時(shí)，得到淡黃色粗品，先后用lml水和lml甲醇洗滌 粗品得到純的二氫嘧啶酮產(chǎn)物。最后在相同的催化條件下選用不同種類的醛催化得到系列 的二氫嘧啶酮及其衍生物。
【附圖說明】
[0014] 圖1、催化劑1的單晶X-衍射譜圖。
[0015] 圖2、催化劑1的紅外譜圖。
[0016] 圖3、催化劑1的熱重譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)的說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn) 行實(shí)施，給出了詳細(xì)的方式和具體的操作過程，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0018] 本發(fā)明提供了一種金屬有機(jī)聚合物類高效催化劑的合成方法并用其催化合成二 氫嘧啶酮類化合物，本發(fā)明具有反應(yīng)時(shí)間短、催化劑用量少、實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，是 一種綠色合成方法。
[0019] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，將對(duì)甲苯磺酸溶于水，氫氧化鈉和硝酸鈷溶于水，然后將反應(yīng)液 轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中在120度下加熱5小時(shí)，以每小時(shí)5度的速率降溫到100度過濾析出黃色配合 物1〇
[0020] 通過單晶結(jié)構(gòu)衍射、紅外光譜表征手段對(duì)產(chǎn)物1進(jìn)行了表征。紅外光譜中的特征峰 為：3324 nm、3261nm、1604nm、1361 11111、121411111、104111111、69〇11111，其中332411111為水中氫的發(fā)射 光譜、3261nm為甲基中碳?xì)滏I的發(fā)射光譜、1041nm為苯磺酸的發(fā)射光譜。
[0021] 將產(chǎn)物1作為催化劑，采用一鍋法催化苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的一系列反應(yīng) 合成二氫嘧啶酮類化合物。
[0022] 其催化結(jié)果見表一：
·.
[0023] 表一·催化劑1催化Biginelli反應(yīng)的催化實(shí)驗(yàn)：
[0024]本發(fā)明的具體合成步驟為。
[0025]實(shí)施例一、催化劑1的合成。
[0026] 將0.0102g的對(duì)甲苯橫酸(0.2mmol)、0.008g氫氧化鈉(0.2mmol)、溶于lml水中，另 外將0.029g硝酸鈷(O.lmmol)溶于lml水中，然后將溶液混合于反應(yīng)釜中加熱到120度5小 時(shí)，以5度每小時(shí)的速率緩慢降至室溫。過濾、靜置、析出黃色目標(biāo)產(chǎn)物1。
[0027] 實(shí)施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法。
[0028] 取0 · 02謹(jǐn)ο 1催化劑1加入到1謹(jǐn)ο 1苯甲醛、2謹(jǐn)ο 1乙酰乙酸乙酯和1 · 5mmo 1尿素的混 合物中，在80攝氏度的油浴鍋中加熱2小時(shí)，反應(yīng)液冷卻至室溫過濾得到淡黃色粗品，先后 用lml水和lml甲醇洗滌粗品得到純的二氫嘧啶酮產(chǎn)物。最后在相同的催化條件選用不同種 類的醛下催化得到系列的二氫嘧啶酮及其衍生物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含對(duì)甲苯橫酸的鉆金屬配合物的合成及其高效催化合成二氨喀晚酬類化合物 的合成方法，其特征在于合成步驟如下： (1) 實(shí)施例一、配合物1的合成 將0.0102 g的對(duì)甲苯橫酸（0.2mmol)、0.008g氨氧化鋼(0.2mmol)、溶于1ml水中，另外 將0.029g硝酸鉆(O.lmmol)溶于1ml水中，然后將溶液混合于反應(yīng)蓋中加熱120度5小時(shí)后W 5度每小時(shí)的速率緩慢降至室溫、過濾、靜置、析出黃色目標(biāo)產(chǎn)物1; (2) 實(shí)施例二、催化合成二氨喀晚酬類化合物的方法 W目標(biāo)產(chǎn)物1為催化劑在適當(dāng)溫度下催化如下的反應(yīng)式一段時(shí)間后得到目標(biāo)產(chǎn)品，先 后用水和有機(jī)溶劑洗涂純化得到純凈的目標(biāo)產(chǎn)品； 反應(yīng)式如下：式中：扣選自H、面素、硝基、氯基、Ξ氣甲基、Cl~C9的烷基或Cl~C9的烷氧基;R2是Ci-io燒 基、OR未取代的C3-8環(huán)烷基或單-、二-或Ξ-取代的C3-8環(huán)烷基，其中在環(huán)烷基上的取代基 獨(dú)立地的選自徑基、Cl-8烷基、面代Cl-8烷基、燒Cl-8烷氧基或面代的Cl-8烷氧基;R3、R4和Rs每 一個(gè)都獨(dú)立地選自氨、面素、面代Ci-10烷基、未取代或取代的芳基或未取代或取代的Ci-10燒 基，其中烷基上的取代基選自Cl-7烷氧基、面代Cl-7烷氧基或芳基;1?6和R?每一個(gè)都獨(dú)立的選 自氨或Ci-10烷基。2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成，其特征在于所使用的對(duì)甲苯橫酸、氨氧化 鋼、硝酸鉆的比例為0. ^3.0:0. ^3.0:0. ^3.02。3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成和催化合成二氨喀晚酬類化合物的方法，其 特征在于所選的溫度范圍從室溫到200攝氏度。4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成和催化合成二氨喀晚酬類化合物的方法，其 特征在于所需要的反應(yīng)時(shí)間范圍從0.4小時(shí)到200小時(shí)。5. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的配合物1的合成和催化合成二氨喀晚酬類化合物的方法，其 特征在于所選的有機(jī)溶劑為含碳原子數(shù)為1-10的單醇、雙醇、Ξ醇、四醇或多徑基醇、丙酬、 乙酸乙醋、二甲基亞諷、N，N-二甲基甲酯胺、二氯甲燒、Ξ氯甲燒、四氯化碳、硝基甲燒、四氨 巧喃、N-甲基化咯燒酬、石油酸、苯、甲苯的單一溶劑或混合溶劑。
【文檔編號(hào)】C07C309/30GK105837474SQ201610222731
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】汪永濤, 張鄂, 尚雪云, 湯桂梅, 萬文珠
【申請(qǐng)人】齊魯工業(yè)大學(xué)