含吡啶乙烯的配位聚合物催化二氫嘧啶酮類化合物的研究的制作方法
【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，涉及金屬配位聚合物的合成及 其催化合成二氫嘧啶酮類化合物的實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來的研究表明，二氫啼啶酮類化合物（Dihydropyrimidinones,DHPMs)具有 重要的生物及藥理和醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用價(jià)值，例如它們可以用作鈣拮抗劑、殺菌、抗病毒、降 壓劑等領(lǐng)域（C. 0?Kappe,及/r. ifed〇￡皿 2000，J5； 1043 - 1052.)。因此，這類 化合物的合成近年來引起了人們的廣泛研究興趣。DHPMs化合物的常規(guī)合成是通常采用傳 統(tǒng)的Biginelli反應(yīng)，在濃鹽酸催化下，利用乙酰乙酸乙酯、各類芳香醛和脲縮合實(shí)現(xiàn)（P. Biginelli，Oe?.及?r.，1891，24，1317-2962)，屬于三組分縮合反應(yīng)。但該方法反應(yīng)時(shí) 間長、操作復(fù)雜、產(chǎn)率低。為了提高產(chǎn)率和縮短反應(yīng)時(shí)間，因此研究者們不斷的探尋新的催 化劑和新的反應(yīng)手段來提高反應(yīng)的產(chǎn)率。如用路易斯酸堿、有機(jī)堿在固相反應(yīng)、包含離子液 體的液相反應(yīng)或微波反應(yīng)的條件下催化合成系列DHPMs化合物。這些新技術(shù)雖然在一定程 度上改善了傳統(tǒng)Biginelli反應(yīng)的不足，但仍然存在反應(yīng)溫度高、反應(yīng)時(shí)間長、催化劑昂貴 或?qū)Νh(huán)境不友好等缺點(diǎn)。
[0003] 最近，金屬配位聚合物（Metalcoordinationpolymers,MCPs)的設(shè)計(jì)和合成 逐漸引起了化學(xué)家及材料學(xué)家的關(guān)注。這是由于這種材料結(jié)合了有機(jī)配體和無機(jī)金屬兩 者共同的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)富于變化，性質(zhì)獨(dú)特，能表現(xiàn)出豐富多彩的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及無機(jī)化合物和 有機(jī)化合物均沒有的新性質(zhì)，因此不僅具有結(jié)構(gòu)的理論研究意義，同時(shí)可作為優(yōu)良的功能 材料，就有誘人的應(yīng)用前景，目前對(duì)于這種材料的研究主要集中于光、電、磁、催化、吸附分 離、信息存儲(chǔ)及生物活性等特殊功能材料上（C.X.Ding,X.Rui,C.Wang,Y.s.Xie, CrystEngComnfZQlA, 16,1010-1019;D.K.Singha,P.Mahata,Inorg.Chem.2Qlb, 6373-6379)。最近，尤其MCPs在催化方面已經(jīng)得到了很好的發(fā)展。同時(shí)有文獻(xiàn)報(bào) 道過渡金屬離子（如Co2+，F(xiàn)e3+，Ni2+和Cu2+)和磺酸類配體都曾經(jīng)被用來催化有機(jī)物 的合成（N.B.Li,J.Y.Wang,X.H.Zhang,R.H.Qiu，X.Wang,J.Y.Chen, S.F.Yin,X.H.Xu,DaltonTrans.43, 11696-11708;M.Nasr-Esfahani, I.Mohammadpoor-Baltork,A.R.Khosropour,M.Moghadam,V.Mirkhani,S.Tangestaninejad, #〇丄 A.Oea?. 2013，J7；9，243-254)。因此本發(fā)明同時(shí)考慮 到以上兩者的優(yōu)點(diǎn)，采用對(duì)甲苯磺酸和鈷離子及有機(jī)配體配位形成具有催化活性的MCPs。 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)上述的MCPs催化劑實(shí)現(xiàn)了對(duì)DHPMs類化合物的高效催化。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)明提供了一種合成具有高效催化活性的金屬有機(jī)配位聚合物的合成方法，并 用來高效催化合成二氫嘧啶類化合物。本發(fā)明達(dá)到了減少催化劑的用量、縮短反應(yīng)時(shí)間、簡 化實(shí)驗(yàn)操作的綠色合成方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，將對(duì)甲苯磺酸、氫氧化鈉、硝酸鈷、及DPE(1，2-二（吡 啶-4-基）乙烯）溶于水和甲醇的混合溶液中，其中DPE的結(jié)構(gòu)式如圖1。
[0006] 然后將溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中加熱120度5小時(shí)后，降溫過濾析出得到紅色晶體的 配位聚合物1。將所得產(chǎn)品1經(jīng)單晶X-射線衍射分析確定其分子結(jié)構(gòu)如圖2。
[0007] 最后將產(chǎn)物1研磨作為催化劑，采用一鍋法催化系列苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿 素的反應(yīng)得到二氫嘧啶類化合物。其中催化結(jié)果如圖3。
[0008] 本發(fā)明的具體合成步驟如下。
[0009] 實(shí)施例一、產(chǎn)品1的合成 將 0? 035g的對(duì)甲苯磺酸（0? 2mmol)、0? 008g氫氧化鈉（0? 2mmol)、0? 036gDPE(0. 2mmol)和0.029g硝酸鈷（0.lmmol)溶于水（2mL)和甲醇（3mL)的混合溶液中。將反 應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中加熱120度5小時(shí)后以5度每小時(shí)的速率緩慢降至室溫、過濾、靜 置、析出紅色的目標(biāo)產(chǎn)物1并確定其晶體結(jié)構(gòu)圖。
[0010] 實(shí)施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法 取0. 02mmol的產(chǎn)品1作為催化劑加入到Immol苯甲醛、2mmol乙酰乙酸乙酯和I. 5mmol尿素的混合物中，在80攝氏度的的油浴鍋中加熱2小時(shí)，得到無色產(chǎn)品，最后用水和甲醇洗 劑純化得到目標(biāo)產(chǎn)品。最后選用不同的醛在相同的條件下催化得到系列的二氫嘧啶酮類化 合物。
【附圖說明】
[0011] 圖1、化合物DPE(1，2-二（吡啶-4-基）乙烯）的分子式。
[0012] 圖2、產(chǎn)品1的晶體結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 圖3、產(chǎn)品1的催化結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 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)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí) 施例。
[0015] 本發(fā)明提供了一種合成具有高效催化活性的金屬有機(jī)配位聚合物的合成方法，并 用來高效催化合成二氫嘧啶酮及其衍生物。本發(fā)明達(dá)到了減少催化劑的用量、縮短反應(yīng)時(shí) 間、簡化實(shí)驗(yàn)操作的綠色合成方法。
[0016] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體合成步驟如下。
[0017] 實(shí)施例一、產(chǎn)品1的合成 將 0? 035g的對(duì)甲苯磺酸（0? 2mmol)、0? 008g氫氧化鈉（0? 2mmol)、0? 036gDPE(0. 2mmol)和0.029g硝酸鈷（0.lmmol)溶于水（2mL)和甲醇（3mL)的混合溶液中。將反 應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中加熱120度5小時(shí)后以5度每小時(shí)的速率緩慢降至室溫、過濾、靜 置、析出紅色的目標(biāo)產(chǎn)物1并確定其晶體結(jié)構(gòu)圖。其中DPE的結(jié)構(gòu)式如圖1 ;所得產(chǎn)品1經(jīng) 單晶X-射線衍射分析確定其分子結(jié)構(gòu)如圖2。
[0018] 實(shí)施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法 取0. 02mmol的產(chǎn)品1作為催化劑加入到Immol苯甲醛、2mmol乙酰乙酸乙酯和I. 5mmol尿素的混合物中，在80攝氏度的的油浴鍋中加熱2小時(shí)，得到無色產(chǎn)品，最后用水和甲醇洗 劑純化得到目標(biāo)產(chǎn)品。最后選用不同的醛在相同的條件下催化得到系列的二氫嘧啶酮類化 合物。其中催化結(jié)果如圖3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含對(duì)甲苯磺酸及吡啶乙烯的金屬配位聚合物的合成及其高效催化合成二氫嘧 啶酮類化合物的合成方法，其特征在于合成步驟為： (1) 實(shí)施例一、配合物1的合成，將一定比例的對(duì)甲苯磺酸、氫氧化鈉、DPE(1，2-二 (吡啶-4-基）乙烯）和硝酸鈷溶于一定量的水和有機(jī)溶劑中；將反應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移到反應(yīng) 釜中加熱完成后緩慢降至室溫、過濾、靜置、析出紅色的目標(biāo)產(chǎn)物1并確定其晶體結(jié)構(gòu)圖； (2) 實(shí)施例二、催化合成二氫嘧啶酮類化合物的方法，其制備過程是以目標(biāo)產(chǎn)物1為 催化劑，取適量的產(chǎn)品1作為催化劑在適當(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，最后用水和有機(jī)溶劑洗劑純化得到純凈的產(chǎn)品； 反應(yīng)式為：式中=R1選自H、鹵素、硝基、氰基、三氟甲基、C ^C9的烷基或C ^C9的烷氧基；R2是C : 1Q 烷基、OR未取代的C3 s環(huán)烷基或單-、二-或三-取代的C 3 s環(huán)烷基，其中在環(huán)烷基上的 取代基獨(dú)立地的選自羥基、C1 8烷基、鹵代C i 8烷基、燒C i 8烷氧基或鹵代的C i 8烷氧基；R3、 心和R5每一個(gè)都獨(dú)立地選自氫、鹵素、鹵代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選自C1 7烷氧基、鹵代C1 7烷氧基或芳基出6和R7每一個(gè) 都獨(dú)立的選自氫或C1 :。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)甲苯磺酸、氫氧 化鈉、DPE(1，2-二（吡啶-4-基）乙烯）和硝酸鈷的比例為0? 1~3. 5 :0? 1~3. 5 :0? 1~3. 5 : 0? 1 ~3. 5〇3. 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氫嘧啶酮類化合物的方法， 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氫嘧啶酮類化合物的方法， 其特征在于所需要的反應(yīng)時(shí)間范圍從0. 4小時(shí)到168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氫嘧啶酮類化合物的方法， 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、三醇、四醇或多羥基醇、丙 酮、乙酸乙酯、二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、硝基甲烷、 四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、石油醚、苯、甲苯的單一溶劑或混合溶劑。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種合成含對(duì)甲苯磺酸及吡啶乙烯的金屬配位聚合物(Metal？coordination？polymers,MCPs)的合成方法并由單晶X-射線確定其晶體結(jié)構(gòu)。而且進(jìn)一步研究了其對(duì)二氫嘧啶酮類化合物的催化活性。采用簡便、易操作的方法催化合成了系列二氫嘧啶酮類化合物并且催化產(chǎn)率可高達(dá)97%。
【IPC分類】C07D239/22, B01J31/22, C07F15/06
【公開號(hào)】CN105218592
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510614653
【發(fā)明人】汪永濤, 王金華, 張鄂, 顏士臣, 湯桂梅, 丁兆云
【申請(qǐng)人】齊魯工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月24日