一鍋法合成3，4－二氫嘧啶－2(1H)－酮

魏振中，王紹輝，洪美玲

(淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000)

一鍋法合成3，4－二氫嘧啶－2(1H)－酮

魏振中，王紹輝，洪美玲

(淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000)

苦味酸催化下，芳香醛、β－酮酸酯、脲或硫脲(物質(zhì)的量比1∶1∶1.15)在水中環(huán)化縮合，合成3，4－二氫嘧啶－2－酮及其衍生物.反應(yīng)時間2～3 h，產(chǎn)率75% ～98%.

Biginelli反應(yīng);3，4－二氫嘧啶－2－酮;苦味酸

1893年Biginelli首次報(bào)道乙酰乙酸乙酯、芳香醛和脲在濃鹽酸催化下于乙醇中加熱回流18 h，得到3，4－二氫嘧啶－2－酮類化合物，這一合成法稱為Biginelli反應(yīng).3，4－二氫嘧啶－2－酮具有廣泛的生物活性和藥理活性[1]，目前合成該類化合物有很多改進(jìn)的方法.常見的催化劑有:酒石酸[2]、超分子[3－4]、室溫離子液體[5－7]、硝酸鉍[8]、硝酸鈰銨[9]、三氯化鐵[10]、磷酸二氫鉀[11]、三聚磺酸[12]、硼酸[13]、三溴化銦[14]、苯硼酸[15]等，并且微波輻射[16－18]、超聲波技術(shù)[19]等都已應(yīng)用于該反應(yīng).這些方法大大改進(jìn)原始Biginelli反應(yīng)中存在的不足，縮短反應(yīng)時間，提高反應(yīng)效率，大大增加反應(yīng)產(chǎn)率.但是這些方法還存在著它的不足之處:如操作麻煩、催化劑價格昂貴、污染環(huán)境、微波輻射耗能大，且不能用于大量的工業(yè)化生產(chǎn)等.因此研究新的方法或?qū)ふ倚碌拇呋瘎﹣砀倪M(jìn)Biginelli反應(yīng)十分的有必要.

研究發(fā)現(xiàn)在水為溶劑的條件下，用少量苦味酸為催化劑可以高效、快速地催化Biginelli反應(yīng)，大大縮短反應(yīng)時間，提高反應(yīng)效率、操作簡便，適合工業(yè)化.反應(yīng)合成路線如下:

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

WPS－1型數(shù)字熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未校正);Bruker核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo)，400 Hz);PE－2400型元素自動分析儀;TLC進(jìn)行跟蹤反應(yīng)，薄層層析硅膠(青島海洋化工有限公司GF254);所用試劑均為AR級，水為二次蒸餾水.

1.2 3,4-二氫嘧啶-2(1H)酮合成步驟

1.2.1 化合物4b的合成

在25 mL的圓底燒瓶中，加入尿素0.480 g，(8.0 mmol)、乙酰乙酸乙酯0.975 g，(7.5 mmol)、苯甲醛0.795 g(7.5 mmol)、苦味酸0.1 g和水15 mL，加熱回流，1 h后有沉淀產(chǎn)生，2 h后反應(yīng)完全.冷卻至0℃，靜置過夜后抽濾，濾餅干燥得4b.

用上述合成方法換用不同的R1和脲(X=O或X=S)分別進(jìn)行加熱反應(yīng)，可得到一系列產(chǎn)物.將不同R1和脲(X=O或X=S)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)附于表1中，部分化合物的表征數(shù)據(jù)如下.

表1 3，4－二氫嘧啶－2－酮及其衍生物的產(chǎn)率和熔點(diǎn)Table 1 Yield and melting point of 3，4－Dihydropyrim idine－2－Ones and their derivatives

4a:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:9.33(s，1H)，7.91(s，1H)，7.31～7.57(m，5H)，5.38(d，J= 6.4 Hz，1H)，4.07(q，J=6.0 Hz，2H)，2.37(s，3H)，1.16(t，J=6.0 Hz，3H).Anal.calcd for C14H16N2O3: C 64.60，H 6.20，N 10.76，O 18.44;found C 64.37，H 6.42，N 10.71，O 18.52.

4b:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:10.53(s，1H)，9.42(s，1H)，7.31～7.82(m，5H)，5.44(d，J= 4.0 Hz，1H)，4.28(q，J=6.8 Hz，2H)，2.48(s，3H)，1.19(t，J=6.8 Hz，3H)Anal.calcd for C14H16N2O2S: C 60.85，H 5.84，N 10.14，O 11.58，S 11.60;found C 60.60，H 5.80，N 10.17，O 18.81，S 11.60.

4c:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:9.40(s，1H)，8.94(s，1H)，7.62(s，1H)，7.01－6.62(m，4H)，5.24 (d，J=3.2 Hz，1H)，4.03(q，J=8.0 Hz，2H)，2.26(s，3H)，1.10(t，J=8.0 Hz，3H).Anal.calcd for C14H16N2O4:C 60.86，H 5.84，N 10.14，O 23.16;found C 60.53，H 5.80，N 10.17，O 23.50.

4d:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:10.13(s，1H)，9.33(s，1H)，7.65(s，1H)，7.21－6.70(m，4H)，5.33(d，J=8.0 Hz，1H)，4.05(q，J=7.6 Hz，2H)，2.27(s，3H)，1.14(t，J=7.6 Hz，3H).Anal.calcd for C14H16N2O3S:C 57.52，H 5.52，N 9.58，O 16.42，S 10.97;found C 57.40，H 5.40，N 9.54，O 16.68，S 10.99.

4e:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:9.67(s，1H)，9.21(s，1H)，8.76(s，1H)，7.05－6.55(m，4H)，5.16 (d，J=6.0 Hz，1H)，4.05(q，J=7.2 Hz，2H)，2.12(s，3H)，1.07(t，J=7.2 Hz，3H).Anal.calcd for C14H16N2O4:C 60.86，H 5.84，N 10.14，O 23.16;found C 60.82，H 6.00，N 10.05，O 23.53.

4f:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:10.27(s，1H)，9.53(s，1H)，9.44(s，1H)，6.80－7.00(m，4H)，5.03(d，J=6.4 Hz，1H)，4.02(q，J=8.0 Hz，2H)，2.26(s，3H)，1.13(t，J=8.0 Hz，3H).Anal.calcd for C14H16N2O3S:C 57.52，H 5.52，N 9.58，O 16.42，S 10.97;found C 57.50，H 5.50，N 9.47，O 16.59，S 10.85.

4g:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:9.54(s，1H)，7.83(s，1H)，6.76～7.15(m，4H)，5.31(d，J= 8.0 Hz，1H)，4.04(q，J=6.0 Hz，2H)，2.98(s，6H)，2.36(s，3H)，1.15(t，J=6.0 Hz，3H).Anal.calcd for C16H21N3O3:C 63.35，H 6.98，N 13.85，O 15.82;found C 64.00，H 6.90，N 13.67，O 15.45.

4h:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:10.14(s，1H)，8.24(s，1H)，6.70～7.20(m，4H)，5.15(d，J= 6.0 Hz，1H)，3.97(q，J=7.2 Hz，2H)，2.98(s，6H)，2.29(s，3H)，1.13(t，J=7.2 Hz，3H).Anal.calcd for C16H21N3O2S:C 60.16，H 6.63，N 13.16，O 10.02，S 10.04;found C 60.12，H 6.53，N 13.17，O 10.00，S 10.09.

4i:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:9.45(s，1H)，8.15(s，1H)，6.69～7.10(m，4H)，5.30(d，J= 5.2 Hz，1H)，4.04(q，J=8.0 Hz，2H)，3.98(s，3H)，2.30(s，3H)，1.17(t，J=8.0 Hz，3H).Anal.calcd forC15H18N2O4:C 62.06，H 6.25，N 9.65，O 22.04;found C 61.92，H 6.27，N 9.56，O 22.15.

4j:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:10.44(s，1H)，9.69(s，1H)，6.78～7.43(m，4H)，5.44(d，J= 4.4 Hz，1H)，4.08(q，J=6.0 Hz，2H)，3.91(s，3H)，2.42(s，3H)，1.17(t，J=6.0 Hz，3H).Anal.calcd for C15H18N2O3S:C 58.80，H 5.92，N 9.14，O 15.67，S 10.47;found C 58.81，H 5.98，N 9.07，O 15.65，S 10.49.

4k:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:9.75(s，1H)，7.87～8.40(m，4H)，8.05(s，1H)，5.51(d，J= 4.0 Hz，1H)，4.13(q，J=5.6 Hz，2H)，2.43(s，3H)，1.23(t，J=5.6 Hz，3H).Anal.calcd for C14H15N3O5: C 55.08，H 4.95，N 13.76，O 26.20;found C 55.10，H 5.00，N 13.79，O 26.26.

4l:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:9.53(s，1H)，8.55(s，1H)，7.27～7.40(m，4H)，5.41(d，J= 6.0 Hz，1H)，4.12(q，J=7.6 Hz，2H)，2.30(s，3H)，1.53(t，J=7.6 Hz，3H).Anal.calcd for C14H15ClN2O3: C 57.05，H 5.13，Cl 12.03，N 9.50，O 16.29;found C 57.03，H 5.15，Cl 12.05，N 9.51，O 16.26.

4m:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:10.35(s，1H)，9.65(s，1H)，7.79～8.13(m，4H)，5.35(d，J= 4.0 Hz，1H)，4.07(q，J=7.2 Hz，2H)，2.29(s，3H)，1.09(t，J=7.2 Hz，3H).Anal.calcd for C14H15ClN2O2S: C 54.10，H 4.86，Cl 11.41，N 9.01，O 10.30，S 10.32;found C 54.08，H 4.85，Cl 11.40，N 9.02，O 10.31，S 10.34.

4n:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:8.53(s，1H)，8.26(s，1H)，6.97～7.37(m，4H)，5.97(d，J= 4.0 Hz，1H)，3.95(s，3H)，3.37(s，3H)，2.40(s，3H).Anal.calcd for C14H16N2O3:C 64.60，H 6.20，N 10.76，O 18.44;found C 64.64，H 6.18，N 10.77，O 18.41.

4o:1H NMR(DMSO－d6，400 MHz)δ:8.33(s，1H)，8.05(s，1H)，7.03～7.67(m，5H)，5.83(d，J= 3.6 Hz，1H)，3.49(s，3H)，2.37(s，3H).Anal.calcd for C13H14N2O2:C 67.81，H 6.13，N 12.17，O 13.90;found C 67.80，H 6.14，N 12.19，O 13.88.

2 結(jié)論

對原始的Biginelli合成法進(jìn)行簡單的改進(jìn)，尋找得到一種簡單易行的合成3，4－二氫嘧啶－2－酮及其衍生物的方法，具有良好的應(yīng)用前景.

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Abstract:3，4－dihydropyrimidine－2(1H)－Ones and their derivatives were synthesized in high yields by onepot three component beginelli reactions of aldehydes，β－dicarbonyl compounds，urea or thiourea catalytic by picric acid.The reaction time need 2－3 h，The final yield was 75% －98%.

Key words:Biginelli reaction;3，4－dihydropyrimidine－2(1H)－Ones;picric acid

One－Pot Synthesis of 3，4－Dihydropyrim idine－2(1H)－Ones

WEIZhen-zhong，WANG Shao-hui，HONG Mei-ling
(School of Chemistry and Materials Science，Huaibei Normal University，235000，Huaibei，Anhui，China)

O 626.4

A

2095－0691(2012)03－0046－04

2012－04－05

中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(PCOM201105);安徽省含能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目(KLEM2009009)

魏振中(1979－ )，男，安徽巢湖人，碩士，講師，主要從事藥物合成研究.