3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物的合成

李公春，侯旭鋒，劉文靜

(許昌學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院；化學(xué)生物傳感與檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 許昌 461000)

二氫嘧啶酮類化合物具有重要的藥理活性，如用作鈣拮抗劑、降壓劑、抗過(guò)敏劑等；還可以作為研制抗癌藥物的先導(dǎo)物[1].從海洋生物中分離得到一些具有生物活性的生物堿也含有二氫嘧啶母核.因此，這類化合物的合成引起了人們的極大興趣.1893年Biginelli利用芳香醛、乙酰乙酸乙酯、尿素在鹽酸催化下首次合成了這類化合物，這一合成方法稱為Biginelli反應(yīng)[2].Kappe[3]和路軍[4]對(duì)3, 4-二氫嘧啶-2-酮類化合物的研究進(jìn)行了綜述.人們對(duì)Biginelli反應(yīng)做了大量研究[5-10]，但一些改進(jìn)方法，存在如反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、收率較低、后處理困難、操作麻煩等缺點(diǎn)，致使應(yīng)用受到一定限制.因此，有必要探索3, 4-二氫嘧啶-2-酮類衍生物的合成.本文以無(wú)水乙醇作為溶劑，以氨基磺酸為催化劑，利用芳香醛、乙酰乙酸乙酯、硫脲或脲進(jìn)行一鍋煮的三組分反應(yīng)，合成了10個(gè)3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 反應(yīng)式

采用無(wú)水乙醇作溶劑，氨基磺酸作為催化劑，由芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲(硫脲)合成了10個(gè)3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物，反應(yīng)式如圖1所示.

圖1 合成3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物的反應(yīng)式

1.2 儀器和試劑

FTIR-650傅里葉變換紅外光譜儀，天津市港東科技發(fā)展股份有限公司；LT1021E型電子天平，常熟市天量?jī)x器有限公司；202-3AR型電熱恒溫干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；CL恒溫加熱磁力攪拌器，上海豫康科技儀器設(shè)備有限公司；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵，鞏義市予華儀器有限公司.

氨基磺酸，硫脲，脲，乙酰乙酸乙酯，無(wú)水乙醇，苯甲醛，對(duì)溴苯甲醛，對(duì)氯苯甲醛，4-羥基苯甲醛，對(duì)二甲氨基苯甲醛，2, 3-二氯苯甲醛均為分析純.

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

向50 mL圓底燒瓶中先后加入10 mmol(取代)芳香醛、12 mmol乙酰乙酸乙酯、15 mmol脲(或硫脲)、0.3 g氨基磺酸和10 mL無(wú)水乙醇，在磁力攪拌器下回流反應(yīng)3 h，停止加熱，關(guān)閉冷凝水.待冷卻至室溫，放入冰水中至固體完全析出，抽濾，用少量乙醇洗滌，抽干后固體轉(zhuǎn)移至表面皿中，在干燥箱中干燥，得到3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物，分別記作a～j.

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)物性狀、產(chǎn)率和紅外數(shù)據(jù)

采用溴化鉀壓片法，通過(guò)傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)定產(chǎn)物紅外吸收光譜，產(chǎn)物性狀、產(chǎn)率和紅外數(shù)據(jù)結(jié)果如圖2所示.

圖2 5-乙氧酰基-4-(對(duì)溴)苯基-6-甲基-3,4-二氫嘧啶-2-硫酮的紅外譜圖

5-乙氧?；?4-苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(a)：黃色粉末狀固體，產(chǎn)率48.73%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 653.20，3 327.87，3 174.26，3 102.90，2 977.55，1 670.28，1 575.56，1 461.78，1 282.43，1 195.65，1 170.58，1 112.73，1 022.09，763.67，688.46 cm-1.

5-乙氧?；?4-(4-羥基)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(b)：為白色粉末固體，產(chǎn)率為45.34%，化合物的IR圖譜主要吸收峰分別為：3 500.17，3 184.21，3 010.34，2 981.41，1 665.70，1 654.10，1 570.29，1 513.85，1 455.99，1 647.84，1 192.80，1 171.90，1 122.37，1 091.25，808.03 cm-1.

5-乙氧酰基-4-(對(duì)溴)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(c)：為白色粉末狀固體，產(chǎn)率為25.5%，化合物的IR圖譜主要吸收峰如下：3 326.91，3 174.59，3 102.90，2 977.55，1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43，1 278.57，1 197.64，1 176.55，1 121.67，1 006.66，798.39，748.25，599.75，559.26 cm-1.化合物(c)的IR圖譜主要吸收峰的解析如下：3 326.91，3 174.59 cm-1：N-H伸縮振動(dòng)；3 102.90，2 977.55 cm-1：C-H伸縮振動(dòng)；1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43 cm-1：苯環(huán)骨架的伸縮振動(dòng)；1 278.57，1 197.64，1 176.55 cm-1：C-O-C伸縮振動(dòng)；1 121.67 cm-1：C-N伸縮振動(dòng)；1 006.66 cm-1：C=S伸縮振動(dòng)；798.39 cm-1：苯環(huán)上的1, 4二取代；599.75，559.26 cm-1：C-Br伸縮振動(dòng).

5-乙氧酰基-4-(對(duì)氯)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(d)：白色粉末狀固體，產(chǎn)率40.89%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 327.63，3 174.41，3 103.81，2 983.57，1 672.10，1 654.98，1 573.43，1 560.30，1 489.05，1 465.77，1 335.01，1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43，1 281.85，1 120.60，1 197.83，1 178.16，808.03，742.46 cm-1.

5-乙氧?；?4-苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(e)：白色粉末狀固體，產(chǎn)率60.89%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 245.12，3 116.42， 2 977.55，2 373.94，2 335.37，1 775.20，1 701.98，1 648.10，1 465.63，1 413.57，1 311.36，1 284.36，1 221.57，1 018.23，1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43，784.89，700.03 cm-1.

5-乙氧?；?4-(2, 3-二氯)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(f)：白色粉末狀固體，產(chǎn)率30.89%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 377.28，3 276.98，3 188.11，1 716.34，1 658.48，1 590.99，1 465.83，1 319.07，1 193.72，1 097.30，1 002.80，779.10，721.25 cm-1.

5-乙氧?；?4-(2, 3-二氯)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(g)：白色粉末狀固體，產(chǎn)率39.04%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 313.47，3 245.78，3 112.55，2 992.98，2 925.48，2 832.92，1 717.45，1 702.51，1 653.66，1 637.81，1 560.13，1 446.35，1 413.57，1 284.36，1 220.72，1 193.72，1 089.58，1 037.52，1 037.52，777.17，688.46 cm-1.

5-乙氧?；?4-(對(duì)二甲氨基)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(h)：褐色粉末狀固體，產(chǎn)率37.58%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 327.94，3 294.60，3 176.63，2 992.98，2 805.92，2 732.64，1 662.66，1 611.30，1 574.15，1 524.77，1 474.01，1 391.50，1 370.80，1 332.61，1 164.25，1 286.71，1 124.84，1 027.87，815.74，725.10 cm-1.

5-乙氧?；?4-(對(duì)二甲氨基)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(i)：綠色粉末狀固體，產(chǎn)率33.99%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 244.49，3 116.15，1 723.28，1 700.28，1 485.27，1 459.35，1 321.00，1 289.87，1 648.59，1 221.65，1 008.75，780.43， 482.12 cm-1.

5-乙氧?；?4-(對(duì)溴)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(j)：白色粉末狀固體，產(chǎn)率50.31%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 243.76，3 116.32，2 987.20，2 937.06，1 733.24，1 708.24，1 485.28，1 459.32，1 419.35，1 367.28，1 648.57，1 221.70，1 088.82，1 168.65，780.41，480.19 cm-1.

2.2 反應(yīng)條件

以10 mL無(wú)水乙醇為溶劑，0.3 g氨基磺酸為催化劑，以10 mmol芳香醛、12 mmol乙酰乙酸乙酯以及15 mmol脲(硫脲)為原料進(jìn)行三組分反應(yīng)，回流反應(yīng)3 h，發(fā)生Biginelli縮合反應(yīng)，冷卻后抽濾，得到10個(gè)3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物.在設(shè)計(jì)反應(yīng)的過(guò)程中，芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲(硫脲)三種原料的物質(zhì)的量比為1：1.2：1.5，主要是考慮芳香醛的價(jià)格最高，乙酰乙酸乙酯的價(jià)格次之，脲(硫脲)的價(jià)格便宜，反應(yīng)都能夠得到較好的產(chǎn)率.

3 結(jié)論

以無(wú)水乙醇為溶劑，氨基磺酸為催化劑，以芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲(硫脲)為原料進(jìn)行三組分反應(yīng)，通過(guò)Biginelli反應(yīng)合成了10個(gè)3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物.該方法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、污染少、環(huán)境友好等特點(diǎn).