醇介質(zhì)中超聲波促進一鍋法合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物

金士波，李敬芬，孟 躍

(湖州師范學(xué)院，浙江湖州 313000)

·開發(fā)與研究·

醇介質(zhì)中超聲波促進一鍋法合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物

金士波，李敬芬，孟 躍

(湖州師范學(xué)院，浙江湖州 313000)

在超聲波輻射下，以無水乙醇為溶劑，苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸為試劑，合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物，并利用正交設(shè)計法探索最佳反應(yīng)條件。

吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物;超聲波輻射;一鍋法;合成

吡喃并嘧啶衍生物具有抗菌、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛、抗真菌、抗微生物和抗血小板凝聚等生物活性，被廣泛用于醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域。綜上所述，吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物具有廣闊的應(yīng)用前景。

吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物經(jīng)典合成法一般均是先由芳醛與丙二腈反應(yīng)生成芳亞甲基丙二腈，然后將芳亞甲基丙二腈與巴比妥酸反應(yīng)分步制得。盡管有人分別在微波輻照和離子液體中進行反應(yīng)，縮短了反應(yīng)時間和提高收率，但由于是分步反應(yīng)，操作仍較繁瑣。多組分一鍋法反應(yīng)具有條件溫和、操作簡便、產(chǎn)率高等優(yōu)點。近年來，水介質(zhì)中的多組分一鍋法合成有了迅速發(fā)展，使很多生物活性物質(zhì)均可以在水相中一鍋法合成［1］。Jin等［2］在超聲波輻射下通過芳香醛、丙二腈和巴比妥酸的一鍋法反應(yīng)合成吡喃并嘧啶衍生物，反應(yīng)時間1～3 h，收率62%～87%。本文擬利用超聲波輻射，在醇相中不用催化劑，由苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸的三組分一鍋法反應(yīng)，高收率合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

1730型紅外分光光度儀(美國PerkinElmer); KQ-5200DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);BS124S型電子天平(北京塞多利斯科學(xué)儀器有限公司);WRS-1A數(shù)字熔點儀;玻璃儀器氣流烘干器(凱鵬實驗儀器有限公司);電爐(浙江上虞市通州實驗儀器廠);所用試劑苯甲醛、丙二腈、巴比妥酸和無水乙醇均為化學(xué)純。

1.2 合成方法

在超聲波輻射下，以無水乙醇為溶劑，苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸為試劑，合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物。反應(yīng)方程式可表示為：

將0.05 mmol芳香醛(1)、0.05 mmol丙二腈(2)、0.05 mmol巴比妥酸(3)和10 mL無水乙醇加入錐形瓶，搖勻后放入超聲波清洗器中反應(yīng)1～2 h。反應(yīng)完畢后，放置過夜，然后將反應(yīng)液加熱到溫度90℃，抽濾，濾餅用90℃熱水和冷的乙醇各洗滌3次以除去未反應(yīng)物，粗產(chǎn)物用95%乙醇重結(jié)晶即能得到純的吡喃并嘧啶衍生物，計算產(chǎn)物。并以紅外光譜分析吸收峰。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 正交設(shè)計實驗

正交試驗采用L9(34)表，因素安排為超聲反應(yīng)時間(A)，min;反應(yīng)溫度(B)，℃;超聲波功率(C)，W。以產(chǎn)率(%)為指標進行試驗，結(jié)果如表1所示。

表1可見，實驗影響因素依次為：C＞B＞A，并且可知最佳反應(yīng)條件為：超聲反應(yīng)時間30 min，反應(yīng)溫度60℃，超聲波功率90 W。

2.2 優(yōu)化條件下的重復(fù)實驗結(jié)果

在正交設(shè)計所得的最佳條件下進行重復(fù)實驗，結(jié)果如表2所示。

表1 L9(34)正交試驗安排及試驗結(jié)果

表2 正交設(shè)計最佳反應(yīng)條件下重復(fù)實驗結(jié)果

由表2可以看出，最佳條件下的平均產(chǎn)量為95.34%。

2.3 產(chǎn)物的表征

2.3.1 產(chǎn)物有關(guān)物理性質(zhì)的測定

通過WRS-1A數(shù)字熔點儀，測得本試驗合成的吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的相關(guān)物理性質(zhì)，結(jié)果如表3所示。幾組試驗合成的吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的顏色基本相同，結(jié)晶形狀都為粉末狀，與目標產(chǎn)物基本吻合。

2.3.2 超聲波合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的紅外光譜分析

表3 合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的性質(zhì)

紅外光譜分析結(jié)果如圖1所示。

在紅外光譜中，在3 447～3 169 cm-1范圍內(nèi)均出現(xiàn)產(chǎn)物分子中氨基( NH2)的伸縮振動吸收峰;在2 220～2 185 cm-1范圍內(nèi)均出現(xiàn)產(chǎn)物分子中氰基(CN)的伸縮振動吸收峰;在1 744～1 621 cm-1范圍內(nèi)均出現(xiàn)產(chǎn)物分子中羰基(C═O)的伸縮振動吸收峰。在氫譜中，在δ 4.19～4.58范圍內(nèi)均出現(xiàn)和芳基相連的次甲基的吸收峰，化合物的其它數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)相吻合。通過以上分析初步確定該物質(zhì)為目標產(chǎn)物。

3 結(jié)論

在醇相中超聲輻射下，通過苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸的三組分一鍋反應(yīng)，合成了一系列吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物，都能在無催化劑下順利進行，取得了很好的收率。該反應(yīng)的反應(yīng)條件溫和，而且在醇介質(zhì)中實現(xiàn)三組分一步反應(yīng)，不需要分離中間產(chǎn)物，減少對環(huán)境的污染，為該類化合物提供一種綠色的合成方法。

［1］ 程青芳，許興友，王啟發(fā)，等.水介質(zhì)中微波促進一鍋法合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物［J］.應(yīng)用化學(xué)，2010，27(6)：673-676.

［2］ Jin T S，Liu L B，Zhao Y，Li T S.J Chem ResrJ1，2005，(3)：162.

［3］ 程青芳，許興友，阮明杰，等.超聲輻射下水介質(zhì)中三組分一鍋合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物［J］.有機化學(xué)，2009，29(7)：1138-1141.

Synthesis of Pyranoid and［2，3-d］Pyrimidine Derivatives by One-pot Method at Alcohol Medium with Ultraosonic Promoting

JIN Shi-bo，LI Jing-fen，MENG-Yue
(Huzhou Teachers College，Huzhou 313000，China)

In ultrasonic radiation，with anhydrous alcohol as solvent，benzaldehyde，propylene nitriles and benzodiazepines acid as reagent，synthetic of pyrano［2，3-d］pyrimidine derivatives，using the orthogonal design method to explore the best reaction conditions.

pyrano［2，3-d］pyrimidine derivatives;ultrasonic wave radiation;One-Pot Synthesis

TQ463.5，TQ465.91

A

1003-3467(2012)17-0032-03

2012-06-15

2011年浙江省新世紀高等教育教學(xué)改革項目(zc2011081);湖州師范學(xué)院高等教育研究項目(GJC10009)

金士波(1989-)，男，本科學(xué)生;聯(lián)系人：李敬芬(1964-)，女，教授，從事有機合成和天然產(chǎn)物提取及修飾工作，電話：15268297368。