醇介质中超声波促进一锅法合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物

2012-09-26金士波李敬芬

河南化工 2012年17期

关键词：吡喃嘧啶无水乙醇

金士波，李敬芬，孟跃

(湖州师范学院，浙江湖州 313000)

·开发与研究·

醇介质中超声波促进一锅法合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物

金士波，李敬芬，孟跃

(湖州师范学院，浙江湖州 313000)

在超声波辐射下，以无水乙醇为溶剂，苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸为试剂，合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物，并利用正交设计法探索最佳反应条件。

吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物;超声波辐射;一锅法;合成

吡喃并嘧啶衍生物具有抗菌、抗肿瘤、镇痛、抗真菌、抗微生物和抗血小板凝聚等生物活性，被广泛用于医药和农药等领域。综上所述，吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物具有广阔的应用前景。

吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物经典合成法一般均是先由芳醛与丙二腈反应生成芳亚甲基丙二腈，然后将芳亚甲基丙二腈与巴比妥酸反应分步制得。尽管有人分别在微波辐照和离子液体中进行反应，缩短了反应时间和提高收率，但由于是分步反应，操作仍较繁琐。多组分一锅法反应具有条件温和、操作简便、产率高等优点。近年来，水介质中的多组分一锅法合成有了迅速发展，使很多生物活性物质均可以在水相中一锅法合成［1］。Jin等［2］在超声波辐射下通过芳香醛、丙二腈和巴比妥酸的一锅法反应合成吡喃并嘧啶衍生物，反应时间1～3 h，收率62%～87%。本文拟利用超声波辐射，在醇相中不用催化剂，由苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸的三组分一锅法反应，高收率合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1730型红外分光光度仪(美国PerkinElmer); KQ-5200DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);BS124S型电子天平(北京塞多利斯科学仪器有限公司);WRS-1A数字熔点仪;玻璃仪器气流烘干器(凯鹏实验仪器有限公司);电炉(浙江上虞市通州实验仪器厂);所用试剂苯甲醛、丙二腈、巴比妥酸和无水乙醇均为化学纯。

1.2 合成方法

在超声波辐射下，以无水乙醇为溶剂，苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸为试剂，合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物。反应方程式可表示为：

将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无水乙醇加入锥形瓶，摇匀后放入超声波清洗器中反应1～2 h。反应完毕后，放置过夜，然后将反应液加热到温度90℃，抽滤，滤饼用90℃热水和冷的乙醇各洗涤3次以除去未反应物，粗产物用95%乙醇重结晶即能得到纯的吡喃并嘧啶衍生物，计算产物。并以红外光谱分析吸收峰。

2 实验结果与讨论

2.1 正交设计实验

正交试验采用L9(34)表，因素安排为超声反应时间(A)，min;反应温度(B)，℃;超声波功率(C)，W。以产率(%)为指标进行试验，结果如表1所示。

表1可见，实验影响因素依次为：C＞B＞A，并且可知最佳反应条件为：超声反应时间30 min，反应温度60℃，超声波功率90 W。

2.2 优化条件下的重复实验结果

在正交设计所得的最佳条件下进行重复实验，结果如表2所示。

表1 L9(34)正交试验安排及试验结果

表2 正交设计最佳反应条件下重复实验结果

由表2可以看出，最佳条件下的平均产量为95.34%。

2.3 产物的表征

2.3.1 产物有关物理性质的测定

通过WRS-1A数字熔点仪，测得本试验合成的吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的相关物理性质，结果如表3所示。几组试验合成的吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的颜色基本相同，结晶形状都为粉末状，与目标产物基本吻合。

2.3.2 超声波合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的红外光谱分析

表3 合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物的性质

红外光谱分析结果如图1所示。

在红外光谱中，在3 447～3 169 cm-1范围内均出现产物分子中氨基( NH2)的伸缩振动吸收峰;在2 220～2 185 cm-1范围内均出现产物分子中氰基(CN)的伸缩振动吸收峰;在1 744～1 621 cm-1范围内均出现产物分子中羰基(C═O)的伸缩振动吸收峰。在氢谱中，在δ 4.19～4.58范围内均出现和芳基相连的次甲基的吸收峰，化合物的其它数据和结构相吻合。通过以上分析初步确定该物质为目标产物。

3 结论

在醇相中超声辐射下，通过苯甲醛、丙二腈和巴比妥酸的三组分一锅反应，合成了一系列吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物，都能在无催化剂下顺利进行，取得了很好的收率。该反应的反应条件温和，而且在醇介质中实现三组分一步反应，不需要分离中间产物，减少对环境的污染，为该类化合物提供一种绿色的合成方法。

［1］程青芳，许兴友，王启发，等.水介质中微波促进一锅法合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物［J］.应用化学，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，许兴友，阮明杰，等.超声辐射下水介质中三组分一锅合成吡喃并［2，3-d］嘧啶衍生物［J］.有机化学，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