两相法合成4苯基6甲基5乙氧羰基3,4二氢嘧啶2(H)

两相法合成4苯基6甲基5乙氧羰基3,4二氢嘧啶2(H)（共3篇）

篇1：两相法合成4苯基6甲基5乙氧羰基3,4二氢嘧啶2(H)

两相法合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮

研究水作溶剂,三氯乙酸催化苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、尿素在两相中缩合生成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮.最优工艺:n(苯甲醛25 mmol):n(乙酰乙酸乙酯):n(尿素):1.0:1.5:1.6,三氯乙酸3.0 g,水7 mL,无水乙醇3 mL,反应温度60℃,反应时间4 h,在此条件下产物的收率为91.6%.溶剂可重复使用.

作 者：丁欣宇 华平施磊 殷洁 DING Xin-yu HUA Ping SHI Lei YIN Jie 作者单位：南通大学化学化工学院,江苏,南通,226007刊 名：化学世界 PKU英文刊名：CHEMICAL WORLD年，卷(期)：49(8)分类号：O626.41关键词：Biginelli反应 3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮 两相法 三氯乙酸 合成

篇2：两相法合成4苯基6甲基5乙氧羰基3,4二氢嘧啶2(H)

本文研究采用SO42-/ ZrO2- SiO2固体超强酸作催化剂,用乙酰丙酮代替乙酰乙酸乙酯,合成了5 - 乙酰基- 6 - 甲基- 4 - 苯基- 3,4 - 二氢嘧啶- 2 - 酮,实验效果比较理想。

1 实验部分

1. 1 仪器与试剂

仪器: X -4 显微熔点仪( 控温型,温度计未校正) ,河南省巩义市英峪予华仪器厂; JJ - 1 型定时电磁搅拌器; ZNHW型电热套; RE - 201D旋转蒸发仪,巩义市瑞德仪器设备有限公司; XMTD -8222 型真空干燥箱; PL303 电子天平,梅特勒- 托利多仪器( 上海) 仪器公司; FTIR 650 红外光谱仪,天津港东科技发展有限公司; 标准磨口有机制备仪。

试剂: 尿素、苯甲醛、无水乙醇、石油醚、二氧化硅、浓氨水、氧氯化锆、硫酸等试剂均为分析纯,未处理直接使用; 乙酰丙酮重蒸后使用; SO42-/ ZrO2- SiO2固体超强酸为自制。

1. 2 实验方法

1. 2. 1 固体超强酸SO42-/ZrO2-SiO2的制备[15]

量取9. 0 mL的水,称取9. 014 g的二氧化硅配成质量分数为40%的硅溶液,无凝胶现象出现,用硫酸处理硅溶液,使其pH < 7,且无凝胶现象出现,称取2. 905 g的氧氯化锆,量取13. 0 mL的水配制质量分数为10% 的氧氯化锆溶液,将处理过的硅溶液与氧氯化锆溶液混合均匀,滴加浓氨水,使混合溶液的pH≈7,对混合溶液进行老化处理0. 5 h,并且温度控制在70 ℃ 左右,然后进行抽滤,并用蒸馏水多次洗涤沉淀混合物, 直至没有氯离子残留( 5% AgNO3检验) ,将所得固体在110 ℃ 温度下干燥过夜,制得催化剂前驱体Zn( OH)4- Si( OH)4,将前驱体用10 mL/g的硫酸溶液浸渍0. 5 h,抽滤后,干燥2 ~ 4 h,在550 ℃ 下焙烧3 h,可得到产物固体超强酸SO42-/ ZrO2- SiO2,置于干燥器中备用。

1. 2. 2 4 - 苯基- 6 - 甲基- 5 - 乙酰基- 3,4 - 二氢嘧啶- 2 - 酮的制备

在洁净干燥的100 mL三颈瓶中依次加入苯甲醛2. 04 mL、 乙酰丙酮2. 46 mL、尿素1. 805 g ( 原料物质的量之比为1∶ 1. 2∶1. 5)[16]、固体超强酸催化剂SO42-/ ZrO2- SiO20. 132 g、 无水乙醇20. 0 mL,在磁力搅拌的条件下,缓慢升温至有回流出现,反应3 h后,停止反应,趁热抽滤除去催化剂,滤液冷却析出固体,再过滤除去乙醇,用石油醚洗涤滤饼两次,所得粗产物用无水乙醇重结晶,在真空干燥箱干燥24 h,得到淡黄色固体3. 4 g,产率73. 9%。测得产物的熔点为235 ~ 237 ℃ ( 文献值234 ~236 ℃) 。

2 结果与讨论

2. 1 产物红外谱图分析

产品红外谱图( KBr压片法) 见图1。

从图1 中可以看出: 3 284. 30 cm- 1,3 258. 35 cm- 1为N - H伸缩振动吸收峰; 1 702. 61 cm- 1为酮羰基吸收峰; 1675. 91 cm- 1为环上酰胺羰基吸收峰; 1 611. 85 cm- 1,1 455. 99 cm- 1为苯环骨架吸收峰,可以与765. 60 cm- 1,703. 89 cm- 1单取代苯C - H面外弯曲振动吸收峰相互印证。谱图显示的主要基团的吸收峰数据,结合熔点数据可知产品即为目标化合物5 - 乙酰基-6 - 甲基-4 - 苯基-3,4 - 二氢嘧啶-2 - 酮。

2. 2 反应机理

用固体超强酸SO42-/ ZrO2- SiO2作催化剂,无水乙醇作溶剂,在加热搅拌回流条件下反应3 h,制得5 - 乙酰基-6 - 甲基-4 - 苯基- 3,4 - 二氢嘧啶- 2 - 酮。可能的反应机理是: 首先是苯甲醛和尿素在超强酸的催化下,进行缩合反应,形成1 -[羟基( 苯基) 甲基]脲,在无水乙醇溶液中该化合物脱水可转变为高反应活性的酰基亚胺正离子中间体,此高活性中间体再与乙酰丙酮发生缩合反应得到一个开链的酰基脲,分子内环化、脱水得到产物,反应机理如图2 所示。

3 结论

采用固体超强酸SO42-/ ZrO2- SiO2作催化剂,无水乙醇作溶剂,苯甲醛、乙酰丙酮和尿素在加热搅拌条件下回流反应3 h,产率73. 9% ,与传统Biginelli缩合反应相比,产率有所提高,反应时间较短,后处理方便,并且本文尝试采用自制的固体超强酸作催化剂,实验取得成功,该方法的使用为3,4 - 二氢嘧啶-2 - 酮衍生物的制备提供了一条有效的合成方法。

摘要：采用固体超强酸SO42-/ZrO2-SiO2为催化剂,以乙酰丙酮、苯甲醛、尿素为原料,以无水乙醇为溶剂,在加热回流条件下合成5-乙酰基-6-甲基-4-苯基-3,4-二氢嘧啶-2-酮,产率为73.9%。该反应条件温和,反应时间短(3 h),后处理简便,产率高(73.9%),并且固体超强酸SO42-/ZrO2-SiO2具有容易制备,易与产物分离,价廉等优点,是一种合成3,4-二氢嘧啶-2-酮类化合物高效的方法。

篇3：两相法合成4苯基6甲基5乙氧羰基3,4二氢嘧啶2(H)

1 实验

1.1 主要仪器与试剂

微波合成仪为CEM Discover S-class型;熔点仪为SGW X-4型(温度计未校正);硅胶为青岛海洋化工厂生产。所用试剂均为分析纯,水为二次蒸馏水。

1.2 实验步骤

将苯甲醛1(0.6 mmol)和4,5,6-三甲基嘧啶-2-胺2(0.5 mmol)以及1 m L无水甲苯加入到10 m L微波管中,使之搅拌溶解,微波辐射120℃、120 W反应5 min。然后再加入硫代水杨酸3(1.0 mmol)、12 mg(0.2 equiv)4-二甲氨基吡啶(DMAP)和206 mg(2.0 equiv)N,N’-二环己基碳二亚胺(DCC),补加1 m L无水甲苯,继续微波辐射120℃、120 W、5 min。反应结束后,冷至室温,减压过滤除去N,N’-二环己基脲(DCU),并于滤液中加入20 m L CH2Cl2。依次用饱和碳酸氢钠、水和饱和食盐水洗涤,有机相用无水硫酸镁干燥。减压过滤除去硫酸镁,旋转蒸发除去溶剂,残留物以硅胶柱(石油醚∶乙酸乙酯=1∶1)分离得到化合物4,熔点173.0~174.5℃,与文献报道值一致[5],产率76.3%。

2 结果与讨论

鉴于噻唑烷-4-酮与噻嗪烷-4-酮结构的类似性,在合成文献报道基础上[6],我们选择以苯甲醛、4,5,6-三甲基嘧啶-2-胺和硫代水杨酸为原料,以DCC和DMAP为催化剂,无水甲苯为溶剂,探讨了反应时间、微波功率、温度及原料配比等对反应的影响。

2.1 反应时间对反应收率的影响

首先选择醛1∶胺2∶酸3=1.0∶1.0∶2.0,2 m L甲苯为溶剂,2.0 equiv DCC和0.2 equiv DMAP为催化剂。首先在10 m L微波管中加入苯甲醛1(0.5 mmol)和4,5,6-三甲基嘧啶-2-胺2(0.5 mmol),再加入1 m L无水甲苯,微波功率100 W,温度140℃,时间5 min,此时薄层色谱显示大部分原料已经生成亚胺;接着加入硫代水杨酸3(1.0 mmol)、2.0 equiv DCC和0.2 equiv DMAP,补加1 m L无水甲苯,微波功率120 W下,探讨了反应时间对反应的影响(表1)。

注:反应条件:n(1)∶n(2)=1.0∶1.0,1 m L dry toluene,M.W.120 W,140℃,5 min;3(2.0 equiv),DMAP(0.2 equiv),DCC(2.0 equiv),1 m L dry toluene,M.W.120 W,140℃。

实验结果表明,在上述条件基础上,低于5 min时,原料有剩余,反应不完全;5 min时,收率最高,再延长时间,对反应的影响不明显。因此,本实验选择5 min生成亚胺,在此基础上,加入原料3和催化剂,微波辐射5 min,共计10 min。

2.2 微波功率对反应收率的影响

其他条件不变,考察微波功率对收率的影响(表2)。

注:反应条件:n(1)∶n(2)=1.0∶1.0,1m L dry toluene,140℃,5 min;3(2.0 equiv),DMAP(0.2 equiv),DCC(2.0 equiv),1 m L dry toluene,140℃,5 min。

结果显示,微波功率对反应收率影响不大。Discover S-class微波合成仪在辐射加热过程中,操作者只能设定最高功率,为了保持额定温度,微波仪会自动调节功率,因此虽然此实验设定的最高功率不同,但由于温度设定都是140℃,为了维持这个温度,反应过程中实际功率相差不大,根据实验结果,选定微波功率120 W。

2.3 温度对反应收率的影响

确定反应时间和微波功率后,进一步探讨温度对该反应收率的影响(表3)。

注:反应条件:n(1)∶n(2)=1.0∶1.0,1 m L dry toluene,M.W.120 W,5 min;3(2.0 equiv),DMAP(0.2 equiv),DCC(2.0 equiv),1 m L dry toluene,M.W.120 W,5 min。

从表3可以看出,温度低于120℃,从薄层色谱可以看出原料有剩余,反应不完全;高于120℃,反应液颜色加深,副产物增加,从而影响收率。故选择120℃作为反应的最佳温度。

2.4 原料配比对反应收率的影响

为优化反应条件,在上述实验条件的基础上,进一步探讨了原料配比对反应的影响(表4)。

注:反应条件:1 and 2,1 m L dry toluene,M.W.100 W,120℃,5 min;3,DMAP(0.2 equiv),DCC(2.0 equiv),1 m L dry toluene,M.W.100 W,120℃,5 min。

实验过程中发现,硫代水杨酸会直接与苯甲醛缩合生成内酯,从而消耗苯甲醛,故提高苯甲醛的用量,收率有所提高,但实验数据显示苯甲醛量太大,也不利于该反应。根据表4的结果,选定配料比为n(1)∶n(2)∶n(3)=1.2∶1.0∶2.0。

3 结论

用微波辐射合成2-苯基-3-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-2H-1,3-苯并噻嗪烷-4-酮的优化条件为:以(2.0equiv)N,N’-二环己基碳二亚胺(DCC)和(0.2 equiv)4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,无水甲苯为溶剂,120℃、120 W封管10 min,n(苯甲醛)∶n(4,5,6-三甲基嘧啶-2-胺)∶n(硫代水杨酸)=1.2∶1.0∶2.0,在此条件下,产物的收率为76.3%。此方法具有操作简便、反应时间短等优点,为此类化合物的合成提供了一条高效便捷的方法。

摘要：以苯甲醛、4,5,6-三甲基嘧啶-2-胺和硫代水杨酸为原料,以N,N’-二环己基碳二亚胺(DCC)/4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,利用微波辐射的方法,三组分一锅法合成了2-苯基-3-(4,5,6-三甲基嘧啶-2-基)-2H-1,3-苯并噻嗪烷-4-酮。结果表明:n(苯甲醛)∶n(4,5,6-三甲基嘧啶-2-胺)∶n(硫代水杨酸)=1.2∶1.0∶2.0,2.0 equiv DCC,0.2 equiv DMAP,120℃,120 W,微波辐射10 min,收率达到76.3%。该反应具有操作简便、时间短、容易控制等优点。

关键词：苯并噻嗪烷-4-酮,微波辐射,合成

参考文献

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