Abstrakt

Al(NO3)3 · 9H2O efektivně katalyzuje tři složky-Biginelli reakci mezi aldehydovou, β-dicarbonyl sloučenina, a močoviny nebo thiomočoviny v refluxující ethanolu a rozpouštědlo-free (SF) podmínky dovolit odpovídající dihydropyrimidinones ve vysoké výnosy. Výhody této metody zahrnují snadný postup, proces šetrný k životnímu prostředí a nízké náklady na katalyzátor kyseliny Lewis.

1., Úvod

V roce 1893, italský chemik, Pietro Biginelli hlášeny cyclocondensation reakce mezi ethylacetoacetate, benzaldehydu, a močoviny získat heterocyklické systém 3,4-dihydropyrimidinones (DHPMs), který je známý jako Biginelli reakce . Dihydropyrimidinones jsou známo, že vykazují široké spektrum biologických aktivit, jako jsou antivirové, protinádorové a antibakteriální andante-zánětlivé aktivity . Kromě toho se tyto sloučeniny objevily jako potenciální blokátory kalciových kanálů, antihypertenziva ., Dále, pyrimidin jednotka se nachází v mnoha mořských přírodních produktů, včetně batzelladin alkaloidy, které bylo zjištěno, že hivgp-120-CD4 inhibitory . Proto reakce Biginelli nadále přitahuje pozornost organických chemiků, kteří mají zájem o nalezení mírnějších a účinnějších postupů pro syntézu dihydropyrimidinonů . Syntetické strategie pro jádro dihydropyrimidinonu zahrnují jak jeden pot, tak vícestupňové přístupy ., V současné době je několik obecných metod jsou známé pro přípravu dihydropyrimidinones, pomocí různých Lewis a protické kyseliny, jako jsou BF3·OEt2 , ZrCl4 , Sc(OTf)3 , zeolity , SbCl3 , CuCl2·2H2O kyselina trichlorisokyanurová (TCCA) , RuCl3 , oxid křemičitý kyselina sírová (SSA) , a 1,3-dichlor-5,5-dimethylhydantoin (DCDMH) . Některé z těchto postupů však trpí nevýhodami, jako jsou neuspokojivé výnosy, těžkopádné postupy izolace produktů a znečištění životního prostředí.,

proto stále existuje potřeba všestranných, jednoduchých a ekologických procesů, při nichž mohou být Dhpm vytvořeny za mírnějších a praktických podmínek.

2. Experimentální

2.1. Obecné

chemikálie byly zakoupeny od společností Merck, Aldrich a Acros a byly použity bez dalšího čištění. Všechny výnosy se týkají izolovaných produktů. Stanovení čistoty substrátů a monitorování reakce byly doprovázeny tenkovrstvou chromatografií (TLC) a vizualizovány pod ultrafialovým (UV) světlem., Body tání byly stanoveny pomocí Elektrotermálního přístroje 9100 v otevřených kapilárách a jsou nekorigovány. Všechny sloučeniny jsou dobře známé a byly identifikovány porovnáním spektroskopických dat s údaji autentických vzorků.

2.2. Typická reakce pro syntézu Biginelliho sloučenin v Refluxujícím ethanolu

2.3. Typická reakce pro syntézu Biginelliových sloučenin v podmínkách bez rozpouštědel

3., Výsledky a Diskuse

V pokračování naší práce na vývoji užitečné syntetické metody jsme zjistili, že hliníkový dusičnan je účinný katalyzátor pro syntézu Biginelli sloučenin (Obrázek 1). Jako model reakce, jsme začali studovat tři složky-hliníkový dusičnan katalyzované Biginelli kondenzace tím, že zkoumá podmínky pro reakce zahrnující benzaldehydu, močoviny, a ethyl-acetoacetátu dovolit odpovídající 3,4-dihydropyrimidinone v refluxující ethanolu.,

Zpočátku jsme obrátili naši pozornost k screeningu vhodné koncentrace dusičnanu hlinitého (Tabulka 1). V první fázi jsme provedli modelovou reakci v nepřítomnosti jakéhokoli katalyzátoru (položka 1, Tabulka 1), pro který byl výtěžek produktu zanedbatelný., Potom jsme vybrali 5 mol% hliníku, dusičnanů k urychlení model reakce a zjistil, že požadovaný 3,4-dihydropyridinone byl získán v 70% výtěžku. Reakce funguje dobře, když množství Al(NO3)3·9H2O byla zvýšena z 10 na 15 mol%, ale 15 mol% Al(NO3)3·9H2O dal nejvyšší výnos, a větší množství katalyzátoru, ne zlepšit výnosy ve větší míře.,tr>

Entry Catalyst amount (mol%) Yield (%) 1 0 Negligible 2 5 70 3 10 85 4 15 92 aAll reactions were carried out with 2 mmol of benzaldehyde, 2 mmol ethyl acetoacetate, and 3 mmol urea in 5 mL of ethanol in the presence of different amount of aluminum nitrate in ethanol under reflux condition for 7 h.,

Po vyšetřování vliv množství katalyzátoru na výtěžek reakce, různých rozpouštědel včetně CH3CN, EtOH, MeOH, Aceton, Chci3, EtOH/H2O (1 : 1) a H2O byly testovány a porovnány s rozpouštědlem-free podmínky (Tabulka 2)., Jak je vidět v tabulce 2, mezi různými rozpouštědly dal ethanol nejvyšší výtěžek (Tabulka 2, položka 2), zatímco voda nepřinesla dobré výsledky v reakci biginelli katalyzované dusičnanem hlinitým (Tabulka 2, položka 7). Také přidání katalytického množství dodecylsulfátu sodného (SDS) pouze zlepšilo výtěžnost produktu až o 5%. Kromě toho, jsme připraveni Al(DS)3 reakce hliníku amonného s SDS podle hlásil, postup a používá se jako katalyzátor v modelu reakce ve vodě jako rozpouštědle pod zpětným chladičem stavu, ale Al(DS)3 nezlepšila výtěžek reakce v našich rukou., Nakonec jsme identifikovali ethanol jako nejúčinnější rozpouštědlo pro reakci biginelli katalyzovanou dusičnanem hlinitým. Pro zkoumání všestrannosti a kapacity naší metody byly reakce zkoumány v podmínkách bez rozpouštědel.

v podmínkách bez rozpouštědel se výtěžnost zvýšila a reakční doba se snížila (Tabulka 2, položka 12). Kromě toho byly při nízké teplotě a dlouhé reakční době získány pouze menší množství požadovaných produktů (Tabulka 3, položka 1).,

Po optimalizaci reakčních podmínek různé aromatické aldehydy nesoucí buď elektronů-uvolňování nebo elektron-odnímání substituentů v ortho, meta a para pozicích poskytují dobré až vynikající výnosy z produktů, a to jak v refluxující ethanolu a rozpouštědlo-free podmínky. Důležitým rysem tohoto postupu je, že i přes vysoký oxidační potenciál, hliníku, dusičnanů, funkční skupiny, jako jsou ethery a hydroxy přežít za reakčních podmínek., Thiomočovina byla použita s podobným úspěchem poskytnout odpovídající 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-thiones které jsou zajímavé i s ohledem na jejich biologické aktivity (Tabulka 4, položky 3, 8) .

můžeme dosáhnout lepšího závěru porovnáním výkonu současné práce s některými dalšími nedávnými zprávami dostupnými v literatuře, jak je znázorněno v tabulce 5.

mechanismus Biginelliho reakce byl důkladně prozkoumán . Podle Kappe se předpokládá, že prvním krokem v mechanismu je kondenzace mezi aldehydem a močovinou., Na iminium meziprodukty generované působí jako elektrofilem pro nucleophilic přidání ketoester enol, a keton karbonylová výsledné adduct prochází kondenzace s močovina NH2 dát cyklizovaného produktu (Obrázek 2).

4. Závěry

Na závěr tento postup poskytuje účinnou a vylepšenou modifikaci reakce Biginelli., Mírné reakční podmínky, provozní jednoduchost a snadná práce, dobré až vynikající výnosy, levný a netoxický katalyzátor a krátké reakční doby (v podmínkách bez rozpouštědel) jsou rysy tohoto nového postupu.

autoři vděčně uznávají finanční podporu získanou pro tuto výzkumnou práci od výzkumné rady Semnanské univerzity. Také uznávají profesora Mohammada Ali Zolfigola a profesora Ardeshira Khazaei za jejich velkorysou podporu.