Abstrakt

Al(NO3)3 · 9H2O effektivt katalyserer tre-komponent Biginelli reaktion mellem en aldehyd, en β-dicarbonyl sammensatte, og urinstof eller thiourinstof i tilbagesvaling ethanol og opløsningsmiddel-fri (SF) betingelser for at få råd til den tilsvarende dihydropyrimidinones i høje udbytter. Fordelene ved denne metode involverer den lette procedure, den miljøvenlige proces og de lave omkostninger ved Le .is-syrekatalysatoren.

1., Indledning

I 1893, den italienske kemiker Pietro Biginelli rapporterede en cyclocondensation reaktion mellem ethylacetoacetate, benzaldehyd, og urinstof til at opnå en heterocycliske system af 3,4-dihydropyrimidinones (DHPMs), der er kendt som Biginelli reaktion . Dihydropyrimidinoner er kendt for at udvise en bred vifte af biologiske aktiviteter såsom antiviral, antitumor, og antibakterielle andante-inflammatoriske aktiviteter . Derudover har disse forbindelser vist sig som potentielle calciumkanalblokkere, antihypertensive ., Desuden findes pyrimidin-enheden i mange marine naturlige produkter, herunder Bat .elladinalkaloider, som har vist sig at være HIVgp-120-CD4-hæmmere . Derfor fortsætter biginelli-reaktionen med at tiltrække opmærksomheden hos organiske kemikere, der er interesseret i at finde mildere og mere effektive procedurer til syntese af dihydropyrimidinoner . Syntetiske strategier for dihydropyrimidinon kerne involverer både one-pot og multistep tilgange ., På nuværende tidspunkt er en række generelle metoder er kendt for udarbejdelsen af dihydropyrimidinones, ved hjælp af forskellige Lewis og protic syrer som BF3·OEt2 , ZrCl4 , Sc(Ohf)3 , zeolitter , SbCl3 , CuCl2·2H2O trichlorisocyanursyre (TCCA) , RuCl3 , silica svovlsyre (SSA) , og 1,3-dichlor-5,5-dimethylhydantoin (DCDMH) . Nogle af disse procedurer lider imidlertid af ulemper såsom utilfredsstillende udbytter, besværlige produktisoleringsprocedurer og miljøforurening.,

derfor eksisterer der stadig et behov for alsidige, enkle og miljøvenlige processer, hvorved Dhpm ‘ er kan dannes under mildere og praktiske forhold.

2. Eksperimentel

2, 1. Generelt

kemikalier blev købt hos Merck, Aldrich og Acros virksomheder og blev brugt uden yderligere rensning. Alle udbytter refererer til isolerede produkter. Renhedsbestemmelsen af substraterne og reaktionsovervågningen blev ledsaget af tyndtlagskromatografi (TLC) og visualiseret under ultraviolet (UV) lys., Smeltepunkter blev bestemt ved hjælp af elektrotermisk 9100 instrument i åbne kapillærer og er ukorrigeret. Alle stoffer er velkendte og blev identificeret ved sammenligning af spektroskopiske data med de autentiske prøvers.

2.2. Typisk reaktion for syntesen af Biginelli-forbindelser ved tilbagesvaling af Ethanol

2.3. Typisk reaktion for syntesen af Biginelli-forbindelser under opløsningsmiddelfrie betingelser

3., Resultater og Diskussion

I forlængelse af vores arbejde med udviklingen af nyttige syntetiske metoder , vi har observeret, at aluminium nitrat er en effektiv katalysator for syntese af Biginelli forbindelser (Figur 1). Som model reaktion, vi begyndte at undersøge, de tre-komponent aluminium nitrat katalyseret Biginelli kondens ved at undersøge de betingelser, der er nødvendige for den reaktion, der involverer salt, urea og ethanol acetoacetat at få råd til den tilsvarende 3,4-dihydropyrimidinone i tilbagesvaling ethanol.,

oprindeligt vendte vi vores opmærksomhed mod screening af passende koncentration af aluminiumnitrat (tabel 1). I første fase udførte vi modelreaktionen i fravær af nogen katalysator (Post 1, Tabel 1), for hvilken udbyttet af produktet var ubetydeligt., Bagefter valgte vi 5 mol% aluminiumnitrat til at katalysere modelreaktionen og fandt, at den ønskede 3,4-dihydropyridinon blev opnået i 70% udbytte. Reaktionen fungeret godt, når mængden af Al(NO3)3·9H2O blev øget fra 10 til 15 mol%, men 15 mol% af Al(NO3)3·9H2O gav det højeste udbytte, og større mængde katalysator ikke bedre udbytter i større omfang.,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.,

Efter en undersøgelse af den indflydelse, katalysator beløb på udbyttet af den reaktion, forskellige opløsningsmidler, herunder CH3CN, EtOH, Eddikesyre, Acetone, CHCl3, EtOH/H2O (1 : 1), og H2O blev testet og sammenlignet med solvent-forhold (Tabel 2)., Som det fremgår af tabel 2, gav ethanol blandt de forskellige opløsningsmidler det højeste udbytte (tabel 2, indgang 2), mens vand ikke gav gode resultater i aluminiumnitratkatalyseret Biginelli-reaktion (tabel 2, indgang 7). Også tilsætning af katalytisk mængde natriumdodecylsulfat (SDS) kun forbedret udbytte af produktet op til 5%. Derudover forberedte vi Al(DS)3 ved reaktion af aluminiumnitrat med SDS ifølge rapporteret procedure og brugte det som katalysator i modelreaktionen i vand som opløsningsmiddel under tilbagesvalingstilstand, men Al(DS)3 forbedrede ikke udbyttet af reaktion i vores hånd., Vi identificerede endelig ethanol som det mest effektive opløsningsmiddel til aluminiumnitratkatalyseret Biginelli-reaktion. For at undersøge alsidigheden såvel som kapaciteten i vores metode blev reaktionerne undersøgt under opløsningsmiddelfrie forhold.

under opløsningsmiddelfrie forhold steg udbyttet, og reaktionstiden faldt (tabel 2, indgang 12). Derudover blev der ved lave temperaturer og lange reaktionstider kun opnået mindre mængder af de ønskede produkter (tabel 3, indgang 1).,

efter optimering af reaktionsbetingelserne gav forskellige aromatiske aldehyder, der bærer enten elektronfrigørende eller elektronudtrækkende substituenter i ortho -, meta-og para-positionerne gode til fremragende udbytter af produkterne både under tilbagesvaling af ethanol og opløsningsmiddelfri betingelser. Et vigtigt træk ved denne procedure er, at på trods af den høje oxiderende potentiale aluminium nitrat, funktionelle grupper, som ethere og hydroxy overleve under reaktionsbetingelserne., Thiourinstof blev brugt med tilsvarende succes med at give tilsvarende 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-thiones, som også er af interesse med hensyn til deres biologiske aktivitet (Tabel 4, punkt 3, 8) .

Vi kan nå frem til en bedre konklusion ved at sammenligne udførelsen af det nuværende arbejde med nogle andre nylige rapporter, der er tilgængelige i litteraturen, som illustreret i tabel 5.

mekanismen for biginelli-reaktion er blevet undersøgt grundigt . Ifølge Kappe antages det første trin i mekanismen at være kondensationen mellem aldehyd og urinstof., Det iminium-mellemprodukt, der genereres, virker som en elektrofil til den nukleofile tilsætning af ketoester-enolen, og ketoncarbonylen i den resulterende addukt gennemgår kondensation med urinstof NH2 for at give det cykliske produkt (figur 2).

4. Konklusioner

Som konklusion giver den nuværende procedure en effektiv og forbedret modifikation af biginelli-reaktionen., Milde reaktionsbetingelser, operationel enkelhed og nem oparbejdning, gode til fremragende udbytter, billig og ugiftig katalysator og korte reaktionstider (under opløsningsmiddelfrie forhold) er træk ved denne nye procedure.

anerkendelser

forfatterne anerkender taknemmeligt den økonomiske støtte, der er modtaget til dette forskningsarbejde fra Forskningsrådet for Semnan University. Også de anerkender Professor Mohammad Ali .olfigol og Professor Ardeshir Kha .aei for deres generøse støtte.