absztrakt
Al(NO3)3 · 9H2O hatékonyan katalizálja a háromkomponensű Biginelli reakciót egy aldehid, egy-dikarbonilvegyület, valamint karbamid vagy tiourea között, etanollal és oldószermentes (SF) feltételeket, hogy engedheti meg magának a megfelelő DIHIDROPIRIMIDINONOK magas hozamok. Ennek a módszernek az előnyei közé tartozik az egyszerű eljárás, a környezetbarát folyamat, valamint a Lewis-sav katalizátor alacsony költsége.
1., Bevezetés
1893-ban Pietro Biginelli olasz kémikus ciklokondenzációs reakciót jelentett az etilacetoacetát, a benzaldehid és a karbamid között, hogy 3,4-dihidropirimidinonok (DHPMs) heterociklikus rendszert kapjunk, amelyet Biginelli reakciónak neveznek . A dihidropirimidinonokról ismert, hogy biológiai tevékenységek széles skáláját mutatják, mint például vírusellenes, tumorellenes és antibakteriális andante-gyulladásos tevékenységek . Ezenkívül ezek a vegyületek potenciális kalciumcsatorna-blokkolók, vérnyomáscsökkentők ., Ezenkívül a pirimidin egység számos tengeri természetes termékben megtalálható, beleértve a batzelladin alkaloidokat is, amelyekről megállapították, hogy HIVgp-120-CD4 inhibitorok . Ezért a Biginelli-reakció továbbra is felhívja a szerves vegyészek figyelmét, akik érdeklődnek a dihidropirimidinonok szintézisének enyhébb és hatékonyabb eljárásainak megtalálásában . A dihidropirimidinon mag szintetikus stratégiái mind egy pot, mind többlépcsős megközelítéseket tartalmaznak ., Jelenleg számos általános módszer ismert a dihidropirimidinonok előállítására, különféle Lewis-és protikus savak , például BF3·OEt2 , ZrCl4 , Sc(OTf)3 , zeolitok , sbcl3 , CuCl2·2H2O triklór-izocianursav (TCCA), RuCl3 , szilícium-dioxid-kénsav (SSA), valamint 1,3-diklór-5,5-dimetilhidridantoin (DCDMH) felhasználásával . Ezen eljárások némelyike azonban olyan hátrányokkal küzd, mint a nem megfelelő terméshozam, a nehézkes termékszigetelési eljárások és a környezetszennyezés.,
ezért továbbra is szükség van olyan sokoldalú, egyszerű és környezetbarát eljárásokra, amelyek révén a DHPMs enyhébb és gyakorlati körülmények között alakítható ki.
2. Kísérleti
2.1. A General
vegyszereket a Merck, az Aldrich és az Acros cégektől vásárolták, és további tisztítás nélkül használták őket. Minden hozam elszigetelt termékekre vonatkozik. A szubsztrátok tisztaságának meghatározását és a reakció monitorozását vékonyréteg-kromatográfia (TLC) kísérte, és ultraibolya (UV) fény alatt láthatóvá tették., Az olvadáspontokat nyílt kapillárisokban elektrotermikus 9100 műszerrel határozták meg, és nem korrigáltak. Minden vegyület jól ismert, és a spektroszkópiai adatok és a hiteles minták összehasonlításával azonosították.
2.2. Tipikus reakció a Biginelli vegyületek szintézisére Refluxáló etanolban
2.3. Tipikus reakció a Biginelli vegyületek szintézisére oldószermentes körülmények között
3., Eredmények és vita
a hasznos szintetikus módszerek kifejlesztésével kapcsolatos munkánk folytatása során megfigyeltük, hogy az alumínium-nitrát hatékony katalizátor a Biginelli vegyületek szintéziséhez (1.ábra). Mint modellreakció, elkezdtük tanulmányozni a háromkomponensű alumínium-nitrát katalizált Biginelli kondenzációt azáltal, hogy megvizsgáltuk a benzaldehid, karbamid és etil-acetoacetát reakcióhoz szükséges feltételeket, hogy megengedhessük a megfelelő 3,4-dihidropirimidinont az etanol refluxálásában.,
kezdetben figyelmünket az alumínium-nitrát megfelelő koncentrációjának szűrésére fordítottuk (1.táblázat). Az első szakaszban a modellreakciót katalizátor hiányában hajtottuk végre (1.bejegyzés, 1. táblázat), amelyre a termék hozama elhanyagolható volt., Ezután kiválasztottuk az 5 mol% – os alumínium-nitrátot, hogy katalizálja a modellreakciót, és megállapítottuk, hogy a kívánt 3,4-dihidropiridinont 70% – os hozamban kaptuk meg. A reakció jól működött, amikor az al(NO3)3·9H2O mennyiségét 10-ről 15 mol% – ra növelték, de az Al(NO3)3·9H2O 15 mol% – a adta a legmagasabb hozamot, a nagyobb mennyiségű katalizátor pedig nem javította a hozamot nagyobb mértékben.,tr>
a kivizsgálás Után a hatása katalizátor mennyisége a hozam a reakció, különböző oldószerek beleértve CH3CN, Etiles, MeOH, Aceton, CHCl3, Etiles/H2O (1 : 1), majd H2O teszteltük képest oldószermentes körülmények között (2.Táblázat)., Amint az a 2. táblázatban látható, a különböző oldószerek közül az etanol adta a legnagyobb hozamot (2. táblázat, 2. bejegyzés), míg a víz nem eredményezett jó eredményeket az alumínium-nitrát-katalizált Biginelli reakcióban (2.táblázat, 7. bejegyzés). Továbbá, hozzáadásával katalitikus mennyiségű nátrium-dodecil-szulfát (SDS) csak jobb hozam termék akár 5%. Ezen felül elkészítettük az Al(DS)3-at alumínium-nitrát reakciójával SDS-vel a bejelentett eljárás szerint, és katalizátorként használtuk a modellben reakció vízben oldószerként reflux állapotban, de az Al(DS)3 nem javította a kezünkben lévő reakció hozamát., Végül az etanolt azonosítottuk az alumínium-nitrát-katalizált Biginelli reakció leghatékonyabb oldószereként. A módszer sokoldalúságának, valamint kapacitásának vizsgálata érdekében a reakciókat oldószermentes körülmények között vizsgáltuk.
oldószermentes körülmények között a hozam emelkedett és a reakcióidő csökkent (2.táblázat, 12. bejegyzés). Ezenkívül alacsony hőmérsékleten és hosszú reakcióidőn csak kisebb mennyiségű kívánt terméket kaptunk (3. táblázat, 1. bejegyzés).,
optimalizálás Után a reakció körülmények között, különböző aromás aldehidek szállító-vagy elektron-felszabadító, vagy elektron-visszavonja substituents a orto, meta, valamint para pozíciókat biztosított kiváló hozamok a termékek, mind a refluxing etanolt, vagy oldószermentes körülmények között. Ennek az eljárásnak az egyik fontos jellemzője, hogy az alumínium-nitrát magas oxidációs potenciálja ellenére a funkcionális csoportok, mint például az éterek és a hidroxi, túlélik a reakciófeltételeket., A tioureát hasonló sikerrel alkalmazták a megfelelő 3,4-dihidropirimidin-2(1H)-tionok biztosítására, amelyek biológiai tevékenységük szempontjából is érdekesek (4 .táblázat, 3., 8. bejegyzés).
jobb következtetésre juthatunk, ha összehasonlítjuk a jelen munka teljesítményét a szakirodalomban elérhető néhány újabb jelentéssel, amint azt az 5.táblázat szemlélteti.
a Biginelli reakció mechanizmusát alaposan megvizsgálták . Kappe szerint a mechanizmus első lépése az aldehid és a karbamid közötti kondenzáció., A keletkező iminium közbenső elektrofilként hat a ketoészter enol nukleofil hozzáadására, a kapott melléktermék keton-karbonilja pedig kondenzálódik az NH2 karbamiddal, hogy a ciklizált terméket adja (2.ábra).
4. Következtetések
összefoglalva, ez az eljárás a Biginelli reakció hatékony és jobb módosítását teszi lehetővé., Az enyhe reakcióviszonyok, a működési egyszerűség és a könnyű felépítés, a jó-kiváló hozam, az olcsó és nem mérgező katalizátor, valamint a rövid reakcióidő (oldószermentes körülmények között) az új eljárás jellemzői.
elismerések
a szerzők hálásan elismerik a Semnan Egyetem kutatási Tanácsának e kutatási munkájához kapott pénzügyi támogatást. Mohammad Ali Zolfigol professzort és Ardeshir Khazaei professzort is elismerték nagylelkű támogatásukért.