Al(NO3)3·9H2O:3,4-ジヒドロピリミジン-2(1H)-もののワンポット合成のための効率的な触媒還流または無溶媒条件下の両方

概要

Al(NO3)3·9H2O高い収穫のdihydropyrimidinones。 この方法の利点は,容易な手順,環境に優しいプロセス,およびLewis酸触媒の低コストを含む。

1., はじめに

1893年、イタリアの化学者Pietro Biginelliは、Biginelli反応として知られている3,4-dihydropyrimidinones(DHPMs)の複素環系を得るために、エチルアセト酢酸、ベンズアルデヒド、尿素との間のシクロコンデンセーション反応を報告した。 ジヒドロピリミジノンは、抗ウイルス、抗腫瘍活性、および抗菌アンダンテ炎症活性などの生物学的活性の広い範囲を示すことが知られている。 さらに、これらの化合物は、潜在的なカルシウムチャネル遮断薬、降圧薬として浮上している。, なお、ピリミジンの単位はhivgp-120-CD4抑制剤であるために見つけられたbatzelladineのアルカロイドを含む多くの海洋の天然産物にあります。 したがって、Biginelli反応は、ジヒドロピリミジノンの合成のためのより穏やかでより効率的な方法を見つけることに興味を持っている有機化学者の注目を集め続けている。 ジヒドロピリミジノン核の合成戦略は,ワンポットアプローチとマルチステップアプローチの両方を含む。, 現在、ジヒドロピリミジノンの調製には、BF3·OEt2、ZrCl4、Sc(OTf)3、ゼオライト、SbCl3、CuCl2·2H2Oトリクロロイソシアヌル酸(TCCA)、RuCl3、シリカ硫酸(SSA)、1,3-ジクロロ-5,5-ジメチルヒダントイン(DCDMH)などの様々なルイス酸およびプロトン酸を用いるいくつかの一般的な方法が知られている。 しかしながら、これらの手順のいくつかは、不十分な歩留まり、面倒な製品分離手順、および環境汚染などの欠点に苦しんでいる。,したがって、dhpmsをより穏やかで実用的な条件下で形成することができる、汎用性が高く、単純で、環境に優しいプロセスの必要性が依然として存在する。

2. 実験的な

2.1。 General

化学物質は、Merck、Aldrich、およびAcros社から購入し、さらに精製することなく使用した。 すべての収量は単離された生成物を指す。 基質の純度測定と反応モニタリングを薄層クロマトグラフィー(TLC)を伴い,紫外光下で可視化した。, 融点は開いた毛管の電熱9100器械を使用して定められ、訂正されません。 すべての化合物はよく知られており、分光データと本物の試料のデータとの比較によって同定された。

2.2. 還流エタノール中のBiginelli化合物の合成のための典型的な反応
2.3。 無溶媒条件下でのBiginelli化合物の合成のための典型的な反応

3., 結果と議論

有用な合成手法の開発に関する研究を続けて、硝酸アルミニウムがBiginelli化合物の合成に有効な触媒であることを観察しました(図1)。 モデル反応として、我々は、ベンズアルデヒド、尿素、および対応する3,4-ジヒドロピリミジノンを還流エタノール中に得るためにアセト酢酸エチルを含む反応に必要な条件を調べることによって、三成分硝酸アルミニウム触媒Biginelli縮合の研究を開始した。,

図1
硝酸アルミニウム触媒による3,4-ジヒドロピリミジン-2-オン/チオンの合成。

最初は、硝酸アルミニウムの適切な濃度をスクリーニングすることに注意を向けました(表1)。 第一段階では、生成物の収率が無視できる任意の触媒(エントリ1、表1)の非存在下でモデル反応を行った。, その後、我々はモデル反応を触媒するために5モル%硝酸アルミニウムを選択し、所望の3,4-ジヒドロピリジノンが70%の収率で得られることを見出した。 反応は、Al(NO3)3·9H2Oの量が10から15モル%に増加したときにうまくいったが、Al(NO3)3·9H2Oの15モル%が最も高い収率を与え、触媒の量が大き,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.,
表1
還流エタノール中のエチル-6-メチル-4-フェニル-2-オキソ-1,2,3,4-テトラヒドロピリミジン-5-カルボキシレートの収率に及ぼす硝酸アルミニウムの影響量。

反応の収率に及ぼす触媒量の影響を調べた後、CH3CN、EtOH、MeOH、アセトン、CHCl3、EtOH/H2O(1:1)、およびH2Oを含む各種溶媒を試験し、無溶媒条件と比較した(表2)。, 表2に示すように、異なる溶媒の中で、エタノールが最も高い収率を示した(表2、entry2)が、水は硝酸アルミニウム触媒によるBiginelli反応で良好な結果を得られなかった(表2、entry7)。 また、触媒量のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の添加は、生成物の収率を5%まで改善しただけであった。 また、報告された手順に従って硝酸アルミニウムとSDSとの反応によりAl(DS)3を調製し、還流条件下で溶媒として水中でのモデル反応における触媒として使用したが、Al(DS)3は反応収率を改善しなかった。, 硝酸アルミニウム触媒Biginelli反応の最も効率的な溶媒としてエタノールを同定した。 この方法の汎用性と容量を調べるために,無溶媒条件下で反応を調べた。

無溶媒条件下では、収率が増加し、反応時間が減少した(表2、記12)。 さらに、低温および長い反応時間では、少量の所望の生成物のみが得られた(表3、記1)。,反応条件を最適化した後,オルト,メタ,パラ位に電子放出置換基または電子吸引置換基を持つ種々の芳香族アルデヒドは,エタノール還流および無溶剤条件の両方で生成物の良好な収率をもたらした。 この方法の重要な特徴は,硝酸アルミニウムの高い酸化電位にもかかわらず,エーテルやヒドロキシなどの官能基が反応条件下で生き残ることである。, チオ尿素は、それらの生物学的活性に関しても関心のある対応する3,4-ジヒドロピリミジン-2(1H)-チオンを提供するために同様の成功を収めて用いられた(表4、項目3、8)。

表5に示すように、本研究の性能を文献で入手可能な他の最近のいくつかの報告と比較することによって、より良い結論に達することができる。

Biginelli反応のメカニズムを徹底的に調べた。 Kappeによれば、機構の最初のステップは、アルデヒドと尿素との間の縮合であると考えられている。, 生成されたイミニウム中間体は、ケトエステルエノールの求核付加の求電子剤として作用し、得られた付加物のケトンカルボニルは尿素NH2と縮合して環化生成物を得る(図2)。

図2
硝酸アルミニウム触媒ビギネリ反応のための提案されたメカニズム。

4. 結論

結論として、本手順は、Biginelli反応の効率的かつ改善された修正を提供します。, 穏やかな反作用の条件、操作上の簡易性および容易なwork-up、優秀な収穫によく、安く、無毒な触媒および短い反応時間は(無溶剤の条件で)この新しいプロシージャの特徴である。

謝辞

著者らは、セムナン大学の研究評議会からこの研究活動に対して受け取った財政的支援を感謝しています。 また、彼らは彼らの寛大なサポートのために教授Mohammad Ali Zolfigolと教授Ardeshir Khazaeiを認めます。

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