Abstrakt

Al(NO3)3 · 9H2O effektivt catalyzes tre-komponent Biginelli reaksjon mellom et aldehyd, en β-dicarbonyl sammensatte, og urea eller thiourea i refluxing etanol og solvent-free (SF) forhold råd til å kjøpe en tilsvarende dihydropyrimidinones i høy avkastning. Fordelene med denne metoden innebærer enkel prosedyre, miljøvennlig prosess, og den lave kostnaden av Lewis syre katalysator.

1., Innledning

I 1893, den italienske kjemiker Pietro Biginelli rapportert en cyclocondensation reaksjon mellom ethylacetoacetate, benzaldehyde, og urea for å få en heterosykliske system av 3,4-dihydropyrimidinones (DHPMs), som er kjent som Biginelli reaksjon . Dihydropyrimidinones er kjent for å ha et bredt spekter av biologiske aktiviteter som antiviral, antitumor, og antibakteriell andante-inflammatorisk aktiviteter . I tillegg, disse forbindelsene har dukket opp som potensielle kalsium kanal blockers, antihypertensive ., Videre, pyrimidin-enheten er funnet i mange marine naturlige produkter, inkludert batzelladine alkaloider, som har blitt funnet for å være HIVgp-120-CD4-hemmere . Derfor, Biginelli reaksjon fortsetter å tiltrekke seg oppmerksomhet av organiske kjemikere interessert i å finne mildere og mer effektive rutiner for syntese av dihydropyrimidinones . Syntetiske strategier for dihydropyrimidinone kjernen innebære både en-potten og multistep tilnærminger ., I dag, flere generelle metoder er kjent for utarbeidelse av dihydropyrimidinones, ved hjelp av ulike Lewis og protic syrer som BF3·OEt2 , ZrCl4 , Sc(OTf)3 , zeolites , SbCl3 , CuCl2·2H2O trichloroisocyanuric syre (TCCA) , RuCl3 , silica svovelsyre (SSA) , og 1,3-dichloro-5,5-dimethylhydantoin (DCDMH) . Men, noen av disse prosedyrene lider av ulemper som tilfredsstillende avkastning, tungvint produktet isolasjon prosedyrer, og forurensning.,

Derfor, er det fortsatt eksisterer et behov for allsidig, enkle, og miljøvennlige prosesser der DHPMs kan være dannet under mildere og praktiske forhold.

2. Eksperimentelle

2.1. Generelle

Kjemikalier ble kjøpt fra Merck, Aldrich, og Acros selskaper og ble brukt uten ytterligere rensing. Alle rentene se isolert produkter. Renheten fastsettelse av underlag og reaksjon overvåking ble ledsaget av et tynt lag kromatografi (TLC) og visualisert under ultrafiolett (UV) lys., Smelte poeng ble fastsatt ved bruk av Elektrotermisk 9100 instrument i åpne kapillærer og er ukorrigert. Alle forbindelser er godt kjent og ble identifisert ved å sammenligne det spektroskopiske data med de av den autentiske eksempler.

2.2. Typisk Reaksjon for Syntese av Biginelli Forbindelser i Refluxing Etanol

2.3. Typisk Reaksjon for Syntese av Biginelli Forbindelser i Solvent-Free Betingelser

3., Resultater og Diskusjon

I videreføring av vårt arbeid på utvikling av nyttig syntetiske metoder , har vi observert at aluminium nitrat er en effektiv katalysator for syntesen av Biginelli forbindelser (Figur 1). Som en modell reaksjon, begynte vi å studere de tre-komponent aluminium nitrat catalyzed Biginelli kondens ved å undersøke de forhold som kreves for reaksjonen involverer benzaldehyde, urea, og ethyl acetoacetate råd til å kjøpe en tilsvarende 3,4-dihydropyrimidinone i refluxing etanol.,

– >

Først, vi viste vår oppmerksomhet mot screening passende konsentrasjon av aluminium nitrat (Tabell 1). I den første fasen, gjennomførte vi den modellen reaksjon i fravær av katalysator (oppføring 1, Tabell 1) som utbytte av produktet var ubetydelig., Etterpå valgte vi 5 mol% aluminium nitrat for å katalysere modellen reaksjon, og fant at de ønsket 3,4-dihydropyridinone ble innhentet i 70% yield. Reaksjonen fungerte bra når mengden av Al(NO3)3·9H2O ble økt fra 10 til 15 mol%, men 15 mol% av Al(NO3)3·9H2O ga høyest avkastning, og større mengde katalysator ikke forbedre avkastningen i større grad.,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.,

Etter undersøkelser av påvirkning av katalysator mengden på kapasitet på reaksjon, ulike løsemidler inkludert CH3CN, EtOH, MeOH, Aceton, CHCl3, EtOH/H2O (1 : 1), og H2O ble testet og sammenlignet med solvent-free-forhold (Tabell 2)., Som kan sees i Tabell 2, blant de ulike løsemidler, etanol ga høyest avkastning (Tabell 2, inngang 2), mens vann ikke gi gode resultater i aluminium nitrat-catalyzed Biginelli reaksjon (Tabell 2, inngang 7). Også, tillegg av katalytisk mengden av sodium dodecyl sulfat (SDS) bare økt utbytte av produktet opptil 5%. I tillegg er vi forberedt Al(DS)3 ved reaksjon av aluminium nitrat med HMS-datablad i henhold til rapportert prosedyre og brukte det som katalysator i modellen reaksjon i vann som løsemiddel under reflux tilstand, men Al(DS)3 ikke bedre avkastning av reaksjon i vår hånd., Vi endelig identifisert etanol som den mest effektive løsningen for aluminium nitrat-catalyzed Biginelli reaksjon. For å undersøke allsidighet samt kapasiteten med vår metode, reaksjonene ble undersøkt i solvent-free betingelser.

I solvent-free vilkår, gir økte, og reaksjonstid redusert (Tabell 2, inngang 12). I tillegg, ved lav temperatur og lang reaksjonstid bare mindre mengder av de ønskede produktene ble oppnådd (Tabell 3, inngang 1).,

Etter optimalisere reaksjon forhold, ulike aromatiske aldehyder bærer enten electron-frigjørende eller elektron-uttak av substituenter i ortho, meta og para posisjoner gis god til utmerket avkastning av produkter både i refluxing etanol og solvent-free betingelser. Et viktig trekk ved denne fremgangsmåten er at til tross for den høye oksiderende potensialet i aluminium nitrat, funksjonelle grupper, for eksempel ethers og hydroxy overleve under reaksjonen forhold., Thiourea ble brukt med lignende suksess å gi den tilsvarende 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-thiones som også er av interesse med hensyn til deres biologiske aktiviteter (Tabell 4, oppføringer 3, 8) .

Vi kan nå en bedre konklusjon ved å sammenligne resultatene av det pågående arbeid med noen andre de siste rapportene som er tilgjengelige i litteraturen, som illustrert i Tabell 5.

mekanismen av Biginelli reaksjon har blitt undersøkt grundig . I henhold til Kappe , er det første trinnet i mekanismen antas å være kondens mellom aldehyd og urea., Den iminium middels generert fungerer som en electrophile for nucleophilic tillegg av ketoester enol, og keton karbonyl av den resulterende addukt gjennomgår kondens med urea-NH2 å gi cyclized produkt (Figur 2).

– >

4. Konklusjoner

I konklusjonen, den nåværende prosedyre gir en effektiv og forbedret endring av Biginelli reaksjon., Mild reaksjon forhold, operasjonelle enkelhet og lett arbeid-up, god til utmerket avkastning, billig og ikke-katalysator, og kort reaksjonstid (i solvent-free betingelser) er funksjoner av denne nye prosedyren.

Erkjennelsene

forfatterne takknemlig erkjenner økonomisk støtte mottatt etter dette forskningsarbeidet fra forskningsrådet i Semnan-Universitetet. Også de erkjenner Professor Mohammad Ali Zolfigol og Professor Ardeshir Khazaei for deres generøse bidrag.