Abstract

Al(NO3)3 · 9H2O eficient catalizează trei componente Biginelli reacția dintre o aldehidă, un β-dicarbonyl compus, și uree sau tiouree în reflux etanol și solvent-free (SF) condiții pentru a permite corespunzătoare dihydropyrimidinones în randamente ridicate. Avantajele acestei metode implică procedura ușoară, procesul ecologic și costul scăzut al catalizatorului de acid Lewis.

1., Introducere

În 1893, chimist Italian Pietro Biginelli raportat o cyclocondensation reacție între ethylacetoacetate, benzaldehida, și uree pentru a obține un heterociclici sistemul de 3,4-dihydropyrimidinones (DHPMs), care este cunoscut ca Biginelli reacție . Se știe că dihidropirimidinonele prezintă o gamă largă de activități biologice, cum ar fi activități antivirale, antitumorale și antibacteriene Andante-inflamatorii . În plus, acești compuși au apărut ca potențiali blocanți ai canalelor de calciu, antihipertensivi ., Mai mult, unitatea de pirimidină se găsește în multe produse naturale marine, inclusiv alcaloizi batzelladină, care s-au dovedit a fi inhibitori ai HIVgp-120-CD4 . Prin urmare, Biginelli reacție continuă să atragă atenția organic interesat în găsirea mai ușoară și mai eficiente proceduri pentru sinteza de dihydropyrimidinones . Strategiile sintetice pentru nucleul dihidropirimidinonei implică atât abordări cu un singur pot, cât și cu mai multe etape ., În prezent, mai multe metode generale sunt cunoscute pentru prepararea de dihydropyrimidinones, folosind diverse Lewis și protic acizi, cum ar fi BF3·OEt2 , ZrCl4 , Sc(OTf)3 , zeoliți , SbCl3 , CuCl2·2H2O acid tricloroizocianuric (TCCA) , RuCl3 , dioxid de siliciu, acid sulfuric (SSA) , și clorhidrat de 1,3-dicloro-5,5-dimethylhydantoin (DCDMH) . Cu toate acestea, unele dintre aceste proceduri suferă de dezavantaje, cum ar fi randamentele nesatisfăcătoare, procedurile greoaie de izolare a produselor și poluarea mediului.,prin urmare, există încă o nevoie de procese versatile, simple și ecologice, prin care DHPMs poate fi format în condiții mai blânde și practice.

2. Experimental

2.1. General

produsele chimice au fost achiziționate de la companiile Merck, Aldrich și Acros și au fost utilizate fără purificare suplimentară. Toate randamentele se referă la produse izolate. Determinarea purității substraturilor și monitorizarea reacției au fost însoțite de cromatografie în strat subțire (TLC) și vizualizate sub lumină ultravioletă (UV)., Punctele de topire au fost determinate cu ajutorul instrumentului electrotermic 9100 în capilare deschise și sunt necorectate. Toți compușii sunt bine cunoscuți și au fost identificați prin compararea datelor spectroscopice cu cele ale probelor autentice.

2. 2. Reacție tipică pentru sinteza compușilor Biginelli în refluxarea etanolului

2.3. Reacție tipică pentru sinteza compușilor Biginelli în condiții fără solvenți

3., Rezultate și discuții

în continuarea activității noastre privind dezvoltarea metodologiilor sintetice utile, am observat că azotatul de aluminiu este un catalizator eficient pentru sinteza compușilor Biginelli (Figura 1). Ca model de reacție, am început să studiem cele trei componente de aluminiu nitrat de catalizată Biginelli condensare prin examinarea condițiilor necesare pentru reacția care implică benzaldehida, uree, și etil acetoacetat pentru a permite corespunzătoare 3,4-dihydropyrimidinone în reflux etanol.,

Figura 1

Aluminiu nitrat-sinteza catalizată de 3,4-dihydropyrimidin-2-cele/thiones.inițial, ne-am îndreptat atenția spre screening-ul concentrației adecvate de azotat de aluminiu (Tabelul 1). În prima etapă, am efectuat reacția model în absența oricărui catalizator (intrarea 1, Tabelul 1) pentru care randamentul produsului a fost neglijabil., După aceea, am selectat 5 mol % azotat de aluminiu pentru a cataliza reacția modelului și am constatat că 3,4-dihidropiridinona dorită a fost obținută în randament 70%. Reacția a funcționat bine atunci când cantitatea de Al(NO3)3·9h2o a crescut de la 10 la 15 mol%, dar 15 mol% din Al(NO3)3·9h2o a dat cel mai mare randament, iar cantitatea mai mare de catalizator nu a îmbunătățit randamentele într-o măsură mai mare.,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.,

Tabelul 1

Influența cantitatea de aluminiu nitrat de pe randament de etil-6-metil-4-fenil-2-oxo-1,2,3,4-tetrahydropyrimidine-5-carboxilat în reflux ethanola.

După o anchetă de influența catalizatorului valoare asupra randamentului de reacție, diverși solvenți, inclusiv CH3CN, EtOH, MeOH, Acetonă, CHCl3, EtOH/H2O (1 : 1), și H2O au fost testate și comparate cu solvent-free condiții (Tabelul 2)., După cum se poate observa în tabelul 2, printre diferiți solvenți, etanolul a dat cel mai mare randament (Tabelul 2, Intrarea 2), în timp ce apa nu a dat rezultate bune în reacția Biginelli catalizată de nitrați de aluminiu (Tabelul 2, Intrarea 7). De asemenea, adăugarea de cantitate catalitică de dodecil sulfat de sodiu (SDS) îmbunătățit numai randamentul produsului până la 5%. În plus, am preparat Al (DS)3 prin reacția azotatului de aluminiu cu SDS conform procedurii raportate și l-am folosit ca catalizator în reacția modelului în apă ca solvent sub condiția refluxului, dar Al(DS) 3 nu a îmbunătățit randamentul reacției în mâna noastră., În cele din urmă am identificat etanolul ca fiind cel mai eficient solvent pentru reacția Biginelli catalizată de nitrați de aluminiu. Pentru a investiga versatilitatea, precum și capacitatea metodei noastre, reacțiile au fost examinate în condiții fără solvenți.

în condiții fără solvenți, randamentul a crescut, iar timpul de reacție a scăzut (Tabelul 2, Intrarea 12). În plus, la temperaturi scăzute și timpi de reacție lungi s-au obținut numai cantități mai mici de produse dorite (Tabelul 3, Intrarea 1).,

După optimizarea condițiilor de reacție, diverse aldehide aromatice care, fie electron-eliberarea sau electron-retragerea substituenți în orto, meta și para poziții oferite bun spre excelent randamentele de produse, atât în reflux etanol și solvent-free condiții. O caracteristică importantă a acestei proceduri este că, în ciuda potențialului ridicat de oxidare al azotatului de aluminiu, grupurile funcționale, cum ar fi eterii și hidroxii, supraviețuiesc în condițiile de reacție., Tiouree a fost folosit cu succes similar pentru a oferi corespunzătoare 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-thiones care sunt, de asemenea, de interes cu privire la activități biologice (Tabelul 4, rubricile 3, 8) .putem ajunge la o concluzie mai bună comparând performanța lucrării de față cu alte rapoarte recente disponibile în literatura de specialitate, așa cum este ilustrat în tabelul 5. mecanismul reacției Biginelli a fost investigat amănunțit . Potrivit Kappe, primul pas în mecanism este considerat a fi condensarea dintre aldehidă și uree., La iminium intermediare generate acționează ca un electrofil pentru nucleofil plus de ketoester enol, și cetonă carbonil din care rezultă aduct suferă de condens cu uree NH2 să dea cyclized produs (Figura 2).

Figura 2

mecanism Propus pentru aluminiu nitrat de catalizată de Biginelli reacție.

4. Concluzii

în concluzie, prezenta procedură oferă o modificare eficientă și îmbunătățită a reacției Biginelli., Condițiile de reacție ușoară, simplitatea operațională și prelucrarea ușoară, randamentele bune până la excelente, catalizatorul ieftin și netoxic și timpii de reacție scurți (în condiții fără solvenți) sunt caracteristici ale acestei noi proceduri.

mulțumiri

autorii recunosc cu recunoștință sprijinul financiar primit pentru această lucrare de cercetare de la Consiliul de Cercetare al Universității Semnan. De asemenea, ei recunosc Profesor Mohammad Ali Zolfigol și Profesor Ardeshir Khazaei pentru sprijinul lor generos.