Sammanfattning

Al(NO3)3 · 9H2O effektivt catalyzes tre-komponent Biginelli reaktion mellan en aldehyd, en β-dicarbonyl förening, och urea eller tiourea i refluxing etanol och lösningsmedel, (SF) villkor för att ha råd med motsvarande dihydropyrimidinones i hög avkastning. Fördelarna med denna metod innefattar det enkla förfarandet, den miljövänliga processen och den låga kostnaden för Lewis-syrakatalysatorn.

1., Inledning

1893, den italiensk kemist Pietro Biginelli rapporterade en cyclocondensation reaktion mellan ethylacetoacetate, bensaldehyd, och urea för att få en heterocyklisk system av 3,4-dihydropyrimidinones (DHPMs), som är känd som Biginelli reaktion . Dihydropyrimidinoner är kända för att uppvisa ett brett spektrum av biologiska aktiviteter såsom antivirala, antitumör och antibakteriella andanteinflammatoriska aktiviteter . Dessutom har dessa föreningar uppstått som potentiella kalciumkanalblockerare, antihypertensiva ., Dessutom finns pyrimidin-enheten i många marina naturprodukter, inklusive batzelladinalkaloider, som har visat sig vara hivgp-120-CD4-hämmare . Därför fortsätter Biginelli-reaktionen att locka uppmärksamheten hos organiska kemister som är intresserade av att hitta mildare och effektivare förfaranden för syntes av dihydropyrimidinoner . Syntetiska strategier för dihydropyrimidinonkärnan involverar både en-pot och multistep-tillvägagångssätt ., För närvarande flera allmänna metoder som är kända för beredning av dihydropyrimidinones, med hjälp av olika Lewis och protic fettsyror, såsom BF3·OEt2 , ZrCl4 , Sc(OTf)3 , zeoliter , SbCl3 , CuCl2·2H2O triklorisocyanursyra med (TCCA) , RuCl3 , silica svavelsyra (SSA) , och 1,3-diklor-5,5-dimethylhydantoin (DCDMH) . Vissa av dessa förfaranden lider emellertid av nackdelar som otillfredsställande utbyten, besvärliga produktisoleringsförfaranden och miljöföroreningar.,

därför finns det fortfarande ett behov av mångsidiga, enkla och miljövänliga processer där DHPMs kan bildas under mildare och praktiska förhållanden.

2. Experimentell

2.1. General

kemikalier köptes från Merck, Aldrich och Acros företag och användes utan ytterligare rening. Alla utbyten avser isolerade produkter. Renhetsbestämningen av substraten och reaktionsövervakningen åtföljdes av tunnskiktskromatografi (TLC) och visualiserades under ultraviolett (UV) ljus., Smältpunkter bestämdes med hjälp av elektrotermisk 9100 instrument i öppna kapillärer och är okorrigerade. Alla föreningar är välkända och identifierades genom jämförelse av spektroskopiska data med de autentiska proverna.

2.2. Typisk reaktion för syntesen av Biginelli-föreningar i återflöde etanol

2.3. Typisk reaktion för syntes av Biginelli-föreningar i lösningsmedelsfria förhållanden

3., Resultat och diskussion

i fortsättningen av vårt arbete med utveckling av användbara syntetiska metoder har vi observerat att aluminiumnitrat är en effektiv katalysator för syntesen av Biginelli-föreningar (Figur 1). Som en modellreaktion började vi studera trekomponents aluminiumnitrat katalyserad Biginelli-kondensation genom att undersöka de villkor som krävs för reaktionen med bensaldehyd, urea och etylacetoacetat för att ge motsvarande 3,4-dihydropyrimidinon i återflöde etanol.,

inledningsvis vände vi vår uppmärksamhet mot screening lämplig koncentration av aluminiumnitrat (Tabell 1). I det första steget utförde vi modellreaktionen i frånvaro av någon katalysator (post 1, Tabell 1) för vilken avkastningen av produkten var försumbar., Därefter valde vi 5 mol% aluminiumnitrat för att katalysera modellreaktionen och fann att den önskade 3,4-dihydropyridinon erhölls i 70% utbyte. Reaktionen fungerade bra när mängden Al (NO3)3·9H2O ökade från 10 till 15 mol%, men 15 mol% av Al(NO3) 3·9H2O gav högsta utbyte och större mängd katalysator förbättrade inte avkastningen i större utsträckning.,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 undersökning av katalysatorns påverkan på reaktionens utbyte testades olika lösningsmedel, inklusive CH3CN, EtOH, MeOH, aceton, CHCl3, EtOH/H2O (1 : 1) och H2O, och jämfördes med lösningsmedelsfria förhållanden (Tabell 2)., Som framgår av Tabell 2 gav etanol bland de olika lösningsmedlen det högsta utbytet (Tabell 2, Post 2), medan vatten inte gav goda resultat i aluminiumnitratkatalyserad Biginelli-reaktion (Tabell 2, Post 7). Dessutom tillsats av katalytisk mängd natriumdodecylsulfat (SDS) endast förbättrat utbyte av produkt upp till 5%. Dessutom förberedde vi Al (DS)3 genom reaktion av aluminiumnitrat med SDS enligt rapporterad procedur och använde den som katalysator i modellreaktionen i vatten som lösningsmedel under återflödestillståndet, men Al(DS)3 förbättrade inte reaktionshöjningen i vår hand., Vi identifierade slutligen etanol som det mest effektiva lösningsmedlet för aluminiumnitratkatalyserad Biginelli-reaktion. För att undersöka mångsidigheten och kapaciteten hos vår metod undersöktes reaktionerna i lösningsmedelsfria förhållanden.

vid lösningsmedelsfria förhållanden ökade utbytet och reaktionstiden minskade (Tabell 2, Post 12). Dessutom erhölls vid låg temperatur och långa reaktionstider endast mindre mängder av de önskade produkterna (tabell 3, post 1).,

efter optimering av reaktionsförhållandena har olika aromatiska aldehyder med antingen elektronfrigörande eller elektronfrigörande substituenter i ortho -, meta-och para-positionerna gett goda resultat för utmärkta utbyten av produkterna både vid återflöde av etanol och lösningsmedelsfria förhållanden. Ett viktigt inslag i detta förfarande är att trots den höga oxidationspotentialen hos aluminiumnitrat överlever funktionella grupper som etrar och hydroxi under reaktionsförhållandena., Tiourea användes med liknande framgång för att tillhandahålla motsvarande 3,4-dihydropyrimidin-2 (1H)-tioner som också är av intresse med avseende på deras biologiska aktiviteter (Tabell 4, posterna 3, 8) .

vi kan nå en bättre slutsats genom att jämföra resultatet av det nuvarande arbetet med några andra aktuella rapporter som finns tillgängliga i litteraturen, vilket illustreras i Tabell 5.

mekanismen för Biginelli-reaktion har undersökts noggrant . Enligt Kappe tros det första steget i mekanismen vara kondensationen mellan aldehyden och urea., Den iminium mellanliggande genereras fungerar som en electrophile för nucleophilic tillägg av ketoester enol, och keton carbonyl av den resulterande addukt genomgår kondens med urea NH2 att ge cyclized produkt (Figur 2).

4. Slutsatser

Sammanfattningsvis ger detta förfarande en effektiv och förbättrad ändring av Biginelli-reaktionen., Milda reaktionsförhållanden, operativ enkelhet och enkel arbetsuppgång, bra till utmärkta utbyten, billig och icke-toxisk katalysator och korta reaktionstider (i lösningsmedelsfria förhållanden) är funktioner i denna nya procedur.

bekräftelser

författarna erkänner tacksamt det ekonomiska stöd som erhållits för detta forskningsarbete från forskningsrådet vid Semnan University. Även de erkänner Professor Mohammad Ali Zolfigol och Professor Ardeshir Khazaei för deras generösa stöd.