水合硫酸铁催化的Biginelli反应和Biginelli-like反应

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3,4-二氢嘧啶-2-酮/硫酮类化合物(DHPMS)是一类重要的含氮杂环化合物,它们中很多具有生物活性,在医药、生物等方面都有重要应用,如钙拮抗剂、降压剂、α1a-拮抗物等。含有亚芳基结构的稠环嘧啶化合物对某些细胞株有独特的选择性,是具有潜力的抗肿瘤药物,对结核菌有很强的抑制作用。1893年Biginelli首次报道了DHPMS类化合物,它由芳香醛、乙酰乙酸乙酯、尿素在强酸催化下缩合得到,人们把该合成方法称为Biginelli反应。经典的Biginelli反应存在反应时间长,需要大量强酸催化剂,产率低(特别是取代的醛和含有活泼基团的醛)等缺点。为了解决这些问题,人们不断寻找新的催化剂以及新的实验手段来改进这类化合物的合成。近年来,由于其重要的生物活性,人们对3,4-二氢嘧啶-2-酮类化合物合成研究显现出越来越浓厚的兴趣。目前,已有上百种新的方法报道,但都存在着适用范围小的缺点。本文以Fe2(SO43·xH2O为催化剂一锅合成多种3,4-二氢嘧啶-2-酮/硫酮类化合物及其衍生物。本文分为两个部分,第一部分是经典的Biginelli反应,第二部分是Biginelli-like反应。经典的Biginelli反应是在各种催化条件下β-二羰基化合物和醛与脲或硫脲的缩合反应。第二部分Biginelli-like反应是以环戊酮或环己酮代替β-二羰基化合物和醛与脲或硫脲的缩合反应。Fe2(SO43·xH2O是一种价格低廉的催化剂,可回收,操作简单,对环境友好并且底物适用范围广泛。各种芳香醛和脂肪醛,β-二羰基化合物(包括β-酮酯、β-酮酰胺以及1,3-二酮类化合物),脲或硫脲都可在Fe2(SO43·xH2O的催化下高收率的生成DHMPS化合物,收率在70-92%之间。应用该方法合成了34种具有不同结构的DHMPS化合物,其结构经1H NMR或13C NMR和高分辨质谱表征。应用该方法同样能够很好的催化环戊酮或环己酮与醛,脲或硫脲的反应。我们应用Fe2(SO43·xH2O为催化剂,通过这种Biginelli-like缩合反应,合成了30种含有亚芳基结构的DHMPS化合物,收率比文献报道的方法稍高,操作简单、催化剂价廉易得,且易回收。
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