3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物的合成

李公春，侯旭鋒，劉文靜

(許昌學院 化學化工學院；化學生物傳感與檢測重點實驗室，河南 許昌 461000)

二氫嘧啶酮類化合物具有重要的藥理活性，如用作鈣拮抗劑、降壓劑、抗過敏劑等；還可以作為研制抗癌藥物的先導物[1].從海洋生物中分離得到一些具有生物活性的生物堿也含有二氫嘧啶母核.因此，這類化合物的合成引起了人們的極大興趣.1893年Biginelli利用芳香醛、乙酰乙酸乙酯、尿素在鹽酸催化下首次合成了這類化合物，這一合成方法稱為Biginelli反應[2].Kappe[3]和路軍[4]對3, 4-二氫嘧啶-2-酮類化合物的研究進行了綜述.人們對Biginelli反應做了大量研究[5-10]，但一些改進方法，存在如反應時間長、收率較低、后處理困難、操作麻煩等缺點，致使應用受到一定限制.因此，有必要探索3, 4-二氫嘧啶-2-酮類衍生物的合成.本文以無水乙醇作為溶劑，以氨基磺酸為催化劑，利用芳香醛、乙酰乙酸乙酯、硫脲或脲進行一鍋煮的三組分反應，合成了10個3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物.

1 實驗部分

1.1 反應式

采用無水乙醇作溶劑，氨基磺酸作為催化劑，由芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲(硫脲)合成了10個3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物，反應式如圖1所示.

圖1 合成3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物的反應式

1.2 儀器和試劑

FTIR-650傅里葉變換紅外光譜儀，天津市港東科技發展股份有限公司；LT1021E型電子天平，常熟市天量儀器有限公司；202-3AR型電熱恒溫干燥箱，北京中興偉業儀器有限公司；CL恒溫加熱磁力攪拌器，上海豫康科技儀器設備有限公司；SHZ-D(Ⅲ)循環水式真空泵，鞏義市予華儀器有限公司.

氨基磺酸，硫脲，脲，乙酰乙酸乙酯，無水乙醇，苯甲醛，對溴苯甲醛，對氯苯甲醛，4-羥基苯甲醛，對二甲氨基苯甲醛，2, 3-二氯苯甲醛均為分析純.

1.3 實驗步驟

向50 mL圓底燒瓶中先后加入10 mmol(取代)芳香醛、12 mmol乙酰乙酸乙酯、15 mmol脲(或硫脲)、0.3 g氨基磺酸和10 mL無水乙醇，在磁力攪拌器下回流反應3 h，停止加熱，關閉冷凝水.待冷卻至室溫，放入冰水中至固體完全析出，抽濾，用少量乙醇洗滌，抽干后固體轉移至表面皿中，在干燥箱中干燥，得到3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物，分別記作a～j.

2 結果與討論

2.1 產物性狀、產率和紅外數據

采用溴化鉀壓片法，通過傅里葉變換紅外光譜儀測定產物紅外吸收光譜，產物性狀、產率和紅外數據結果如圖2所示.

圖2 5-乙氧?；?4-(對溴)苯基-6-甲基-3,4-二氫嘧啶-2-硫酮的紅外譜圖

5-乙氧?；?4-苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(a)：黃色粉末狀固體，產率48.73%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 653.20，3 327.87，3 174.26，3 102.90，2 977.55，1 670.28，1 575.56，1 461.78，1 282.43，1 195.65，1 170.58，1 112.73，1 022.09，763.67，688.46 cm-1.

5-乙氧酰基-4-(4-羥基)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(b)：為白色粉末固體，產率為45.34%，化合物的IR圖譜主要吸收峰分別為：3 500.17，3 184.21，3 010.34，2 981.41，1 665.70，1 654.10，1 570.29，1 513.85，1 455.99，1 647.84，1 192.80，1 171.90，1 122.37，1 091.25，808.03 cm-1.

5-乙氧酰基-4-(對溴)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(c)：為白色粉末狀固體，產率為25.5%，化合物的IR圖譜主要吸收峰如下：3 326.91，3 174.59，3 102.90，2 977.55，1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43，1 278.57，1 197.64，1 176.55，1 121.67，1 006.66，798.39，748.25，599.75，559.26 cm-1.化合物(c)的IR圖譜主要吸收峰的解析如下：3 326.91，3 174.59 cm-1：N-H伸縮振動；3 102.90，2 977.55 cm-1：C-H伸縮振動；1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43 cm-1：苯環骨架的伸縮振動；1 278.57，1 197.64，1 176.55 cm-1：C-O-C伸縮振動；1 121.67 cm-1：C-N伸縮振動；1 006.66 cm-1：C=S伸縮振動；798.39 cm-1：苯環上的1, 4二取代；599.75，559.26 cm-1：C-Br伸縮振動.

5-乙氧?；?4-(對氯)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(d)：白色粉末狀固體，產率40.89%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 327.63，3 174.41，3 103.81，2 983.57，1 672.10，1 654.98，1 573.43，1 560.30，1 489.05，1 465.77，1 335.01，1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43，1 281.85，1 120.60，1 197.83，1 178.16，808.03，742.46 cm-1.

5-乙氧酰基-4-苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(e)：白色粉末狀固體，產率60.89%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 245.12，3 116.42， 2 977.55，2 373.94，2 335.37，1 775.20，1 701.98，1 648.10，1 465.63，1 413.57，1 311.36，1 284.36，1 221.57，1 018.23，1 670.32，1 655.17，1 465.17，1 336.43，784.89，700.03 cm-1.

5-乙氧酰基-4-(2, 3-二氯)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(f)：白色粉末狀固體，產率30.89%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 377.28，3 276.98，3 188.11，1 716.34，1 658.48，1 590.99，1 465.83，1 319.07，1 193.72，1 097.30，1 002.80，779.10，721.25 cm-1.

5-乙氧酰基-4-(2, 3-二氯)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(g)：白色粉末狀固體，產率39.04%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 313.47，3 245.78，3 112.55，2 992.98，2 925.48，2 832.92，1 717.45，1 702.51，1 653.66，1 637.81，1 560.13，1 446.35，1 413.57，1 284.36，1 220.72，1 193.72，1 089.58，1 037.52，1 037.52，777.17，688.46 cm-1.

5-乙氧酰基-4-(對二甲氨基)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-硫酮(h)：褐色粉末狀固體，產率37.58%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 327.94，3 294.60，3 176.63，2 992.98，2 805.92，2 732.64，1 662.66，1 611.30，1 574.15，1 524.77，1 474.01，1 391.50，1 370.80，1 332.61，1 164.25，1 286.71，1 124.84，1 027.87，815.74，725.10 cm-1.

5-乙氧酰基-4-(對二甲氨基)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(i)：綠色粉末狀固體，產率33.99%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 244.49，3 116.15，1 723.28，1 700.28，1 485.27，1 459.35，1 321.00，1 289.87，1 648.59，1 221.65，1 008.75，780.43， 482.12 cm-1.

5-乙氧?；?4-(對溴)苯基-6-甲基-3, 4-二氫嘧啶-2-酮(j)：白色粉末狀固體，產率50.31%，化合物的IR圖譜主要吸收峰：3 243.76，3 116.32，2 987.20，2 937.06，1 733.24，1 708.24，1 485.28，1 459.32，1 419.35，1 367.28，1 648.57，1 221.70，1 088.82，1 168.65，780.41，480.19 cm-1.

2.2 反應條件

以10 mL無水乙醇為溶劑，0.3 g氨基磺酸為催化劑，以10 mmol芳香醛、12 mmol乙酰乙酸乙酯以及15 mmol脲(硫脲)為原料進行三組分反應，回流反應3 h，發生Biginelli縮合反應，冷卻后抽濾，得到10個3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物.在設計反應的過程中，芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲(硫脲)三種原料的物質的量比為1：1.2：1.5，主要是考慮芳香醛的價格最高，乙酰乙酸乙酯的價格次之，脲(硫脲)的價格便宜，反應都能夠得到較好的產率.

3 結論

以無水乙醇為溶劑，氨基磺酸為催化劑，以芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲(硫脲)為原料進行三組分反應，通過Biginelli反應合成了10個3, 4-二氫嘧啶-2-(硫)酮類化合物.該方法具有反應條件溫和、操作簡單、污染少、環境友好等特點.