13722负载酸性离子交换树脂催化合成二氢嘧啶酮付岩

1、沈 阳 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF SHENYANG LIGONG UNIVERSITY第 30 卷 第 2 期2011年 4 月Vol 30 No 2Apr2011文章编号:1003 1251(2011)02 0032 04负载型强酸性离子交换树脂催化3，4 二氢嘧啶酮付岩，张爱黎，杨沫( 沈阳理工大学 环境与化学，辽宁 沈阳 110159)摘 要:在负载 SnCl4 的 732 强酸性离子交换树脂催化下，以苯、乙酰乙酸乙酯、尿素为原料，一步6 甲基 4 苯基 5 乙氧羰基 3，4 二氢嘧啶 2( H) 酮。当苯、乙酰乙酸乙酯、尿素的摩尔比为 1: 3: 2，负载 SnCl4

2、 的 732 树脂用量为 0 5g，反应温度 80 84 ，反应时间 2h，目标产物的收率为 98 96% :负载 SnCl4 的 732 离子交换树脂; 二氢嘧啶酮; Biginelli 反应号:TQ031文献标识码:ASynthesis of 3，4Dihydropyrimidine2one byCatalysis of 732 Strong Acidic Ion-Exchange ResinFU Yan ，ZHANG Aili ，YANG Mo( Shenyang Ligong University ，Shenyang 110159 ，China)Abstract: 5 meth car

3、bony 4 phenyl 6 methyl 3，4 dihydropyrimidine 2 one was synthesized from benzophenone，ethyl acetoactate and urea in presence of the 732 resin oaded with SnCl4 strong acidic ion-exchange resin The yield of the 3，4 dihydropyrimidin 2 one was up to 98 96% under the optimum condition: moler ratio of benz

4、ophenone ethyl acetoactate and urea 1: 3: 2，732 resin loaded with SnCl4 ion-exchange resin 0 5g，reaction temperature80 84 and refuluxing for 2hKey words: 732 resin loaded with SnCl4 ion-exchange resin; dihydropyrimidine; Biginelli re-action3，4 二氢嘧啶 2 酮及其衍生物是重要的，具有与 1，4 二氢吡啶衍生物相似的药理活性1，可作为钙通道剂、抗过敏剂、降

5、压剂2 4、拮抗剂5等。海生生物碱中也含有二氢嘧啶酮 5 羧酸酯，这些生物碱对 HIVgp 120 CD4 是很有效的抑制剂。因此，对 Biginelli 反应的研究受到高度重视，为改进这一反应，做了大量剂。这些方法都能高产率得到 3，4 二氢嘧啶 2 酮。本文研究用负载 SnCl4 强酸性离子交换树脂催化 Biginelli 反应，结果表明，负载 SnCl4 强酸性离子交换树脂对 Biginelli 反应有较强的催化活性，反应时间短，产率高，且催化剂价格低廉， 经简单过滤即可回收利用，对设备无腐蚀性，是一 种较好的绿色方法。的研究工作，主要有微波促进6，固相7及用8910BF3 Et2 O

6、/ CuCl、FeCl3 6H2 O、InCl3等催化1实验部分收稿日期:2011 03 16作者简介:付 岩( 1974) ，女，副教授，研究方向: 有机第 2 期付 岩等: 负载型强酸性离子交换树脂催化3，4 二氢嘧啶酮332 ，说明产物很纯。VOF 410 付立叶变换红外光谱仪对1 1试剂与仪器检测。产物的波谱检测数 IR ( cm 1 ) : 3244，3114， 2978，2935，1647，1223，1092，758，698。官能区在3244cm 1 处出现 N H 伸缩振动特征吸收峰;3114cm 1 处出现 Ar-H 伸缩振动特征吸收峰;2978cm 1 处出现甲基伸缩振动特征

7、吸收峰;苯，乙酰乙酸乙酯，尿素，乙醇，乙二醇，732 树脂，结晶四氯化锡，标准磨口仪器，干燥箱，电子天平，ZF7 三用紫外分析仪。VOF 410付立叶变换红外光谱仪。熔点测定仪。1 2试剂纯化2935cm出现亚甲基伸缩振动特征吸收峰; 1苯，乙酰乙酸乙酯减压蒸馏。1647cm 1 处出现苯环骨架振动; 1223cm 1 处出现C-N 伸缩振动特征吸收峰; 1092cm 1 出现 C-O 不对称伸缩振动吸收特征峰; 758cm 1 处出现苯环中只有 5 个 = CH 的面外变形振动特征吸收峰; 698cm 1 处出现 N-H 面外变形振动特征吸收峰。反应方程式如下1 3催化剂的732 树脂为 N

8、a 型，首先将其用盐酸改性为强酸性，并732 树脂中的水溶性浸出物。然后Sn4 + 732 树脂和负载 SnCl4 的 732 树脂做催化剂用于有机。1 3 1 732 树脂的前处理配置 5% 的盐酸 200mL，取一定量的 732 树脂，用配制好的 5% 盐酸浸泡 4h，将浸泡完的 732树脂用清水洗涤干净，再将 732 树脂用蒸馏水浸产率的计算m = M × n ( m 为质量; M 为摩尔质量;n 为摩( 1)( 2)泡 24h，抽滤，最后经真空干燥处理。1 3 2Sn4 + 732 树脂的取 5g 结晶四氯化锡溶于 20mL 水中，加入 6g 732 树脂浸泡 24h，将浸泡

9、后的 732 树脂用蒸馏水干净，抽滤，放入烘箱烘干，将烘干后的 732树脂称重，为 6 5g。1 3 3732 树脂负载 SnCl4取 20mL 无水乙醇于锥形瓶中，加入结晶SnCl4 10g，搅拌使其溶解，将 6g 732 树脂加入上述溶液中，浸泡 24h，将浸泡后的 732 树脂先用无水尔)V = m / d ( V 为体积; d 为密度)产率 = m / m × 100% ( m 为实际值; m 为1010理论值)( 3)2结果与讨论2 1催化剂种类对产物收率的影响采用不同的催化剂进行实验，反应条件: 以苯、乙酰乙酸乙酯、尿素为原料，乙醇为溶剂，反乙醇两遍，再用蒸馏水数遍，抽滤

10、，放入烘箱，将烘干后的 732 树脂称重，为 7 25g。应物摩尔配比为苯: 乙酰乙酸乙酯: 尿素 = 1:3: 2，反应时间为 2 h，催化剂 0 5g，反应温度维持1 4实验步骤在 80 84 。催化剂种类对产物收率的影在圆底烧瓶中按配比依次加入一定量的苯甲 醛、乙酰乙酸乙酯、尿素、各种树脂和无水乙醇( 溶剂) ，装上回流冷凝管，于一定温度下反应，TLC 确定反应终点。反应完毕后，倒入冷水中，产物析出，产物用无水乙醇重结晶，得到白色晶体。响。实验结果如表 1 所示。表 1催化剂种类对反应的影响%催化剂负载 SnCl4的 732 树脂负载 Sn4 +树脂732732 树脂检测产率1 586

11、0488 1298 96由表 1 可以看出，负载 SnCl4 的 732 树脂催化效果较好，产物收率较高，主要因为 SnCl4 是路易熔点测定仪测定产物熔点，粗用无水乙醇重结晶得白色晶体，熔点为 198 200 熔程为沈 阳 理 工 大 学 学 报第 30 卷34斯酸，负载后增强了 732 树脂的酸性 。因此，本实验采用负载 SnCl4 的 732 树脂作催化剂。2 2 尿素用量对反应结果的影响产率达到最高值。2 4 催化剂用量对反应的影响以苯、乙酰乙酸乙酯、尿素为原料，以负以苯、乙酰乙酸乙酯、尿素为原料，负载载 SnCl4 的 732 树脂为催化剂，反应时间为 2h，乙醇为溶剂，温度在 80

12、 84 。反应物摩尔配比为SnCl4 的 732 树脂为催化剂 0 5g，反应时间为 2h，乙醇为溶剂，温度维持在 80 84 。摩尔配比苯苯: 乙酰乙酸乙酯: 尿素 = 1: 3: 2，改变催化剂: 乙酰乙酸乙酯 = 1: 2，改变尿素的量反应结果的影响。实验结果如图 1 所示。对的量对反应结果的影响。实验结果如图 3 所示。图 3 催化剂用量对反应的影响由图 3 可以看出，随着催化剂用量的增加，产物收率上升; 当催化剂用量为 0 5g 时，产物收率为 98 96% ; 继续增加催化剂用量，产物收率有所下降。因此，本实验适宜的催化剂用量为 0 5g。图 1 尿素用量对反应的影响由图 1 可见

13、，当 n ( 苯) : n ( 乙酰乙酸乙酯) : n( 尿素) = 1: 2: 2 时，产物收率为 93 54% ，产率达到最高值。2 3 乙酰乙酸乙酯用量对反应结果的影响2 5 溶剂对反应的影响实验以反应物苯、乙酰乙酸乙酯、尿素为以乙二醇为溶剂，苯: 乙酰乙酸乙酯: 尿原料，负载 SnCl4 的 732 树脂为催化剂 0 5g，反应时间为 2 h，乙醇为溶剂，温度维持在 80 84 。素 = 1: 3: 2，温度在 80 84 下反应，改变负载SnCl 的 732 树脂用量进行实验。实验结果如图 44反应物摩尔配比苯: 尿素 = 1: 2，改变乙酰乙所示。酸乙酯的量对反应结果的影响。实验结

14、果如图 2所示。图 4 溶剂对反应的影响由图 4 可见，使用乙二醇做溶剂时，产物产率较乙醇为溶剂时低。因为乙二醇的沸点为 196 198 它做溶剂时，要求较高温度，在 80 84 下图 2 乙酰乙酸乙酯用量对反应的影响由图 2 可见，当 n ( 苯) : n ( 乙酰乙酸乙酯) : n( 尿素) = 1: 3: 2 时，产物收率为 98 96%第 2 期付 岩等: 负载型强酸性离子交换树脂催化3，4 二氢嘧啶酮35反应，反应过程中出现较多的黄色油状层，反应物未完全反应，因此导致产率降低。由图 6 可见，树脂在重复使用 4 次后，仍具有较好的催化效果。产率下降的主要是树脂抗机械强度较差，容易破损

15、，致催化能力下降。2 6 反应时间对反应结果的影响结论实验以反应物苯、乙酰乙酸乙酯、尿素为3原料，负载 SnCl4 的 732 树脂为催化剂 0 5g，乙醇为溶剂，温度在 80 84 ，反应物摩尔配比苯甲醛: 乙酰乙酸乙酯: 尿素 = 1: 3: 2，实验结果如图 5所示。1) 负载 SnCl4 的 732 树脂是一种固体酸，廉价易得，对设备无腐蚀; 催化剂所需的温度低，合成反应催化活性高，反应时间短，收率高，无需特殊分离，循环使用 4 次产率仍可达 82 88% ，即使因为使用时间长而失活，也易再生，降低原料的消 耗，减少大量废水对环境的污染，因此是反应较理 想的催化剂。2) 通过研究催化剂

16、用量、反应温度、反应时间、原料配比等影响因素，得出6 甲基 4 苯基 5 乙氧羰基 3，4 二氢嘧啶 2 ( H) 酮的最优条件: 负载 SnCl4 的 732 树脂用量为 05g，反应温度 80 84 ，反应时间 2h，n( 苯) :n( 乙酰乙酸乙酯) : n( 尿素) 为 1: 3: 2，目标产物的收率为 98 96% 。图 5 反应时间对反应的影响由图 5 可见，随着反应时间的增加，产物产率 上升; 当反应时间为 2h，产物产率为 97 96% ; 继续延长反应时间对产物产率影响不大。因此，从 节约能源角度考虑，本实验适宜的反应时间为 2h。3) 负载 SnCl 的 732 树脂作催化

17、剂，反应以4乙二醇做溶剂时，由于反应温度要求较高，在 80 84 下反应，反应物未完全反应，导致产率较低， 因此使用固体酸作催化剂不适宜用乙二醇做本反应的溶剂。2 7 催化剂循环使用效果原料配比为苯: 乙酰乙酸乙酯: 尿素 = 1:参考文献:3: 2，负载 SnCl4 的732 树脂为催化剂0 5g，无水乙醇为溶剂，保持反应温度 80 84 ，反应时间均为2h，每次实验结束后催化剂用无水乙醇洗净，作为下一次实验的催化剂，以产率检验其循环使用的催化效果，实验结果如图 6 所示1 戴冲之 NH4Cl 催化微波照射3 ，4二氢嘧啶 2酮衍生物J 化工时刊，2004，18( 6) : 39 402 A

18、twal K S ，Swanson B N ，Unger S E ， Dihydropyrimi dine calcium channellockers : 3 carbamoyl 4 aryl 1 ，2 ，3，4 ， tetrahydro 6 methyl 5 pyrimidinecarboxylic acid es ters as orally effecitive antihypertensive agent J Med Chem ， 1991 ，34 : 806 8093 Kappe C O ，Fabian W M F Conformational analysis of 4 aryl

19、 dihydropyrimidine calcium channel modulators : A comparisonof abinitio semiempirical and X ray crystallographic studiesJ Tetrahedron ，1997 ，53 : 2803 28064 Atwal K S ，Rovnyak G C ，Reilly B C ，ubstituted 1 ，4dihydropyrimidines Synthesis of selectively fictionalized hetero 1，4 dihydropyrimidines J Or

20、g Chem ，1989 ，54 : 5898( 下转第 24 页)5901图 6 732 树脂重复使用次数沈 阳 理 工 大 学 学 报第 30 卷242 周立功 SOPC天大学系统基础，2006: 3 8M 北京: 北京航空航4 结束语3 龙达峰 基于 SOPC 技术的弹载组合导航系统的应用研究D 太原: 中北大学，20084 闫敬文 基于 FPGA 的系统设计M 北京: 机 械工业社，2006: 4 75 李海洋，刘建业 基于 FPGA 的微小型导航计算机系统设计J 微计算机应用，2006，27( 1) : 94 976 李建利，房建成 改进的 MEMS 陀螺静态误差模型及标定方法J 宇

21、航学报，2007，28( 6) : 1614 16177 姜海龙，孙俊忠 MEMS 陀螺参数的解耦测试方法研究J仪器仪表学报，2008，29( 4) : 240 243( 责任编辑: 马金发)本文给出了一种小型化、低成本、易于工程实现的惯性导航系统设计和实现方案，完成了系统的硬件和软件设计联调，并对导航系统MIMU部分进行标定补偿处理。实验结果表明: 该导航系统可准确处理惯导器件数据，通过对陀螺仪和度计补偿结果可看出，经过标定补偿后明显提高了系统精度，降低了零偏值、安装误差角 和刻度因子等确定性误差对导航精度的影响，为进一步的研究奠定基础。参考文献:1 秦 惯性导航M 北京: 科学，2007(

22、 上接第 35 页)5 BarrowJ C，NantermetP G，Selthree component one pot condensation reaction: An efficient syn thesis of 5 alkoxycarbonyl 4 aryl 3，4 dihydropyridin 2 ( 1H) onesJ Org hem，1998，63: 3454 34579 路军，马怀让，李万华 三氯化铁催化的一锅法 3，4 二氢嘧啶 2 酮J 有机化学，2000，20: 815 81710 Ranu B C，Hajra A，Jana U J Indium chloride catalyzed one pot synthesis of