[发明专利]可生物降解的离子液体催化3,4-二氢嘧啶-2-酮的合成

说明书

一技术领域

本发明涉及一种可生物降解的酸性功能离子液体在水相中催化合成3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的新方法，属于化学材料制备技术领域。本方法适用于以芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素为原料，合成3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的场合。

二背景技术

近年来的研究发现3，4-二氢嘧啶-2-酮(硫酮)类化合物(DHPMs)具有广泛的生理活性，许多3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物具有抗病毒、抗菌、抗肿瘤、α_1a-肾上腺素拮抗、Y(NPY)拮抗等生理活性，是重要的药物中间体。一些含有二氢嘧啶母体核的海洋生物碱具有令人感兴趣的生理活性，如生物碱batzelladine对杀灭HIVgp-120-CD4病毒有效果。部分结构简单的DHPMs如Monastrol和(R)-SQ 32，926被认为是极具前景的抗癌药物之一。

基于DHPMs独特的生理活性，有关此类化合物的研究近年来又掀起了新的热潮。研究人员不断努力尝试了很多方法来改进这个合成路线，目前文献所报道的较新的技术包括催化合成法、固相合成法、外加能场等方法。这些方法存在下列1项或1项以上的缺点：催化剂的制备过程复杂；设备腐蚀严重；操作工艺复杂；只能适于实验室或小规模操作，不具备大规模工业化应用等。

离子液体是指在室温范围内(一般为100℃下)呈现液态的完全由离子构成的物质体系。一般由有机阳离子和无机阴离子、有机阴离子组成，其性能主要由组成的阳离子和阴离子共同决定，可以采用分子设计，对其进行调整。离子液体的Lewis酸碱性和酸性可以根据需要进行调节，因此，离子液体也被成为“可以设计的溶剂”。近年来，离子液体在有机合成中的应用十分活跃，其中作为催化剂在DHPMs中的应用也有报道，如Zheng等(Zheng R W，Wang X X，Xu H，Du J X.acidic ionic liquid：An efficient and reusable catalyst for the synthesis of 3，4-dihydropyrimidin-2(1H)-one[J].Synth Commun.2006，36(11)：1503-1513)报道了3-羧甲基-1-甲基咪唑硫酸氢盐催化合成DHPMs的方法。Shaabani等(Shaabani A，Rahmati A.Ionic liquid promoted efficient synthesis of 3，4-dihydropyrimidine-2-(1H)-ones[J].Catal Lett.2005，100(3-4)：177-179)以四甲基胍三氟乙酸盐离子液体为催化剂合成DHPMs，在100℃下反应5～50min，产率为80～95％。Peng等(Peng J，Deng Y.Ionic liquids catalyzed Biginelli reaction under solvent-free conditions[J].Tetrahedron Lett.2001，42(34)：5917-5919)则使用中性的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或六氟磷酸盐作为反应的催化剂，反应在30min左右完成，产率77～99％。

由于咪唑型离子液体成本昂贵，不利于大规模推广应用。此外，一系列的研究表明(Garcia M T，Gathergood N，Scammells P J.Biodegradable ionic liquids Part II.Effect of the anion and toxicology[J].Green Chem.2005，7：9-14)，常规的如咪唑、吡啶类的离子液体可降解性很差，不易通过目前使用最广泛的生物处理工艺或生物自净作用降解。

三发明内容

本发明的目的在于提供一种以水作反应介质替代有机溶剂、催化剂与产品易分离、产品纯度高、作催化剂的离子液体可生物降解的合成3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：可生物降解的离子液体催化3，4-二氢嘧啶-2-酮的合成方法，即以芳香醛、1，3-二羰基化合物、脲素为原料，离子液体为催化剂，水为反应介质，在常压下加热回流实现DHPMs合成反应。

本发明所用的离子液体催化剂结构如下：

活性污泥法实验结果表明，含有该离子液体催化剂的废水容易进行生化反应，说明该离子液体可以生物降解。