[发明专利]含对甲苯磺酸的金属配位聚合物的合成及其催化活性

说明书

技术领域

本发明属于无机化学，有机化学和药物化学领域，涉及金属配位聚合物的合成及其催化合成二氢嘧啶酮类化合物的实验方法。

背景技术

Biginelli反应的产物其衍生物在生物和药理和医学方面有着很大的应用价值，例如它们可以用作抗高血压药的钙离子通道阻滞剂、抗菌、抗病毒、消炎和α1a-拮抗等药理活性(K. S. Atwal, G. C. Rovnyak, S. D. Kimball, D. M. Floyd, S. Moreland, B. N. Swanson, J. Z. Gougoutas, J. Schwartz, K. M. Smillie and M. F. Malley, J. Med. Chem., 1990, 33, 2629; G. C. Rovnyak, K. S. Atwal, A. Hedberg, S. D. Kimball, S. Moreland, J. Z. Gougoutas, R. B. C. O, J. Schwartz and M. F. Malley, J. Med. Chem., 1992, 35, 3254)。尽管利用固相反应、包含离子液体的液相反应、金属及路易斯酸碱催化和利用其它催化剂催化的方法得到了很好的进步，但是仍然还存在一些不足，比如需要较长的反应时间，昂贵的试剂，较强的路易斯酸碱及有时会用到有害的有机溶剂。

最近，金属配位聚合物(MCPs)的设计和合成也逐渐引起化学家及材料学家的关注。这是由于这种材料在催化、气体吸收或存储、荧光、传感和药物运输方面有着潜在的应用价值。尤其MCPs在催化方面已经得到了很好的发展(I. Luz, F. X. Llabres i Xamena and A. Corma, J. Catal., 2012, 285, 285)。由于对甲苯磺酸及过渡金属离子(Co²⁺, Fe³⁺和Cu²⁺)都曾经被用来催化有机物的合成(P. Li, S. Regati, R. J. Butcher, H. D. Arman, Z. Chen, S. Xiang, B. Chen and C. G. Zhao, Tetrahedron Lett., 2011, 52, 6220; S. H. A. M. Leenders, R. Gramage-Doria, B. de Bruin and J. N. H. Reek, Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 433)。因此本发明同时考虑到以上两者的优点，采用苯磺酸和钴离子及有机配体配位形成MCPs。

考虑到二氢嘧啶酮类化合物拥有较高的生物活性，而且经常能作为有机合成的重要中间体，因此本发明公开使用上述的MCPs催化剂实现了对二氢嘧啶酮类化合物的高效制备。这对将来合成二氢嘧啶酮类化合物具有重要的指导意义。

发明内容

本发明提供了一种合成具有高效催化活性的金属有机配位聚合物的合成方法，并用来高效催化合成二氢嘧啶类化合物。本发明达到了减少催化剂的用量、缩短反应时间、简化实验操作的绿色合成方法。

为实现上述目的，将对甲苯磺酸、氢氧化钠、硝酸钴、及DPP (1,3-二(吡啶-4-基)丙烷)溶于水和甲醇的混合溶液中，其中DPP的结构式见图1。然后将溶液转移到反应釜中加热120度5小时后，降温过滤析出得到红色晶体的配位聚合物1。将所得产品1经单晶X-射线衍射分析确定其分子结构，见图2。最后将产物1研磨作为催化剂，采用一锅法催化系列苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的反应得到二氢嘧啶类化合物。其中催化结果如下表一所示。

本发明的具体合成步骤如下。

实施例一、产品1的合成

将0.035g的对甲苯磺酸(0.2mmol)、0.008g氢氧化钠(0.2mmol)、0.040g DPP (0.2mmol)和0.029g硝酸钴(0.1mmol)溶于水(2mL)和甲醇(3mL)的混合溶液中。将反应混合液转移到反应釜中加热120度5小时后以5度每小时的速率缓慢降至室温、过滤、静置、析出红色的目标产物1并确定其晶体结构图。

实施例二、催化合成二氢嘧啶酮类化合物的方法