[发明专利]一种酸性离子液体催化制备嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成方法学技术领域，具体涉及一种酸性离子液体催化制备嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物的方法。

背景技术

具有吡啶并嘧啶母核的化合物是一类重要的杂环化合物，该类化合物大多具有杀菌、消炎、抗肿瘤、抗痛风、抗叶酸以及作为磷酸二酯酶抑制剂等的药理活性和生物活性。嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物为含有吡啶并嘧啶结构单元的化合物，其具有抗微生物、抗真菌、抗癌、抗病毒、镇痛和抗炎等多种药理活性。因此，嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物的制备具有重要的意义。嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物通常在无机或有机酸催化下，由6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶、醛和环己二酮衍生物发生“一锅反应法”制得，但是存在反应时间较长、苛刻的反应条件、较低的转化率和带来环境污染等缺点。因此，开发一种绿色、高效、方便快捷的嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物的制备方法成为许多有机合成工作者普遍关注的问题。

离子液体是指在室温或近于室温下呈液态的盐类。由于其具有不挥发、较宽的液相范围以及较好的化学稳定性而被作为绿色溶剂运用到有机合成反应中，而作为功能化离子液体中的酸性离子液体，特别是布朗斯特酸性离子液体由于具有绿色无污染、有机和无机化合物溶解性好、酸性位点分布均匀、产物易于进行分离及可循环使用等优点而被应用到嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物的制备过程中。比如FarhadShirini等以含有咪唑基、双磺酸根的酸性离子液体作为催化剂，在乙醇作溶剂的条件下高效地催化6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶、醛和环己二酮衍生物一步反应制备出一系列的嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物，该方法具有高产率、反应时间较短、操作过程较简单等优点，其中催化剂在经过除水后可以循环使用3次，其催化效率未有明显降低(1,3-Disulfonicacidimidazoliumhydrogensulfate:areusableandefficientionicliquidfortheone-potmulti-componentsynthesisofpyrimido[4，5-b]quinolinederivatives[J]，RSCAdvances，2015，5：23586～23590)。

由于上述方法所采用的酸性离子液体的母体结构是难生物降解的咪唑结构，制备价格较高，这与绿色化工的政策是相违背的。另外，由于该酸性离子液体的酸度较低，在作催化剂的过程中使用量较大，其摩尔量是所用6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶的25％。最后，在离子液体催化剂循环使用前需要进行蒸除水的过程，导致生产过程中耗能比较大，原料利用率低，不适宜工业化大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中利用酸性离子液体催化制备嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物过程中存在离子液体催化剂不易生物降解、使用量较大，原料利用率低、反应后处理过程较为复杂以及催化剂使用前需要进行处理等缺点，而提供一种催化剂易生物降解和活性较好、原料利用率高、后处理过程简单及催化剂循环使用简便的催化制备嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物的方法。

本发明所使用的酸性离子液体催化剂的结构式为：

本发明所提供的一种酸性离子液体催化制备嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物的方法，其化学反应式为：

其中反应中芳香醛(I)、6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶(II)和1，3-环己二酮衍生物(III)的摩尔比为1：1：1，酸性离子液体催化剂的摩尔量是所用6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶的8～10％，反应溶剂乙醇以毫升计的体积量为6-氨基-1，3-二甲基尿嘧啶以毫摩尔计的摩尔量的5～8倍，反应压力为一个大气压，回流反应时间为15～35min，反应结束后冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣真空干燥后得到嘧啶并[4，5-b]喹啉衍生物(IV)。滤液中含有的酸性离子液体催化剂及少量未反应完的原料，可不经处理重复使用。

本发明所用的芳香醛为对氯苯甲醛、对甲基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、对溴苯甲醛、间硝基苯甲醛中的任一种。

本发明所用的1，3-环己二酮衍生物为1，3-环己二酮或5，5-二甲基-1，3-环己二酮。