[发明专利]一种氧化脱氢芳构化制备2-嘧啶酮衍生物的方法

说明书

本发明提供一种制备2‑嘧啶酮衍生物的方法，以醛、尿素、乙酰乙酸乙酯和催化剂金属氯化物加热反应，得到3,4二氢嘧啶酮衍生物，然后依次加入N‑羟基丁二酰亚胺(NHS)和Ni(OAc)₂，在合适的溶剂中氧化脱氢芳构化得到2‑嘧啶酮衍生物。本发明制备方法具有对环境友好、原料简单易得、底物普适性好、后处理工艺简便、收率较高，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于有机合成工艺领域，具体涉及一种氧化脱氢芳构化制备2-嘧啶酮衍生物的方法。

背景技术

在有机合成中，氧化脱氢是一类重要的反应手段，以氧化脱氢来合成新的有机化合物在近几十年来发展迅速。由于嘧啶杂环结构是有机杂环化学中的重要中间体，且其具有多种生物活性，因此该类化合物的合成在有机杂环化学领域受到了相当广泛的关注。

2005年，Kana Yamamoto等人开发了一种温和，实用的方法，以催化量的铜盐，K₂CO₃和叔丁基氢过氧化物(TBHP)作为末端氧化剂进行氧化脱氢。该氧化步骤通常适用于二氢嘧啶酮和大多数二氢嘧啶（式1）。

式1

2006年，P. Shanmugam 等人报道了以硝酸铈铵(CAN)为氧化剂对3,4二氢嘧啶酮(DHPMs)进行选择性氧化脱氢，且能够在温和的反应条件下以中等至良好的产率合成结构多样的嘧啶（式2）。

式2

2008年，Kamaljit Singh等人报道在中性条件下，使用氯铬酸吡啶鎓氧化4-未取代的以及4,6-芳基/烷基-3,4-二氢嘧啶酮，使用PCC在关键的面向多样性的DHPMs的C4-N3位置上有效脱氢，从而获得结构多样的嘧啶酮（式3）。该方法具有操作简便，后处理易处理的优势，对DHPMs的氧化脱氢具有重要意义。

式3

2009年，Sam Sik Kim 等人设计了一条从Biginelli产品中获得2-未取代嘧啶衍生物的新途径，即二氢嘧啶-2(1H)-硫酮，分两步进行：在湿氧化铝或过氧化氢存在下，使用过氧化氢氧化二氢嘧啶-2(1H)-硫酮。催化量的硫酸氧钒提供了1,4-二氢嘧啶，通过KMnO₄的处理将其进一步氧化为2-未取代的嘧啶（式4）。 KMnO₄氧化3,4-二氢嘧啶酮的收率很高，形成了2-羟基嘧啶，而KMnO₄尝试对二氢嘧啶-2(1H)-硫酮进行直接脱硫芳构化，形成了2-羟基嘧啶。

式4

2010年，Hamida Reza Memarian等人合成了各种5-乙酰基-3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮，并研究了在热和声波条件下过氧化二硫酸钾在乙腈水溶液中对这些化合物的脱氢作用（式5）。尽管4-取代基的性质会影响反应速率，但声波的施加却大大缩短了热反应时间。

式5

2011年，Bing Han等人在环境友好的条件下，使用分子氧作为末端氧化剂，以N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)和Co(OAc)₂作为催化剂，可以有效地实现带有多个烷基或芳基的4-取代的二氢嘧啶酮和二氢嘧啶的氧化脱氢（式6）。

式6

2011年，Hamid Reza Memarian等人研究了热条件下使用过氧化苯甲酰对4-取代的5-乙酰基和5-羰基乙氧基-1,2,3,4-四氢-2-氧嘧啶进行的自由基氧化（式7）。

式7