新型N＾C＾N三齒配體1,3-二(2′-嘧啶基)-5-甲氧基苯的合成

吳 洋, 張燈青, 謝大海, 李賢英, 金武松

(東華大學 化學化工與生物工程學院,上海 201620)

多氮、高氮化合物具有較好的穩定性，是一類具有良好應用前景的新型含能材料。同時含氮雜環化合物因其具有良好的生物活性，在醫藥和農藥等人類健康和農業生產中發揮著重要的作用。其中嘧啶類化合物廣泛存在于人體及生物體內，如生命所必需的核酸中最常見的5種含氮堿性組分就有3種含嘧啶結構(尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶)，嘧啶類化合物的開發一直受到醫藥和農藥界的重視[1]。另一方面，N＾C＾N型三齒配體化合物作為優良的配體可以與Pt(Ⅱ)等過渡金屬形成穩定的平面四邊形金屬配合物，這種結構不僅產生金屬到配體的電荷轉移的電子躍遷，而且還容易發生金屬-金屬及配體-配體等相互作用，導致配合物的電子光譜發生顯著變化，因此常常應用于磷光材料的制備[2]。而配體的類型(富電子或缺電子)，配體上取代基的種類(供電子或吸電子)和取代基位置等對其光學性質有著顯著的影響。到目前為止，常用的N＾C＾N型三齒配體化合物的研究大多數集中在苯環的1,3-位上連有吡啶的衍生物上，而對于含有缺電子的嘧啶環的N＾C＾N型三齒配體化合物的研究，無論是在合成還是在與金屬配位方面還較少涉及[3]。

本文以開發新型N＾C＾N型三齒配體化合物為目標，參考文獻[4～8]方法，以1,1,3,3-四甲氧基丙烷(1)為原料制得2-羥基嘧啶鹽酸鹽(2); 2與三氯氧磷反應制得2-氯嘧啶(3);將3制成錫試劑(4);4與3,5-二溴苯甲醚(6)發生Stille偶聯反應制得新型含有嘧啶環的N＾C＾N型三齒配體——1,3-二(2′-嘧啶基)-5-甲氧基苯(7, Scheme 1),其結構經1H NMR，13C NMR和EI-MS表征。

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Brucker Model Avance DMX 400(400 MHz)型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內標);島津液相色譜質譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 3,5-二溴苯甲醚(6)的合成

N2保護,在圓底燒瓶中加入1,3-二溴-5-氟苯(5) 30.0 g(12 mmol, 1 eq)和無水DMF 500 mL,緩慢加入甲醇鈉7.8 g(140 mmol, 1.2 eq),劇烈攪拌下于室溫反應過夜。用5%HCl調至pH 7, CH2Cl2(3×50 mL)萃取,合并有機層，用蒸餾水(3×50 mL)洗滌，無水硫酸鎂干燥，旋蒸除去溶劑后經硅膠柱層析(洗脫劑：石油醚)純化得白色晶體630 g,收率95%,Rf=0.5(正己烷);1H NMRδ: 7.25(t,J=1.6 Hz, 1H), 6.99(d,J=1.6 Hz, 2H), 3.78(s, 3H)。

(2) 2-羥基嘧啶鹽酸鹽(2)的合成

在兩口瓶中依次加入1 49 g(300 mmol),尿素18 g(300 mmol)和異丙醇500 mL，劇烈攪拌下于55 ℃緩慢滴加12 mol·L-1鹽酸52 mL,滴畢,反應3 h;移至冰水浴中反應3 h。過濾，濾餅用少量異丙醇洗滌,真空干燥得淡黃色固體228.7 g,收率72.2%;1H NMR(DMSO-d6)δ: 8.75(d,J=5.7 Hz, 2H), 6.82(t,J=5.7 Hz, 1H)。

(3) 2-氯嘧啶(3)的合成

N2保護，在單口瓶中加入212 g(90 mmol)和三氯氧磷150 mL，攪拌下回流反應6 h。減壓蒸除三氯氧磷，殘余物密封后放入冰箱冷凍1 h,加碎冰，用NaHCO3溶液調至弱堿性，用氯仿(3×25 mL)萃取，合并有機層，用無水硫酸鎂干燥，濃縮后經硅膠柱層析[洗脫劑：A=V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶20]純化得淡黃色固體37.7 g,收率75%, m.p.61 ℃～65 ℃;1H NMRδ: 8.66(d,J=4.8 Hz, 2H), 7.31(t,J=4.8 Hz, 1H)。

(4) 2-三正丁基錫嘧啶(4)的合成

Ar氣保護，在兩口瓶依次加入少量碎玻璃，鋰粒0.25 g(過量)和無水THF 5 mL，冰水浴冷卻下加入三正丁基氯化錫1.07 g(3.37 mmol)，超聲30 min;攪拌下反應14 h。用雙針頭將新生成的三正丁基錫鋰的THF溶液轉移至另一個Ar保護的兩口瓶中，降溫至-78 ℃(假設制備三正丁基錫鋰轉化率為80%，體系中有三正丁基錫鋰2.70 mmol, 1.5 eq)，再滴加30.2 g(1.75 mmol, 1 eq)的THF(2 mL)溶液,滴畢,反應8 h。自然升溫至室溫，用飽和NH4Cl溶液淬滅反應，乙酸乙酯(3×50 mL)萃取，合并有機相，用蒸餾水(3×50 mL)洗滌，無水硫酸鎂干燥，濃縮后經硅膠柱層析(洗脫劑：A=1 ∶50)純化得無色液體451 mg,收率8%;1H NMRδ: 8.67(d,J=5 Hz, 2H), 7.11(t,J=5.0 Hz, 1H), 0.83～1.63(m, 27H)。

(5)7的合成

在兩口瓶中依次加入624 mg(0.09 mmol), Pd(PPh3)420.8 mg(0.009 mmol)和KF 31 mg (0.54 mmol, 3 eq), Ar氣保護，加入4100 mg(0.27 mmol, 1.5 eq)，無水1,4-二氧六環(冷凍除氧) 5 mL，攪拌下于100 ℃反應過夜。冷卻至室溫，用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機相，用蒸餾水(3×50 mL)洗滌，無水硫酸鎂干燥，旋蒸脫溶后用硅膠柱層析(洗脫劑：A=1 ∶10)純化得淡黃色固體716 mg,收率67%;1H NMRδ: 9.16(s, 1H), 8.83(d,J=4.8 Hz, 4H), 8.14(d,J=1.5 Hz, 2H), 7.20(t,J=4.8 Hz, 2H), 3.99(s, 3H);13C NMRδ: 164.30, 160.51, 157.23, 139.36, 120.85, 119.32, 115.95, 55.74; EI-MSm/z: 264.28, found 263.95。

2 結果與討論

參考文獻[4]方法，2-羥基嘧啶鹽酸鹽可由1,1,3,3-四甲氧基丙烷順利合成。在2-羥基嘧啶鹽酸鹽和三氯氧磷反應制得2-氯嘧啶的反應中，通常的方法是回流之后蒸餾除去過量三氯氧磷[5]，再倒入冰水浴中水解。由于殘留的三氯氧磷遇水劇烈反應，放出大量的熱，通常發生暴沸，使產率很低或實驗失敗。我們對實驗進行了改進，減壓蒸餾除去大量的三氯氧磷后，將殘余物質密封放入冰箱冷凍一段時間，再緩慢加入碎冰，使殘余的三氯氧磷緩慢的水解，放出的熱被冰吸收，避免了因體系溫度劇增而發生的暴沸現象，得到較好的收率。

本文以1,1,3,3-四甲氧基丙烷和尿素為原料，經五步反應合成了含有嘧啶環的新型N＾C＾N型三齒配體——1,3-二(2′-嘧啶基)-5-甲氧基苯，為此類化合物的合成及進一步與金屬配位體的研究提供了新的方法和素材。

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