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，卷:14(3)

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在无溶剂条件下，二氧化硅负载V2O5作为催化剂促进了4h-Pyrans的多组分合成

*通信:

Tamer K. Khatab，有机金属-有机金属化学部门，化学工业研究部，国家研究中心，33 El-Behouth St.， Dokki, 12622，埃及开罗，电话:+ 20233371010;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

合成了二氧化硅负载V2O5，并通过x射线衍射进行了表征;使用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱。从得到的数据来看，V2O5的晶相重叠在硅酸盐非晶基体上。V2O5/SiO2是合成4h -吡喃衍生物的一种高效环保催化剂。以乙基乙酸酯(EAA)、丙二腈和醛为原料，一锅反应合成了一系列2-氨基- 3氰基- 4h -吡喃衍生物。在V2O5/SiO2催化量存在的情况下，反应在无溶剂条件下，在80℃温度下进行搅拌。关键字

关键字

SiO_{2 gydF4y2Ba}；V_{2 gydF4y2Ba}O₅；锅;多组分;丙二腈;4 h-pyran

简介

4h -吡喃衍生物被认为是大多数含氧杂环化合物的主要单元。通过Knoevenagel-Michael环缩合反应合成了4H-Pyrans。此外，它们的生物和药物特性，如抗菌、抗肿瘤、抗结核、色素、抗病毒和解痉活性，也引起了人们的极大兴趣[1］．因此，许多研究人员已经制定了许多由醛、丙二腈和1,3-二羰基化合物在SnCl等各种催化剂上反应合成4H-Pyrans的方法_{2 gydF4y2Ba}/ SiO_{2 gydF4y2Ba}、氧化镁、十六烷基二甲基苄基溴化铵、酞酰亚胺钾、二氧化硅纳米颗粒和硅键合n-丙基哌嗪n-丙酸钠[2 gydF4y2Ba]。

多组分反应(MCR)或多组分工艺(MCP)被认为是最重要的合成方法之一，其中三种或三种以上的反应物在一锅反应中连接在一起形成目标产物。mcr的特点优势是目标产物几乎包含底物的所有部分，主要不产生副产物。这使得mcr成为理想的、绿色的、环保的反应系统。目标产品可以在一锅中获得，步骤更少。因此，mcr在许多研究领域受到了广泛的关注，如药物化学关键化合物的发现，或组合化学[3.，4］．

多相催化反应在有机合成的发展中发挥了重要作用。由于其操作简单、环境兼容性、可重复使用、无毒、经济且易于从反应混合物中去除[5，6]，因此我们提出了以下催化体系从V_{2 gydF4y2Ba}O₅/ SiO_{2 gydF4y2Ba}在一些重要的4 -甲基吡喃的合成中。”

实验

仪器与分析

熔点采用开放毛细管法测定，未进行校正。在Perkin-Elmer 298分光光度计上用KBr球团记录红外光谱。1 h核磁共振光谱在布鲁克仪(400 MHz)上获得，13CNMR光谱(100 MHz)以DMSO-d6为溶剂，TMS为内标。化学变化是以百万分之一的单位报告的。质谱采用EI (70 EV)高分辨率GC-MS (DFS)热谱仪测定。分子离子峰与化合物的分子量一致。反应用薄层监测色谱法在0.2毫米的硅胶G60 F254预涂板上(默克)。

催化剂制备

到SiO的悬浮液_{2 gydF4y2Ba}(用于柱层析，目70-230,0.06-0.2 mm, 2 g)用50 ml CHCl_3., V_{2 gydF4y2Ba}O₅添加1 g。混合物在室温下搅拌90分钟。溶剂在室温下蒸发一夜，得到50% (W/W) V的棕色固体_{2 gydF4y2Ba}O₅/ SiO_{2 gydF4y2Ba}．采用XRD衍射扫描和FTIR光谱(图1)．

2-氨基-3-氰基- 4h -吡喃衍生物(2a-2m)制备的一般程序。

将乙醛1a-l (0.5 mmol)、丙二腈(0.5 mmol)、乙酸乙酯(0.5 mmol)和催化剂(0.5 mmol)的混合物置于带冷凝器的25 mL圆底烧瓶中。混合物在70°C，无溶剂条件下搅拌，直到底物消耗。用薄层色谱法检测反应。冷却后，通过溶解在热乙醇中并过滤，将催化剂从反应混合物中去除。产物混合物直接由水/乙醇(90:10)再结晶，得到相应的纯4h -吡喃衍生物2a-2m。

所选化合物数据:

6-氨基-5-氰基-2-甲基-4-苯基- 4h -吡喃-3-羧酸乙酯(4a):白色固体，m.p. 190-192 oC;IR (KBr): υmax: cm-1);3409,3337 (nh2)， 2191 (c≡n)， 1686 (co)， 1619 (c = c)。1 h核磁共振(500mhz, CDCl_3.) δ = 1.27 (t, J = 7.2 Hz, 3H, CO ._{2 gydF4y2Ba}CH_{2 gydF4y2Ba}CH_3.)， 2.23 (s, 3H, CH3)， 4.22 (q, J = 7.2Hz, 2H, CO_{2 gydF4y2Ba}CH_{2 gydF4y2Ba}CH_3.)， 4.29 (s, 1H, CH)， 4.59 (s, 2H, NH2, D_{2 gydF4y2Ba}o可交换)，6.76-7.16 (m, 5H, Ar-H) ppm。Ms (ei) [m]+ = 284。分析的计算的。C16H16N2O3 (284.32): C=67.59;H, 5.67;9.85 N,。发现:67.54;H, 5.61;9.80 N,。

6-氨基-5-氰基-2-甲基乙酯-(3-(硝基氧基)苯基)- 4h -吡喃-3-羧酸乙酯(2h):黄色晶体;一下。176 - 178°C。r (KBr)(极限值:cm-1);3406, 3333 (nh2)， 2193 (c≡n)， 1688 (co)， 1610 (c = c)。1 h核磁共振(500mhz, CDCl_3.) δ = 1.29 (t, J = 7.2 Hz, 3H, CO ._{2 gydF4y2Ba}CH_{2 gydF4y2Ba}CH_3.)， 2.24 (s, 3H, CH3)， 4.2 (q, J = 7.2Hz, 2H, CO ._{2 gydF4y2Ba}CH_{2 gydF4y2Ba}CH_3.)， 4.29 (s, 1H, CH)， 4.59 (s, 2H, NH2, D_{2 gydF4y2Ba}o可交换)，6.76-7.16 (4H, Ar-H) ppm。Ms (ei) [m]+ = 345。分析的计算的。对于C16H15N3O6 (345.31): C=55.65;H, 4.38;12.17 N,。发现:55.60;H, 4.31;12.10 N,。

6-氨基-5-氰基-4-(4-(二甲氨基)苯基)-2-甲基- 4h -吡喃-3-羧酸乙酯(4i):黄色晶体;一下。184 - 186°C。r (KBr)(极限值:cm-1);3410, 3343 (nh_{2 gydF4y2Ba})， 2209 (c≡n)， 1669 (co)， 1630 (c = c)。1 h核磁共振(500mhz, CDCl_3.) δ: 1.24 (t, J= 7.2 Hz, 3H, CH_3.CH_{2 gydF4y2Ba})， 2.95 (s, 6H, N(CH_3.）_{2 gydF4y2Ba})， 2.28 (s, 3H, CH_3.)， 4.15 (q, J= 7.2 Hz,2H,CH_3.CH_{2 gydF4y2Ba})， 4.92 (s, 1H, CH)， 5.22 (s, 2H, NH)_{2 gydF4y2Ba}), 7.13 (d J = 7.2赫兹,2 h, Ar-H), 7.41 (d J = 7.2赫兹,2 h Ar-H) ppm。Ms (ei) [m]+ = 327。分析的计算的。对于C18H21N3O3 (327.38): C= 66.04;H, 6.47;12.84 N,。发现66.00;H, 6.41;12.78 N,。

结果及讨论

催化反应研究引起我们小组的兴趣[7-10所以我们展示了这项工作。硅负载V_{2 gydF4y2Ba}O₅在4h -吡喃的合成中被测试为一种高效、环保的催化剂。首先，从考察催化剂摩尔比的影响入手，对反应进行优化。作为一个模型以苯甲醛、丙二腈和EAA为例，在无溶剂条件下，在不同配比(5、10、15 mol%)的条件下，适当时间后，得到的产物2a，收率分别为(60、81、82 %)。所以，在10mol % V的存在下，反应进行得很好_{2 gydF4y2Ba}O₅/ SiO_{2 gydF4y2Ba}催化剂。此外，温度的程度被检查为表1．因此，优化的反应条件包括在70℃下使用10 mol%的二氧化硅负载V2O5催化剂。

表1。温度对2a合成的影响。

2-氨基-3-氰基- 4h -吡喃衍生物2a-2m (表2)从芳香醛的多样性1a-1m。在与丙二腈和乙酯的多组分反应中，考察了催化剂的效果，以得到产率从好到极好的四氢苯并[b]吡喃化合物2a-2m (方案1)．所有反应均在70℃无溶剂条件下进行。反应时间为1-6小时，可得到目标产物。各种醛1，包括给电子基团和吸电子基团，从中我们注意到，与含吸电子基团的芳香醛相比，电子释放基团的存在对提高反应时间和反应收率的影响较小。详见(表2)作为吸电子基团的硝基和卤素比那些被供电子基团(如甲氧基或甲基)所取代的产生更多的产率。以乙醇为溶剂，用经典重结晶法纯化产物，然后在真空烘箱条件下干燥。通过与文献熔点的比较确定了产物的结构，并通过光谱数据(FT-IR, 1H核磁共振和海量数据)。

表2。各种4h -吡喃化合物的合成。

基于Michael加成、Knoevenageland ThorpeZiegler反应等常见反应的思路，提出了合成目标产物的机理。首先，用所制备的催化剂V对醛中的羰基进行亲电活化反应_{2 gydF4y2Ba}O₅/ SiO_{2 gydF4y2Ba}增加它的亲电性。芳醛与丙二腈形成相应的芳烯(Knoevenagel产物)a，经EAA阴离子亲核攻击生成迈克尔加合物B，再经分子间环化形成[1，3.亚氨基吡喃C的s形质子位移，转化为稳定的2-氨基- 4h -吡喃环体系。综上所述，2-氨基4h -吡喃环的合成被认为是区域选择性反应(方案2解释合理的反应机制)[11-15］．

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