吳 洋, 張燈青, 謝大海, 李賢英, 金武松

(東華大學(xué) 化學(xué)化工與生物工程學(xué)院,上海 201620)

多氮、高氮化合物具有較好的穩(wěn)定性，是一類具有良好應(yīng)用前景的新型含能材料。同時(shí)含氮雜環(huán)化合物因其具有良好的生物活性，在醫(yī)藥和農(nóng)藥等人類健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)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(nèi)，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(jié)構(gòu)(尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶)，嘧啶類化合物的開發(fā)一直受到醫(yī)藥和農(nóng)藥界的重視[1]。另一方面，N＾C＾N型三齒配體化合物作為優(yōu)良的配體可以與Pt(Ⅱ)等過渡金屬形成穩(wěn)定的平面四邊形金屬配合物，這種結(jié)構(gòu)不僅產(chǎn)生金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移的電子躍遷，而且還容易發(fā)生金屬-金屬及配體-配體等相互作用，導(dǎo)致配合物的電子光譜發(fā)生顯著變化，因此常常應(yīng)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(xué)性質(zhì)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(shù)集中在苯環(huán)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(huán)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(fā)新型N＾C＾N型三齒配體化合物為目標(biāo)，參考文獻(xiàn)[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(yīng)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(fā)生Stille偶聯(lián)反應(yīng)制得新型含有嘧啶環(huán)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(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和EI-MS表征。

Scheme1

1 實(shí)驗(yàn)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(nèi)標(biāo));島津液相色譜質(zhì)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(hù),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(yīng)過夜。用5%HCl調(diào)至pH 7, CH2Cl2(3×50 mL)萃取,合并有機(jī)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(jīng)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(yīng)3 h;移至冰水浴中反應(yīng)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(hù)，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(yīng)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(diào)至弱堿性，用氯仿(3×25 mL)萃取，合并有機(jī)層，用無水硫酸鎂干燥，濃縮后經(jīng)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(hù)，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(yīng)14 h。用雙針頭將新生成的三正丁基錫鋰的THF溶液轉(zhuǎn)移至另一個(gè)Ar保護(hù)的兩口瓶中，降溫至-78 ℃(假設(shè)制備三正丁基錫鋰轉(zhuǎn)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(yīng)8 h。自然升溫至室溫，用飽和NH4Cl溶液淬滅反應(yīng)，乙酸乙酯(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用蒸餾水(3×50 mL)洗滌，無水硫酸鎂干燥，濃縮后經(jīng)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(hù)，加入4100 mg(0.27 mmol, 1.5 eq)，無水1,4-二氧六環(huán)(冷凍除氧) 5 mL，攪拌下于100 ℃反應(yīng)過夜。冷卻至室溫，用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)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(jié)果與討論

參考文獻(xiàn)[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(yīng)制得2-氯嘧啶的反應(yīng)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(yīng)，放出大量的熱，通常發(fā)生暴沸，使產(chǎn)率很低或?qū)嶒?yàn)失敗。我們對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，減壓蒸餾除去大量的三氯氧磷后，將殘余物質(zhì)密封放入冰箱冷凍一段時(shí)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(fā)生的暴沸現(xiàn)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(jīng)五步反應(yīng)合成了含有嘧啶環(huán)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(jìn)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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