微波法吡啶并嘧啶衍生物的合成研究文献综述
2020-04-29 19:57:45
近二十年来,微波作为一种有效的热源正广泛应用于化学的各个领域,尤其在有机化学领域。通常在传统加热条件下需要较长回流时间才能完成的反应,在微波促进下能够方便,快速的完成。通过实验发现微波辐射对这类反应具有很高的促进作用。在常规回流条件下需4~16h才能完成的反应,在微波辐射下,8~28min即可完成,而且产率有所提高[1]。与传统法相比,微波辐射下的有机反应通常具有反应速率快、操作简便、副产物少、纯度高、清洁环保以及节约能源等优点[2]。因此,微波辐射技术应用于活化有机反应前景广阔。
通过不同的合成工艺合成了几种吡啶并嘧啶衍生物。并对其合成的不同理化因素进行了讨论。通过比较反应总时间和收率,对常规合成法和微波辅助合成法进行了比较。大多数有机反应需要在有机溶剂中进行,在溶剂中反应物分子能均匀分散、稳定交换能量。但是,大多数的有机溶剂易挥发、易燃、有毒、污染环境且难以回收,这就增加了生产的危险性和毒害性,同时也增大了生产成本。
随着人们对人类生存环境的日益重视,越来越多的科学家将有机合成的研究重点放在对环境无污染的绿色合成上,其中水相有机化学反应是近年来新兴的研究领域,越来越受到人们的重视。与传统有机反应相比较,水相有机反应具有许多优点:例如,水廉价易得,具有方便、环境友好以及提高反应的立体选择性等。另外,对无溶剂有机反应进行研究也具有重要的实践意义和广泛的应用前景。无溶剂反应,由于反应中没有溶剂分子参与,反应体系不同于溶液中,反应物的局部高浓度,增加了反应速率,大多反应在固态下进行,反应分子有序排列,提高了反应的选择性和收率,同时,由于操作简单,可利用简单机械研磨、微波辐射和超声波辐射等手段加速反应,因此是一种较理想的合成方法。利用微波技术合成五元含氮杂环化合物、六元含氮杂环化合物的研究越来越受到学界重视[3]。
杂环类有机化合物是当今有机化学领域重要的组成,杂环化学在理论和实际应用上都有了飞速的发展[4]。杂环化合物在自然界中有着非常广泛的分布,比如植物绿色叶子中的叶绿素、人体血液中的血红素、具有遗传作用的核酸等,这些物质都具有极其重要的生理作用。在目前己发现的有机化合物中,杂环化合物的数量几乎占到三分之一,其中很多含氮的杂环的化合物己经应用于医药和农药领域,为人类的健康和农业增产做出了巨大的贡献[5]。
吡啶是苯环的生物等排体,与苯环有着相似的结构和性质,当用吡啶环取代含苯环的农药时,由于吡啶环有较好的内吸性常常可以在明显提高生物活性的同时大幅度降低毒性。鉴于吡啶类在农药分子中的独特效应,自二十世纪九十年代后吡啶类农药更是有了长足的发展,已经浸透到了农药的各个应用分支和结构类型中,它是农药百草枯、敌草快等的主要成分[6]。在人类疾病的预防和治疗中,也是医药青霉素、维生素的基本原料[7]。为了寻找具有较好生物活性的吡啶类杂环化合物,我们在查阅文献的基础上发现:吡啶并嘧啶类化合物具有较好药理学活性。因此我们对吡啶类稠杂环化合物产生了极大的关注。
吡啶并嘧啶类化合物是一种很常见的含氮杂环结构的有机物,被广泛应用于医药和农药化学中,它是一些知名药物,如用于治疗精神分裂症的帕潘立酮,利培酮,抗血栓的阿昔替酯等的核心结构[8]。除此之外,含有吡啶并嘧啶核心结构的许多化合物已经被用于临床治疗领域,比如镇痛,抗炎及抗癌。
吡啶并嘧啶类化合物以其显著的生物活性成为当今化学界研究的热点之一[9]。药理学研究表明:这类化合物可用在杀菌[10]、消炎、抗痛风、镇痛[11]、抗兴奋剂、抗过敏剂、利尿剂、抗心血管疾病、抗肿瘤和癌症[12]、抗叶酸[13]、植调、抗真菌[14]、抗癫痫、和抗病毒等方面具有很好的化疗作用。吡啶并嘧啶类化合物主要表现为药理学活性,其农药学活性报道很少。因此近几年来吡啶并嘧啶类衍生物显著的生物活性引起了我们的广泛关注。依据已有文献报道的此类化合物的结构特点,吡啶并嘧啶化合物的并环可分为三类,吡啶并[1,2-a]嘧啶类化合物、吡啶并[2,3-d]嘧啶类化合物、吡啶并[4,3-d]嘧啶类化合物[15]。