[发明专利]3;4-二氢嘧啶-2(1H)-酮及其衍生物及其合成方法和应用

说明书

本发明公开一种3,4‑二氢嘧啶‑2(1H)‑酮及其衍生物的合成方法，该方法以生物催化剂南极假丝酵母脂肪酶B为催化剂，以醋酸乙烯酯和异丙醇为原料，原位生成乙醛，同时再加入β‑二羰基化合物、脲素和水，与上述原位生成的乙醛反应，制得3,4‑二氢嘧啶‑2(1H)‑酮及其衍生物。该方法以生物催化剂南极假丝酵母脂肪酶B为催化剂，以醋酸乙烯酯和异丙醇为原料，原位生成乙醛，原位生成的乙醛同时与β‑二羰基化合物、脲素和水反应，反应方法简单，绿色，同时反应效率高，副产物少，是一种环境友好、可持续且简单有效的合成3,4‑二氢嘧啶‑2(1H)‑酮及其衍生物的方法。

技术领域

本发明涉及化学材料制备技术领域，具体涉及3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮及其衍生物及其合成方法和应用。

背景技术

红、绿、蓝固体荧光材料是制备有机发光二极管(OLED)、全彩显示器和传感器等器件的基础和关键所在，在这三种基本的颜色中能够发射深蓝光的材料一直受到研究人员的高度关注，因为它们可以扩展色域空间、降低器件的能量消耗，这有助于OLED的推广与普及。

目前，人们正在努力的去设计和构建分子结构来获得各种不同的深蓝光材料，然而这些有机材料通常含有复杂的多环芳香骨架，需要在严苛的反应条件下，经过多个步骤来合成，这就会消耗很长的时间，而且产率也很低；而利用简洁绿色的方法合成和筛选在固态发射深蓝光的单环小分子从未有报道。

Biginelli反应是最有用的多组分反应之一，是制备3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮类(3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones，DHPMs)以及相关杂环功能化合物的直接方法，由Biginelli于1893年最早发现。

目前，所报道的Biginelli反应绝大部分均是以芳香醛作为原料，以芳香醛作为原料进行反应，该种方法限制了反应产物的多样性，并且催化剂对环境不友好。

DHPMs具有多样的治疗和药理学活性，例如可以作为钙通道阻滞剂、抗肿瘤和抗艾滋病病毒抑制剂。此外，人们利用光谱技术对DHPMs与牛血清白蛋白(BSA)以及一些DNA序列之间的相互作用进行了一些研究。然而，对于DHPMs在固体状态下的光致发光现象从未有报道。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮及其衍生物及其合成方法和应用，该方法以脂肪酶CAL-B作为催化剂，通过原位产生乙醛进行多组分的Biginelli反应，方法简洁，绿色，生成产物能够制备深蓝色固体荧光材料，具有巨大的应用前景。

为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮及其衍生物的合成方法，以生物催化剂南极假丝酵母脂肪酶B为催化剂，以醋酸乙烯酯和异丙醇为原料，原位生成乙醛，原位生成的乙醛同时与β-二羰基化合物、脲素和水反应，制得3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮及其衍生物。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

优选地，将所述南极假丝酵母脂肪酶B、醋酸乙烯酯、异丙醇、β-二羰基化合物、脲素和水置于37-60℃、转速100-300rpm的恒温摇床中反应1-3天，经柱层析分离，得到3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮及其衍生物。

优选地，将所述南极假丝酵母脂肪酶B、醋酸乙烯酯、异丙醇、β-二羰基化合物、脲素和水置于60℃、转速200rpm的恒温摇床中反应2天，经柱层析分离，得到3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮及其衍生物。

优选地，所述脲素、β-二羰基化合物、异丙醇与醋酸乙烯酯的摩尔比为9-12：10-14：2-4：1；南极假丝酵母脂肪酶B用量为醋酸乙烯酯质量的4-10％；水的用量为物料总质量的30-50％；

上述南极假丝酵母脂肪酶B、醋酸乙烯酯、异丙醇、β-二羰基化合物、脲素和水按照比例一次性投料混合恒温震荡。