[发明专利]一种CO2

说明书

本发明提供了一种CO₂参与下合成嘧啶酮类化合物的方法，所述嘧啶酮类化合物的结构式如式Ⅰ所示，所述反应底物如式Ⅱ所示；其中，式Ⅰ所示化合物和式Ⅱ所示化合物中的R¹、R²和R³相互独立的包括烷基、芳基、取代烷基、取代芳基中的一种。本发明方法以在二氧化碳氛围下在标准大气压下发生羰基化反应，在无过渡金属和中性氧化还原条件下合成嘧啶酮类化合物，该方法具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于化合物合成技术领域，具体涉及一种CO₂参与下合成嘧啶酮类化合物的方法。

背景技术

嘧啶酮类是许多药物分子中重要的基序，在药物化学中已被广泛研究。目前，已有许多研究小组致力于开发一些新的合成方法来有效合成出嘧啶酮结构类化合物。例如，“Y.Xie,T.Chen,S.Fu,H.Jiang and W.Zeng,Chem.Commun.2015,51,9377”即报道了一种在钯催化下促进CO与酮亚胺发生内酰胺化反应来合成嘧啶酮，该反应显示出了更宽泛的底物范围和高度的经济性，但是这种方法由于使用有毒气体CO和金属氧化剂Cu(OAc)₂，容易存在重金属残留和安全问题，并影响其工业化推广应用。

绿色和可持续化有机合成新方法的发展受到人们越来越多的关注，绿色无公害和可以循环利用的基本构成要素在这类方法中发挥着关键的作用。其中CO₂因其具备无毒、含量丰富、可循环利用的特点而作为理想的碳源组份，因此，以可持续的方式利用CO₂合成高附加值的化学产品具有重要的意义。在CO₂的各种有机转化中，利用CO₂进行羰基化合成含有羰基的杂环结构已引起越来越多的关注，以期采用CO₂取代毒性大、对使用者安全有隐患的CO和光气等碳源气体。近年来，C-H键与CO₂的羰基化反应因其高原子性和高经济性特点而取得了显著的进展，更为重要的是，由于CO₂的碳价比CO高，可以理想化认为是CO与氧化剂(CO₂＝CO+[O])的结合，因而可以满足中性条件下在氧化还原反应中实现此类羰基化，从而实现降低生产成本、降低重金属残留、解决安全隐患等目的。

然而，目前这一领域的研究大多集中在CO₂参与下sp²杂化C-H 键的羰基化上，相比之下，sp³杂化的C-H键与CO₂的羰基化反应尚未得到发展。仅仅只有“W.-Z.Zhang,S.Liu andX.-B.Lu,Beilstein J. Org.Chem.,2015,11,906”这一文献中报道了sp³杂化的C-H键与CO₂发生内酰胺化反应的一个例子，该文献中的方法是在高压(3MPa) CO₂下发生内酰胺化反应从而生成4-羟基-2(1H)-喹诺酮类化合物。以 sp3杂化C-H键与CO₂发生内酰胺化反应来合成嘧啶酮类化合物的方法有待进一步的研究，但目前仍未见相关报道。

由于利用CO₂的可持续有机合成方法是绿色化学的热点，涉及以含C-H键的吡啶胺与二氧化碳发生有效羰基化合成重要的嘧啶酮类化合物，正面临着以下几方面的挑战：一是能否在中性氧化还原条件下发生反应，而并非是在高压下发生发应；二是CO₂的热力学稳定性和动力学惰性使其很难实现有效的转化，尤其是在低压下；三是反应过程中容易发生脱芳化和再芳构化反应，使得反应过程更具挑战性。

因此，寻求一种在CO₂参与下合成嘧啶酮类化合物的新方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容