新型嘧啶类化合物的合成研究--开题报告
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南华大学化学化工学院
研究目标 ：
①、研究将不同的酮、醛与脲（或硫脲）通过biginelli反应合成得到 不同嘧啶类化合物； ②、探索无溶剂微波加热法、无溶剂搅拌法、无溶剂研磨法、溶剂 法合成嘧啶化合物的方法； ③、探讨酮、醛、脲的结构、反应条件对产物结构的影响； ④、探索催化剂对biginelli反应的影响； ⑤、探索嘧啶化合物的绿色合成法，并优化反应工艺条件； ⑥、研究获得高纯度的嘧啶类化合物的分离方法及条件； ⑦、探索嘧啶化合物的物性，如熔点、溶解性与分子结构的关系； ⑧、揭示酮、醛、尿素（硫脲）合成嘧啶化合物的反应机理；
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四、可行性分析
该课题从理论上分析是可行的。尿素和 芳香醛在路易斯酸催化下，生成酰基亚胺 中间体3，然后中间体3与环己酮的烯醇式 进行反应生成中间体4，中间体4一方面分 子内取代得到中间体5，再发生分子内脱水 得到稠环嘧啶化合物6；另一方面中间体4 继续和中间体3反应得到中间体7，再进行 分子内取代并分子内脱水得到化合物1。机 理见下图：
产物先进行纯化，得到高纯度的目标产物，通过 测试熔点初步判断，用TLC进行分析鉴定，再通 过红外光谱、核磁进行结构表征，确定分子结构；
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三、创新性
（1）、以环烷酮、芳香醛、脲合成嘧啶化合物时， 首次采用小环酮（如环丁酮），含活性氢的芳香 醛（如酚羟基），含多取代基芳香醛（如香兰 素），含取代基的脲（如N-苯基脲）来合成嘧啶 化合物； （2）、研究反应条件（如温度）、反应物的结构对 反应产物结构的影响； （3）、以环烷酮、芳香醛、脲为原料合成嘧啶化合 物，探索绿色合成方法及优化工艺条件 （4）、合成的嘧啶化合物中部分为新化合物。
+
N R
+
CHO
H2N
NH2
O
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（2）、不同的合成方式有：无溶剂微波加热法、无溶剂搅 拌法、无溶剂研磨法、溶剂法； （3）、不同的溶剂进行的反应，其中本课题组使用到的溶 剂有：乙醇、PEG-400、DMF、MeCN； （4）、使用不同的催化剂对反应的影响，实验中使用到的 催化剂有：TMSCl、HS、P-TSA、浓HCl、HC、KHSO4、 H3PO4、ZnCl2、FeCl3、硼酸、Na2HPO4； （5）、探索反应条件优化，包括反应时间、物料配比、不 同溶剂及用量、不同催化剂及用量对反应的影响； （6）、对产物分离析出分析，对已合成得到的目标
-H2 O
HN
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本课题组成员查阅了大量的文献资料，掌握了相关的专业 知识，具有较强的动手能力，实验场地、实验仪器、实验试剂 已准备妥当。
五、进度安排及考核节点（成果形式）
起止时间 2008.062009.01 2009.012009.6 2009.062010.03 2010.032010.04 2010.052010.11 主要研究内容 收集、分析资料 探索缩合反应条件 探索反应条件、 合成目标产物 对产物进行分离并 对其结构进行确定 成果总结 成果形式 设计试验方案 得到合适的试验方法 并得到几种目标化合物 经费安排 100元 2500
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O-
O
O
O N+H3
H+
H2N NH2
ArCHO -H 2O
Ar N H 3 O NH2
H2N 2 O
H HN Ar O HN Ar 4 NH2 O O HN Ar 7 NH2 H2N O 5 O NH Ar N OH
-H 2O
Ar
HN
NH
6 O NH2 HN HO HN Ar O Ar NH Ar Ar NH NH HN O 8 1 O
②、不同的酮与尿素、苯甲醛进行反应，所用的酮有：环己酮、 环戊酮、乙酰丙酮、环丁酮、樟脑、N-甲基哌啶酮、N-甲基 吡咯烷酮、1，3-茚二酮；
③、不同的脲与苯甲醛、环己酮进行的反应，所用的脲有：尿 素、硫脲、N-苯基脲、N，N-二苯基脲。
O O CHO HN NH
+
R
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O CHO O
得到最适宜的反应条件
嘧啶类化合物 发表论文
4400
2500 500
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六、经费详细预算及开支范围
序号 1 2 4 5 6 10 11 12 名称 设 计 费 材 料 费 差 旅 费 试 验 费 发表论文费 不可预见费 合 备 计 注
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金额
计算依据
8500元 500元 500元 500元
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朱育林博士扩展了Biginelli反应范畴：
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朱育林博士在研究环烷酮、尿素与芳香醛进行 反应时还存在不足或需要进一步研究之处：
1、采用溶剂为DMF、MeCN，毒性大，不符合环保要求；
2、采用催化剂为TMSCl，化学性质活泼，易挥发，价格高， 用量大； 3、所使用的芳香醛仅为单反取代的芳香醛（如硝基、卤素、 甲氧基），而未研究含活性氢的芳香醛（羟基），多取代 的芳香醛； 4、只使用以尿素或硫脲进行Biginelli反应，未研究取代基脲 对反应的影响； 5、在进行1,3-环戊二酮与芳香醛、尿素进行反应时，未研究 位阻较大的1,3-二酮(如1,3-茚二酮)与芳香醛、尿素的反应。
南华大学
大学生研究性学习与创新性实验计划项目
开题报告
项目名称：新型嘧啶类化合物的合成研究
项目组成员：张卿菘 刘贵球 罗傲恒 杨晓涵
主讲人：刘贵球 指导老师：贺楚华副教授
化学化工学院
一、项目研究目的和意义
嘧啶类化合物由于具有抗病毒、抗肿瘤、消 炎及杀菌等诸多方面的生物活性，常被用作口服 的药物，如抗高血压药，具有治疗AIDS的潜力； 近年来正受到越来越多的有机化学家的关注及致 力于此领域的研究。 1893年，意大利化学家Pietro Biginelli报道了 在催化剂浓盐酸条件下，乙酰乙酸乙酯与尿素和 苯甲醛的环缩合反应。经典的Biginelli反应：
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二、主要研究内容
（1）、以三甲基氯硅烷为催化剂，DMF、MeCN作溶剂，研 究不同的醛，不同的酮，不同的脲（硫脲）进行biginelli反应 合成嘧啶化合物; ①、不同的醛与尿素、环己酮进行反应，所用的醛有：苯甲醛、 间硝基苯甲醛、香兰素、邻羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻 氯苯甲醛；
原材料/试剂/药品购置费 、 仪器设备购置费 送样测试 分析测试：核磁共振分析等 发表论文
10000元
我们相信经过我们课题组的不懈努力定能不
负重望，定期、高质量的完成本课题研究。
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Thanks
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wenku.baidu.com
研究目标 ：
①、研究将不同的酮、醛与脲（或硫脲）通过biginelli反应合成得到 不同嘧啶类化合物； ②、探索无溶剂微波加热法、无溶剂搅拌法、无溶剂研磨法、溶剂 法合成嘧啶化合物的方法； ③、探讨酮、醛、脲的结构、反应条件对产物结构的影响； ④、探索催化剂对biginelli反应的影响； ⑤、探索嘧啶化合物的绿色合成法，并优化反应工艺条件； ⑥、研究获得高纯度的嘧啶类化合物的分离方法及条件； ⑦、探索嘧啶化合物的物性，如熔点、溶解性与分子结构的关系； ⑧、揭示酮、醛、尿素（硫脲）合成嘧啶化合物的反应机理；
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四、可行性分析
该课题从理论上分析是可行的。尿素和 芳香醛在路易斯酸催化下，生成酰基亚胺 中间体3，然后中间体3与环己酮的烯醇式 进行反应生成中间体4，中间体4一方面分 子内取代得到中间体5，再发生分子内脱水 得到稠环嘧啶化合物6；另一方面中间体4 继续和中间体3反应得到中间体7，再进行 分子内取代并分子内脱水得到化合物1。机 理见下图：
产物先进行纯化，得到高纯度的目标产物，通过 测试熔点初步判断，用TLC进行分析鉴定，再通 过红外光谱、核磁进行结构表征，确定分子结构；
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三、创新性
（1）、以环烷酮、芳香醛、脲合成嘧啶化合物时， 首次采用小环酮（如环丁酮），含活性氢的芳香 醛（如酚羟基），含多取代基芳香醛（如香兰 素），含取代基的脲（如N-苯基脲）来合成嘧啶 化合物； （2）、研究反应条件（如温度）、反应物的结构对 反应产物结构的影响； （3）、以环烷酮、芳香醛、脲为原料合成嘧啶化合 物，探索绿色合成方法及优化工艺条件 （4）、合成的嘧啶化合物中部分为新化合物。
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（2）、不同的合成方式有：无溶剂微波加热法、无溶剂搅 拌法、无溶剂研磨法、溶剂法； （3）、不同的溶剂进行的反应，其中本课题组使用到的溶 剂有：乙醇、PEG-400、DMF、MeCN； （4）、使用不同的催化剂对反应的影响，实验中使用到的 催化剂有：TMSCl、HS、P-TSA、浓HCl、HC、KHSO4、 H3PO4、ZnCl2、FeCl3、硼酸、Na2HPO4； （5）、探索反应条件优化，包括反应时间、物料配比、不 同溶剂及用量、不同催化剂及用量对反应的影响； （6）、对产物分离析出分析，对已合成得到的目标
-H2 O
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本课题组成员查阅了大量的文献资料，掌握了相关的专业 知识，具有较强的动手能力，实验场地、实验仪器、实验试剂 已准备妥当。
五、进度安排及考核节点（成果形式）
起止时间 2008.062009.01 2009.012009.6 2009.062010.03 2010.032010.04 2010.052010.11 主要研究内容 收集、分析资料 探索缩合反应条件 探索反应条件、 合成目标产物 对产物进行分离并 对其结构进行确定 成果总结 成果形式 设计试验方案 得到合适的试验方法 并得到几种目标化合物 经费安排 100元 2500
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O-
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O N+H3
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H2N NH2
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②、不同的酮与尿素、苯甲醛进行反应，所用的酮有：环己酮、 环戊酮、乙酰丙酮、环丁酮、樟脑、N-甲基哌啶酮、N-甲基 吡咯烷酮、1，3-茚二酮；
③、不同的脲与苯甲醛、环己酮进行的反应，所用的脲有：尿 素、硫脲、N-苯基脲、N，N-二苯基脲。
O O CHO HN NH
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O CHO O
得到最适宜的反应条件
嘧啶类化合物 发表论文
4400
2500 500
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六、经费详细预算及开支范围
序号 1 2 4 5 6 10 11 12 名称 设 计 费 材 料 费 差 旅 费 试 验 费 发表论文费 不可预见费 合 备 计 注
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金额
计算依据
8500元 500元 500元 500元
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朱育林博士扩展了Biginelli反应范畴：
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朱育林博士在研究环烷酮、尿素与芳香醛进行 反应时还存在不足或需要进一步研究之处：
1、采用溶剂为DMF、MeCN，毒性大，不符合环保要求；
2、采用催化剂为TMSCl，化学性质活泼，易挥发，价格高， 用量大； 3、所使用的芳香醛仅为单反取代的芳香醛（如硝基、卤素、 甲氧基），而未研究含活性氢的芳香醛（羟基），多取代 的芳香醛； 4、只使用以尿素或硫脲进行Biginelli反应，未研究取代基脲 对反应的影响； 5、在进行1,3-环戊二酮与芳香醛、尿素进行反应时，未研究 位阻较大的1,3-二酮(如1,3-茚二酮)与芳香醛、尿素的反应。
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开题报告
项目名称：新型嘧啶类化合物的合成研究
项目组成员：张卿菘 刘贵球 罗傲恒 杨晓涵
主讲人：刘贵球 指导老师：贺楚华副教授
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一、项目研究目的和意义
嘧啶类化合物由于具有抗病毒、抗肿瘤、消 炎及杀菌等诸多方面的生物活性，常被用作口服 的药物，如抗高血压药，具有治疗AIDS的潜力； 近年来正受到越来越多的有机化学家的关注及致 力于此领域的研究。 1893年，意大利化学家Pietro Biginelli报道了 在催化剂浓盐酸条件下，乙酰乙酸乙酯与尿素和 苯甲醛的环缩合反应。经典的Biginelli反应：
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二、主要研究内容
（1）、以三甲基氯硅烷为催化剂，DMF、MeCN作溶剂，研 究不同的醛，不同的酮，不同的脲（硫脲）进行biginelli反应 合成嘧啶化合物; ①、不同的醛与尿素、环己酮进行反应，所用的醛有：苯甲醛、 间硝基苯甲醛、香兰素、邻羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻 氯苯甲醛；
原材料/试剂/药品购置费 、 仪器设备购置费 送样测试 分析测试：核磁共振分析等 发表论文
10000元
我们相信经过我们课题组的不懈努力定能不
负重望，定期、高质量的完成本课题研究。
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