[發(fā)明專利]2,4-碳-氧橋基嘧啶環(huán)化物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410183022.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN104109167A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚其正;李民權(quán);王篤政;王玉祥;姚世寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇篤誠(chéng)醫(yī)藥科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C07D491/08
• 分類號(hào): C07D491/08
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于納米分子器件和納米自組裝部件的原材料及其制備方法，具體涉及一類結(jié)構(gòu)全新的2,4-碳-氧橋類嘧啶環(huán)化物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

嘧啶的2-位和4-位單獨(dú)或同時(shí)非環(huán)醚化產(chǎn)品常被用作納米分子器件和納米自組裝部件的原材料(Drexler?KE,Natosystems-molecular?machinery，manufacturing?and?computation，Wiley?Interscience：New?York，1992；Amabilino?DB,Williams?DJ,et?al.J?Am?Chem?Soc，1995，117(45)：11142～11170)，并且這些醚化物大多數(shù)都是以2,4-二鹵嘧啶為原料，在強(qiáng)堿(如NaH等)作用下和醇類反應(yīng)而制得，或者亦以尿嘧啶為原料與烴類磺酸酯在催化劑作用下來制備。

目前為止，本發(fā)明的一類環(huán)醚尿嘧啶衍生物，即2,4-碳-氧橋基嘧啶環(huán)化物及其鹵化氫鹽(I)未見文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)全新的2,4-碳-氧橋基嘧啶環(huán)化物及其制備方法，該化合物結(jié)構(gòu)如下述通式(Ⅰ)所示：

式中，R為H、C1～C4的直鏈或支鏈烷基，或C1～C4的烯烴基和芳基；R’為H、C1～C4的直鏈或支鏈烷基等；X為Cl或Br；n為0、1、2或3。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，其中R選自H、C1～C3的直鏈或支鏈烷基、或C1～C3的烯烴基和芳基；R’為H、C1～C3的直鏈或支鏈烷基；X為Cl或Br；n為0，1或2。

相應(yīng)的這類2,4-碳-氧橋基嘧啶環(huán)化物的系統(tǒng)命名分別為：

當(dāng)n＝0時(shí)，其命名為：7,8-取代的2,4-二氧雜-6,9-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬-1(9),5,7-三烯；

當(dāng)n＝1時(shí)，其命名為：8,9-取代的2,5-二氧雜-7,10-二氮雜二環(huán)[4.3.1]癸-1(10),6,8-三烯；

當(dāng)n＝2時(shí)，其命名為：9,10-取代的2,6-二氧雜-8,11-二氮雜二環(huán)[5.3.1]十一-1(11),7,9-三烯。

本發(fā)明還提出了上述式(Ⅰ)化合物的制備方法，其包括按照下列反應(yīng)式依次進(jìn)行原料尿嘧啶衍生物的硅甲基化和催化環(huán)醚化反應(yīng)

其中，所述催化環(huán)醚化反應(yīng)的條件包括：選用Lewis酸催化劑，在溶劑中或無溶劑條件下硅甲基化尿嘧啶與通式為XCH₂(CH₂)_nX(即1,n-二鹵烷烴)的末端鹵代烴進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度在室溫至回流的溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)結(jié)束后用弱堿溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液至析出沉淀，再經(jīng)過濾濃縮、冷卻后結(jié)晶，即制得目標(biāo)化合物，其中，X選擇鹵族元素。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，該方法中采用的硅甲基化試劑包括六甲基二硅烷胺(HMDSA)、三甲基氯硅烷(TMSCl)或三甲基溴硅烷(TMSBr)；所述尿嘧啶衍生物和硅甲基化試劑的摩爾比為1:2.2～10；更優(yōu)選地，所述硅甲基化試劑為六甲基二硅烷胺或三甲基氯硅烷；所述尿嘧啶衍生物和硅甲基化試劑的摩爾比為1:3.5～8。所述的原料尿嘧啶衍生物的硅甲基化完成后，真空條件下蒸除多余的硅甲基化試劑，然后加入適合的溶劑溶解，不作任何提純處理，即可作為后一步醚化反應(yīng)原料。

本發(fā)明后一步醚化反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻至5～10℃，攪拌下加入飽和的NaHCO₃水溶液至中性，析出沉淀，沉淀為催化劑的金屬氫氧化物，過濾掉沉淀，然后將濾液減壓濃縮，去除反應(yīng)溶劑和一半體積的水。冷卻靜置，析出固體，再過濾，最后用水重結(jié)晶純化得到所需的環(huán)醚尿嘧啶衍生物。

進(jìn)一步地，所述Lewis酸催化劑包括SnCl₄、TiCl₄、ZnCl₂或Sn(OTf)₂；更優(yōu)選地，Lewis酸催化劑為SnCl₄或ZnCl₂。

進(jìn)一步地，所述Lewis酸催化劑的使用量為硅甲基化尿嘧啶類化合物重量的10～40％。

進(jìn)一步地，所述催化環(huán)醚化反應(yīng)溶劑包括甲苯，或者沒有反應(yīng)溶劑，此時(shí)即以反應(yīng)物XCH₂(CH₂)_nX作溶劑，尤其以反應(yīng)物XCH₂(CH₂)_nX作溶劑為佳。