吴 洋, 张灯青, 谢大海, 李贤英, 金武松

(东华大学 化学化工与生物工程学院,上海 201620)

多氮、高氮化合物具有较好的稳定性，是一类具有良好应用前景的新型含能材料。同时含氮杂环化合物因其具有良好的生物活性，在医药和农药等人类健康和农业生产中发挥着重要的作用。其中嘧啶类化合物广泛存在于人体及生物体内，如生命所必需的核酸中最常见的5种含氮碱性组分就有3种含嘧啶结构(尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶)，嘧啶类化合物的开发一直受到医药和农药界的重视[1]。另一方面，N＾C＾N型三齿配体化合物作为优良的配体可以与Pt(Ⅱ)等过渡金属形成稳定的平面四边形金属配合物，这种结构不仅产生金属到配体的电荷转移的电子跃迁，而且还容易发生金属-金属及配体-配体等相互作用，导致配合物的电子光谱发生显著变化，因此常常应用于磷光材料的制备[2]。而配体的类型(富电子或缺电子)，配体上取代基的种类(供电子或吸电子)和取代基位置等对其光学性质有着显著的影响。到目前为止，常用的N＾C＾N型三齿配体化合物的研究大多数集中在苯环的1,3-位上连有吡啶的衍生物上，而对于含有缺电子的嘧啶环的N＾C＾N型三齿配体化合物的研究，无论是在合成还是在与金属配位方面还较少涉及[3]。

本文以开发新型N＾C＾N型三齿配体化合物为目标，参考文献[4～8]方法，以1,1,3,3-四甲氧基丙烷(1)为原料制得2-羟基嘧啶盐酸盐(2); 2与三氯氧磷反应制得2-氯嘧啶(3);将3制成锡试剂(4);4与3,5-二溴苯甲醚(6)发生Stille偶联反应制得新型含有嘧啶环的N＾C＾N型三齿配体——1,3-二(2′-嘧啶基)-5-甲氧基苯(7, Scheme 1),其结构经1H NMR，13C NMR和EI-MS表征。

Scheme1

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Brucker Model Avance DMX 400(400 MHz)型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);岛津液相色谱质谱仪。

所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1) 3,5-二溴苯甲醚(6)的合成

N2保护,在圆底烧瓶中加入1,3-二溴-5-氟苯(5) 30.0 g(12 mmol, 1 eq)和无水DMF 500 mL,缓慢加入甲醇钠7.8 g(140 mmol, 1.2 eq),剧烈搅拌下于室温反应过夜。用5%HCl调至pH 7, CH2Cl2(3×50 mL)萃取,合并有机层，用蒸馏水(3×50 mL)洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂后经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚)纯化得白色晶体630 g,收率95%,Rf=0.5(正己烷);1H NMRδ: 7.25(t,J=1.6 Hz, 1H), 6.99(d,J=1.6 Hz, 2H), 3.78(s, 3H)。

(2) 2-羟基嘧啶盐酸盐(2)的合成

在两口瓶中依次加入1 49 g(300 mmol),尿素18 g(300 mmol)和异丙醇500 mL，剧烈搅拌下于55 ℃缓慢滴加12 mol·L-1盐酸52 mL,滴毕,反应3 h;移至冰水浴中反应3 h。过滤，滤饼用少量异丙醇洗涤,真空干燥得淡黄色固体228.7 g,收率72.2%;1H NMR(DMSO-d6)δ: 8.75(d,J=5.7 Hz, 2H), 6.82(t,J=5.7 Hz, 1H)。

(3) 2-氯嘧啶(3)的合成

N2保护，在单口瓶中加入212 g(90 mmol)和三氯氧磷150 mL，搅拌下回流反应6 h。减压蒸除三氯氧磷，残余物密封后放入冰箱冷冻1 h,加碎冰，用NaHCO3溶液调至弱碱性，用氯仿(3×25 mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，浓缩后经硅胶柱层析[洗脱剂：A=V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶20]纯化得淡黄色固体37.7 g,收率75%, m.p.61 ℃～65 ℃;1H NMRδ: 8.66(d,J=4.8 Hz, 2H), 7.31(t,J=4.8 Hz, 1H)。

(4) 2-三正丁基锡嘧啶(4)的合成

Ar气保护，在两口瓶依次加入少量碎玻璃，锂粒0.25 g(过量)和无水THF 5 mL，冰水浴冷却下加入三正丁基氯化锡1.07 g(3.37 mmol)，超声30 min;搅拌下反应14 h。用双针头将新生成的三正丁基锡锂的THF溶液转移至另一个Ar保护的两口瓶中，降温至-78 ℃(假设制备三正丁基锡锂转化率为80%，体系中有三正丁基锡锂2.70 mmol, 1.5 eq)，再滴加30.2 g(1.75 mmol, 1 eq)的THF(2 mL)溶液,滴毕,反应8 h。自然升温至室温，用饱和NH4Cl溶液淬灭反应，乙酸乙酯(3×50 mL)萃取，合并有机相，用蒸馏水(3×50 mL)洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩后经硅胶柱层析(洗脱剂：A=1 ∶50)纯化得无色液体451 mg,收率8%;1H NMRδ: 8.67(d,J=5 Hz, 2H), 7.11(t,J=5.0 Hz, 1H), 0.83～1.63(m, 27H)。

(5)7的合成

在两口瓶中依次加入624 mg(0.09 mmol), Pd(PPh3)420.8 mg(0.009 mmol)和KF 31 mg (0.54 mmol, 3 eq), Ar气保护，加入4100 mg(0.27 mmol, 1.5 eq)，无水1,4-二氧六环(冷冻除氧) 5 mL，搅拌下于100 ℃反应过夜。冷却至室温，用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有机相，用蒸馏水(3×50 mL)洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸脱溶后用硅胶柱层析(洗脱剂：A=1 ∶10)纯化得淡黄色固体716 mg,收率67%;1H NMRδ: 9.16(s, 1H), 8.83(d,J=4.8 Hz, 4H), 8.14(d,J=1.5 Hz, 2H), 7.20(t,J=4.8 Hz, 2H), 3.99(s, 3H);13C NMRδ: 164.30, 160.51, 157.23, 139.36, 120.85, 119.32, 115.95, 55.74; EI-MSm/z: 264.28, found 263.95。

2 结果与讨论

参考文献[4]方法，2-羟基嘧啶盐酸盐可由1,1,3,3-四甲氧基丙烷顺利合成。在2-羟基嘧啶盐酸盐和三氯氧磷反应制得2-氯嘧啶的反应中，通常的方法是回流之后蒸馏除去过量三氯氧磷[5]，再倒入冰水浴中水解。由于残留的三氯氧磷遇水剧烈反应，放出大量的热，通常发生暴沸，使产率很低或实验失败。我们对实验进行了改进，减压蒸馏除去大量的三氯氧磷后，将残余物质密封放入冰箱冷冻一段时间，再缓慢加入碎冰，使残余的三氯氧磷缓慢的水解，放出的热被冰吸收，避免了因体系温度剧增而发生的暴沸现象，得到较好的收率。

本文以1,1,3,3-四甲氧基丙烷和尿素为原料，经五步反应合成了含有嘧啶环的新型N＾C＾N型三齿配体——1,3-二(2′-嘧啶基)-5-甲氧基苯，为此类化合物的合成及进一步与金属配位体的研究提供了新的方法和素材。

[1] 李景智. 具有生物活性的多取代-2-氨基嘧啶衍生物及其稠杂环化合物的研究[D].上海:上海师范大学,2006.

[2] Farley S J, Rochester D L, Thompson A L,etal. Controlling emission energy,self-quenching,and excimer formation in highly luminescent N＾C＾N-coordinated platinum(Ⅱ) complexes[J].Inorg Chem,2005,44(26):9690-9703.

[3] Rossi E, Murphy L, Brothwood P L,etal. Cyclometallated platinum(Ⅱ) complexes of 1,3-di(2-pyridyl)benzenes:Tuning excimer emission from red to near-infrared for NIR-OLEDs[J].J Mater Chem,2011,21(39):15501-15510.

[4] Perez-Balado C, Willemsens A, Ormerod D,etal. Development of a concise scaleable synthesis of 2-chloro-5-(pyridin-2-yl)pyrimidine via a negishi cross-coupling[J].Org Process Res Dev,2007,11(2):237-240.

[5] Covingtonk R R, New J S, Yevich J P,etal. Preparation of specifically-labeled buspirone-14Cand buspirone-15N2[J].J Labelled Compd Radiopharm,1983,20(10):1207-1211.

[6] Frey O, Hoffmann M, Wittmann V,etal. Preparation and transmetallation of a triphenylstannyl PD-glucop yranoside:A highly stereoselective Route top-D-C-glycosides via glycosyl dianions[J].HeIv Chim Acta,1994,77(7):2060-2069.

[7] Vyas D J, Frohlich R, Oestreich M. Stereochemical surprises in the lewis acid-mediated allylation of isatins[J].J Org Chem,2010,75(19):6720-6723.

[8] Fargeas V, Favresse F, Mathieu D,etal. Nitration of heteroaryltrimethyltins by tetranitromethane and dinitrogen tetroxide:Mechanistic aspects,scope and limitations[J].Eur J Org Chem,2003,(9):1711-1721.