CN106622362B - 一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物、该衍生物的制备方法及其制备用磁性酸性纳米材料催化剂 - Google Patents

一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物、该衍生物的制备方法及其制备用磁性酸性纳米材料催化剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种5‑亚芳基巴比妥酸衍生物、该衍生物的制备方法及其制备用磁性酸性纳米材料催化剂，属于有机化学合成技术领域。本发明的制备反应中芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸的摩尔比为1.0～1.4：1，磁性酸性纳米材料催化剂的摩尔量是所用芳香醛的7～12％，以毫升计的反应溶剂水的体积量为以毫摩尔计的芳香醛摩尔量的4～7倍，反应温度为80～85℃，反应时间为4～14min，反应结束后趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5‑亚芳基巴比妥酸衍生物。本发明具有催化剂损失量少、可循环使用次数多，整个制备过程操作简单方便、绿色化程度高等特点，便于工业化大规模应用。

Description

一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物、该衍生物的制备方法及其制 备用磁性酸性纳米材料催化剂
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，更具体地说，涉及一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物、该衍生物的制备方法及其制备用磁性酸性纳米材料催化剂。
背景技术
巴比妥酸衍生物是一类具有重要生理活性的药物合成中间体，其中，5-亚芳基巴比妥酸衍生物是合成安眠镇静类药物和其他杂环化合物的中间体，还可以作为药物抗氧剂、非线性学材料等。它们通常由芳香醛和巴比妥酸在有机溶剂或水中，也可在微波照射或固相研磨条件下通过Knoevenagel缩合反应制备。但这些方法往往存在反应时间长、产率低、污染环境等缺点。因此，开发一种高效、绿色催化制备巴比妥酸衍生物的方法成为科学家们研究的热点。
离子液体是由一种含氮杂环的有机阳离子和一种无机或有机阴离子组成的液态盐类，在有机合成中，它与传统的有机溶剂相比，具有不挥发、溶解能力强、不易燃、可以为反应提供一个全离子环境等特点，近年来离子液体作为溶剂在有机合成中得到了广泛的应用。另外，酸性离子液体作为一种功能化离子液体由于具有较好的热稳定性、分布均匀的酸性位点及易与产物分离回收等优点可以被运用到5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备过程中。比如Farhad Shirini等以硫酸氢化丁二酰亚胺鎓盐酸性离子液体作为催化剂，在水中可以有效地催化含有不同取代基的芳香醛与巴比妥酸发生Knoevenagel缩合反应制备一系列的5-亚芳基巴比妥酸衍生物，该方法具有反应产率高、催化剂制备简单等特点(Succinimidinium hydrogensulfate([H-Suc]HSO4)as an efficient ionic liquidcatalyst for the synthesis of 5-arylidenepyrimidine-2，4，6-(1H，3H，5H)-trioneand pyrano-pyrimidinones derivatives[J]，Journal of the Iranian ChemicalSociety，2016，13：457～463)。但由于上述反应中所用酸性离子液体催化剂的酸度较低，催化剂在制备过程中的使用量较大，其摩尔用量约占芳香醛使用量的5％。为了提高酸性离子液体的酸度进而降低其用量，Farhad Shirini等在水中以含有双磺酸根的[DABCO](SO3H)2(Cl)2酸性离子液体作为非均相催化剂，70℃下可以催化不同芳香醛与巴比妥酸反应制备出一系列的5-亚芳基巴比妥酸衍生物，催化剂摩尔用量只占芳香醛使用量的2.5％且可以循环使用6次(Bi-SO3H functionalized ionic liquid based on DABCO as a mild andefficient catalyst for the synthesis of 1,8-dioxo-octahydro-xanthene and 5-arylmethylene-pyrimidine-2,4,6-trione derivatives[J],Research on ChemcialIntermediates,2015,41:8483～8497)。
虽然上述制备方法在一定程度上能够提高催化收率，但其整个制备过程相对比较复杂，其中包括对产品5-亚芳基巴比妥酸衍生物的洗涤、重结晶提纯操作，且酸性离子液体在循环使用前需要使用有机溶剂进行洗涤和真空干燥处理。这些复杂的过程也导致了原料循环使用率较低、耗能较高，在工业化生产中难以被大规模使用。此外，由于其所用酸性离子液体在循环使用中的损失量比较大，在保持产物收率变化不大的情况下，其循环使用次数相对较少。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中利用酸性离子液体催化制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物时存在离子液体催化剂损失量较大、循环使用前的处理较繁琐，原料利用率低、产物提纯过程复杂等缺点的不足，提供了一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物、该衍生物的制备方法及其制备用磁性酸性纳米材料催化剂。使用本发明的方法制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物时，原料利用率高、产物提纯简便，催化剂的催化活性相对较高，催化剂流失量小，可循环使用次数多。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
其一，本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物制备用催化剂，该催化剂为磁性酸性纳米材料，其结构式为：
其二，本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，该方法是以芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸为反应原料，在本发明的磁性酸性纳米材料催化剂的催化作用下来制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物的，其化学反应式为：
本发明的5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法的具体步骤为：
(1)按照摩尔比为1.0～1.4：1称取反应原料芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸；
(2)将称取的芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸分别加入到水中，混合均匀后向其中继续加入磁性酸性纳米材料作为催化剂，于磁力搅拌条件下加热至80～85℃，反应4～14min，反应压力为一个大气压；
(3)反应结束后趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经洗涤、真空干燥后即得到本发明的5-亚芳基巴比妥酸衍生物。
更进一步的，所述步骤(2)中加入的磁性酸性纳米材料催化剂的摩尔量为所用芳香醛的7～12％。
更进一步的，所述步骤(2)中以毫升计的反应溶剂水的体积量为以毫摩尔计的芳香醛摩尔量的4～7倍。
更进一步的，所述的芳香醛为苯甲醛、对氯苯甲醛、邻氯苯甲醛、对硝基苯甲醛、间硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛中的任一种。
更进一步的，所述步骤(3)中采用乙醇对滤渣进行洗涤。
更进一步的，所述步骤(3)中抽滤后的滤液中加入磁铁吸附出的催化剂可以循环使用至少9次。
其三，本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物，该衍生物采用本发明的方法制备得到的，其结构式为：
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，该方法是以芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸为反应原料，在磁性酸性纳米材料催化剂的催化作用下来制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物的，发明人通过大量理论分析及实验研究最终选择本发明的磁性酸性纳米材料催化剂来合成5-亚芳基巴比妥酸衍生物，催化剂的催化活性较高，从而可以显著提高催化效率，反应时间明显缩短，催化剂的使用量相对较少；此外，通过磁铁吸附即可实现上述催化剂与反应体系的分离，催化剂吸附出来后放入滤液中组成催化体系即可直接进行循环使用，而无需进行任何处理，操作简单，且催化剂在循环使用过程中的损失量较少，循环使用次数较多。
(2)本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，发明人结合反应物的性质及其反应机理，并通过大量实验研究对反应原料、催化剂及反应溶剂的量进行优化设计，从而可以使催化剂的催化活性得到最好的发挥，显著提高5-亚芳基巴比妥酸衍生物的合成率及其合成的纯度，减少副反应及杂质的产生，保证5-亚芳基巴比妥酸衍生物的质量及性能满足使用要求，且对原料的利用率较高，原子经济性较好。此外，本发明选用水作为反应溶剂还可以减少环境污染，符合绿色环保的要求。
(3)本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，其反应压力为一个大气压，反应温度为80～85℃，反应时间为4～14min，反应条件比较温和，便于实际操作，且产物的提纯过程简单，提纯后所得纯度较高，从而便于工业化大规模生产。
附图说明
图1所示为本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，现结合具体实施例对本发明作详细描述。
本发明的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，该方法是以芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸为反应原料，在磁性酸性纳米材料催化剂的催化作用下来制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物的，其化学反应式为：
其中，本发明所用芳香醛为苯甲醛、对氯苯甲醛、邻氯苯甲醛、对硝基苯甲醛、间硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛中的任一种，由于篇幅有限，下面实施例中仅列出了其中几种，就不再一一列举了。本发明所用磁性酸性纳米材料催化剂的制备方法，参考相关文献(Magnetic，acidic，ionicliquid-catalyzed one-pot synthesis of spirooxindoles[J]，ACS CombinatorialScience，2013，15：512～518)，其结构式具体如下：
本发明的5-亚芳基巴比妥酸衍生物的上述制备方法的工艺流程如图1所示，其具体步骤为：
(1)按照摩尔比为1.0～1.4：1称取反应原料芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸；
(2)将称取的芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸分别加入到水中，混合均匀后向其中继续加入磁性酸性纳米材料作为催化剂，于磁力搅拌条件下加热至80～85℃，反应4～14min，反应压力为一个大气压。其中，上述加入的磁性酸性纳米材料催化剂的摩尔量为所用芳香醛摩尔量的7～12％，以毫升计的反应溶剂水的体积量为以毫摩尔计的芳香醛摩尔量的4～7倍。
由于催化剂的种类及反应工艺参数等对最终制备所得物质的质量及性能均会产生较大的影响，而不同物质的性质均有所不同，因此其对催化剂种类及反应工艺参数的要求就有所不同，找到一种特别适合于制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物的催化剂是发明人一直努力想要解决的问题。发明人根据5-亚芳基巴比妥酸衍生物的性质，并通过大量理论分析及实验研究最终选择本发明的磁性酸性纳米材料作为催化剂来催化制备磁性酸性纳米材料，同时对各组分的含量及反应工艺参数进行优化设计，从而可以使催化剂的催化活性得到最好的发挥，催化剂的催化活性较高，显著提高了反应原料的利用率，原子经济性较好，且同时还可以显著提高5-亚芳基巴比妥酸衍生物的合成率及其合成的纯度，减少副反应及杂质的产生，保证5-亚芳基巴比妥酸衍生物的质量及性能满足使用要求。
发明人通过对反应溶剂水的使用量进行优化设计，从而可以对反应原料进行充分溶解和分散，有利于提高其反应效率及最终所得5-亚芳基巴比妥酸衍生物的收率，此外，通过选用水作为反应溶剂还可以减少环境污染，符合绿色环保的要求。
(3)反应结束后趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后即得到本发明的5-亚芳基巴比妥酸衍生物，上述抽滤后的滤液中加入磁铁吸附出的催化剂可以循环使用至少9次，且催化剂在循环使用过程中的催化收率没有明显降低。
本发明通过磁铁吸附即可实现上述催化剂与反应体系的分离，催化剂吸附出来后放入滤液中组成催化体系即可直接进行循环使用，而无需进行任何处理，操作简单，且催化剂在循环使用过程中的损失量较少，循环使用次数较多。
本发明的实质特点和显著效果可以从下述的实施例中得以体现，但它们并不对本发明作任何限制，本领域的技术人员根据本发明的内容做出一些非本质的改进和调整，均属于本发明的保护范围。下面通过具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中实施例中反应产物的测试表征使用的是德国Bruker公司的型号为AVANCE-II 400MHz的核磁共振仪；反应产物的熔点采用毛细管法测定。
实施例1
将1mmol对氯苯甲醛、1mmol巴比妥酸和0.26g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有5ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到80℃，反应4min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(4-氯苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮，收率为91％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入对氯苯甲醛和巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(4-氯苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的性能参数如下：m.p.298～300℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝7.55(d，J＝8.4Hz，2H)，8.06(d，J＝8.4Hz，2H)，8.26(s，1H)，11.33(s，1H)，11.54(s，1H)。
实施例2
将1.2mmol对氯苯甲醛、1mmol硫代巴比妥酸和0.26g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有5ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到82℃，反应7min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(4-氯苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮，收率为89％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入对氯苯甲醛和硫代巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(4-氯苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮的性能参数如下：m.p.290～292℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝7.50(d，J＝8.4Hz，2H)，8.04(d，J＝8.4Hz，2H)，8.23(s，1H)，12.37(s，1H)，12.51(s，1H)。
实施例3
将1.2mmol间硝基苯甲醛、1mmol巴比妥酸和0.30g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有7ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到83℃，反应12min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(3-硝基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮，收率为84％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入间硝基苯甲醛和巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(3-硝基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的性能参数如下：m.p.242～244℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝7.68～8.34(m，4H)，8.91(s，1H)，11.38(s，1H)，11.52(s，1H)。
实施例4
将1.2mmol间硝基苯甲醛、1mmol硫代巴比妥酸和0.28g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有7ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到82℃，反应10min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(3-硝基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮，收率为83％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入间硝基苯甲醛和硫代巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(3-硝基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮的性能参数如下：m.p.265～267℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝7.78(s，1H)，7.83(t，J＝8.0Hz，1H)，8.00(d，J＝7.5Hz，1H)，9.32(d，J＝7.5Hz，1H)，10.09(s，1H)，11.72(s，1H)。
实施例5
将1.2mmol对甲氧基苯甲醛、1mmol巴比妥酸和0.34g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有4ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到85℃，反应7min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(4-甲氧基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮，收率为89％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入对甲氧基苯甲醛和巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(4-甲氧基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的性能参数如下：m.p.296～298℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝3.94(s，1H)，7.22(d，J＝8.5Hz，2H)，8.32(s，1H)，8.45(d，J＝8.5Hz，2H)，11.14(s，1H)，11.25(s，1H)。
实施例6
将1.4mmol对甲氧基苯甲醛、1mmol硫代巴比妥酸和0.38g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有5ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到85℃，反应13min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(4-甲氧基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮，收率为82％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入对甲氧基苯甲醛和硫代巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(4-甲氧基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮的性能参数如下：m.p.>300℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝3.91(s，3H)，7.14(d，J＝8.8Hz，2H)，8.28(s，1H)，8.42(d，J＝8.8Hz，2H)，12.33(s，1H)，12.46(s，1H)。
实施例7
将1.4mmol邻甲氧基苯甲醛、1mmol巴比妥酸和0.38g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有6ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到85℃，反应12min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(2-甲氧基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮，收率为81％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入邻甲氧基苯甲醛和巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(2-甲氧基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的性能参数如下：m.p.268～269℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝3.78(s，3H)，7.00(t，J＝7.5Hz，1H)，7.12(d，J＝8.1Hz，1H)，7.52～7.58(m，1H)，8.04(dd，J＝1.2Hz，7.5Hz，1H)，8.57(s，1H)，11.21(s，1H)，11.36(s，1H)。
实施例8
将1.4mmol邻甲氧基苯甲醛、1mmol硫代巴比妥酸和0.40g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有6ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到85℃，反应14min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(2-甲氧基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮，收率为80％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入邻甲氧基苯甲醛和硫代巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(2-甲氧基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮的性能参数如下：m.p.282～284℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝3.88(s，3H)，6.94(t，J＝7.5Hz，2H)，7.03(d，J＝8.5Hz，1H)，7.50～7.56(m，1H)，8.04(d，J＝8.0Hz，1H)，8.52(s，1H)，12.24(s，1H)，12.47(s，1H)。
实施例9
将1.4mmol对羟基苯甲醛、1mmol巴比妥酸和0.40g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有7ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到85℃，反应11min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(4-羟基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮，收率为84％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入对羟基苯甲醛和巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(4-羟基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的性能参数如下：m.p.>300℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝6.91(d，J＝8.0Hz，2H)，8.25(s，1H)，8.38(d，J＝8.0Hz，2H)，10.83(s，1H)，11.04(s，1H)，11.22(s，1H)。
实施例10
将1mmol对氯苯甲醛、1mmol巴比妥酸和0.26g磁性酸性纳米材料分别加入到盛有7ml水的带有搅拌子和冷凝管的50ml单口圆底烧瓶中。磁力搅拌下加热到80℃，反应4min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经乙醇洗涤、真空干燥后得到5-(4-氯苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮，收率为91％，将吸附出的催化剂放入滤液中重新组成催化体系，直接加入对氯苯甲醛和巴比妥酸后进行重复使用。
本发明所得5-(4-氯苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的性能参数如下：m.p.298～300℃；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝7.55(d，J＝8.4Hz，2H)，8.06(d，J＝8.4Hz，2H)，8.26(s，1H)，11.33(s，1H)，11.54(s，1H)。
实施例11
以实施例1为探针反应，作反应催化剂磁性酸性纳米材料的活性重复性试验，催化剂重复使用9次，产物5-(4-氯苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的收率变化见表1。
表1、催化剂磁性酸性纳米材料在催化制备5-(4-氯苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮中的活性重复性试验结果
磁性酸性纳米材料催化剂使用次数 收率(％)
1 91
2 91
3 88
4 90
5 90
6 89
7 89
8 87
9 87
10 86
实施例12
以实施例2为探针反应，作反应催化剂磁性酸性纳米材料的活性重复性试验，催化剂重复使用9次，产物5-(4-氯苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮的收率变化见表2。
表2催化剂磁性酸性纳米材料在催化制备5-(4-氯苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮中的活性重复性试验结果
实施例13
以实施例7为探针反应，作反应催化剂磁性酸性纳米材料的活性重复性试验，催化剂重复使用9次，产物5-(2-甲氧基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮的收率变化见表3。
表3、催化剂磁性酸性纳米材料在催化制备5-(2-甲氧基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮中的活性重复性试验结果
磁性酸性纳米材料催化剂使用次数 收率(％)
1 81
2 81
3 81
4 79
5 80
6 79
7 79
8 76
9 77
10 75
实施例14
以实施例8为探针反应，作反应催化剂磁性酸性纳米材料的活性重复性试验，催化剂重复使用9次，产物5-(2-甲氧基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮的收率变化见表4。
表4催化剂磁性酸性纳米材料在催化制备5-(2-甲氧基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮中的活性重复性试验结果
由表1、2、3和4可以看出：催化剂磁性酸性纳米材料在循环使用催化制备5-(4-氯苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮、5-(4-氯苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮、5-(2-甲氧基苯亚甲基)嘧啶-2，4，6-三酮和5-(2-甲氧基苯亚甲基)-2-硫基-2H-嘧啶-4，6-二酮的过程中收率稍有降低，但降低幅度均比较小。因此，可以推断出该催化剂磁性酸性纳米材料在催化制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物的过程中可以被循环使用，且其在循环使用过程中催化活性未有明显降低。

Claims (6)

1.一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，其特征在于：该方法是以芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸为反应原料，在磁性酸性纳米材料催化剂的催化作用下来制备5-亚芳基巴比妥酸衍生物的，其具体步骤为：
(1)按照摩尔比为1.0～1.4：1称取反应原料芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸；
(2)将称取的芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸分别加入到水中，混合均匀后向其中继续加入磁性酸性纳米材料作为催化剂，于磁力搅拌条件下加热至80～85℃，反应4～14min，反应压力为一个大气压；所述催化剂的结构式为：
(3)反应结束后趁热用磁铁吸附出催化剂，剩余反应液冷却至室温，碾碎析出的固体，静置，抽滤，滤渣经洗涤、真空干燥后即得到5-亚芳基巴比妥酸衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中加入的磁性酸性纳米材料催化剂的摩尔量为所用芳香醛的7～12％。
3.根据权利要求1所述的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中以毫升计的反应溶剂水的体积量为以毫摩尔计的芳香醛摩尔量的4～7倍。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述的芳香醛为苯甲醛、对氯苯甲醛、邻氯苯甲醛、对硝基苯甲醛、间硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛中的任一种。
5.根据权利要求4所述的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中采用乙醇对滤渣进行洗涤。
6.根据权利要求4所述的一种5-亚芳基巴比妥酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中抽滤后的滤液中加入磁铁吸附出的催化剂可以循环使用至少9次。
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"Magnetic, Acidic, Ionic Liquid-Catalyzed One-Pot Synthesis of Spirooxindoles";Ali Khalafi-Nezhad et al.;《ACS COMBINATORIAL SCIENCE》;20130823;第15卷(第9期);第513、516页
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