【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机合成化学领域，具体涉及一种合成甲基化氮杂尿嘧啶衍生物的方法。
技术介绍
1、氮杂环化合物，作为化学世界中的璀璨明珠，广泛活跃于医药化工、材料科学等诸多领域，其独特的化学结构与生物活性，使得众多药物分子与先进材料均以其为核心骨架（l. d. pennington,. et al. med. chem. res. 2023, 32, 1278–1293.）。例如，咖啡因、咪唑类抗真菌药物及众多抗癌药物中，氮杂环的身影无处不在，它们以卓越的药效为人类健康保驾护航。氮杂尿嘧啶，作为氮杂环家族中的重要一员，不仅在材料科学中展现出独特的光电性能，更在制药与生物化学领域大放异彩。诸如某些抗病毒药物与dna嵌入剂，氮杂尿嘧啶类化合物以其特定的生物活性，成为新药研发中的明星分子（pontillo j., et al,bioorg. med. chem. lett., 2005, 15 , 4363–4366; hin n., et al, j. med. chem.,2015, 58 , 7258–7272.）。鉴于氮杂尿嘧啶的广泛应用与重要价值，实现其结构的有效修饰，对于拓展其应用范围、提升药物活性具有重要意义。而直接的c-h键官能团化反应，作为一种高效、绿色的合成策略，无疑是实现氮杂尿嘧啶结构修饰的最佳途径。
2、二甲基亚砜（dmso）作为一种多功能化合物，在化学合成中占据着举足轻重的地位（q. li., et al, chem–eur. j., 2023, 29 , e202302542.），其重要性不仅体现在
3、鉴于此，我们的研究工作致力于探索dmso作为甲基源的新应用路径，成功实现了在光催化条件下氮杂尿嘧啶的甲基化反应。在此创新体系中，dmso不仅扮演溶剂角色，更直接作为甲基化试剂，通过光催化和原位生成双氧水策略，发生类芬顿甲基化反应，有效避免了金属催化剂的使用，无需额外添加大量强氧化剂，且在室温下即可顺利完成反应。这一突破不仅简化了反应步骤，降低了能耗与成本，更显著提升了反应的环保性与经济性，为dmso作为甲基源的应用开辟了更为广阔且绿色的前景。我们的研究成果，无疑在dmso化学领域迈出了重要一步，为化学合成提供了更加高效、环保的新策略。
技术实现思路
1、本专利技术旨在突破dmso作为甲基源的应用限制，发展光催化氮杂尿嘧啶与dmso的甲基化反应，通过直接c-h键活化策略，构建多样化甲基化氮杂尿嘧啶衍生物。
2、本专利技术思路：采用氮杂尿嘧啶作为起始原料，dmso既作为溶剂又充当甲基源，荧光素作为高效的光催化剂，dabco为碱，于10瓦455纳米波长蓝光照射下室温搅拌反应，本专利技术成功实现了甲基化氮杂尿嘧啶衍生物的高效合成。该策略巧妙地运用光催化反应机制，模拟类芬顿甲基化过程，有效规避了金属催化剂及大量强氧化剂的使用。尤为重要的是，该反应在室温条件下即可顺利完成，且展现出优良的官能团耐受性。
3、本专利技术的目的通过如下技术方案实现。
4、一种合成甲基化氮杂尿嘧啶衍生物的方法，包含如下操作步骤：
5、在玻璃反应容器中，按比例加入氮杂尿嘧啶衍生物、dmso、光催化剂和碱，10瓦455纳米波长蓝光照射下室温搅拌反应。反应完成后，进行过滤操作。随后，采用乙酸乙酯对滤液进行多次萃取操作，并将所有含目标成分的有机相合并。接着，通过减压旋转蒸发技术去除溶剂，获得初步产物。最终，利用柱色谱法进行分离与纯化流程，以制得目标甲基化氮杂尿嘧啶衍生物；
6、进一步地，制备甲基化氮杂尿嘧啶衍生物的化学反应方程式如下所示：
7、
8、式中，r1选自苄基、4-甲基苄基、4-氟苄基、4-氯苄基、4-溴苄基、4-三氟甲基苄基、丙基、环己基、甲基、烯丙基、炔丙基中的一种；r2选自苄基、4-甲基苯基、4-氟苄基、4-氯苄基、4-溴苄基、4-三氟甲基苄基、乙基、甲基、烯丙基和炔丙基中的一种。
9、进一步地，所述光催化剂为曙红y、曙红y二钠盐、罗丹明b、罗丹明6g、孟加拉玫瑰红、4czipn、9,10-菲醌和荧光素中的一种，优选为荧光素。
10、进一步地，所述碱为奎宁环、na2co3、nahco3、k2co3、吗啉、dbu、dabso、tmeda和dabco中的一种，优选为dabco。
11、进一步地，所述氮杂尿嘧啶衍生物与dmso的投料摩尔比1：15～50，优选为1：26。
12、进一步地，所述氮杂尿嘧啶衍生物与光催化剂的投料摩尔比为1：0.01～0.5，优选为1：0.08。
13、进一步地，所述氮杂尿嘧啶衍生物与碱的投料摩尔比为1：0.1～3，优选为：1：1.5。
14、进一步地，所述制备方法的反应时间为5~30小时，优选为22小时。
15、进一步地，所述目标产物甲基化氮杂尿嘧啶衍生物采用柱层析的方法纯化，选用的洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯的复合溶剂体系，石油醚和乙酸乙酯的体积比在1～100：1之间，优选展开剂比例为石油醚：乙酸乙酯 = 10：1。
16、本专利技术的原理为：荧光素与dabco在反应体系中首先形成活性催化剂eda复合物，在eda复合物的催化下氮杂尿嘧啶衍生物会发生单电子转移和脱氢反应生产芳基自由基中间体；同时，空气中的氧气在光催化剂的诱导下生成超氧根自由基阴离子，最终在水的作用下形成羟基自由基，羟基自由基与dmso发生类芬顿甲基化反应，产生活性甲基自由基。最终，甲基自由基捕获芳基自由基，即可生成甲基化氮杂尿嘧啶衍生物。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
18、（1）本专利技术实现了光催化氮杂尿嘧啶与dmso的偶联反应，构建了一系列不易制备的甲基化氮杂尿嘧啶衍生物。该反应室温即可完成，具有极好的底物普适性；
19、（2）本专利技术以dmso为甲基源，通过发生类芬顿反应，一步实现了氮杂尿嘧啶的高效甲基化反应，与现有技术相比避免了过渡金属催化剂和强氧化剂的使用，显著提升了dmso作为甲基源应用的经济性和环保性。
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1.一种合成甲基化氮杂尿嘧啶衍生物的方法，其特征在于，包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮杂尿嘧啶衍生物与DMSO的投料摩尔比为1：15～50。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮杂尿嘧啶衍生物与光催化剂的投料摩尔比为1：0.01～0.5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮杂尿嘧啶衍生物与碱的投料摩尔比为1：0.1～3。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法的反应时间为5~30小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述目标产物甲基化氮杂尿嘧啶衍生物采用柱层析的方法纯化，选用的洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯的复合溶剂体系，其具体的配比为：石油醚与乙酸乙酯的体积比为1～100：1。
【技术特征摘要】
1.一种合成甲基化氮杂尿嘧啶衍生物的方法，其特征在于，包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮杂尿嘧啶衍生物与dmso的投料摩尔比为1：15～50。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮杂尿嘧啶衍生物与光催化剂的投料摩尔比为1：0.01～0.5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋光彬，秦昌盛，高放，李晨旭，王静芳，张志华，李欣悦，孙毅，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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