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为解决传统吡喃并 [2,3-d] 嘧啶合成方法存在的高成本、长反应时间等问题，研究人员开展以 2 - 氨基吡啶为可回收催化剂的无金属合成研究。结果表明该方法高效、低成本，2 - 氨基吡啶可重复使用 4 次。这对满足工业需求和环保意义重大。
在化学合成的奇妙世界里，有一种名为吡喃并 [2,3-d] 嘧啶的化合物，它可是个 “宝藏分子”，拥有多种医学益处，像强心、扩张支气管、抗支气管炎以及抗肿瘤等活性 ，在生命科学和健康医学领域有着巨大的潜在价值。然而，以往合成这种化合物的方法却有些 “不尽人意”。众多合成方法虽各有优势，但不少都面临着重重挑战。有些催化剂成本高昂，使得大规模生产的成本居高不下；有些反应时间冗长，耗费大量的人力和物力；还有些存在产率低、反应条件苛刻、操作步骤繁琐，甚至需要额外材料进行产物分离等问题。这些难题就像一道道关卡，阻碍着吡喃并 [2,3-d] 嘧啶的广泛应用和深入研究。
为了突破这些困境，探索更高效、更绿色的合成路径，研究人员踏上了新的研究征程。虽然文中未提及具体研究机构，但他们针对吡喃并 [2,3-d]嘧啶的合成展开了深入研究。最终，他们发现了一种全新的无金属合成方法，利用 2 - 氨基吡啶作为可回收且价格低廉的催化剂，成功实现了吡喃并 [2,3-d] 嘧啶骨架的合成。这一发现意义非凡，为相关领域带来了新的曙光。该研究成果发表在《Current Research in Green and Sustainable Chemistry》上，引起了广泛关注。
研究人员在实验过程中采用了多种关键技术方法。首先，通过熔点测定和1H NMR 分析对反应产物进行表征。熔点测定可以帮助确定物质的纯度和特性，1H NMR 分析则能从分子层面了解产物的结构信息。实验中，他们将巴比妥酸（或 1,3 - 二甲基巴比妥酸）、丙二腈、芳醛和 2 - 氨基吡啶混合，在乙醇中回流反应，利用 TLC（薄层色谱法）监测反应进程，通过控制反应条件和变量，优化合成过程。
下面来详细看看研究结果。在反应条件优化方面，研究人员对温度、溶剂类型和催化剂用量等因素进行了系统研究。结果发现，无催化剂时，反应很难进行，即使在乙醇中回流或室温反应 60 分钟，产物 4d 的量也极少。当 2 - 氨基吡啶的用量增加到 5 mol% 时，反应约 20 分钟完成；用量提升到 10 mol% 时，反应仅需 10 分钟就能完成，再增加催化剂用量，反应时间也不会显著缩短。在溶剂选择上，乙醇作为溶剂表现最佳，相比水、二氯甲烷等其他溶剂，能获得更高的产率和更短的反应时间，回流条件下效果尤为突出。由此确定了最佳反应条件为 2 - 氨基吡啶（10 mol%），乙醇（3 mL），回流且无金属参与反应。
在底物适用性研究中，该方法展现出良好的适应性。不同取代基的芳醛、巴比妥酸或 1,3 - 二甲基巴比妥酸参与反应时，都能获得较高的产率。无论是供电子基团还是吸电子基团取代的芳醛，反应都能顺利进行，邻位、间位和对位取代的芳香醛反应产率都很高。通过一系列实验，成功制备了多种吡喃并 [2,3-d] 嘧啶产物（4a - p） ，并对其进行了分离和纯化。
关于反应机理，研究人员提出了可能的反应途径。首先，2 - 氨基吡啶与芳醛、丙二腈发生 Knoevenagel 缩合反应，生成亚芳基丙二腈。接着，2 - 氨基吡啶促使巴比妥酸（或 1,3 - 二甲基巴比妥酸）形成烯醇式，烯醇式物质与亚芳基丙二腈中间体结合，得到另一种中间体。最后，该中间体经过环化和互变异构，生成最终的吡喃并 [2,3-d] 嘧啶产物。
在催化剂的可回收性研究中，研究人员对合成 4d 反应后的催化剂进行回收和再利用。实验结果令人惊喜，2 - 氨基吡啶在经过四次连续循环使用后，仍能保持较高的催化活性，产物产率仅有轻微下降，这表明该催化剂具有良好的可持续性。
研究结论和讨论部分再次强调了这项研究的重要意义。该研究成功开发了一种无金属合成吡喃并 [2,3-d] 嘧啶的方法，使用 2 - 氨基吡啶作为可回收催化剂，具有诸多优势。反应时间短，大大提高了生产效率；成本低廉，减少了经济投入；反应条件安全温和，无需特殊的安全防护措施；2 - 氨基吡啶可重复使用至少四次，降低了资源消耗和环境污染。这种方法不仅满足了工业生产对高效、低成本合成方法的需求，还符合绿色化学和可持续发展的理念，为吡喃并 [2,3-d] 嘧啶在生命科学和健康医学领域的进一步研究和应用奠定了坚实基础，有望推动相关领域的快速发展。
