《Biginelli反应及其产物化学》由5章组成，第1章详细介绍了Biginelli反应的历史背景；第2章为Biginelli反应的理论，主要包括Biginelli反应的机理，溶剂和催化剂对Biginelli反应的影响，Biginelli反应的范围和限度，合成二氢嘧啶酮结构的其他方法及对映异构体纯3,4-二氢嘧啶酮的合成五部分内容；第3章较详细介绍了Biginelli反应产物3,4-二氢嘧啶-2-（硫）酮的结构和物理性质，内容包含代表化合物的波谱性质，构型和构象，理论计算研究和代表药物化合物的合成实验；第4章是Biginelli反应产物化学，重点介绍了Biginelli反应产物3,4-二氢嘧啶-2-（硫）酮的化学反应，内容涉及N烷基化、酰基化，C2-衍生化反应，对甲苯磺酸嘧啶酯参与的反应，嘧啶硫酮参与的脱硫偶联反应，C5和C6-功能化反应，成环反应和氧化反应七大类反应类型。第5章介绍DHPM及其衍生物的生物活性。

《Biginelli反应及其产物化学》可供化学及相关专业的本科生、研究生以及有机合成相关领域科技人员学习参考。

Biginelli反应（比吉内利反应）乙酰乙酸乙（甲）酯、芳香醛 （如苯甲醛）与脲（如尿素，硫脲）生成 3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮的多组分反应。反应由意大利化学家 Pietro Biginelli 于 1891 年首先报道。产物二氢嘧啶酮及其类似物具有广泛的生物活性和药理活性。

三种或三种以上的反应物通过一步化学反应，且生成的产物中含有所有起始反应物片段的反应称为多组分反应(MCR)，多组分反应可以满足理想有机合成反应的许多要求，如原料易得、操作简单、易于实现自动化、资源有效及原子经济等。目前，多组分反应得到了飞速发展，涉及有机化学、应用化学、医药及材料科学等多个领域。在众多的多组分反应中，Biginelli(比吉内利)三组分反应是非常重要的反应，也是有机合成中最经典的多组分反应之一，在药物化学合成领域具有非常重要的应用价值。

目前，国内外有关Mannich、Hantzsch、Ugi和Biginelli反应等多组分反应及其应用已有大量文献报道，外文专著也已出版，我国除了Mannich反应(曼尼希反应)外，还没有系统总结和归纳Biginelli反应及其应用的专著出版。基于此，编者将从事Biginelli反应及其产物化学多年研究的经验和结果，结合收集整理的国内外有关的较新和权威的文献资料，编写《Biginelli反应及其产物化学》，希望本书的出版能对嘧啶类化合物的研究开发起到一定的推动作用。

本书由权正军、王喜存、张彰著。全书由权正军负责统稿，王喜存负责对全书进行系统校核和审阅，张彰负责参考文献核对和文字校核。本书化合物结构的编号是按照同类物质(反应活性基团相似)同一编号原则，特殊结构的化合物按照单独编号原则来进行编写。

在此要特别感谢本课题组研究生任荣国、杨国俊、胡旺华、燕中飞、王忠杰、吕颖、魏英、杨田瑶、张玉山、龚海鹏、张越、杜宝新、陈旭等在实验研究方面的辛勤工作，为本书的完成做出了贡献。书中述及的研究工作，也得到了国家自然科学基金委(Nos．21362032，21362031和21562036)、甘肃省科学技术厅、保水化学功能材料甘肃省国标科技合作基地和西北师范大学(NWNU-LKQN-15-1)等基金项目的经费支持，在此一并表示感谢。

受著者理论知识水平所限，书中疏漏之处在所难免，敬请读者提出宝贵意见、批评指正，著者将万分感激。



权正军，王喜存，张彰

2019年5月

权正军，西北师范大学化学化工学院，教授 ，2001年毕业于西北师范大学化学化工学院获理学学士学位，2004年6月获理学硕士学位，并留校任教，2007年6月获理学博士学位，2011年1月至2012年1月德国慕尼黑工业大学化学系访问学者。发表科研论文40余篇，授权专利2件。参研的项目获甘肃省自然科学奖二等奖、三等奖（第二完成人）和甘肃省高校科技进步一、二等奖各2项。2014年获西北师范大学首届教学科研之星荣誉称号。2015年任甘肃省教育学会化学教学专业委员会副理事长。

主要从事有机药物小分子的合成和杂环化合物的合成工作。研究方向主要有杂环有机化合物合成、催化有机合成、含磷有机化合物的合成和绿色有机合成。

教学情况：《物理化学》及实验、《有机化学》及实验、《有机合成化学》。

目前承担的科研项目：国家自然科学基金项目[Nos. 21562036, 21362031（在研）, 20902073 (已结题)]，人力资源和社会保障部留学回国人员择优资助项目、甘肃省自然科学基金项目（1208RJYA083，已结题）和西北师范大学创新团队（NWNU-LKQN-15-1）项目。

第1章Biginelli反应的历史背景1

参考文献7



第2章Biginelli反应的理论9

2.1Biginelli反应的机理9

2.1.1酸催化的反应机理9

2.1.2碱催化的反应机理21

2.2溶剂和催化剂对Biginelli反应的影响23

2.3Biginelli反应的范围和限度29

2.3.1醛合成砌块29

2.3.2-酮酯合成砌块32

2.3.3尿素合成砌块44

2.4合成二氢嘧啶酮结构的其他方法47

2.4.1Atwal改进法47

2.4.2固相组合技术在Biginelli反应中的应用48

2.5对映异构体纯3,4-二氢嘧啶酮的合成52

2.5.1外消旋嘧啶酮的手性拆分54

2.5.2手性诱导不对称Biginelli缩合反应56

2.5.3手性配体与Lewis酸共催化不对称Biginelli缩合反应58

2.5.4有机小分子催化不对称Biginelli缩合反应61

2.5.5Biginelli反应在海洋生物碱合成中的应用69

参考文献75



第3章3,4-二氢嘧啶-2-(硫)酮的结构性质与理论计算研究82

3.1代表化合物的波谱性质82

3.23,4-二氢嘧啶-2-(硫)酮的构型和构象87

3.2.1构型和构象概述87

3.2.2代表化合物的构型和构象分析88

3.3理论计算研究102

3.3.1几何结构优化及自然原子电荷分析103

3.3.2分子总能量及前线轨道能量分析104

3.3.3自然键轨道分析105

参考文献107



第4章Biginelli反应产物化学109

4.1Biginelli反应产物的N-烷基化/酰基化反应109

4.1.1N1-取代反应109

4.1.2N3-酰基化反应111

4.1.3N3-烷基化反应114

4.1.4N3-烯丙基化反应119

4.1.5N3-其他功能化反应120

4.2C2-衍生化反应121

4.2.1C2-醚化/氨化反应122

4.2.2C2-烷基化/芳基化反应126

4.3对甲苯磺酸嘧啶酯参与的偶联反应129

4.3.1对甲苯磺酸嘧啶酯参与的亲核取代反应130

4.3.2对甲苯磺酸嘧啶酯参与的C-N偶联反应132

4.3.3对甲苯磺酸嘧啶酯参与的C-C偶联反应134

4.4基于嘧啶硫酮的脱硫偶联反应137

4.4.1嘧啶硫酮与炔、羧酸亚铜盐的脱硫偶联/酰化/水合串联反应137

4.4.2二嘧啶基二硫醚参与的脱硫偶联反应139

4.5C5-和C6-功能化反应148

4.5.1C5-功能化反应148

4.5.2C6-功能化反应151

4.6成环反应154

4.6.1C5/C6-成环反应154

4.6.2C2/N3-成环反应157

4.6.3N1/C6-成环反应162

4.6.4四唑并嘧啶类化合物的合成163

4.7氧化反应166

4.7.1热化学氧化166

4.7.2光化学氧化173

参考文献178



第5章DHPM及其衍生物的生物活性185

5.1钙通道拮抗剂186

5.21a-肾上腺素能受体拮抗剂190

5.3黑色素聚集激素受体1拮抗剂192

5.4有丝分裂驱动蛋白抑制剂193

5.5ROCK 1抑制剂194

5.6热休克蛋白70ATP酶抑制剂196

5.7抗炎活性198

5.8抗菌活性199

5.9抗病毒活性200

5.10抗真菌活性201

5.11抗氧化活性202

5.12市场上含有嘧啶结构的药物举例204

参考文献208