CN103113321B

CN103113321B - 2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸及其制备方法

Info

Publication number: CN103113321B
Application number: CN201310061852.7A
Authority: CN
Inventors: 田澍; 姜国民; 江国庆; 路毛凤; 商艳芳; 陈婷婷; 金瑞娣; 詹文毅
Original assignee: Nantong University
Current assignee: Nantong University
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: CN103113321A

Abstract

本发明公开了2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的制备方法，包括以下步骤：（1）3-硝基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成；（2）3-氨基-4-羟基苯甲酸的合成；（3）2-巯基苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成；（4）2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成；测试结果表明，在（-2～0）V的电位范围内，2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的电致化学发光性能很稳定，且在水相中的发光强度比在有机相中有明显的增强。

Description

2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸及其制备方法

技术领域

本发明涉及2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸及其制备方法和电致化学发光性能。

背景技术

电致化学发光是化学发光的一种，电致化学发光（Electrogeneratedchemiluminescence），也称电化学发光(Electrochemiluminesoence)，简称ECL，是通过电极对含有化学发光物质的体系施加一定的电压或通过一定的电流信号进行电解，使电极反应产物之间或电极反应物与体系中其它外加共存物质之间进行化学反应而生成某种不稳定的中间态物质，该物质分解产生的化学发光,用光电倍增管等光学仪器测量电化学发光过程中的发光光谱和强度，从而对痕量物质进行分析的一种技术。

到目前为止，关于ECL的机理及分析应用已有很多，归纳起来，主要可分为五大类，分别是:以9，10-二苯基蒽(DPA)为代表的多环芳烃类化合物的ECL及其应用；以鲁米诺为代表的酰肼类化合物的ECL及其应用；以联吡啶钌及其衍生物为代表的金属有机化合物的ECL及其应用；氧化物修饰阴极的ECL及其应用；电位溶出CL分析和电生试剂CL分析及其应用。在这五大体系里面，主要以鲁米诺为代表的酰阱类化合物体系和以联吡啶钌及其衍生物为代表的金属有机化合物体系研究的较多、应用较广。但由于检测环境不匹配和价格昂贵等因素，因此，寻找新的电致化学发光物质具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种电致发光材料2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：

2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的制备方法，包括以下步骤：

（1）3-硝基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成

将4-羟基苯甲酸甲酯、冰醋酸加入到反应器中，机械搅拌，用恒压滴液漏斗慢慢滴加浓硝酸，浓硝酸：4-羟基苯甲酸甲酯=1.1～1.5（摩尔比），控制温度在5-10℃下反应2h，将反应混合液倾于冷水中，析出淡黄色固体，抽滤，乙酸乙酯重结晶得黄色固体；

（2）3-氨基-4-羟基苯甲酸的合成

将步骤（1）的产物、氯化亚锡和浓盐酸加入反应器中，氯化亚锡：3-硝基-4-羟基苯甲酸甲酯=3～4（摩尔比），搅拌，回流5h，冷却至室温，析出固体，抽滤得白色固体；

（3）2-巯基苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

将步骤（2）的产物、氢氧化钾，95%乙醇加入反应器中，搅拌，室温下，用恒压滴液漏斗慢慢滴加二硫化碳，二硫化碳：3-氨基-4-羟基苯甲酸=4～5（摩尔比），回流6h；反应液冷却后过滤，蒸发乙醇，加水，调PH值1-2，析出黄白色固体；

（4）2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

将步骤（3）的产物、无水碳酸钾、丙酮加入反应器，搅拌，冰水冷却下滴加硫酸二甲酯，硫酸二甲酯：2-巯基苯并[d]噁唑-5-羧酸=4～6（摩尔比），室温下反应7h，减压蒸馏出丙酮，加入10%NaOH溶液，加热回流，冷却，调PH值1-2，析出沉淀，过滤得粗产品，碱性条件下用活性炭脱色，冷却，调PH值1-2，沉淀，过滤，真空干燥即得。

测试结果表明，在（-2～0）V的电位范围内，2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的电致化学发光性能很稳定，且在水相中的发光强度比在有机相中有明显的增强。

附图说明

图1 2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成路线图；

图2 e修饰的金电极在TBAH-乙腈电解液中的光强-电位图及循环伏安图；

图3 e修饰的金电极在TBAH-乙腈电解液中的电致化学发光图；

图4 e修饰的金电极在含0.1M S₂O₈ ^2-，0.1M Cl^-PH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液中的电致化学发光图；

图5 2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的FT-IR图；

图6 2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的¹HNMR图；

图7 2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸在碱性条件下的高效液相色谱图及质谱图；

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

参考图1，2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成路线图：

（1）3-硝基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成

称取15.2g(100mmol)4-羟基苯甲酸甲酯，120ml冰醋酸加入到250mL四口烧瓶中，机械搅拌，用恒压滴液漏斗慢慢滴加浓硝酸15g，控制温度在5-10℃下反应2h。反应结束后，将反应混合液倾于冷水中，析出淡黄色固体，抽滤，乙酸乙酯重结晶得黄色固体，干燥后称重17.8g（90.36mmol），收率为90.36%。

（2）3-氨基-4-羟基苯甲酸的合成

称取步骤（1）的产物7.88g(40mmol)、34g二水合氯化亚锡和34mL浓盐酸加入250mL三口烧瓶中，搅拌，回流5h，冷却至室温，析出固体，抽滤得白色固体，干燥后称重6.77g（35.84mmol），收率为89.6%。

（3）2-巯基苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

称取步骤（2）的产物6.0g(31.75mmol)、6g氢氧化钾，70mL95%乙醇加入250mL三口烧瓶中，搅拌，室温下，用恒压滴液漏斗慢慢滴加8g（105.3mmol）二硫化碳，回流6h。反应液冷却后过滤，滤液蒸发乙醇后加水，调PH值1-2，析出黄白色固体，过滤，干燥后称重4.25g（21.81mmol），收率为68.7%。

（4）2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

称取步骤（3）的产物3g（15.38mmol），无水碳酸钾5g，60ml丙酮，加入150ml两口烧瓶，搅拌30min，冰水冷却下用恒压滴液漏斗滴加硫酸二甲酯18ml，20min内加完，继续在冰水浴下反应1h，撤去冰水浴，在室温下反应7h或更长时间，减压蒸馏出丙酮。加入10%NaOH溶液80ml，加热回流3h，冷却至室温。用浓盐酸调节PH=1～2，析出沉淀，沉淀放置过夜.过滤得粗产品。加5%NaOH约70ml，于150ml单口烧瓶中，加入适量活性炭，回流30min，趁热过滤，滤液冷却后，用浓盐酸调节PH=1～2，沉淀过夜，过滤，真空干燥，称重2.84g（13.6mmol），收率为88.4%。

参考图5、图6和图7：

FT-IR(KBr,cm^-1)3500,2929.3,2819.7,2100,1681.0,1613.6,1501.6,1435.5,1289.7,938.5,895.4,767.4;

¹H NMR（400MHz,DMSO,δpm）：13.094(s,1H),8.127(s,1H),7.947(d,j=8.4Hz,1H),7.756(d,j=8.4Hz,1H),2.789(s,3H)；

LC-M S(M⁺)calcd.fo r C₉H₇NO₃S:209.01,found208.70;

实施例22-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的电致化学发光性能测试

（1）电极的修饰

第一步，分别用1.0、0.3、0.05微米的氧化铝粉打磨金电极，在乙醇、蒸馏水中分别超声清洗三分钟，氮气流吹干待用；

第二步，用N,N-二甲基甲酰胺做溶剂配制0.01M的2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸溶液；

第三步，将处理好的金电极浸泡在上述配制的溶液中组装48h。

（2）电致化学发光性能测试

（ⅰ）将组装好的电极在0.1M的四丁基六氟磷酸胺（TBAH）-乙腈电解液中进行电化学发光检测，结果见图2、图3，测试结果表明，在（-2～0）V的电位范围内，2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的电致化学发光性能很稳定。

（ⅱ）将组装好的电极在含有0.1M的过二硫酸根和0.1M的氯离子的磷酸盐缓冲溶液中进行电化学发光检测，结果见图4，测试结果表明，在（-2～0）V的电位范围内，2-（甲硫基）苯并[d]噁唑-5-羧酸的电致化学发光性能很稳定，且发光强度比在有机相中有明显的增强。

实施例3

（1）3-硝基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成

称取68.4g(450mmol)4-羟基苯甲酸甲酯，500mL冰醋酸加入到1000mL烧瓶中，机械搅拌，用恒压滴液漏斗慢慢滴加浓硝酸65g，控制温度在5-10℃下反应2h。反应结束后，将反应混合液倾于冷水中，析出淡黄色固体，抽滤，乙酸乙酯重结晶得黄色固体，干燥后称重80g（406mmol），收率为90.24%。

（2）3-氨基-4-羟基苯甲酸的合成

称取步骤（1）的产物15.76g(80mmol)、68g二水合氯化亚锡和68mL浓盐酸加入250mL三口烧瓶中，搅拌，回流5h，冷却至室温，析出固体，抽滤得白色固体，干燥后称重13.5g（71.43mmol），收率为89.3%。

（3）2-巯基苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

称取步骤（2）的产物12.0g(63.5mmol)、12g氢氧化钾，150mL95%乙醇加入250mL三口烧瓶中，搅拌，室温下，用恒压滴液漏斗慢慢滴加16g（210.5mmol）二硫化碳，回流6h。反应液冷却后过滤，滤液蒸发乙醇后加水，调PH值1-2，析出黄白色固体，过滤，干燥后称重8.23g（42.23mmol），收率为66.5%。

（4）2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

称取步骤（3）的产物6g（30.77mmol），无水碳酸钾10g，100ml丙酮，加入250ml四口烧瓶，搅拌30min。冰水冷却下用恒压滴液漏斗滴加硫酸二甲酯30ml，30min内加完。继续在冰水浴下反应1h。撤去冰水浴，在室温下反应7h或更长时间。减压蒸馏出丙酮。加入10%NaOH溶液150ml，加热回流3h。冷却至室温，用浓盐酸调节PH=1～2，析出沉淀，沉淀放置过夜.过滤得粗产品。加5%NaOH约100ml，于250ml单口烧瓶中，加入适量活性炭，回流30min，趁热过滤。滤液冷却后，用浓盐酸调节PH=1～2，沉淀过夜。过滤，真空干燥，称重5.55g（26.55mmol），收率为86.3%。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)3-硝基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成

将4-羟基苯甲酸甲酯、冰醋酸加入到反应器中，机械搅拌，用恒压滴液漏斗慢慢滴加浓硝酸，浓硝酸与4-羟基苯甲酸甲酯摩尔比为1.1～1.5，控制温度在5-10℃下反应2h，将反应混合液倾于冷水中，析出淡黄色固体，抽滤，乙酸乙酯重结晶得黄色固体；

(2)3-氨基-4-羟基苯甲酸的合成

将步骤(1)的产物、氯化亚锡和浓盐酸加入反应器中，氯化亚锡与3-硝基-4-羟基苯甲酸甲酯的摩尔比为3～4，搅拌，回流5h，冷却至室温，析出固体，抽滤得白色固体；

(3)2-巯基苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

将步骤(2)的产物、氢氧化钾，95％乙醇加入反应器中，搅拌，室温下，用恒压滴液漏斗慢慢滴加二硫化碳，二硫化碳与3-氨基-4-羟基苯甲酸摩尔比为4～5，回流6h；反应液冷却后过滤，蒸发乙醇，加水，调PH值1-2，析出黄白色固体；

(4)2-(甲硫基)苯并[d]噁唑-5-羧酸的合成

将步骤(3)的产物、无水碳酸钾、丙酮加入反应器，搅拌，冰水冷却下滴加硫酸二甲酯，硫酸二甲酯与2-巯基苯并[d]噁唑-5-羧酸摩尔比为4～6，室温下反应7h，减压蒸馏出丙酮，加入10％NaOH溶液，加热回流，冷却，调PH值1-2，析出沉淀，过滤得粗产品，碱性条件下用活性炭脱色，冷却，调PH值1-2，沉淀，过滤，真空干燥即得。