CN103694217A - 一种2,4-二取代噻吩衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2,4-二取代噻吩衍生物,其结构如式(I)所示。本发明还公开了2,4-二取代噻吩衍生物的制备方法,在室温和空气条件下,以烯炔醚类化合物和硫化钾为原料,合成所述2,4-二取代噻吩衍生物。本发明制备方法具有原料简单易得、后处理简便、条件温和、高收率、对环境友好等优点。本发明制备得到的2,4-二取代噻吩衍生物可用于制备抑菌剂。
Description
技术领域
本发明属有机化合物及合成的技术领域,具体地涉及一种2,4-二取代噻吩衍生物及其合成制备方法。
背景技术
2,4-二取代噻吩衍生物(2,4-disubstituted thiophenes)是一类重要的杂环化合物。噻吩衍生物广泛应用于合成医药、农药、染料、化学试剂和高分子助剂,近年来还发现可用于食用香料的合成、调味剂、新型染料、抑菌剂和功能光电材料,随着技术不断发展,用途不断被开发,噻吩类衍生物的应用前景广阔。已有部分文献报道了2,4-二取代噻吩衍生物的合成,然而,现有方法存在许多局限性,例如反应条件很苛刻,反应需要回流,反应时间长,收率低,产物纯化较难,并且现有方法使用了昂贵催化剂钯和重金属铜,不但增加了反应的成本,而且污染环境和资源浪费。
关于2,4-二取代噻吩衍生物合成方法的报道,包括以下:文献(1)Dacid,M.;Mckinnon,K.;Ann,Duncan;Lesley,M.Can.J.Chem.1984,62,1580-1584.(2)Jia Jia Dong;David Roy;Reny Jacob Roy;Marina Ionita;Henri Doucet.Synthesis.2011,21,3530-3546.(3)Bartolo Gabriele;Giuseppe Salerno;Alessia,Fazio.Org.Lett.2000,2(3),351-352.(4)Daniel W.Robbins;John F.Hartwig.Org.Lett.2012,14(16),4266-4269.(5)Hossein Reza Darabi;Kioumars Aghapoor;Farshid Mohsenzadeh;Sulfur Silicon Relat.Elem.2005,180,2483-2489.(6)Ryan T.Clemens;Stanton Q.Smith.Tetrahedron Lett.2005,46,1319-1320.(7)Toshiya Noguchi,MasahiroHasegawa,Kazuyuki Tomisawa,Morihiro Mitsukuchi.Bioorg.Med.Chem.2003,11,4729-4742.(8)Shimizu,T.;Sakamaki,K.;Kamigata,N.Tetrahedron Lett.1997,38,8529-8532.
发明内容
本发明提供的2,4-二取代噻吩衍生物的结构,如以下式(I)所示:
其中,R1为C1-20的烷基、苄基或芳基;R2为甲基或者乙基;所述芳基可以是苯基、取代苯基或萘基。
本发明另一目的是提供一种条件温和、低成本、对环境友好的2,4-二取代噻吩衍生物的合成方法。
本发明提供的2,4-二取代噻吩衍生物的合成方法,采用以下技术方案:烯炔醚类化合物与硫化钾为原料,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,合成2,4-二取代噻吩衍生物。该方法有原料简单易得、后处理简便、条件温和、高收率和对环境友好等优点。所述方法如以下式(II)所示:
其中,R1为C1-20的烷基、苄基或芳基;R2为甲基或者乙基;所述芳基可以是苯基、取代苯基或萘基。
本发明制备方法在10℃-30℃下反应。例如,可以在20℃下反应。
本发明提供的2,4-二取代噻吩衍生物的合成方法,其具体过程是,在室温、空气和无需催化剂的条件下,将烯炔醚类化合物与硫化钾混合,然后放入有机溶剂中反应2个小时,经分离、提纯后而得。其中,烯炔醚类化合物和硫化钾按摩尔比为1∶2混合;烯炔醚类化合物可以是(E)-1-芳氧基-2-苯乙炔基烯丙酸乙酯,有机溶剂可以是N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。其反应机理如以下所示:
本发明还提供了所述2,4-二取代噻吩衍生物在制备抑菌剂中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)原料烯炔醚类化合物合成简便,硫化钾是常见的便宜的化工原料;
(2)所用的反应条件温和,原料和产物在室稳适宜化工生产,反应成本较低;
(3)原料和产物在室温,空气条件下稳定,适宜化工生产;
(4)可以高转化率地合成此类化合物,生成的产物易分离,提纯;
(5)普适性好。芳基、取代芳基、烷基、苄胺基都可以很好的反应。
具体实施方式
结合以下具体实施例,对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。
本发明提供一种2,4-二取代噻吩衍生物的合成方法,在室温、空气和无需催化剂的条件下,将烯炔醚类化合物与硫化钾混合,然后放入有机溶剂中反应2个小时,经分离、提纯后得到2,4-二取代噻吩衍生物。其中,烯炔醚类化合物和硫化钾按摩尔比为1∶2混合;有机溶剂是N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。
以下是本发明制备方法的反应简式:
其中,R1为C1-20的烷基、苄基或芳基;R2为甲基或者乙基;所述芳基可以是苯基、取代苯基或萘基。
以下通过实施例进一步说明本发明的技术方案。所有的实施例均按照上述的合成方法进行操作,所列举的技术参数仅仅为实施参考用。在本发明提及的条件下进行制备,均能制备得到目标化合物,收率达到56%-90%。
取烯炔醚0.3mmol、硫化钾0.6mmol,在20℃空气条件下放入2.0ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,反应2小时,经分离、提纯后而得2-苯基-4-甲酸乙酯基噻吩,收率为90%。
本实施例中的烯炔醚为(E)-1-芳氧基-2-苯乙炔基烯丙酸乙酯。
本实施例得到产物黄色液体,分离收率:90%。
核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3,Me4Si)δ1.31(t,J=7.2Hz,3H),4.27(q,J=7.08Hz,2H),7.24-7.26(m,1H),7.30-7.34(m,2H),7.53-7.55(m,2H),7.64(d,J=1.2Hz,1H),7.95(d,J=1.2Hz,1H);
13C NMR(100.6MHz,CDCl3,Me4Si)δ14.14,60.67,123.51,126.06,128.24,129.16,131.71,133.72,134.79,145.18,163.03;
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取烯炔醚0.3mmol、硫化钾0.6mmol,在10℃和空气条件下放入2.0ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,反应2小时,经分离、提纯后而得2-(4-氯苯基)-4-甲酸乙酯基噻吩,收率为86%。
本实施例中的烯炔醚为(E)-1-芳氧基-2-(4-氯苯乙炔基)烯丙酸乙酯。
本实施例得到产物黄色液体,分离收率:56%。
核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3,Me4Si)δ1.39(t,J=7.2Hz,3H),4.35(q,J=6.8Hz,2H),7.35-7.37(m,2H),7.52-7.55(m,2H),7.69(s,1H),8.03(d,J=0.8Hz,1H);
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取烯炔醚0.3mmol、硫化钾0.6mmol,在25℃和空气条件下放入2.0ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,反应2小时,经分离、提纯后而得2-(4-甲基氧苯基)-4-甲酸乙酯基噻吩,收率为90%。
本实施例中的烯炔醚为(E)-1-芳氧基-2-(4-甲氧基苯乙炔基)烯丙酸乙酯。
本实施例得到产物白色液体,分离收率:90%
核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3,Me4Si)δ1.38(t,J=7.2Hz,3H),3.83(s,3H),4.34(q,J=6.8Hz,2H),6.92(d,J=8.8Hz,2H),7.53(d,J=9.2Hz,2H),7.59(d,J=0.8Hz,1H),7.96(d,J=0.8Hz,1H);
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取烯炔醚0.3mmol、硫化钾0.6mmol,在30℃和空气条件下放入2.0ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,反应2小时,经分离、提纯后而得2-正戊基-4-甲酸乙酯基噻吩,收率为88%。
本实施例中的烯炔醚为(E)-1-芳氧基-2-正庚炔基烯丙酸乙酯。
本实施例得到产物黄色液体,分离收率:88%。
核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3,Me4Si)δ0.90(t,J=6.8Hz,3H),1.32-1.37(m,7H),1.64-1.69(m,2H),2.78(t,J=7.6Hz,2H),4.31(q,J=6.8Hz,2H),7.19(d,J=1.2Hz,1H),7.88(d,J=1.2Hz,1H);
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取烯炔醚0.3mmol、硫化钾0.6mmol,在15℃和空气条件下放入2.0ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,反应2小时,经分离、提纯后而得2-萘基-4-甲酸乙酯基噻吩,收率为68%。
本实施例中的烯炔醚为(E)-1-芳氧基-2-萘乙炔基烯丙酸乙酯。
本实施例得到产物黄色固体,分离收率:68%。
核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3,Me4Si)δ1.39(t,J=6.8Hz,3H),4.37(q,J=6.8Hz,2H),7.47-7.57(m,4H),7.66(d,J=1.6Hz,1H),7.87-7.91(m,2H),8.16-8.18(m,1H),8.18(d,J=1.2Hz,1H);
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取烯炔醚0.3mmol、硫化钾0.6mmol,在10℃和空气条件下放入2.0ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,反应2小时,经分离、提纯后而得2-苯基-4-甲酸甲酯基噻吩,收率为56%。
本实施例中的烯炔醚为(E)-1-芳氧基-2-苯乙炔基烯丙酸甲酯。
本实施例得到产物黄色液体,分离收率:56%。
核磁数据:1H NMR(400MHz,CDCl3,Me4Si)δ3.89(s,3H),7.30-7.34(m,1H),7.38-7.42(m,2H),7.60-7.62(m,2H),7.71(d,J=1.2Hz,1H),8.03(d,J=1.2Hz,1H);
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实施例7:2,4-二取代噻吩类衍生物抑菌活性测试:
本实施例中,对本发明上述实施例制备的2,4-二取代噻吩类衍生物进行抑菌实验。
试验采用培养皿平板培养法。对上述六种2,4-二取代噻吩类化合物的1%、0.1%、0.01%浓度试样作抑菌活性测试,分别放入金色葡萄球菌体的PDA培养基平板,在28℃培养箱培养48h后,观察滤纸片周围病原菌的生长情况,并记录抑菌圈直径(不包括滤纸片直径5mm,抑菌圈平均直径=抑菌圈直径之和/抑菌圈总数)。
实验结果显示,金色葡萄球菌抑菌圈的直径大于19mm,表明本发明化合物具有较强的抑菌作用。根据实际应用,本发明化合物可与各类常规试剂共同制备得到抑菌剂,具有与上述类似的抑菌效果。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (7)
1.一种2,4-二取代噻吩衍生物,其特征在于,如以下式(I)所示:
其中,
R1为C1-20的烷基、苄基或芳基;
R2为甲基或者乙基;
所述芳基是苯基、取代苯基或萘基。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述方法在10℃-30℃下反应。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述方法的反应时间为2小时。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述方法中烯炔醚类化合物:硫化钾的摩尔比为1∶2。
6.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述方法在有机溶剂中进行,所述有机溶剂是N,N-二甲基甲酰胺。
7.权利要求1中所述2,4-二取代噻吩衍生物在制备抑菌剂中的应用。
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