CN106565629A - 一种2‑苯硒基苯并噻唑化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2‑苯硒基苯并噻唑化合物的合成方法，在有机溶剂中，以苯并噻唑与芳基卤化物为反应原料，以单质硒为硒基化试剂，在铜催化剂和碱的促进作用下，反应得到2‑苯硒基苯并噻唑化合物。所述方法后处理简单、产物的产率和纯度高，为芳基噻唑硒醚类化合物开拓了新的合成路线和方法，具有良好的应用潜力和研究价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法，具体涉及一种二芳基硒醚类化合物的合成方法，特别地涉及一种2-苯硒基苯并噻唑化合物的合成方法。
背景技术
含硒有机化合物广泛存在于生物结构中，例如黄油、鱼粉、龙虾、蘑菇、猪肾、大蒜等日常生活食物中，被科学家称之为人体微量元素中的“抗癌之王”。
大量的科学研究表明，硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分，作为自由基抑制剂,有效防止胰岛β细胞氧化破坏，促进糖份代谢、降低血糖和尿糖，改善糖尿病患者的症状，并且人体所需的半胱氨酸、蛋氨酸也是含硒化合物。含硒有机化合物广泛应用于抗炎，抗衰老，防治心血管疾病以及预防肝疾病等临床和药理研究。目前具有代表性含硒药物如Ebselen(依布硒林)是日本第一制药和德国Nattermann公司开发的新型抗炎药，目前处于临床III期研究。
构建含有二芳基硒醚化合物的现有合成方法有以下两种：1)通过过渡金属催化的芳基卤化物与各类亲核试剂含硒化合物的偶联反应来制备，2)通过苯硒卤化物与各类亲核试剂如格式试剂的SN2取代反应。但这些方法都存在各自的缺陷和不足：例如所使用芳基硒酚化合物易被氧化，对金属催化有毒化作用，原料味道难闻，对自然环境与人体均有不同程度的伤害，原料价格相对较为昂贵，且官能团化的复杂底物需要预制备，以上诸多不足制约了此类方法在工艺研究及药物化学研究领域的深层次应用。紧接着发展了较为稳定的芳基硒负离子化合物，它们通常由二芳基硒醚化合物与还原剂如硼氢化钠，单质锌，或者苯硒氯化合物与硅试剂反应制备得到，但是二芳基硒醚化合物又要经过恶臭，毒性的苯硒酚氧化得到。芳硒卤化物的制备同样需要二芳基硒醚化合物作为反应前驱体，而且使用有毒对环境有害的卤化试剂(例如氯气，二氯亚砜)，且容易发生副反应和官能团容忍性差等问题。
基于上述原因，探索高效、操作简便和官能团容忍性好，无刺激性气味和稳定的硒基化试剂显得尤为重要，尤其是2-苯硒基苯并噻唑化合物的新方法仍具有重要的意义，仍存在继续进行研究和探索的必要。
发明内容
本发明克服了传统硒基化反应的诸多缺点，实现了一种高效构建2-苯硒基苯并噻唑化合物的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种如式(I)所示的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，所述合成过程如以下反应方程所示：
在碱性物质和铜催化剂存在下，以单质硒为硒基化试剂，式(II)所示的芳基卤化物与式(III)所示的苯并噻唑化合物在有机溶剂中进行反应，反应液经后处理步骤后制得如式(I)所示的2-苯硒基苯并噻唑化合物；
式(I)、式(II)或式(Ⅲ)中，取代基R1为H、甲基、氨基、硝基、甲氧基、氰基或醛基，取代基R2为H、氯、溴、甲基或甲氧基，芳烃取代基X为卤素。
在本发明的所述合成方法中，除非另有规定，自始至终，“卤素”或“卤代”中的“卤”表示卤族元素，例如可为氟、氯、溴或碘。
在本发明的所述合成方法中，所述式(II)化合物与式(III)所示化合物的物质的量比为0.5～3：1；所述单质硒与式(II)所示化合物的物质的量比为1～3：1。
进一步，本发明中所述铜催化剂与式(II)所示化合物的物质的量比为0.033～0.3:1；所述碱性物质与式(II)所示化合物的物质的量比为1～3:1。
在本发明的所述合成方法中，所述铜催化剂为可为有机铜或无机铜化合物。其中，所述无机铜可为卤化铜或卤化亚铜。所述铜催化剂推荐为氯化亚铜(CuCl)、碘化亚铜(CuI)、溴化亚铜(CuBr)、氧化亚铜(Cu2O)、三氟磺酸铜Cu(OTf)2、乙酰丙酮铜(Cu(acac)2)、乙酸铜(Cu(OAc)2)、铜粉(Cu)、硫氰酸亚铜(CuSCN)、氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl2)、硫酸铜(CuSO4)、乙酸亚铜(CuOAc)、溴化铜(CuBr2)或氧化铜(CuO)。其中，铜催化剂最优选为CuO。
在本发明的所述合成方法中，所述碱性物质选自有机碱性物质或无机碱性物质，例如可为碱金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱金属的C1-4醇盐化合物、碱金属的磷酸盐或磷酸盐水合物、碱金属的亚硫酸盐、碱金属的碳酸氢盐、碱金属的氟化物、碱金属的氯化物、碱金属的碘化物、三烷基胺、卤化铵、乙酸钠、吡啶、烷基咪唑、烷基哌啶等。
优选地，本发明所述碱性物质为碱金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱金属的磷酸盐或磷酸盐水合物、碱金属的亚硫酸盐、碱金属的C1-4醇盐化合物、碱金属的氟化物、卤化铵或乙酸钠。
进一步，本发明所述碱性物质优选为碳酸铯、碳酸铯、碳酸钾、碳酸钠、叔丁醇锂或叔丁醇钾。
最优选地，所述碱性物质为碳酸铯。
在本发明的所述合成方法中，所述有机溶剂可为二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、聚乙二醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、吡啶、正己烷、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、甲苯、四氢呋喃(THF)、甲醇、乙醚、四氯化碳、二甲苯、苯、氯仿、正丙醇、异丙醇、正丁醇等中的任意一种。
优选地，本发明所述有机溶剂为DMSO、DMF、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)中的任意一种。
最优选地，本发明所述有机溶剂为DMI。
通常，本发明所述有机溶剂的用量并没有特别的限定，可根据有机合成领域的公知常识进行选择，例如选择使得反应可平稳进行、易于控制的量，或便于后处理的量等，本发明中所述溶剂的体积用量推荐以式(II)化合物物质的量计为2.5～12.5mL/mmol。
本发明所述的合成方法中，所述反应在温度80～140℃下反应。
通常，本发明反应时间并无特别的限定，可通过液相色谱检测目的产物或原料的残留百分比而确定合适的反应时间，其通常为12-30小时。
本发明所述的后处理步骤为：反应结束后，将反应液冷却后加入萃取剂萃取，分离出水相和有机相，取含萃取剂和目标产物的有机相并用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，将浓缩物通过柱色谱分离(其中硅胶为300-400目硅胶)，以石油醚和乙醚体积比为100：1混合液为洗脱剂，收集洗脱液，蒸除溶剂后得到如式(I)所示的2-苯硒基苯并噻唑类化合物；所述萃取剂为饱和食盐水或乙酸乙酯。
进一步，在本发明的所述合成方法中，所述反应可在空气或惰性气体氛围下进行，其中所述惰性气体例如可为氮气。
具体地，本发明中如式(I)所示的化合物优选为：
与现有技术相比，本发明通过选择式(II)的卤代芳基化合物、(III)的苯并噻唑类化合物和单质硒(Se)作为反应底物，使用合适的催化剂，通过碱、有机溶剂的选择和协同作用而合成得到了2-苯硒基苯并噻唑化合物，所述方法具有诸多优点，例如后处理简单、操作简便、产物的产率和纯度较高，是2-苯硒基噻唑醚化合物的一种全新合成方法，为该类化合物的制备提供了新的合成路线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
其中，除非另有规定，否则在如下的所有实施例中的后处理步骤均如下：反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相2-4次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，将浓缩残留物上硅胶柱(其中硅胶为300-400目硅胶)，以石油醚和乙醚混合溶剂为洗脱液，收集洗脱液，浓缩后得到目标产物。
以下实施例所给出的数据包括具体操作和反应条件及产物，产物纯度均通过核磁鉴定，并且尚未见有公开文献揭示这些化合物。
实施例1
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率91％。
表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.91(d,J＝8.0Hz,1H),7.82(d,J＝7.5Hz,1H),7.66(d,J＝7.5Hz,1H),7.48(t,J＝7.0Hz,1H),7.43–7.37(m,3H),7.26(t,J＝8.0Hz,2H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ162.7,154.6,136.6,136.6,130.1 130.0,126.6,126.1,124.4,122.0,120.8；Anal.Calcd.For C13H9NSSe:C,53.80；H,3.13；N,4.83.Found:C,53.81；H,3.14；N,4.82.
实施例2
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在80℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率34％。
实施例3
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌12h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率43％。
实施例4
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌30h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率91％。
实施例5
在室温下，将2-甲基碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物2-(2-甲基苯硒)苯并噻唑，黄色油状液体，收率86％。
表征数据：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.91(d,J＝8.0Hz,1H),7.84(d,J＝7.5Hz,1H),7.66(d,J＝8.0Hz,1H),7.44–7.38(m,3H),7.27–7.22(m,2H),2.55(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ162.9,154.8,143.0,138.3,136.6,130.9,130.9,127.7,127.3,125.9,124.2,121.9,120.7,23.2.；Anal.Calcd.For C114H11NSSe:C,58.34；H,3.85；N,4.86.Found:C,58.35；H,3.84；N,4.87.
实施例6
3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mLDMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物3-(苯并噻唑硒)苯胺，黄色油状液体，收率86％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.95(d,J＝8.0Hz,1H),7.88(d,J＝8.0Hz,1H),7.44(t,J＝7.5Hz,1H),7.33(t,J＝7.5Hz,1H),7.15(t,J＝8.5Hz,1H),7.07(s,1H),6.94(d,J＝7.5Hz,1H),6.75(d,J＝9.0Hz,1H),5.46(s,2H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.1,154.1,150.3,135.9,130.5,126.2,125.9,124.4,122.8,121.6,121.3,120.8,115.6；Anal.Calcd.For C13H10N2SSe:C,51.15.95；H,3.30；N,9.18.Found:C,51.16；H,3.31；N,9.19.
实施例7
在室温下，将3-硝基碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物2-(4-硝基苯硒)苯并噻唑，黄色油状液体，收率53％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ8.27–8.19(m,2H),8.08–7.98(m,4H),7.52(t,J＝7.0Hz,1H),7.44(d,J＝7.0Hz,1H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6):δ157.9,153.6,147.7,136.6,136.5,135.0,133.4,126.6,125.3,124.5,122.0,121.9,121.9.；Anal.Calcd.For C13H8N2O2SSe:C,46.58；H,2.41；N,8.36.Found:C,46.59；H,2.40；N,8.37.
实施例8
在室温下，将3-甲氧基碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物2-(3-甲氧基苯硒)苯并噻唑，黄色油状液体，收率71％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.97–7.89(m,2H),7.46–7.34(m,5H),7.14(s,1H),3.81(s,3H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ162.2,159.9,154.0,135.9,131.1,128.2,126.7,126.3,124.5,121.7,121.4,121.2,116.1,55.4；Anal.Calcd.For C114H11NOSSe:C,52.50；H,3.46；N,4.37.Found:C,52.51；H,3.47；N,4.36.
实施例9
在室温下，将3-碘苯甲醛(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物3-(苯并噻唑硒)苯甲醛，黄色油状液体，收率48％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.08(s,1H),8.36(s,1H),8.17(d,J＝7.5Hz,1H),8.08(d,J＝8.0Hz,1H),7.98(d,J＝8.0Hz,1H),7.92(d,J＝8.5Hz,1H),7.75(t,J＝8.0Hz,1H),7.48(t,J＝7.0Hz,1H),7.38(t,J＝8.0Hz,1H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ192.4,160.9,153.9,141.6,137.5,136.7,136.0,130.6,127.6,126.4,124.7,121.7；Anal.Calcd.For C114H9NOSSe:C,52.84；H,2.85；N,4.40.Found:C,52.85；H,2.84；N,4.41.
实施例10
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、5-氯苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物5-氯-2-(苯硒)苯并噻唑，白色固体，收率91％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.97–7.94(m,2H),7.86(d,J＝7.5Hz,2H),7.61–7.52(m,3H),7.37(d,J＝9.5Hz,1H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ165.9 154.8,136.5,134.5,131.0,130.5,130.3,125.7,124.4,123.0,120.7；Anal.Calcd.For C13H8ClNSSe:C,48.09；H,2.48；N,4.31.Found:C,48.10；H,2.47；N,4.32.
实施例11
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、5-溴苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物5-溴-2-(苯硒)苯并噻唑，白色固体，收率88％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ8.22(d,J＝2.0Hz,1H),7.87(d,J＝7.5Hz,2H),7.81(d,J＝7.5Hz,1H),7.62–7.53(m,4H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6):δ164.2,153.1,137.7,136.5,130.5,130.3,129.3,125.7,124.2,122.7,117.2；Anal.Calcd.ForC13H8BrNSSe:C,38.00；H,2.09；N,3.41.Found:C,38.01；H,2.10；N,3.42.
实施例12
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、6-甲基苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物5-硝基-2-(苯硒)苯并噻唑，状态，收率85％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ7.84(d,J＝7.5Hz,2H),7.77(d,J＝8.5Hz,1H),7.72(s,1H),7.58–7.50(m,3H),7.26(d,J＝8.5Hz,1H),2.38(s,3H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6):δ165.6,157.4,141.4,141.3,139.5,135.4,132.9,132.8,131.5,126.4,126.2,26.1.For C14H11NSSe:C,55.26；H,3.64；N,4.60.Found:C,55.27；H,3.63；N,4.61.
实施例13
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、6-甲氧基苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物6-甲氧基-2-(苯硒)苯并噻唑，白色固体，收率68％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.83–7.80(m,3H),7.55–7.48(m,4H),7.06(d,J＝8.5Hz,1H),3.79(s,3H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ157.5 156.8,148.5,137.6,135.7,130.1,129.9,126.6,122.0,115.2,104.7,55.6；Anal.Calcd.For C114H11NOSe:C,52.50；H,3.46；N,4.37.Found:C,52.51；H,3.45；N,4.38.
实施例14
在室温下，将氟苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率12％。
实施例15
在室温下，将氯苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率37％。
实施例16
在室温下，将溴苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率68％。
实施例17
在室温下，将碘苯(1.2mmol,)、单质硒(1.2mmol)、苯并噻唑(0.4mmol)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率43％。
实施例18
在室温下，将碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.12mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离后得到产物2-苯硒基苯并噻唑(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)，黄色固体，熔点103-105℃，收率90％。
实施例19
在室温下，将4-氰基碘苯(0.4mmol,1equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、苯并噻唑(0.8mmol，2equiv)、CuO(0.04mmol)、碳酸铯(1.2mmol,3equiv)加入到反应管中，然后充入氮气，并且置换三次，在氮气反应环境下，然后加入反应溶剂2mL DMI，在140℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯进行稀释，将稀释后的溶液转移至分液漏斗中，用饱和食盐水萃取，分离出水相和有机相，再用乙酸乙酯萃取水相3次，合并所有的有机相(即饱和食盐水萃取分离的有机相和乙酸乙酯萃取分离的多次有机相)，加入5g无水硫酸钠，搅拌5分钟后过滤，滤饼洗涤3次，每次用5mL乙酸乙酯洗涤，然后蒸除溶剂，经柱层析分离(以石油醚与乙醚体积比100:1的混合液为洗脱剂，硅胶为300-400目硅胶)后得到产物2-(3-甲氧基苯硒)苯并噻唑，黄色固体，收率32％。
表征数据：1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ7.97–7.90(m,4H),7.80(d,J＝8.5Hz,1H),7.63(d,J＝8.5Hz,1H),7.50(t,J＝7.5Hz,1H),7.41(t,J＝8.0Hz,1H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6):δ158.6,153.6,136.3,135.1,134.0,133.3,133.1,126.5,125.1,121.9,111.9,110.5.HRMS(ESI):calcd for C14H9N2SSe[M+H]+316.9646,found 316.9664.
由上述实施例1-19可看出，当采用本发明的所述方法时，能够以高产率、高纯度得到2-苯硒基苯并噻唑化合物。
实施例20-34
除将其中的催化剂CuO分别替换为如下的铜催化剂外，以与具有最高产物产率的实施例1相同的方式而分别实施了实施例20-34，所使用铜化合物和相应产物的收率如表1所示。
表1实施例20-34所使用铜化合物和相应产物的收率
注：“----”表示未加入催化剂
由上表可看出，当使用其它铜化合物时，产物产率均大幅度降低。由此证明了本发明所使用的催化剂CuO对于该反应具有高效催化性能。
实施例35-45
除将其中的碱碳酸铯分别替换为如下的碱外，以与具有最高产物产率的实施例1相同的方式而分别实施了实施例35-45，所使用碱化合物和相应产物的收率如表2所示。
表2实施例35-45所使用碱化合物和相应产物的收率
由上表可看出，当使用其它碱时，产物产率均大幅度降低，而有些碱甚至不发生反应。同时也可看出，即使使用的阳离子不同比如碳酸钠，碳酸钾其产率也显著低于碳酸铯。由此证明了本发明所使用的碳酸铯作为碱对该反应体系最为有效。
实施例46-56
除将其中的有机溶剂DMI分别替换为如下的有机溶剂外，以与具有最高产物产率的实施例1相同的方式而分别实施了实施例46-56，所使用有机溶剂和相应产物的收率如表3所示。
表3实施例46-56所使用有机溶剂和相应产物的收率
由上表可看出，当使用其它有机溶剂时，除了在强极性溶剂如DMSO,DMF,NMP能发生反应，但产率仍有显著降低；而在弱极性甚至非极性溶剂条件下没有任何产物。这证明了有机溶剂的合适选择对反应能否进行有着显著的，甚至是决定性的影响。
综上所述，由上述所有实施例可明确看出，当采用本发明的方法即使用选自铜化合物作为催化剂(尤其是CuO)、碱(尤其是碳酸铯)、合适的有机溶剂(尤其是DMI)所组成的复合反应体系时，能够使芳基卤化物与单质Se、苯并噻唑化合物发生反应而以高产率和高纯度合成得到2-苯硒基苯并噻唑化合物，为该类化合物的高效快捷合成提供了全新的合成路线。
Claims (10)
1.一种如式(I)所示的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于所述合成方法为：
在碱性物质和铜催化剂存在下，以单质硒为硒基化试剂，式(II)所示的芳基卤化物与式(III)所示的苯并噻唑化合物在有机溶剂中进行反应，反应液经后处理步骤后制得如式(I)所示的2-苯硒基苯并噻唑化合物；
式(I)、式(II)或式(Ⅲ)中，取代基R1为H、甲基、氨基、硝基、甲氧基、氰基或醛基，取代基R2为H、氯、溴、甲基或甲氧基，芳烃取代基X为卤素。
2.如权利要求1所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述式(II)化合物与式(III)所示化合物的物质的量比为0.5～3：1；所述单质硒与式(II)所示化合物的物质的量比为1～3：1。
3.如权利要求1所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述铜催化剂为氯化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜、氧化亚铜、三氟磺酸铜、乙酰丙酮铜、乙酸铜、铜粉、硫氰酸亚铜、氟化铜、氯化铜、硫酸铜、乙酸亚铜、溴化铜或氧化铜。
4.如权利要求1所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述铜催化剂为氧化铜。
5.如权利要求1所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述碱性物质为碳酸铯、碳酸钾、碳酸钠、叔丁醇锂或叔丁醇钾。
6.如权利要求1所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述碱性物质为碳酸铯。
7.如权利要求1所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为DMSO、DMF或DMI。
8.如权利要求1所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述反应在温度80～140℃下反应12～30小时。
9.如权利要求2所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述铜催化剂与式(II)所示化合物的物质的量比为0.033～0.3：1；所述碱性物质与式(II)所示化合物的物质的量比为1～3:1。
10.如权利要求1～9之一所述的2-苯硒基苯并噻唑类化合物的合成方法，其特征在于：后处理步骤为：反应结束后，将反应液冷却后加入萃取剂萃取，分离出水相和有机相，取含萃取剂和目标产物的有机相并用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，将浓缩物通过柱色谱分离(其中硅胶为300-400目硅胶)，以石油醚和乙醚体积比为100：1混合液为洗脱剂，收集洗脱液，蒸除溶剂后得到如式(I)所示的2-苯硒基苯并噻唑类化合物。
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