CN107935961A - 一种2‑亚氨基噻唑烷‑4‑酮类化合物的制备方法 - Google Patents
一种2‑亚氨基噻唑烷‑4‑酮类化合物的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种2‑亚氨基噻唑烷‑4‑酮类化合物的制备方法，本发明将胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α‑卤代羧酸酯和有机溶剂混合后，将原料混合液调节为碱性，然后在有氧条件下，进行光照，常温条件下发生光串联环化反应，得到2‑亚氨基噻唑烷‑4酮类化合物。本发明利用光照为原料提供所需能量，在有氧参与的条件下，进行光串联环化反应，即可得到目标产物，反应无需加热，反应条件温和，易于控制。
Description
技术领域
本发明属于有机中间体合成领域，具体涉及一种2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法。
背景技术
噻唑烷广泛存在于各种天然产物中，具有较好的生物活性，其中，2-亚氨基噻唑烷-4-酮是很多天然产物、生物活性分子及药物分子的基本结构单元。具有2-亚氨基噻唑烷-4-酮结构单元的化合物具有多种生理活性，如抗癌活性和抗惊厥活性，可用于制备受体抑制剂，以抑制人肝癌细胞生长和抑制人结肠癌细胞增殖等，基于此，2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物引起人们的广泛关注。
近年来，国内外研究人员已经开发出一些构建2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的有效方法，如卢君等以含不同取代基的伯胺化合物为底物，经两步反应，得到含不同取代氨基的硫脲类化合物或缩氨基硫脲类化合物中间体，再经环合反应得到2-亚胺基-4-噻唑烷酮类化合物(参见卢君，《2-亚胺基-4-噻唑烷酮及4-羟甲基-1，3-噁唑啉衍生物的合成研究》，2007年4月)，具体反应路线如下：
上述反应路线中，第一步，伯胺、二硫化碳和三乙胺在低于20℃条件下反应3h，然后加入水合肼，在78℃条件下反应24h；第二步，将第一步反应产物与嘧啶醛类化合物在加热回流条件下反应；第三步，将第二步反应产物与溴乙酸乙酯在加热回流条件下反应，得到2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物。上述路线虽然能成功制备得到2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物，但反应过程中的三个步骤均需要在在加热条件下完成，反应条件苛刻，不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法，本发明提供的制备方法无需加热，在有氧气氛下，仅利用光照即可制备得到2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物，反应条件温和，易于控制。
为实现以上目的，本发明提供了一种2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法，包括：
将胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α-卤代羧酸酯和有机溶剂混合，得到原料混合液；
调节所述原料混合液的pH至碱性，得到碱性反应液；
所述碱性反应液在含氧气氛中，进行光照，在常温条件下发生光串联环化反应，得到2-亚氨基噻唑烷-4酮类化合物。
优选地，所述胺类化合物的结构简式为R1-CH2-NH2，所述R1包括芳基、烷基或杂环基；
所述异硫氰酸之类化合物的结构简式为R2N＝C＝S，所述R2包括芳基或烷基；
所述α-卤代羧酸酯为α-溴代羧酸酯或α-氯代羧酸酯。
优选地，所述胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物与α-卤代羧酸酯的物质的量的比为(1～6):1:(2.8～3.2)。
优选地，所述有机溶剂的体积与所述胺类化合物的物质的量的比为1L：0.1～0.16mol。
优选地，所述有机溶剂为极性有机溶剂。
优选地，所述碱性反应液的pH为8～11。
优选地，所述含氧气氛中，O2与胺类化合物的物质的量之比为1～1.5：1。
优选地，所述光照的光源波长为200～1000nm。
优选地，所述光串联环化反应的时间为6～24h。
优选地，所述光串联环化反应的时间为8～20h。
本发明提供的2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法将胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α-卤代羧酸酯和有机溶剂混合后，再将原料混合液调节为碱性，然后在有氧条件下，进行光照，在常温条件下发生光串联环化反应，得到2-亚氨基噻唑烷-4酮类化合物。在本发明中，胺类化合物亲核进攻异硫氰酸酯，形成活性中间体硫脲，硫脲异构化为硫脲类化合物；在光照条件下，硫脲类化合物氧化生成中间体二硫化合物,二硫化合物通过光促进的均裂反应生成巯基自由基。与此同时，中间体硫脲与α-卤代羧酸酯偶联，在溶液中形成氢键配合物。然后氢键配合物解离生成亚甲基自由基。随后，巯基自由基与中间体亚甲基自由基偶合得到中间体N,N-二取代巯基乙酸乙酯。最后，中间体N,N-二取代巯基乙酸乙酯在碱性条件下氨解环化得到目标产物。本发明提供的制备方法利用光照，为原料提供所需能量，在有氧参与的条件下，即可得到目标产物，反应无需加热，反应条件温和，易于控制。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1所得产品的核磁共振氢谱图；
图2为本发明实施例1所得产品的核磁共振碳谱图；
图3为本发明实施例2所得产品的核磁共振氢谱图；
图4为本发明实施例2所得产品的核磁共振碳谱图；
图5为本发明实施例3所得产品的核磁共振氢谱图；
图6为本发明实施例3所得产品的核磁共振碳谱图；
图7为本发明实施例4所得产品的核磁共振氢谱图；
图8为本发明实施例4所得产品的核磁共振碳谱图；
图9为本发明实施例5所得产品的核磁共振氢谱图；
图10为本发明实施例5所得产品的核磁共振碳谱图；
图11为本发明实施例6所得产品的核磁共振氢谱图；
图12为本发明实施例6所得产品的核磁共振碳谱图；
图13为本发明实施例7所得产品的核磁共振氢谱图；
图14为本发明实施例7所得产品的核磁共振碳谱图；
图15为本发明实施例8所得产品的核磁共振氢谱图；
图16为本发明实施例8所得产品的核磁共振碳谱图；
图17为本发明实施例9所得产品的核磁共振氢谱图；
图18为本发明实施例9所得产品的核磁共振碳谱图；
图19为本发明实施例10所得产品的核磁共振氢谱图；
图20为本发明实施例10所得产品的核磁共振碳谱图；
图21为本发明实施例11所得产品的核磁共振氢谱图；
图22为本发明实施例11所得产品的核磁共振碳谱图；
图23为本发明实施例12所得产品的核磁共振氢谱图；
图24为本发明实施例12所得产品的核磁共振碳谱图；
图25为本发明实施例13所得产品的核磁共振氢谱图；
图26为本发明实施例13所得产品的核磁共振碳谱图；
图27为本发明实施例14所得产品的核磁共振氢谱图；
图28为本发明实施例14所得产品的核磁共振碳谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法，包括：
将胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α-卤代羧酸酯和有机溶剂混合，得到原料混合液；
调节所述原料混合液的pH至碱性，得到碱性反应液；
所述碱性反应液在有氧条件下，进行光照，在常温条件下发生光串联环化反应，得到2-亚氨基噻唑烷-4酮类化合物。
本发明将胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α-卤代羧酸酯和有机溶剂混合，得到原料混合液。
在本发明中，所述胺类化合物的结构简式为R1-CH2-NH2，所述R1优选为芳基、烷基或杂环基；所述芳基优选为苯基、对腈基取代的苯基、烷基取代的苯基、烷氧基取代的苯基、卤素取代的苯基或萘基。所述烷基取代的苯基优选为1～5个碳原子的烷基取代的苯基，进一步优选为对甲基苯基或间甲基苯基；所述烷氧基取代的苯基优选为甲氧基取代的苯基，进一步优选为对甲氧基苯基、间甲氧基苯基、邻甲氧基苯基或3,4,5-三甲氧基苯基；所述烷基优选为正戊基、环己基或苯乙基；所述卤素取代的苯基优选为F取代的苯基、Cl取代的苯基或Br取代的苯基，进一步优选为间氟苯基、邻氟苯基、对氟苯基、对氯苯基、间氯苯基、邻氯苯基、对溴苯基、间溴苯基、3,5-二氯苯基或3-氯-4-氟苯基；所述杂环基优选为3-吡啶基、2-噻吩基、2-呋喃基或乙基吗啉基。
在本发明中，所述胺类化合物具体为苄胺、对溴苄胺、对腈基苄胺、对甲氧基苄胺、对甲基苄胺、1-萘基甲胺、2-呋喃基甲胺或正己胺。
在本发明中，所述异硫氰酸酯类化合物的结构简式为R2-N＝C＝S，所述异硫氰酸酯类化合物的结构简式为R2N＝C＝S，所述R2优选为芳基或烷基；所述芳基优选为苯基、苄基、萘基、苯甲酰基、烷基取代的苯基、甲氧基取代的苯基、卤素取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、对硝基取代的苯基、对腈基取代的苯基、烷基、环己基或甲酸乙酯基；所述烷基取代的苯基优选为对乙基苯基或2，4，6-三甲基苯基；所述甲氧基取代的苯基优选为对甲氧基苯基、2，4-二甲氧基苯基或3，4，5-三甲氧基苯基；所述卤素取代的苯基优选为F取代的苯基、Cl取代的苯基或Br取代的苯基，进一步优选为对氟苯基、对溴苯基、邻氯苯基、间氯苯基或2，4-二氟苯基；所述三氟甲基取代的苯基优选为对三氟甲基苯基、邻三氟甲基苯基或3,5-双(三氟甲基)苯基；所述烷基优选为1～5个碳原子的烷基，进一步优选为甲基或正丁基。
在本发明中，所述异硫氰酸酯类化合物具体为异硫氰酸苯酯、对氟异硫氰酸苯酯、对甲氧基异硫氰酸苯酯、对乙基异硫氰酸苯酯、2，4-二甲氧基异硫氰酸苯酯、异硫氰酸苄酯、异硫氰酰甲酸乙酯。
在本发明中，所述α-卤代羧酸酯优选为α-溴代羧酸酯或α-氯代羧酸酯。在本发明中，所述α-卤代羧酸酯类化合物的结构简式优选为X(R3)C-COOR4；在所述结构简式中，R3优选为甲基、乙基或2-氯苯基，R4优选为甲基或乙基；所述X优选为Cl或Br。在本发明中，所述α-卤代羧酸酯具体可以为α-溴乙酸乙酯或α-氯乙酸乙酯。
在本发明中，所述有机溶剂优选为极性有机溶剂，进一步优选为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、乙醇、乙腈和二氯甲烷中的一种或几种。
本发明对所述胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α-卤代羧酸酯和有机溶剂的来源不做任何特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，所述胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物与α-卤代羧酸酯的物质的量的比优选为(1～1.6):1:(2.8～3.2)；进一步优选为(1.3～1.5)：1：(2.9～3.1)；更优选为1.4：1：3。
在本发明中，所述有机溶剂的体积与所述胺类化合物的物质的量的比优选为1L：0.1～0.16mol，进一步优选为1L：0.13～0.15mol，更优选为1L：0.14mol。
本发明对所述胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α-溴代羧酸酯和有机溶剂的混合方式不做任何特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可。
得到所述原料混合液后，本发明调节原料混合液的pH至碱性，得到碱性反应液。在本发明中，所述碱性反应液的pH优选为8～11，进一步优选为9～10。在本发明中，所述调节优选为向原料反应液中添加碱性物质。在本发明中，所述碱性物质优选为无机碱性物质和/或有机碱性物质；所述无机碱性物质优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的一种或几种；进一步优选为氢氧化钠或氢氧化钾；所述有机碱性物质优选为有机胺，进一步优选为三乙胺。在本发明中，所述碱性物质为两种或两种以上组分的混合物时，本发明对所述混合物中各组分的用量比不做任何特殊限定。本发明对所述碱性物质的添加方式不做任何特殊限定，采用本领域技术人员熟知的添加方式即可。本发明利用碱性物质将原料反应液的pH调至合适的碱性状态，可促进原料化合物的光串联环化反应的进行，为得到目标产物提供有利条件。
得到碱性反应液后，本发明将所述碱性反应液在含氧气氛中，进行光照，常温条件下发生光串联环化反应，得到2-亚氨基噻唑烷-4酮类化合物。在本发明中，所述含氧气氛中O2与胺类化合物的物质的量的比优选为1～1.5：1，进一步优选为1.2～1.4：1，更优选为1.25:1。在本发明中，所述含氧气氛优选为空气气氛或氧气气氛。在本发明中，所述含氧气氛的提供方式以本领域技术人员熟知的方式即可。在本发明中，所述光照的光源波长优选为200～1000nm，进一步优选为300～800nm。本发明对所述光源不做任何特殊限定，以能提供上述波长的光源即可。在本发明中，所述光串联环化反应的时间优选为6～24h，进一步优选为8～20h。在本发明中，所述光串联环化反应的机理如式I所示，α-卤代羧酸酯以溴乙酸乙酯为例：
式I中，胺类化合物1与异硫酸酯类化合物2混合后，胺类化合物1亲核进攻异硫氰酸酯类化合物2，形成活性中间体硫脲A，活性中间体硫脲A异构化为硫脲类化合物B。在光照条件下，B氧化生成中间体C,C通过光促进的均裂反应生成巯基自由基D。与此同时，中间体A与溴乙酸乙酯3a偶联，在溶液中形成氢键配合物E。然后氢键配合物E解离生成G和F。随后，巯基自由基D与中间体G偶合得到中间体H。最后，在碱性条件下，中间体H氨解环化得到目标产物4。
在本发明中，所述含氧气氛和碱性条件为光串联环化反应提供必要的基础条件，光照为光串联环化反应提供所得的能量，配合原料的选取，在常温条件下，无需加热即可得到2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物目标产物，整个反应条件温和，易于控制。另外，本发明提供的2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法，对原料的适应性强，可用于不同取代基的2-亚氨基噻唑烷-4-酮化合物的制备。
完成光串联环化反应后，本发明优选对所述光串联环化反应后的混合物进行提纯处理。在本发明中，所述提纯处理优选为柱层析。在本发明中，所述柱层析的洗脱液优选为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂；在本发明中，所述混合溶剂中石油醚和乙酸乙酯的体积比优选为1～30：1，进一步优选为5～20：1，更优选为5：1。本发明对柱层析的具体实施方法不做任何特殊限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。本发明利用石油醚和乙酸乙酯为洗脱液，对光串联环化反应后的混合液进行提纯处理，能够得到纯度较高的2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物。
在本发明中，所述2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的结构式优选如式II所示：
所述式II中，R1优选与制备过程中的胺类化合物中R1保持一致，R2优选与制备方法中的异硫氰酸酯类化合物中的R2保持一致，R3与制备过程中的α-卤素羧酸酯中的R3保持一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述式II具体的结构可以为：
在本发明中，所述2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的纯度优选为98.5～99.9％，进一步优选为99～99.9％。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法进行详细描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
在反应管中加入0.1mmol苄胺、0.1mmol异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，465nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率93％，纯度为99.9％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图1和图2所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,DMSO)：δ＝7.39-7.36(m,3H),δ＝7.34-7.32(d,J＝8.1Hz,3H),δ＝7.30-7.26(m,1H),δ＝7.13-7.10(m,1H),δ＝6.90-6.88(t,J＝8Hz,2H),δ＝4.92(s,2H),δ＝4.10(s,2H).
13C NMR(100MHz,DMSO)：δ＝172.4,155.5,148.4,136.6,129.8,128.9,128.1,127.9,124.8,121.3,45.8,33.1.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝282.1(M+),253.1,240.1,207.1,182.1,148.1,136.1,104.1,91.1.
根据以上数据和谱图分析可知，所得产物为目标产物，2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物其结构如式(1)所示：
实施例2
在反应管中加入0.1mmol的对溴苄胺、0.1mmol异硫氰酸苯酯，0.2mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，365nm光源照射下，搅拌反应6小时，提纯方法同实施例1，产率94％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图3和图4所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,DMSO)：δ＝7.55-7.53(d,J＝8.4Hz,2H),δ＝7.36-7.32(t,J＝7.8Hz,4H),δ＝7.13-7.09(t,J＝7.4Hz,1H),δ＝6.90-6.88(d,J＝8.2Hz,2H),δ＝4.88(s,2H),δ＝4.09(s,2H).
13C NMR(100MHz,DMSO)：δ＝172.4,155.5,148.4,136.0,131.8,130.5,129.7,124.8,121.3,121.1,45.2,33.0.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝362.0(M+),320.0,286.0,260.0,227.9,207.1,169.0,136.1,118.1,104.1,90.1,77.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(2)所示：
实施例3
在反应管中加入0.1mmol的对腈基苄胺、0.1mmol的对腈基异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，425nm光源照射下，搅拌反应12小时，提纯方法同实施例1，产率85％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图5和图6所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,DMSO)：δ＝7.83-7.81(d,J＝8.3Hz,2H),δ＝7.55-7.53(d,J＝8.4Hz,2H),δ＝7.38-7.31(m,2H),δ＝7.13-7.09(m,1H),δ＝6.89-6.86(t,J＝1.6Hz,2H),δ＝5.02(s,2H),δ＝4.12(s,2H).
13C NMR(100MHz,DMSO)：δ＝172.5,155.4,148.0,142.2,132.9,129.8,128.8,124.9,121.3,119.1,110.7,45.5,33.1.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝307.1(M+),278.1,264.1,232.1,207.1,173.0,136.1,116.1,104.1,89.1,77.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(3)所示：
实施例4
在反应管中加入0.1mmol的对甲氧基苄胺、0.1mmol异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钾、1ml乙腈，420nm光源照射下，搅拌反应12小时，提纯方法同实施例1，得到纯化后的目标产物，产率63％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图7和图8所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.50-7.47(m,2H),δ＝7.37-7.32(m,2H),δ＝7.16-7.11(m,1H),δ＝6.96-6.94(m,2H),δ＝6.87-6.83(m,2H),δ＝4.96(s,2H),δ＝3.79(s,3H),δ＝3.77(m,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.6,159.3,154.0,148.0,130.8,129.2,128.3,124.6,121.0,113.8,55.3,45.7,32.7.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝312.1(M+),270.1,238.1,207.1,178.1,121.1,91.1,77.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(4)所示：
实施例5
在反应管中加入0.1mmol的对甲基苄胺、0.1mmol异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，415nm光源照射下，搅拌反应12小时，提纯方法同实施例1，产率81％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图9和图10所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.43-7.41(d,J＝7.9Hz,2H),δ＝7.34-7.30(m,2H),δ＝7.13-7.12(m,3H),δ＝6.95-6.93(m,2H),δ＝4.97(s,2H),δ＝3.73(s,2H),δ＝2.32(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.7,154.0,148.0,137.7,133.1,129.3,129.2,129.2,124.6,121.0,46.0,32.8,21.2.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝296.1(M+),254.1,222.1,162.1,137.1,105.1,77.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(5)所示：
实施例6
在反应管中加入0.1mmol的1-萘基甲胺、0.1mmol异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钾、1ml乙腈，365nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率72％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图11和图12所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝8.38-8.36(d,J＝8.4Hz,1H),δ＝7.85-7.77(m,2H),δ＝7.56-7.40(m,4H),δ＝7.33-7.29(t,J＝7.6Hz,2H),δ＝7.13-7.09(t,J＝7.4Hz,1H),δ＝6.93-6.90(t,J＝12.0Hz,2H),δ＝5.50(s,2H),δ＝3.79(s,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.8,153.9,147.9,133.8,131.5,130.9,129.3,128.7,128.5,126.7,126.4,125.8,125.2,124.7,123.9,121.0,44.3,32.6.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝332.1(M+),290.1,257.1,215.1,154.1,141.1,115.1,77.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(6)所示：
实施例7
在反应管中加入0.1mmol的2-呋喃基甲胺、0.1mmol异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，465nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率73％，纯度为99.7％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图13和图14所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.36-7.31(m,3H),δ＝7.15-7.11(t,J＝7.4Hz,1H),δ＝6.97-6.94(dd,J＝8.3,1.0Hz,2H),δ＝6.41-6.40(d,J＝3.1Hz,1H),δ＝6.33-6.31(dd,J＝3.1,1.9Hz,1H),δ＝5.02(s,2H),δ＝3.80(s,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.3,153.4,149.1,147.8,142.3,129.2,124.7,121.0,110.5,109.5,39.1,32.6.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝272.1(M+),243.1,230.1,172.1,138.1,81.2,53.2.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(7)所示：
实施例8
在反应管中加入0.1mmol的正己胺、0.1mmol异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，465nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率59％，纯度为99.6％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图15和图16所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.37-7.32(m,2H),δ＝7.16-7.11(m,1H),δ＝6.96-6.93(m,2H),δ＝3.86-3.82(t,J＝16.0Hz,2H),δ＝3.78(s,2H),δ＝1.75-1.68(m,2H),δ＝1.38-1.29(m,6H),δ＝0.91-0.87(t,J＝16.0Hz,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.8,154.3,148.2,129.2,124.5,121.0,43.3,32.7,31.4,27.2,26.5,22.5,14.0.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝276.2(M+),247.1,233.1,219.1,205.1,193.1,164,145.1,118.2,104.2,77.2.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(8)所示：
实施例9
在反应管中加入0.1mmol苄胺、0.1mmol对氟异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，465nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率84％，纯度为99.7％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图17和图18所示。所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.51-7.49(m,2H),δ＝7.35-7.26(m,3H),δ＝7.05-6.99(m,2H),δ＝6.92-6.87(m,2H),δ＝5.00(s,2H),δ＝3.78(s,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.6,161.2,158.8,154.5,144.0(d,J＝2.7Hz),135.9,129.1,128.5,128.0,122.4(d,J＝8.1Hz),116.1-115.9(d,J＝22.0Hz),46.3,32.7.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝300.1(M+),271.1,258.1,225.1,200.1,148.1,122.1,104.1,91.1,65.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(9)所示：
实施例10
在反应管中加入0.1mmol的苄胺、0.1mmol对甲氧基异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，465nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率66％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图19和图20所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.52-7.49(m,2H),δ＝7.33-7.25(m,3H),δ＝6.92-6.85(m,4H),δ＝5.01(s,2H),δ＝3.78(s,3H),δ＝3.77(s,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.7,156.8,153.6,141.1,136.0,129.1,128.5,127.9,122.1,114.5,55.5,46.2,32.7.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝312.1(M+),270.1,238.1,223.1,207.1,167.1,148.1,121.1,105.1,91.1,65.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(12)所示：
实施例11
在反应管中加入0.1mmol的苄胺、0.1mmol对乙基异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，465nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率90％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图21和图22所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.51-7.49(d,J＝7.1Hz,2H),δ＝7.32-7.24(m,3H),δ＝7.16-7.14(d,J＝8.1Hz,2H),δ＝6.88-6.86(d,J＝7.9Hz,2H),δ＝4.99(s,2H),δ＝3.72(s,2H),δ＝2.64-2.59(q,J＝7.6Hz,2H),δ＝1.24-1.20(t,J＝7.6Hz,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.6,153.5,145.5,140.6,136.1,129.1,128.6,128.5,127.9,120.9,46.2,32.7,28.4,15.6.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝310.1(M+),268.1,236.2,207.1,165.1,148.1,131.1,105.1,91.1,65.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(13)所示：
实施例12
在反应管中加入0.1mmol的苄胺、0.1mmol的2，4-二甲氧基异硫氰酸苯酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钾、1ml乙腈，425nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率67％，纯度为99.5％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图23和图24所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.59-7.56(dt,J＝8.4,2.1Hz,2H),δ＝7.34-7.26(m,3H),δ＝6.79-6.77(m,J＝8.5Hz,1H),δ＝6.54-6.53(d,J＝2.6Hz,1H),δ＝6.46-6.44(dd,J＝8.5,2.6Hz,1H),δ＝5.05(s,2H),δ＝3.79(s,3H),δ＝3.78(s,3H),δ＝3.75(s,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.8,157.9,155.1,151.9,136.1,130.7,129.2,128.4,127.8,121.5,104.2,100.1,55.9,55.5,46.3,32.8.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝342.1(M+),311.1,269.1,253.1,225.1,195.1,151.1,91.1,65.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(12)所示：
实施例13
在反应管中加入0.1mmol的苄胺、0.1mmol的异硫氰酸苄酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，465nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率87％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图25和图26所示，表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.45-7.43(dd,J＝7.4,1.7Hz,2H),δ＝7.37-7.31(m,2H),δ＝7.30-7.26(m,6H),δ＝4.95(s,2H),δ＝4.51(s,2H),δ＝3.83(s,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝171.5,152.7,139.3,136.2,129.0,128.4(d,J＝3.6Hz),127.8,127.4,126.9,55.3,46.1,32.7.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝296.2(M+),282.1,253.0,240.1,207.1,182.1,163.0,136.0,104.1,90.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(13)所示：
实施例14
在反应管中加入0.1mmol的苄胺、0.1mmol的异硫氰酰甲酸乙酯，0.3mmol的2-溴乙酸乙酯、0.4mmol的氢氧化钠、1ml乙腈，410nm光源照射下，搅拌反应12小时，反应结束后通过柱层析分离纯化，柱层析洗脱液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为5：1，得到纯化后的目标产物，产率57％，纯度为99.8％。
对所得产物的结构进行表征，核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图分别如图27和图28所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝7.45-7.42(m,2H),δ＝7.34-7.25(m,3H),δ＝5.01(s,2H),δ＝4.30-4.25(q,J＝7.1Hz,2H),δ＝3.76(s,2H),δ＝1.38-1.35(t,J＝7.1Hz,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ＝173.5,172.6,162.3,135.1,128.9,128.6,128.1,62.7,46.9,32.8,14.3.
MS(EI,70eV)：m/z(％)＝278.1(M+),249.1,236.1,205.0,177.1,133.0,104.1,91.1,65.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如式(14)所示：
由实施例1～14的表征结果可知，本发明提供的制备方法能够得到一系列的2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物；本发明提供的制备方法利用光照，为原料提供所需能量，在有氧参与的条件下，即可得到目标产物，反应无需加热，反应条件温和，易于控制；此外，本发明提供的制备方法原料易得，降低了原料成本；而且制备所得2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物具有较高的纯度，因此本发明提供的制备方法具有较大的市场推广价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对各种取代的胺、异硫氰酸及卤代羧酸酯等化合物做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种2-亚氨基噻唑烷-4-酮类化合物的制备方法，包括：
将胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物、α-卤代羧酸酯和有机溶剂混合，得到原料混合液；
调节所述原料混合液的pH至碱性，得到碱性反应液；
所述碱性反应液在含氧气氛中，进行光照，在常温条件下发生光串联环化反应，得到2-亚氨基噻唑烷-4酮类化合物。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胺类化合物的结构简式为R1-CH2-NH2，所述R1为芳基、烷基或杂环基；
所述异硫氰酸酯类化合物的结构简式为R2N＝C＝S，所述R2为芳基或烷基；
所述α-卤代羧酸酯为α-溴代羧酸酯或α-氯代羧酸酯。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述胺类化合物、异硫氰酸酯类化合物与α-卤代羧酸酯的物质的量的比为(1～6):1:(2.8～3.2)。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂的体积与所述胺类化合物的物质的量的比为1L：0.1～0.16mol。
5.如权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为极性有机溶剂。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性反应液的pH值为8～11。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氧气氛中，O2与胺类化合物的物质的量之比为1～1.5：1。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光照的光源波长为200～1000nm。
9.如权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，所述光串联环化反应的时间为6～24h。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述光串联环化反应的时间为8～20h。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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