CN110218201A - 1,4-苯并噻嗪及衍生物及其合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种1，4‑苯并噻嗪及衍生物及其合成方法。本申请以芳香酮类化合物，芳香胺类化合物和单质硫作为原料，在氧气氛围下、KI/DMSO作用下，合成了1，4‑苯并噻嗪及衍生物。本申请的合成方法反应原料廉价易得，反应体系简单，实验操作安全，该方法制得了一种分子结构稳定，化学性质优良的苯并噻嗪类衍生物。

Description

1,4-苯并噻嗪及衍生物及其合成方法
技术领域
本发明涉及一种1，4-苯并噻嗪及衍生物及其合成方法，属于有机化合物合成技术领域。
背景技术
苯并噻嗪是一类重要的含氮含硫杂环化合物，存在于许多天然分子中，在化学、药物和农业等领域具有巨大的应用潜力。其中1，4-苯并噻嗪作为许多药物和天然产物的核心结构，具有广泛的生物活性，如抗菌，抗糖尿病，抗心律失常和抗肿瘤等。目前多使用邻氨基苯硫酚作为原料合成该类化合物，通常涉及苛刻的反应条件，如使用酸碱或者金属催化剂，因此，发展一种原料廉价易得，反应简便的1，4-苯并噻嗪衍生物的合成方法尤为重要。
发明内容
本发明首次提供一种分子结构稳定、化学性质优良的1，4-苯并噻嗪及其衍生物。
本发明还提供一种1，4-苯并噻嗪及衍生物的合成方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种1，4-苯并噻嗪及衍生物，其通式为式I：
其中
R1选自：
氢原子，C1-C4的直链或支链饱和烷基，卤素，硝基；
R2选自：
氢原子，C1-C3的直链或支链饱和烷基，卤素。
本发明还提供了一种合成1，4-苯并噻嗪及衍生物的方法，以氯苯为有机溶剂，包括以下步骤：
在有机溶剂中加入芳香酮类化合物，芳香胺类化合物，单质硫，碘化钾与二甲基亚砜；
将反应物充分混合，在含氧的气氛下进行加热反应；
纯化得到产物。
优选地，本发明的合成方法，所述芳香酮类化合物，其通式为式II：
其中
R1选自：
氢原子，C1-C4的直链或支链饱和烷基，卤素，硝基；
优选地，本发明的合成方法，所述芳香酮类化合物选自：苯乙酮，4-甲基苯乙酮，4-异丁基苯乙酮，4-氟苯乙酮，4-硝基苯乙酮，2-甲基苯乙酮，3-溴苯乙酮，3-甲氧基苯乙酮，3-三氟甲基苯乙酮。
优选地，本发明的合成方法，所述芳香胺类化合物，其通式为式III：
其中
R2选自：
氢原子，C1-C3的直链或支链饱和烷基，卤素；
优选地，本发明的合成方法，所述芳香胺类化合物选自：苯胺，4-甲基苯胺，4-异丙基苯胺，4-甲氧基苯胺，4-溴苯胺。
优选地，本发明的合成方法，反应时的反应氛围为纯氧气氛围。
为了达到更好的合成效果，优选芳香酮类化合物与芳香胺类化合物与单质硫的摩尔比为1.0-3.0∶1.0∶ 1.0-3.0，；最佳方案为2.0∶1.0∶2.0；
同时，反应温度为140-160℃；优选150℃；
反应时长为15-17h；优选16h。
本发明相比现有技术所产生的有益效果：
(I)本发明首次将芳香酮类化合物，芳香胺类化合物，单质硫转化为一种1，4-苯并噻嗪及衍生物的技术方案，制得分子结构稳定，化学性质优良的产品；(II)将芳香酮类化合物，芳香胺类化合物，单质硫转化为一种1，4-苯并噻嗪及衍生物的技术方案，是首次直接利用单质硫作为硫源，四分子合成1，4-苯并噻嗪及其衍生物，反应原料廉价易得，反应体系简单直观；(III)将芳香酮类化合物，芳香胺类化合物，单质硫转化为一种1，4-苯并噻嗪及衍生物的技术方案，在化学、药物和农业等多个领域具有潜在的应用价值。
附图说明
为了证明本发明的产物，本发明提供部分实施例的核磁氢谱图和核磁碳谱图。
图1a和1b实施例1产物的核磁谱图；
图2a和2b实施例4产物的核磁谱图；
图3a和3b实施例6产物的核磁谱图；
图4a和4b实施例7产物的核磁谱图；
图5a和5b实施例8产物的核磁谱图；
图6a和6b实施例10产物的核磁谱图；
图7a和7b实施例11产物的核磁谱图；
图8a和8b实施例12产物的核磁谱图；
其中a为氢谱图，b为碳谱图。
图9是本发明的反应原理。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
反应方程式为：KI为碘化钾，DMSO为二甲基亚砜，PhCl为氯苯。
实施例1-13
步骤1：将芳香酮类化合物(具体物质见表1)，芳香胺类化合物(具体物质见表1)，单质硫，碘化钾，二甲基亚砜，有机溶剂加入反应容器中；
步骤2：将反应容器均匀加热(如油浴加热)至表1中所述的温度，芳香酮类化合物、芳香胺类化合物和单质硫在氯苯中进行反应，并持续表1中所述的时间，反应在含氧的气氛下进行，气氛可以使用含氧量大于90％的气体或者纯氧；
步骤3：提纯步骤。
表1：实施例1-13中芳香酮类化合物、芳香胺类化合物、反应条件
上述实施例的反应中，碘化钾和二甲基亚砜促进芳香酮类化合物、单质硫与芳香胺类化合物共同作用，最终生成目标化合物。
将步骤3后反应容器内的物质进行转化率检测并进行核磁共振，部分实施例的结果如下：
实施例1产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.14-8.00(m，2H)，7.75(dd，J＝8.0，1.5Hz，1H)，7.54-7.40(m， 5H)，7.36-7.18(m，4H)，7.12(dd，J＝7.8，1.5Hz，1H)，7.01-6.87(m，2H).13C NMR(100MHz，CDCl3) δ155.8，150.0，149.6，137.8，137.6，131.8，130.0，129.8，129.6，128.6，127.9，127.1，125.4，125.2，124.4， 118.8.
实施例4产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.20-8.03(m，2H)，7.73(d，J＝7.9Hz，1H)，7.50-7.41(m，2H)， 7.36-7.30(m，1H)，7.29-7.19(m，2H)，7.17-7.06(m，3H)，6.92(d，J＝7.8Hz，2H).13CNMR(100 MHz，CDCl3)δ165.2，162.7，154.5，150.1，149.5，137.7，133.5(d，J＝3.4Hz)，132.0(d，J＝8.4Hz)， 131.8，129.7，128.7，127.2，125.3(d，J＝4.9Hz)，124.4，118.7，114.9(d，J＝21.5Hz).
实施例6产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.74(d，J＝7.6Hz，1H)，7.50(d，J＝7.0Hz，1H)，7.42-7.25(m，7H)， 7.19-7.13(m，2H)，6.89-6.80(m，2H)，2.44(s，3H).13C NMR(100MHz，CDCl3)δ159.0，150.5，150.0， 138.6，137.5，135.8，132.0，130.3，129.6，129.0，128.9，128.8，127.2，125.8，125.6，125.1，124.4，118.5， 20.2.
实施例7产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.75(dd，J＝7.9，1.5Hz，1H)，7.66-7.60(m，2H)，7.46-7.42(m， 2H)，7.38-7.31(m，2H)，7.26-7.18(m，2H)，7.12(dd，J＝7.8，1.5Hz，1H)，7.01(dd，J＝8.2，2.4Hz， 1H)，6.95-6.89(m，2H)，3.87(s，3H).13C NMR(100MHz，CDCl3)δ159.2，155.6，150.0，149.6，138.9， 137.8，131.8，129.6，128.9，128.6，127.1，125.4，125.2，124.5，122.4，118.8，115.9，115.3，55.3.
实施例8产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.22-8.17(m，1H)，8.01-7.98(m，1H)，7.75(dd，J＝7.8，1.5Hz， 1H)，7.59-7.56(m，1H)，7.47-7.43(m，2H)，7.37-7.28(m，3H)，7.24-7.19(m，1H)，7.13(dd，J＝7.8， 1.5Hz，1H)，6.95-6.90(m，2H).13C NMR(100MHz，CDCl3)δ154.2，149.7，149.4，139.6，137.5，132.9， 132.7，132.0，129.7，129.3，129.0，128.6，127.2，125.4，125.4，124.5，122.0，118.8.
实施例10产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.06-7.99(m，2H)，7.61(d，J＝8.0Hz，1H)，7.46-7.40(m，3H)， 7.25-7.21(m，2H)，7.12(dd，J＝8.2，1.9Hz，1H)，6.91(d，J＝1.9Hz，1H)，6.83(d，J＝7.8Hz，2H)，2.37 (s，3H)，2.33(s，3H).13C NMR(100MHz，CDCl3)δ155.0，149.8，147.1，139.0，137.9，135.8，134.8，131.5， 130.1，129.8，129.8，128.1，127.8，125.5，124.3，118.8，21.3，21.1.
实施例11产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.08-8.00(m，2H)，7.65(d，J＝8.2Hz，1H)，7.46-7.39(m，3H)， 7.28(d，J＝8.0Hz，2H)，7.18(dd，J＝8.3，1.9Hz，1H)，6.98(d，J＝1.9Hz，1H)，6.87(d，J＝8.1Hz，2H)， 2.97-2.84(m，2H)，1.28(d，J＝7.2Hz，6H)，1.22(d，J＝6.8Hz，6H).13C NMR(100MHz，CDCl3)δ155.1，149.8，149.7，147.3，145.9，137.9，136.1，131.6，129.8，129.8，127.8，127.4，125.7，124.3，123.0， 118.9，33.9，33.7，24.0，23.7.
实施例12产物的核磁数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.03-7.97(m，2H)，7.65(d，J＝8.8Hz，1H)，7.45-7.40(m，3H)， 6.99-6.94(m，2H)，6.93-6.85(m，3H)，6.63(d，J＝2.7Hz，1H)，3.83(s，3H)，3.79(s，3H).13C NMR (100MHz，CDCl3)δ159.5，157.3，153.5，149.2，142.8，138.1，133.1，132.1，129.7，129.6，129.6，127.8， 126.1，120.6，114.7，113.9，109.3，55.6，55.5.
表 实施例1-14反应的转化率及产物
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种1，4-苯并噻嗪及其衍生物，其特征在于，其通式为式I：
其中
R1选自：
氢原子，C1-C4的直链或支链饱和烷基，卤素，硝基；
R2选自：
氢原子，C1-C3的直链或支链饱和烷基，卤素。
2.一种合成权利要求1所述的1，4-苯并噻嗪及衍生物的方法，其特征在于，以氯苯为有机溶剂，包括以下步骤：
(I)在有机溶剂中加入芳香酮类化合物，芳香胺类化合物，单质硫，碘化钾与二甲基亚砜；
(II)将反应物充分混合，在含氧的气氛下进行加热反应；
(III)纯化得到产物。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述芳香酮类化合物，其通式为式II：
其中
R1选自：
氢原子，C1-C4的直链或支链饱和烷基，卤素，硝基。
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述芳香酮类化合物选自：苯乙酮，4-甲基苯乙酮，4-异丁基苯乙酮，4-氟苯乙酮，4-硝基苯乙酮，2-甲基苯乙酮，3-溴苯乙酮，3-甲氧基苯乙酮，3-三氟甲基苯乙酮。
5.根据权利要求2或3所述的合成方法，其特征在于，所述芳香胺类化合物，其通式为式III：
其中
R2选自：
氢原子，C1-C3的直链或支链饱和烷基，卤素。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述芳香胺类化合物选自：苯胺，4-甲基苯胺，4-异丙基苯胺，4-甲氧基苯胺，4-溴苯胺。
7.根据权利要求2-6任一项所述的合成方法，其特征在于，反应时的反应氛围为纯氧气氛围。
8.根据权利要求2-7任一项所述的合成方法，其特征在于，芳香酮类化合物与芳香胺类化合物与单质硫的摩尔比为1.0-3.0∶1.0∶1.0-3.0。
9.根据权利要求2-8任一项所述的合成方法，其特征在于，反应温度为140℃-160℃。
10.根据权利要求2-9任一项所述的合成方法，其特征在于，反应时长为15-17h。
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