CN111072594B - 一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2‑芳基苯并噻唑化合物的制备方法，该方法包含：将反应底物2‑氨基苯硫酚与酮酸(或醛)加入深共融溶剂中，在60℃～90℃油浴锅中磁力搅拌，待反应结束后进行后处理，得到2‑芳基苯并噻唑化合物；其中，深共融溶剂为反应溶剂，无需其它催化剂。本发明方法操作简单，反应条件温和，反应高效，原子经济性高，副产物少，反应过程绿色环保，具有推广应用价值。

Description

一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域，尤其涉及一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法。
背景技术
2-芳基苯并噻唑及衍生物是一含氮、硫的稠杂环化合物，具有广泛的用途。由于具有良好的生物活性，其作为重要的母体和先导骨架被广泛应用于农药、医药等药物创新中。在工业中，其还可用作橡胶硫化促进剂、塑料染色剂等。因此，对其的合成与结构修饰便引起了人们的广泛关注。
目前，2-芳基苯并噻唑化合物有以下几种合成方法：
通过苯并噻唑类化合物进行直接芳基化得到2-芳基苯并噻唑类衍生物；
通过酰胺类化合物分子内环化合成2-芳基苯并噻唑类衍生物；
以邻氨基苯硫酚为原料合成2-芳基苯并噻唑类衍生物；
以卤苯胺为原料合成2-芳基苯并噻唑类衍生物；
但是，上述几种方法采用的催化剂都存在不够环保的问题，而且底物范围有局限性，所以需要开发适用范围更广的绿色制备方法才具有积极意义。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种操作过程简单，反应条件温和，反应高效，原子经济性高，副产物少，反应过程绿色环保，具有推广应用价值的2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法。
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，包括：
将反应底物2-氨基苯硫酚类化合物与酮酸类化合物或醛类化合物加入深共融溶剂中，在油浴锅下磁力搅拌，待反应结束后进行后处理，得到2-芳基苯并噻唑化合物。
所述2-氨基苯硫酚具有如下结构：
Figure BDA0002341796610000021
所述酮酸类化合物具有如下结构：
Figure BDA0002341796610000022
所述醛类化合物具有如下结构：
Figure BDA0002341796610000023
其中，
R1为氢、或吸电子基团，
R2为氢、供电子基团、吸电子基团；
R3为氢、供电子基团、吸电子基团。
进一步地，如上所述的2-芳基苯并噻唑化合物的合成方法，当所述R1为吸电子基团时，选自卤素；当所述R2为供电子基团时，选自芳基、呋喃基或烷基；当供电子基团为芳基时，选自苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基；
当所述R2为吸电子基团时，选自对氟苯基、对氯苯基、对溴苯基；
当所述R3为供电子基团时，选自芳基、呋喃基、噻吩基或烷基；当供电子基团为芳基时，选自苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基；对羟基苯基；
当所述R3为吸电子基团时，选自对氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、或吡啶基。
进一步地，如上所述的2-芳基苯并噻唑化合物的合成方法，当反应底物为2-氨基苯硫酚类化合物和酮酸类化合物时，所述深共融溶剂为：氯化胆碱与酒石酸以摩尔比为2:1在80℃油浴锅中搅拌形成的均一、透明的液体。
进一步地，如上所述的2-芳基苯并噻唑化合物的合成方法，当反应底物为2-氨基苯硫酚类化合物和醛类化合物时，所述深共融溶剂为：氯化胆碱与乙酰胺以摩尔比为1：2在80℃油浴锅中搅拌形成的均一、透明的液体。
进一步地，如上所述的2-芳基苯并噻唑化合物的合成方法，当反应底物为酮酸类化合物时，油浴锅的温度为60℃；时间不低于10min；当反应底物为醛类化合物时，油浴锅的温度为70℃～90℃，时间不低于1h。
进一步地，如上所述的2-芳基苯并噻唑化合物的合成方法，所述2-氨基苯硫酚类化合物与酮酸类化合物的摩尔比为1：2；2-氨基苯硫酚类化合物与醛类化合物的摩尔比为1：1.2。
进一步地，如上所述的2-芳基苯并噻唑化合物的合成方法，所述后处理包括：纯化，干燥；该纯化采用柱色谱分离；所述干燥采用真空干燥，干燥温度为30℃。
本发明提供的2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，解决了现有反应使用的催化剂不环保的问题，具有以下优点：
(1)本发明提供的一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法采用深共融溶剂为反应溶剂，无需其它有机溶剂，也无需其它任何催化剂，绿色环保，反应溶剂的合成方法廉价、易得，成本低。是合成2-芳基苯并噻唑化合物的一种新方法。
(2)本发明提供的一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法绿色高效，副产物少，目标产物易分离，整个过程绿色环保，与传统的化学催化方法相比，在深共融溶剂中合成该目标产物产率较高，反应条件更环保。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，其合成路线如下：
Figure BDA0002341796610000041
具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.4mmol苯甲酰甲酸和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与酒石酸的摩尔比为2：1)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入60℃油浴锅中磁力搅拌30min，得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m,p,111.9-112.3℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.12–8.08(m,3H),7.90(d,J＝8.0Hz,1H),7.52–7.48(m,4H),7.39(t,J＝7.6Hz,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ168.18,154.26,135.18,133.74,131.08,129.13,127.67,126.43,125.30,123.35,121.73。
实施例2
Figure BDA0002341796610000042
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基-4氯苯硫酚、0.4mmol苯甲酰甲酸和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与酒石酸的摩尔比为2：1)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入60℃油浴锅中磁力搅拌30min得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m.p.137-138℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.09–8.05(m,3H),7.80(d,J＝8.5Hz,1H),7.54–7.47(m,3H),7.36(d,J＝8.5Hz,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ170.07,155.13,133.45,133.39,132.46,131.48,129.23,127.75,125.79,123.17,122.44。
实施例3
Figure BDA0002341796610000051
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.4mmol对甲基苯甲酰甲酸和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与酒石酸的摩尔比为2：1)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入60℃油浴锅中磁力搅拌30min得到粗产品；；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
Light yellow solid；m.p.81.5-81.9℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.07(d,J＝8.1Hz,1H),7.99(d,J＝8.2Hz,2H),7.89(d,J＝7.6Hz,1H),7.48(t,J＝8.3Hz,1H),7.37(t,J＝7.6Hz,1H),7.30(d,J＝7.9Hz,2H),2.43(s,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ168.36,154.29,141.54,135.07,131.08,129.84,127.60,126.36,125.12,123.16,121.68,21.64。
实施例4
Figure BDA0002341796610000061
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.4mmol对氯苯甲酰甲酸和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与酒石酸的摩尔比为2：1)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入60℃油浴锅中磁力搅拌，30min得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m.p.113.3-113.5℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.06(d,J＝8.2Hz,1H),8.02(d,J＝8.5Hz,2H),7.90(d,J＝8.0Hz,1H),7.52–7.43(m,3H),7.39(t,J＝8.0Hz,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ166.74,154.19,137.15,135.18,132.25,129.40,128.84,126.61,125.55,123.42,121.78。
实施例5
Figure BDA0002341796610000062
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.4mmolα-氧-2-呋喃乙酸和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与酒石酸的摩尔比为2：1)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入60℃油浴锅中磁力搅拌30min得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
Light yellow solid；m.p.107-110℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.05(d,J＝8.2Hz,1H),7.89(d,J＝8.0Hz,1H),7.60(d,J＝1.6Hz,1H),7.52–7.44(m,1H),7.38(t,J＝8.1Hz,1H),7.19(d,J＝3.5Hz,1H),6.60(dd,J＝3.5,1.7Hz,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ157.71,153.88,148.89,144.84,134.41,126.62,125.34,123.26,121.70,112.67,111.57.
实施例6
Figure BDA0002341796610000071
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.24mmol苯甲醛和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与乙酰胺的摩尔比为1：2)
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入70℃油浴锅中磁力搅拌1h得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m.p.112.9-113.7℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.14–8.04(m,3H),7.91(d,J＝8.0Hz,1H),7.50(t,J＝5.2Hz,4H),7.39(t,J＝7.6Hz,1H).
实施例7
Figure BDA0002341796610000072
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 4-氯-2-氨基苯硫酚、0.24mmol苯甲醛和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与乙酰胺的摩尔比为1：2)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入70℃油浴锅中磁力搅拌1h得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m.p.137.6-138.9℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.12–8.03(m,3H),7.80(d,J＝8.5Hz,1H),7.50(d,J＝7.1Hz,3H),7.36(d,J＝8.5Hz,1H).
实施例8
Figure BDA0002341796610000081
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.24mmol对甲基苯甲醛和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与乙酰胺的摩尔比为1：2)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入70℃油浴锅中磁力搅拌1h得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m.p.82.1-83.4℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.07(d,J＝8.5Hz,1H),7.99(d,J＝8.2Hz,2H),7.89(d,J＝7.4Hz,1H),7.49(t,J＝7.7Hz,1H),7.37(t,J＝8.2Hz,1H),7.30(d,J＝7.9Hz,2H),2.43(s,3H).
实施例9
Figure BDA0002341796610000082
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.24mmol对氯苯甲醛和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与乙酰胺的摩尔比为1：2)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入90℃油浴锅中磁力搅拌3h得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m.p.111.9-112.3℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.06(dd,J＝19.2,8.3Hz,3H),7.91(d,J＝7.9Hz,1H),7.49(dd,J＝20.5,7.9Hz,3H),7.41(t,J＝7.6Hz,1H).
实施例10
Figure BDA0002341796610000091
一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法具体包括以下步骤：
(1)取10mL锥形瓶或试管，加入0.2mmol 2-氨基苯硫酚、0.24mmol 4-吡啶甲醛和2mL深共融溶剂(氯化胆碱与乙酰胺的摩尔比为1：2)；
(2)将步骤(1)中的锥形瓶或试管放入70℃油浴锅中磁力搅拌1h得到粗产品；
(3)将步骤(2)中得到的粗产品进行柱色谱分离，洗脱剂采用乙酸乙酯和石油醚的混合液，体积比为1：6，在30℃下干燥3h得到2-芳基苯并噻唑化合物。
对制得的目标产物进行结构表征，数据如下：
White solid；m.p.136.4-137.2℃；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.77(d,J＝5.9Hz,2H),8.13(d,J＝8.2Hz,1H),8.00–7.86(m,3H),7.54(t,J＝7.7Hz,1H),7.46(t,J＝7.1Hz,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ165.20,154.11,150.85,140.65,135.35,126.96,126.35,124.06,122.00,121.34.
研究反应底物对本发明合成2-芳基苯并噻唑化合物的产率影响，当反应底物为酮酸时，由表1可知，对于反应物来说，带有吸电子基团的苯甲酰甲酸的效果最好，其中带有吸电子基团，如氟、氯、溴的产率最高且基本不变，而给电子基的对甲氧基的产率最低，对于脂肪族的酮酸(丙酮酸)也有50％的产率；当反应底物为醛时，由表2可知，除了4-氟苯甲醛之外，其它醛类化合物都能取得较好的产率，如对氯、对溴、对甲基、对甲氧基、对羟基苯甲醛、4-吡啶甲醛都可以得到90％以上的产率。而3-溴苯甲醛与2-噻吩甲醛也分别得到了60％与74％的产率。实验表明：使用深共融溶剂的方法可以绿色、高效、高产率的合成2-芳基苯并噻唑，是一种可以推广的方法。
表1不同酮酸合成2-芳基苯并噻唑化合物的产率
Figure BDA0002341796610000101
表2不同醛合成2-芳基苯并噻唑化合物的产率
Figure BDA0002341796610000102
Figure BDA0002341796610000111
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，其特征在于，包括：
将反应底物2-氨基苯硫酚类化合物与酮酸类化合物或醛类化合物加入深共融溶剂中，在油浴锅下磁力搅拌，待反应结束后进行后处理，得到2-芳基苯并噻唑化合物；
所述2-氨基苯硫酚具有如下结构：
所述酮酸类化合物具有如下结构：
所述醛类化合物具有如下结构：
其中，
R1为氢、或卤素；
R2和虚线画圈部分构成的结构为：呋喃基、苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氟苯基、对氯苯基、对溴苯基；
R3和虚线画圈部分构成的结构为：呋喃基、噻吩基、苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基；对羟基苯基、对氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、或吡啶基；
当反应底物为2-氨基苯硫酚类化合物和酮酸类化合物时，所述深共融溶剂为：氯化胆碱与酒石酸以摩尔比为2:1在80 ℃油浴锅中搅拌形成的均一、透明的液体；
当反应底物为2-氨基苯硫酚类化合物和醛类化合物时，所述深共融溶剂为氯化胆碱与乙酰胺以摩尔比为1：2在80 ℃油浴锅中搅拌形成的均一、透明的液体。
2.根据权利要求1所述的2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，其特征在于，当反应底物为酮酸类化合物时，油浴锅的温度为60 ℃；时间不低于10 min；当反应底物为醛类化合物时，油浴锅的温度为70 ℃ ~ 90 ℃，时间不低于1 h。
3.根据权利要求1所述的2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，其特征在于，所述2-氨基苯硫酚类化合物与酮酸类化合物的摩尔比为1：2；2-氨基苯硫酚类化合物与醛类化合物的摩尔比为1：1.2。
4.根据权利要求1所述的2-芳基苯并噻唑化合物的制备方法，其特征在于，所述后处理包括：纯化，干燥；该纯化采用柱色谱分离；所述干燥采用真空干燥，干燥温度为30 ℃。
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