CN112939891A - 一种制备联苯苯并噻唑化合物的方法 - Google Patents

一种制备联苯苯并噻唑化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种联苯苯并噻唑化合物的制备方法。本发明以N‑(2‑溴苯基)烷基硫代酰胺衍生物等N‑(2‑溴苯基)烷基硫代酰胺为原料，以磷酸钠作为碱，一锅法制备了制备联苯苯并噻唑化合物，本发明的反应在可见光照射下进行，无需现有技术公开的金属离子，反应收率高。

Description

一种制备联苯苯并噻唑化合物的方法
技术领域
本发明属于有机化学合成方法学技术领域，具体涉及一种联苯苯并噻唑化合物的制备方法。
背景技术
通过2-取代的苯并噻唑类化合物可制备联苯苯并噻唑化合物。现有技术在可见或紫外光照射下，在[Ru(bpy)3]2+，[Ir(ppy)3]等过渡金属配合物或有机光敏剂催化下制备2-取代的苯并噻唑类化合物，这些反应往往增加了额外的设备、试剂或分离成本，而且可能引入有毒的重金属或有机污染物。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明公开了一种全新的可见光促进的由N-(2-溴苯基)硫代酰胺一锅法制备联苯苯并噻唑化合物的方法。具体而言，本发明采用如下技术方案：
一种联苯苯并噻唑化合物的制备方法，包括以下步骤，在可见光照射下，在碱存在下，以N-(2-溴苯基)硫代酰胺为原料进行分子内交叉偶联反应制备苯并噻唑类化合物；然后以苯并噻唑类化合物、苯硼酸为原料，催化反应，制备联苯苯并噻唑化合物。
本发明采用一锅法制备联苯苯并噻唑化合物，在分子内交叉偶联反应结束后，无需提纯，直接加入苯硼酸与催化剂、碳酸钾，加热进行催化反应，得到联苯苯并噻唑化合物。
本发明中，所述分子内交叉偶联反应为在室温下反应2～5小时；分子内交叉偶联反应在惰性气体保护下，溶剂中进行。
本发明中，N-(2-溴苯基)硫代酰胺、碱的摩尔比为1:（0.2～0.8），优选为1:0.2～0.5，最优选1:0.5。
本发明中，所述N-(2-溴苯基)硫代酰胺、苯并噻唑类化合物分别具有如下结构通式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 453427DEST_PATH_IMAGE002
其中R4选自氟、氯、溴、碘、甲基、甲氧基、叔丁基或者三氟甲基。
本发明中，催化反应在钯催化剂、碳酸钾存在下、溶剂中、惰性气体中进行。催化反应的温度为100～120℃，时间为3～6小时。
本发明中，惰性气体选自氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种，优选氮气；所述碱为无机碱中的任意一种，所述无机碱选自磷酸钠、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠、醋酸钠中的任意一种，优选磷酸钠；溶剂为二甲亚砜（DMSO）、DMF、四氢呋喃（THF）、甲醇、乙醇、乙腈（MeCN）等。
本发明的技术方案可表示如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
本发明制备苯并噻唑类化合物的反应在无光敏剂或者过渡金属催化剂条件下进行，有效解决了现有技术需要辅助（过渡）催化剂的问题；可以利用简单的45W家用紧凑型荧光灯照射即发生反应，取得了预料不到的技术效果。进一步的，利用苯并噻唑类化合物有效制备得到联苯苯并噻唑化合物，整个过程绿色、高效且易于操作，是一种合成苯并噻唑类化合物的好方法。
具体实施方式
本发明公开的可见光促进的N-(2-溴苯基)硫代酰胺制备苯并噻唑类化合物的方法，具体为如下步骤：在惰性气体保护下，按照N-(2-溴苯基)硫代酰胺:无机碱=1:0.5的摩尔比，将上述反应物加入到配备搅拌装置的反应容器中，再加入二甲亚砜，于45W家用紧凑型荧光灯照射下，室温搅拌反应2-5小时，得到苯并噻唑类化合物。本发明无需其他试剂与反应步骤，可简单、高效的得到苯并噻唑类化合物。所述搅拌装置为磁力搅拌装置；所述反应容器为密封反应管。
本发明中，N-(2-溴苯基)硫代酰胺中的溴位点与硫位点反应制备苯并噻唑类化合物，反应明确。下面将结合具体的实施例对本发明做出进一步的描述。除非另有说明，下列实施例中所使用的试剂、材料、仪器等均可通过商业手段获得。本发明得到苯并噻唑类化合物的反应在无光敏剂或者过渡金属催化剂存在下进行，仅采用N-(2-溴苯基)硫代酰胺、无机碱、DMSO为原料；本发明实施例的反应在室温下进行，使用45W家用紧凑型荧光灯为可见光源。本发明具体实验、测试方法为常规技术。
实施例1：可见光促进N-(2-溴苯基)硫代苯甲酰胺反应。
Figure 432884DEST_PATH_IMAGE004
将N-(2-溴苯基)硫代苯甲酰胺（0.2 mmol），Na3PO4（0.1 mmol），以及DMSO（2 mL）加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，在45W家用紧凑型荧光灯照射下，搅拌反应5 h。反应结束后，加入4 mL水，然后用3×4 mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相再用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱薄层层析分离，得到目标产物，分离收率98%，HPLC收率99%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm) δ 8.09–8.07 (m, J = 7.7 Hz, 3H), 7.90 (d,J = 7.9 Hz, 1H), 7.49 (m, 4H), 7.38 (t, J = 7.5 Hz, 1H)。13C NMR (101 MHz,CDCl3, ppm) δ 168.1, 154.2, 135.1, 133.6, 131.0, 129.0, 127.6, 126.3, 125.2,123.2, 121.6。
在上述实验基础上，改变单一条件，得到如下实验：
将Na3PO4更换为Na2CO3或者Et3N，其余不变，产物HPLC收率分别为86%、87%。
将取代基溴更换为氯，其余不变，产物HPLC收率24%。
以下实施例涉及的产物收率都是分离收率。
实施例2：可见光促进N-(2-溴苯基)-4-氯硫代苯甲酰胺反应。
Figure DEST_PATH_IMAGE005
将N-(2-溴苯基)-4-氯硫代苯甲酰胺（0.2 mmol），Na3PO4（0.1 mmol），以及DMSO（2mL）加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，在45W家用紧凑型荧光灯照射下，搅拌反应5 h。反应结束后，加入4 mL水，然后用3×4 mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相再用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱薄层层析分离，得到目标产物，收率93%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm) δ 8.05 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.99 (d, J =7.8 Hz, 2H), 7.87 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.48 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.43 (d, J =7.9 Hz, 2H), 7.37 (t, J = 7.4 Hz, 1H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3, ppm) δ 166.6,154.1, 137.0, 135.1, 132.1, 129.3, 128.7, 126.5, 125.4, 123.3, 121.7。
实施例3：可见光促进N-(2-溴苯基)-4-溴硫代苯甲酰胺反应。
Figure 18148DEST_PATH_IMAGE006
将N-(2-溴苯基)-4-溴硫代苯甲酰胺（0.2 mmol），Na3PO4（0.1 mmol），以及DMSO（2mL）加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，在45W家用紧凑型荧光灯照射下，搅拌反应5 h。反应结束后，加入4 mL水，然后用3×4 mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相再用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱薄层层析分离，得到目标产物，收率91%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm) δ 8.05 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.93 (d, J =8.1 Hz, 2H), 7.88 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.60 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.49 (t, J =7.4 Hz, 1H), 7.38 (t, J = 7.2 Hz, 1H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3, ppm) δ 166.8,154.2, 135.2, 132.7, 132.4, 129.1, 126.7, 125.6, 125.6, 123.5, 121.8。
实施例4：可见光促进N-(2-溴苯基)-4-碘硫代苯甲酰胺反应。
Figure DEST_PATH_IMAGE007
将N-(2-溴苯基)-4-碘硫代苯甲酰胺（0.2 mmol），Na3PO4（0.1 mmol），以及DMSO（2mL）加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，在45W家用紧凑型荧光灯照射下，搅拌反应5 h。反应结束后，加入4 mL水，然后用3×4 mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相再用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱薄层层析分离，得到目标产物，收率86%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm) δ 8.06 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.89 (d, J =7.8 Hz, 1H), 7.86–7.78 (m, 4H), 7.50 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.40 (t, J = 7.4Hz, 1H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3, ppm) δ 166.8, 154.1, 138.2, 135.0, 133.1,128.9, 126.5, 125.5, 123.3, 121.7, 97.5。
将DMSO更换为1 mL THF与1 mL乙腈的混合溶液，其余不变，产物收率为39%。
实施例5：可见光促进N-(2-溴苯基)-4-三氟甲基硫代苯甲酰胺反应。
Figure 334728DEST_PATH_IMAGE008
将N-(2-溴苯基)-4-三氟甲基硫代苯甲酰胺（0.2 mmol），Na3PO4（0.1 mmol），以及DMSO（2 mL）加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，在45W家用紧凑型荧光灯照射下，搅拌反应24 h。反应结束后，加入4 mL水，然后用3×4 mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相再用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱薄层层析分离，得到目标产物，收率94%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm) δ 8.19 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 8.10 (d, J =8.1 Hz, 1H), 7.92 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.74 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.52 (t, J =7.6 Hz, 1H), 7.42 (t, J = 7.5 Hz, 1H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3, ppm) δ 166.0,154.1, 136.8, 135.2, 132.5 (q, 2 J C-F = 32.8 Hz, 1H), 127.8, 126.7, 126.0 (q, 3 J C-F = 3.8 Hz, 5H), 125.8, 123.8 (q, 1 J C-F = 272.3 Hz, 1H) 123.6, 121.8。19F NMR(377 MHz, CDCl3, ppm) δ -62.8。
实施例6
Figure DEST_PATH_IMAGE009
将N-(2-溴苯基)-4-碘硫代苯甲酰胺（58.4 mg, 0.2 mmol, 1.0 equiv），Na3PO4（0.1 mmol），以及DMSO（2 mL）加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，在45W家用紧凑型荧光灯照射下，搅拌反应5 h。接着，保持氮气气氛，将Pd（OAc）2（0.5 mg，0.002 mmol，1 mol%）、苯基硼酸（29.3 mg，0.24 mmol，1.2当量）、K2CO3（55.3 mg，0.4 mmol，2.0当量）添加到反应溶液中，在110℃下搅拌反应5 h。反应结束后，将反应混合物冷却至室温后，添加4 mL水，然后用3×4 mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相再用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱薄层层析分离，得到目标产物联苯苯并噻唑化合物，白色固体48.5mg。
1H NMR (400 MHz, CDCl3, ppm) δ 8.16 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 8.09 (d, J =8.0 Hz, 1H), 7.91 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.72 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.65 (d, J =7.2 Hz, 2H), 754–7.43 (m, 3H), 7.43–7.35 (m, 2H). 13C NMR (101 MHz, CDCl3,ppm) δ 167.7, 154.2, 143.7, 140.1, 135.1, 132.5, 128.9, 128.0, 128.0, 127.6,127.1, 126.4, 125.2, 123.2, 121.6. m.p. = 192.3–193.3 °C. HRMS (ESI) m/z [M +H]+ Calcd for C19H14NS+ 288.0841; Found 288.0852。
将DMSO更换为1 mL THF与1 mL甲醇的混合溶液，其余不变，没有得到白色产物联苯苯并噻唑化合物。
本发明的整个反应过程绿色、高效且易于操作，是一种合成苯并噻唑类化合物的好方法，进一步的，可以与苯基硼酸反应得到联苯苯并噻唑化合物。

Claims (10)

1.一种制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤，在可见光照射下，在碱存在下，以N-(2-溴苯基)硫代酰胺为原料进行分子内交叉偶联反应制备苯并噻唑类化合物；然后以苯并噻唑类化合物、苯硼酸为原料，催化反应，制备联苯苯并噻唑化合物。
2.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，所述分子内交叉偶联反应为在室温下反应2～5小时；分子内交叉偶联反应在惰性气体保护下，溶剂中进行。
3.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，N-(2-溴苯基)硫代酰胺、碱的摩尔比为1:（0.2～0.8）。
4.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，所述N-(2-溴苯基)硫代酰胺具有如下结构通式：
Figure 309445DEST_PATH_IMAGE001
其中R4选自氟、氯、溴、碘、甲基、甲氧基、叔丁基或者三氟甲基。
5.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，所述催化反应在钯催化剂、碳酸钾存在下、溶剂中、惰性气体中进行。
6.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，所述催化反应的温度为100～120℃，时间为3～6小时。
7.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，惰性气体选自氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
8.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，碱选自磷酸钠、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠、醋酸钠中的任意一种。
9.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法，其特征在于，溶剂为二甲亚砜、DMF、四氢呋喃、甲醇、乙醇或者乙腈。
10.根据权利要求1所述制备联苯苯并噻唑化合物的方法制备的联苯苯并噻唑化合物。
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