CN114605349A - 一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，将式(I)所示的苯并噻唑类化合物、式(Ⅱ)所示的醇或式(Ⅲ)所示的醚、酸加入到反应介质中，在光照条件下搅拌反应，反应结束后经后处理得到烷基取代苯并噻唑类衍生物，其反应方程式如下：
R1单取代或不取代，单取代时R1选自甲基、甲氧基、硝基、三氟甲基、乙氧羰基或卤素；R2和R3各自独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、2‑氯乙基、氰乙基、环丁基、环戊基或环己基；R4取代或不取代，取代时R4选自甲基；X为亚甲基或氧原子；n＝1或2。本发明操作工艺简单、原料廉价易得、反应温和、收率高。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法。
背景技术
苯并噻唑是一种非常重要的结构骨架，存在于许多具有药用价值的化合物、天然产物和功能材料中。烷基化修饰的苯并噻唑类衍生物，在药物领域有着重要的作用，如毒蕈碱受体拮抗剂、抗真菌剂、CaS受体变构调节剂和醛糖还原酶(AR)抑制剂等。
醇和醚类化合物及其衍生物在化学、能源、制药等领域有着广泛的应用。在药物中，羟基的存在可以增加药物的水溶性，明显改善难溶药物分子结构对人体的亲水性；另外，对于容易被氧化的药物，引入羟基官能团也能减缓氧化过程。各类氨基酸、水溶酮和甘油酯类药物都与羟基的改性有关。日常生活中，带有羟基的药物也十分多见，如抗病毒药物阿昔洛韦(Aciclovir)、调脂药洛伐他汀(Lovastatin)，用于治疗多种男性性激素不足症状的雄激素睾酮(Testosterone)，促进女性第二性征发育和性器官成熟的甾体雌激素雌二醇(Estradiol)等。并且，醇类化合物能在一定条件下转化成醚。由于醇和醚α-C是较为活泼的反应活性位点，因此，对于苯并噻唑类化合物进行选择性的烷基化修饰，从而改善并提高药物的活性，具有十分重要的意义。
近年来，有关2-C烷基取代的苯并噻唑类化合物的合成方法取得了较大的发展。2011年，Wang课题组通过苯并噻唑类化合物和一系列的醇或醚反应，以热引发的方式，将叔丁基过氧化氢作为氧化剂，通过交叉脱氢偶联策略实现了苯并噻唑类化合物2-C的烷基化(Org.Lett.2011,13,5016-5019.)；2019年，Weng课题组以相同的策略，将氧化剂替换为过硫酸盐，也实现了苯并噻唑类化合物2-C的烷基化(ACS Omega.2019,4,11285-11292.)；2016年，Krska课题组报道了过渡金属光催化剂[Ir(dF(CF3)ppy)2(dtbbpy)]PF6和过氧化合物K2S2O8协同催化构建含氮杂芳烃C(sp2)和醇α-C(sp3)键的策略，其中噻唑类化合物也兼容于该反应体系，以25％的收率得到目标产物(J.Org.Chem.2016,81,6980-6987.)；2020年，Weng课题组基于光催化策略，将苯并噻唑类化合物和一系列的醇或醚反应，以选择性氟试剂作为光活性物质，实现了苯并噻唑类化合物2-C的烷基化，机理表明，选择性氟试剂既作为质子交换剂又作为氧化剂(Chin.Chem.Lett.2020,31,3245-3249.)。可以看到，无论是传统的热引发方式还是目前较为热门的光引发方式，都不可避免的使用到了化学当量级别的强氧化剂，这些方法并不适用于含有氧化不耐受基团的底物；对于热引发而言，反应往往需要较高的温度，因此反应条件就较为苛刻；对于光引发而言，需要使用了价格昂贵的光催化剂，使反应的成本大大提高，且产物的收率普遍较低。所以，目前亟待开发一种绿色、高效和经济的方法，来选择性地实现苯并噻唑类化合物2-C的烷基化。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是在于提供一种操作简单、反应条件温和、产物纯度高、方法绿色的光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法。
为达到上述目的，提出以下技术方案：
一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，将式(I)所示的苯并噻唑类化合物、式(Ⅱ)所示的醇或式(Ⅲ)所示的醚、酸加入到反应介质中，在光照条件下，于25-35℃搅拌反应，反应结束后，反应液经后处理得到目标化合物式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的烷基取代苯并噻唑类衍生物，其反应方程式如下：
式(Ⅰ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)和式(Ⅵ)中，R1单取代或不取代，单取代时R1选自甲基、甲氧基、硝基、三氟甲基、乙氧羰基或卤素；
式(Ⅱ)、式(Ⅳ)和式(Ⅵ)中，R2和R3各自独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、2-氯乙基、氰乙基、环丁基、环戊基或环己基；
式(Ⅲ)和式(Ⅴ)中，R4取代或不取代，取代时R4选自甲基；X为亚甲基或氧原子；n＝1或2。
进一步地，所述酸为盐酸、硫酸、三氟乙酸或三氟甲磺酸。
进一步地，反应介质选自下列其中一种或任意几种的组合：乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、水和二甲基亚砜。
进一步地，光源为蓝光、白光或紫光。
进一步地，式(Ⅰ)所示的苯并噻唑类化合物、式(Ⅱ)所示的醇或式(Ⅲ)所示的醚、酸的物质的量的比为1：10～20：1.0～3.0。
进一步地，后处理过程为：反应液用饱和碳酸氢钠溶液淬灭，加入饱和食盐水洗涤，再用乙酸乙酯萃取，合并有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩得到粗产物，粗产物经色谱柱分离纯化，得到目标化合物式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的烷基取代苯并噻唑类衍生物。
进一步地，搅拌反应时间为24-48小时。
进一步地，在装有磁力搅拌的封管中加入式(Ⅰ)所示的苯并噻唑类化合物、式(Ⅱ)所示的醇或式(Ⅲ)所示的醚、酸和反应介质，光源照射下，在25-35℃下搅拌反应，反应结束后反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，加入饱和食盐水洗涤，将洗涤后得到的混合物用乙酸乙酯萃取，合并有机层后用无水Na2SO4干燥并减压浓缩得到粗产物，粗产物经色谱柱分离纯化，得到目标化合物式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的烷基取代苯并噻唑类衍生物。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1)本发明通过光源照射条件下反应，无需添加任何光催化剂或光敏剂，避免了常规技术中贵金属光催化剂的使用，有效控制了反应的成本；
2)本发明只需采用廉价质子酸作为添加剂，反应条件简单，经济绿色；
3)本发明采用氧气作为绿色的终端氧化剂，革除了常规技术中采用强氧化剂造成底物耐受性不广存在的弊端；
4)本发明具有操作简单、反应条件温和，后处理简单等优点，符合绿色化学的发展理念，适于工业化推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1 2-(苯并噻唑-2-基)丙-2-醇(Ⅳ-a)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(240.4mg，4mmol)和三氟乙酸(45.6mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，35℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率65％，HPLC纯度为98.9％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.98(d,J＝8.2Hz,1H),7.86(d,J＝7.9Hz,1H),7.48–7.44(m,1H),7.38–7.34(m,1H),3.26(br,1H),1.75(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ180.28,152.96,135.26,126.09,124.97,122.83,121.81,73.63,30.82.
实施例2 2-(6-甲基苯并噻唑-2-基)丙-2-醇(Ⅳ-b)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-甲基苯并噻唑(29.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(120.2mg，2mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率81％，HPLC纯度为98.0％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.83(d,J＝8.3Hz,1H),7.59(s,1H),7.23(d,J＝8.3Hz,1H),3.87(br,1H),2.44(s,3H),1.73(s,6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ179.24,151.15,135.42,134.92,127.56,122.29,121.48,73.52,30.78,21.48.
实施例3 2-(6-甲氧基苯并噻唑-2-基)丙-2-醇(Ⅳ-c)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-甲氧基苯并噻唑(33.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(240.4mg，4mmol)和浓硫酸(39.2mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，25℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率67％，HPLC纯度为96.3％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.84(d,J＝8.9Hz,1H),7.33–7.29(m,1H),7.05(dd,J＝8.9,2.4Hz,1H),3.86(s,3H),3.18(br,1H),1.73(s,6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ177.51,157.45,147.45,136.58,123.29,115.33,104.29,73.46,55.80,30.77.
实施例4 2-(6-硝基苯并噻唑-2-基)丙-2-醇(Ⅳ-d)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-硝基苯并噻唑(36.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(240.4mg，4mmol)和三氟甲磺酸(60.0mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为6:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率28％，HPLC纯度为97.0％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.77(d,J＝2.3Hz,1H),8.30(dd,J＝9.0,2.3Hz,1H),8.02(d,J＝9.0Hz,1H),3.29(br,1H),1.77(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ186.99,157.22,144.70,135.71,123.13,121.47,118.42,74.21,30.58.
实施例5 2-(6-三氟甲基苯并噻唑-2-基)丙-2-醇(Ⅳ-e)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-三氟甲基苯并噻唑(40.6mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(120.2mg，2mmol)和质量分数为37％浓盐酸(19.8mg，0.2mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，35℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率78％，HPLC纯度为98.6％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.18(d,J＝1.5Hz,1H),8.06(d,J＝8.6Hz,1H),7.71(dd,J＝8.6,1.5Hz,1H),2.87(br,1H),1.77(s,6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ183.57,155.26,135.46,127.14(q,J＝32.7Hz),125.08(q,J＝270.7Hz),123.25,123.02(q,J＝3.4Hz),119.51(q,J＝4.2Hz),73.94,30.71.
实施例6 2-(2-羟基丙-2-基)苯并噻唑-6-羧酸乙酯(Ⅳ-f)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑-6-羧酸乙酯(41.4mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(240.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率79％，HPLC纯度为97.5％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.58(d,J＝1.3Hz,1H),8.12(dd,J＝8.6,1.6Hz,1H),7.97(d,J＝8.6Hz,1H),4.41(q,J＝7.1Hz,2H),3.22(br,1H),1.76(s,6H),1.41(t,J＝7.1Hz,3H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ184.17,166.27,156.11,135.21,127.21,126.99,123.99,122.50,73.88,61.34,30.67,14.35.
实施例7 2-(6-氯苯并噻唑-2-基)丙-2-醇(Ⅳ-g)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(120.2mg，2mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率83％，HPLC纯度为98.9％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.88(d,J＝8.7Hz,1H),7.85(d,J＝2.1Hz,1H),7.43(dd,J＝8.7,2.0Hz,1H),2.77(br,1H),1.75(s,6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ180.69,151.63,136.51,130.86,126.88,123.62,121.41,73.71,30.74.
实施例8 1-(苯并噻唑-2-基)丁-1-醇(Ⅳ-h)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)正丁醇(296.5mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(59.3mg，0.6mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率40％，HPLC纯度为98.0％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.95(d,J＝8.1Hz,1H),7.85(d,J＝7.9Hz,1H),7.47–7.43(m,1H),7.37–7.34(m,1H),5.09(dd,J＝7.9,4.7Hz,1H),3.35(br,1H),2.06–1.84(m,2H),1.63–1.44(m,2H),0.96(t,J＝7.4Hz,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ176.83,152.70,134.73,126.09,125.01,122.78,121.84,72.06,40.18,18.50,13.83.
实施例9 2-(苯并噻唑-2-基)丁-2-醇(Ⅳ-i)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)2-丁醇(296.3mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应36小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率49％，HPLC纯度为98.2％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.99(d,J＝8.2Hz,1H),7.87(d,J＝8.0Hz,1H),7.48–7.45(m,1H),7.38–7.35(m,1H),3.31(br,1H),2.09–1.97(m,2H),1.72–1.69(m,3H),0.93(t,J＝7.2Hz,3H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ179.44,152.89,135.41,126.01,124.88,122.84,121.76,76.09,36.29,29.14,8.02.
实施例10 3-(苯并噻唑-2-基)戊-3-醇(Ⅳ-j)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)3-戊醇(352.6mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率51％，HPLC纯度为98.0％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.00(d,J＝8.2Hz,1H),7.88(d,J＝8.0Hz,1H),7.50–7.44(m,1H),7.40–7.34(m,1H),3.38(br,1H),2.00(dq,J＝14.1,7.1Hz,4H),0.88(t,J＝7.4Hz,6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ178.32,152.69,135.59,125.95,124.83,122.83,121.75,78.73,35.14,7.72.
实施例11 3-(6-氯苯并噻唑-2-基)己-3-醇(Ⅳ-k)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)3-己醇(408.7mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(59.3mg，0.6mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的蓝光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率43％，HPLC纯度为98.5％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.89(d,J＝8.7Hz,1H),7.84(d,J＝2.0Hz,1H),7.42(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),3.12(br,1H),2.06–1.90(m,4H),1.53–1.45(m,1H),1.17–1.09(m,1H),0.88(q,J＝7.3Hz,6H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ179.42,151.40,136.69,130.73,126.73,123.56,121.33,78.64,44.46,35.30,16.71,14.26,7.66.
实施例12 3-氯-1-(6-氯苯并噻唑-2-基)丙-1-醇(Ⅳ-l)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)3-氯-1-丙醇(378.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的白光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率31％，HPLC纯度为97.8％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.88(d,J＝8.7Hz,1H),7.86(d,J＝1.9Hz,1H),7.44(dd,J＝8.7,2.0Hz,1H),5.34(dd,J＝9.0,3.8Hz,1H),3.89–3.83(m,1H),3.78–3.74(m,1H),2.86(br,1H),2.51–2.46(m,1H),2.37–2.32(m,1H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ175.61,151.40,135.99,131.23,127.12,123.72,121.50,69.38,40.78,40.04.
实施例13 3-(6-氯苯并噻唑-2-基)-3-羟基丙腈(Ⅳ-m)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)3-羟基丙腈(287.2mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入二甲基亚砜(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为3:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率32％，HPLC纯度为99.1％。
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.28(d,J＝2.1Hz,1H),7.98(d,J＝8.7Hz,1H),7.55(dd,J＝8.7,2.2Hz,1H),7.24–7.19(m,1H),5.32–5.28(m,1H),3.21–3.11(m,2H)；13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ177.00,152.18,136.66,130.15,127.22,124.34,122.59,118.39,67.09,26.15.
实施例14 1-(6-氯苯并噻唑-2-基)环丁-1-醇(Ⅳ-n)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)环丁醇(288.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入二氯甲烷(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率52％，HPLC纯度为98.1％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.90(d,J＝8.7Hz,1H),7.84(d,J＝2.0Hz,1H),7.43(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),3.23(br,1H),2.80–2.71(m,2H),2.56–2.47(m,2H),2.14–2.01(m,2H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ178.52,151.35,136.41,130.91,126.92,123.62,121.40,76.74,37.82,12.81.
实施例15 1-(苯并噻唑-2-基)环戊-1-醇(Ⅳ-o)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)环戊醇(344.5mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩。使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率54％，HPLC纯度为96.1％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.96(d,J＝8.2Hz,1H),7.85(d,J＝8.0Hz,1H),7.46–7.43(m,1H),7.36–7.33(m,1H),3.31(br,1H),2.34–2.29(m,2H),2.12–2.09(m,2H),2.05–1.89(m,4H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ179.45,153.16,135.32,126.00,124.80,122.75,121.71,83.92,42.72,24.24.
实施例16 1-(苯并噻唑-2-基)环己-1-醇(Ⅳ-p)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)环己醇(400.6mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率66％，HPLC纯度为98.2％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.00(d,J＝8.2Hz,1H),7.88(d,J＝8.0Hz,1H),7.46–7.43(m,1H),7.36–7.33(m,1H),3.09(br,1H),2.07(td,J＝13.2,4.1Hz,2H),1.96(d,J＝13.6Hz,2H),1.80–1.66(m,5H),1.42–1.36(m,1H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ180.91,153.07,135.08,125.96,124.82,122.83,121.77,74.81,38.41,25.13,21.73.
实施例17 2-(四氢呋喃-2-基)苯并噻唑(Ⅴ-a)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅲ)四氢呋喃(288.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入1,2-二氯乙烷(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率55％，HPLC纯度为98.3％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.97(d,J＝8.2Hz,1H),7.87(d,J＝8.0Hz,1H),7.46–7.43(m,1H),7.36–7.34(m,1H),5.34(dd,J＝7.8,5.4Hz,1H),4.16–4.13(m,1H),4.01–3.91(m,1H),2.54–2.48(m,1H),2.30–2.21(m,1H),2.05–1.99(m,2H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ176.41,153.60,134.71,125.94,124.79,122.77,121.77,78.75,69.46,33.39,25.71.
实施例18 6-氯-2-(2-甲基四氢呋喃-2-基)苯并噻唑(Ⅴ-b)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅲ)2-甲基四氢呋喃(344.3mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率42％，HPLC纯度为96.9％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.86(d,J＝8.7Hz,1H),7.83(d,J＝2.0Hz,1H),7.40(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),4.07(dd,J＝7.3,6.2Hz,2H),2.62–2.55(m,1H),2.18–2.11(m,1H),2.09–1.99(m,1H),1.97–1.90(m,1H),1.72(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ181.46,152.50,136.48,130.57,126.60,123.50,121.35,84.92,69.10,39.19,27.83,26.15.
实施例19 6-氯-2-(1,3-二氧戊环-2-基)苯并噻唑(Ⅴ-c)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅲ)1,3-二氧戊环(296.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率52％，HPLC纯度为97.5％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.96(d,J＝8.7Hz,1H),7.87(d,J＝2.0Hz,1H),7.44(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),6.20(s,1H),4.19–4.11(m,4H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ169.79,151.84,136.16,131.72,127.14,124.57,121.52,100.32,65.81.
实施例20 2-(1,4-二恶烷-2-基)苯并噻唑(Ⅴ-d)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)苯并噻唑(27.0mg，0.2mmol)，化合物(Ⅲ)1,4-二氧六环(352.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率64％，HPLC纯度为98.8％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.00(d,J＝7.9Hz,1H),7.90(d,J＝7.7Hz,1H),7.48–7.46(m,1H),7.39–7.36(m,1H),5.08–5.02(m,1H),4.29(d,J＝11.6Hz,1H),4.02–3.94(m,2H),3.86–3.66(m,3H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ169.02,152.98,134.55,126.13,125.15,123.11,121.79,75.43,70.49,66.99,66.40.
实施例21 6-氯-2-(四氢-2H-吡喃-2-基)苯并噻唑(Ⅴ-e)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅲ)四氢吡喃(344.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(39.5mg，0.4mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应24小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为10:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率58％，HPLC纯度为97.8％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.89(d,J＝8.7Hz,1H),7.87(d,J＝2.0Hz,1H),7.42(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),4.76(dd,J＝10.2,2.6Hz,1H),4.22–4.16(m,1H),3.69(td,J＝11.5,2.5Hz,1H),2.31–2.23(m,1H),2.01–1.97(m,1H),1.76–1.69(m,3H),1.66–1.60(m,1H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ174.67,151.47,135.90,130.78,126.73,123.61,121.39,77.68,69.02,32.35,25.56,22.93.
实施例22 6-氯-2-异丙基苯并噻唑(Ⅵ-a)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)异丙醇(120.2mg，2mmol)和质量分数为37％浓盐酸(59.3mg，0.6mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，氮气置换三次后，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为50:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率62％，HPLC纯度为98.9％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.88(d,J＝8.7Hz,1H),7.82(d,J＝2.0Hz,1H),7.41(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),3.41(hept,J＝7.0Hz,1H),1.48(d,J＝6.9Hz,6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ179.38,151.35,135.77,130.61,126.74,123.24,121.20,34.05,22.81.
实施例23 6-氯-2-乙基苯并噻唑(Ⅵ-b)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)乙醇(92.0mg，2mmol)和质量分数为37％浓盐酸(59.3mg，0.6mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，氮气置换三次后，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为50:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率56％，HPLC纯度为98.8％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.86(d,J＝8.7Hz,1H),7.80(d,J＝2.1Hz,1H),7.40(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),3.13(q,J＝7.5Hz,2H),1.46(t,J＝7.6Hz,3H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ174.12,151.72,136.22,130.57,126.68,123.20,121.12,27.74,13.64.
实施例24 6-氯-2-(3-氯丙基)苯并噻唑(Ⅵ-c)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)3-氯-1-丙醇(378.4mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(59.3mg，0.6mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，氮气置换三次后，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为50:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率38％，HPLC纯度为99.2％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.88(d,J＝8.7Hz,1H),7.82(d,J＝2.1Hz,1H),7.42(dd,J＝8.6,2.1Hz,1H),3.68(t,J＝6.3Hz,2H),3.29(t,J＝7.4Hz,2H),2.37(dt,J＝13.6,6.5Hz,2H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ170.60,151.70,136.24,130.91,126.88,123.34,121.16,43.73,31.65,31.14.
实施例25 6-氯-2-环戊基苯并噻唑(Ⅵ-d)
在装有磁力搅拌的封管中加入化合物(Ⅰ)6-氯苯并噻唑(33.8mg，0.2mmol)，化合物(Ⅱ)环戊醇(344.5mg，4mmol)和质量分数为37％浓盐酸(59.3mg，0.6mmol)，向混合物中加入乙腈(2.0mL)，氮气置换三次后，将反应体系在功率为25W的紫光下照射，30℃下搅拌反应48小时，反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，再加入饱和食盐水洗涤，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩，使用体积比为50:1石油醚/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得目标产物，收率50％，HPLC纯度为99.5％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.85(d,J＝8.7Hz,1H),7.79(d,J＝2.1Hz,1H),7.39(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),3.55–3.50(m,1H),2.30–2.19(m,2H),1.98–1.82(m,4H),1.79–1.70(m,2H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ177.73,151.66,136.00,130.43,126.60,123.19,121.10,44.73,34.00,22.59.
以上实施仅用以说明本发明的技术方案而非限制本发明，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (8)
1.一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于将式(I)所示的苯并噻唑类化合物、式(Ⅱ)所示的醇或式(Ⅲ)所示的醚、酸加入到反应介质中，在光照条件下，于25-35℃搅拌反应，反应结束后，反应液经后处理得到目标化合物式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的烷基取代苯并噻唑类衍生物，其反应方程式如下：
式(Ⅰ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)和式(Ⅵ)中，R1单取代或不取代，单取代时R1选自甲基、甲氧基、硝基、三氟甲基、乙氧羰基或卤素；
式(Ⅱ)、式(Ⅳ)和式(Ⅵ)中，R2和R3各自独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、2-氯乙基、氰乙基、环丁基、环戊基或环己基；
式(Ⅲ)和式(Ⅴ)中，R4取代或不取代，取代时R4选自甲基；X为亚甲基或氧原子；n＝1或2。
2.根据权利要求1所述的一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于所述酸为盐酸、硫酸、三氟乙酸或三氟甲磺酸。
3.根据权利要求1所述的一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于反应介质选自下列其中一种或任意几种的组合：乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、水和二甲基亚砜。
4.根据权利要求1所述的一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于光源为蓝光、白光或紫光。
5.根据权利要求1所述的一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于式(Ⅰ)所示的苯并噻唑类化合物、式(Ⅱ)所示的醇或式(Ⅲ)所示的醚、酸的物质的量的比为1：10～20：1.0～3.0。
6.根据权利要求1所述的一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于后处理过程为：反应液用饱和碳酸氢钠溶液淬灭，加入饱和食盐水洗涤，再用乙酸乙酯萃取，合并有机层用无水Na2SO4干燥并减压浓缩得到粗产物，粗产物经色谱柱分离纯化，得到目标化合物式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的烷基取代苯并噻唑类衍生物。
7.根据权利要求1所述的一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于搅拌反应时间为24-48小时。
8.根据权利要求1所述的一种光催化烷基取代苯并噻唑类衍生物的合成方法，其特征在于在装有磁力搅拌的封管中加入式(Ⅰ)所示的苯并噻唑类化合物、式(Ⅱ)所示的醇或式(Ⅲ)所示的醚、酸和反应介质，光源照射下，在25-35℃下搅拌反应，反应结束后反应液用饱和碳酸氢钠淬灭，加入饱和食盐水洗涤，将洗涤后得到的混合物用乙酸乙酯萃取，合并有机层后用无水Na2SO4干燥并减压浓缩得到粗产物，粗产物经色谱柱分离纯化，得到目标化合物式(Ⅳ)、式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的烷基取代苯并噻唑类衍生物。
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