单质硫介导苯乙酸脱羧一锅法合成噻二唑类化合物文献综述
2020-06-06 11:03:27
噻二唑类化合物是一类很重要的含两个氮原子和一个硫原子的五元杂环化合物, 具有明显的共扼效应和芳香性, 其 2 , 5 位上的取代基可参与众多的化学反应, 是有机合成和药物化学中重要的中间体,这类化合物具有较高的药理学研究价值,并具有一定的抗结核,抗菌,抗癌和抗炎活性,因此受到了人们的广泛关注。
特别是那些含有对称性中心结构的1,3,4-噻二唑类化合物,这类化合物显示了广泛的生物学活性比如抗结核,抗菌,抗炎和抗癌活性,作为1,3,4-噻二唑类化合物的异构体,具有非对称五元环结构的1,2,4-噻二唑类化合物同样也具有广泛,有效的生物学活性包括心血管系统,抗炎和抗生素活性。
在这之中,含有3,5-二取代-1,2,4-噻二唑类的药物:头孢唑兰是具有高抗菌活性的药物商品。
杂环化合物是农药研发的主流,表现为高选择性、高活性、低用量的特点。
噻二唑结构作为一种重要的活性结构单元,长期以来一直受到人们的普遍关注。
药理学研究表明:尽管它们在药理学和有机合成方面得到广泛的应用,但合成3,5-二取代-1,2,4-噻二唑类化合物的途径在文献中很少,一部分是因为非对称的五元环结构,伴随在3,5位同等取代的1,2,4-噻二唑类化合物的一般的合成路径主要依赖于硫代酰胺的氧化性二聚反应,这些反应的氧化剂有氯化亚砜,过氧化氢,亚硝酸,吡啶二甲基亚砜,氯化氢-二甲基亚砜,多聚物支持的二醋酸碘苯和2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪,这些氧化剂已经成功的应用于硫代酰胺的转换以及硫代苯甲酰胺衍生出相应的1,2,4-噻二唑类化合物。
1. 1,3,4-噻二唑类化合物合成 1.1. 3-芳基-6-(6-取代-4-羟基喹啉-3-芳基)-1,2,4-三唑-1,3,4-噻二唑的合成 用取代芳胺和原甲酸三乙酯、丙二酸二乙酯经多步制得 . 该反应属于 Gould 2 Jacobs 反应 . 反应中首先生成 Schiff 碱 , 接着在三氟化硼2乙醚催化下使之和丙二酸二乙酯进行 M icheal 加成 , 脱去取代苯 胺 , 生成稳定的中间产物取代苯胺甲叉丙二酸二乙酯 , 该中间体在高温加热、环化、水解得化合物 2.参照前文 [5] 方法 , 化合物 2 与化合物 1 在 POCl 3 催化下 , 脱水缩合得到目标物3-芳基-6-(6-取代-4-羟基喹啉-3-芳基)-1,2,4-三唑-1,3,4-噻二唑的合成 图一 图二 1.2 2,5-二乙氧甲酰胺基1,3,4-噻二唑类化合物的合成 一般情况下二硫脲类化合物关环成1,3,4-噻二唑衍生物的反应有两种途径可实现: (1)在盐酸溶液中加热回流使其关环 ; (2)用过氧化氢溶液使其氧化关环. 但是我们在实验中发现, 当用 DMF 重结晶 1 时,在加热过程中有 H 2 S 气体放出, 冷却后析出的化合物不是 1. 经过元素分析、核磁共振氢谱、红外光谱分析, 初步确定其为 2,5-二乙氧甲酰氨基-1,3,4-噻二唑类化合物。
图三 1.3 2-取代硫醚-5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑类的合成 1.3.1 2-巯基-5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑类的合成 在冰盐浴下,加入10ml浓盐酸于50ml三口瓶中,搅拌下分批加入 2 g (5.9 mmol) N-(3,4,5-三甲氧基)苯甲酰基二硫代甲酸钾, 控制温度在 0~3 ℃, 待固体全部溶解后, 再搅拌 90 min, 然后慢慢倒入 200 mL 碎冰中, 析出晶体, 抽滤, 水洗, 固体用 10%氢氧化钠溶液溶解, 滤去不溶物, 滤液用盐酸酸化, 抽滤, 用乙醇和二氯甲烷混合溶剂(1∶1, V∶V)重结晶, 得无色针状晶体。
1.3.2 2-取代硫醚-5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑类的合成 称取 0.4 g (1.4 mmoL) 2-巯基-5-(3,4,5-三甲氧基苯,3,4-噻二唑, 加入 5 mL 蒸馏水, 然后加入 3 mL氢氧化钠水溶液(2.6%, W/W), 在 14 ℃下搅拌 10 min,最后加 1.4 mmoL 卤化物和 16.1 mg (0.14 mmoL)铟, 控制温度20~25 ℃下反应4 h后(用TLC跟踪反应), 有白色固体生成, 过滤, 固体用 5%饱和碳酸钠水溶液(W/W)洗后, 再用蒸馏水洗, 用无水乙醇和丙酮混合溶剂重结晶(1∶1, V∶V), 抽滤, 得产物. 图四 综上,噻二唑类化合物是一类重要的杂环化合物,因该类化合物具N-C-S毒性基而具有广谱生物活性,目前已经被广泛应用于农药、医药、生命科学及化工等方面,其应用广泛,发展前景广阔,对其深入研究势在必行。
随着我们不断的努力,在使用现成的元素硫构建功能化杂环化合物,在此,我们提供了一种从脒、硫单质、苯乙酸,无过渡金属催化的条件下合成3、5位不同的芳基取代基的1,2,4-噻二唑的新型推广路线。