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摘 要

苯并噻唑类化合物作为一类重要的有机合成中间体，同时作为生物和药物活性的重要结构单元，其合成方法受到科研工作者的强烈关注。本文以2-碘苯胺和苯乙腈为起始原料，在硫介导下利用廉价易得的铜盐为催化剂合成2-取代苯并噻唑类衍生物。

一锅法合成是指两种或两种以上的原料连续进行多步反应而无需中间体的分离，直接获得目标化合物的方法。该方法操作简便且产物易于分离纯化，拥有原子经济和环境友好的特点。与传统的一步反应相比，通过新型的铜催化一锅法可以避免产生副产物，无需在反应期间改变条件或者补充其他试剂。

本文报道了一种一锅法合成2-取代苯并噻唑的方法，对其反应体系进行探索，最终确定了以CuCl为催化剂，120℃下反应12h为最佳的反应条件；确定条件之后，又考察了该催化体系的底物普适性，对目标产物的结构表征的研究，表明该催化体系的底物普适性较好。该方案原料价格较低、操作简单且不使用有毒试剂，且造成污染较少，在生物工程等领域具有一定的潜在价值。

关键词： 2-取代苯并噻唑 单质硫 一锅法合成

Copper catalyzed synthesis of 2-substituted benzothiazole

ABSTRACT

Benzothiazole derivatives are important kinds of organic intermediates and constitutional units with biological and pharmaceutical activities. And its synthesis methods have get more attention of scientific researchers. 2-substituted benzothiazole compounds are synthesized by using inexpensive copper salt as catalyst to synthetic 2-substituted benzothiazole derivatives.

One-pot synthesis refers to a method in which two or more raw materials continuously react in multiple steps without intermediate separation to directly obtain the target compounds. The method of simple and convenient operatation carried out in this paper are characterized by atomic economy and environmental friendliness，which the product is easy to be separated and purified. Compared with the traditional one-step reaction, the new one-pot synthesis method with copper catalysis avoids the generation of by-products, and does not need to change the conditions or supplement other reagents during the reaction.

This paper reported that a one-pot synthes is method of 2-substituted benzothiazole derivatives, and final with CuCl catalyst,120℃,12 hours for optimal catalytic reaction conditions. Determining the conditions, the substrate universality of the catalytic system was also investigated,and the structural characterization of the target product was studied, indicating that the substrate suitability of the catalytic system was better.This scheme is characterized by low price of raw materials, simple operation, no use of toxic reagents and less environmental pollution, cut the economic cost of synthesizing 2-substituted benzothiazole compounds, and for biological and other fields have certain potential value.

Key Words: 2-Substituted benzothiazoles; Elemental sulfur; One-pot synthesis

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 3

1.1 苯并噻唑类化合物概述 3

1.1.1 苯并噻唑的基本结构 3

1.1.2 取代苯并噻唑的药理学研究 3

1.1.3 苯并噻唑类药物的应用 4

1.2 2-取代苯并噻唑化合物的合成方法 5

1.2.1 以邻氨基苯硫酚为原料 6

1.2.2 以酰胺，硫代酰胺或硫脲为原料 7

1.2.3 以邻卤苯胺为原料 8

1.2.4 以苯并噻唑为原料 9

1.2.5 其他合成2-取代苯并噻唑的方法 10

1.3 课题研究的内容及意义 10

第二章 实验部分 12

2.1 引言 12

2.2 仪器与试剂 12

2.2.1 仪器 12

2.2.2 试剂 13

2.3 最佳条件筛选 14

2.3.1 实验操作 14

2.3.2 结果与分析 15

2.4 底物拓展 17

2.5 化合物结构表征 18

第三章 总结 21

参考文献 22

致谢 25

第一章 绪论

1.1 苯并噻唑类化合物概述

1.1.1 苯并噻唑的基本结构

N元素是人体内需要的元素之一，对人类个体有着至关重要性，同时以氮气和矿物质等形式存在于自然界中，对人们的生活环境也有着重大意义，引起了科研工作者们对有机氮化合物的研究广泛的关注。迄今为止，含氮稠杂环类化合物的合成技术逐渐发展起来，探索发现到有机氮化合物更多新的化学性质，在农业、工业以及医药等多个领域有表现出诸多应用价值。苯并噻唑类化合物^[1]是一种非常重要的含硫和氮的五元杂环化合物，其中，硫和氮分别处于1位和3位。目前，通常有两种方法在修饰苯并噻唑类化合物中被广泛使用：一种是通过取代基对苯环上的氢进行取代；另一种则是用不同的活性基团去取代噻唑环 C-2 位置上的氢，其中噻唑环 C-2 位上连有的活性基团的变化对苯并噻唑类化合物的活性影响最大，SAR（结构-活性关系）研究表明，噻唑环 C-2 位置的变化通常导致其生物活性的改变。因此这类苯并噻唑衍生物的合成成为关键。结构图如1-1所示。

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