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摘 要

本文主要介绍了单质硫介导苯并噻唑类化合物的合成。

苯并噻唑类化合物广泛存在于大自然中，在苯并噻唑类化合物的众多衍生物中，2-取代苯并噻唑类化合物具有很强的生物活性，在医疗、农业等众多领域得到了广泛的应用。近些年来，人们发现了很多合成苯并噻唑类化合物的方法，可以由邻氨基苯硫酚与醛和羧酸等缩合而成，也可以用硫代酰胺或者硫脲环化而成，当然还可以用苯并噻唑为原料合成苯并噻唑类衍生物。

本文介绍了以2-氨基苯酚和芳基甲基氯原料，由硫元素介导的合成2-芳基苯并噻唑的方法。本方法没有金属催化剂和有机溶剂的参与，不需要严格的外界条件，原材料容易获取，对环境没有危害，收率可以达到92%，是一种绿色高效的合成方法。

关键词：苯并噻唑，硫元素，合成

ABSTRACT

This paper describes the synthesis of sulfur-mediated benzothiazole compounds.

Benzothiazole compounds widely found in nature.Among benzothiazole derivative compound, 2-substituted benzothiazole compounds with strong biological activity,then have been widely used in many areas of medicine, agriculture, etc. In recent years, people found a lot of method for synthesizing benzothiazole compound. They can be formed by the condensation of o-aminothiophenol with an aldehyde and a carboxylic acid such as a combination, can also be used thioamide or thiourea cyclization made, of course, it can also be used for the synthesis of benzothiazole benzothiazole derivatives.

This article describes the 2-amino-phenol and aryl methyl chloride feed, the sulfur-mediated synthesis of 2-aryl-mercaptobenzothiazole approach. This method is not a metal catalyst and an organic solvent participation, without strict external conditions, raw materials readily available, there is no harm to the environment, the yield of 92%, is a green and efficient synthetic methods.

KEYWORDS: Benzothiazole, Elemental Sulfur, Synthetic.

目录

摘要 I

ABSTRACT II

前言 1

第一章：文献综述 2

1.1苯并噻唑类化合物简介 2

1.2苯并噻唑类化合物的构效关系 2

1.3 苯并噻唑类化合物的前景 3

1.4苯并噻唑的合成方法 3

1.4.1以邻位杂原子取代的苯胺为原料的缩合反应 3

1.4.2邻氨基苯硫酚和苄醇或苄胺的反应 6

1.4.3邻氨基苯硫酚和酰氯、酸、酮的反应 7

1.4.4以邻氨基苯硫酚为原料的其他方法 9

1.5苯并噻唑类化合物的研究展望 10

第二章：实验部分 11

2.1 2-芳基苯并噻唑的通用合成方法 11

2.2反应条件优化 13

2.3底物拓展 17

2.4实验结果 18

2.5讨论 28

参考文献 29

致谢 31

前言

在众多的杂环中，苯并噻唑类化合物因具有独特的生物活性以及构效关系而被广泛应用。在医疗领域，某些苯并噻唑类化合物具有抗风湿、抗结核等特性，同样也能把这类化合物用于抑霉菌剂、抗真菌剂、抗菌剂等，有时甚至能杀死一些菌类。在农业用药领域，某些农药的杀虫、抗真菌、除草以及植物的生长调节等方面的作用也是利用苯并噻唑的骨架而合成的。在材料化学领域，苯并噻唑类化合物作为一种功能十分重要的有机分子，常被当成女性护肤品的添加物也被用来吸收遮阳眼镜内的紫外线，液晶电视显示屏中的某些物质和因光导致变颜色、因电而能够发光的辅助材料。另一方面，苯并噻唑类化合物杂环为最佳的分子构建切块，在一些功能性分子设计上也被大量应用。因为苯并噻唑类化合物在多个领域中都被广泛地利用运用，所以它的合成方式已经让很多有机合成工作者产生了探究兴趣。近年来，人们已经发展了很多方式用来合成苯并噻唑类化合物。

第一章：文献综述

1.1苯并噻唑类化合物简介

苯并噻唑类化合物为无色液体，呈喹啉似气体，是一类极为重要的杂环化合物，广泛地存在于自然界中。其中苯并噻唑的衍生物，特别是2-取代苯并噻唑类衍生物具有很强的生理活性。许多文章上已经提到了一些苯并噻唑类化合物具有杀虫除螨、抗肿瘤、抗癌等生理活性，因此它们在药物化学和农药化学领域都得到了大量的研究和发展^[1]。

1.2苯并噻唑类化合物的构效关系

近来，探究苯并噻唑类化合物的构效关系是药化领域的热点问题。苯并噻唑类化合物本身是一种杂环的含氮化合物，由于此类化合物在生物方面有较好的活性及其良好的构效关系而被普遍应用于各种领域。主要表现在抗肿瘤、抗菌、抗TB(肺结核)、抗惊厥、抗风湿、抗癌、杀虫、治疗糖尿病等。

苯并噻唑的结构式如图1所示。Prabhu等总结了苯并噻唑类化合物的结构与其生物活性之间的关系：在2-位加上苯环后能够产生抑肿瘤、抑TB（肺结核）、抑惊厥和消炎等特点；在6-位加上卤素后就会有抗昏厥的活性；在6-位加上甲氧基后可产生抑制老年痴呆的特性；在6-位加上苯环能够产生消炎的特性等等。

据了解，苯并噻唑类化合物在生物方面的活性是很受关注的，此类化合物在结构以及活性之间关系的不断探究的进程中，为寻找新的先导物来研发药的新剂型奠定了很好的基础。苯并噻唑类化合物有良好的前景，可以在一定程度上把实验和理论结合起来，一来可以更加充分的探究苯并噻唑类化合物之间构效关系，二来能够更好地指导新药的研发与制备^[2]。

1.3 苯并噻唑类化合物的前景

苯并噻唑作为一类重要的在天然产物中无处不在的杂环化合物，尤其是2-取代苯并噻唑作为通用的基材，表现出广泛的生物学和药学性质。对2-芳基苯并噻唑合成的常见方法大概有这几种：邻氨基苯硫酚或苯并噻唑与醛类或等价化合物的反应，邻-硫代卤素苯甲酰苯胺的过渡金属催化的环化和硫代苯甲酰胺的过渡金属催化的环化。最近2-芳基苯并噻唑也已经由N-苄基-2-卤代苯胺与硫化钾和邻氯硝基苯与吡啶或苄胺反应合成。但是，这些方法有时需要起始材料的预官能化，使用金属或者过量的氧化剂，较为苛刻的条件，有时反应时间也不短。所以，2-取代苯并噻唑的原料有着易操作以及获得途径简单的特点，其合成是在无金属的参与和适中的条件下完成的。

1.4苯并噻唑的合成方法

这些年研究者发现了许多可以用来合成在2位取代苯并噻唑的方法，能够以腈、羧酸、邻氨基硫酚和其衍生物等为初始材料经缩合反应而得。把硫脲或硫代酰胺经环化而得到所需的产物也是一种方法,研究者还发现用一些方法取代苯并噻唑的2位同样可以得到所需产物。下面总结一下近些年来人们在2-取代苯并噻唑类化合物合成上的进展。

1.4.1以邻位杂原子取代的苯胺为原料的缩合反应

Soufiaouib等在二氧化锰/二氧化硅和次氯酸钙/三氧化二铝这两个不同条件下，使用微波促进2-氨基苯硫酚和醛的反应。为了使结果更加科学，他们还对比了在其他条件下，邻氨基苯硫酚和醛反应的情况。通过实验得出结论：反应情况受固体催化剂种类的影响很大。后来还有人指出，如果在杂环上的两个位置都是氢的话，即使不用微波方式，经110℃加热处理，其产率也较为可观^[3]。

Kawashita等经研究发现了一种方法，此方法简单易行，在试验中他们首次在反应中加入活性炭，把氧气当成能够催化反应的气体从而合成苯并噻唑类衍生物。在50℃条件下，加入甲醛，反应一段时间后可得苯并噻唑化合物^[4]。

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