一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物及其合成方法。本发明专利技术首次采用在Cu催化下，在空气氛围中，将酮肟酯类化合物，甲醛类化合物和硫粉转化为2‑取代苯并噻吩并[3，2‑d]噻唑及衍生物，制得分子结构稳定，化学性质优良。合成方法的反应原料廉价易得，且不需要经过预处理，反应的原子经济性高；反应只需要使用廉价的铜催化剂，减少环境污染，节约原材料，减少反应成本；整个反应体系简单，反应条件温和，反应设备较少，实验操作简便，用料来源广泛。

A polysubstituted benzothiophene thiazole and its derivatives and their synthetic methods

The invention relates to a polysubstituted benzothiophene thiazole and its derivatives and a synthetic method thereof. The present invention is the first time to convert ketoxime ester compounds, formaldehyde compounds and sulfur powder into 2_substituted benzothiopheno [3,2_d] thiazoles and derivatives under the catalysis of Cu in an air atmosphere to obtain stable molecular structure and excellent chemical properties. The raw materials of the synthesis method are cheap and easy to obtain, and need not be pretreated, so the atom economy of the reaction is high. Materials are widely used.

【技术实现步骤摘要】
一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物及其合成方法
本专利技术涉及一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物及其合成方法，属于有机化合物合成

技术介绍
苯并噻吩并[3，2-d]噻唑及其衍生物是一类重要的芳杂环化合物，而噻唑的多种衍生物又是重要的药物或生理活性的物质。在光电材料等多领域可能具有潜在的应用。迄今为止还没有合成此类化合物的方法。
技术实现思路
本专利技术为了填补现有技术的空白，提供一种分子结构稳定、化学性质优良的多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物。本专利技术还提供一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物的合成方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物，其通式为式I或II：其中R1选自：氢原子，卤素基，烷基，取代或非取代的C6-C10芳基，取代或非取代的与苯环并列的1个或多个C6-C10芳基，取代或未取代的含有氮、氧、硫原子的杂环基团；其中芳基或者杂环基团的取代基选自C1-C4的直链烷基、支链烷基，具有一个或多个卤素取代基的C1-C4的直链烷基、支链烷基，烷氧基，取代或非取代芳基；R2选自：取代或非取代的C6-C10芳基；取代或未取代的含有氮、氧、硫原子的C4-C10杂环基团；其中芳基或者杂环基团的取代基选自C1-C4的直链烷基、支链烷基，具有一个或多个卤素取代基的C1-C4的直链烷基、支链烷基，烷氧基，卤素基，氧烷基，取代或非取代芳基。本专利技术还提供一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物的方法，以铜类化合物作催化剂，包括以下步骤：以铜类化合物作催化剂，包括以下步骤：S1：将酮肟酯类化合物，甲醛类化合物，硫粉，催化剂与有机溶剂在反应容器内进行充分混合；S2：空气氛围下，对反应物加热进行反应；S3：纯化得到多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物。优选地，本专利技术的合成方法，所述酮肟酯类化合物，是选自C8-C20芳香类酮肟酯，其通式为式III：其中R1选自：氢原子，卤素基，烷基，取代或非取代的C6-C10芳基，取代或非取代的与苯环并列的1个或多个C6-C10芳基，取代或未取代的含有氮、氧、硫原子的杂环基团；其中芳基或者杂环基团的取代基选自C1-C4的直链烷基、支链烷基，具有一个或多个卤素取代基的C1-C4的直链烷基、支链烷基，烷氧基，取代或非取代芳基；优选地，本专利技术的合成方法，所述酮肟酯类化合物选自：苯乙酮肟酯，4-甲基苯乙酮肟酯，4-异丁基苯乙酮肟酯，4-叔丁基苯乙酮肟酯，4-甲氧基苯乙酮肟酯，4-氟苯乙酮肟酯，4-氯苯乙酮肟酯，4-溴苯乙酮肟酯，4-碘苯乙酮肟酯，2-甲基苯乙酮肟酯，2-氟苯乙酮肟酯，2-氯苯乙酮肟酯，3-甲基苯乙酮肟酯，3-甲氧基苯乙酮肟酯，3-氟苯乙酮肟酯，3-氯苯乙酮肟酯，3-溴苯乙酮肟酯，3-三氟甲基苯乙酮肟酯，2，4-二甲基苯乙酮肟酯，3，4-二甲氧基苯乙酮肟酯，3，4-二氯苯乙酮肟酯，1-乙酰基萘肟酯，2-乙酰基萘肟酯，2-乙酰基苯并噻吩肟酯，3-乙酰基噻吩肟酯，2-乙酰基吡嗪肟酯，3-乙酰基吡啶肟酯，3-乙酰基菲肟酯。优选地，本专利技术的合成方法，所述甲醛类化合物，其通式为式IV：其中R2选自：取代或非取代的C6-C10芳基；取代或未取代的含有氮，氧，硫原子的C4-C10杂环基团；其中芳基或者杂环基团的取代基选自C1-C4的直链烷基、支链烷基，具有一个或多个卤素取代基的C1-C4的直链烷基、支链烷基，烷氧基，卤素基，氧烷基，取代或非取代芳基；优选地，本专利技术的合成方法，所述甲醛类化合物选自：苯甲醛，4-甲基苯甲醛，4-异丁基苯甲醛，4-叔丁基苯甲醛，4-甲氧基苯甲醛，4-氟苯甲醛，4-氯苯甲醛，4-溴苯甲醛，4-碘苯甲醛，2-甲基苯甲醛，2-氟苯甲醛，2-氯苯甲醛，3-甲基苯甲醛，3-甲氧基苯甲醛，3-氟苯甲醛，3-氯苯甲醛，3-溴苯甲醛，3-三氟甲基苯甲醛，对苯基苯甲醛，2，4-二甲基苯甲醛，3，4-二甲氧基苯甲醛，3，4-二氯苯甲醛，2-萘醛，2-噻吩甲醛，2-吡啶甲醛，4-吡啶甲醛，4-喹啉甲醛，糠醛。优选地，本专利技术的合成方法，所述铜类化合物选自：铜粉，氯化亚铜，溴化亚铜，碘化亚铜，氧化亚铜，无水硫酸铜，无水乙酰丙酮，无水乙酸铜，碱式碳酸铜，三氟甲基磺酸铜，氯化铜，溴化铜，氧化铜中的一种或多种。优选地，本专利技术的合成方法，所述碱类化合物选自：无水醋酸钠、叔丁醇钠、碳酸钠、碳酸锂、碳酸钾、碳酸氢钾、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸铯、三乙胺、碳酸氢钠、氢氧化锂、磷酸氢二钾、无水氟化钾、无水磷酸三钠、磷酸钾、苯甲酸钾、三正丙胺、吡啶、DBU中的一种或多种。优选地，本专利技术的合成方法，所述苯甲醛类化合物、苯乙酮肟酯类化合物、硫粉与催化剂的摩尔比为1.0∶1.1-4.0∶2.2-8.0∶0.1-0.3；反应温度为100℃-140℃，反应时长为8h-24h。优选地，本专利技术的合成方法，所述有机溶剂为二甲基亚砜或N，N-二甲基甲酰胺。本专利技术现有技术所产生的有益效果：(I)本专利技术在铜类化合物的催化下，在空气氛围中，将酮肟酯类化合物，甲醛类化合物和硫粉转化为一种2-取代苯并[4，5]噻吩并[3，2-d]噻唑及衍生物的技术方案，制得分子结构稳定；(II)首次报道这种新化合物，且反应原料廉价易得，不需要贵金属催化剂，只需要使用廉价的铜催化剂，减少环境污染，减少反应成本；(III)是科研道路上的又一新发现，为科研成果又添上完美的一笔；(IV)采用一锅法直接选择性的合成目标产物且收率高，节约了大量的研制时间与生产周期；(VI)它工艺科学、合理，操作容易，反应步骤少，所需设备少；(VII)它具有原料广泛，低投入、高产出，易于进一步大批量生产和普及推广；(VIII)它具有反应体系简单，反应条件温和，反应设备较少，实验操作简便，用料来源广泛等特点。附图说明为了证明本专利技术的产物，本专利技术提供部分实施例的核磁氢谱图和核磁碳谱图。图1-1实施例1产物的核磁氢谱图。图1-2实施例1产物的核磁碳谱图。图2-1实施例4产物的核磁氢谱图。图2-2实施例4产物的核磁碳谱图。图3-1实施例5产物的核磁氢谱图。图3-2实施例5产物的核磁碳谱图。图4-1实施例9产物的核磁氢谱图。图4-2实施例9产物的核磁碳谱图。图5-1实施例20产物的核磁氢谱图。图5-2实施例20产物的核磁碳谱图。图6-1实施例24产物的核磁氢谱图。图6-2实施例24产物的核磁碳谱图。图7-1实施例35产物的核磁氢谱图。图7-2实施例35产物的核磁碳谱图。图8-1实施例38产物的核磁氢谱图。图8-2实施例38产物的核磁碳谱图。图9-1实施例39产物的核磁氢谱图。图9-2实施例39产物的核磁碳谱图。图10-1实施例41产物的核磁氢谱图。图10-2实施例41产物的核磁碳谱图。图11是本专利技术合成反应的反应方程式。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。反应方程式为：实施例1-45多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物的合成方法包括以下步骤：步骤1：将酮肟酯类化合物(具体物质见表1)、甲醛类化合物(具体物质见表1)和硫粉和碱加入反应容器中，将铜催化剂(具体物质见表1)和有机溶剂(具体物质见表1)加入反应容器中混合均匀；步骤2：将反应容器均匀加热(如油浴加热)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物，其特征在于，其通式为式I或II：

【技术特征摘要】
1.一种多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物，其特征在于，其通式为式I或II：其中R1选自：氢原子，卤素基，烷基，取代或非取代的C6-C10芳基，取代或非取代的与苯环并列的1个或多个C6-C10芳基，取代或未取代的含有氮、氧、硫原子的杂环基团；其中芳基或者杂环基团的取代基选自C1-C4的直链烷基、支链烷基，具有一个或多个卤素取代基的C1-C4的直链烷基、支链烷基，烷氧基，取代或非取代芳基；R2选自：取代或非取代的C6-C10芳基；取代或未取代的含有氮、氧、硫原子的C4-C10杂环基团；其中芳基或者杂环基团的取代基选自C1-C4的直链烷基、支链烷基，具有一个或多个卤素取代基的C1-C4的直链烷基、支链烷基，烷氧基，卤素基，氧烷基，取代或非取代芳基。2.一种合成权利要求1所述的多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物的合成方法，其特征在于，以铜类化合物作催化剂，包括以下步骤：S1：将酮肟酯类化合物，甲醛类化合物，硫粉，催化剂与有机溶剂在反应容器内进行充分混合；S2：空气氛围下，对反应物加热进行反应；S3：纯化得到多取代苯并噻吩并噻唑及衍生物。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述酮肟酯类化合物，是选自C8-C18芳香类酮肟酯，其通式为式III：其中R1选自：氢原子，卤素基，烷基，取代或非取代的C6-C10芳基，取代或非取代的与苯环并列的1个或多个C6-C10芳基，取代或未取代的含有氮、氧、硫原子的杂环基团；其中芳基或者杂环基团的取代基选自C1-C4的直链烷基、支链烷基，具有一个或多个卤素取代基的C1-C4的直链烷基、支链烷基，烷氧基，取代或非取代芳基。4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述酮肟酯类化合物选自：苯乙酮肟酯，4-甲基苯乙酮肟酯，4-异丁基苯乙酮肟酯，4-叔丁基苯乙酮肟酯，4-甲氧基苯乙酮肟酯，4-氟苯乙酮肟酯，4-氯苯乙酮肟酯，4-溴苯乙酮肟酯，4-碘苯乙酮肟酯，2-甲基苯乙酮肟酯，2-氟苯乙酮肟酯，2-氯苯乙酮肟酯，3-甲基苯乙酮肟酯，3-甲氧基苯乙酮肟酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华文，徐振华，邓国军，肖福红，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43