一种具有抗菌活性的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有抗菌活性的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物及其合成方法和应用，该苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的结构如式(I)所示，其中R1选自氢、氯、溴或甲氧基；R2选自氢、氯、溴、甲基、甲氧基或三氟甲基。该苯并吡喃并四氢噻吩衍生物具有较好的抗菌效果，可以作为一种潜在的抗菌剂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及杂环化合物的合成领域，具体涉及一种苯并吡喃并四氢噻吩衍生物及其合成方法和应用。
技术介绍
苯并吡喃骨架存在于许多天然产物及药物中。该类化合物具有广泛的药理活性和生物活性，例如利尿、抗癌、抗凝血和抗过敏性等活性。尤其重要的是，许多手性苯并吡喃单元也是维生素E族最关键的组成部分，它们能作为天然的亲脂性抗氧化剂和游离基清除剂。苯并吡喃的结构如下：另外，四氢噻吩也存在于许多活性物质中，该类物质具有抗肿瘤、降血压等功效。四氢噻吩也是许多医药中间体及手性配体的前体，并广泛应用于材料中。四氢噻吩的结构如下：目前还没有文献报道苯并吡喃并四氢噻吩类化合物的合成。但是噻吩衍生物的合成则报道很多，如(1)谢课题组在2014年报道了以手性季铵盐为相转移催化剂不对称催化烯酮与2，5-二羟基1，4-二噻烷发生串联反应，获得了螺四氢噻吩衍生物[J.-J.Liang,J.-Y.Pan,D.-C.Xu,J.-W.Xie,Tetrahedron Lett.2014,55,6335–6338.]。(2)课题组则报道了在手性的脯胺醇催化下，不饱和醛与
2-巯基酮发生反应，得到四氢噻吩衍生物[Sven Brandau,Eddy Maerten,and Karl AnkerJ.Am.Chem.Soc.2006,128,14986-14991]。(3)Xu课题组报道了不饱和醛与2，5-二羟基1，4-二噻烷在脯胺醇的催化下，获得二氢噻吩衍生物[Jie Tang,Dan Qian Xu,Ai Bao Xi,Yi Feng Wang,Jun Rong Jiang,Shu Ping Luo,and Zhen Yuan Xu,Adv.Synth.Catal.2010,352,2121–2126]。(4)Wei Wang课题组则在脯胺醇催化下，不饱和醛与2-巯基羰基化合物发生反应得到多取代的四氢噻吩衍生物[Guangshun Luo,Shilei Zhang,Wenhu Duan,Wei Wang,Tetrahedron Letters,2009,50,2946–2948.]。因此，开发出一种新的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物及其新的合成方法具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有抗菌活性的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物及其应用，该苯并吡喃并四氢噻吩衍生物具有较好的抗菌活性。本专利技术还提供了一种原料易得，同时操作简便和对环境友好的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的合成方法。一种具有抗菌活性的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物，结构如式(I)所示：式(I)中，R1选自氢、氯、溴或甲氧基；R2选自氢、氯、溴、甲基、甲氧基或三氟甲基；作为优选，所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物为式(II)～式(IV)中的一种：其中，R选自氢、氯、溴或甲氧基；R3、R4和R5独立地选自氢、甲基、甲氧基、氯、溴或三氟甲基。本专利技术还提供了一种所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的合成方法，包括以下步骤：3-硝基苯并吡喃与2，5-二羟基1，4-二噻烷在溶剂中反应5小时，经后处理得到所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物；所述的3-硝基苯并吡喃的结构式为A～C中的一种：其中，R选自氢、氯、溴或甲氧基；R3、R4和R5独立地选自氢、甲基、甲氧基、氯、溴或三氟甲基。所述的2，5-二羟基1，4-二噻烷的结构如(D)所示：该合成方法的作用机制如下：该反应先发生麦克加成，接着分子内发生亨利反应，关环，从而得到苯并吡喃并四氢噻吩衍生物。以溶剂存在条件为例，本专利技术各种原料间的反应方程式如下：其中R1选自氢、氯、溴或甲氧基；R2选自氢、氯、溴、甲基、甲氧基或三氟甲基。本专利技术中反应原料3-硝基苯并吡喃与2，5-二羟基1，4-二噻烷的用量并没有严格的限定，一般按照化学反应计量比进行反应，也可以是其中一种化合物过量进行反应。作为优选，所述的溶剂为乙醇。本专利技术中反应溶剂用量并没有严格的限定，可根据反应原料的用量调整：反应原料较多增加反应溶剂的用量，反应原料较少减少反应溶剂的用量。作为优选，所述的反应温度为70～80℃。所述的后处理可采用合成领域常用的后处理方法，如采用重结晶或柱层析进行提纯，后处理可包括：除去溶剂后用有机溶剂重结晶。所述的有机溶剂可选用乙酸乙酯、石油醚中的一种或者两种。或者，所述的后处理包括：减压除去溶剂，再经柱层析。所述的柱层析的淋洗液选用石油醚和乙酸乙酯的混合液。所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物可作为抗菌剂使用，通过对大肠杆菌、枯草杆菌、小麦赤霉病菌和黄瓜灰霉进行了测试，该类化合物具有一定的抗菌活性。本专利技术的最后一个目的在于提供苯并吡喃并四氢噻吩衍生物作为抗菌剂的应用。作为优选，所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的结构如下式所示时：所述的抗菌剂用于抑制大肠杆菌。作为优选，所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的结构如下式所示时：所述的抗菌剂用于抑制瓜灰霉病菌。作为优选，所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的结构如下式所示时：所述的抗菌剂用于抑制枯草杆菌。作为优选，所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的结构如下式所示时：所述的抗菌剂用于抑制小麦赤霉病菌。同现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的合成方法，其技术关键是3-硝基苯并吡喃与2，5-二羟基1，4-二噻烷为原料，并且选用廉价的反应溶剂，一锅法直接合成苯并吡喃并四氢噻吩衍生物；具有反应时间灵活，收率较高，溶剂廉价易得，操作简便，适用范围广等众多优点，适宜于工业化生产。(2)本专利技术的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物可作为抗菌剂使用，尤其是对大肠杆菌、枯草杆菌、小麦赤霉病菌和黄瓜灰霉等有一定的抑制作用。具体实施方式实施例180℃下，将3-硝基苯并吡喃衍生物1a(255mg,1mmol)、5毫升的
乙醇依次加入10毫升的反应瓶中，接着加入2,5-二羟基-1，4-二噻烷2(152mg,0.5mmol)，搅拌反应5h。随后减压除去溶剂，以石油醚和乙酸乙酯(石油醚与乙酸乙酯体积比为8:1)的混合液为淋洗液进行柱层析得到结构式如3a的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物3a(280mg,产率85％)。反应方程式如下：将上述得到的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物3a的结构经过核磁共振及高分辨质谱进行鉴定，1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.45(d,J＝7.5Hz,3H),7.32(d,J＝6.9Hz,2H),7.25–7.22(m,2H),7.05(t,J＝7.5Hz,1H),6.98(d,J＝8.4Hz,1H),5.53(s,1H),5.32(s,1H),4.73(t,J＝4.1Hz,1H),3.50(dd,J＝12.2,4.4Hz,1H),3.11(d,J＝12.2Hz,1H),2.75(d,J＝4.7Hz,1H).13C NMR(150MHz,CDCl3)δ152.4,133.6,129.9,129.3,128.8,127.1,122.6,121.6,117.4,98.6,76.5,75.9,43.0,33.4.表明得到的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物具有结构式3a所示的结构。实施例280℃下，将3-硝基苯并吡喃衍生物1b(289mg,1mmol)、5毫升的乙醇依次加入10毫升的反应瓶中，接着加入2，5-二羟基1，4-二噻烷2(152mg,0.5mmol)，搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗菌活性的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物，其特征在于，结构如式(I)所示：式(I)中，R1选自氢、氯、溴或甲氧基；R2选自氢、氯、溴、甲基、甲氧基或三氟甲基。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌活性的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物，其特征在于，结构如式(I)所示：式(I)中，R1选自氢、氯、溴或甲氧基；R2选自氢、氯、溴、甲基、甲氧基或三氟甲基。2.根据权利要求1所述的具有抗菌活性的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物，其特征在于，为式(II)～式(IV)中的一种：其中，R选自氢、氯、溴或甲氧基；R3、R4和R5独立地选自氢、甲基、甲氧基、氯、溴或三氟甲基。3.一种如权利要求1或2所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：3-硝基苯并吡喃与2，5-二羟基1，4-二噻烷在溶剂中进行反应，反应完全后经后处理得到所述的苯并吡喃并四氢噻吩衍生物；所述的3-硝基苯并吡喃的结构式为A～C中的一种：其中，R选自氢、氯、溴或甲氧基；R3、R4和R5...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建武，丁晨浩，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33