一种多取代苯并咪唑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咪唑并噻唑及衍生物及其合成方法。本发明专利技术首次在空气氛围中，酸促进苯并咪唑类化合物，β‑硝基苯乙烯类化合物和硫粉转化为苯并[4，5]咪唑并[2，1‑b]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芳香酸，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 benzimidazolothiazole and its derivatives and its synthesis method

【技术实现步骤摘要】
一种多取代苯并咪唑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咪唑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
苯并咪唑并噻唑及其衍生物是一类重要的芳杂环化合物，而咪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。
技术实现思路
本专利技术提供一种多取代苯并咪唑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咪唑并噻唑及衍生物，其通式为式I：其中R1选自：氢原子，烷基；R2选自：氢原子，取代或未取代的含有硫原子的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咪唑并噻唑及衍生物的合成方法，其特征在于，以酸类化合物作添加剂，包括以下步骤：S1：将苯并咪唑类化合物，硝基苯乙烯类化合物，硫粉，添加剂与有机溶剂在反应容器内进行充分混合；S2：对反应物加热进行反应；S3：纯化得到多取代苯并咪唑并噻唑及衍生物。优选地，本专利技术的合成方法，所述苯并咪唑类化合物，是选自C7-C18的咪唑，其通式为式II：其中R1选自：氢原子，烷基。优选地，本专利技术的合成方法，所述咪唑类化合物选自：苯并咪唑，5，6-二甲基苯并咪唑，4，5-二苯基咪唑。优选地，本专利技术的合成方法，所述β-硝基苯乙烯类化合物，其通式为式III：其中R2选自：氢原子，取代或非取代的C6-C10芳基；取代或未取代的含有硫原子的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β-硝基苯乙烯类化合物选自：4-甲氧基-β-硝基苯乙烯，4-甲基-β-硝基苯乙烯，4-叔丁基-β-硝基苯乙烯，4-氟-β-硝基苯乙烯，4-氯-β-硝基苯乙烯，4-溴-β-硝基苯乙烯，2-氟-β-硝基苯乙烯，2-氯-β-硝基苯乙烯，2-溴-β-硝基苯乙烯，3-氟-β-硝基苯乙烯，3-溴-β-硝基苯乙烯，(E)-1，2-二甲基-4-(2-硝基乙烯基)苯，(E)-1，2-二氟-3-(2-硝基乙烯基)苯，(E)-1，2-二氯-3-(2-硝基乙烯基)苯，(E)-1，2，3-三甲氧基-5-(2-硝基乙烯基)苯，(E)-2-(2-硝基乙烯基)萘，(E)-2-(2-硝基乙烯基)噻吩，(E)-1-甲氧基-4-(2-硝基丙-1-烯-1-基)苯，(E)-(2-硝基丙-1-烯-1-基)苯。优选地，本专利技术的合成方法，所述酸类化合物选自：水杨酸，邻硝基苯甲酸，3，5-二硝基苯甲酸，2-硝基-5-氟苯甲酸，对羟基苯甲酸，3，5-二羟基苯甲酸，苯甲酸，烟酸，乙酸，邻苯基苯甲酸，邻氯苯甲酸，苯乙酸，邻氨基苯甲酸中的一种或多种。优选地，本专利技术的合成方法，所述苯并咪唑类化合物、硝基苯乙烯类化合物、硫粉与添加剂的摩尔比为2.0-2.6∶1.0-1.5∶3.0-4.0∶1.0-1.5；反应温度为70℃-110℃，反应时长为8h-28h。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)本专利技术在酸类化合物的促进下，在空气氛围中，将苯并咪唑类化合物，硝基苯乙烯类化合物和硫粉转化为2-未取代的苯并[4，5]咪唑并[2，1-b]噻唑及衍生物的技术方案，制得分子结构稳定；(II)首次报道用酸促进生产该化合物，且反应原料廉价易得，不需要贵金属催化剂，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1a实施例1产物的核磁氢谱图。图1b实施例1产物的核磁碳谱图。图2a实施例3产物的核磁氢谱图。图2b实施例3产物的核磁碳谱图。图3a实施例4产物的核磁氢谱图。图3b实施例4产物的核磁碳谱图。图4a实施例8产物的核磁氢谱图。图4b实施例8产物的核磁碳谱图。图5a实施例11产物的核磁氢谱图。图5b实施例11产物的核磁碳谱图。图6a实施例13产物的核磁氢谱图。图6b实施例13产物的核磁碳谱图。图7a实施例14产物的核磁氢谱图。图7b实施例14产物的核磁碳谱图。图8a实施例17产物的核磁氢谱图。图8b实施例17产物的核磁碳谱图。图9a实施例19产物的核磁氢谱图。图9b实施例19产物的核磁碳谱图。图10a实施例20产物的核磁氢谱图。图10b实施例20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1-21多取代苯并咪唑并噻唑及衍生物的合成方法包括以下步骤：步骤1：将苯并咪唑类化合物(具体物质见表1)、硝基苯乙烯类化合物(具体物质见表1)、硫粉和酸加入反应容器中，将有机溶剂(具体物质见表1，二甲基亚砜-DMSO或N，N-二甲基甲酰胺-DMF)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)至表1中所述的温度，苯并咪唑类化合物、硝基苯乙烯类化合物和硫粉在溶剂中进行反应，并持续表1中所述的时间；气氛可以使用空气氛围，但并不代表需要使用到空气中的组分；步骤3：反应完成后进行提纯得到。表1：实施例1-20中苯并咪唑类化合物、β-硝基苯乙烯类化合物、硫粉、酸的摩尔比、反应温度和反应时间*为苯并咪唑类化合物、β-硝基苯乙烯类化合物、硫粉、酸摩尔比将步骤3后反应容器内的物质进行转化率检测并进行核磁共振，部分实施例的结果如下：实施例1产物的核磁数据如下：1HNMR(400MHz，CDCl3)δ7.79(d，J＝8.2Hz，1H)，7.65(dd，J＝7.0，2.6Hz，2H)，7.59-7.54(m，3H)，7.32(t，J＝7.7H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多取代苯并咪唑并噻唑及衍生物，其特征在于，其通式为式I：/n

【技术特征摘要】
1.一种多取代苯并咪唑并噻唑及衍生物，其特征在于，其通式为式I：



其中
R1选自：
氢原子，烷基
R2选自：
氢原子，取代或未取代的含有硫原子的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所述的多取代苯并咪唑并噻唑及衍生物的合成方法，其特征在于，以酸类化合物作添加剂，包括以下步骤：
S1：将苯并咪唑类化合物，硝基苯乙烯类化合物，硫粉，添加剂与有机溶剂在反应容器内进行充分混合；
S2：对反应物加热进行反应；
S3：纯化得到多取代苯并咪唑并噻唑及衍生物。


3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述苯并咪唑类化合物，是选自C7-C18的咪唑，其通式为式II：



其中
R1选自：
氢原子，烷基。


4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述咪唑类化合物选自：苯并咪唑，5，6-二甲基苯并咪唑，4，5-二苯基咪唑。


5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述硝基苯乙烯类化合物，其通式为式III：



其中
R2选自：
氢原子，取代或非取代的C6-C10芳基；取代或未取代的含有硫原子的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...

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