一种咪唑并[2,1-b]噻唑衍生物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种经[3+2]环反应制备苯基（3

【技术实现步骤摘要】
Zhao, J. Adv. Synth. Catal. 2019, 361, 5144）。
[0004]以上方法普遍存在需要高温条件，过渡金属催化剂，昂贵的配体，底物范围不广的缺点。本专利技术在在可见光条件下，以以廉价易得的α,β-不饱和酮与2-巯基苯并咪唑衍生物为原料，高效合成了苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物（1）。反应操作简便，环境友好、室温进行，且无需过渡金属催化剂、光敏剂和氧化剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种原料易得、操作简便、反应条件温和、绿色环保地制备苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物的方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：可见光条件下，α,β-不饱和酮（2）与2-巯基苯并咪唑衍生物（3）在室温发生[3+2]串联环化反应（反应式1）。反应结束后按常规分离纯化方法进行产物分离和表征，即得到相应的苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物（1）。
[0007]具体技术方案：1. α,β-不饱和酮与2-巯基苯并咪唑衍生物为原料，其取代基为：1) 取代基R1为苯基、萘基、取代苯基或杂芳基，取代芳基中的取代基为卤素、硝基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的氟代烷基或碳原子数为1-4的氟代烷氧基中的一种或二种以上，取代基的个数为1-5个；杂环芳基为呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、苯并噻吩基中的一种或二种以上；卤素为F、Cl、Br或I中的一种或二种以上；2) 取代基R2为苯基、萘基、取代苯基或杂芳基，取代芳基中的取代基为卤素、硝基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的氟代烷基或碳原子数为1-4的氟代烷氧基中的一种或二种以上，取代基的个数为1-5个；杂环芳基为呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、苯并噻吩基中的一种或二种以上；卤素为F、Cl、Br或I中的一种或二种以上；3) R3为氢或取代基R1为卤素（F、Cl、Br、I）、烷基、烷氧基、苯基、硝基、氟代烷基或氟代烷氧基中的一种或二种以上；取代基的个数为1-2个。
[0008]2. 在白光(6500 K)、紫光(400-405 nm)、蓝光(460-465 nm)、绿光(526-531 nm)或红光(700-705 nm)照射下进行，以白光(6500 K)、蓝光(460-465 nm)为最佳；照射光源的功率为3 W、5 W、7W、10 W中的一种或两种，以10 W白光(6500 K)最优。
[0009]2. 反应中使用碱有氢氧化钾、碳酸钾、碳酸铯、叔丁醇钾、三乙胺、三乙烯二胺和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯中的一种或二种以上；最好使用氢氧化钾、碳酸钾、碳酸铯、1,
8-二氮杂二环十一碳-7-烯中的一种或两种做碱；以碳酸铯效果最佳。反应溶剂中碳酸铯的浓度为0.1 M。
[0010]4. 反应中使用的添加剂有18-冠-6、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或二种以上；最好使用18-冠-6、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上做添加剂，以18-冠-6为最佳；反应溶剂中添加剂的浓度为0.05-1.0 M，较优为0.1-0.5 M，最优为0.2 M。
[0011]5. 反应在乙腈、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或两种以上溶剂中进行，以二甲基亚砜与N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂（体积比为1:4）为最佳。
[0012]6. α,β-不饱和酮（2）与2-巯基苯并咪唑衍生物（3）较优摩尔比是1:1-1:6，最优摩尔比是1:3；α,β-不饱和酮（2）的摩尔浓度为0.05-1.0 M，较优为0.1-0.5 M，以0.2 M最优。
[0013]7. 反应为1-36 h，最佳反应时间为24 h 。
[0014]8. 最佳反应温度为25-40 o
C。
[0015]本专利技术具有以下优点：1) 可见光催化有机反应，使用环境友好、可持续性的光源为能源。
[0016]2) 反应在常温常压下进行，不需要强氧化剂和惰性气体保护，操作及后处理简便。
[0017]3) 不需要光敏剂及过渡金属的使用，简化了反应体系。
[0018]4) 原料廉价易得。
[0019]总之，本专利技术在可见光照射，无光敏剂，温和条件下，高效实现了α,β-不饱和酮与2-巯基苯并咪唑衍生物发生[3+2]串联环化反应，高收率的合成了一系列结构多样性的苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物。原料廉价易得，操作简便，底物范围广，绿色环保。
具体实施方式
[0020]通过下述实施例有助于进一步理解本专利技术，但本专利技术的内容并不仅限于此。
[0021]实施例1在常温、空气氛围下，往10 mL带有搅拌子的石英反应管中依次加入α,β-不饱和酮2a（41.7 mg，0.2 mmol），2-巯基苯并咪唑3a（90.1 mg，0.6 mmol），碳酸铯（32.6 mg，0.1 mmol），18-冠-6（52.9 mg，0.2 mmol）和1 mL二甲基亚砜与N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂（体积比为1:4），以10 W白光（6500 K）为光源，搅拌反应24小时。反应结束后，用乙酸乙酯进行萃取（3
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10 mL），合并有机层，用无水硫酸钠干燥，过滤、减压下除去挥发组份，然后用硅胶柱层析分离（洗脱液为二氯甲烷/甲醇，v/v = 250:1），得到淡黄色固体目标产物1a（58.8 mg，产率83%）。目标产物通过核磁共振谱得到确认。
[0022]实施例2反应步骤与操作条件同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应在没有光的条件下进行。停止反应，经同上述相同后处理仅得到痕量目标产物1a。说明可见光促进了反应的发生。
[0023]实施例3反应步骤与操作条件同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应在没有碳酸铯的条件下进行。停止反应，经同上述相同后处理未得到目标产物1a。说明碳酸铯在反应过程中起重要作用。
[0024]实施例4反应步骤与操作条件同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加入碳酸钾替代碳酸铯。停止反应，经同上述相同后处理得到目标产物1a（49.4 mg，产率70%）。说明以碳酸钾为碱，不能以最佳收率得到目标产物。
[0025]实施例5反应步骤与操作条件同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加入三水合磷酸钾替代碳酸铯。停止反应，经同上述相同后处理得到目标产物1a（30.4 mg，产率43%）。说明以三水合磷酸钾为碱，不能以最佳收率得到目标产物。
[0026]实施例6反应步骤与操作条件同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加入三乙胺替代碳酸铯。停止反应，经同上述相同处理后未得到目标产物1a。说明三乙胺不能对反应起促进作用，反而抑制了反应的发生。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物的合成方法，其特征在于，所述苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物结构式（1）如下：1) 取代基R1为苯基、萘基、取代苯基或杂芳基，取代芳基中的取代基为卤素、硝基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的氟代烷基或碳原子数为1-4的氟代烷氧基中的一种或二种以上，取代基的个数为1-5个；杂环芳基为呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、苯并噻吩基中的一种或二种以上；卤素为F、Cl、Br或I中的一种或二种以上；2) 取代基R2为苯基、萘基、取代苯基或杂芳基，取代芳基中的取代基为卤素、硝基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的氟代烷基或碳原子数为1-4的氟代烷氧基中的一种或二种以上，取代基的个数为1-5个；杂环芳基为呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、苯并噻吩基中的一种或二种以上；卤素为F、Cl、Br或I中的一种或二种以上；3) R3为氢或取代基R1为卤素（F、Cl、Br、I）、烷基、烷氧基、苯基、硝基、氟代烷基或氟代烷氧基中的一种或二种以上；取代基的个数为1-2个；其特征在于：合成路线如下述反应式所示，以α,β-不饱和酮（2）为原料，在可见光条件下下，与2-巯基苯并咪唑衍生物（3）进行串联环化反应，生成苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物（1）；其中取代基R1、R2和取代基R3与上述相同；其中：反应溶剂为乙腈、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或二种以上；α,β-不饱和酮（2）与2-巯基苯并咪唑衍生物（3）的摩尔比为1:1-1:6；反应时间为1-36小时；反应温度为25-40
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C；反应体系被可见光照射；在碱和促进剂存在下进行反应；反应结束后进行产物分离，得到苯基（3-苯基苯并[4,5]咪唑并[2,1-b]噻唑-2-基）甲酮衍生物（1）。2.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：α,β-不饱和酮（2）与2-巯基苯并咪唑衍生物（3）反应时，最好在白光(6500 K)、紫光(400-405 nm)、蓝光(460-465 nm)、绿光(526-531 nm)或红光(700-705 nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨江，陈子仁，雷振凯，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：