含咔唑基噻唑烷酮及其制备方法与流程

本发明属于化学合成领域，特别涉及一种含咔唑基噻唑烷酮及其制备方法。

背景技术：

咔唑(又名苯并吡咯)，具有较大的共轭体系，良好的刚性平面结构以及很好的给电子能力，因此，咔唑及其衍生物在光电材料方面有着很好的应用。天然咔唑生物碱自身对微生物的具有一定的抗原性，研究者对天然咔唑生物碱的结构进行一定的修饰，使它获得了更好的生物活性，因而在医药领域也有着广泛应用。schiff碱结构中通常含有共轭双键，具有一定的荧光性效应，利用荧光性质来进行微量分析，schiff碱不仅具有易于控制的空间构型、多齿的配位能力，还具有独特的光、电、磁等物理材料性能。现如今，已报道的噻唑烷酮类化合物的合成温度过高，操作复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种含咔唑基噻唑烷酮及其制备方法，该方法具有操作简单，反应条件温和，反应时间较短，产率高的优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

含二茂铁基噻唑烷酮，其结构通式为：

其中，r为甲基、乙基、十二烷基、十四烷基、十六烷基等烷基；r1包括h、甲基；r2包括h、烷基、苯基、对氟苯基、邻氯苯基、对氯苯基、2,4-二氯苯基、邻溴苯基、间溴苯基、对溴苯基、2,4-二溴苯基、邻硝基苯基、间硝基苯基、对硝基苯基、3,5-二硝基苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲基苯基、邻甲氧基苯基、间甲氧基苯基、对甲氧基苯基、邻羟基苯基、间羟基苯基、对羟基苯基、呋喃基、噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基。

含咔唑基噻唑烷酮的制备方法，包括以下步骤：

于反应容器中，加入amol含咔唑噻二唑schiff碱，bmol巯基乙酸和cmol催化剂，以n,n-二甲基甲酰胺为溶剂，加热反应，tlc监控至反应完全，然后将反应混合液冷却至室温，通过乙酸乙酯进行萃取，减压蒸除溶剂，经柱色谱分离得含咔唑基噻唑烷酮；其中，a:b:c＝1:(1.0～1.4):(1.3～1.7)。

进一步的，所述的催化剂为路易斯酸，用量为cmol，a:c＝1:(1.3～1.7)。

进一步的，所述的含咔唑基schiff碱的结构通式为：

其中，r为甲基、乙基、十二烷基、十四烷基、十六烷基等烷基；r1包括h、甲基；r2包括h、烷基、苯基、对氟苯基、邻氯苯基、对氯苯基、2,4-二氯苯基、邻溴苯基、间溴苯基、对溴苯基、2,4-二溴苯基、邻硝基苯基、间硝基苯基、对硝基苯基、3,5-二硝基苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲基苯基、邻甲氧基苯基、间甲氧基苯基、对甲氧基苯基、邻羟基苯基、间羟基苯基、对羟基苯基、呋喃基、噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基。

进一步的，反应完全的时间为6～8h。

进一步的，反应温度为84～120℃。

进一步的，n,n-二甲基甲酰胺的用量为dml，a:d＝1:(100～300)。

进一步的，反应过程用tlc进行监测，当发现咔唑基噻二唑schiff碱的原料点消失时表示反应完全，其中tlc所用的展开剂是体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合液。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供合成了一系列新型含咔唑基噻唑烷酮，以咔唑基噻二唑schiff碱、巯基乙酸为原料，以路易斯酸为催化剂，制备出含咔唑基噻唑烷酮。操作过程简单，后处理较简单，催化剂廉价易得。本发明通过将咔唑衍生物基及噻二唑基schiff碱与巯基乙酸的环合，得到的噻唑烷酮类衍生物，使其化合物具有更好的生物活性，其在农业，医药，光电信息等领域均具有更好的应用。

附图说明

图1为实施例1所制备的2-(9”-甲基咔唑)-3-(1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮的红外光谱图；

图2为实施例2所制备的2-(9”-甲基咔唑)-3-(5’-苯基-1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮的红外光谱图；

图3为实施例3所制备的2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮的的红外光谱图；

图4为实施例4所制备的2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(5’-苯基-1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮的红外光谱图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明是以咔唑基噻二唑schiff碱、巯基乙酸为原料，以路易斯酸为催化剂，dmf为溶剂，制备一系列含二茂铁基噻唑烷酮，其反应方程式如式(3)所示。

其中，r为甲基、乙基、十二烷基、十四烷基、十六烷基等烷基；r1包括h、甲基；r2包括h、烷基、苯基、对氟苯基、邻氯苯基、对氯苯基、2,4-二氯苯基、邻溴苯基、间溴苯基、对溴苯基、2,4-二溴苯基、邻硝基苯基、间硝基苯基、对硝基苯基、3,5-二硝基苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲基苯基、邻甲氧基苯基、间甲氧基苯基、对甲氧基苯基、邻羟基苯基、间羟基苯基、对羟基苯基、呋喃基、噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基。

实施例1

于干燥的带有回流冷凝管的三口烧瓶中，加入50mg(0.17mmol)的n-甲基咔唑甲酰氨基噻二唑schiff碱，19.3mg(0.21mmol)的巯基乙酸，10ml的dmf为溶剂，搅拌过程中，加入37.0mg(0.27mmol)氯化锌，升温至90℃，tlc监控，(其中tlc所用的展开剂是体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合液)，反应7h，将反应液冷却，乙酸乙酯进行萃取(3×10ml)，再经柱层析分离，减压蒸馏除去溶剂，即得深蓝色2-(9”-甲基咔唑)-3-(1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮，产率69％。

ir(kbr,v/cm^-1):2968,2931,2874(饱和c-h)；1710(c＝o)；1527,1454(苯环骨架振动)；1377(甲基弯曲振动)；1315(c-n伸缩振动)；893(＝c-h)；737(苯环1,2-取代)；706(c-s)。

实施例2

于干燥的带有回流冷凝管的三口烧瓶中，加入50mg(0.14mmol)的n-甲基咔唑甲酰-2-氨基-5-苯基噻二唑schiff碱，15.6mg(0.17mmol)的巯基乙酸，10ml的dmf为溶剂，搅拌过程中，加入28.6mg(0.21mmol)氯化锌，升温至90℃，tlc监控，(其中tlc所用的展开剂是体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合液)，反应7h，将反应液冷却，乙酸乙酯进行萃取(3×10ml)，再经柱层析分离，减压蒸除溶剂，即得深蓝色2-(9”-甲基咔唑)-3-(5’-苯基-1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮，产率68％。

ir(kbr,v/cm^-1):3018(苯环c-h)；2925,2879(饱和c-h)；1714(c＝o)；1657(c＝n)；1558,1459(苯环骨架振动)；1371(甲基弯曲振动)；1319(c-n伸缩振动)；753(苯环1,2-取代)；695(c-s)。

实施例3

于干燥的带有回流冷凝管的三口烧瓶中，加入50mg(0.16mmol)的n-甲基咔唑乙酰氨基噻二唑schiff碱，17.5mg(0.19mmol)的巯基乙酸，10ml的dmf为溶剂，搅拌过程中，加入32.6mg(0.24mmol)氯化锌，升温至90℃，tlc监控，(其中tlc所用的展开剂是体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合液)，反应7h，将反应液冷却，乙酸乙酯进行萃取(3×10ml)，再经柱层析分离，减压蒸除溶剂，即得棕色2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮，产率73％。

ir(kbr,v/cm^-1):2958,2879(饱和c-h)；1715(c＝o)；1549,1455(苯环骨架振动)；1408,1371(甲基弯曲振动)；1288(c-n伸缩振动)；898(＝c-h)；748(苯环1,2-取代)；665(c-s)。

实施例4

于干燥的带有回流冷凝管的三口烧瓶中，加入50mg(0.13mmol)的n-甲基咔唑乙酰-2-氨基-5-苯基噻二唑schiff碱，14.7mg(0.16mmol)的巯基乙酸，10ml的dmf为溶剂，搅拌过程中，加入27.2mg(0.20mmol)氯化锌，升温至90℃，tlc监控，(其中tlc所用的展开剂是体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合液)，反应7h，将反应液冷却，乙酸乙酯进行萃取(3×10ml)，再经柱层析分离，减压蒸除溶剂，即得棕色2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(5’-苯基-1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮，产率74％。

ir(kbr,v/cm^-1):3051(苯环c-h)；2921,2776(饱和c-h)；1715(c＝o)；1554,1470(苯环骨架振动)；1382(甲基弯曲振动)；1252(c-n伸缩振动)；889(＝c-h)；758(苯环1,2-取代)；685(c-s)。

实施例5

于干燥的带有回流冷凝管的三口烧瓶中，加入0.1mmol的n-甲基咔唑乙酰氨基噻二唑schiff碱，0.14mmol的巯基乙酸，30ml的dmf为溶剂，搅拌过程中，加入0.13mmol氯化锌，升温至84℃，tlc监控，(其中tlc所用的展开剂是体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合液)，反应7h，将反应液冷却，乙酸乙酯进行萃取(3×10ml)，再经柱层析分离，减压蒸除溶剂，即得棕色2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮，产率73％。

实施例6

于干燥的带有回流冷凝管的三口烧瓶中，加入0.1mmol的n-甲基咔唑乙酰-2-氨基-5-苯基噻二唑schiff碱，0.1mmol的巯基乙酸，10ml的dmf为溶剂，搅拌过程中，加入0.17mmol氯化锌，升温至120℃，tlc监控，(其中tlc所用的展开剂是体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合液)，反应6h，将反应液冷却，乙酸乙酯进行萃取(3×10ml)，再经柱层析分离，减压蒸除溶剂，即得棕色2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(5’-苯基-1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮，产率74％。

由图1所示，在2968cm^-1、2931cm^-1和2874cm^-1处为饱和c-h伸缩振动的吸收峰，1710cm^-1处为c＝o振动吸收峰，1527cm^-1和1454cm^-1处的峰为芳环骨架振动的吸收峰，1377cm^-1处为饱和甲基c-h的吸收峰，1315cm^-1处为c-n的吸收峰，893cm^-1处可能为不饱和氢弯曲振动吸收峰，737cm^-1处为苯1,2-取代振动吸收峰，706cm^-1处可能为c-s-c振动吸收峰。综上所述，可以证实合成得到了2-(9”-甲基咔唑)-3-(1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮。

由图2所示，3018cm^-1处为苯环c-h的振动吸收峰，2925cm^-1和2879cm^-1处为饱和c-h伸缩振动的吸收峰，1714cm^-1处为c＝o振动吸收峰，在1657cm^-1处的峰为c＝n伸缩振动的吸收峰，1558cm^-1和1459cm^-1处的峰为芳环骨架振动的吸收峰，1371cm^-1处为饱和甲基c-h的吸收峰，1319cm^-1处为c-n的吸收峰，753cm^-1处为苯1,2-取代振动吸收峰，695cm^-1处可能为c-s-c振动吸收峰。综上所述，可以证实合成得到了2-(9”-甲基咔唑)-3-(5’-苯基-1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮。

由图3所示，在2958cm^-1和2879cm^-1处为饱和c-h伸缩振动的吸收峰，1715cm^-1处为c＝o振动吸收峰，1549cm^-1和1455cm^-1处的峰为芳环骨架振动的吸收峰，1408cm^-1和1371cm^-1处为饱和甲基c-h的吸收峰，1288cm^-1处为c-n的吸收峰，898cm^-1处可能为不饱和氢弯曲振动吸收峰，748cm^-1处为苯1,2-取代振动吸收峰，665cm^-1处可能为c-s-c振动吸收峰。综上所述，可以证实合成得到了2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮。

由图4所示，3051cm^-1处为苯环c-h的振动吸收峰，2921cm^-1和2776cm^-1处为饱和c-h伸缩振动的吸收峰，1715cm^-1处为c＝o振动吸收峰，1554cm^-1和1470cm^-1处的峰为芳环骨架振动的吸收峰，1382cm^-1处为饱和甲基c-h的吸收峰，1252cm^-1处为c-n的吸收峰，889cm^-1处可能为不饱和氢弯曲振动吸收峰，758cm^-1处为苯1,2-取代振动吸收峰，685cm^-1处可能为c-s-c振动吸收峰。综上所述，可以证实合成得到了2-甲基-2-(9”-甲基咔唑)-3-(5’-苯基-1’3’4’-噻二唑)-1,3-噻唑-4-酮。