本发明涉及一种芳基碳氢活化乙酰氧基化的方法，具体涉及一种以2,1,3-苯并噻二唑为导向基的芳基碳氢活化乙酰氧基化方法。
(二)背景技术
2,1,3-苯并噻二唑(btd)广泛应用于共轭有机分子的构建，其共轭分子可作为液晶材料，有特殊的光电性能，也是一种新型的有机光电材料，可用于光电器件，在光伏太阳能电池，离子识别材料，荧光探针和发光二极管等有着广泛的应用。因此在材料方面有很大的开发与利用价值(chem.rev.,2004,104(3):1687-1716；j.am.chem.soc.,2000,122(37):8956-8967；eur.j.org.chem.,2013(2):228-255.)。
目前，使用suzuki反应是对该类化合物的构筑以及修饰的最常见的途径(chem.commun.,2000,11:939-940；liquidcrystals.,2006,4(33):459-467；dyesandpigments,2012,95(2):229-235.)，对于使用传统的交叉偶联反应进行构筑和修饰，往往无法在需要的位点发生反应，或者产生单取代和多取代的混合物，分离难度大。从合成的角度上讲，无法提高产物的选择性，因此造成预期的产物收率普遍较低。如果能利用2,1,3-苯并噻二唑结构中氮原子对其附近的碳氢键的活化有导向作用，从而可以定点引入新的官能团，无论是从原料的易得性、原子的经济性还是从合成方法的角度上来讲，都是对以往构筑和修饰方法的一个比较大的突破。
(三)
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种以2,1,3-苯并噻二唑为导向基的芳基碳氢活化乙酰氧基化方法，该方法是在导向基团的作用下，对2,1,3-苯并噻二唑共轭分子高效地定点引入乙酰氧基，解决以往修饰苯并噻二唑类分子步骤繁琐的问题。
本发明的技术方案如下：
一种以2,1,3-苯并噻二唑为导向基的芳基碳氢活化乙酰氧基化方法，所述方法为：
将原料式(i)所示化合物、醋酸钯、碘苯二乙酯溶解在醋酸和醋酸酐的混合溶剂中，得到反应混合物，所得反应混合物在不同的反应条件下，制得产物式(ii)所示化合物或式(iii)所示化合物；
获得产物式(ii)所示化合物的反应条件为：
所述反应混合物在室温(20～30℃)下搅拌36h，之后经后处理，得到式(ii)所示化合物(收率在62％～99％)；
所述式(i)所示化合物、醋酸钯、碘苯二乙酯的物质的量之比为1：0.05：1；
所述醋酸和醋酸酐的混合溶剂的体积用量以式(i)所示化合物的质量计为30～50ml/g；优选所述醋酸和醋酸酐的混合溶剂中醋酸和醋酸酐的体积比为1：1；
所述后处理的方法为：反应结束后，反应液用乙酸乙酯萃取，萃取液经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩后进行快速柱层析，以石油醚/乙酸乙酯(体积比10：1)为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，得到式(ii)所示化合物；
获得产物式(iii)所示化合物的反应条件为：
所述反应混合物升温至120℃搅拌16h，之后经后处理，得到式(iii)所示化合物(收率在69％～89％)；
所述式(i)所示化合物、醋酸钯、碘苯二乙酯的物质的量之比为1：0.05：3；
所述醋酸和醋酸酐的混合溶剂的体积用量以式(i)所示化合物的质量计为30～50ml/g；优选所述醋酸和醋酸酐的混合溶剂中醋酸和醋酸酐的体积比为1：1；
所述后处理的方法为：反应结束后，反应液冷却至室温，用乙酸乙酯萃取，萃取液经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩后进行快速柱层析，以石油醚/乙酸乙酯(体积比10：1)为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，得到式(iii)所示化合物；
式(i)、(ii)或(iii)中，
r1为h或所在苯环上的一个取代基，所述取代基选自ch3、cl、och3、coch3或cf3；
r2为h或所在苯环上的一个或多个(优选一个)取代基，所述取代基各自独立选自ch3或f。
本发明具有以下优点：本发明方法反应体系简单，所用溶剂廉价易得；底物制备简单且收率高，进而本发明反应的收率良好。本发明的创新点在于，在导向基团的作用下，可一步对2,1,3-苯并噻二唑共轭分子进行定点修饰引入乙酰氧基，使得反应路线大大缩短。本发明所得相应产物的收率最高为99％。
(四)具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
将4-甲基-7-苯基-2,1,3-苯并噻二唑(45mg,0.2mmol)，碘苯二乙酯(64mg,0.2mmol)，醋酸钯(2.2mg,0.01mmol)，溶解在1ml的醋酸和1ml的醋酸酐混合溶剂中，室温下搅拌反应36小时，用乙酸乙酯萃取，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析，得产物4-甲基-7-(2-乙酰氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑48mg，收率为85％，产物为黄色固体。
m.p.:53-55℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.60(dd,j＝7.6,1.7hz,1h),7.52–7.46(m,2h),7.45–7.36(m,2h),7.29(dd,j＝8.0,1.2hz,1h),2.80(d,j＝1.2hz,3h),1.91(s,3h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.97,155.40,153.53,148.16,131.64,131.19,130.50,129.53,129.21,128.22,127.88,125.94,122.90,20.75,17.86ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc15h13n2o2s[m+h]+285.0692,found285.0696.
实施例2
将4-甲基-7-苯基-2,1,3-苯并噻二唑(45mg,0.2mmol)，碘苯二乙酯(193mg,0.6mmol)，醋酸钯(2.2mg,0.01mmol)，溶解在1ml的醋酸和1ml的醋酸酐混合溶剂中，加热到120℃搅拌反应16小时，冷却至室温用乙酸乙酯萃取，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析，得产物4-甲基-7-(2,6-二乙酰氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑60mg，收率为89％，产物为黄色固体。
m.p.:123-125℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.51(t,j＝8.2hz,1h),7.43–7.38(m,2h),7.19(d,j＝8.2hz,2h),2.80(d,j＝1.0hz,3h),1.82(s,6h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.70,155.18,153.51,149.43,131.78,130.41,129.31,127.73,124.40,123.33,120.46,20.54,17.97ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc17h15n2o4s[m+h]+343.0747,found343.0752.
实施例3
按实施例1所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(4-甲基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(48mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2-乙酰氧基-4-甲基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑49mg，收率为82％，产物为黄色凝胶。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.47(dd,j＝8.8,7.4hz,2h),7.42(dd,j＝7.0,1.2hz,1h),7.21(ddd,j＝7.8,1.7,0.8hz,1h),7.10(dd,j＝1.7,0.9hz,1h),2.79(d,j＝1.1hz,3h),2.46(d,j＝0.9hz,3h),1.91(s,3h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.21,155.47,153.75,148.00,139.70,131.40,130.98,129.41,128.32,127.96,127.55,126.91,123.44,21.20,20.83,17.92ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc16h15n2o2s[m+h]+299.0849,found299.0853.
实施例4
按实施例2所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(4-甲基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(48mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2,6-二乙酰氧基-4-甲基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑58mg，收率为81％，产物为黄色固体。
m.p.:111-112℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.43–7.33(m,2h),7.04–6.96(m,2h),2.79(d,j＝1.0hz,3h),2.45(s,3h),1.80(s,6h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.71,155.09,153.58,149.01,140.00,131.48,130.33,127.68,123.38,121.30,121.05,21.25,20.44,17.86ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc18h17n2o4s[m+h]+357.0904,found334.0908.
实施例5
按实施例1所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(4-氯)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(52mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2-乙酰氧基-4-氯)苯基-2,1,3-苯并噻二唑51mg，收率为80％，产物为黄色固体。
m.p.:126-127℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.54(d,j＝8.3hz,1h),7.47(d,j＝7.0hz,1h),7.45–7.41(m,1h),7.37(dd,j＝8.3,2.1hz,1h),7.32(d,j＝2.1hz,1h),2.80(d,j＝1.1hz,3h),1.92(s,3h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.59,155.45,153.38,148.56,134.44,132.46,131.69,129.60,129.16,127.89,127.19,126.33,123.53,20.74,17.96ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc15h12cln2o2s[m+h]+319.0303,found319.0308.
实施例6
按实施例1所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(4-甲氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(51mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2-乙酰氧基-4-甲氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑51mg，收率为81％，产物为黄色固体。
m.p.:74-76℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.52(d,j＝8.6hz,1h),7.45(d,j＝7.0hz,1h),7.40(dd,j＝7.0,1.2hz,1h),6.95(dd,j＝8.5,2.6hz,1h),6.83(d,j＝2.5hz,1h),3.87(s,3h),2.78(d,j＝1.2hz,3h),1.92(s,3h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.86,160.22,155.45,153.78,148.94,132.15,130.71,129.30,128.09,127.92,122.82,111.98,108.60,55.48,20.76,17.83ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc16h15n2o3s[m+h]+315.0798,found315.0802.
实施例7
按实施例2所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(4-甲氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(51mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2,6-乙酰氧基-4-甲氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑51mg，收率为69％，产物为黄色固体。
m.p.:159-161℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.43–7.33(m,2h),6.74(s,2h),3.85(s,3h),2.78(d,j＝1.1hz,3h),1.79(s,6h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.57,160.21,155.20,153.83,149.95,131.45,130.60,127.78,123.41,116.77,106.77,55.73,20.53,17.93ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc18h16n2o5s[m+h]+373.0853,found373.0857.
实施例8
按实施例1所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(4-乙酰基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(54mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2-乙酰氧基-4-乙酰基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑54mg，收率为83％，产物为黄色固体。
m.p.:95-96℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.55(d,j＝8.1hz,1h),7.49(d,j＝7.0hz,1h),7.45–7.40(m,2h),7.27(d,j＝1.9hz,1h),2.80(d,j＝1.1hz,3h),1.93(s,3h),1.40(s,9h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.18,155.53,153.69,152.97,147.96,131.15,130.98,129.46,128.33,128.00,127.52,123.19,120.01,34.81,31.22,20.86,17.93ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc17h15n2o3s[m+h]+327.0798,found327.0802.
实施例9
按实施例2所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(4-乙酰基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(54mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2,6-二乙酰氧基-4-乙酰基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑60mg，收率为78％，产物为黄色固体。
m.p.:186-188℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.39(s,2h),7.16(s,2h),2.78(s,3h),1.79(s,6h),1.37(s,9h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.62,155.10,153.47,153.26,148.94,131.43,130.39,127.69,123.46,121.28,117.57,34.91,30.98,20.45,17.84ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc19h17n2o5s[m+h]+385.0853,found385.0856.
实施例10
按实施例1所述的方法，不同的是：4-甲基-7-(2-甲氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(51mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(2-甲氧基-6-乙酰氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑58mg，收率为92％，产物为黄色固体。
m.p.:126-127℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.49–7.39(m,3h),6.97(d,j＝8.4hz,1h),6.89(d,j＝8.2hz,1h),3.72(s,3h),2.80(s,3h),1.82(s,3h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.15,158.32,155.30,154.01,149.41,131.02,130.43,129.62,127.87,124.42,120.00,115.06,108.91,56.01,20.52,17.92ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc16h15n2o3s[m+h]+315.0798,found315.0801.
实施例11
按实施例1所述的方法，不同的是所用底物为：4-苯基-5,6-二氟-2,1,3-苯并噻二唑(50mg,0.2mmol)，得产物4-(2-乙酰氧基)苯基-5,6-二氟-2,1,3-苯并噻二唑40mg，收率为65％，产物为黄色固体。
m.p.:85-87℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.58(ddd,j＝7.4,6.0,1.9hz,2h),7.44(td,j＝7.6,1.2hz,1h),7.41–7.38(m,1h),2.02(s,3h)ppm.13cnmr(151mhz,cdcl3)δ168.38,151.94(dd,jc-f＝251.0,19.4hz),151.06(jc-f＝20.1hz),149.52(dd,jc-f＝53.3,5.4hz),149.37(jc-f＝20.8hz),148.48,131.94,130.81,125.92,123.26,122.24(jc-f＝2.5hz),115.64(jc-f＝16.0hz),99.30(dd,jc-f＝22.7,3.0hz),20.88ppm.
实施例12
按实施例1所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(3-甲氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(51mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(3-甲氧基-6-乙酰氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑39mg，收率为62％，产物为黄色固体。
m.p.:64-66℃1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.49(d,j＝7.0hz,1h),7.43(dd,j＝7.0,1.2hz,1h),7.19(d,j＝8.9hz,1h),7.11(d,j＝3.0hz,1h),7.01(dd,j＝8.9,3.0hz,1h),3.85(s,3h),2.80(d,j＝1.1hz,3h),1.89(s,3h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.54,157.20,155.51,153.55,141.82,131.41,131.36,129.61,128.27,127.95,123.70,116.79,114.54,55.69,20.80,17.99ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc16h15n2o3s[m+h]+315.0798,found315.0802.
实施例13
按实施例1所述的方法，不同的是所用底物为：4-甲基-7-(3-三氟甲基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑(59mg,0.2mmol)，得产物4-甲基-7-(3-三氟甲基-6-乙酰氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑72mg，收率为99％，产物为黄色凝胶。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.88(d,j＝2.2hz,1h),7.75(ddd,j＝8.5,2.3,0.7hz,1h),7.52(d,j＝7.0hz,1h),7.48–7.40(m,2h),2.81(d,j＝1.2hz,3h),1.93(s,3h)ppm.13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.44,155.42,153.19,150.76,132.18,131.36,129.90,129.02(jc-f＝3.9hz),128.31(jc-f＝32.9hz),127.88,126.91,126.26(jc-f＝3.8hz),123.78(jc-f＝272.3hz),123.69,20.76,17.94ppm.hrmsm/z(esi):calcdforc16h12f3n2o2s[m+h]+353.0566,found353.0564.
实施例14
按实施例2所述的方法，不同的是所用底物为：7-苯基-2,1,3-苯并噻二唑(42mg,0.2mmol)，得产物7-(6-乙酰氧基)苯基-2,1,3-苯并噻二唑43mg，收率为80％，产物为黄色固体。
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