CN117126178A

CN117126178A - 一种双吩噻嗪类化合物及其合成方法

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Publication number: CN117126178A
Application number: CN202210614473.5A
Authority: CN
Inventors: 陈善平; 李卓芩; 邓国军
Original assignee: Xiangtan University
Current assignee: Xiangtan University
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-11-28
Anticipated expiration: 2042-05-27
Also published as: CN117126178B

Abstract

本发明主要涉及一种双吩噻嗪及其衍生物的合成方法。本发明在催化剂和氧化剂的作用下，在空气或氧气氛围中实现环己酮类化合物、单质硫、碘化铵一锅反应，高选择性得到一种双吩噻嗪及其衍生物的技术方案，制得结构稳定，化学性质优良的产品及其附加产品。该方法具有反应体系简单、反应条件温和、反应设备较少、实验操作简便、用料来源广泛、原子经济性好、无需添加过渡金属催化剂等特点，为双吩噻嗪类化合物的合成提供了一条新的路径。本发明的双吩噻嗪衍生物及其合成方法，可用于医药、农药、有机功能材料等多个工业生产领域；特别适合一锅法高效选择性合成双吩噻嗪类化合物的科学研究与开发利用。

Description

一种双吩噻嗪类化合物及其合成方法

技术领域

本发明涉及一种双吩噻嗪类化合物及其合成方法，属于有机合成领域。

背景技术

吩噻嗪类化合物是一类非常重要的杂环化合物。随着对多种生物和治疗活性的观察，此类化合物已广泛用于医药和生物应用，包括用作镇静剂、镇静剂、抗结核药、解热剂、抗肿瘤剂、杀菌剂和杀寄生虫剂。几种吩噻嗪衍生物已上市或进行临床试验，如丙嗪、氯丙嗪和三氟丙嗪，吩噻嗪类药物被描述为抗精神病药物和中枢多巴胺受体拮抗剂。由于吩噻嗪具有较高的给电子能力和抑制分子聚集的非平面蝶形构象，因此吩噻嗪类化合物是很有希望用作发光二极管、光伏电池和光敏剂的材料。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种双吩噻嗪及其衍生物。该类物质分子结构稳定、化学性质优良，它既是重要的分子切块，又是含生理活性和药理活性的化合物片段，具有一定光电性能、生物活性和药物活性。

本发明的又一目的是提供一种双吩噻嗪及其衍生物的合成方法，具有原料廉价易得，反应条件简单，操作方便，反应步骤少，所需设备简单，所用原料廉价易得等优点。该反应不需要使用金属催化剂、金属氧化剂，反应能较大限度地保持原子经济性，投入低产出高，易于工业化生产和普及推广。

为了实现上述目的，本发明的双吩噻嗪及其衍生物，它的通式为式Ⅰ：

其中：

R选自烷基、苯基。

本发明还提供一种合成权利要求1所述的双吩噻嗪及其衍生物的方法，将环己酮类化合物、单质硫和碘化铵三组分在催化剂、氧化剂、有机溶剂的反应条件下经加热搅拌得到。

优选的，本发明的方法，所述环己酮类化合的通式为式Ⅱ：

其中：

R选自烷基、苯基。

本发明的方法，所述环己酮类化合物选自：4-甲基-环己酮、4-乙基-环己酮、4-丙基-环己酮、4-叔丁基环己酮、4-戊基-环己酮、4-叔戊基-环己酮、4-苯基-环己酮。

本发明的方法，所述催化剂为：碘化钠、碘化铵、单质碘、碘化钾、N-碘代丁二酰亚胺、溴化碘、碘酸钾、高碘酸钠、氯化碘、氢碘酸、[双(三氟乙酰氧基)碘]苯、三甲基碘硅烷、碘苯、碘化镍、碘化亚铜、碘化钯中的一种。

本发明的方法，所述氧化剂为：二甲基亚砜、苄基苯基亚砜、甲基苯基亚砜、二甲基砜、二苯亚砜、二苯砜、环丁砜、2-碘酰基苯甲酸、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢、2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌、对苯醌中的一种。

本发明的方法，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸甲酯、乙酸苄酯、乙酸戊酯，乙酸己酯，石油醚，氯苯、甲苯、三氟甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、硝基苯1,4-二氧六环、乙腈、苯甲醚、1,1,2,2-四氯乙烷、N,N-二甲基乙酰胺、邻二氯苯中的一种，所述溶剂的用量为：0.4-1.2mL。

本发明的方法，所述环己酮类化合物、单质硫、碘化铵、催化剂、氧化剂的摩尔比为1.0:1.0-8.0:1.0-5.0:0.01-1.0:0.5-3.0；反应温度为100-160℃；反应气氛为：空气或氧气氛围；反应时长为8-36h。

本发明技术方案，具有如下优点：

(I)本发明在催化剂和氧化剂的作用下，空气氛围中，实现环己酮类化合物、单质硫和碘化铵一锅反应，高选择性得到一种双吩噻嗪及其衍生物的技术方案，一步直接选择性的合成目标产物，克服了现有多步合成，需要用金属催化剂的方法带来的人、财、物的巨大浪费问题，节约了大量的研究时间与缩短生产周期；(II)环己酮类化合物、单质硫和碘化铵三组分在催化剂、氧化剂、有机溶剂的反应条件下经加热搅拌选择性得到一种双吩噻嗪及其衍生物的技术方案，它具有反应体系简单，反应条件温和，用料来源广泛，产品附加值增加显著且可利用性高，具备可预见的市场商业化前景；(III)环己酮类化合物、单质硫和碘化铵三组分转化为双吩噻嗪及其衍生物的技术方案，它工艺科学、合理，基团定位和选择性好，用料来源广泛，原子经济性好，结构稳定，实验操作容易，反应步骤明显缩短，所需仪器设备少；(IV)本发明的双吩噻嗪衍生物及其合成方法，可用于医药、农药、有机功能材料等多个工业生产领域；特别适合一锅法高效选择性合成双吩噻嗪类化合物的科学研究与开发利用。

具体实施方式

现在结合下反应式对本发明作进一步详细的说明。下反应式为简化的示意，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成：

实施例1-7

包括以下步骤：

⑴在反应容器中加入环己酮类化合物、单质硫、碘化铵、催化剂、氧化剂和有机溶剂；

⑵将反应物充分混合后，进行加热；

⑶反应后进行纯化得到产物。

实施例1 3,7,11-三甲基苯并[5,6][1,4]噻嗪[2,3,4-kl]吩噻嗪的合成

取一反应管，加入0.6mmol(78μL)对甲基环己酮、1.6mmol(51.2mg)单质硫、0.5mmol(73.0mg)碘化铵、0.4mmol(28μL)二甲基亚砜、0.06mmol(10.0mg)碘化钠、0.6mL乙酸乙酯，充入氧气，密封在150℃下搅拌进行反应24小时，常规处理得到纯品41.6mg，产率60％。

环己酮类化合物、单质硫、碘化铵、反应条件、反应产物及产率见表1所示：

表1：实施例1-7中的反应物及反应条件

利用本发明(实施例1)合成的产物可以进一步进行下列反应以制备具有一定发光性能的双吩噻嗪衍生物：

附图说明

为了证明本发明的产物，本发明提供部分实施例的核磁氢谱图和核磁碳谱图。

图1-1实施例1产物的核磁氢谱图。

图1-2实施例1产物的核磁碳谱图。

图2-1实施例2产物的核磁氢谱图。

图2-2实施例2产物的核磁碳谱图。

图3-1实施例3产物的核磁氢谱图。

图3-2实施例3产物的核磁碳谱图。

实施例1产物的核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm)δ7.05(d,J＝8.25Hz,2H),7.00(d,J＝1.94Hz,2H),6.90(dd,J＝8.22,2.03Hz,2H),6.78(s,2H),2.29(s,6H),2.21(s,3H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃,ppm)δ140.24,137.31,134.38,134.03,128.09,128.06,126.55,125.98,125.32,120.15,20.65,20.42.

实施例2产物的核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm)δ7.08(d,J＝8.33Hz,2H),7.02(d,J＝1.98Hz,2H),6.93-6.90(m,2H),6.80(s,2H),2.57(q,J＝7.56Hz,4H),2.49(d,J＝7.58Hz,2H),1.21(t,J＝7.67Hz,6H),1.15(t,J＝7.55Hz,3H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃,ppm)δ140.90,140.57,140.45,126.96,126.93,126.54,125.45,124.90,120.25,117.47,28.11,27.92,15.59,15.51.HRMS calcd.for C₂₄H₂₄NS₂ ⁺[M+H]⁺390.1345,found 390.1346

实施例3产物的核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm)δ7.07(d,J＝8.22Hz,2H),6.99(d,J＝1.95Hz,2H),6.91-6.88(m,2H),6.77(s,2H),2.50(dd,J＝8.57,6.65Hz,4H),2.42(d,J＝3.00Hz,2H),1.63-1.57(m,4H),1.54(dd,J＝8.48,6.26Hz,2H),0.91(dt,J＝18.25,7.35Hz,9H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃,ppm)δ140.48,139.31,139.01,137.51,127.56,127.51,126.47,125.48,125.38,120.15,37.23,36.96,24.50,24.35,13.80,13.67.HRMS calcd.for C₂₇H₃₀NS₂ ⁺[M+H]⁺432.1814,found 432.1814

实施例4产物的核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm)δ7.20-7.19(m,2H),7.11(d,J＝1.74Hz,4H),6.97(s,2H),1.29(s,18H),1.23(s,9H)；¹³C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ148.03,147.65,140.05,125.98,125.11,124.70,124.46,122.66,119.86,34.41,34.38,31.31,31.19.HRMS calcdfor C₃₀H₃₆NS₂ ⁺[M+H]⁺474.2284,found 474.2284

实施例5产物的核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm)δ7.58-7.55(m,3H),7.53-7.30(m,19H),7.25(s,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃,ppm)δ141.53,139.74,138.47,138.04,128.89,128.79,127.62,127.43,127.26,126.71,126.65,126.38,126.35,126.01,124.36,120.83.HRMS calcd.forC₃₆H₂₄NS₂ ⁺[M+H]⁺534.1345,found 533.1311

实施例6产物的核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm)δ7.08(d,J＝8.26Hz,2H),7.01(d,J＝1.95Hz,2H),6.92–6.90(m,2H),6.79(s,2H),2.55-2.43(m,6H),1.73-1.45(m,8H),1.41-1.20(m,16H),0.92-0.88(m,9H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃,ppm)δ140.42,139.57,139.26,127.49,127.45,126.44,125.42,125.36,120.15,35.14,34.89,31.45,31.30,31.14,30.98,22.58,22.54,14.08,14.05.HRMS calcd.for C₃₃H₄₂NS₂ ⁺[M+H]⁺516.2753,found 516.2741

实施例7产物的核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm)δ7.13(s,2H),7.11(s,1H),7.08-7.03(m,3H),6.92(s,2H),1.61(d,J＝7.49Hz,3H),1.58-1.55(m,3H),1.24(d,J＝7.16Hz,14H),1.20(d,J＝2.70Hz,4H),0.71(d,J＝7.34Hz,3H),0.69–0.64(m,6H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃,ppm)δ145.97,139.94,125.93,125.36,125.34,125.12,124.38,123.32,119.78,117.11,37.68,36.76,28.51,28.50,28.43,9.22,9.17,9.14.HRMS calcd.for C₃₃H₄₃NS₂ ⁺[M+H]⁺516.2753,found 516.2737

应用A的核磁数据如下：

1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ8.12(s,2H),7.94(d,J＝2.09Hz,2H),7.53(d,J＝8.50Hz,2H),7.39(dd,J＝8.49,2.09Hz,2H),2.56(s,3H),2.47(s,6H)；13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm)δ137.12,136.55,135.45,134.94,134.32,129.09,128.59,127.87,123.86,121.96,20.94,20.93.HRMS calcd.for C₂₁H₁₈NO₄S₂ ⁺[M+H]⁺412.0672,found 412.0674

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种双吩噻嗪及其衍生物，它的通式为式Ⅰ：

其中：

R选自烷基、苯基。

2.一种合成权利要求1所述的双吩噻嗪及其衍生物的方法，其特征在于，将环己酮类化合物、单质硫和碘化铵三组分在催化剂、氧化剂、有机溶剂的反应条件下经加热搅拌得到。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述环己酮类化合物的通式为式Ⅱ：

其中：

R选自烷基、苯基。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述环己酮类化合物选自：4-甲基-环己酮、4-乙基-环己酮、4-丙基-环己酮、4-叔丁基环己酮、4-戊基-环己酮、4-叔戊基-环己酮、4-苯基-环己酮。

5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂为：碘化钠、碘化铵、单质碘、碘化钾、N-碘代丁二酰亚胺、溴化碘、碘酸钾、高碘酸钠、氯化碘、氢碘酸、[双(三氟乙酰氧基)碘]苯、三甲基碘硅烷、碘苯、碘化镍、碘化亚铜、碘化钯中的一种。

6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为：二甲基亚砜、苄基苯基亚砜、甲基苯基亚砜、二甲基砜、二苯亚砜、二苯砜、环丁砜、2-碘酰基苯甲酸、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢、2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌、对苯醌中的一种。

7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸甲酯、乙酸苄酯、乙酸戊酯，乙酸己酯，石油醚，氯苯、甲苯、三氟甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、硝基苯1,4-二氧六环、乙腈、苯甲醚、1,1,2,2-四氯乙烷、N,N-二甲基乙酰胺、邻二氯苯中的一种。

8.根据权利要求2-7任一项所述的方法，其特征在于，所述环己酮类化合物、单质硫、碘化铵、催化剂、氧化剂的摩尔比为1.0:1.0-8.0:1.0-5.0:0.01-1.0:0.5-3.0；反应温度为100℃-160℃；反应气氛为：空气或氧气；反应时长为8-36h。