介孔分子筛MCM-41固载席夫碱与醋酸锌共催化“一锅法”合成噻唑啉酮衍生物

引用本文: 邢雪建, 樊馗, 庞海霞, 吴阳, 杨敬辉, 石伟, 解正峰, 惠永海. 介孔分子筛MCM-41固载席夫碱与醋酸锌共催化“一锅法”合成噻唑啉酮衍生物[J]. 有机化学, 2016, 36(8): 1942-1947. doi: 10.6023/cjoc201601014 shu

Citation: Xing Xuejian, Fan Kui, Pang Haixia, Wu Yang, Yang Jinghui, Shi Wei, Xie Zhengfeng, Hui Yonghai. One-Pot Synthesis of 4-Thiazolidinone Derivatives Catalyzed by Zinc Acetate-Schiff Base Complex Immobilized on Mesoporous Molecular Sieve MCM-41[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2016, 36(8): 1942-1947. doi: 10.6023/cjoc201601014 shu

介孔分子筛MCM-41固载席夫碱与醋酸锌共催化“一锅法”合成噻唑啉酮衍生物

邢雪建 ^a, ,
樊馗 ^a, ,
庞海霞 ^a, ,
吴阳 ^a, ,
杨敬辉 ^a, ,
石伟 ^a,b, ,
解正峰 ^a,b, ,
惠永海 ^{a,*,
,}

a.
新疆大学化学化工学院石油天然气精细化工教育部重点实验室乌鲁木齐 830046
b.
西南石油大学化学化工学院成都 610500

通讯作者: E-mail: hyhai97@126.com

基金项目:
国家自然科学基金 Nos. 21161026, 21362036

新疆自治区研究生科研创新 No. XJGRI2015013

摘要: 利用介孔分子筛MCM-41固载席夫碱与Zn（OAc）₂作为催化剂，“一锅法”简单有效地催化了醛、胺和巯基乙酸合成噻唑啉酮衍生物. 一系列取代的醛和胺被考察，发现此催化剂能够高效地催化此反应，收率最高可达98%. 另外，此类催化剂能够回收再利用，催化循环5次，反应依然可以得到80%的产率.

关键词:

English

One-Pot Synthesis of 4-Thiazolidinone Derivatives Catalyzed by Zinc Acetate-Schiff Base Complex Immobilized on Mesoporous Molecular Sieve MCM-41

a.
Key Laboratory of Oil & Gas Fine Chemicals, Ministry of Education & Xinjiang Uyghur Autonomous Region, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046
b.
School of Chemistry and Chemistry Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500

Corresponding author: Hui Yonghai, hyhai97@126.com

Received Date: 14 January 2016
Revised Date: 02 April 2016
Fund Project:
the National Natural Science Foundation of China

the Postgraduate Innovative Foundation of Xinjiang Autonomous Region

Abstract: A new simple and efficient one-pot synthesis of thiazolidinone derivatives via aldehydes, amines and mercaptoacetic acid in the presence of Zn(OAc)₂-Schiff base complex immobilized on MCM-41 is described. A variety of aldehydes and amines were engaged in the study and afforded respective thiazolidinones in high yield (up to 98%). Moreover, consistent activity of recovered catalyst was found to be almost same up to five cycles in 80% yield.

Key words:

噻唑啉酮及其衍生物因其结构的可修饰性和广谱的药理活性,在医药和农药领域都有广泛的应用. 在医药领域,主要表现在杀菌、抗肿瘤、抗炎和抗病毒等方面^[1～3]; 在农药开发领域,主要表现在杀菌、杀虫和植物调节生长等方面^{[4, 5]}. 由于噻唑啉酮类化合物高效、低毒和结构功能化而具有广阔的研究和开发前景. 最近几年,人们发现路易斯酸^[6]、偶联剂^[7]、硫酸钠^[8]和分子筛^[9]等催化剂能够很好地催化噻唑啉酮类反应. 其中,分子筛作为催化剂,由于其对环境友好,可重复利用,而被人们广泛关注. 在我们前期的研究工作中发现介孔分子筛MCM-41在许多有机反应中具有很好的催化效果,如Knoevenagel缩合反应^[10]、Michael加成反应^[11～13]和氧化反应^{[14, 15]}等. 在这里,我们设计了席夫碱修饰的MCM-41和金属盐共同催化“一锅法”合成噻唑啉酮衍生物(Eq. 1). 本文以苯甲醛、苯胺和巯基乙酸为标准反应,通过对反应条件优化和底物普适性考察,发现MCM-41固载席夫碱-Zn(OAc)₂能够高效地催化三组分噻唑啉酮成环反应(产率高达98%). 同时,催化剂催化循环5次,反应产率依然可达80%.

1 结果与讨论

1.1 反应条件的优化

我们选择苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.1 mmol)及巯基乙酸(0.15 mmol)为标准反应,加入配体L (0.005 g),金属盐(5 mol%),溶剂甲苯(0.5 mL),110 ℃反应8 h. 经过对配体、金属盐、溶剂、反应时间、催化剂用量和底物配比等反应条件的考察(表 1). 我们发现L3配体最好(Entry 4),并且与Zn(OAc)₂能够很好地共催化反应进行(Entry 7). 随后考察了溶剂对反应的影响,发现溶剂效应在此反应里起着重要的作用,质子型溶剂(如,乙醇和水)不能使反应顺利进行(Entries 12,13); 延长反应时间没有提高产物的产率(Entry 17); 增加金属盐用量会使产率下降(Entry 18). 最后考察了反应物的配比,对底物物质的量为1:1:1.5、1:1.2:1.5和1:1.3:1.5进行了筛选,发现物质的量为1:1.2:1.5时,成环反应的产率最高(Entry 19). 最终确定的最佳反应条件为: 苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.12 mmol)及巯基乙酸(0.15 mmol)和L3 (0.005 g)-Zn(OAc)₂ (5 mol%)在甲苯(0.5 mL)中110 ℃回流反应8 h.

表1 不同反应条件的优化^a Table1. Different condition effect on the reaction

表选项

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Entry	Catalyst	Solvent	Time/h	Yield^b/%
1	None	Toluene	8	38
2	L1	Toluene	8	46
3	L2	Toluene	8	53
4	L3	Toluene	8	58
5	L4	Toluene	8	39
6	L5	Toluene	8	40
7	L3/Zn(OAc)₂	Toluene	8	79
8	L3/Cu(OAc)₂	Toluene	8	58
9	L3/Mn(OAc)₂	Toluene	8	51
10	L3/Zn(NO₃)₂	Toluene	8	45
11	Zn(OAc)₂	Toluene	8	63
12	L3/Zn(OAc)₂	EtOH	8	Trace
13	L3/Zn(OAc)₂	H₂O	8	Trace
14	L3/Zn(OAc)₂	THF	8	21
15	L3/Zn(OAc)₂	AcOEt	8	29
16	L3/Zn(OAc)₂	CH₂Cl₂	8	35
17	L3/Zn(OAc)₂	Toluene	6/8/10	68/79/78
18^c	L3/ Zn(OAc)₂	Toluene	8	70/65
19^d	L3/Zn(OAc)₂	Toluene	8	88/86
^a 反应条件: 苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.1 mmol)、巯基乙酸(0.15 mmol)、配体(0.005 g)和金属盐(5 mol%)在甲苯(0.5 mL)中110 ℃下回流8 h. ^b柱层析产率. ^c金属盐量(10 mol%和15 mol%). ^d苯甲醛/苯胺/巯基乙酸的比例(1/1.2/1.5和1/1.3/1.5).

表1 不同反应条件的优化^a
Table1. Different condition effect on the reaction

1.2 反应底物的扩展

随后考察了苯二胺参与的成环反应,反应底物配比为苯甲醛:苯二胺:巯基乙酸=2:1:2 (0.2 mmol/0.1mmol/0.2 mmol). 从结果可以看出,间-和对-苯二胺参与反应的产物都生成了双噻唑啉酮环产物4y和4w,而邻-苯二胺参与的反应却得到产物4x. 这是因为邻苯二胺与两分子苯甲醛反应,得到N,N′-二亚甲基邻苯二胺衍生物,然后经过^{[1, 3]}σ迁移得到1,2-二取代苯并咪唑类化合物^[16].

表2 L3-Zn(OAc)₂“一锅法”催化噻唑啉酮成环反应^a Table2. One-pot cyclocondensation reaction of thiazolidinone by L3-Zn(OAc)₂

表选项

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Entry	R¹	R²	Product	Yield^b/%
1	C₆H₅	C₆H₅	4a	88
2	C₆H₅	p-FC₆H₄	4b	78
3	C₆H₅	p-ClC₆H₄	4c	82
4	C₆H₅	p-BrC₆H₄	4d	85
5	C₆H₅	p-NO₂C₆H₄	4e	43
6	C₆H₅	p-CH₃C₆H₄	4f	95
7	C₆H₅	p-CH₃OC₆H₄	4g	94
8	C₆H₅	PhCH₂	4h	98
9	p-FC₆H₄	C₆H₅	4i	75
10	p-ClC₆H₄	C₆H₅	4j	77
11	p-BrC₆H₄	C₆H₅	4k	81
12	p-NO₂C₆H₄	C₆H₅	4l	45
13	p-CH₃C₆H₄	C₆H₅	4m	94
14	p-CH₃OC₆H₄	C₆H₅	4n	96
15	o-CH₃OC₆H₄	C₆H₅	4o	76
16^c	H	C₆H₅	4p	45
17		C₆H₅	4q	96
18	C₆H₅	4r	95
19^d	C₆H₅	C₆H₅	4a	85/87
^a反应条件: 苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.12 mmol)、巯基乙酸(0.15 mmol)、L3 (0.005 g)和Zn(OAc)₂ (5 mol%)在甲苯(0.5 mL)中110 ℃下回流8 h. ^b柱层析产率. ^c37.0～40.0%甲醛溶液. ^d 反应条件: 苯甲醛(0.5/1.0 mmol)、苯胺(0.6/1.2 mmol)、巯基乙酸(0.75/1.5 mmol)、L3 (0.005 g)和醋酸锌(5 mol%)在甲苯(2.5 mL/0.5 mL)中110 ℃下回流8 h.

表2 L3-Zn(OAc)₂“一锅法”催化噻唑啉酮成环反应^a
Table2. One-pot cyclocondensation reaction of thiazolidinone by L3-Zn(OAc)₂

在最优条件下进行了底物普适性考察(表 2). 芳环上,R¹和R²取代的供电子基明显优于吸电子基的产率,这是取代基的电子效应所致. 当R²上的取代基团为吸电子基团时,氮原子的电子云密度降低,不易发生亲核加成反应,且取代基吸电子性越强,反应越难进行(Entries 2～5); 当R¹上的取代基团为吸电子基团时,降低了羰基碳的亲电性,从而减弱与巯基乙酸发生加成合环反应(Entries 9～12); 当R¹和R²为同主族元素(如卤素)取代时,随着原子半径的增大,其相应卤素的电负性减弱,给电子能力增强,反应活性逐渐增高(Entries 2～4,9～11); 当脂肪胺(苄胺)参与反应时,可以得到98%产率(Entry 8); 当使用甲醛溶液参与反应时,由于反应物中水的影响,使得反应只能得到45%的产率(Entry 16); 当稠环醛和杂环醛参与此反应时,也可以得到很好的产率(Entries 17,18). 最后,我们对反应进行了放大量测试,将反应底物扩大5倍和10倍时,反应产率无明显变化(Entry 19).

1.3 催化剂的重复使用性

表3 L3-Zn(OAc)₂的重复使用性 Table3. Reusability of L3-Zn(OAc)₂^a

表选项

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Reuse	1 st	2 nd	3 rd	4 th	5 th
Yield^b/%	88	85	85	83	80
^a反应条件: 苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.12 mmol)、巯基乙酸(0.15 mmol)、L3 (0.005 g)和Zn(OAc)₂ (5 mol%)在甲苯(0.5 mL)中110 ℃下回流8 h. ^b 柱层析产率.

表3 L3-Zn(OAc)₂的重复使用性
Table3. Reusability of L3-Zn(OAc)₂^a

非均相催化剂的重复使用性是考察催化剂催化性能的重要指标. L3-Zn(OAc)₂作为非均相催化剂,重复使用性的测试结果如表 3所示. 第一次反应完成后,通过离心分离出催化剂,洗涤、干燥后直接用于下一次催化反应,催化剂重复使用五次后,反应依然可以得到80%的产率.

1.4 反应机理

图图式2 反应机理

图式2. Proposed reaction mechanism for the reaction

图选项

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我们认为反应可能的机理如Scheme 2所示. 催化剂L3-Zn(OAc)₂与巯基乙酸的羰基氧形成O—Zn键增加了羰基碳的亲电性,促使分子内发生成环反应,失去一份子水得到目标化合物4-噻唑啉酮^{[17, 18]}.

图图式1 二苯胺的一锅法环缩合反应

图式1. One-pot cyclocondensation reaction of diamines

图选项

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2 结论

发现了一种有效的合成噻唑啉酮衍生物的方法. 用MCM-41固载的席夫碱配体L3与Zn(OAc)₂共同催化了醛、胺和巯基乙酸的反应,“一锅法”合成了一系列4-噻唑啉酮类化合物. 在考察苯二胺参与反应时,发现邻苯二胺可以得到苯并咪唑化合物,其他两种二胺均得到了双噻唑啉酮环产物. 另外,该催化剂能够回收再利用,催化循环使用5次,反应产率没有明显降低. 本方法为合成噻唑啉酮衍生物提供了有用的参考价值.

3 实验部分

3.1 仪器与试剂

Varian inova-400型核磁共振仪(TMS为内标,CDCl₃为溶剂,单位为ppm); RV10型旋转蒸发仪; X-4数字显示显微熔点测定仪; BRUKER EQUINX55型红外光谱仪(KBr压片)测定; ZF-2型三用紫外仪; 薄层板由青岛海洋化工厂生产的薄层层析硅胶GF 254加0.6% CMC自制,柱层层析硅胶(200和400目). 石油醚为分析纯,60～90 ℃; 乙酸乙酯为分析纯; 洗脱剂为V(乙酸乙酯):V(石油醚)=1:3,1:5; 所用试剂除苯甲醛经精制处理外,其它试剂及溶剂均为市售分析纯,用前未经处理.

3.2 实验方法

目标化合物的合成(以2,3-二苯基-4-噻唑啉酮的合成为例). 将苯甲醛(0.1 mmol,0.0106 g)、苯胺(0.1 mmol,0.0094 g)、巯基乙酸(0.15 mmol,0.0138 g)、MCM-41固载席夫碱配体L3 (0.005 g,0.01 mmol)和Zn(OAc)₂ (0.0009 g,0.001 mmol)溶于甲苯(0.5 mL)中,在110 ℃回流反应8 h,TLC检测反应. 反应完毕后,柱层析[V(乙酸乙酯):V(石油醚)=1:5]分离纯化得目标产物.

3-(4-氟苯基)-2-苯基-4-噻唑啉酮(4b)^[17]: 产率 78%,白色固体. m.p. 114～116 ℃ (lit.^[17] 115～116 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.31～7.26 (m,5H),7.13～7.09 (m,2H),6.96 (dd,J=8.8,8.3 Hz,2H),6.02 (d,J=1.5 Hz,1H),4.01～3.86 (m,2H).

2-(4-氟苯基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4i)^[17]: 产率75%,白色固体. m.p. 132～133 ℃ (lit.^[17] 132～133 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.31～7.26 (m,4H),7.20～7.12 (m,3H),6.97 (t,J=8.6 Hz,2H),6.09 (s,1H),4.00～3.87 (m,2H).

辅助材料(Supporting Information) 化合物4a～4r和4x～4w的核磁共振氢谱图. 这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

2-(4-硝基苯基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4l)^[17]: 产率45%,黄色固体. m.p. 138～139 ℃ (lit.^[17] 138～140 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 8.17～8.15 (m,2H),7.49～7.47 (m,2H),7.41～7.28 (m,2H),7.24～7.13 (m,3H),6.20 (d,J=1.3 Hz,1H),3.99～3.90 (m,2H).

2-(4-溴苯基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4k)^[17]: 产率81%,黄色固体. m.p. 157～158 ℃ (lit.^[17] 158～159 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.42 (d,J=8.5 Hz,2H),7.30～7.26 (m,2H),7.19～7.13 (m,5H),6.06 (d,J=1.1 Hz,1H),4.00～3.86 (m,2H).

3,3'-(1,3-亚苯基)二(2-苯基-4-噻唑啉酮)(4y)^[20]: 产率58%,黄色固体. m.p.＞300 ℃ (lit.^[17]＞300 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.31～7.27 (m,4H),7.25～7.22 (m,2H),7.22～7.11 (m,2H),7.01～6.95 (m,6H),6.00 (d,J=4.0 Hz,2H),3.98～3.89 (m,2H),3.84～3.77 (m,2H).

1-苄基-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑(4x)^[17]: 产率64%,白色固体. m.p. 133～134 ℃ (lit.^[17] 130～131 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.88 (d,J=8.0 Hz,1H),7.71～7.68 (m,2H),7.47～7.45 (m,3H),7.34～7.30 (m,4H),7.26～7.22 (m,2H),7.12～7.10 (m,2H),5.47 (s,2H).

3-(4-硝基苯基)-2-苯基-4-噻唑啉酮(4e)^[17]: 产率43%,黄色固体. m.p. 82～83 ℃ (lit.^[17] 81～83 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 8.14 (d,J=9.0 Hz,2H),7.48 (d,J=9.1 Hz,2H),7.26 (d,J=9.2 Hz,5H),6.23 (s,1H),3.96～3.89 (m,2H).

3-(4-氯苯基)-2-苯基-4-噻唑啉酮(4c)^[17]: 产率82%,白色固体. m.p. 110～111 ℃ (lit.^[17] 110～111 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.31～7.27 (m,5H),7.25～7.20 (m,2H),7.13～7.11 (m,2H),6.06 (d,J=1.0 Hz,1H),4.00～3.84 (m,2H).

2-(4-氯苯基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4j)^[17]: 产率77%,白色固体. m.p. 128～129 ℃ (lit.^[17] 128～130 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.31～7.27 (m,3H),7.26～7.21 (m,3H),7.20～7.13 (m,3H),6.08 (d,J=1.0 Hz,1H),4.00～3.86 (m,2H).

2-(2-吡啶基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4r)^[17]: 产率95%,白色固体. m.p. 152～155 ℃ (lit.^[17] 152～153 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 8.58～8.54 (m,1H),7.67～7.64 (m,1H),7.30～7.27 (m,4H),7.25～7.18 (m,3H),6.14 (s,1H),4.07 (d,J=1.5 Hz,1H),3.80 (d,J=15.6 Hz,1H).

3-(4-苄基苯基)-2-苯基-4-噻唑啉酮(4h)^[17]: 产率98%,白色固体. m.p. 152～153 ℃ (lit.^[17] 150～155 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.41～7.36 (m,3H),7.32～7.28 (m,3H),7.26～7.22 (m,2H),7.11～7.09 (m,2H),5.39 (d,J=1.9 Hz,1H),5.17 (d,J=14.7 Hz,1H),3.91 (dd,J=15.6,2.0 Hz,1H),3.76 (d,J=15.6 Hz,1H),3.54 (d,J=14.7 Hz,1H).

2-(2-甲氧基苯基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4o)^[20]: 产率75%,黄色油状物. ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.39～7.36 (m,3H),7.16～7.11 (m,4H),6.86～6.83 (m,2H),6.06 (d,J=1.4 Hz,1H),3.99 (dd,J=15.8,1.6 Hz,1H),3.86 (dd,J=15.8,0.5 Hz,1H),3.76 (s,3H).

3-(4-甲基苯基)-2-苯基-4-噻唑啉酮(4f)^[18]: 产率95%,黄色固体. m.p. 113～115 ℃ (lit.^[17] 115～117 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.30～7.26 (m,5H),7.08～7.01 (m,4H),6.04 (dd,J=1.7,0.5 Hz,1H),4.01～3.84 (m,2H),2.24 (s,3H).

2-(1-萘基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4q)^[20]: 产率96%,黄色油状物. ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.97 (s,1H),7.90 (d,J=7.5 Hz,1H),7.80 (d,J=8.0 Hz,1H),7.58～7.52 (m,2H),7.47～7.34 (m,4H),7.27～7.26 (m,1H),7.24～7.22 (m,1H),7.17～7.07 (m,1H),6.86 (s,1H),3.96 (d,J=15.9 Hz,1H),3.87 (s,1H).

3-(4-甲氧基苯基)-2-苯基-4-噻唑啉酮(4g)^[17]: 产率 94%,黄色固体. m.p. 61～62 ℃ (lit.^[17] 61～67 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.30～7.26 (m,5H),7.03 (d,J=9.1 Hz,2H),6.78 (d,J=9.1 Hz,2H),5.98 (d,J=1.3 Hz,1H),4.02～3.85 (m,2H),3.72 (s,3H).

2,3-二苯基-4-噻唑啉酮(4a)^[18]: 产率88%,黄色固体. m.p. 131～132 ℃ (lit.^[18] 130～132 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.31～7.27 (m,7H),7.19～7.16 (m,3H),6.10 (d,J=1.5 Hz,1H),4.02～3.86 (m,2H).

3,3'-(1,4-亚苯基)二(2-苯基-4-噻唑啉酮)(4w)^[17]: 产率72%,黄色固体. m.p. 251～253 ℃ (lit.^[17] 252～254 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.33～7.28 (s,4H),7.24～7.17 (m,4H),7.12 (d,J=2.2 Hz,2H),6.87 (d,J=8.5 Hz,1H),6.56 (d,J=8.3 Hz,1H),6.03～5.91 (m,2H),5.35 (s,1H),4.04～3.73 (m,5H).

3-苯基-4-噻唑啉酮(4p)^[19]: 产率45%,白色固体,m.p. 113～115 (lit.^[17] 113～114 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.38～7.43 (m,3H),7.22～7.28 (m,2H),4.81～4.83(t,J=1.2 Hz,2H) ,4.8 (d,J=10.9 Hz,1H) 3.98 (dd,J=15.8,1.5 Hz,1H),3.88 (d,J=15.8 Hz,1H)

2-(4-甲基苯基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4m)^[17]: 产率94%,白色固体. m.p. 105～106 ℃ (lit.^[17] 104～105 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.30～7.26 (m,2H),7.19～7.14 (m,5H),7.09 (d,J=7.9 Hz,2H),6.07 (d,J=1.3 Hz,1H),4.00～3.84 (m,2H),2.29 (s,3H).

2-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-4-噻唑啉酮(4n)^[17]: 产率94%,黄色固体. m.p. 97～99 ℃ (lit.^[17] 97～99 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.29～7.26 (m,2H),7.21～7.18 (m,4H),6.83 (s,3H),6.06 (d,J=1.4 Hz,1H),4.02～3.84 (m,1H),3.76 (s,3H).

3-(4-溴苯基)-2-苯基-4-噻唑啉酮(4d)^[17]: 产率85%,黄色固体. m.p. 112～114 ℃ (lit.^[17] 115～116 ℃); ¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ: 7.41～7.37 (m,2H),7.33～7.25 (m,5H),7.08～7.05 (m,2H),6.06 (d,J=1.3 Hz,1H),4.00～3.84 (m,2H).

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图式1 二苯胺的一锅法环缩合反应

Scheme 1 One-pot cyclocondensation reaction of diamines

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图式2 反应机理

Scheme 2 Proposed reaction mechanism for the reaction

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表 1 不同反应条件的优化^a

Table 1. Different condition effect on the reaction

Entry	Catalyst	Solvent	Time/h	Yield^b/%
1	None	Toluene	8	38
2	L1	Toluene	8	46
3	L2	Toluene	8	53
4	L3	Toluene	8	58
5	L4	Toluene	8	39
6	L5	Toluene	8	40
7	L3/Zn(OAc)₂	Toluene	8	79
8	L3/Cu(OAc)₂	Toluene	8	58
9	L3/Mn(OAc)₂	Toluene	8	51
10	L3/Zn(NO₃)₂	Toluene	8	45
11	Zn(OAc)₂	Toluene	8	63
12	L3/Zn(OAc)₂	EtOH	8	Trace
13	L3/Zn(OAc)₂	H₂O	8	Trace
14	L3/Zn(OAc)₂	THF	8	21
15	L3/Zn(OAc)₂	AcOEt	8	29
16	L3/Zn(OAc)₂	CH₂Cl₂	8	35
17	L3/Zn(OAc)₂	Toluene	6/8/10	68/79/78
18^c	L3/ Zn(OAc)₂	Toluene	8	70/65
19^d	L3/Zn(OAc)₂	Toluene	8	88/86
^a 反应条件: 苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.1 mmol)、巯基乙酸(0.15 mmol)、配体(0.005 g)和金属盐(5 mol%)在甲苯(0.5 mL)中110 ℃下回流8 h. ^b柱层析产率. ^c金属盐量(10 mol%和15 mol%). ^d苯甲醛/苯胺/巯基乙酸的比例(1/1.2/1.5和1/1.3/1.5).

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表 2 L3-Zn(OAc)₂“一锅法”催化噻唑啉酮成环反应^a

Table 2. One-pot cyclocondensation reaction of thiazolidinone by L3-Zn(OAc)₂

Entry	R¹	R²	Product	Yield^b/%
1	C₆H₅	C₆H₅	4a	88
2	C₆H₅	p-FC₆H₄	4b	78
3	C₆H₅	p-ClC₆H₄	4c	82
4	C₆H₅	p-BrC₆H₄	4d	85
5	C₆H₅	p-NO₂C₆H₄	4e	43
6	C₆H₅	p-CH₃C₆H₄	4f	95
7	C₆H₅	p-CH₃OC₆H₄	4g	94
8	C₆H₅	PhCH₂	4h	98
9	p-FC₆H₄	C₆H₅	4i	75
10	p-ClC₆H₄	C₆H₅	4j	77
11	p-BrC₆H₄	C₆H₅	4k	81
12	p-NO₂C₆H₄	C₆H₅	4l	45
13	p-CH₃C₆H₄	C₆H₅	4m	94
14	p-CH₃OC₆H₄	C₆H₅	4n	96
15	o-CH₃OC₆H₄	C₆H₅	4o	76
16^c	H	C₆H₅	4p	45
17		C₆H₅	4q	96
18	C₆H₅	4r	95
19^d	C₆H₅	C₆H₅	4a	85/87
^a反应条件: 苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.12 mmol)、巯基乙酸(0.15 mmol)、L3 (0.005 g)和Zn(OAc)₂ (5 mol%)在甲苯(0.5 mL)中110 ℃下回流8 h. ^b柱层析产率. ^c37.0～40.0%甲醛溶液. ^d 反应条件: 苯甲醛(0.5/1.0 mmol)、苯胺(0.6/1.2 mmol)、巯基乙酸(0.75/1.5 mmol)、L3 (0.005 g)和醋酸锌(5 mol%)在甲苯(2.5 mL/0.5 mL)中110 ℃下回流8 h.

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表 3 L3-Zn(OAc)₂的重复使用性

Table 3. Reusability of L3-Zn(OAc)₂^a

Reuse	1 st	2 nd	3 rd	4 th	5 th
Yield^b/%	88	85	85	83	80
^a反应条件: 苯甲醛(0.1 mmol)、苯胺(0.12 mmol)、巯基乙酸(0.15 mmol)、L3 (0.005 g)和Zn(OAc)₂ (5 mol%)在甲苯(0.5 mL)中110 ℃下回流8 h. ^b 柱层析产率.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

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沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142