醋酸碘苯促进的氧化反应在构建2-氨基-1, 3, 4-噻二唑分子中的应用

陆雨函 韩颖芝 孙亚栋 阿布力米提·阿布都卡德尔 王多志 刘晨江

引用本文: 陆雨函, 韩颖芝, 孙亚栋, 阿布力米提·阿布都卡德尔, 王多志, 刘晨江. 醋酸碘苯促进的氧化反应在构建2-氨基-1, 3, 4-噻二唑分子中的应用[J]. 有机化学, 2020, 40(2): 447-453. doi: 10.6023/cjoc201907037 shu
Citation:  Lu Yuhan, Han Yingzhi, Sun Yadong, Abdukader Ablimit, Wang Duozhi, Liu Chenjiang. Application of Iodobenzene Acetate Promoted Oxidation in the Synthesis of 2-Amino-1, 3, 4-thiadiazole Molecules[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2020, 40(2): 447-453. doi: 10.6023/cjoc201907037 shu

醋酸碘苯促进的氧化反应在构建2-氨基-1, 3, 4-噻二唑分子中的应用

    通讯作者: 孙亚栋, syd19791016@163.com; 王多志, xjwangdz@sina.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(Nos.21662032,21562039)和新疆大学博士科研启动基金(No.BS150225)资助项目

摘要: 报道了一种用高价碘试剂促进缩氨基硫脲分子内氧化偶联反应,能够有效地合成2-氨基-1,3,4-噻二唑类衍生物.高价碘可以作为温和的反应试剂,拥有毒性低、廉价可循环易操作的特性.该反应具有原料易制得、操作简便以及较好的底物适用性等特点.反应机理也进行了初步研究.

English

  • 在近几十年里, 由于高价碘(III)试剂具有低毒性、易操作、可循环、温和的氧化性以及与重金属试剂有相同性能的特征[1], 目前已经有大量的研究者把高价碘试剂应用于有机化合物的合成中, 比如:叠氮基苯并吲哚(IBA-N3)[2]、羟基(磺酰氧基)碘代芳烃和羟基[3]和(对甲苯磺酰氧基)碘苯(HTIB, Koser’s试剂)[4]等.更重要的是, 高价碘试剂在氧化反应中能够活化碳-杂键[5]、碳-碳键[6]和杂-杂键[7], 还能够避免底物的预官能团化、减少合成步骤[8]和环境污染.近年来随着新的、廉价的和对环境友好的无金属催化的发展, 人们对高价碘试剂进行了深入的研究, 2005年Ochiai课题组[9]发表了碘苯作催化剂, 间氯过氧苯甲酸(mCPBA)为氧化剂的氧化偶联反应.其中碘苯可被氧化成三价的碘后加成到烯醇上, 再通过SN2反应脱除一分子碘苯完成催化循环. 2016年, 张弛课题组[10]在无金属条件下用高价碘试剂脱氢合成环丙烷; 2015年, 陈超课题组[11]用芳基高价碘盐作为亲电试剂诱导环化反应; 2018年张永强[12]课题组在室温下通过分子内脱羧合成2-喹诺酮.

    噻二唑的衍生物有显著的生物活性和治疗作用, 因此被广泛地应用于抗菌[13]、抗炎[14]、抗痉挛[15]、抗结核[16]、抗癌[17]和抗高血脂[18]的药物中.含1, 3, 4-噻二唑结构的药物有很多, 例如乙酰唑胺(I)、甲醋唑胺(II)、磺胺甲二唑(III)、头孢西酮(IV)、头孢唑啉(V)、头孢替唑(VI)等(图 1).近几年1, 3, 4-噻二唑类化合物得到了一定的发展, 2013年谭成侠课题组[19]成功将1, 3, 4-噻二唑与硫脲类化合物进行拼接, 将其有效应用于除草剂中;

    图 1

    图 1.  噻二唑类药物
    Figure 1.  Thiadiazole derivatives

    2013年, Gong课题组[20]通过氨基硫脲中间体的环化反应, 选择性地合成了2-氨基取代的1, 3, 4-噻二唑衍生物; 2015年该课题组[21]用硫脲中间体树脂的脱硫环化固相合成1, 3, 4-噻二唑的衍生物; 此外, 有些课题组用硫酸[22]、三氯氧磷[23]、三氯化铁[24]、五氯化磷[25]等合成1, 3, 4-噻二唑衍生物.以上方法都是在一定的条件下通过醛缩氨基硫脲或酸缩氨基硫脲进行分子内氧化偶联进而合成1, 3, 4-噻二唑衍生物.但这些方法依旧存在一些缺点, 如有剧毒、需要高温、价格昂贵、操作复杂、对环境不友好等.因此, 开发了一种用醋酸碘苯促进缩氨基硫脲分子内氧化偶联合成1, 3, 4-噻二唑类化合物的方法(图 2).

    图 2

    图 2.  2-氨基1, 3, 4-噻二唑类化合物的合成方法
    Figure 2.  Synthesis of 1, 3, 4-thiadiazol-2-amines

    首先用缩氨基硫脲(2a)作为反应原料, 温度为80 ℃, 溶剂为二甲基亚砜(DMSO)的条件下在空气中对醋酸碘苯的用量进行筛选.将醋酸碘苯的用量分为0.25, 0.5, 1, 1.25, 1.5, 2.0 equiv.六个梯度进行探究.实验数据表明, 醋酸碘苯的用量对反应有很大的影响(表 1, Entries 1~6).当醋酸碘苯的用量小于1.25 equiv时, 产率较低(表 1, Entries 1~3);当用量改变为1.25 equiv时, 所得1a的产率最高, 达到80% (表 1, Entry 4);当醋酸碘苯的量大于1.25 equiv时, 产率会相对降低(表 1, Entries 5~6).初步确定醋酸碘苯的用量为1.25 equiv.接下来对反应的溶剂进行了筛选, 实验结果显示, 溶剂为DMSO时反应收率达到80%(表 1, Entry 4).当用1, 4-二氧六环、乙醇、醋酸、N, N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈和水作为溶剂时产率普遍较低(表 1, Entries 7~12).考察温度对实验的影响, 将温度分为六个梯度进行探究后发现, 温度由室温升高到60 ℃, 产率逐渐升高(表 1, Entries 13~15);将温度升高至100和120 ℃, 产率分别为74%和69%(表 1, Entries 16~17).对反应时间进行了探究, 先前一直将反应时间设定为4 h, 相应的缩短和延长反应时间都会使1a的产率降低(表 1, Entries 18~20).最后尝试了另外三种碘催化剂:双三氟乙酰碘苯(PIFA)、羟基(对甲苯磺酰氧基)碘苯(Koser)和碘单质.实验表明用这三种催化剂并不能得到可观的产率(表 1, Entries 21~23).因此, 该反应的最优条件是1.25 equiv.的醋酸碘苯、溶剂为DMSO、80 ℃的空气中反应4 h.

    表 1

    表 1  反应条件优化a
    Table 1.  Optimization of reaction conditions
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    Entry PhI(OAc)2/
    equiv.
    Solvent Temp./℃ t./h Yieldb/%
    1 0.25 DMSO 80 4 20
    2 0.50 DMSO 80 4 25
    3 1.00 DMSO 80 4 34
    4 1.25 DMSO 80 4 80
    5 1.50 DMSO 80 4 45
    6 2.00 DMSO 80 4 42
    7 1.25 1, 4-Dioxane 80 4 15
    8 1.25 EtOH 80 4 5
    9 1.25 AcOH 80 4 50
    10 1.25 DMF 80 4 12
    11 1.25 CH3CN 80 4 33
    12 1.25 H2O 80 4 0
    13 1.25 DMSO r.t. 4 12
    14 1.25 DMSO 40 4 20
    15 1.25 DMSO 60 4 45
    16 1.25 DMSO 100 4 74
    17 1.25 DMSO 120 4 69
    18 1.25 DMSO 80 2 39
    19 1.25 DMSO 80 6 44
    20 1.25 DMSO 80 8 44
    21c 1.25 DMSO 80 4 20
    22d 1.25 DMSO 80 4 45
    23e 1.25 DMSO 80 4 47
    a Reaction conditions: 2a (0.25 mmol), PhI(OAc)2 (1.25 equiv.), solvent (3 mL). b Isolated yield. c PIFA (1.25 equiv.) instead of PIDA. d Koser reagent (1.25 equiv.) instead of PIDA. e I2 (1.25 equiv.) instead of PIDA.

    在已筛选的最佳反应条件下, 5-苯基-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1a)的产率达到80%.接下来探究了缩氨基硫脲(2)的底物范围, 结果列于表 2.从表中可得, 各种芳基取代基在最优的反应条件下能够顺利得到相应的目标产物(1a~1t), 产率由中等到较高(50~86%).首先在苯环上的卤素取代基(1b~1e)处于邻位、间位和对位都能得到较好的产率(80%~84%).还探究了带强吸电子基如硝基的底物普适性, 成功合成了5-(3-硝基苯基)- 1, 3, 4-噻二唑-2-胺(1f)和5-(4-硝基苯基)-1, 3, 4-噻二唑-2-胺(1g)两个目标产物, 它们的产率分别为79%和78%.苯环上的供电子基团无论在邻位、对位或是间位与底物都有很好的兼容性, 如甲基(1h、1i)、甲氧基(1j、1k)和异丙基(1l).根据以上数据得出, 取代基所处的位置对目标产物的产率基本没有影响.另一方面, 还研究了一系列苯环上含有双取代基的底物, 如3, 4-二氯、2, 4-二硝基、2, 5-二甲氧基以及3, 4-二甲基的苯甲醛缩胺基硫脲在标准的反应条件下能够以较好的产率得到相应的目标产物(50%~86%, 1m~1p).其他的芳杂醛和肉桂醛形成的反应底物也具有较好的底物兼容性, 以中等到良好的产率得到预期的目标产物(55%~84%, 1q~1s).值得注意的是, 探究了N-苯基缩氨基硫脲在最优条件下的反应, 能够顺利得到N-苯基-1, 3, 4-噻二唑-2-氨(80%, 1t).

    表 2

    表 2  反应底物的拓展
    Table 2.  Scope of reaction substrates
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    为了进一步阐明反应机理, 进行了控制实验(图 3).在最佳反应条件下, 以化合物2a作为反应底物进行探究.其过程如下: 1.5 equiv.的四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)作为自由基捕获剂添加到混合体系中, 可以得到产物1a, 产率为75%(图 3a).在TEMPO存在的情况下, 对此反应完全没有抑制作用; 1.5 equiv.的2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)添加到相同的反应体系中, 1a的产率为78%(图 3b).说明在BHT存在下, 这个反应仍然能够顺利进行.以上结果表明, 自由基捕获剂的加入对反应几乎没有产生影响, 说明该反应不是一个自由基反应.

    图 3

    图 3.  控制实验的研究
    Figure 3.  Mechanism studies

    基于以上控制实验的研究及相关文献的报道[26], 提出了可能的机理(图 4).首先底物2a与醋酸碘苯反应脱除一分子醋酸根负离子形成中间体A, 然后原位脱除的醋酸根负离子夺取中间体A的一个原子形成中间体B, 中间体B再通过分子内的亲核加成反应实现环化得中间体C.最后, 在醋酸根负离子的作用下中间体C发生脱质子, 并离去一分子碘苯和醋酸根负离子得到目标产物1a.

    图 4

    图 4.  可能的反应机理
    Figure 4.  Plausible reaction mechanism

    综上所述, 用PhI(OAc)2促进醛缩氨基硫脲分子内氧化偶联反应合成了2-氨-1, 3, 4-噻二唑及一系列噻二唑衍生物, 所得产率分别从中等到良好.本文合成2-氨- 1, 3, 4-噻二唑的方法具有初始原料易获得、反应条件较温和、产率良好、操作简单易行等特点.与重金属相比, 应用高价碘(III)试剂对环境更友好.

    Varian inova-400型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂, TMS为内标); 瑞士Büchi B-560型熔点.薄层色谱(TLC)硅胶板(GF254), 柱层析硅胶(300-400目), 所用药品及试剂均为市售分析纯.

    3.2.1   醛缩氨基硫脲的制备

    参照文献[25]方法, 在圆底烧瓶中分别加入氨基硫脲(0.5 mmol), 苯甲醛(0.5 mmol), 醋酸钠(0.5 mmol), 6 mL的水/乙醇(V:V=1:1)室温条件下搅拌15 min得到混合溶液, 经减压抽滤可得到原料2a[25].其他醛缩氨基硫脲也用类似的方法得到.

    3.2.2   2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1a~1s)的制备

    向装有磁子的反应试管中依次加入0.25 mmol醛缩氨基硫脲、1.25 equiv.醋酸碘苯和3 mL二甲基亚砜, 80 ℃下空气中反应4 h, 薄层色谱(TLC)显示反应完毕后, 加入10 mL的水淬灭反应, 再加入10 mL的乙酸乙酯分别萃取三次, 将分离的有机层倒入圆底烧瓶中后加入一定量的无水硫酸镁除去水分, 减压下浓缩得到1a~1s的粗产物[27].粗产物经柱层析提纯得到1a~1s纯净物, 洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚(V:V=50:1).

    5-苯基-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1a):白色固体, 收率80%. m.p. 219~220 ℃(文献值[28]: 226~228 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.76 (d, J=6.3 Hz, 2H), 7.48~7.38 (m, 5H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.67, 156.55, 131.13, 129.65, 129.21, 126.43.

    5-(2-氟苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1b):白色固体, 产率83%. m.p. 212~213 ℃(文献值[29]: 210~212 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 8.10~8.05 (m, 1H), 7.52~7.47 (m, 1H), 7.44 (s, 2H), 7.4~7.36 (m, 1H), 7.34~7.31 (m, 1H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ: 170.07 (d, JC—F=4.4 Hz), 158.01 (d, JC—F=248.4 Hz), 148.60 (d, JC—F=8.0 Hz), 131.45 (d, JC—F=8.5 Hz), 127.86 (d, JC—F=2.7Hz), 125.25 (d, JC—F=3.1 Hz), 118.85 (d, JC—F=12.0Hz), 116.42 (d, JC—F=21.8 Hz).

    5-(3-氯苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1c):白色固体, 产率80%. m.p. 212~213 ℃(文献值[30]: 214~218 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.79 (s, 1H), 7.72~7.67 (m, 1H), 7.51 (s, 2H), 7.48 (d, J=4.7 Hz, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 169.19, 154.87, 133.93, 133.06, 131.15, 129.35, 125.55, 125.21.

    5-(2-溴苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1d):白色固体, 产率84%. m.p. 195~196 ℃(文献值[31]: 192~194 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.86 (dd, J=7.7, 1.4 Hz, 1H), 7.76 (dd, J=8.0, 0.9 Hz, 1H), 7.49 (td, J=7.7, 1.1 Hz, 1H), 7.40 (dd, J=7.8, 1.3 Hz, 1H), 7.36 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 170.08, 153.21, 133.84, 131.78, 131.32, 131.29, 128.19, 121.03.

    5-(4-溴苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1e):白色固体, 产率80%. m.p. 218~219 ℃(文献值[32]: 216~218 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.72~7.71 (m, 1H), 7.70~7.69 (m, 1H), 7.67~7.66 (m, 1H), 7.65~7.63 (m, 1H), 7.46 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.95, 155.33, 132.18, 130.33, 128.24, 122.72.

    5-(3-硝基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1f):棕黄色固体, 产率79%. m.p. 217~219 ℃(文献值[33]: 219 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 8.50 (s, 1H), 8.25 (d, J=8.4 Hz, 1H), 8.15 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.76 (t, J=7.9 Hz, 1H), 7.61 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ: 169.57, 154.18, 148.37, 132.65, 132.56, 130.99, 123.90, 120.20.

    5-(4-硝基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1g):棕黄色固体, 产率78%. m.p. 254~255 ℃(文献值[33]: 260 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 8.28 (d, J=8.8 Hz, 2H), 8.00 (d, J=8.7 Hz, 2H), 7.70 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ: 170.13, 154.22, 147.50, 136.95, 127.21, 124.52.

    5-(2-甲基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1h):白色固体, 产率81%. m.p. 192~193 ℃(文献值[34]: 208~209 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.52 (d, J=7.3 Hz, 1H), 7.33 (dd, J=5.0, 1.2 Hz, 2H), 7.32~7.26 (m, 3H), 2.48 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ: 168.91, 155.79, 135.99, 131.47, 130.12, 129.86, 129.24, 126.37, 21.32.

    5-(4-甲基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1i):白色固体, 产率85%. m.p. 210~212 ℃(文献值[34]: 214~216 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.63 (d, J=8.0 Hz, 2H), 7.33 (s, 2H), 7.27 (d, J=8.0 Hz, 2H), 2.34 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.30, 156.62, 139.40, 129.75, 128.47, 126.37, 21.01.

    5-(3-甲氧基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1j):白色固体, 产率80%. m.p. 155~156 ℃(文献值[33]: 220 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.40 (s, 2H), 7.36 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.32~7.27 (m, 2H), 7.01 (dd, J=7.9, 2.1 Hz, 1H), 3.81 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.70, 159.71, 156.30, 132.39, 130.42, 119.16, 115.63, 111.02, 55.38.

    5-(4-甲氧基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1k):白色固体, 产率81%. m.p. 185~187 ℃(文献值[33]: 196 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.68 (d, J=8.5 Hz, 2H), 7.26 (s, 2H), 7.02 (d, J=8.6 Hz, 2H), 3.80 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.00, 160.42, 156.42, 127.94, 123.80, 114.64, 55.47.

    5-(4-异丙基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1l):白色固体, 产率50%. m.p. 203~204 ℃(文献值[35]: 203~204 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.66 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.35~7.30 (m, 4H), 2.91 (dt, J=13.8, 6.9 Hz, 1H), 1.21 (d, J=6.9 Hz, 6H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.34, 156.58, 150.20, 128.85, 127.13, 126.50, 33.39, 23.75.

    5-(3, 4-二氯苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1m):白色固体, 产率86%. m.p. 212~213 ℃(文献值[36]: 250 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.97 (dd, J=1.6, 0.4 Hz, 1H), 7.73~7.69 (m, 2H), 7.55 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ: 169.48, 153.88, 132.04, 131.91, 131.60, 131.41, 127.54, 126.43.

    5-(2, 4-二硝基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1n):棕黄色固体, 产率78%. m.p. 286~287 ℃(文献值[35]: 286~287 ℃); Rf=0.33 (EA/PE=2:1); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 8.81 (d, J=2.1 Hz, 1H), 8.50 (dd, J=8.6, 2.3 Hz, 1H), 8.06 (d, J=8.6 Hz, 1H), 7.84 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 171.11, 148.80, 147.55, 147.37, 132.40, 128.60, 126.99, 119.90.

    5-(2, 5-二甲氧基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1o):白色固体, 产率77%. m.p. 189~191 ℃(文献值[37]: 170~172 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.64 (d, J=3.0 Hz, 1H), 7.19 (s, 2H), 7.13 (d, J=9.1 Hz, 1H), 7.00 (dd, J=8.9, 2.9 Hz, 1H), 3.88 (s, 3H), 3.77 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 170.22, 153.52, 150.43, 149.09, 120.51, 116.84, 114.24, 110.62, 56.73, 55.63.

    5-(3, 4-二甲基苯基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1p):白色固体, 产率50%. m.p. 184~185 ℃(文献值[38]: 184~185 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.53 (s, 1H), 7.45 (dd, J=7.8, 1.8 Hz, 1H), 7.31 (s, 2H), 7.21 (d, J=7.8 Hz, 1H), 2.27 (s, 3H), 2.24 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.23, 156.73, 138.21, 137.19, 130.20, 128.78, 127.33, 123.93, 19.40, 19.38.

    5-(1-萘基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1q):白色固体, 产率76%. m.p. 197~198 ℃(文献值[29]: 207~208 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 8.81~8.77 (m, 1H), 8.04~8.00 (m, 2H), 7.74 (dd, J=7.2, 1.1 Hz, 1H), 7.66~7.57 (m, 3H), 7.48 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO- d6)δ: 168.87, 155.72, 133.72, 130.11, 129.94, 128.83, 128.61, 127.53, 127.48, 126.62, 125.76, 125.56.

    5-(3-噻吩基)-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1r):白色固体, 产率84%. m.p. 208~209 ℃(文献值[36]: 208~209 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.90 (dd, J=2.8, 1.2 Hz, 1H), 7.66 (dd, J=5.0, 2.9 Hz, 1H), 7.50 (dd, J=5.0, 1.2 Hz, 1H), 7.32 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 168.02, 151.99, 132.57, 127.88, 125.69, 124.57.

    5-苯乙烯基-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1s):棕黄色固体, 产率55%. m.p. 225~226 ℃(文献值[29]: 230~232 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.63 (d, J=6.9 Hz, 2H), 7.41~7.32 (m, 6H), 7.06 (d, J=16.2 Hz, 1H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ: 167.71, 156.90, 135.93, 134.35, 128.92, 128.70, 127.02, 119.70.

    3.2.3   N-苯基-1, 3, 4-噻二唑-2-胺(1t)的制备

    向装有磁子的反应试管中依次加入0.25 mmol N-苯基缩氨基硫脲、1.25 equiv.醋酸碘苯和3 mL二甲基亚砜, 80 ℃下反应4 h, 薄层色谱(TLC)显示反应完毕后, 加入10 mL的水淬灭反应, 再加入10 mL的乙酸乙酯分别萃取三次, 将分离的有机层倒入离心瓶中后加入一定量的无水硫酸镁除去水分, 减压下浓缩得到粗产物.粗产物经柱层析[洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚(V:V=50:1)]提纯得到N-苯基-2-氨基-1, 3, 4-噻二唑(1t)[39], 白色固体, 产率80%. m.p. 193~194 ℃; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 10.54 (s, 1H), 7.88~7.85 (m, 2H), 7.68~7.65 (m, 2H), 7.53~7.49 (m, 3H), 7.39~7.35 (m, 2H), 7.05~7.01 (m, 1H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 164.25, 157.69, 140.68, 130.47, 130.36, 129.41, 129.29, 126.91, 122.23, 117.69.

    辅助材料(Supporting Information)化合物1a~1t 1 H NMR和13 C NMR谱图.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.


    1. [1]

      (a) Zhdankin, V. V.; Stang, P. J. Chem. Rev. 2002, 102, 2523. (b) Stang. P. J. J. Org. Chem. 2003, 68, 2997. (c) Wirth, T. Top. Curr. Chem. 2003, 224, 185. (d) Tohma, H.; Kita, Y. Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 111. (e) Moriarty, R. M. J. Org. Chem. 2005, 70, 2893. (f) Richardson, R. D.; Wirth, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4402. (g) Merritt, E. A.; Olofsson, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9052. (h) Brand, J. P.; González, D. F.; Nicolai, S.; Waser, J. Chem. Commun. 2011, 47, 102. (i) Collet, F.; Lescot, C.; Dauban, P. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1926. (j) Louillat, M. L.; Patureau, F. W. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 901. (k) Kikugawa, Y.; Kawase, M. Chem. Lett. 1990, 4, 581. (l) Li, J.; Yang, S.; Wu, W.; Jiang, H. J. Org. Chem. 2018, 1284. (m) Wardrop, D. J.; Basak, A. Org. Lett. 2001, 3, 1053. (n) Wardrop, D. J.; Burge, M. S. Chem. Commun. 2004, 10, 1230.

    2. [2]

      Wang H., Zhang D., Sheng H., Bolm C. J...Org. Chem., 2017, 82:11854. doi: 10.1021/acs.joc.7b01535

    3. [3]

      Akira Y., Viktor V. Z. Chem. Rev., 2016, 116:3328. doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00547

    4. [4]

      Ito M., Ogawa C., Yamaoka N., Fujioka H., Dohi T., Kita Y...Molecules., 2010, 15:1918. doi: 10.3390/molecules15031918

    5. [5]

      (a) Mao, L.; Li, Y.; Xiong, T.; Sun, K.; Zhang, Q. J. Org. Chem. 2013, 78, 733. (b) Chen, H.; Kaga, A.; Chiba. S. Org. Lett. 2014, 16, 6136. (c) Kiyokawa, K.; Kosaka, T.; Minakata, S. Org. Lett. 2014, 16, 4646.

    6. [6]

      张怀远, 唐蓉萍, 石星丽, 颉林, 伍家卫, 有机化学, 2019, 39: 1837.(a) Zhdankin, V. V.; Stang, P. J. Chem. Rev. 2002, 102, 2523. (b) Zhang, H. Y.; Tang, R. P.; Shi, X. L.; Xie, L.; Wu, J. W. Chin. J. Org. Chem. 2019, 39, 1837 (in Chinese).

    7. [7]

      Yoshimura A., Middleton K. R., Todora A. D., Kastern B. J., Koski S. R., Maskaev A. V., Zhdankin V. V...Org. Lett., 2013, 15:4010. doi: 10.1021/ol401815n

    8. [8]

      Du Y. F., Liu R. H., Linn G., Zhao K...Org. Lett., 2006, 8:5919. doi: 10.1021/ol062288o

    9. [9]

      Ochiai M., Takeuchi Y., Katayama T., Sueda T., Miyamoto K. J...Am. Chem. Soc., 2005, 127:12244. doi: 10.1021/ja0542800

    10. [10]

      Duan Y.-N., Zhang Z., Zhang C...Org. Lett., 2016, 18:6176. doi: 10.1021/acs.orglett.6b03209

    11. [11]

      陈静, 曲红梅, 彭静, 陈超, 有机化学, 2015, 35:937.Chen J., Qu H., Peng J., Chen C...Chin. J. Org. Chem., 2015, 35:937(in Chinese).

    12. [12]

      Fan H., Pan P., Zhang Y., Wang W...Org. Lett., 2018, 20:7929. doi: 10.1021/acs.orglett.8b03503

    13. [13]

      (a) Lamani, R. S.; Shetty, N. S.; Kamble, R. R.; Khazi, I. A. M. Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 2828. (b) Alagawadi, K. R.; Alegaon, S. G. Arabian J. Chem. 2011, 4, 465. (c) Chandrakantha, B.; Isloor, A. M.; Shetty, P.; Fun, H. K.; Hegde, G. Eur. J. Med. Chem. 2014, 71, 316.

    14. [14]

      Jadhav V. B., Kulkarni M. V., Rasal V. P., Biradar S. S., Vinay M. D...Eur. J. Med. Chem., 2008, 43:1721. doi: 10.1016/j.ejmech.2007.06.023

    15. [15]

      (a) Khazi, I.; Mahajanshetti, C.; Gadad, A.; Tarnalli, A.; Sultanpur, C. Arzneim. Forsch. 1996, 46, 949. (b) Farghaly, A. R.; Esmail, S.; Abdel-Zaher, A.; Abdel-Hafez, A.; El-Kashef, H. Bioorg. Med. Chem. 2014, 22, 2166.

    16. [16]

      (a) Gadad, A. K.; Noolvi, M. N.; Karpoormath, R. V. Bioorg. Med. Chem. 2004, 12, 5651. (b) Palkar, M. B.; Noolvi, M. N.; Maddi, V. S.; Ghatole, M.; Nargund, L. G. Med. Chem. Res. 2012, 21, 1313. (c) Joshi, S.; Manish, K.; Badiger, A. Med. Chem. Res. 2013, 22, 869.

    17. [17]

      (a) Karki, S. S.; Panjamurthy, K.; Kumar, S.; Nambiar, M.; Ramareddy, S. A.; Chiruvella, K. K.; Raghavan, S. C.; Raghavan, S. C. Eur. J. Med. Chem. 2011, 46, 2109. (b) Noolvi, M. N.; Patel, H. M.; Singh, N.; Gadad, A. K.; Cameotra, S. S.; Badiger, A.Eur. J. Med. Chem. 2011, 46, 4411. (c) El-Gohary, N. S.; Shaaban, M. I. Eur. J. Med. Chem. 2013, 63, 185.

    18. [18]

      Patel H. M., Noolvi M. N., Goyal A., Thippeswamy B. S...Eur. J. Med. Chem., 2013, 65:119. doi: 10.1016/j.ejmech.2013.04.020

    19. [19]

      孙召慧, 黄伟, 贡云芸, 蓝健, 刘幸海, 翁建全, 李永曙, 谭成侠, 有机化学, 2013, 33:2612.Sun Z., Huang W., Gong Y., Lan J., Liu X., Weng J., Li Y., Tan C...Chin. J. Org. Chem., 2013, 33:2612(in Chinese).

    20. [20]

      Yang, S.-J.; Lee, S.-H.; Kwak, H.-J.; Gong, Y.-D. 2013, 78, 438.

    21. [21]

      Yang S.-J., Choe J.-H., Gong Y.-D...ACS Comb. Sci., 2016, 18:499. doi: 10.1021/acscombsci.6b00071

    22. [22]

      Dogan H. N., Duran A., Rollas S., Sener G., Uysal M. K., Gülen D...Bioorg. Med. Chem., 2002, 10:2893. doi: 10.1016/S0968-0896(02)00143-8

    23. [23]

      Li Y. J., Liu, L J., Jin K...Xu Y. T., Sun S. Q...Chin. Chem. Lett., 2010, 21:293. doi: 10.1016/j.cclet.2009.11.008

    24. [24]

      John P., Lau J., Jones R. C. F...Tetrahedron Lett., 2003, 44:7825. doi: 10.1016/j.tetlet.2003.08.077

    25. [25]

      李清寒, 有机化学, 2011, 31: 2131.(a) Li, Q -H. Chin. J. Org. Chem. 2011, 31, 2131 (in Chinese).

    26. [26]

      (a) Huang, J.; Liang, Y. J.; Pan, W.; Yang.; Dong, D. W. Org. Lett. 2007, 9, 5345. (b) Abdukader, A.; Sun, Y. D.; Zhang, Z. P.; Liu, C. J. Catal. Commun. 2018, 105, 43. (c) Yu, W. Q.; Du, Y. F.; Zhao, K. Org. Lett. 2009, 11, 2417. (d) Alla, S. K.; Kumar, R. K.; Sadhu, P.; Punniyamurthy, T. Org. Lett. 2013, 15, 1334. (e) Dohi, T.; Minamitsuji, Y.; Maruyama, A.; Hirose, S.; Kita, Y. Org. Lett. 2008, 10, 3559. (f) Koleda, O.; Broese, T.; Noetzel, J.; Roemelt, M.; Suna, E.; Francke, R. J. Org. Chem. 2017, 82, 1669. (g) Wang, Q. Q.; Xu, K.; Jiang, Y. Y.; Liu, Y. G.; Sun, B. G.; Zeng, C. C. Org. Lett. 2017, 19, 5517. (h) Suzuki, S.; Kamo, T.; Fukushi, K.; Hiramatsu, T.; Tokunaga, E.; Dohi, T.; Kita, Y.; Shibata, N. Chem. Sci. 2014, 5, 2754.

    27. [27]

      (a) Yang, R.; Dai, L. J. Org. Chem. 1993, 58, 3381. (b) Gowramma, B; Avinash, K. A.; Gomathy, S.; Kandula, R. K. J. Pharm. Res. 2012, 5, 58.

    28. [28]

      Darehkordi A., Zarezadeh Abarqouei B., Rahmani F. J...Heterocycl. Chem., 2017, 54:1872. doi: 10.1002/jhet.2779

    29. [29]

      Niu P., Kang J., Tian X., Song L., Liu H., Wu J., Yu W., Chang J. J...Org. Chem., 2015, 80:1018. doi: 10.1021/jo502518c

    30. [30]

      Zender M., Klein T., Henn C., Kirsch B., Maurer C. K., Kail D., Ritter C., Dolezal O., Steinbach A., Hartmann R. W. J...Med. Chem., 2013, 56:6761. doi: 10.1021/jm400830r

    31. [31]

      Mullick P., Khan S. A., Verma S., Alam O...Bull. Korean Chem. Soc., 2011, 32:1011. doi: 10.5012/bkcs.2011.32.3.1011

    32. [32]

      Guan P., Wang L., Hou X., Wan Y., Tang W., Fang H...Bioorg. Med. Chem., 2014, 22:5766. doi: 10.1016/j.bmc.2014.09.039

    33. [33]

      Alegaon S. G., Alagawadi K. R...Med. Chem. Res., 2012, 21:816. doi: 10.1007/s00044-011-9598-0

    34. [34]

      Guda D. R., Cho H. M., Lee M. E...RSC Adv., 2013, 3:6813. doi: 10.1039/c3ra00159h

    35. [35]

      Han Y. Z., Sun Y. D., Abdukader A., Liu B. F., Wang D. Z...Catal. Lett., 2018, 148:3486. doi: 10.1007/s10562-018-2541-y

    36. [36]

      Linciano P., Dawson A., Pöhner I., Costa D. M., Sá M. S., Cordeiro-da-Silva A., Luciani R., Gul S., Witt G., Ellinger B., Kuzikov M., Gribbon P., Reinshagen J., Wolf M., Behrens B., Hannaert V., Michels P. A. M., Nerini E., Pozzi C., di Pisa F., Landi G., Santarem N., Ferrari S., Saxena P., Lazzari S., Cannazza G., Freitas-Junior L. H., Moraes C. B., Pascoalino B. S., Alcântara L. M., Bertolacini C. P., Fontana V., Wittig U., Müller W., Wade R. C., Hunter W. N., Mangani S., Costantino L., Costi M. P...ACS Omega, 2017, 2:5666. doi: 10.1021/acsomega.7b00473

    37. [37]

      Polkam N., Rayam P., Anireddy J. S., Yennam S., Anantaraju H. S., Dharmarajan S., Perumal Y., Kotapalli S. S., Ummanni R., Balasubramanian S...Bioorg. Med. Chem. Lett., 2015, 25:1398. doi: 10.1016/j.bmcl.2015.02.052

    38. [38]

      Xue X. J., Wang Y. B., Lu P., Shang H. F., She J. X., Xia L. X., Qian H., Huang W. L...Chem. Pharm. Bull., 2014, 62:524. doi: 10.1248/cpb.c13-00964

    39. [39]

      Aryanasab F., Halimehjani A. Z., Saidi M. R...Tetrahedron Lett., 2010, 51:790. doi: 10.1016/j.tetlet.2009.11.100

  • 图 1  噻二唑类药物

    Figure 1  Thiadiazole derivatives

    图 2  2-氨基1, 3, 4-噻二唑类化合物的合成方法

    Figure 2  Synthesis of 1, 3, 4-thiadiazol-2-amines

    图 3  控制实验的研究

    Figure 3  Mechanism studies

    图 4  可能的反应机理

    Figure 4  Plausible reaction mechanism

    表 1  反应条件优化a

    Table 1.  Optimization of reaction conditions

    Entry PhI(OAc)2/
    equiv.
    Solvent Temp./℃ t./h Yieldb/%
    1 0.25 DMSO 80 4 20
    2 0.50 DMSO 80 4 25
    3 1.00 DMSO 80 4 34
    4 1.25 DMSO 80 4 80
    5 1.50 DMSO 80 4 45
    6 2.00 DMSO 80 4 42
    7 1.25 1, 4-Dioxane 80 4 15
    8 1.25 EtOH 80 4 5
    9 1.25 AcOH 80 4 50
    10 1.25 DMF 80 4 12
    11 1.25 CH3CN 80 4 33
    12 1.25 H2O 80 4 0
    13 1.25 DMSO r.t. 4 12
    14 1.25 DMSO 40 4 20
    15 1.25 DMSO 60 4 45
    16 1.25 DMSO 100 4 74
    17 1.25 DMSO 120 4 69
    18 1.25 DMSO 80 2 39
    19 1.25 DMSO 80 6 44
    20 1.25 DMSO 80 8 44
    21c 1.25 DMSO 80 4 20
    22d 1.25 DMSO 80 4 45
    23e 1.25 DMSO 80 4 47
    a Reaction conditions: 2a (0.25 mmol), PhI(OAc)2 (1.25 equiv.), solvent (3 mL). b Isolated yield. c PIFA (1.25 equiv.) instead of PIDA. d Koser reagent (1.25 equiv.) instead of PIDA. e I2 (1.25 equiv.) instead of PIDA.
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    表 2  反应底物的拓展

    Table 2.  Scope of reaction substrates

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  • 发布日期:  2020-02-25
  • 收稿日期:  2019-07-26
  • 修回日期:  2019-09-16
  • 网络出版日期:  2019-02-12
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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