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一种5取代2噻唑烷酮的制备方法.pdf

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  • 文档编号:5476767
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201310276822.8

    申请日:

    2013.07.03

    公开号:

    CN103351358A

    公开日:

    2013.10.16

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C07D 277/14申请日:20130703|||公开

    IPC分类号:

    C07D277/14

    主分类号:

    C07D277/14

    申请人:

    北京化工大学

    发明人:

    许家喜; 黄忠衍

    地址:

    100029 北京市朝阳区北三环东路15号144#

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明提供了一种5-取代2-噻唑烷酮的制备方法:二硫代碳酸O,S-二烷基酯与N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯通过自由基加成反应得到含有氨基甲酸酯基的黄原酸酯,再经酸催化环化得到5-取代2-噻唑烷酮。该制备方法原料简单易得,操作方便,适合于大规模生产。所得到的化合物可以作为重要的有机和药物合成中间体等。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种5-取代2-噻唑烷酮的制备方法,将式[1]所示的黄原酸酯与N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯反应得到含有氨基甲酸酯基的黄原酸酯[2],再经酸催化环化反应,得到式[3]所示的5-取代2-噻唑烷酮;
                                                                 
    其中:R1表示具有3~15个碳原子的烷酰基亚甲基、具有5~15个碳原子的环烷基酰基亚甲基、具有6~15个碳原子的环烷基烷酰基亚甲基、具有8~15个碳原子的芳甲酰基亚甲基、具有8~15个碳原子的芳氧酰基亚甲基、具有3~15个碳原子的烷氧酰基亚甲基、具有9~15个碳原子的芳烷氧酰基亚甲基、具有8~15个碳原子的芳并噻唑-2-基亚甲基、具有8~15个碳原子的芳并噁唑-2-基亚甲基、具有5~15个碳原子的杂芳环亚甲基、邻苯二甲酰亚胺亚甲基、丁二酰亚胺亚甲基、腈甲基;R2表示具有1~15个碳原子的烷基、具有3~15个碳原子的环烷基、具有4~15个碳原子的环烷基烷基、具有6~15个碳原子的芳基、具有7~15个碳原子的放烷基;其中的烷基可以是直链和支链,环烷基和芳基可以是并环,芳基可以含有烷基、烷氧基、卤素、氨基、硝基和氰基。

    2.  如权利要求1所述的5-取代2-噻唑烷酮的制备方法,其特征在于所用的引发剂选自:过氧月桂酰、过氧苯甲酰、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈及其混和物。

    3.  如权利要求1所述的5-取代2-噻唑烷酮的制备方法,其特征在于所用的酸催化剂通常为甲酸、三氟乙酸、盐酸、硫酸和磷酸,所用的溶剂通常为水、四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯乙烯、环己烷、2-丁酮、乙腈、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或它们的混合物。

    4.  如权利要求1所述的5-取代2-噻唑烷酮的制备方法,其特征在于所述反应在10 oC~140 oC的温度下搅拌反应。

    说明书

    说明书一种5-取代2-噻唑烷酮的制备方法
    技术领域
    本发明属于有机合成技术领域,具体涉及5-取代2-噻唑烷酮的制备方法。 
    背景技术
    噻唑烷酮结构存在于许多天然产物中,在药物以及现代有机合成化学中具有重要作用。含有噻唑烷酮结构的化合物具有抗癌(Sonnenschein, R. N.; Johnson, T. A.; Tenney, K.; Valeriote, F. A.; Crews, P. J. Nat. Prod.2006, 69, 145; Amagata, T.; Johnson, T. A.; Cichewicz, R. H.; Tenney, K.; Mooberry, S. L.; Media, J.; Edelstein, M.; Valeriote, F. A.; Crews, P. J. Med. Chem. 2008, 51, 7234.)和抗HIV活性(Oiry, J.; Puy, J-Y.; Mialocq, P.; Clayette, P.; Fretier, P.; Jaccard, P.; Dereuddre-Bosquet, N.; Dormont, D.; Imbach, J. L. J. Med. Chem.1999, 42, 4733.)。还具有杀菌、杀虫、抗炎、抗惊厥、抗甲状腺病等作用(Singh, S. P.; Parmar, S. S.; Raman, K.; Stenberg, V. I. Chem. Rev.1981, 81, 175.)。在农业上用作安全杀虫剂(Qin, S.; Gan, J.; Liu, W.; Becker, J. O. J. Agric. Food Chem.2004, 52, 6239.)。因此,对该类化合物的合成以及活性研究受到了广泛关注。最简单的合成方法是通过氨基硫醇与提供羰基源化合物的环化反应合成或氨基乙醇在蒙脱土或吡啶等的催化下直接与氧硫化碳反应合成(Yamamoto, G.; Natsukawa, K.; Kondo, K.; Murai, S. Tetrahedron Lett.1975, 16, 1969; Mizuno, T.; Takahashi, J.; Ogawa, A. Tetrahedron2002, 58, 7805; d'Ischia, M.; Prota, G.; Rotteveel, R.; Westerhof, W. Syn. Comm.1987, 17, 1577; Kimura Y, Kudo F. Jpn. Kokai Tokkyo Koho, 2001048870, 2001; 陈庆悟, 沈德隆. 浙江工业大学学报2008, 36, 562.);El-Zohry等报道了以环酮、巯基乙酸和碳酸铵为原料在苯中回流反应合成4-螺环取代2-噻唑烷酮(El-Zohry, M. F. Org. Prep. Proc. Int.1992, 24, 81.);Ruano等利用硼氢化钠催化氨基黄原酸酯环化合成取代噻唑烷酮(Brunet, E.; Carreno, M.; Ruano, J. L. G. Heterocycles1985, 23, 1181.); Hunter等报道了2-亚胺噻唑烷在酸催化条件下水解得到相应的2-噻唑烷酮(Hunter, J. H.; Kolloff, H. G. J. Am. Chem. Soc. 1943, 65, 156.);Nast等报道了通过胺基烷烯、硫和异氰酸酯的三组分缩合一锅法得到相应的取代2-噻唑烷酮(Ley, K.; Eholzer, U.; Nast, R. Angew. Chem. Int. Ed. 1965, 4, 519.);我们课题组和沈德隆课题组报道了在卤代乙醇的碱性溶液中将2-噻唑烷硫酮转化为2-噻唑烷酮(Deng, X.; Chen, N.; Wang, Z.; Li, X.; Hu, H.; Xu, J. Phosphorus, Sulfur, and Silicon2011, 186, 1563; 翁建全, 刘会君, 谭成侠, 沈德隆. 浙江工业大学学报2005, 33, 103.)。 
    已有这些方法都可以用来合成噻唑烷酮,但这些方法存在含有其他官能团的氨基醇或氨基硫醇大部分不能购买到,而且含有巯基的原料通常带有难闻的气味,有的还需要用到蒙脱土或者有毒的Se、磷等作为催化剂,产率不好等不足。我们课题组和沈德隆课题组报道的方法也用到了有毒的卤代乙醇。目前,还没有合成5-取代2-噻唑烷酮的通用方法,因此,开发一种合成5-取代2-噻唑烷酮的方法具有重要意义。本发明基于课题组对黄原酸酯的研究,通过便宜易得的黄原酸酯和Boc保护的烯丙胺为原料,经过一步简单的自由基加成反应得到中间体含有氨基甲酸酯基的黄原酸酯,再在酸催化下以较好的产率合成了5-取代2-噻唑烷酮。 
    发明内容
    本发明的目的是提供一种通用的5-取代-2-噻唑烷酮的制备方法,该制备方法原料简单易得,不需要繁琐的操作,是一种适合于工业生产5-取代-2-噻唑烷酮的简便制备方法。 
    本发明的技术方案如下: 
    一种5-取代2-噻唑烷酮的制备方法,通过黄原酸酯和Boc保护烯丙胺的自由基加成反应得到中间体含有氨基甲酸酯基的黄原酸酯,再在酸催化下以较好的产率合成5-取代2-噻唑烷酮。
      
    上述反应式中:
    R1表示烷酰基亚甲基、环烷基甲酰基亚甲基、环烷基烷酰基亚甲基、芳甲酰基亚甲基、芳烷酰基亚甲基、芳氧酰基亚甲基、烷氧酰基亚甲基、芳烷氧酰基亚甲基、芳并噻唑-2-基亚甲基、芳并噁唑-2-基亚甲基、杂芳环亚甲基、邻苯二甲酰亚胺亚甲基、丁二酰亚胺亚甲基、腈甲基等,R2表示烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基、芳烷基等,其中的烷基均可以为环状,环烷基和芳基可以是骈环,芳基可以含有烷基、烷氧基、卤素、氨基、硝基和氰基等取代基。
    其中所述的烷基是指具有1~15个碳原子的直链或支链烷基,例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、己基、异己基、仲己基、庚基、异庚基、仲庚基等。优选具有1~12个碳原子的直链或支链烷基,特别优选具有1~10个碳原子的直链或支链烷基,最优选具有1~8个碳原子的直链或支链烷基。 
    所述的环烷基是指具有3~15个碳原子的环状烷基,例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等,优选环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基。 
    所述的环烷基烷基是指具有4~15个碳原子的环状烷基烷基,例如环丙基甲基、环丁基甲基、环戊基甲基、环己基甲基、环庚基甲基、环辛基甲基、环丙基乙基、环丁基乙基、环戊基乙基、环己基乙基、环庚基乙基、环辛基乙基、环丙基丙基、环丁基丙基、环戊基丙基、环己基丙基、环庚基丙基、环辛基丙基等,优选环丙基甲基、环戊基甲基、环己基甲基、环庚基甲基、环丙基乙基、环戊基乙基、环己基乙基、环庚基乙基、环丙基丙基、环戊基丙基、环己基丙基、环庚基丙基。 
    所述的芳基是指具有6~15个碳原子的芳基。优选为苯基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯基、1-萘基、2-萘基、联苯基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的萘基等。 
    所述的芳烷基是指具有7~15个碳原子的芳烷基。优选为苯甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯甲基、1-萘甲基、2-萘甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的萘甲基等。 
    所述的烷酰基亚甲基是指具有3~15个碳原子的烷酰基亚甲基。优选为乙酰基亚甲基、丙酰基亚甲基、丁酰基亚甲基、异丁酰基亚甲基、戊酰基亚甲基、异戊酰基亚甲基、己酰基亚甲基、异己酰基亚甲基、庚酰基亚甲基、异庚酰基亚甲基、辛酰酰基亚甲基、壬酰基亚甲基、葵酰基亚甲基、十一酰基亚甲基、十二酰基亚甲基、十三酰基亚甲基等。 
    所述的环烷基甲酰基亚甲基是指具有5~15个碳原子的环状烷基,例如环丙基甲酰基亚甲基、环丁基甲酰基亚甲基、环戊基甲酰基亚甲基、环己基甲酰基亚甲基、环庚基甲酰基亚甲基、环辛基甲酰基亚甲基等,优选环丙基甲酰基亚甲基、环戊基甲酰基亚甲基、环己基甲酰基亚甲基、环庚基甲酰基亚甲基、环辛基甲酰基亚甲基。 
    所述的环烷基烷酰基亚甲基是指具有6~15个碳原子的环烷基烷酰基亚甲基,例如环丙基乙酰基亚甲基、环丁基乙酰基亚甲基、环戊基乙酰基亚甲基、环己基乙酰基亚甲基、环庚基乙酰基亚甲基、环辛基乙酰基亚甲基、环丙基丙酰基亚甲基、环丁基丙酰基亚甲基、环戊基丙酰基亚甲基、环己基丙酰基亚甲基、环庚基丙酰基亚甲基、环辛基丙酰基亚甲基、环丙基丁酰基亚甲基、环丁基丁酰基亚甲基、环戊基丁酰基亚甲基、环己基丁酰基亚甲基、环庚基丁酰基亚甲基、环辛基丁酰基亚甲基等,优选环丙基乙酰基亚甲基、环戊基乙酰基亚甲基、环己基乙酰基亚甲基、环庚基乙酰基亚甲基、环辛基乙酰基亚甲基、环丙基丙酰基亚甲基、环丁基丙酰基亚甲基、环戊基丙酰基亚甲基、环己基丙酰基亚甲基、环庚基丙酰基亚甲基、环丙基丁酰基亚甲基、环丁基丁酰基亚甲基、环戊基丁酰基亚甲基、环己基丁酰基亚甲基。 
    所述的芳甲酰基亚甲基是指具有8~15个碳原子的芳甲酰基亚甲基。优选为苯甲酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯甲酰基亚甲基、1-萘甲酰基亚甲基、2-萘甲酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的萘甲酰基亚甲基等。 
    所述的芳烷酰基亚甲基是指具有9~15个碳原子的芳烷酰基亚甲基。优选为苯乙酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯乙酰基亚甲基、1-萘乙酰基亚甲基、2-萘乙酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的萘乙酰基亚甲基、苯丙酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯丙酰基亚甲基、1-萘丙酰基亚甲基、2-萘丙酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的萘丙酰基亚甲基等 
    所述的芳氧酰基亚甲基是指具有8~15个碳原子的芳氧酰基亚甲基。优选为苯氧酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧酰基亚甲基、1-萘氧酰基亚甲基、2-萘氧酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的萘氧酰基亚甲基、苄氧酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苄氧酰基亚甲基、苯乙氧酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙氧酰基亚甲基、苯丙氧酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯丙氧酰基亚甲基等。
    所述的烷氧酰基亚甲基是指具有3~15个碳原子的烷氧酰基亚甲基。优选为甲氧酰基亚甲基、乙氧酰基亚甲基、丙氧酰基亚甲基、异丙氧酰基亚甲基、丁氧酰基亚甲基、异丁氧酰基亚甲基、叔丁氧酰基亚甲基、仲丁氧酰基亚甲基、戊氧酰基亚甲基、异戊氧酰基亚甲基、仲戊氧酰基亚甲基、己氧酰基亚甲基、异己氧酰基亚甲基、仲己氧酰基亚甲基、庚氧酰基亚甲基、异庚氧酰基亚甲基、仲庚氧酰基亚甲基等。 
    所述的芳烷氧酰基亚甲基是指具有9~15个碳原子的芳烷氧酰基亚甲基。优选为苄氧酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苄氧酰基亚甲基、苯乙氧酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙氧酰基亚甲基、苯丙氧酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯丙氧酰基亚甲基等。 
    所述的芳并噻唑-2-基亚甲基是指具有8~15个碳原子的芳并噻唑-2-基亚甲基。优选为苯并噻唑-2-基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯并噻唑-2-基亚甲基、萘并噻唑-2-基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的萘并噻唑-2-基亚甲基等。 
    所述的芳并噁唑-2-基亚甲基是指具有8~15个碳原子的芳并噁唑-2-基亚甲基。优选为苯并噁唑-2-基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯并噁唑-2-基亚甲基、萘并噁唑-2-基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的萘并噁唑-2-基亚甲基等。 
    所述的杂芳环基亚甲基是指吡啶基亚甲基、呋喃基亚甲基、噻唑基亚甲基、烷基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的吡啶基亚甲基、烷基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的呋喃基亚甲基、烷基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的噻唑基亚甲基等。 
    优选的R1代表乙酰基亚甲基、丙酰基亚甲基、丁酰基亚甲基、异丁酰基亚甲基、戊酰基亚甲基、异戊酰基亚甲基、己酰基亚甲基、异己酰基亚甲基、庚酰基亚甲基、异庚酰基亚甲基、辛酰酰基亚甲基、壬酰基亚甲基、葵酰基亚甲基、十一酰基亚甲基、环丙基酰基亚甲基、环戊基酰基亚甲基、环己基酰基亚甲基、环庚基酰基亚甲基、环辛基酰基亚甲基、环丙基乙酰基亚甲基、环戊基乙酰基亚甲基、环己基乙酰基亚甲基、环庚基乙酰基亚甲基、环辛基乙酰基亚甲基、环丙基丙酰基亚甲基、环丁基丙酰基亚甲基、环戊基丙酰基亚甲基、环己基丙酰基亚甲基、环庚基丙酰基亚甲基、环丙基丁酰基亚甲基、环丁基丁酰基亚甲基、环戊基丁酰基亚甲基、环己基丁酰基亚甲基、苯甲酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯甲酰基亚甲基、1-萘甲酰基亚甲基、2-萘甲酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的萘甲酰基亚甲基、苯乙酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙酰基亚甲基、苯氧基酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基酰基亚甲基、1-萘氧基酰基亚甲基、2-萘氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的萘氧基酰基亚甲基、苄氧基酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苄氧基酰基亚甲基、苯乙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙氧基酰基亚甲基、苯丙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯丙氧基酰基亚甲基、甲氧基酰基亚甲基、乙氧基酰基亚甲基、丙氧基酰基亚甲基、异丙氧基酰基亚甲基、丁氧基酰基亚甲基、异丁氧基酰基亚甲基、叔丁氧基酰基亚甲基、仲丁氧基酰基亚甲基、戊氧基酰基亚甲基、异戊氧基酰基亚甲基、仲戊氧基酰基亚甲基、己氧基酰基亚甲基、异己氧基酰基亚甲基、仲己氧基酰基亚甲基、庚氧基酰基亚甲基、异庚氧基酰基亚甲基、仲庚氧基酰基亚甲基、甲氧基乙酰基亚甲基、乙氧基乙酰基亚甲基、丙氧基乙酰基亚甲基、异丙氧基乙酰基亚甲基、丁氧基乙酰基亚甲基、异丁氧基乙酰基亚甲基、叔丁氧基乙酰基亚甲基、仲丁氧基乙酰基亚甲基、戊氧基乙酰基亚甲基、异戊氧基乙酰基亚甲基、仲戊氧基乙酰基亚甲基、己氧基乙酰基亚甲基、异己氧基乙酰基亚甲基、仲己氧基乙酰基亚甲基、庚氧基乙酰基亚甲基、异庚氧基乙酰基亚甲基、仲庚氧基乙酰基亚甲基、甲氧基丙酰基亚甲基、乙氧基丙酰基亚甲基、丙氧基丙酰基亚甲基、异丙氧基丙酰基亚甲基、丁氧基丙酰基亚甲基、异丁氧基丙酰基亚甲基、叔丁氧基丙酰基亚甲基、仲丁氧基丙酰基亚甲基、戊氧基丙酰基亚甲基、异戊氧基丙酰基亚甲基、仲戊氧基丙酰基亚甲基、己氧基丙酰基亚甲基、苯氧基甲酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基甲酰基亚甲基、1-萘氧基甲酰基亚甲基、2-萘氧基甲酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的萘氧基甲酰基亚甲基、苯氧基乙酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基乙酰基亚甲基、苯氧基丙酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基丙酰基亚甲基、苄氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苄氧基酰基亚甲基、苯乙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙氧基酰基亚甲基、苯丙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯丙氧基酰基亚甲基、苯并噻唑啉亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯并噻唑啉亚甲基、萘并噻唑啉亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的萘并噻唑啉亚甲基、苯并噁唑啉亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯并噁唑啉亚甲基、萘并噁唑啉亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的萘并噁唑啉亚甲基、吡啶基亚甲基、呋喃基亚甲基、噻唑基亚甲基、邻苯二甲酰亚胺亚甲基、丁二酰亚胺亚甲基、乙腈基,更优选乙酰基亚甲基、丙酰基亚甲基、丁酰基亚甲基、异丁酰基亚甲基、戊酰基亚甲基、异戊酰基亚甲基、己酰基亚甲基、异己酰基亚甲基、庚酰基亚甲基、异庚酰基亚甲基、辛酰酰基亚甲基、环丙基酰基亚甲基、环戊基酰基亚甲基、环己基酰基亚甲基、环庚基酰基亚甲基、环辛基酰基亚甲基、环丙基乙酰基亚甲基、环戊基乙酰基亚甲基、环己基乙酰基亚甲基、环庚基乙酰基亚甲基、环辛基乙酰基亚甲基、环丙基丙酰基亚甲基、环丁基丙酰基亚甲基、环戊基丙酰基亚甲基、环己基丙酰基亚甲基、苯甲酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯甲酰基亚甲基、苯乙酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙酰基亚甲基、苯氧基酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基酰基亚甲基、苄氧基酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苄氧基酰基亚甲基、苯乙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙氧基酰基亚甲基、苯丙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯丙氧基酰基亚甲基、甲氧基酰基亚甲基、乙氧基酰基亚甲基、丙氧基酰基亚甲基、异丙氧基酰基亚甲基、丁氧基酰基亚甲基、异丁氧基酰基亚甲基、叔丁氧基酰基亚甲基、仲丁氧基酰基亚甲基、戊氧基酰基亚甲基、异戊氧基酰基亚甲基、仲戊氧基酰基亚甲基、己氧基酰基亚甲基、异己氧基酰基亚甲基、仲己氧基酰基亚甲基、甲氧基乙酰基亚甲基、乙氧基乙酰基亚甲基、丙氧基乙酰基亚甲基、异丙氧基乙酰基亚甲基、丁氧基乙酰基亚甲基、异丁氧基乙酰基亚甲基、叔丁氧基乙酰基亚甲基、仲丁氧基乙酰基亚甲基、戊氧基乙酰基亚甲基、异戊氧基乙酰基亚甲基、仲戊氧基乙酰基亚甲基、己氧基乙酰基亚甲基、异己氧基乙酰基亚甲基、仲己氧基乙酰基亚甲基、甲氧基丙酰基亚甲基、乙氧基丙酰基亚甲基、丙氧基丙酰基亚甲基、异丙氧基丙酰基亚甲基、丁氧基丙酰基亚甲基、异丁氧基丙酰基亚甲基、叔丁氧基丙酰基亚甲基、仲丁氧基丙酰基亚甲基、戊氧基丙酰基亚甲基、异戊氧基丙酰基亚甲基、仲戊氧基丙酰基亚甲基、苯氧基甲酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基甲酰基亚甲基、苯氧基乙酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基乙酰基亚甲基、苯氧基丙酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯氧基丙酰基亚甲基、苄氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苄氧基酰基亚甲基、苯乙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基和硝基取代的苯乙氧基酰基亚甲基、苯丙氧基酰基亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯丙氧基酰基亚甲基、苯并噻唑啉亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯并噻唑啉亚甲基、苯并噁唑啉亚甲基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯并噁唑啉亚甲基、吡啶基亚甲基、呋喃基亚甲基、噻唑基亚甲基、邻苯二甲酰亚胺亚甲基、丁二酰亚胺亚甲基、乙腈基。 
    优选的R2代表甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、己基、异己基、仲己基、庚基、异庚基、仲庚基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、苯基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯基、苯甲基、苯乙基、苯丙基、苯丁基,更优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、异戊基、仲戊基、己基、异己基、仲己基、庚基、异庚基、仲庚基、环丙基、环戊基、环己基、环庚基、苯基、卤素、氨基、硝基和氰基取代的苯基、苯甲基、苯乙基、苯丙基,最优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、异己基、环戊基、环己基、苯基、苯甲基、苯乙基。 
      
    所制备的5-取代2-噻唑烷酮例如下述3a~3i十种化合物:
    3a:R1 = MeO2CCH2; 
    3b:R1 = (EtO2C)2CH2;
    3c:R1 = MeCOCH2;
    3d:R1 = PhCOCH2;
    3e:R1 = NCCH2;
    3f:R1 = PhthNCH2;
    3g:R1 =;
    3h:R1 = ; 
    3i:R1 = F3C;
    上述的制备方法,通常是通过二硫代碳酸酯与N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯的自由基加成反应得到中间体含有氨基甲酸酯基的黄原酸酯,再在酸催化下环化得到5-取代2-噻唑烷酮。
    上述的制备方法,所述原料用的二硫代碳酸酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯可以通过公开的商业市场渠道购买到,或通过文献报道的合成方法制备。 
    上述的制备方法,所述引发剂通常是过氧月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈及其混和物类。 
    上述的制备方法,通常在10 °C~140 °C的温度下搅拌反应3~12 h。 
    上述的制备方法,所用的催化剂通常为甲酸、三氟乙酸、盐酸、硫酸、磷酸等,所用的溶剂通常为水、四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯乙烯、环己烷、2-丁酮、乙腈、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或它们的混合物。加成反应一步还可以使用如下溶剂:乙酸乙酯、苯、氯苯、邻二氯苯、乙醚、丙醚、丁醚、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、二甲苯或它们的混合物。 
      
    本发明的优点和积极效果:
    本发明制备的5-取代2-噻唑烷酮因其可以作为有机和药物合成中间体等,具有重要应用价值。 
    本发明提供的制备方法,以简单易得的二硫代碳酸酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料,其可以通过公开的商业市场渠道购买到或按文献报道的已知方法来制备。该方法操作简单,可以用于合成结构多样性的5-取代2-噻唑烷酮,特别是5-位带有不同官能团的2-噻唑烷酮。适合于大规模工业化生产,对于噻唑烷酮的应用具有十分重要的意义。 
      
    具体实施方式
    下面通过实施例的方式进一步说明本发明,并不因此将本发明限制在所述实施例的范围之中。 
    实施例一 
    3-(2-噻唑烷酮-5-基)丙酸甲酯3a的制备
    向50 mL三口瓶中加入二硫代碳酸O-乙基-S-(2-氧代-2-甲氧基乙基)酯(388.3 mg, 2 mmol)、N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯(345.8 mg, 2.2 mmol)和2 mL 1,2-二氯乙烷(DCE),抽真空,N2保护下在90 oC油浴下回流5分钟后加入过氧化月桂酰(DLP)(21 mg, 2.5 mol%),TLC检测反应,每隔45分钟 加入DLP(11.5-84 mg, 1.25-10 mol%)直到原料黄原酸酯完全消失,停止反应。反应液旋除溶剂后硅胶柱分离(洗脱剂石油醚:乙酸乙酯 = 15:1 到3:1)得到二硫代碳酸O-乙基-S-(5-甲氧基-1-叔丁氧羰基氨基-5-氧代戊-2-基)酯。
    25 mL圆底烧瓶中加入上述加成产物(351.5 mg, 1 mmol),5 mL乙腈和88%甲酸(690 mg,15 mmol),加热回流12小时,旋除溶剂后,硅胶柱色谱分离(洗脱剂石油醚:乙酸乙酯 = 5:1 到1:2),得到无色油状液体3-(2-噻唑烷酮-5-基)丙酸甲酯168 mg,产率75%。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 2.07 (dddd, J = 14.5, 8.8, 7.2, 6.8 Hz, 1H in CH2), 2.14 (dddd, J = 14.5, 8.8, 7.6, 6.8 Hz, 1H in CH2), 2.43 (ddd, J = 16.0, 7.6, 6.8 Hz, 1H in CH2), 2.49 (ddd, J = 16.0, 8.8, 6.8 Hz, 1H in CH2), 3.33 (ddd, J = 10.1, 5.2, 0.8 Hz, 1H in CH2), 3.70 (s, 3H, CH3), 3.75 (ddd, J = 10.1, 5.2, 0.8 Hz, 1H in CH2), 3.87 (dddd, J = 8.8, 7.2, 5.2, 5.2 Hz, 1H, CH), 6.39 (s, 1H, NH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 30.5, 31.4, 45.9, 48.7, 51.8, 172.8, 175.1. 
     实施例二
    2-[(2-噻唑烷酮-5-基)甲基]丙二酸二乙酯3b的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基-S-(1,3-二乙氧基-1,3-二氧代丙-2-基]酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到2-[(2-噻唑烷酮-5-基)甲基]丙二酸二乙酯,无色固体201 mg,产率31%,熔点:68-69 oC。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 1.28 (t, J = 7.1 Hz, 3H, CH3), 1.29 (t, J = 7.1 Hz, 3H, CH3), 2.32 (ddd, J = 14.2, 9.2, 8.0 Hz, 1H in CH2), 2.40 (ddd, J = 14.2, 9.2, 5.6 Hz, 1H in CH2), 3.34 (ddd, J = 10.1, 5.6, 0.9 Hz, 1H in CH2), 3.50 (dd, J = 9.2, 5.6 Hz, 1H, CH), 3.76 (dd, J = 10.1, 7.2 Hz, 1H in CH2), 3.86 (dddd, J = 9.2, 8.0, 5.6, 5.6 Hz, 1H, CH), 4.17-4.26 (m, 4H, 2CH2), 6.23 (s, 1H, NH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 13.9, 14.0, 34.4, 44.4, 48.7, 49.8, 61.8, 61.9, 168.4, 168.5, 174.7.
    实施例三
    5-(3-氧代丁基)噻唑烷-2-酮3c的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基-S-(2-氧代丙基)酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到5-(3-氧代丁基)噻唑烷-2-酮,无色油状液体125 mg,产率54%。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 1.98 (dddd, J = 14.4, 7.6, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.11 (dddd, J = 14.4, 9.6, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.17 (s, 3H, CH3), 2.56 (ddd, J = 16.4, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.63 (ddd, J = 16.4, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 3.31 (ddd, J = 10.1, 5.2, 1.2 Hz, 1H, CH), 3.73 (ddd, J = 10.1, 5.2, 0.8 Hz, 1H in CH2), 3.88 (dddd, J = 9.6, 7.6, 5.2, 5.2 Hz, 1H, CH), 6.16 (s, 1H, NH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 29.1, 30.0, 40.7, 46.1, 48.8, 175.0, 207.1.
    实施例四
    5-(3-苯基-3-氧代丙基)噻唑烷-2-酮3d的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基-S-(2-苯基-2-氧代乙基)酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到5-(3-苯基-3-氧代丙基)噻唑烷-2-酮,无色晶体188 mg,产率68%,熔点:167-169 oC。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 1.98 (dddd, J = 14.4, 7.6, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.11 (dddd, J = 14.4, 9.2, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.56 (ddd, J = 16.4, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.63 (ddd, J = 16.4, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 3.31 (dd, J = 10.1, 7.2 Hz, 1H, CH), 3.73 (dd, J = 10.1, 7.2 Hz, 1H in CH2), 3.99 (dddd, J = 9.2, 7.6, 5.2, 5.2 Hz, 1H, CH), 5.92 (s, 1H, NH), 7.48 (t, J = 7.6 Hz, 2H, ArH), 7.58 (t, J = 7.6 Hz, 1H, ArH), 7.96 (d, J = 7.6 Hz, 2H, ArH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 28.8, 29.7, 35.8, 46.4, 48.9, 128.0, 128.7, 133.4, 136.5, 174.8, 198.6.
     实施例五
    5-(2-邻苯二甲酰亚胺乙基)噻唑烷-2-酮3e的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基-S-邻苯二甲酰亚胺甲基酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到5-(2-邻苯二甲酰亚胺乙基)噻唑烷-2-酮,白色固体226 mg,产率71%,熔点:171-172 oC。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 2.11-2.24 (m, 2H, CH2), 3.36-3.40 (m, 1H, CH), 3.76-3.85 (m, 4H, 2CH2), 6.42 (s, 1H, NH), 7.74 (dd, J = 5.2, 3.0 Hz, 2H, ArH), 7.85 (dd, J = 5.2, 3.0 Hz, 2H, ArH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 34.4, 35.6, 44.1, 48.5, 123.3, 131.8, 134.1, 168.2, 175.1.
     实施例六
    5-(2-氰乙基)噻唑烷-2-酮3f的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基-S-腈甲基酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到5-(2-氰乙基)噻唑烷-2-酮,橘红色固体133 mg,产率62%,熔点:71-72 oC。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 2.12 (dddd, J = 14.4, 7.6, 7.2, 6.8 Hz, 1H in CH2), 2.18 (dddd, J = 14.4, 9.2, 7.6, 6.8 Hz, 1H in CH2), 2.49 (ddd, J = 16.0, 7.6, 6.8 Hz, 1H in CH2), 2.56 (ddd, J = 16.0, 7.6, 6.8 Hz, 1H in CH2), 3.37 (ddd, J = 10.1, 5.2, 1.2 Hz, 1H, CH), 3.82 (ddd, J = 10.1, 7.2 Hz, 1H in CH2), 3.93 (dddd, J = 9.2, 7.2, 5.2, 5.2 Hz, 1H, CH), 6.40 (s, 1H, NH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 15.2, 31.3, 45.0, 48.2, 118.3, 174.2.
     实施例七
    5-[2-(苯并噻唑-2-基)乙基]噻唑烷-2-酮3g的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基-S-(苯并噻唑-2-甲基)酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到5-[2-(苯并噻唑-2-基)乙基]噻唑烷-2-酮,橘红色固体206 mg,产率24%,熔点:98-99 oC。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 2.42 (dddd, J = 14.4, 8.4, 7.6, 6.8 Hz, 1H in CH2), 2.43 (dddd, J = 14.4, 9.6, 8.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 3.21 (ddd, J = 15.8, 8.6, 6.8 Hz, 1H in CH2), 3.26 (ddd, J = 15.8, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 3.31 (ddd, J = 10.1, 5.2, 0.8 Hz, 1H, CH), 3.73 (dd, J = 10.1, 7.2 Hz, 1H in CH2), 3.97 (dddd, J = 9.6, 8.4, 5.2, 5.2 Hz, 1H, CH), 6.23 (s, 1H, NH), 7.37 (dt, J = 8.0, 0.8 Hz, 2H, ArH), 7.46 (dt, J = 8.0, 1.2 Hz, 1H, ArH), 7.84 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.96 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 31.6, 34.7, 45.8, 48.5, 121.5, 122.6, 124.9, 126.0, 135.0, 153.1, 169.4, 174.9.
     实施例八
    5-[2-(6-甲基吡啶-2-基)乙基]噻唑烷-2-酮3h的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基S-(6-甲基吡啶-2-基甲基)酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到5-[2-(6-甲基吡啶-2-基)乙基]噻唑烷-2-酮,橘红色固体180 mg,产率26%,熔点:87-88 oC。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 2.18 (dddd, J = 14.4, 7.6, 7.6, 6.4 Hz, 1H in CH2), 2.26 (dddd, J = 14.4, 9.2, 7.2, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.52 (s, 3H, CH3), 2.81 (ddd, J = 16.4, 7.6, 6.0 Hz, 1H in CH2), 2.88 (ddd, J = 16.0, 7.2, 6.4 Hz, 1H in CH2), 3.34 (dd, J = 10.1, 7.2 Hz, 1H, CH), 3.71 (dd, J = 10.1, 7.2 Hz, 1H in CH2), 3.87 (dddd, J = 9.2, 7.6, 5.2, 5.2 Hz, 1H, CH), 5.96 (s, 1H, NH), 6.94 (d, J = 7.6 Hz, 1H, ArH), 7.00 (d, J = 7.6 Hz, 1H, ArH), 7.49 (t, J = 7.6 Hz, 1H, ArH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 24.4, 35.4, 35.9, 46.5, 48.7, 119.8, 121.0, 136.8, 158.0, 159.3, 175.3.
     实施例九
    5-(2,2,2-三氟乙基)噻唑烷-2-酮3i的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-苯乙基-S-三氟甲基酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料得到5-(2,2,2-三氟乙基)噻唑烷-2-酮,白色固体155 mg, 产率72%,熔点:98-100 oC。1H NMR (CDCl3, 400 MHz) (δ, ppm) 2.53-2.72 (m, 2H, CH2), 3.44 (dd, J = 10.4, 6.4 Hz, 1H in CH2), 3.80 (dd, J = 10.4, 7.2 Hz, 1H in CH2), 4.10 (dddd, J = 7.2, 7.2, 6.4, 6.4 Hz, 1H, CH), 6.66 (s, 1H, NH). 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) (δ, ppm) 39.1 (q, JC-F = 28.6 Hz, CH2CF3), 39.5 (q, JC-F = 2.8 Hz, CHCH2CF3), 48.2, 125.2 (q, JC-F = 278.8 Hz, CF3), 174.7.
     实施例十
    5-(2-邻苯二甲酰亚胺乙基)噻唑烷-2-酮3e的制备
    按实施例一中描述的方法,用二硫代碳酸O-乙基-S-邻苯二甲酰亚胺甲基酯和N-烯丙基氨基甲酸叔丁酯为原料,将催化剂88%甲酸换成盐酸(1 mol/L, 1 mL), 催化环化得到5-(2-邻苯二甲酰亚胺乙基)噻唑烷-2-酮,白色固体190 mg,产率60%,熔点:171-172 oC。

    关 键  词:
    一种 取代 噻唑 制备 方法
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