微波法合成1,ω-二(2,2-二氨基-1,3,4-噻二唑-5-)烷烴類化合物*

單 棟， 壽妙萍， 趙金枝， 徐文龍， 申立全， 何冰晶

(臺州學(xué)院 醫(yī)藥化工學(xué)院，浙江 臨海 317000)

雜環(huán)化合物尤其是含氮雜環(huán)化合物在當(dāng)今農(nóng)藥的研究與開發(fā)中占據(jù)重要地位。1,3,4-噻二唑衍生物因其具有良好的殺蟲、殺菌、除草、植物生長調(diào)節(jié)、藥物活性等多種功效而倍受關(guān)注[1～6]；因其可作為藥物中間體，在新藥開發(fā)過程中具有較大的應(yīng)用潛力和價(jià)值[7～9]；作為一種重要的液晶材料的結(jié)構(gòu)單元而成為近年來的研究熱點(diǎn)[10，11]。

雙氨基雙噻二唑化合物結(jié)構(gòu)中具有雙噻二唑環(huán)，有望得到比單邊噻二唑更高的生物活性；結(jié)構(gòu)中所含的兩個(gè)氨基可作為聚合反應(yīng)的單體，合成高分子鏈上具有環(huán)結(jié)構(gòu)的剛性聚合物，有望得到耐高溫性能較好的聚合物；也可與一些單體合成具有適當(dāng)比例的剛性段與柔性段的高分子，并控制剛性段的長徑比，有望得到高分子液晶。以往文獻(xiàn)報(bào)道多以含單噻二唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物為主，而雙氨基雙噻二唑化合物的合成卻鮮有報(bào)道。

Scheme1

本文以濃硫酸為催化劑，氨基硫脲(1)與二元羧酸(2a～2d)在微波輻射下經(jīng)環(huán)合反應(yīng)合成了四種新型的1，ω-二(2，2-二氨基-1,3,4-噻二唑-5-)烷烴類化合物(3a～3d， Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和IR表征。采用單因素優(yōu)選法對最佳反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)選。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

WR-52型數(shù)字熔點(diǎn)儀；Varian Mercury-Vx 200型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；島津FT-IR-8400型紅外光譜儀(KBr壓片)。所用試劑均為分析純。

1．2 3的合成通法

在研缽中加入1 20 mmol, 2 10 mmol和濃硫酸2.2 mL(12 mmol)，研磨使其成糊狀漿體后轉(zhuǎn)入燒杯中，用保鮮膜覆蓋，并在保鮮膜上刺6個(gè)～8個(gè)小孔，放入微波爐中，將微波爐功率調(diào)節(jié)至中低火，反應(yīng)5 min。加入蒸餾水200 mL，調(diào)至pH 1～2;抽濾,濾液用40%NaOH溶液調(diào)至pH 7～8，析出大量沉淀，抽濾，濾餅用去離子水洗滌多次后干燥得3。

3a： 淺黃色晶體，產(chǎn)率56.3%， m.p.295.2 ℃～297.1 ℃(溶于DMSO，微溶于DMF，不溶于水、乙醇、丙酮和乙醚)；1H NMRδ: 7.0(s, 4H， NH2)， 3.25(s, 2H， CH2)； IRν: 3 366～3 100(NH2)， 1 636， 1 611(C=N)， 1 511～1 481(CH2) cm-1。

3b: 灰白色晶體，產(chǎn)率65.7%， m.p.302.6 ℃～304.3 ℃(溶于DMSO，微溶于DMF，不溶于水、乙醇、丙酮和乙醚)；1H NMRδ： 7.0(s, 4H， NH2)， 3.21(s, 4H， CH2CH2)； IRν： 3 393～3 200(NH2)， 1 670， 1 639(C=N)， 1 524～1 606(CH2) cm-1。

3c: 土黃色粉末,產(chǎn)率71.54%， m.p.320.8 ℃～323.7 ℃;1H NMRδ： 1.98(s, 2H, CH2)， 2.95(s, 4H, CH2)， 7.00(s, 4H, NH2)； IRν: 3 393～3 089(NH2)， 1 670， 1 639(C=N)， 1 524～1 606(CH2) cm-1。

3d: 土黃色粉末，產(chǎn)率70.16%， m.p.328.6 ℃～329.9 ℃;1H NMRδ: 1.64(s, 4H, CH2)， 2.80(s, 4H, CH2)， 7.00(s, 4H, NH2)； IRν: 3 027～3 089(NH2)， 1 624(C=N)， 1 455～1 496(CH2) cm-1。

2 結(jié)果與討論

以1，3-二(2，2-二氨基-1，3，4-噻二唑-5-)丙烷(3c)的合成為模板，考察諸反應(yīng)條件對其產(chǎn)率的影響，尋找最佳反應(yīng)條件。

2．1 微波爐功率對3c產(chǎn)率的影響

1 20 mmol,2c20 mmol,濃硫酸2.2 mL,微波輻射5 min,其余反應(yīng)條件同1.2,考察微波功率對3c產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表1。由表1可以看出，低火條件下，反應(yīng)不夠完全，產(chǎn)率較低；中、中高火條件下，由于微波所提供的能量過高，使部分反應(yīng)分解，產(chǎn)率反而下降。最佳功率是中低火。

表 1 微波爐功率對3c產(chǎn)率的影響*

*1 20 mmol,2c20 mmol,濃硫酸2.2 mL,微波輻射5 min,其余反應(yīng)條件同1.2

表 2 r對3c產(chǎn)率的影響*

*中低火，其余反應(yīng)條件同表1；r=n(1)∶n(2)

2．2 原料配比[r=n(1)∶n(2)]對3c產(chǎn)率的影響

中低火，其余反應(yīng)條件同2．1，考察r對3c產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表2。由表2可以看出，隨著r的增加，產(chǎn)率增加；當(dāng)r=2．0∶1.8時(shí)，反應(yīng)逐漸趨于完全。最佳r=2．0∶1.8。

2．3 濃硫酸用量對3c產(chǎn)率的影響

中低火，r=2．0∶1.8，其余反應(yīng)條件同2．1，考察濃硫酸用量對3c產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表3。由表3可以看出，隨著濃硫酸用量的增加，產(chǎn)率增加；當(dāng)其用量為2.6 mL時(shí)，產(chǎn)率穩(wěn)定在77%左右。濃硫酸最佳用量為2.6 mL。

表 3 濃硫酸用量對3c產(chǎn)率的影響*

*中低火，r=2．0∶1.8，其余反應(yīng)條件同表1

2．4 輻射時(shí)間對3c產(chǎn)率的影響

中低火，r=2．0∶1.8，濃硫酸2.6 mL,其余反應(yīng)條件同2．1，考察輻射時(shí)間對3c產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表4。由表4可見,隨著時(shí)間的增加，反應(yīng)趨于完全，產(chǎn)率增加；當(dāng)輻射時(shí)間為6 min時(shí)，產(chǎn)率最高；時(shí)間再增加，微波的巨大能量使部分產(chǎn)物分解，產(chǎn)率反而有所下降。最佳輻射時(shí)間為6 min。

表 4 輻射時(shí)間對3c產(chǎn)率的影響*

*中低火，r=2．0∶1.8，濃硫酸2.6 mL,其余反應(yīng)條件同表1

表 5 優(yōu)化反應(yīng)條件下的平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果*

*1 20 mmol,n(1)∶n(2) =2．0∶1．8，中低火微波輻射6 min

綜上所述，合成3c的最佳反應(yīng)條件為：1 20 mmol,n(1)∶n(2)=2．0∶1．8，濃硫酸2.6 mL,中低火微波輻射6 min。在最佳反應(yīng)條件下做平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表5。由表5可見，平均收率為77.46%，且重現(xiàn)性較好。

3 結(jié)論

用微波法合成了四種新型的1，ω-二(2,2-二氨基-1,3,4-噻二唑-5-)烷烴類化合物。微波合成具有反應(yīng)時(shí)間短、污染小、產(chǎn)率高、純度高等特點(diǎn)，充分體現(xiàn)了微波合成法綠色、高效、快捷的巨大優(yōu)勢。

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