2-氨基 -4，5，6，7-四氫苯并［b］噻吩 -3-羧酸乙酯縮水楊醛Schiff堿的合成

楊 平，宋新建

(湖北民族學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北恩施445000)

2-氨基噻吩衍生物是一類重要的有機中間體，在農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料等化合物的合成中具有廣泛的應(yīng)用.噻吩及其稠雜環(huán)化合物因具有抗氧化［1］、抗腫瘤［2-4］等多種藥物活性而備受關(guān)注.含有C=N雙鍵的Schiff堿具有優(yōu)良的生物活性、配位性能和光電性能，廣泛應(yīng)用于藥物［5-6］、催化［7］、化學(xué)分析［8］、電化學(xué)［9］以及功能材料［10-12］等諸多領(lǐng)域.同時考慮到化合物分子中引入酯基可以有效調(diào)節(jié)脂水分配系數(shù)，增加化合物的脂溶性，有利于透過細(xì)胞膜而促進(jìn)機體吸收，從而可能改善化合物的生物活性.有關(guān)噻吩類化合物的合成及生物活性已有大量文獻(xiàn)報道，但含酯基及噻吩雜環(huán)的Schiff堿尚未見報道.本文先通過環(huán)己酮、氰基乙酸乙酯與單質(zhì)硫在堿催化條件下發(fā)生Gewald反應(yīng)生成2-氨基-4，5，6，7-四氫苯并［b］噻吩-3-羧酸乙酯，再與水楊醛反應(yīng)簡便地合成出相應(yīng)的Schiff堿產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR、1H NMR、MS和元素分析方法予以確認(rèn)，合成路線如圖1所示.

圖1 目標(biāo)化合物(II)的合成路線Fig.1 The synthetic procedure of the title compound II

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

Varian Unity Inova-600型超導(dǎo)核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo)，DMSO-d6為溶劑);NEXUS 470型傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片);Agilent 5975 inert質(zhì)譜儀(EI離子源);Vario EL III CHNSO型元素分析儀;X4型顯微熔點測定儀(溫度未經(jīng)校正).所用藥品均為分析純或化學(xué)純試劑.

1.2 2-氨基 -4，5，6，7-四氫苯并［b］噻吩 -3-羧酸乙酯(I)的合成

在圓底燒瓶中加入4.90 g(0.05 mol)環(huán)己酮、5.66 g(0.05 mol)氰基乙酸乙酯、1.92 g(0.06 mol)升華硫和10 mL無水DMF，冰浴下邊攪拌邊緩慢滴加3.5 mL三乙胺(約15 min加完)，再常溫攪拌反應(yīng)4 h，然后將反應(yīng)液倒入15 mL冷水中，有大量固體析出，過濾，水洗，粗產(chǎn)品再用80%乙醇重結(jié)晶，得淺黃色粉末狀固體(I)，產(chǎn)率87%，熔點:116℃(文獻(xiàn)［13］值115℃).

1.3 2-氨基-4，5，6，7-四氫苯并［b］噻吩-3-羧酸乙酯縮水楊醛Schiff堿(II)的合成

向圓底燒瓶中加入0.45 g(2 mmol)2-氨基-4，5，6，7-四氫苯并［b］噻吩-3-羧酸乙酯(I)、水楊醛0.24 g(2 mmol)和5 mL無水乙醇，50℃下攪拌反應(yīng)6 h.反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸去部分溶劑，冷卻過濾得粗產(chǎn)品，用無水乙醇重結(jié)晶得黃色晶體(II)，產(chǎn)率76%，熔點:132～133℃.1H NMR(600 MHz，DMSO-d6)δ:1.29(3H，t，J=7.2 Hz，COOCH2CH3)，1.73(4H，dd，J=4.8 和4.4 Hz，5-位和6-位 CH2)，2.67(2H，s，4-位 CH2)，2.70(2H，s，7-位 CH2)，4.27(2H，q，J=7.2 Hz，COOCH2CH3)，6.93 ～7.65(4H，m，A-rH)，8.75(1H，s，CH=N)，12.56(1H，s，OH).IR(KBr)(v/cm-1):3435(O-H)，1697(C=O)，1601(C=N)，1216，1137(C-O-C)cm-1;EI-MS m/z(%):329.4(74.6，M+)，150(100);元素分析，C18H19NO3S，實驗值(計算值，%):C 65.49(65.63)，H 5.98(5.81)，N 4.06(4.25).

2 結(jié)果與討論

2.1 合成方法

2-氨基噻吩衍生物通常是通過Gewald反應(yīng)合成，最常見的是三組分Gewald反應(yīng)［14-17］，即:含α-氫的醛或酮、活潑的氰基化合物(如氰基乙酸乙酯、氰基乙酰胺或α-氰基酮類化合物等)與單質(zhì)硫在堿(如嗎啡啉、哌啶、二乙胺或三乙胺等)作催化劑，于室溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成2-氨基噻吩衍生物.本文以環(huán)己酮、氰基乙酸乙酯與單質(zhì)硫為原料在三乙胺催化條件下制備出2-氨基-4，5，6，7-四氫苯并［b］噻吩-3-羧酸乙酯(I).

與文獻(xiàn)［18］方法相比，反應(yīng)時間更短，產(chǎn)率更高，而且反應(yīng)條件溫和，分離純化操作簡單.中間體(I)再與水楊醛發(fā)生脫水縮合反應(yīng)制得目標(biāo)化合物(II)，該反應(yīng)在無水乙醇溶劑中進(jìn)行，反應(yīng)溫度太低則反應(yīng)速度慢甚至不反應(yīng)，反應(yīng)溫度過高則生成的產(chǎn)物不穩(wěn)定易分解，因此反應(yīng)溫度選擇在50℃左右為宜.

2.2 結(jié)構(gòu)表征

IR譜(見圖2)中，在3435 cm-1附近出現(xiàn)酚O─H鍵的伸縮振動吸收譜帶;酯羰基的吸收峰在1697 cm-1處呈強尖峰，較正常的羰基吸收峰波數(shù)(～1735 cm-1)有所降低，這是由于π-π共軛效應(yīng)的存在致使C=O雙鍵的極性減小，使得其伸縮振動頻率降低，而在1216和1137 cm-1處分別出現(xiàn)酯中C─O─C的反對稱和對稱伸縮振動強吸收峰;由于C=N雙鍵與苯環(huán)及噻吩雜環(huán)發(fā)生共軛也使其吸收峰(1601 cm-1)向低頻方向移動.

在1H NMR譜(見圖3)中，環(huán)己烯基上4個亞甲基質(zhì)子的化學(xué)位移在1.71～2.70之間;酯基中CH2的化學(xué)位移在4.27附近，且被裂分成四重峰，而CH3的化學(xué)位移在1.29處出現(xiàn)三重峰，二者相互偶合，符合n+1規(guī)律，其偶合常數(shù)為7.2 Hz;δ 8.75處的單峰歸屬于亞胺碳?xì)?—CH=N—);酚羥基質(zhì)子的化學(xué)位移出現(xiàn)在12.56處，遠(yuǎn)較正常值高，這是由于與亞胺氮原子形成六元環(huán)的分子內(nèi)氫鍵所致(如圖4所示)，從而表現(xiàn)出相當(dāng)大的去屏蔽效應(yīng)使得酚羥基質(zhì)子的化學(xué)位移顯著地移向低場.MS譜(見圖5)中存在分子離子峰，也進(jìn)一步印證了目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu).

圖2 化合物II的紅外光譜圖Fig.2 IR spectrum of compound II

圖3 化合物II的1H NMR譜圖Fig.3 1H NMR spectrum of compound II

圖4 化合物II的結(jié)構(gòu)(虛線表示分子內(nèi)氫鍵)Fig.4 Structure of compound II(intramolecular hydrogen bond is shown as dashed line)

圖5 化合物Ⅱ的MS譜圖Fig.5 MS spectrum of compoundⅡ

3 結(jié)論

本文以環(huán)己酮、氰基乙酸乙酯與單質(zhì)硫為原料通過三組分Gewald反應(yīng)采用“一鍋”法簡易合成出2-氨基-4，5，6，7-四氫苯并［b］噻吩-3-羧酸乙酯，再與水楊醛發(fā)生脫水縮合反應(yīng)制得相應(yīng)的Schiff堿.該合成方法具有反應(yīng)條件溫和、分離純化簡單、反應(yīng)時間較短以及反應(yīng)產(chǎn)率較高等優(yōu)點.并對目標(biāo)化合物的合成條件、波譜性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了探討.

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