尹大偉， 劉玉婷，苗東琳

(1.陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院， 陜西 西安 710021;2.陜西咸陽(yáng)偏轉(zhuǎn)集團(tuán)德隆泰克公司， 陜西 咸陽(yáng) 712021)

0 前言

1,3,4-噻二唑環(huán)具有獨(dú)特的三大屬性——廣譜生物活性、良好的穩(wěn)定性、良好的與金屬配合的能力，因而近年來(lái)1,3,4-噻二唑類(lèi)化合物被廣泛應(yīng)用于抗菌藥、驅(qū)蟲(chóng)藥、除草劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、顯色劑、染料、燃料油添加劑、抗磨劑、緩蝕劑等等，還可用于防治水稻百葉枯病、柑橘潰瘍病、蕃茄青枯病等，并可作為一種重要的醫(yī)藥合成中間體，此外還作為一種重要的液晶材料的結(jié)構(gòu)單元而受到廣泛關(guān)注[1-7].本文采用硫酸肼、苯甲醛、乙酸酐等原料合成了一種新型取代1,3,4-噻二唑，其多種活性基團(tuán)聚集在同一分子中因而具有更高的生物活性，具體合成路線如下：

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

上海精密科學(xué)儀器有限公司X-4顯微熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未經(jīng)校正)；德國(guó)BRUKER公司VECTOR-22傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片)；所有試劑均為市售分析純或化學(xué)純；氨基硫脲按文獻(xiàn)[8]方法制備，產(chǎn)率87%，m.p.178～180 ℃(文獻(xiàn)值為180～181 ℃)；肉桂酸按文獻(xiàn)[9]方法制備，產(chǎn)率70%，m.p.132～134 ℃(文獻(xiàn)值132～133 ℃).

1.2 2-氨基-5-苯乙烯基-1,3,4-噻二唑的合成

在裝有電動(dòng)攪拌器、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管的250 mL三口燒瓶中依次加入1.14 g氨基硫脲、1.85 g肉桂酸和20 mL二氧六環(huán)，在冰水浴冷卻下攪拌，滴加6 mL三氯氧磷，加完后逐漸升溫，在溫度達(dá)到60 ℃時(shí)反應(yīng)0.5 h，然后繼續(xù)升溫至95 ℃左右回流反應(yīng)5 h.減壓除去二氧六環(huán)及部分三氯氧磷，冷卻后向反應(yīng)瓶中加20 mL 30%乙醇水溶液，待產(chǎn)物充分溶解后在冰水浴冷卻下用50%氫氧化鈉溶液中和至pH為8～9，抽濾，濾餅用冷水洗滌，干燥，得粗品.粗品用30%乙醇重結(jié)晶，干燥，得黃白色片狀晶體2.10 g,產(chǎn)率77%，m.p.219～220 ℃.IR(cm-1，KBr壓片)：3 317.51,3 113.21(vN-H)，2 925.53(vC-H)，1 618.74(vC=N)，891.78(δC-H雜環(huán))，1 376(-CH3特征吸收).元素分析實(shí)測(cè)值(計(jì)算值)：C 72.81(72.90)，H 5.41(5.47),N 20.57(20.68).

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)機(jī)理

在2-氨基-5-苯乙烯基-1,3,4-噻二唑的合成中，發(fā)生一次氯化、兩次親核加成-消除反應(yīng).首先肉桂酸與三氯氧磷發(fā)生氯化反應(yīng)生成肉桂酰氯；第二步，氨基硫脲由于氨基氮原子上有孤對(duì)電子，所以可以作為親核試劑進(jìn)攻肉桂酰氯的羰基而發(fā)生親核加成反應(yīng)，消除一分子HCl后形成中間體1；第三步，由于第二步反應(yīng)中有HCl生成，所以反應(yīng)體系呈一定的酸性，所以中間體1在酸性條件下發(fā)生酮式與稀醇式的互變，得到其互變異構(gòu)體2；第四步，中間體2的結(jié)構(gòu)中巰基利用它有孤對(duì)電子，能夠作為親核試劑的特點(diǎn)，與分子內(nèi)的羰基發(fā)生親核加成反應(yīng)而得到中間體3；第五步，中間體3發(fā)生H的轉(zhuǎn)移，得到中間體4；第六步,4脫水后得到2-氨基-5-苯乙烯基-1,3,4-噻二唑,反應(yīng)式如下：

2.2 物料摩爾比對(duì)產(chǎn)率的影響

取三氯氧磷6 mL,氨基硫脲0.012 5 mol，與肉桂酸的摩爾比分別為1∶1，1∶1.1，1∶1.2，1∶1.3，1∶1.4進(jìn)行投料，加入二氧六環(huán)20 mL，反應(yīng)時(shí)間為5.5 h，研究了投料比對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，如表1所示.

表1 物料摩爾比對(duì)產(chǎn)率的影響

由表1 可以看出，肉桂酸與氨基硫脲的投料比為1∶1較適宜.

2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響

肉桂酸與氨基硫脲每次分別以0.012 5 mol進(jìn)行投料，加入二氧六環(huán)20 mL，三氯氧磷6 mL，研究反應(yīng)時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，結(jié)果如表 2所示.

表2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響

由表 2可以看出，5.5 h是比較合適的回流時(shí)間,以后隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),產(chǎn)率并不增加,原因可能是由于反應(yīng)已達(dá)平衡,僅靠延長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng).

表3 溶劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響

2.4 溶劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響

每次分別取肉桂酸與氨基硫脲0.012 5 mol進(jìn)行投料，三氯氧磷6 mL，反應(yīng)時(shí)間5.5 h，研究溶劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響，結(jié)果如表 3所示.

由表 3可以看出，溶劑用量對(duì)反應(yīng)的影響不太大.

表4 放大實(shí)驗(yàn)

2.5 放大實(shí)驗(yàn)

根據(jù)所確定的最佳反應(yīng)條件：物料摩爾比為1∶1,反應(yīng)時(shí)間5.5 h進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示.

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，放大實(shí)驗(yàn)是比較成功的.

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以硫酸肼為原料合成了氨基硫脲，以苯甲醛與乙酸酐為原料合成了肉桂酸，再由氨基硫脲與肉桂酸反應(yīng)生成了一種新型取代噻二唑(2-氨基-5-苯乙烯基-1,3,4-噻二唑).通過(guò)對(duì)2-氨基-5-苯乙烯基-1,3,4-噻二唑合成實(shí)驗(yàn)條件的探索及重復(fù)放大實(shí)驗(yàn)得到了最佳反應(yīng)條件：肉桂酸與氨基硫脲摩爾比為1∶1進(jìn)行投料，三氯氧磷6 mL，反應(yīng)時(shí)間5.5 h，反應(yīng)溶劑二氧六環(huán)15 mL.目標(biāo)產(chǎn)物及中間體的結(jié)構(gòu)均經(jīng)IR得以確證.

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