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第三節 含一個硫原子的五元雜環化合物的合成

含一個硫原子的芳香雜環化合物主要為噻吩、苯并噻吩及其衍生物,它們在藥物及其中間體的合成中具有廣泛的用途。例如選擇性雌激素受體調節劑(抗骨質疏松藥)鹽酸雷洛昔芬(Raloxifene hydrochloride)(29)和鹽酸阿佐昔芬(Arzoxifene hydrochloride)(30)分子中就有苯并噻吩的結構單元。

一、噻吩及其衍生物

噻吩又稱為硫雜茂、硫雜環戊二烯、硫代呋喃。噻吩是液體,其沸點與苯非常相近,焦油苯中含有噻吩。除去焦油苯中噻吩的方法是用濃硫酸洗滌,因為噻吩比苯更容易被磺酸化,生成的噻吩磺酸溶于硫酸中,因而噻吩可以被除去。

噻吩是穩定的五元雜環芳香化合物,可以發生環上的硝化、磺化、鹵化、酰基化等反應,而且主要發生在噻吩環的α位,但卻有比苯更高的反應活性。如噻吩的氯化反應在乙酸中進行的速率是苯的100萬倍,溴化反應是苯的1000倍,但噻吩環熱穩定性比苯環差,易發生開環裂解反應。

噻吩氯化常用的試劑是氯氣和SO2Cl2,溴化反應常用溴的乙酸溶液或NBS。硝化反應常用濃硝酸的乙酸溶液,而且在10℃以下進行,進一步硝化則生成2,4-二硝基噻吩和2,5-二硝基噻吩。噻吩的烷基化收率不高,很少用于制備。噻吩可以順利發生Vilsmeier反應生成噻吩-2-甲醛。與酰氯反應生成2-酰基噻吩。

噻吩的酰基化(酰氯)不能用無水三氯化鋁(噻吩生成焦油),最常用的是SnCl4。在磷酸催化下用酸酐進行酰基化是有效的方法。在酰化反應時,幾乎都發生在α位,在兩個α位都被占的情況下,β位的酰基化也比較容易進行。

噻吩容易發生氯甲基化反應。選擇ZnCl2作催化劑,噻吩環上有吸電子基團時也可以發生氯甲基化反應。

噻吩催化還原生成四氫噻吩。

噻吩用過酸氧化生成S-氧化物,進一步氧化生成SS-二氧化物。

噻吩主要用于醫藥合成,也用于合成染料、合成樹脂、合成農藥、合成香料等方面。世界上生產消費的噻吩及其衍生物中,約95%應用于醫藥行業。帶有噻吩環的抗生素比苯基同系物具有更好的療效。一些消炎鎮痛藥物如對羥麻黃堿、舒洛芬、噻布洛酸、噻洛芬酸、苯噻啶、舒芬太尼等藥物均為噻吩的衍生物。頭孢西丁等二十余種抗生素類藥物也含有噻吩環的結構單位。此外,一些心血管藥物、降血脂藥物、抗潰瘍藥物、血小板凝集抑制劑等也是噻吩的衍生物。

噻吩類衍生物的化學合成主要有如下幾種方法。

1. Paal-Knorr噻吩合成法

1,4-二羰基化合物與一個硫源反應生成噻吩。

這和吡咯、呋喃的Paal-Knorr反應是一樣的,有時也叫做Paal-Knorr噻吩合成法。常用的含硫化合物是含磷的硫化合物,例如五硫化二磷、雙三甲基甲硅烷硫化物、Lawesson試劑、硫化氫等。

這類反應可能是經歷了雙硫代酮過程:

例如化合物(31)的合成[Jones R A,Civcir P U.Tetrahedron,1997,53(34):11529]:

使用雙三甲基硅烷硫醚的例子如下:

若使用1,4-二羧酸,則反應中的某一階段必須完成還原反應,因為最終的反應結果是生成噻吩而非2-或5-氧化噻吩。例如癲癇病治療藥鹽酸噻加賓(Tiagabine hydrochloride)等的中間體3-甲基噻吩的合成。

3-甲基噻吩(3-Methylthiophene),C5H6S,98.17。無色液體。bp 114~115℃。

制法 陳仲強,陳虹.現代藥物的制備與合成:第一卷.北京:化學工業出版社,2007:321.

于安有攪拌器、蒸餾裝置、通氣導管的反應瓶中,加入石蠟油150 mL,慢慢通入二氧化碳氣體,攪拌下加熱至內溫240~250℃。另將粉狀甲基丁二酸鈉(2)90 g(0.51 mol)、七硫化四磷100 g(0.287 mol)、250 mL石蠟油組成的溶液慢慢加入,繼續通入二氧化碳氣體。加入速度應注意使生成的產物不斷蒸出,約需1 h,同時保持反應液溫度在240~250℃之間。加完后升溫至275℃,攪拌至無產物餾出,約蒸出液體33~38 mL。將餾出的液體依次用5%的氫氧化鈉溶液、水各洗滌2次,無水硫酸鈉干燥。分餾,收集112~115℃的餾分,得產物(1)26~30 g,收率52%~60%。

共軛的二炔在溫和的條件下與硫化氫或硫化物反應,可以生成3,4位無取代基的噻吩類化合物。此方法也可以合成2,5位不同取代基的噻吩類化合物。

2. Hinsberg合成法

1,2-二羰基化合物與硫代二醋酸乙酯(或硫代二亞甲基酮)在堿性條件下發生羥醛縮合反應,生成3,4-二取代噻吩-2,5-二羧酸衍生物。該反應稱為Hinsberg反應。

反應機理如下:

反應中首先是硫代二醋酸乙酯在堿的作用下失去質子生成碳負離子,碳負離子進攻1,2-二羰基化合物的一個羰基生成中間體(1),(1)的氧負離子進攻分子內另一個酯基的羰基,同時失去烷氧基生成中間體(2)。(2)在堿的作用下失去質子同時斷裂分子內的C-O鍵生成中間體(3),(3)互變生成(4),(4)的碳負離子進攻羰基,關環并失去一分子水,得到化合物(5)。(5)水解生成最終產物。

例如化合物(32)的合成:

又如抗過敏新藥中間體3,4-二羥基-5-甲基噻吩-2-羧酸甲酯的合成。

3,4-二羥基-5-甲基噻吩-2-羧酸甲酯(Methyl 3,4-dihydroxy-5-methyl-2-thiophenecarboxylate),C7H8O4S,188.20。 mp 116~117℃。

制法 Mullican M D,Sorenson R J,Connor D T,et al.J Med Chem,1991,34(7):2186.

2-甲氧羰基甲硫基丙酸甲酯(3):于安有攪拌器、溫度計的反應瓶中,加入2-溴丙酸甲酯(2)8.9 g(53 mmol),三乙胺5.4 g(53 mmol),氮氣保護,冰浴冷卻,攪拌下加入巰基乙酸甲酯5.6 g(53 mmol),室溫攪拌反應16 h。將反應物倒入150 mL冰水中,乙醚提取(125 mL×2),合并乙醚層,飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥。過濾,蒸出乙醚,得無色液體(3)。

3,4-二羥基-5-甲基噻吩-2-羧酸甲酯(1):于安有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、回流冷凝器的反應瓶中,加入無水甲醇35 mL,加入潔凈的金屬鈉3.8 g(165 mmol),制成甲醇鈉-甲醇溶液。冰浴冷卻,慢慢滴加由上述化合物(3)溶于25 mL甲醇的溶液與草酸二甲酯9.4 g(79 mmol)配成的混合溶液。加完后慢慢升溫回流反應1 h,旋轉濃縮。剩余物過濾,固體物用冷的甲醇、乙醚洗滌,干燥。將其溶于少量的水中,用4 mol/L的鹽酸酸化。過濾析出的固體,水洗,干燥,得化合物(1)4.3 g,收率43%。濃縮并處理有機母液,可以回收2.5 g,總收率68%,mp 116~117℃。

又如有機合成中間體化合物(33)的合成(曾涵,尹筱莉,孟華,張永雷.天然產物研究與開發,2010,22:826):

3. Fiesselmann噻吩合成法

巰基乙酸衍生物與1,3-二羰基化合物(或等價物)反應,生成噻吩-2-羧酸酯。該反應稱為Fiesselmann噻吩合成反應。

該類反應往往首先是在酸催化下反應,而后再在堿催化下進行關環、脫水生成噻吩類衍生物。反應機理如下:

具體例子如下(Taylor E L,Dowling J E.J Org Chem,1997,62:1599)。

將1,3-二羰基化合物轉化為β-鹵代羰基化合物,而后與巰基乙酸酯或其他含有活潑亞甲基的硫醇反應,生成噻吩-2-羧酸酯。

該反應的第一步是Micheal加成,接著脫去HCl生成中間體,中間體經分子內縮合、脫水生成噻吩類化合物。

如抗過敏新藥中間體4-氯-3-羥基-5-甲基噻吩-2-羧酸甲酯的合成。

4-氯-3-羥基-5-甲基噻吩-2-羧酸甲酯(Methyl 4-chloro-3-hydroxy-5-methylthiophene-2-carboxylate),C7H7ClO3S,206.64。黃橙色結晶。mp 105~107℃。

制法 Mullican M D,Sorenson R J,Connor D T,et al.J Med Chem,1991,34(7):2186.

于安有攪拌器、溫度計、通氣導管的反應瓶中,加入巰基乙酸甲酯74.3 g(0.7 mol),α-氯代乙酰乙酸乙酯(2)57.6 g(0.35 mol),氮氣保護,冷至-25℃,通入氯化氫氣體1 h,而后慢慢升至室溫。16 h后,攪拌下倒入500 mL水中,乙醚提取(400 mL×2)。合并乙醚層,依次用水、碳酸氫鈉溶液、水洗滌,無水硫酸鎂干燥。過濾,蒸出乙醚,得油狀液體(3)。將其溶于100 mL甲醇中,備用。

于安有攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的反應瓶中,加入無水甲醇450 mL,分批加入潔凈的金屬鈉19.7 g(0.86 mol)制成甲醇鈉-甲醇溶液。氮氣保護,室溫慢慢滴加上述化合物(3)的甲醇溶液。加完后繼續反應72 h。減壓蒸出甲醇,剩余物中加入1.2 L水,以濃鹽酸酸化。過濾,水洗,干燥,得黃棕色粉末54 g。用110 mL乙酸乙酯重結晶,得第一份產品(1)。母液減壓濃縮,剩余物中加入氯仿20 mL,過濾。濾液過硅膠柱純化,以氯仿洗脫,得黃橙色產品11 g,用異丙醇中重結晶至熔點恒定,得純品(1),mp 105~107℃。

又如消炎鎮痛藥替諾昔康(Tenoxicam)中間體3-羥基噻吩-2-甲酸甲酯的合成。

3-羥基噻吩-2-甲酸甲酯(Methyl 3-hydroxythiophene-2-carboxylate),C6H6O3S,158.17。mp 42℃。

制法 陳芬兒.有機藥物合成法:第一卷.北京:中國醫藥科技出版社,1999:579.

于干燥的反應瓶中,加入巰基乙酸甲酯62 g(0.58 mol),2 mol/L的甲醇鈉-甲醇溶液500 mL,攪拌下滴加由2-氯丙烯酸甲酯(2)70.3 g(0.58 mol),溶于70 mL甲醇的溶液,控制內溫不超過35℃。加完后室溫攪拌反應1 h。回收甲醇,剩余物用4 mol/L的鹽酸調至酸性。水蒸氣蒸餾。餾出物用二氯甲烷提取數次,合并有機層,無水硫酸鈉干燥。過濾,減壓濃縮,剩余物減壓蒸餾,收集102-106℃/2.0 kPa的餾分,冷后固化,得化合物(1)66.3 g,收率72%,mp 42℃。

巰基乙酸酯與αβ-炔基酮反應,可以得到對三鍵共軛加成的中間體,最后生成噻吩類化合物。例如:

巰基乙酸酯與αβ-炔基酸衍生物在堿性條件下反應,可以生成3-羥基噻吩-2-羧酸衍生物。

4.以α-巰基羰基化合物為硫源合成噻吩類化合物

α-巰基羰基化合物與烯基離子反應生成內鹽,后者發生分子內的Wittig反應,關環生成2,5-二氫噻吩,后者脫氫生成噻吩衍生物。

反應的第一步是巰基對乙烯基雙鍵的Micheal加成,而后發生分子內的Wittig反應,關環得到2,5-二氫噻吩,后者用醌脫氫,最終生成噻吩類化合物。

具體實例如下(McIntosh J M,Khalil H.Can J Chem,1975,53:209):

5. Gewald噻吩合成法

在嗎啉存在下,α-亞甲基羰基化合物與氰基乙酸酯或丙二腈和硫,在乙醇溶液中發生環縮合反應,生成2-氨基噻吩。該反應稱為Gewald噻吩合成反應,是由Gewald K等于1961年首先發現的。

反應中首先是羰基化合物與氰基乙酸酯發生Knoevenagel縮合反應生成αβ-不飽和腈,后者再與硫發生環合反應生成噻吩類化合物。

該方法是一種高效、快速合成氨基噻吩類化合物的重要方法,近年來發展很快,有了各種不同的改進方法,Gewald反應目前可以分為三種反應類型。

第一種類型是含α-巰基的醛或酮與帶有吸電子基團如甲酯、乙酯、苯甲酰基的氰乙基類化合物,在有機堿如三乙胺、嗎啡啉、哌啶等作用下,以乙醇、二氧六環等為溶劑進行反應,生成2-氨基噻吩類化合物。

第二種類型是醛、酮或1,3-二羰基化合物與活潑的氰基化合物如氰基乙酸酯、氰基乙酰胺、α-氰基酮等在單質硫和胺如哌啶、二乙胺、嗎啡啉等作用下生成2-氨基噻吩類衍生物。該類反應常用的溶劑是乙醇、DMF、二氧六環、或過量的酮如甲基乙基酮、環己酮等。在這類反應中,使用簡單的醛、酮代替第一類中的含α-巰基的醛或酮,原料易得、價格低廉,而且一般收率也較高。這種方法的應用比較普遍。

例如用于治療絕經后婦女骨質疏松癥的藥物雷尼酸鍶(Strontium ranelate)中間體(34)的合成(陳仲強,陳虹.現代藥物的制備與合成:第一卷.北京:化學工業出版社,2007:521):

抗炎鎮痛藥鹽酸替諾立定(Tinoridine hydrochloride)中間體(35)的合成如下。

精神病治療藥奧氮平(Olanzapine)中間體2-氨基-3-氰基-5-甲基噻吩的合成也是采用了該反應。

2-氨基-3-氰基-5-甲基噻吩(2-Amino-3-cyano-5-methylthiophene),C6H6N2S,138.15。黃色固體。mp 100℃。

制法 孫昌俊,曹曉冉,王秀菊.藥物合成反應——理論與實踐.北京:化學工業出版社,2007:446.

于安有攪拌器、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中,加入硫黃21.8 g(0.68 mol),丙醛(2)47.3 g(0.81 mol),DMF135 mL,冷至5~10℃,滴加三乙胺57.6 mL(0.41 mol),約30 min加完,于18~20℃反應1 h。滴加丙二腈45 g(0.68 mol)溶于90 mL DMF的溶液,約1 h加完,而后于15~20℃反應1 h。將反應液倒入1 L冰水中,析出黃色固體,充分靜置后抽濾,水洗,干燥,得黃色(1)70 g,收率75%,mp 99~100℃(文獻值100℃)。

又如抗焦慮藥依替唑侖(Etizolam)中間體(36)的合成(陳芬兒.有機藥物合成法:第一卷.北京:中國醫藥科技出版社,1999:995):

重要的醫藥中間體和化工原料(37)的合成如下[陳安軍,許杰華.山東化工,2009,38(1):5]:

第三種類型是由兩步反應組成的,首先由羰基化合物與活潑氰基化合物發生Knovenagel反應生成αβ-不飽和氰基化合物,第二步是αβ-不飽和氰基化合物與硫在胺存在下反應生成2-氨基噻吩衍生物。

近年來,固相合成技術應用于Gewald反應的報道很多[Castanedo G M,et al.Tetrahedron Lett,2001,42(41):7181]。

微波技術也用于Gewald反應,反應時間大為縮短,而且收率較高。例如(Sridhar M,Rao R M,Baba N M K,et al.Tetrahedron Lett,2007,48:3171):

經典的Gewald反應是以有機堿作催化劑。Termyshev等發現(TermyshevV M,Trukhin D V,et al.Syn Lett,2006,16:2559),反應過程中加入一定的酸,形成酸堿催化對反應更有利。有些用經典的Gewald反應條件難以進行的反應,在酸堿催化劑情況下可以順利進行。他們認為,這種酸堿同時存在(或者以鹽的形式)形成的極性溶劑會在反應中起到類似于離子溶劑的作用,從而提高反應物的活性。

在Gewald反應中也可以使用無機堿,如碳酸鉀、碳酸鈉等。

6.噻吩類化合物的其他合成方法

噻吩類化合物的合成方法很多,而且氫化噻吩、各種取代的噻吩等在有機合成中的應用也比較廣泛,使得噻吩類化合物的合成更為豐富多彩。

噻吩環上的取代生成新的噻吩衍生物。例如催眠藥茚地普隆(Indiplon)的中間體2-乙酰基噻吩(38)的合成。

噻吩與丁基鋰反應后再與硫反應,可以生成2-巰基噻吩。

聯苯在AlCl3催化劑存在性與硫反應可以生成硫芴,硫芴氧化生成SS-二氧化硫芴。

噻吩經結構改造合成了非甾體解熱鎮痛藥塞洛芬酸(Thaprofenic acid)(39)(陳仲強,陳虹.237)。

二、苯并噻吩及其衍生物

苯并噻吩在結構上與苯并呋喃和吲哚相似。苯并噻吩有兩種異構體,苯并[b]噻吩和苯并[c]噻吩。

顯然,苯并[c]噻吩穩定性差,因為缺少穩定苯環的結構。通常苯并噻吩是指苯并[b]噻吩。

苯并噻吩可以發生親電取代反應,但反應活性比噻吩稍低,也比苯并呋喃低,而且反應的區域選擇性不高,當然是噻吩環容易發生反應,往往得到不同位置(2位、3位)取代的混合物。

苯并噻吩的鹵化、硝化、酰化反應,3位比2位優先反應(注意,這與苯并呋喃不同)。

若苯并噻吩的噻吩環上已有取代基,進一步發生親電取代時,情況復雜得多。

苯并噻吩與丁基鋰的反應是區域選擇性的,生成2-苯并噻吩鋰。生成的2-苯并噻吩鋰與親電試劑反應可以制備2-取代的苯并噻吩。

和噻吩一樣,苯并噻吩用過酸氧化可以生成SS-二氧化物。

苯并噻吩用Raney Ni還原很容易氫化脫硫,但在酸性溶液中用三乙基硅烷還原,可以使苯并噻吩的硫保留下來,生成2,3-二氫衍生物。

據報道,苯并噻吩類化合物具有重要的藥物活性和生理活性,如消炎、止痛、抗癌、抗毒癮、抗抑郁等,在新藥研發中占有一定地位。

苯并噻吩-3-乙酸和吲哚-3-乙酸一樣,具有植物生長調節劑的作用。

關于苯并噻吩類化合物的合成方法,近幾十年來發展較快。關鍵是如何建立苯并噻吩環的骨架和如何有效地引入各種取代基。根據苯并噻吩環的建立情況,可以將其合成方法分為三類,簡述如下。

1.以苯的衍生物為原料,建立噻吩環生成苯并噻吩衍生物

這種方法很多,僅介紹其中幾種比較常見的方法。

①2-芳硫基羰基化合物(或酸)的分子內環化 與苯并呋喃的合成方法類似,2-芳硫基醛、酮或酸進行分子內的親電取代,可以生成苯并噻吩,這是合成苯并噻吩常用的方法。

抗骨質疏松藥鹽酸雷洛昔芬(Raloxifene)、阿佐昔芬(Arzoxifene)等的中間體6-甲氧基-2-(4-甲氧基苯基)苯并[b]噻吩的合成如下。

6-甲氧基-2-(4-甲氧基苯基)苯并[b]噻吩[6-Methoxy-2-(4-methoxyphenyl)benzo[b]thiophene],C16H14O2S,270.35。灰色固體。mp 191~193℃。

制法 陳仲強,陳虹.現代藥物的制備與合成:第一卷.北京:化學工業出版社,2007:518.

于反應瓶中加入多聚磷酸660 g,磷酸100 g,攪拌下升至100℃,分批加入化合物(2)145 g(0.503 mol),控制內溫95~100℃,約2 h加完。加完后繼續保溫反應6 h。冷至70℃,攪拌下倒入冰水中,過濾,水洗至中性。干燥,得棕色固體102 g。加入丙酮回流2 h,冷至室溫,過濾,干燥,得灰色固體(1)78 g,收率57.4%,mp 191~193℃。

若使用芳硫基乙縮醛,則可以生成噻吩環上無取代基的苯并噻吩。

2-芳硫基乙酰氯在Lewis酸催化劑存在下加熱生成3-羥基苯并噻吩衍生物。例如:

如下芳硫基乙酸酯發生分子內的酯縮合反應,也可以生成苯并噻吩類化合物。

如下2-氯-3-氰基吡啶與巰基乙酸酯反應,則生成了3-氨基吡啶[3,2-b]噻吩-2-羧酸乙酯(40),為絡氨酸激酶抑制劑中間體[Showalter H D H,Bridges A J,Zhou H R,et al.J Med Chem,1999,42(26):5464]。

②用2-(鄰巰基芳基)乙醛、酮或羧酸及其衍生物合成 2-(鄰巰基芳基)乙醛、酮、或羧酸及其衍生物在一定的條件下進行分子內環化,可以生成苯并噻吩衍生物。

利用烯丙基硫醚的Claisen重排,而后進行烯鍵的氧化,可以生成鄰巰基苯乙醛衍生物,后者關環生成苯并噻吩類化合物。

芳基2-氯-2-烯丙基硫醚發生 Claisen重排,而后再進行分子內環合,生成重要的化學試劑、精細化學品、醫藥中間體和材料中間體2-甲基苯并噻吩(41)(Anderson W K,LaVoie E J,Bottaro J C.J Chem Soc Perkin Trans I,1976:1)。

③鄰烷氧羰基甲基硫基苯甲醛(酮)發生分子內環化合成苯并噻吩 鄰巰基苯甲醛(酮)與鹵代乙酸酯反應可以生成鄰烷氧羰基甲基硫基苯甲醛(酮);鄰鹵代苯甲醛(酮)與巰基乙酸酯反應,也可以生成鄰烷氧羰基甲基硫基苯甲醛(酮),后者發生分子內的羥醛縮合反應,可以生成苯并噻吩衍生物。例如:

又如化合物4-三氟甲基苯并噻吩-2-甲酸甲酯的合成。

4-三氟甲基苯并噻吩-2-甲酸甲酯(Methyl 4-(trifluoromethyl)benzo[b]thiophene-2-carboxylate),C11H7F3O2S,260.23。

制法 Bridges A J,Lee A,Maduakor E C,Schwartz C E.Tetrahedron Lett,1992,33(49):7499.

2-氟-6-三氟甲基苯甲醛(3):于安有攪拌器、溫度計的反應瓶中,加入二異丙基胺1.113 g(11 mmol),THF 20 mL,氮氣保護,于5 min 0℃滴加2.3 mol/L的正丁基鋰-己烷溶液4.35 mL(10 mmol)。10 min后冷至-78℃,于5 min滴加3-三氟甲基氟苯(2)1.643 g(10 mmol)。加完后繼續于-78℃攪拌反應1 h。于5 min滴加DMF 0.80 mL(11 mmol),繼續于-78℃攪拌反應10 min。加入2 mL醋酸淬滅反應,隨后加入50 mL水。將冷的溶液迅速用乙醚提取(25 mL×3)。合并乙醚層,依次用稀乙酸、水、飽和鹽水洗滌,無水硫酸鎂干燥,過濾,減壓濃縮,得淺黃色油狀液體粗品(3)1.85 g。

4-三氟甲基苯并噻吩-2-甲酸甲酯(1):于安有攪拌器、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中,加入DMSO 10 mL,用己烷洗滌的60%的NaH 0.5 g(12.5 mmol),氮氣保護。于25℃滴加巰基乙酸乙酯0.72 mL(8 mmol)。待不再有氣體放出時,撤去水浴,室溫攪拌反應15 min。而后迅速加入化合物(3)1.85 g溶于2 mL DMSO的溶液,可以看到放熱現象并有氣體生成。3 min后倒入100 mL冰水中,過濾生成的沉淀,水洗,干燥,得淺褐色化合物(1)1.17 g,收率56%。

④鄰鹵代硫酚(硫醚)與金屬炔化物偶聯,而后分子內環化 早在1967年就有報道,苯硫酚與炔銅于110℃反應,可以生成2-取代苯并噻吩。

鄰鹵代苯硫醚在催化劑存在下也可以發生類似的反應。例如(Boberts C F,Hartley R C.J Org Chem,2004,69:6145):

也有直接使用鄰二鹵代苯、硫醇和金屬炔化物合成苯并噻吩的報道。

2.以噻吩衍生物為起始原料,建立苯環合成苯并噻吩衍生物

采用這種方法合成苯并噻吩衍生物的報道不多,僅舉例說明。

Oikawa[Oikawa Y,Yonemitsu O.J Org Chem,1976,41(7):1118]等利用含噻吩環的β-酮亞砜衍生物,在酸催化劑存在下通過關環、重排生成4,5-二取代的苯并噻吩類衍生物,但收率并不高。

6,7-二氫苯并噻吩作為雙烯體與丙炔酸酯進行Diels-Alder反應,而后再進行逆Diels-Alder消去乙烯,可以得到苯并噻吩衍生物(Labadie S S.Synth Commun,1998,28:2431)。

3.苯并噻吩環的化學修飾

對苯并噻吩的芳環進行化學修飾,引入各種不同的取代基,是合成苯并噻吩衍生物的重要方法,但在反應時噻吩環往往比較活潑,故用這種方法還是主要對噻吩環的化學修飾。苯并噻吩可以發生鹵化、硝化、磺化、酰基化、烴基化等反應,生成3位或2位的取代產物。特別是烴基化反應,反應方法很多。

2-乙酰基苯并噻吩(42)是哮喘病治療藥齊留通(Zileuton)的中間體(陳仲強,陳虹.現代藥物的制備與合成.北京:化學工業出版社,2007:340)。

又如3-氯甲基苯并噻吩的合成:

重要的化學試劑、精細化學品、醫藥中間體和材料中間體2-甲基苯并噻吩的合成如下。

2-甲基苯并噻吩(2-Methylthianaphthene),C9H8S,148.22。白色針狀結晶。mp 52.1~52.6℃。

制法 趙生敏,張文官.化學試劑,2009,31(8):646.

于反應瓶中加入苯并噻吩2)26.84 g(0.2 mol),250 mL無水THF,氮氣保護下冷至-78℃,滴加2.5 mol/L的正丁基鋰的己烷溶液100 mL。加完后攪拌反應30 min,而后升至室溫繼續攪拌反應45 min。重新冷至-78℃,滴加碘甲烷13.2 mL,30 min后升至室溫,攪拌反應過夜。加水適量,二氯甲烷提取3次。合并有機層,無水硫酸鈉干燥。過濾,濃縮,得白色固體。用乙醇重結晶,得白色針狀結晶(1)24.36 g,收率82.3%,mp 52.1~52.6℃。

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