含三氮唑及恶二唑环的酰基硫脲衍生物的合成

第41卷第1期华中师范大学学报(自然科学版)Vo l.41N o.12007年3月 JO U RN A L OF H U A ZH ON G NO RM A L U N IV ERSIT Y(N at.Sci.) M ar.2007收稿日期:2006-07-20.基金项目:湖北省科技攻关项目(2003A A3010B08).*Ema il:qinzhang lan0@.文章编号:1000-1190(2007)01-0085-03含三氮唑及噁二唑环的酰基硫脲衍生物的合成覃章兰1*,王芬华2(1.华中师范大学化学学院,武汉430079;2.安徽工程科技学院生物化学系,安徽芜湖241000)摘 要:以D -葡萄糖为原料,经过三步反应后得到中间体2-苯基-1,2,3-三氮唑-4-甲醛(I),然后用化合物I 与盐酸氨基脲缩合,氧化关环得到2-氨基-5-(2-苯基-1,2,3-三氮唑)-1,3,4-噁二唑(Ò),再用化合物Ò与不同的酰基异硫氰酸酯反应得到新的目标化合物(Ó).其结构经IR,1H NM R 和元素分析等得以确认.关键词:2-苯基-1,2,3-三氮唑-4-甲醛;1,3,4-噁二唑;酰基硫脲;合成中图分类号:O 626.26文献标识码:A酰基硫脲类化合物具有广泛的生物活性,如:抑菌,除草,植物生长调节等功效[1-5],引起了人们的广泛的研究兴趣.根据活性因子叠加的原理,本文在所合成的酰基硫脲化合物的结构中,引入了1,2,3-三氮唑和1,3,4-噁二唑两个活性较高的杂环[6,7],合成了4个未见文献报道的目标化合物,关于其生物活性还在进一步研究之中,合成路线如下:CH O H O H H O H H O H HO H CH 2OH3PhNH NH 2#H ClCHNN H Ph H CN NH -PhHO OH H OH HOH 2O HCu 2+NNNP hH O H H OH H OHCH 2O HNaIO 4N NNCHOPh (I)NH 2NHC ONH 2#H ClN NNCHNN H CO N H 2P h Br 2HOAc/NaOAcN N N PhON NNH 2 (Ò)Ar COO HS OC l 2Ar COClKS CNA rCO NCS(Ò)N NNP hON NN HC SN H C O A r (Ó)Óa~Ód:A r =C 6H 5(a),4-CH 3C 6H 4(b),2-ClC 6H 4(c),4-N O 2C 6H 4(d)1实验部分1.1仪器与试剂NEXUS70红外光谱仪(KBr 压片法);M ercu -r y plus -400型核磁共振仪(以DM SO -d 6为溶剂,以TM S 为内标);Vario EL ÓCH N SO 元素分析仪;北京第三光学仪器厂X 4型熔点测定仪(温度未经校正);T race EM S2000(Finnig an)质谱仪.所用试剂均为市售分析纯或化学纯.1.22-苯基-1,2,3-三氮唑-4-甲醛(I)的合成合成方法参考文献[8],化合物Ñ经IR 、1H NM R 等结构表征,与文献值一致.1.32-氨基-5-(2-苯基-1,2,3-三唑)-1,3,4-噁二唑(Ò)的合成将0.011mol 盐酸氨基脲溶于适量水中,以氢氧化钠溶液中和至溶液pH =7,升温至65e ,搅拌下逐滴加入0.01mo l 2-苯基-1,2,3-三氮唑-4-甲醛的乙醇溶液,回流2h,冷却,过滤,固体依次用水、乙醇洗涤,以乙醇为溶剂重结晶,得到缩氨基脲.86华中师范大学学报(自然科学版)第41卷在装有电磁搅拌器、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的50mL三颈烧瓶中加入0.01mo l缩氨基脲,3.28g(0.04m ol)无水乙酸钠,逐滴滴入12mL冰醋酸,搅拌均匀,然后再加入0.57mL (0.011mol)液溴溶于2mL冰醋酸中,搅拌下逐滴滴入烧瓶中,20min以后,混合物的颜色由黄色褪至白色,倾入150mL冰水中,过滤,滤饼以大量水洗涤,干燥,以乙醇为溶剂重结晶得化合物Ò.该化合物为新化合物,其结构经X-ray证实,晶体编号为:CCDC256216,有关晶体结构的详细报道见文献[9].1.4目标化合物Ó的合成在50mL三颈烧瓶中加入3m mol芳酸,搅拌下加入5mL二氯亚砜,升温至60e,反应4h,减压蒸出剩余的二氯亚砜,烧瓶中为黄色油状液体,然后直接向反应瓶中加入4mm ol硫氰酸钾的乙腈溶液(30mL).反应0.5h后,过滤,向滤液中加入2mm ol中间体Ò,80e下反应24h,有固体析出,冷却,过滤,将所得的固体用乙酸乙酯洗涤,然后用DMF重结晶即得到目标化合物Ó.2结果与讨论2.1目标化合物的理化性质及元素分析所合成的4个化合物均不溶于水,不溶于石油醚、乙酸乙酯等有机溶剂,但溶于DM F、DM SO极性较大的有机溶剂中.目标化合物的分子式、产率、熔点及元素分析见表1,化合物的IR及1H NM R 数据见表2.表1化合物Ó的理化常数及元素分析数据T ab.1Y ield,for mula,melting point and elemental analy sis data of co mpo undsÓCo mpd.F ormula Yield/%m.p./eElemental analy.(Calcd.)/%C H NÓa C18H13N7O2S67214~21652.24(52.40) 3.32(3.18)25.06(25.32)Ób C19H15N7O2S58220~22356.29(56.38) 3.70(3.66)24.19(24.03)Óc C18H12N8O4S53260~26249.54(49.35) 2.75(2.89)25.68(25.93)Ód C18H12ClN7O2S46240~24350.76(50.91) 2.82(2.56)23.03(23.31)2.2反应条件探讨中间体2-氨基-5-(2-苯基-1,2,3-三唑)-1,3,4-噁二唑(Ò)的合成在Br2-H Ac-NaAc混合体系中进行,该方法操作简便,反应快速.目标化合物的合成过程中,因为酰氯、酰基异硫氰酸酯都是活泼的中间体,所以需要保证反应在无水的条件下进行,所用的硫氰酸钾需要研磨并在红外灯下烘4h.中间体(Ò)与酰基异硫氰酸酯的反应是亲核加成反应,而化合物(Ò)的位阻较大,这就导致反应较慢,在回流的条件下反应,仍需要较长的时间.2.3谱图解析在红外光谱图中,所有特征基团均有明显吸收,3250cm-1左右有较强的N)H伸缩振动吸收峰,另一个N)H伸缩振动吸收峰则出现在3100cm-1附近,比一般N)H伸缩振动吸收峰向低波数移动,原因是形成了分子内氢键,C=S的伸缩振动频率在1260cm-1附近,C=O的伸缩振动频率在1700cm-1附近,1000cm-1附近出现)NH)N=N)的特征谱线[10].在1H NM R中,只观测到一个N)H峰,化学位移值为12左右,该峰为与噁二唑环相连的N)H峰;王积涛[11]等人认为是该N)H质子与羰基形成了六元环的分子内氢键而明显地位于低场.而夹杂在羰基和硫酮基之间的活泼氢的化学位移则没有出现,原因是以DM SO-d6为溶剂,目标化合物活泼氢被交换,使活泼氢信号消失[12].表2化合物Ó的IR及1H N M R数据T ab.2IR and1H N M R dat a of compoundsÓCompd.T max/cm-1N)H C=O C=S)NH)N=N)1H NM R(D,DM SO-d6)Óa3254,313316891262101212.36(s,1H,NH),7.51~8.12(m,10H,ArH),8.82(s,1H,CH)Ób3247,31451679125499812.33(s,1H,NH),7.55~8.12(m,9H,ArH),8.81(s,1H,CH), 2.40(s,3H,CH3)Óc3245,314616821256100612.42(s,1H,NH),7.72~8.15(m,9H,ArH),8.85(s,1H,CH)Ód3253,313016841260100912.44(s,1H,NH),7.65~8.13(m,9H,ArH),8.85(s,1H,CH)第1期覃章兰等:含三氮唑及噁二唑环的酰基硫脲衍生物的合成872.4结论1,3,4-噁二唑环的合成方法很多[13],本文采用Br2-H A c-N aAc法,有操作简单、时间短等优点;而1,2,3-三氮唑环的合成则选择了H ann 法[8],该法从葡萄糖出发,原料便宜易得,且反应过程中所用的溶剂均为绿色溶剂)))水.关于目标化合物的活性与结构之间的构效关系还在进一步的研究之中.参考文献:[1]黄琴,覃章兰.1-[5-对甲氧苯基-1,3,4-噁二唑-2-基]-3-(取代苯甲酰基)-硫脲的合成及抑菌活性研究[J].华中师范大学学报:自然科学版,2005,39(1):64-66.[2]王芬华,覃章兰,黄琴.含1,3,4-噁二唑取代的酰基硫脲的合成及杀菌活性[J].化学研究与应用,2005,17(2): 273-275.[3]Li Z H,Zh angY,WangY G.S ynthes is an d characterizationof N-benzoy-l N c-carboxyalkyl substituted thiourea derivatives [J].Phosph oru s,Sulfu r and Silicon,2003,178(2):293-297.[4]李淑贤,冯桂荣,汪焱钢.含三唑基酰基硫脲的合成与生物活性研究[J].华中师范大学学报:自然科学版,2002,36(1): 55-57.[5]龚银香,王子云,陈芳,等.N-(5-四唑基)-N c-芳酰基脲的合成与植物激素活性[J].华中师范大学学报:自然科学版, 2004,38(1):60-62.[6]Saad H.Synthesis of some pyridyloxymethy-l ox adiazoles,th-iadiazoles and triazoles of ex pected pharmacological activity [J].In dian J of Chemistry,1996,35B:980-984.[7]Xuajuan Zou,Zuxin Zhan g,Guiyu J in.S ynthes is and biolog-ical activity of1,3,4-oxadiaz ole substituted pyridazinones[J].J Chem Res earch,2002,20:228-230.[8]H ann R M,Hu dson C S.Th e action of copper s ulfate onphenylosazones of th e sugars p heny-l D-glu cosotriazole[J].J Am Chem S oc,1944,66:735-737.[9]Fenh ua Wang,Zhanglan Qin,Jiangs heng Huang.2-amine-5-(2-pheny-l1,2,3-triazo-l4-yl)-1,3,4-ox adiazole[J].Acta Cryst,2005,E61:1343-1344.[10]安悦,李英俊,胡皆汉.N-苯基-1,2,3-三唑-4-甲酰基)-N c-芳基硫脲化合物的特征红外光谱[J].光谱学与光谱分析,2001,21(4):177-179.[11]王积涛,袁耀锋,许育明,等.N-二茂铁甲酰基-N p-对乙酰基苯基硫脲的晶体及分子结构[J].化学学报,1996,54:32-37.[12]王子云,龚银香,陈传兵,等.N-[5-(1-邻(对)氯苯氧乙基)-1,3,4-噻二唑-2-基]-N p-芳酰基硫脲的合成与生物活性[J].有机化学,2005,25(10):1306-1310.[13]杨骏,花文廷.2,5-二取代-1,3,4-噁二唑类化合物的合成[J].化学通报,1996,9:18-26.Synthesis of acylthioureas containing1,2,3-triazoleand1,3,4-oxadiazoleQ IN Zhang lan1,WANG Fenhua2(1.Colleg e of Chemist ry,H uazhong N or mal U niv ersity,W uhan430079;2.Department of Biochemical Engineer ing,Anhui U niver sity o f T echno log y and Science,W uhu,A nhui241000)Abstract:The2-pheny-l1,2,3-triazo-l4-fo rmaldehyde(I)w as synthesized fro m D-glucose after three steps.After I w as reacted w ith semicarbazide hy dro chloric acid and oxided by Br2,2-amino-5-(2-pheny-l1,2,3-triazo l)-1,3,4-ox adiazole w as prepared.T hen the target m olecule w as obtained fr om the reation o f com poundÒand a ser ies of aroyl isothiocy a-nates.T he new compounds have been confirmed by IR,1H NM R and elementary analy-sis.Key words:2-pheny-l1,2,3-triazo-l4-fo rmaldehyde;1,3,4-ox adiazole;acy lthiourea;synthesis。