苯并噻唑的制备

背景及概述

苯并噻唑及其衍生物是一类非常重要的杂环化合物，普遍存在于大自然中，主要应用于医药、农业及工业等领域。近年来，随着越来越多合成苯并噻唑类衍生物的方法被研究出来，其制备方法受到了广泛的关注。在医药方面，苯并噻唑类衍生物是一类非常重要的医药中间体。它可以用作杀菌剂、抗结核药、抗疟疾、抗惊厥、杀虫剂、镇静消炎药，也可以用于治疗糖尿病以及具有抗癌作用。在农药上，苯并噻唑类衍生物不仅可以用作杀虫剂、植物生长调节剂及除草剂，它还具有抗植物病毒和抗植物真菌的作用。在工业方面，它可以用作塑料染色剂、橡胶硫化促进剂、光敏材料、电致发光材料、荧光探针材料以及液晶显示材料。由于苯并噻唑类衍生物具有良好的药理活性和生物活性，它的制备方法受到了广泛的关注。

制备

制备苯并噻唑类衍生物的方法非常之多。以前主要以邻氨基苯硫酚与醛、羧酸、腈类、酯类等缩合生成苯并噻唑类衍生物，也可以由硫代酰胺或硫脲的环合反应来制备。由于硫脲或硫代酰胺这类化合物的制备路线长，合成成本昂贵；而邻氨基苯硫酚不稳定，容易被氧化成二硫化物。所以，近年来又发现了以稳定易得的芳香邻氨基二硫化物或者以邻卤苯胺为原料来合成苯并噻唑类化合物的新方法，此外还有一些其它原料合成苯并噻唑类衍生物的方法。氨基苯硫酚是目前制备苯并噻唑类化合物的常用原料，它可以与醛、羧酸、腈类、酯类等缩合生成苯并噻唑类化合物。近年来，以邻氨基苯硫酚为原料制备苯并噻唑类化合物的新方法被大量研究出来，其中以邻氨基苯硫酚与醛的缩合反应为主[1]。苯并噻唑的合成反应式如下图：

图 1 邻氨基苯硫酚与醛缩合制备苯并噻唑

实验操作

方法一、

向50 mL平行合成仪反应管中依次加入0.4 mmol的2,2’-二硫代二苯胺、0.80 mmol的芳香醛、0.2 mmol的Na 2 S·9H 2 O和0.2 mmol的碳酸氢钠，放入磁子，在氮气保护下，再加入3 mL的N,N-二甲基甲酰胺作为反应溶剂，在100 ℃下搅拌反应，采用薄层色谱监测反应。当反应5-8 h后，停止反应，冷却至室温。反应液用二氯甲烷和亚硫酸氢钠溶液萃取，收集有机相。再向有机相中加入无水硫酸钠干燥30 min，过滤除去无水硫酸钠后，减压蒸馏除去二氯甲烷，得到粗产物。粗产物用石油醚和乙酸乙酯作展开剂，进行柱层析分离（200-300目硅胶）后，得到了苯并噻唑。

方法二、

向15 mL反应钢釜中依次加入0.4 mmol的2,2’-二硫代二苯胺、0.80 mmol的芳香醛和0.2 mmol的Na 2 S·9H 2 O，放入磁子，再加入2 mL的水作反应溶剂，加热至50 ℃后充入2 MPa的二氧化碳气体。然后继续升温至80 ℃搅拌24 h，停止反应，冷却至室温。反应液用二氯甲烷和亚硫酸氢钠溶液萃取，收集有机相。再向有机相中加入无水硫酸钠干燥30 min，过滤除去无水硫酸钠后，减压蒸馏除去二氯甲烷 ，得到粗产物。粗产物用石油醚和乙酸乙酯作展开剂，进行柱层析分离（200-300目硅胶）后，得到了苯并噻唑。

方法三、

向50 mL平行合成仪反应管中依次加入邻氨基苯硫酚和芳香醛、单质碘，放入磁子，在氮气保护下，再加入3 mL的N,N-二甲基甲酰胺作为反应溶剂，微波条件下反应20分钟，采用薄层色谱监测反应。停止反应，冷却至室温。反应液用二氯甲烷和亚硫酸氢钠溶液萃取，收集有机相。再向有机相中加入无水硫酸钠干燥30 min，过滤除去无水硫酸钠后，减压蒸馏除去二氯甲烷，得到粗产物。粗产物用石油醚和乙酸乙酯作展开剂，进行柱层析分离（200-300目硅胶）后，得到了苯并噻唑。

参考文献

[1] Moghaddam F. M., Bardajee G. R., Ismaili H., et al. Facile and Efficient One-Pot Protocol for the Synthesis of Benzoxazole and Benzothiazole Derivatives Using Molecular Iodine as Catalyst[J]. Synth. Commun., 2006, 36(17):2543–2548