微波辅助一步合成2,4-噻唑烷二酮

杨德红,杨本勇,李文卓

(中原工学院,郑州 450007)

微波辅助一步合成2,4-噻唑烷二酮

杨德红,杨本勇,李文卓

(中原工学院,郑州 450007)

以氯乙酸和硫脲为原料,采用微波辅助技术一步合成2,4-噻唑烷二酮,收率58%.该合成方法路线短、操作简便、收率较高,值得推广.

微波;2,4-噻唑烷二酮;合成

噻唑烷二酮类(TZDs)药物是一类新的治疗Ⅱ型糖尿病和胰岛素抵抗的药物,同时具有良好的耐受性与安全性,因此具有延缓糖尿病进展的潜力和巨大的应用前景.除具有上述作用外,它在心血管疾病、多囊卵巢综合征(PCOS)及某些肿瘤等方面表现出一定的治疗前景[1-3].2,4-噻唑烷二酮是合成噻唑烷二酮类(TZDs)药物的重要中间体,也是这类药物结构上的活性位点,因此研究其合成方法具有重要意义.

文献[4]、[5]中2,4-噻唑烷二酮的合成方法一般在常规条件下进行,主要有以下3种:①以氯乙酸为起始原料,于乙醇中用酸催化反应产生氯乙酸乙酯,进而再与硫脲反应得到2-亚氨基-4-噻唑酮盐酸盐,无需中和,直接以盐酸水溶液进行水解得到2,4-噻唑烷二酮;②以硫脲和氯乙酸乙酯为原料,经环合、中和,得到2-亚胺基-4-噻唑酮.然后用盐酸水解,合成了目标物2,4-噻唑二酮;③以氯乙酸和硫脲为原料,一步法合成2,4-噻唑烷二酮.前2种方法步骤较多,操作过程繁琐.第3种方法虽然一步合成了目标产物,但反应时间仍较长,需3 h以上.微波辅助有机合成反应具有反应速度快、操作方便、产率高、产品易纯化等特点,近年来取得了迅速发展[6-7].本文选择微波辐射技术研究2,4-噻唑烷二酮的制备方法,尤其是微波辅助一步合成2,4-噻唑烷二酮的方法,实验中以氯乙酸和硫脲为原料,制得2,4-噻唑烷二酮 ,收率为58%.产品的熔点及红外光谱数据均与文献报道一致.该合成方法路线短、操作简便、收率较高,对工业化生产具有一定的参考价值.本文采用反应线路如下:

1 实 验

1.1 试剂与仪器

试剂:氯乙酸,化学纯;硫脲,化学纯;盐酸,分析纯.

仪器:MAS-Ⅱ型常压微波合成/萃取反应工作站(上海新仪微波化学科技有限公司);WRS-1A型数字熔点仪(上海索光光电技术有限公司);N ICOLET 200红外光谱仪,KBr压片.

1.2 2,4-噻唑烷二酮合成和表征

在100 m l的三颈瓶中加入氯乙酸、硫脲和浓盐酸放入微波反应器中,设置微波反应时间、功率和温度及搅拌速度,反应在回流条件下进行.反应结束后,对产物进行分离纯化,用水重结晶,干燥,得到 2,4-噻唑烷二酮白色晶体.

熔点实测值为 124.5～124.9℃;文献值[4]为124～126℃.红外光谱如图1所示,数据与文献值相符.

图1 红外光谱图

2 结果与讨论

改变微波辐射功率、辐射时间、反应物配比等因素,考察这些因素对反应产率的影响,结果如表1-表3所示.

表1 微波辐射功率对产物收率的影响

表2 微波辐射时间对产物收率的影响

表3 反应物配比对产物收率的影响

实验结果表明,反应的最佳工艺为:原料氯乙酸和硫脲的摩尔配比为1∶1.2,微波辐射功率为300 W,辐射时间为30 min.产物收率最高达58%.此外,我们还考察了其他因素对反应的影响.

该反应的催化剂文献中一般都选用浓盐酸,但是浓盐酸容易挥发,在实验过程中发现微波辐射功率较高或温度条件较高时,反应很难控制,反应瓶中有啪啪的响声.浓硫酸和磷酸不易挥发,较稳定.我们曾考查了二者对反应的催化情况,结果发现浓硫酸和磷酸在反应中易促使酯化反应发生,这对目标产物的生成显然很不利.实验过程还发现微波搅拌速度对反应同样存在影响,搅拌过快或过慢都使反应收率降低.

3 结 语

本文旨在提供一种合成2,4-噻唑烷二酮的简便可行的方法:以氯乙酸和硫脲为原料,微波辅助一步合成2,4-噻唑烷二酮.

[1]丁禄霞.胰岛素增敏剂的开发及临床应用[J].国外医药——合成药、生化药、制剂分册,2000,21(2):93—96.

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[4]王绍杰,张星一,戚英波.2,4-噻唑二酮的合成[J].中国药物化学杂志,2000,10(4):291—292.

[5]黄宝莉.一步法合成2,4-噻唑烷二酮的研究[J].安徽化工,2002,(1):20.

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One Step Synthesis of 2,4-Thiazolidinedione under M icrowave Irradiation

YANGDe-hong,YANGBen-yong,L IWen-zhuo
(Zhongyuan University of Techno logy,Zhengzhou 450007,China)

2,4-Thiazolidinedione w as synthesized by one step method under m icrowave irradiation w ith thiourea and chlo roactic acid giving the yield of 58%,w hich operated conveniently w ith app rop riate yield,and was feasible to popularize.

m icrowave;2,4-thiazolidinedione;synthesize

TQ031.2

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2010.01.009

1671-6906(2010)01-0030-02

2009-11-18

河南省教育厅自然科学研究计划项目(2008B150023)

杨德红(1972-),女,河南南阳人,副教授,博士.