含苯并哒嗪酮结构的2,5-二取代-1,3,4-噻二唑衍生物的超声波辐射合成及表征

张宇航

（辽宁师范大学 化学化工学院，辽宁 大连 116029）

含苯并哒嗪酮结构的2,5-二取代-1,3,4-噻二唑衍生物的超声波辐射合成及表征

张宇航

（辽宁师范大学 化学化工学院，辽宁 大连 116029）

本文简述了苯并哒嗪类化合物的合成以及应用价值.并以苯肼和邻苯二甲酸酐为原料，合成了2-苯基-6-醚氧乙酰基-3-苯并哒嗪酮该重要中间体，并以此为原料，在超声波辐射下合成了三个苯并哒嗪衍生物及新的目标产物2-[2-苯基-4,5-苯并-3-哒嗪酮-6-氧甲基]-5-N-苯基-1,3,4-噻二唑，产物用熔点、I R进行了结构表征.

2-[2-苯基-4,5-苯并-3-哒嗪酮-6-氧甲基]-5-N-苯基-1,3,4-噻二唑；超声波辐射；合成；表征

1 前言

1.1 苯并哒嗪酮类化合物的用途

苯并哒嗪，又称酞嗪（P h t h a l a z i n e s），因结构中含有两个氮原子和氧乙酰氨基，该特殊结构使得此类化合物及其衍生物都具有良好的生物活性，因此常出现在治疗糖尿病和高血压的药物中[1].

苯并哒嗪酮氨基硫脲具有哒嗪类化合物的性质，有抗原虫、抗鞭毛虫及阿巴米等多种药理活性[2]，一些哒嗪酮类化合物还具有抗高血压、利尿以及中枢神经抑制作用[3]，同时具有抑制血小板聚集的作用.此外，还可以作为钙增敏剂用于治疗心功能障碍和心衰竭的强心药，具有很强的生物活性[4-6].

另外苯并哒嗪酮氨基硫脲属于酰氨基硫脲类化合物，该种化合物也是一类具有极高活性的物质，具有广泛且普遍的抗菌作用，也有促进植物生长的效用[7]，在农药化学、药物化学、环境监测和生物代谢以及化工生产等方面都具有广泛的潜在应用.

1.2 噻二唑类化合物的用途

噻二唑，作为五元杂环化合物，可以作用在其他的药物结构上，进而加强药效，并且有很强的选择性.1，3，4—噻二唑衍生物具有紧密稳定的结构，其承载能力和润滑性较好，可以在金属表面形成保护膜，从而阻止金属间的直接接触，起到抗磨和耐极压的作用，并且这类添加剂不含P和重金属元素，为无灰型添加剂，在润滑油工业上被称为T 561，作为极压耐磨剂使用[2].此外，它们还具有一定的抗氧化及防止金属钝化等多方面的功能，常作为添加剂[9,10].除此之外，利用噻二唑衍生物可以被植物细胞和微菌孢子吸收的特性，可以制得抗菌药、驱虫药、植物生长调节剂等[11].

鉴于以上广泛应用，我们合成苯并哒嗪硫脲并将其进一步环化成为噻二唑衍生物，再对他们的结构进行表征. 1.3 苯并哒嗪酮及其衍生物的合成方法

由于苯并哒嗪酮类化合物具有的特殊结构，使其具备多种化学特效以及生物功效，已经应用到临床医疗、治疗之中，但对其合成方法以及结构的不断补充和完善，以获得具有高活性、低毒性的新品种，还在研究之中.

1.3.1 苯并哒嗪酮的常规合成方法

2008年，周勇[13]等报道了苯并哒嗪酮类葡萄糖苷化合物的合成与表征，合成了鲜见文献报道的苯并哒嗪酮糖苷类化合物，该合成方法采用K2C O3作为催化剂，方法简单，产率较高.

1.3.2 硫脲类化合物的合成方法[10]

以异硫氰酸酯和胺为起始原料合成硫脲类化合物的反应普遍在有毒且有挥发性的有机溶剂中进行，很少于绿色溶剂里发生.2007年，X i a o科研组[9]将肉桂酰异硫氰酸酯、取代氨基与离子液体四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑盐于室温下混合搅拌可合成一系列肉桂酰基硫脲，产率高达98.3%.该方法的优点在于反应时间短，易于操作，后处理简单，环境友好，离子液体经简单处理后可循环使用至少九次. 1.4噻二唑的合成方法[6]

以氨基硫脲为原料，在三氯氧磷、磷酸、硫酸、盐酸等酸性条件下与羧酸、酸酐、酰氯反应,或与C S2在D M F条件下直接关环，得到1,3,4-噻二唑衍生物.

综上可知，用于合成苯并哒嗪类化合物和氨基硫脲类化合物的原料和方法至今已有很多种，并且日益成熟，但大多存在一定的不足之处.因此，如何开发一种简单方便、高效并且对环境友好的合成方法，在倡导“绿色化学”的今天具有十分重要的研究意义.

2 立题依据

由上述文献可知，苯并哒嗪及噻二唑衍生物各自广泛的生理活性和药理活性，使得他们在农药以及药物方面的开发和利用之中具有广阔的应用前景.为了寻找一种低毒、具有较强生物活性的新型药物或为新化合物的合成提供重要的中间体，同时探索合成苯并哒嗪硫脲及噻二唑衍生物的新方法，因此本课题设计，用超声波法合成目标产物，即2-[2-苯基-4,5-苯并-3-哒嗪酮-6-氧甲基]-5-N-苯基-1,3,4-噻二唑.期待目标产物具有高产率、高效率、高应用率的研究意义以及合成价值.

3 实验部分

3.1 最终产物合成路线辐射1 h，温度控制在55℃左右，得白色浊液.冷却，抽滤并用无水乙醇洗涤，然后用乙氰试剂重结晶.得白色固体1.27 g. 3.4目标产物的合成

取1 m L浓H2S O4于10 m L三角瓶中，冰水浴下逐次加入0.22 g（0.5 m m o l）1-[2-苯基-4、5-苯并-3-哒嗪酮-6-氧乙酰基]-4-苯基氨基硫脲，直至固体完全溶解.在超声波中辐射1 h，温度控制在15℃左右.反应结束后，用滴管将液体小心滴到少量碎冰上，有白色固体析出.冰水浴中，滴加饱和N a2C O3溶液至p H=9，抽滤，用冰水洗涤至中性，得白色固体0.16 g.

目标产物的物理数据见表1，I R数据见表2.

4 结果与讨论

4.1 目标产物的物理常数及波谱数据

3.2 仪器与药品

仪器：WG H-30型双光束红外分光光度计，K B r压片；X-5显微熔点测定仪（温度未校正）；加热套；电动搅拌器；有机合成玻璃仪器.

药品：苯肼，邻苯二甲酸酐，氯乙酸乙酯，浓盐酸（38%），无水碳酸钾固体，N a H C O3固体，N a2C O3固体，K I固体，无水丙酮，80%水合肼，自制异硫氰酸苯酯，乙氰试剂，无水乙醇.所用试剂均为试剂公司购买的分析纯药品.

3.3 中间体化合物的合成[12-13]

3.3.1 化合物1的合成

室温下，在装有磁力搅拌器、温度计和冷凝管的100 m L三口瓶中加入5.40 g（40 m m o l）苯肼、50 m L水，并用滴管慢慢滴入20 m L浓H C l，搅拌，边滴边伴随有白色固体生成，白烟、有大量气泡且放热.用加热套加热至黄色液体澄清后，向其中加入7.40 g（40 m m o l）邻苯二甲酸酐，加热、回流，液体颜色逐渐加深，有淡黄色固体生成.反应5 h后停止加热，静置冷却至室温.将产物用10%N a H C O3溶液洗涤至p H≈8后，抽滤，用水洗涤产物至中性，得淡黄色固体10.82 g.

3.3.2 化合物2的合成

在100 m L三角瓶中加入2.38 g（10 m m o l）2-苯基-6-羟基-4、5-苯并-3-哒嗪酮、35 m L无水丙酮和1.60 g（13 m m o l）氯乙酸乙酯，并加入2.07 g（15 m m o l）无水K2C O3和0.75 g（4.5 m m o l）K I，混合均匀后放入超声波中辐射1 h，温度控制在60℃左右.待超声波结束后，得淡黄色上清液和下层白色固体.趁热过滤后，将滤液浓缩至7.5 m L，有白色固体析出，用无水乙醇洗涤后将所得固体进行重结晶，得白色粉末固体1.71 g.

3.3.3 化合物3的合成

将1.30 g（4 m m o l）2-苯基-4、5苯并-3-哒嗪酮-6-醚氧乙酸乙酯加入到100 m L三角瓶中，加入12 m L无水乙醇，放入超声波中震荡至固体全部溶解，再向其中加入2 m L 80%水合肼，继续放入超声波中辐射1 h，温度控制在60℃左右，有白色固体生成，冷却并进行抽滤，产物用无水乙醇洗涤.得白色固体1.07 g.

3.3.4 化合物4的合成

在100 m L三角瓶中将0.96 g（3.10 m m o l）自制异硫氰酸苯酯溶于40 m L乙醇中，向其中加入0.42 g（3.10 m m o l）2-苯基-6-醚氧乙酰肼基-4、5-苯并-3-哒嗪酮，在超声波中

表1 目标产物的产量、产率、熔点和状态

表2 目标产物的I R谱数据

4.2 结论与讨论

对目标产物进行谱图分析.由I R图可知，目标产物在3436 c m-1处出现的宽吸收峰为N-H的伸缩振动吸收峰；在3076 c m-1处出现的强吸收峰为苯环C-H的伸缩吸收峰；在2940 c m-1处出现的强吸收峰为饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1668 c m-1处出现的强吸收峰为C=O伸缩振动吸收峰；在1624 c m-1处出现的强吸收峰为C=N伸缩振动吸收峰；1600～1456 c m-1处出现的吸收峰为苯环上碳骨架伸缩振动吸收峰；在1186 c m-1，1094 c m-1，1024 c m-1出现的吸收峰为C-O、C-S伸缩振动吸收峰.

本次试验，我用超声波辐射法，简单高效地得到了四个已知物和一个未知物，根据谱图分析，基本确定各个官能团的存在，初步证明了各化合物已被合成.实践证明，超声波辐射法具有反应时间短，条件温和，产率高，副反应少等优点，为合成苯并哒嗪噻二唑类化合物提供了一种简单而有效的方法.

〔1〕李东.具有哒嗪酮骨架结构类杂环化合物的合成研究[D].扬州大学，2008.

〔2〕Xu,F.-R.;Wang,S.-Y.;Xu,P;Li,H,;Hu,C,-F.;Ouyang,L. Chem.J.Chin.Univ.1995,16(8)1254(in Chinese).

〔3〕孙亮，黄晓瑾，范颂杰，俞世冲，吴秋业.6-(4-取代乙酰氨基苯基)-4，5-二氢-3(2H)哒嗪酮衍生物的合成及其抑制血小板聚集活性,药学实践杂志，2008（26）：278.

〔4〕嵇扬，曾国钱，芮耀诚，两种哒嗪酮衍生物对小鼠腹腔巨噬细胞体外释放肿瘤坏死因子的影响[J].中国医药学杂志，2001（36）：95.

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1673-260 X（2012）09-0025-02