水杨醛缩2-氨基-4-苯基噻唑席夫碱的合成及研究毕业论文

水醛缩2-氨基-4-苯基噻唑席夫碱的合成及研

究毕业论文

目录

摘要...............................................................I Abstract..........................................................II 第一章文献综述. (1)

1.1 引言 (1)

1.2 噻唑类化合物的研究进展 (2)

1.2.1 噻唑类化合物及其衍生物简介 (2)

1.2.2 噻唑类化合物的应用 (2)

1.2.3 噻唑类化合物的合成方法 (3)

1.2.3.1 Hantzsch合成法 (3)

1.2.3.2 负载催化剂合成法 (3)

1.2.3.3 硫代酰胺分子成环法 (4)

1.2.3.4 噻唑啉合成法 (4)

1.2.4 噻唑类化合物的研究前景 (5)

1.3 席夫碱的研究进展 (5)

1.3.1 席夫碱的概述 (5)

1.3.2 席夫碱的反应机理 (5)

1.3.3 席夫碱的应用 (5)

1.3.4 席夫碱的制备 (6)

1.3.5 席夫碱化合物在不同领域的应用研究 (7)

1.3.5.1 在医药领域的应用研究 (7)

1.3.5.2 在材料领域的应用研究 (8)

1.3.5.3 在电化学领域的应用研究 (8)

1.3.5.4 环境领域的应用研究 (8)

1.3.5.5 在催化领域的应用研究 (9)

1.4 噻唑类席夫碱的研究 (9)

1.4.1 噻唑类席夫碱在医药方面的应用研究 (9)

1.4.2 噻唑类席夫碱在显色方面的应用 (10)

第二章实验部分 (11)

2.1 实验合成路线设计 (11)

2.2 实验仪器与试剂 (11)

2.3 中间体2-氨基-4-苯基噻唑(II)的合成 (12)

2.3.1 中间体(II)的合成路线 (12)

2.3.2 中间体(II)的合成通法 (12)

2.3.3 中间体(II)的合成条件研究 (12)

2.4 目标产物水醛缩2-氨基-4-苯基噻唑席夫碱(III)的合成 (13)

2.4.1 目标产物(III)的合成路线 (13)

2.4.2 目标产物(III)的合成通法 (13)

2.4.3 目标产物(III)的合成条件研究 (14)

2.5 实验图谱分析 (15)

2.5.1 中间体（II）的红外光谱图 (15)

2.5.2 中间体（II）的1H NMR谱图 (15)

2.5.3 目标产物（III）的红外光谱谱图 (16)

2.5.4 目标产物（III）的1H NMR谱图 (17)

2.6 结果与讨论 (17)

结论与展望 (18)

参考文献（References） (19)

致谢 (22)

第一章文献综述

1.1 引言

Schiff. H于1864年首次发现了含有亚胺基 (R-C=N) 的化合物，并将这类化合物命名为席夫碱。含N、O、S杂环的噻唑类席夫碱以其良好生物活性、较低的生理毒性等特点一直受到人们的重视，随着研究的深入，各类席夫碱的物理化学性质及制备方法也不断被报道。

席夫碱类化合物及配合物在药学、催化、分析化学及腐蚀领域的重要应用：在药学领域，席夫碱具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性；在催化领域，席夫碱的钻和镍配合物已经作为催化剂使用；在分析化学领域，席夫碱作为良好配体，可以用来鉴别、鉴定金属离子和定量分析金属离子的含量；在腐蚀领域，某些芳香族的席夫碱经常作为铜的缓蚀剂[1]。

近年来席夫碱除了广泛应用于光致变色、医药等众多领域外，席夫碱类化合物在材料领域也具有广阔的应用前景：如某些席夫碱常用作金属材料、半导体材料、光散材料；某些含特定集团的席夫碱自组装膜的研究，随着科学的发展与社会的进步，席夫碱的研究领域将更加宽广。

噻唑是一个具有较强药理活性的环核，许多抗病毒素如青霉素、磺胺噻唑的分子中都有噻唑，将噻唑环引进到席夫碱及配合物分子中，可能有加合作用，产生更强的活性。另外，近年来发现含噻唑环的席夫碱及配合物能发出很强的荧光，且在生物模拟酶催化方面也有新的进展。

噻唑类化合物具有抗菌、抗病毒及抗癌等生物活性，因此合成含有噻唑环的小分子化合物库，从中筛选出具有生物活性的药物，是近年来药物化学的一大热点，临床医学所用的噻唑类药物具有抗癌、抗病毒、抗菌、抗炎及抗免疫功能下降等功能[2]。

噻唑类席夫碱[3]可用作除草、抗菌剂、抗炎、显色剂、鳌合剂等外，噻唑类席夫碱具有特殊的C=N结构，它的复杂配位也引起人们极大的兴趣，这些配合物在催化、荧光、动力学等方面均具有重要的意义。

噻唑类席夫碱配体易于制备，具有抑菌、抗癌和抗病毒的生物活性，抑菌、杀菌效果较好，与金属配位后效果更佳。另外，利用其荧光熄灭，可用于水中的Ca2+和Mg2+离子微量分析。由于超氧阴离子自由基 (O2-1 ) [4]是生物体导致炎症、衰老的重要因素之一，某些癌变是体过多的O2-1引起的，因此，利用铜席夫碱

2-羟基-1-萘醛缩-2-氨基噻唑配合物显著的过氧化物模拟酶性质，建立的测定超氧阴离子分光光度法，具有实际的临床应用价值。

1.2 噻唑类化合物的研究进展

1.2.1 噻唑类化合物及其衍生物简介

噻唑环是由Hantzsch在1887年命名的，噻唑（thiazole）是有一个硫和一个氮杂原子的五元杂环化合物，且硫和氮占1,3两位。噻唑为淡黄色具有腐败臭味的液体，主要用于合成药物、杀菌剂和染料等[5]，具有弱碱性，可与苦味酸和盐酸等形成盐，与许多金属氯化物形成络合物。噻唑的环系具有一定的稳定性，也表现出一定的芳香性。

噻唑的2位H原子被氨基取代得到的化合物叫氨噻唑，噻唑类物质具有抗菌、抗病毒及抗癌等生物活性，因此合成含有噻唑环的小分子化合物库，从中筛选出具有生物活性的药物，是近年来药物化学的一大热点。

噻唑类化合物有刚性的平面结构，且具有离域的大∏键，它们在溶液中的激发光谱和发射光谱存在着很好的对应性，因此荧光量子产率较高，可用于制备荧光材料、非线性光学材料，如苯并噻唑基吡啉类化合物是一类新型的荧光化合物；可用作荧光增白剂、荧光染料、激光染料和荧光标识材料以及用于化学及生物分析、跟踪探测和太阳能捕集、药物示踪等领域。溴代芳烃苯噻唑衍生物是一类优良的发光试剂[6]，在碱性条件下，试剂与铁

氰化钾反应产生强烈的化学发光现象。

噻唑及其衍生物可通过多种方法合成，常用a-卤代醛或酮与硫代酰胺反应制备，噻唑衍生物具有良好的是生理活性，是一类重要药物中间体：青霉素分子中含有一个四氢噻唑的环系，维生素B1分子中的噻唑部分是一个四级铵盐的衍生物；现用的许多硫化加速剂，如2-乙酰基噻唑是噻唑衍生物；重要的抑菌剂磺胺噻唑是2-氨基噻唑与对乙酰胺基苯磺酰氯缩合后，再经水解反应得到的产物，许多噻唑衍生物是合成氨基酸、嘌呤等的试剂。

到目前为止，人们已经合成了许多噻唑类化合物以供筛选，不少化合物都具有良好的杀菌和植物生长调节作用。

1.2.2 噻唑类化合物的应用

噻唑类化合物在分析化学中有广泛的应用，苯并噻唑偶氮苯类试剂是分析化学中常用的一类显色剂，由于苯环与噻唑环形成共轭体系，含苯并噻唑环的显色剂的选择性和灵敏度较高，因此苯并噻唑广泛用于合成高灵敏度显色剂。

Furukawa[7]合成了2-(2’-苯并噻唑偶氮)-5-二甲氨基苯甲酸并用于对镍、钴、铜的测定，取得了较高的灵敏度和很好的选择性。

噻唑类化合物还可用于橡胶工业、金属离子的分离富集及废水处理、金属的气相缓腐剂和作为液体石蜡的添加剂，能增强液体石蜡的抗磨损和抗氧化性能。

近年来，含氮杂环化合物在新型超高效农药[8]创制中占有很重要的地位，在寻找结构新颖具有生物活性的化合物已成为相当活跃的领域。而噻唑类化合物因具有不同的生物活性，如杀虫，杀菌，除草，抗病毒等，从而引起人们对这类杂环类化合物的广泛兴趣并进行了深入研究。

1976年日本公司成功开发保松噻杀虫剂以来，国外的一些药物公司相继成功开发了噻唑类杀虫剂品种，如噻唑硫磷，噻唑睛，噻虫嗪，噻唑磷等。噻唑环具有对人体低毒及良好的生物活性。

1.2.3 噻唑类化合物的合成方法

Hantzsch于1887年首次合成了噻唑类化合物，此后人们对噻唑的合成方法进行了大量的研究。青霉素的出现，推动大量的噻唑类化合物合成的研究，青霉素实际上有一个噻唑环，因为青霉素是一个很重要的药品，研究的围也由此推广到噻唑环上，下面简单地介绍几种在文献中报道的噻唑类化合物的合成方法。1.2.3.1 Hantzsch合成法

1887年Hantzsch报道了α-卤代酮与硫脲反应合成噻唑，是合成噻唑环最早的方法之一，Holzapfel和Bailey等[9]用此方法在不同溶剂中合成了噻唑衍生物。

R 2N

NH 2R 1+R 4R 3O N

S N R 2R 1R 4R 3

此后Hantzsch 合成法被许多化学工作者在不断发展，他们运用各类催化剂及微波等现代现代手段对此合成法进行研究。 2006年Kabalka 等[10]报道了在微波条件下以α-溴代酮与硫脲为原料合成了2-氨基噻唑类化合物。

R 1R 2O

H 2N N H S R 3N

S HN R 3R 2R 1+EtOH MW 2007年Narender 等[11]

又报道β-酮酸酯和硫脲为原料在β-环糊精催化下合成2-氨基噻唑。

R 1O R 2O

O +

H 2N NH 2S S N R 1O R 2O NH 2NBS

1.2.3.2 负载催化剂合成法

2002年Kodomari 等[12]以卤代酮为原料，在负载催化剂SiO 2-NH 4OAC/Al 2O 3作用下，合成了一系列的噻唑类化合物。

R 1R 2O Br KSCN/SiO RNH 3OAC/Al 2O 3N S R 1R 2H N R

为了方便它与其它基团的连接，苯并噻唑衍生物分子中可以引入巯基，在一些文献中，已经报道了在苯并噻唑环中引入巯基的例子：

N H N SH 3CO 2007年Aoyama 等[13]以3-苄基-3-溴-2,4-二酮为原料，在负载试剂SiO 2-BnNH 3OAC/Al 2O 3作用下用一锅法合成了2-氨基噻唑类化合物。

O

O Br Bn SiO -BnNH OAC/Al O N S Bn H N Bn

1.2.3.3 硫代酰胺分子成环法

1963年Seto 等[14]报道了在碱性溶液铁氰化钾作用下硫代酰胺分子成环，合成了2-取代的苯并噻唑衍生物；1965年Roe 通过类似方法合成了噻唑类化合物。

O H N CONH 2N S NH 2O

O KOH K 3Fe(CN)3

1998年Ramakrishnan 等以邻位有卤原子的硫代酰胺为原料，在紫外光照射下合成了一系列的苯并噻唑类化合物。 H N H N N S H N X R R

苯氨基硫脲在溴或二氯亚砜作用下也可以分子关环。

R H N

NH 2S

N S R NH 2

1.2.3.4 噻唑啉合成法

在氨和醛的作用下硫基乙醛的二聚体合成2-烷基噻唑啉，该噻唑啉化合物脱氢转化成2-取代噻唑，如2-异丁基噻唑的合成。

S S

OH HO +NH 3+N S

β-硫基酰胺的直接环合即生成噻唑啉，进一步脱氢就形成了噻唑化合物。HS H N

R S N S N R R

1999年Buchanan [15]利用二羰基化合物和劳森试剂或硫脲进行合环。

O

OBn NH BocHN

O Lawesson's regant

THF N S BocHN OBn

1.2.4 噻唑类化合物的研究前景

噻唑类杀菌剂的研究十几年的发展是一个热点，将噻唑集团引入到具有不同化合物的结构中，通过结构的修饰和优化，能够产生许多具有广谱生物活性的化合物；由于噻唑类化合物生物活性，环境相溶性和结构变化的多样性，使得他在新型超高杀菌剂的创制中受到越来越多的关注，并展示了良好的发展前景。

噻唑类农药经过三十多年的发展，至目前已开发出多种高效、安全的杀虫剂、除草剂和抗病毒剂。在绿色农药的研究中，噻唑类化合物因其优良的生物活性、对哺乳动物的低毒性和结构变化的多样性而受到广泛的关注，故噻唑类农药得创制和开发全新结构具有广阔的发展前景。

噻唑化合物及具有结构简单和广谱生物活性等特点的类似物在药物和农药创制中占有非常重要的地位，早期的药物研究就发现在苯并噻唑类化合物的芳环