2-乙酰噻吩及其新型席夫碱的合成

2-乙酰噻吩及其新型席夫碱的合成朱万仁;李家贵;陈渊;黄肇宇;赵丽珍;孔新华【摘要】以磷钨酸为催化剂,噻吩和乙酸酐反应合成了2-乙酰噻吩(1,收率83.5%);1与不同结构的酰肼反应合成了四种新型席夫碱(2a～2d),收率90%～95%,其结构经UV,~1H NMR,~(13)C NMR,IR及元素分析表征.优化了合成1和2的反应条件.%2-Acetylthiophene(1) in yield 83.5% was prepared by the reaction of thiophene with acetic anhydride using phosphotungstic acid as the catalyst. Four new Schiff bases(2a～2d) in yields of 90%～95% were synthesized by the reaction of 1 with acylhydrazine. The structures were characterized by UV, ~1H NMR, ~(13)C NMR, IR and elemental analysis. The reaction condition of synthesizing 1 and 2 were optimized.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2009(017)006【总页数】4页(P729-732)【关键词】2-乙酰噻吩;席夫碱;合成【作者】朱万仁;李家贵;陈渊;黄肇宇;赵丽珍;孔新华【作者单位】玉林师范学院,化学与生物系,广西,玉林,537000;玉林师范学院,化学与生物系,广西,玉林,537000;玉林师范学院,化学与生物系,广西,玉林,537000;玉林师范学院,化学与生物系,广西,玉林,537000;玉林师范学院,化学与生物系,广西,玉林,537000;玉林师范学院,化学与生物系,广西,玉林,537000【正文语种】中文【中图分类】O626.12;O623.626席夫碱通常是由胺和活性羰基缩合而成[1]，可引入杂环，如噻吩环。

席夫碱类化合物具有一定的药理学和生理学活性[2～5]，席夫碱与金属离子形成的配合物常具有抗结核、抗癌、抗菌[6]等药理作用。

研究表明，席夫碱配体及其配合物广泛应用于材料化学、分析化学、光学及医学等领域[7，8]。

虽然席夫碱种类繁多[9]，但是用2-乙酰噻吩(1)合成席夫碱的研究却很少见文献报道。

本文以磷钨酸为催化剂,噻吩和乙酸酐反应合成了1，收率83．5% ； 1与不同结构的酰肼反应合成了四种新型席夫碱(2a～2d， Scheme 1)，收率90%～95%，其结构经UV， 1H NMR， 13C NMR, IR及元素分析表征。

优化了合成1和2的反应条件。

CompabcdRH2N-N-SNCH2CH2-SOHONH-Scheme 11 实验部分1．1 仪器与试剂WRS-2型数字熔点仪；TU-1901型双光束紫外可见分光光度计；Avance AV 500 MHz型超导核磁共振谱仪(DMSO为溶剂,TMS为内标)；Nicole型傅立叶变换红外分光光度计(KBr压片)；PE 2400Ⅱ型元素分析仪。

水杨酰肼(自制):水杨酸甲酯10 mL(0.0774 mmol)和80%的水合肼14.1 mL(116 mmol)及无水乙醇15 mL,搅拌下于80 ℃～85 ℃回流反应6 h,产率86.6%,m.p.147.9 ℃～148.0 ℃；其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成(1) 1的合成在三口烧瓶中加入乙酸酐6.8 mL(97.5 mmol)，噻吩10.0 mL(130 mmol)及少许磷钨酸，搅拌下回流(该反应为放热反应，要缓慢加热)反应2 h。

冷却至室温，抽滤，滤饼用蒸馏水洗至中性得催化剂磷钨酸;滤液分去水层，油层用无水Na2SO4干燥，常压蒸除噻吩(回收利用)后再用减压蒸馏，收集(89～90) ℃/1.33 kPa的馏分得微黄色透明液体1，产率83.5%。

(2) 2的合成在三口烧瓶中加入1 1.1 mL(10 mmol)，约10 mL无水乙醇和水合肼0.635mL(13 mmol)[n(1) ∶n(水合肼)=1.0 ∶1.3]，搅拌下回流反应5 h。

冷却至室温，放入冰箱冷冻过夜。

取出反应物，震荡3 min后有少许针状的晶体析出;再次放入冰箱冷冻，有更多的针状晶体析出。

抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶得2a。

用水合肼[n(1) ∶n(水合肼)=2.5 ∶1.0],乙二胺[n(1) ∶n(乙二胺)=2.5 ∶1.0]和水杨酰肼[n(1) ∶n(水杨酰肼)=1.0 ∶1.0]替代水合肼，同法制得2b～2d。

2a：黄色晶体，产率95.0%，m.p.69.0 ℃～70.0 ℃; UV λmax(Abs):294.00(0.68), 256.16(0.40) nm; 1H NMR δ： 2.O5(s, 3H, CH3), 6.33(s, 2H,NH2), 6.97， 7.11， 7.30[m, 3H, thiophene ring(简称thioph,下同)-H]; 13C NMR δ: 146.42(C=N), 139.72, 127.51,125.45,123.39(C2～C5 in thioph); IR ν：3 352(N-H), 3 095(C-H in thioph), 2 934(C-H in CH3), 1 625(C=N), 1384(CH3), 715, 695(ArR); Anal.calcd for C6H8N2S(140.21) cm-1： C 51.40,H 5.75, N 19.98; found C 51.05, H 5.61, N 19.71。

2b：橘红色晶体，产率95%，m.p.90 ℃～91 ℃; UV λmax(Abs): 338.50(0.59), 268.00(0.40) nm; 1H NMR δ： 2.39(s, 6H, CH3), 7.15, 7.61, 7.66(m, 6H,thioph); 13C NMR δ: 157.45(C=N), 144.10, 130.15, 129.34 , 128.27(C2～C5, thioph), 15.31(CH3); IR ν: 3 076(thioph-H), 1 583(C=N), 1 384(CH3), 719, 687(thioph-R) cm-1; Anal.calcd for C12H12N2S2(248.37)： C 58.03, H 4.87, N 11.28; found C 57.82, H 5.07, N 10.85。

2c：白色晶体，产率90%，m. p.148 ℃～149 ℃; UV λmax(Abs):280.50(0.78), 260.50(0.82) nm; 1H NMR δ: 2.25(s, 6H, CH3), 3.72(s, 4H, CH2), 7.06, 7.45, 7.53(m, 6H, thioph-H); 13C NMR δ: 160.85(C=O), 148.06, 129.56, 127.93, 127.86(C2～C5 in thioph), 52.37(CH2), 15.78(CH3); IR ν: 3055(thioph-H), 1 616(C=N), 1 525(thioph), 1 384(CH3), 737, 710(thioph-H) cm-1; Anal.calcd for C14H16N2S2(276.42): C 60.83, H 5.83, N 10.13; found C 60.46, H 6.17, N 9.88。

2d：无色结晶，产率90.8%, m.p.215.9 ℃～216.3 ℃; UV λmax(Abs): 329.00 (0.96), 259.00 (0.44) nm; 1H NMR δ: 2.51(s, 3H, CH3), 7.64, 7.72, 7.72(m, 4H, Ph-H), 7.77, 7.79, 7.82(m, 3H, thioph-H), 9.89(s, 1H, OH), 10.06(s, 1H， NH); 13C NMR δ: 162.10(C=O), 161.04(Ar-OH), 160.46(C=N), 144.88, 141.69, 138.60, 135.73(C2～C5 in thioph), 135.50, 134.31, 134.21, 128.26,128.13(phen), 15.51(CH3); IR ν: 3 496(OH), 3 256(NH), 3 040(Ar-H), 1628(C=O), 1 608(C=N), 1 560, 1 524, 1 498(C=CAr), 1 384(CH3), 746,692(Ar-H) cm-1; Anal.calcd for C13H12N2O2S(260.31)： C 59.98, H 4.65, N 10.76; found C 59.51, H 5.01, N 11.18。

2 结果与讨论2．1 表征(以2a为例)2a的UV特征峰由1的289.00 nm增至294.00 nm； IR谱中C=O的强收吸峰(1 662 cm-1)转变成C=N的弱吸收峰(1 625 cm-1)，说明2a为席夫碱。

2a的氢谱和碳谱与文献预测值[10]基本一致，没有大的偏差。

但2d的氢谱值得探讨，酰胺N原子上氢的化学位移一般在5～7[10]，而2d的氢谱只在4.92处出现很微弱的一丁点信号,而在10.06却出现几乎完整的一个质子峰,其主要原因可能是发生了异构化(Scheme 2)。

由于右式形成了更长的共轭链，更稳定，因而它是最主要的结构式。

另一方面，2d的UV谱图在329.00 nm处出现的特别明显的增色吸收峰也很好地说明了这一点。

Scheme 22.2 1的反应条件筛选(1) 反应温度噻吩130 mmol,乙酸酐80 mmol,少量催化剂磷钨酸,反应时间2.5 h,其余反应条件同1.2(1),考察反应温度对1收率的影响，结果见表1。

由表1可见，反应温度对1收率有一定的影响，当反应温度低于80 ℃时，反应不完全，收率较低；高于80 ℃时，收率增加明显；进一步升高温度，收率反而下降，这是因为温度过高会导致局部过热，副反应增加，产品色泽加深，且反应物易炭化。

最佳反应温度为85 ℃。

表1 反应温度对1收率的影响*Table 1 Effect of reaction temperature on yield of 1Temperature/℃7075808590Yield/%73.1 77.780.883.580.5*噻吩130 mmol,乙酸酐80 mmol,少量磷钨酸,反应时间2.5 h,其余反应条件同1.2(1)表2 反应时间对1收率的影响*Table 2 Effect of reaction time on yield of1Time/h1.01.52.02.53.0Yield/%72.4 76.880.3 86.578.8*应温度85 ℃，其余反应条件同表1(2) 反应时间反应温度85 ℃，其余反应条件同2．2(1)，考察反应时间对1收率的影响，结果见表2。