2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物的合成方法

摘要

本发明公开了一种2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物的合成方法，该方法是以钯配合物作为催化剂，以乙腈和水为溶剂，将2-取代-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪类化合物和噻吩硼酸在碱性条件下反应即可合成2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物。本发明操作简单，反应高效、条件温和，底物适用性好，可广泛用于2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物的制备。

说明书

技术领域

本发明涉及一种以2-取代-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪类化合物和噻吩硼酸为底物， 钯配合物作为催化剂，在碱性条件下合成2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物 的方法。

背景技术

1,3,5-均三嗪类化合物具有多种生理活性，尤其是噻吩取代的1,3,5-均三嗪类化 合物近来引起了研究者的关注，其在配位化学、光学材料、电化学材料领域有着广 泛的用途。目前，2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物的合成方法很少，主要分 为以下三大类：

第一类是将氰基噻吩和碳酸胍进行环化以获得2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪 类化合物。氰基噻吩环化的方法首先是被Forsberg,JohnH.等人 (JournalofHeterocyclicChemistry,25(3),767-70；1988)应用于合成2,4,6-三噻吩-1,3,5- 均三嗪，随后Kuefner-Muehl,Ulrike等人(Ger.Offen.,19735800,25Feb1999)于1999 年发明了氰基噻吩和碳酸胍进行环化以获得2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合 物的方法，但目标产物产率极低，仅有5％，原因是氰基噻吩容易三聚生成2,4,6- 三取代噻吩-1,3,5-均三嗪。

第二类是以三聚氯嗪为起始原料，在无水无氧条件下，与噻吩有机金属试剂进 行反应，从而获得2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物。2009年，Leriche,Philippe 等人(TetrahedronLetters,50(40),5673-5676；2009)首先将2-噻吩-四正丁基锡与三 聚氯氰在甲苯中回流，获得了2,4,6-三取代噻吩-1,3,5-均三嗪。2010年，Huang,Wei 等人(FamingZhuanliShenqing,101717396,02Jun2010)将格氏试剂引入到此方法中使 得其获得了迅速发展。2011年，An,Zhong-Fu等人(Chemistry-AEuropeanJournal,17 (39),10871-10878,S10871/1-S10871/14；2011)成功通过格氏试剂将2-溴噻吩与三 聚氯氰反应获得了2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物，但是其目标产物产率 仍然不高，且反应条件要求苛刻，操作复杂。

第三类是将2-取代-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪类化合物与噻吩硼酸进行反应，从而 获得2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物的方法。2010年，Imai,Akira等人 (U.S.Pat.Appl.Publ.,20100234595,16Sep2010)将suzuki反应应用于2-取代-4,6-二噻 吩-1,3,5-均三嗪类化合物之中，并成功获得了2-甲氧基-4,6-双噻吩-1,3,5-均三嗪。但 是其目标产物产率仍不高，只有74％。

由上可见，现有文献报道的2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物的合成方 法要么所需条件苛刻，操作复杂，要么底物适用性差且收率都较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化 合物制备方法存在的缺点，提供一种操作简单、反应温和、高效合成2-取代-4,6-二 噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：以水和乙腈为溶剂、钯配合物为催化 剂，将式I所示的2-取代-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪类化合物、噻吩硼酸、碱按摩尔比为 1:1.5～3:2～4，在50～60℃下反应，得到2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物；

式中R代表C₁～C₂烷氧基、苯酚基、萘酚基、二苯氨基、吗啉基中的任意一种。

上述的噻吩硼酸为2-噻吩硼酸或3-噻吩硼酸。

上述的钯配合物为双苯基膦二氯化钯，其加入量是2-取代-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪 类化合物摩尔量的3％～5％。

上述的碱为碳酸钠或碳酸钾。

本发明以乙腈和水为溶剂，用钯配合物催化2-取代-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪类化 合物与噻吩硼酸的反应合成2-取代-4,6-二噻吩-1,3,5-均三嗪类化合物，具有以下有 益效果：

1、助溶剂水无毒无害，安全可靠，水的加入减少了有机溶剂的使用，符合绿 色化学要求。

2、较之底物环聚方法而言，目标产物易得，取代数目易于控制，高效。

3、较之有机金属试剂方法而言，反应在空气中进行，操作简单，条件温和， 对设备要求低，安全可靠，节约成本。

4、底物适用性好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些 实施例。

实施例1

以制备下式化合物2-甲氧基-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用原料 及其制备方法如下：

将0.1780g(1.0mmol)2-甲氧基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪、0.3199g(2.5mmol)2- 噻吩硼酸、0.0281g(0.04mmol)双苯基膦二氯化钯加入5mL乙腈中，将0.1590g 碳酸钠(3.0mmol)溶解在2mL水中，并加入反应体系，60℃反应1小时，用乙酸 乙酯萃取，以石油醚和乙酸乙酯的体积比为40:1～20:1的混合液梯度洗脱，经柱 层析分离产物，得到白色固体2-甲氧基-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其产率 为99％。所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征， 表征数据为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.24(s，2H)，7.61(s， 2H)，7.19(s，2H)，4.16(s，3H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)： 170.11，168.40，140.01，131.45，130.82，127.36，53.99。

实施例2

以制备下式化合物2-苯酚基-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用原料 及其制备方法如下：

在实施例1中，所用的2-甲氧基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪用等摩尔的2-苯酚基-4,6- 二氯-1,3,5-均三嗪替换，反应时间延长至2小时，其他步骤与实施例1相同，得到 白色固体2-苯酚基-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其收率为80％。所得产物用 BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征，表征数据为：¹HNMR (400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.15(s，2H)，7.62(s，2H)，7.48(s，2H)，7.33 (s，3H)，7.17(s，2H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)：172.41，171.32， 153.42，142.14，134.35，133.69，130.77，129.91，127.17，123.18。

实施例3

以制备下式化合物2-(1-萘酚基)-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用 原料及其制备方法如下：

在实施例1中，所用的2-甲氧基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪用等摩尔的2-(1-萘酚 基)-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪替换，反应时间延长至2小时，其他步骤与实施例1相 同，得到白色固体2-(1-萘酚基)-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其收率为67％。 所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征，表征数据 为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.06(s，2H)，8.02(s，1H)，7.94 (s，1H)，7.84(s，1H)，7.52(dd，J＝21.6、13.1Hz，5H)，7.42(s，1H)， 7.12(s，2H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)：170.02，148.04，140.68， 134.71，132.88，132.27，128.42，127.90，127.07，126.41，125.99，125.39，121.78， 118.08。

实施例4

以制备下式化合物2-吗啉基-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用原料 及其制备方法如下：

在实施例1中，所用的2-甲氧基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪用等摩尔的2-吗啉基-4,6- 二氯-1,3,5-均三嗪替换，反应时间延长至2小时，其他步骤与实施例1相同，得到 白色固体2-吗啉基-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其收率为83％。所得产物用 BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征，表征数据为：¹HNMR (400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.12(s，2H)，7.52(s，2H)，7.15(s，2H)， 3.99(s，4H)，3.80(s，4H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)：168.72， 165.79，143.89，132.48，131.96，129.50，68.22，45.06。

实施例5

以制备下式化合物2-(N,N-二苯胺基)-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例， 所用原料及其制备方法如下：

在实施例1中，所用的2-甲氧基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪用等摩尔的2-(N,N-二 苯胺基)-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪替换，反应时间延长至2小时，其他步骤与实施例1 相同，得到白色固体2-(N,N-二苯胺基)-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其收 率为70％。所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征， 表征数据为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：7.97(s，2H)，7.50(s， 2H)，7.42(d，J＝6.7Hz，8H)，7.29(s，2H)，7.10(s，2H)；¹³CNMR(101MHz， CDCl₃)δ(ppm)：168.98，144.55，143.63，132.95，132.31，130.20，129.53，129.22， 127.58。

实施例6

以制备下式化合物2-(N,N-二苯胺基)-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例， 所用原料及其制备方法如下：

在实施例5中，所用的2-噻吩硼酸用等摩尔3-噻吩硼酸替换，其他步骤与实施 例5相同，得到白色固体2-(N,N-二苯胺基)-4,6-二(2-噻吩基)-1,3,5-均三嗪， 其收率为68％。所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行 表征，表征数据为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.29(s，2H)，7.74 (s，2H)，7.42(s，8H)，7.30(d，J＝5.1Hz，4H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃) δ(ppm)：169.48，167.73，144.80，142.28，131.80，130.24，129.15，127.54，127.24。

实施例7

以制备下式化合物2-吗啉基-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用原料 及其制备方法如下：

在实施例4中，所用的2-噻吩硼酸用等摩尔3-噻吩硼酸替换，其他步骤与实施 例4相同，得到白色固体2-吗啉基-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其收率为78％。 所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征，表征数据 为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.43(s，2H)，7.91(s，2H)，7.36 (s，2H)，4.00(s，4H)，3.79(s，4H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)： 169.25，166.40，142.52，131.35，129.01，127.21，68.23，45.05。

实施例8

以制备下式化合物2-苯酚基-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用原料 及其制备方法如下：

在实施例2中，所用的2-噻吩硼酸用等摩尔3-噻吩硼酸替换，其他步骤与实施 例2相同，得到白色固体2-苯酚基-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其收率为75％。 所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征，表征数据 为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.46(s，2H)，7.89(s，2H)，7.46 (s，2H)，7.37-7.29(m，5H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)：172.96， 171.83，153.56，141.06，133.29，130.82，129.07，127.75，127.15，123.24。

实施例9

以制备下式化合物2-甲氧基-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用原料 及其制备方法如下：

在实施例1中，所用的2-噻吩硼酸用等摩尔3-噻吩硼酸替换，其他步骤与实施 例1相同，得到白色固体2-甲氧基-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，其产率为95％。 所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征，表征数据 为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.57(s，2H)，8.01(s，2H)，7.41 (s，2H)，4.18(s，3H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)：173.06，171.41， 141.33，132.80，129.05，127.65，56.34。

实例10

以制备下式化合物2-(1-萘酚基)-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪为例，所用 原料及其制备方法如下：

在实施例3中，所用的2-噻吩硼酸用等摩尔3-噻吩硼酸替换，其他步骤与实施 例3相同，得到白色固体2-(1-萘酚基)-4,6-二(3-噻吩基)-1,3,5-均三嗪，产率为 65％。所得产物用BrukerAvance型超导傅立叶数字化核磁共振谱仪进行表征，表征 数据为：¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ(ppm)：8.40(s，2H)，7.99(s，1H)， 7.95(s，1H)，7.83(d，J＝4.6Hz，3H)，7.55(s，1H)，7.53(s，1H)，7.47 (s，1H)，7.42(s，1H)，7.33(s，2H)；¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ(ppm)： 172.14，170.56，148.19，139.61，134.75，131.87，127.96，127.64，127.14，126.48， 126.45，126.28，126.00，125.46，121.80，118.12。