一种1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱的制备方法

摘要

一种1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱的制备方法，向干燥的反应容器中加入A？mol？3-甲酰(乙酰)基-N-烷基吩噻嗪，B？mol取代氨和C？mol对甲苯磺酸，室温条件下研磨，TLC监测反应，至原料完全反应，静置后得到粗产物；其中A:B:C＝1:(1～1.2):(1～1.2)；再将粗产物经水洗抽滤，即得1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱。本发明为固相反应，反应时间短，反应条件温和，设备要求低，且操作简单，后处理简单，无须溶剂，绿色、经济、环保、高效，目标产物的产率高达80％以上。

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，特别涉及一种1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱 的制备方法。

背景技术

Schiff碱类化合物是指由伯胺与活泼羰基化合物进行亲和加成-脱水反应得到一类含有亚 甲胺基的化合物，其结构上存在着配位能力极强的N原子，以及环外可能含有孤对电子的N、 S等杂原子，因而Schiff碱类化合物是一种性能优良的有机配体，由于金属离子含有空d轨道， 可接纳配体的杂原子提供的孤电子对，使得金属与杂原子配位形成金属配合物。官能化的Schiff 碱金属配合物因结构稳定而在很多领域中得到了广泛的应用。Schiff碱类化合物及其与过渡金 属形成的配合物在医学、催化、腐烛、分析化学以及光致变色等领域有非常重要的应用。在医 学领域，Schiff碱具有抑菌、杀菌、抗肿瘤的作用。

而席夫碱型(Schiffbase)类大环化合物，尤其是含杂环的席夫碱型大环化合物不仅具有抗 癌、抗病毒、杀菌等生物活性，而且也是稀土等金属离子的良好萃取剂，因而有关对新型席夫 碱大环化合物的合成和性能研究是目前最活跃的研究对象之一。吩噻嗪及其相关化合物因具有 较高的药理活性，同时可以用作阻聚剂、润滑剂中的抗氧剂、导电材料以及染料而引起了人们 的广泛兴趣。目前对其化合物的设计趋向于将多个具有生物活性有效药团结构单元聚集，以期 实现活性叠加，从而产生活性更强的新结构先导物。因此探究具有良好生物活性的含吩噻嗪的 席夫碱类大环化合物的合成策略和方法，从而为该类化合物的生物活性研究奠定基础，具有重 要意义。现有文献报道的席夫碱类化合物的合成多以乙醇、DMF等为反应介质，以酸为催化 剂，采用常规加热法制备，因而存在反应时间长、收率不高、溶剂使用量大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱的制备方法， 该方法操作简单，反应时间短，反应条件温和，设备要求低，且后处理简单，无须溶剂，绿色、 经济、高效、产率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱的制备方法，包括以下步骤：

1)向干燥的反应容器中加入Amol3-甲酰(乙酰)基-N-烷基吩噻嗪，Bmol取代氨和Cmol 对甲苯磺酸，室温下研磨，TLC监测反应，至原料完全反应，静置后得到粗产物；其中 A:B:C＝1:(1～1.2):(1～1.2)；

2)将粗产物经水洗抽滤后，即得1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱。

所述的3-甲酰(乙酰)基-N-烷基吩噻嗪中的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、 正戊基、正己基、庚基、辛基或壬基。

所述的取代氨的结构式为H2N-R'，其中R'基为苯基、对甲基苯 基、3-甲基苯基、对硝基苯基、对溴苯基、对羟基苯基、对氯苯基、对氨基苯基或对甲氧基苯 基。

所述步骤1)中在研磨过程中用TLC监测反应，当3-甲酰(乙酰)基-N-烷基吩噻嗪的原料 点消失时表示原料完全反应，其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合 溶剂。

所述步骤1)中研磨所需的时间为15～20min。

所述步骤1)中静置的时间为20～30min。

制得的1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱的结构式为：

其中R基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、庚基、辛基或壬 基，R'基为苯基、对甲基苯基、3-甲基苯基、对硝基苯基、对溴苯基、 对羟基苯基、对氯苯基、对氨基苯基或对甲氧基苯基。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱的制备方法，以取代氨和3- 甲酰(乙酰)基-N-烷基吩噻嗪为原料，以对甲基苯磺酸为催化剂，采用固相研磨法制备出1-(N- 烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff碱。研磨法是利用研钵和研杵产生的机械力作用于反应 物，而使反应进行的一种固相反应方法，它比传统的有机合成方法更方便和易于操作，在研磨 条件下许多传统的反应可以在较温和的条件下进行，或者提高收率、或者缩短反应时间，甚至 可以引起某些在传统条件下不能进行的反应。本发明采用的催化剂为对甲基苯磺酸，采用固体 酸作为催化剂可以避免传统方法的缺点，具有反应活性高、反应速度快、反应时间短、选择性 好等优点。不仅可以克服浓硫酸作为催化剂腐蚀设备、污染环境等缺点，而且催化剂可以重复 使用，利用率得以提高。本发明通过固相反应制备1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代Schiff 碱，反应过程简单，操作简单，只需将原料研磨均匀即可反应，反应时间短，反应条件温和， 室温下即可进行反应，设备要求低，且后处理简单，无须溶剂，1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2- 取代Schiff碱的产率高达80％以上，克服了常规加热法中反应时间长、溶剂用量大、后处理难 等缺点，是一种绿色、经济、方便、高效、环保的制备1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基(H)-2-取代 Schiff碱的方法。

附图说明

图1为实施例1制得的1-(N-甲基吩噻嗪基)-1-甲基-2-氨基硫脲Schiff碱的红外图谱；

图2为实施例2制得的1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-甲基-2-盐酸氨基脲Schiff碱的红外图谱；

图3为实施例3制得的1-(N-甲基吩噻嗪基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱的红外图谱；

图4为实施例4制得的1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-H-2-盐酸氨基脲Schiff碱的红外图谱；

图5为实施例5制得的1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱的红外图谱。

具体实施方式

本发明以3-甲酰(乙酰)基-N-烷基吩噻嗪、取代氨为原料，以对甲苯磺酸为催化剂，反应生 成1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-H-2-取代Schiff碱或1-(N-烷基吩噻嗪基)-1-甲基-2-取代Schiff碱，其 反应方程式如式(1)所示。

其中R基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、庚基、辛基或壬 基；R'基为苯基、对甲基苯基、3-甲基苯基、对硝基苯基、对溴苯基、 对羟基苯基、对氯苯基、对氨基苯基或对甲氧基苯基。

下面将结合本发明较佳的实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-乙酰基-10-甲基吩噻嗪，0.006mol氨基硫脲和0.006mol 对甲苯磺酸，室温下研磨15min，此时TLC监测显示3-乙酰基-10-甲基吩噻嗪的原料点消失， 表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙 酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-甲基吩噻嗪基)-1-甲基-2-氨基硫脲Schiff碱。 m.p.:162.6～163.7℃，产率为82％。

图1为实施例1制得的1-(N-甲基吩噻嗪基)-1-甲基-2-氨基硫脲Schiff碱的红外图谱，由图 1可知：3563cm^-1、3514cm^-1和3441cm^-1处为N-H的振动吸收峰，而在2932cm^-1、1303cm^-1处为-CH₃的吸收峰，在1735cm^-1处的峰为Schiff碱中C＝N的特征吸收峰，1584cm^-1和1462cm^-1处的峰为Ar-H的吸收峰，1023cm^-1处为C＝S的吸收峰。综上所述，可以证实合成得到了1-(N- 甲基吩噻嗪基)-1-甲基-2-氨基硫脲Schiff碱。

实施例2

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-乙酰基-10-乙基吩噻嗪，0.006mol盐酸氨基脲和 0.006mol对甲苯磺酸，室温下研磨16min，此时TLC监测显示3-乙酰基-10-乙基吩噻嗪的原 料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比 为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-甲基-2-盐酸氨基脲Schiff碱。 m.p.:135.2～138.5℃，产率为86.5％。

图2为实施例2制得的1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-甲基-2-盐酸氨基脲Schiff碱的红外图谱，由 图2可知：3392cm^-1、3295cm^-1、3160cm^-1处为N-H的振动吸收峰，2964cm^-1、1339cm^-1处为 -CH₃的振动吸收峰，在2826cm^-1、1220cm^-1处为-CH₂-的吸收峰，而1669cm^-1处为Schiff碱中 C＝N的特征吸收峰，1523cm^-1为Ar-H的吸收峰。因而可以证实合成得到了1-(N-乙基吩噻嗪 基)-1-甲基-2-盐酸氨基脲Schiff碱。

实施例3

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-甲酰基-10-甲基吩噻嗪，0.006mol氨基硫脲和0.006mol 对甲苯磺酸，室温下研磨15min，此时TLC监测显示3-甲酰基-10-甲基吩噻嗪的原料点消失， 表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙 酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-甲基吩噻嗪基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱。 m.p.:174.2～176.5℃，产率为85.6％。

图3为实施例3制得的1-(N-甲基吩噻嗪基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱的红外图谱，由图3 可知：3377cm^-1、3268cm^-1和3169cm^-1处为N-H的振动吸收峰，在2973cm^-1、1332cm^-1处为-CH₃的吸收峰，而1675cm^-1处的峰为Schiff碱中C＝N的特征吸收峰，1514cm^-1、1467cm^-1处为Ar-H 的吸收峰，1013cm^-1处为C＝S的特征吸收峰。综上所述，可以证实获得到了1-(N-甲基吩噻嗪 基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱。

实施例4

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-甲酰基-10-乙基吩噻嗪，0.006mol盐酸氨基脲和 0.006mol对甲苯磺酸，室温下研磨15min，此时TLC监测显示3-甲酰基-10-乙基吩噻嗪的原 料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比 为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-H-2-盐酸氨基脲Schiff碱。 m.p.:166.7～168.5℃，产率为87.5％。

图4为实施例4制得的1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-H-2-盐酸氨基脲Schiff碱的红外图谱，由图 4可知：3392cm^-1、3295cm^-1、3160cm^-1处为N-H的振动吸收峰，在2964cm^-1、1339cm^-1处为 -CH₃的吸收峰，而1669cm^-1处为Schiff碱中C＝N的特征吸收峰，在2826cm^-1、1224cm^-1处为 -CH₂-的吸收峰，1523cm^-1处的峰为Ar-H的吸收峰。由上可以证实反应生成了1-(N-乙基吩噻 嗪基)-1-H-2-盐酸氨基脲Schiff碱。

实施例5

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-甲酰基-10-乙基吩噻嗪，0.006mol氨基硫脲和0.006mol 对甲苯磺酸，室温下研磨15min，此时TLC监测显示3-甲酰基-10-乙基吩噻嗪的原料点消失， 表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙 酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱。 m.p.:91.5～92.7℃，产率为87.9％。

图5为实施例5制得的1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱的红外图谱，由图5 可知：3404cm^-1、3306cm^-1和3184cm^-1处为N-H的振动吸收峰，在2826cm^-1、1238cm^-1处为-CH₂- 的吸收峰，在2977cm^-1、1352cm^-1处为-CH₃的吸收峰，而1670cm^-1处为Schiff碱中C＝N的特 征吸收峰，1596cm^-1、1450cm^-1处为Ar-H的吸收峰，1010cm^-1处为C＝S的特征吸收峰。综上 所述，可以证实合成得到了1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-H-2-氨基硫脲Schiff碱。

实施例6

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-乙酰基-10-乙基吩噻嗪，0.0055mol苯胺和0.0055mol 对甲苯磺酸，室温下研磨20min，此时TLC监测显示3-乙酰基-10-乙基吩噻嗪的原料点消失， 表示原料完全反应，然后静置25min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙 酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-甲基-2-苯胺Schiff碱。 m.p.:204.9～207.4℃，产率为85.6％。

IR(KBr压片)：3015(＝C-H，Ar-H)，1598(C＝N)，1587，1495，1462(Ar-H)，2987，1378(-CH₃)， 2826，1423(-CH₂-)。

实施例7

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-乙酰基-10-乙基吩噻嗪，0.005mol氨基硫脲和0.005mol 对甲苯磺酸，室温下研磨18min，此时TLC监测显示3-乙酰基-10-乙基吩噻嗪的原料点消失， 表示原料完全反应，然后静置28min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙 酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-乙基吩噻嗪基)-1-甲基-2-氨基硫脲Schiff碱。 m.p.:202.2～204.5℃，产率为89.5％。

IR(KBr压片)：3342，3249(N-H)，3010(＝C-H，Ar-H)，1600(C＝N)，1576，1532，1452(Ar-H)， 1325(C＝S)，2965，1380(-CH₃),2930，1405(-CH₂-)。

实施例8

1)向干燥的研钵中加入0.005mol3-乙酰基-10-甲基吩噻嗪，0.0058mol盐酸氨基脲，和 0.0058mol对甲苯甲磺酸，室温下研磨17min，此时TLC监测显示3-乙酰基-10-甲基吩噻嗪的 原料点消失，表示原料完全反应，然后静置20min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积 比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；

2)将混合物经水洗抽滤后，即得1-(N-甲基吩噻嗪基)-1-甲基-2-盐酸氨基脲Schiff碱。 m.p.:154.8～157.5℃，产率为88.5％。

IR(KBr压片)：3234(N-H)，3012(＝C-H，Ar-H)，1604(C＝N)，1594，1556，1489，1450(Ar-H)， 2982，1383(-CH₃)。

本发明中还可用3-乙酰基-10-正丙基吩噻嗪、3-乙酰基-10-异丙基吩噻嗪、3-乙酰基-10-正 丁基吩噻嗪、3-乙酰基-10-正戊基吩噻嗪、3-乙酰基-10-正己基吩噻嗪、3-乙酰基-10-庚基吩噻 嗪、3-乙酰基-10-辛基吩噻嗪、3-乙酰基-10-壬基吩噻嗪、3-甲酰基-10-正丙基吩噻嗪、3-甲酰 基-10-异丙基吩噻嗪、3-甲酰基-10-正丁基吩噻嗪、3-甲酰基-10-正戊基吩噻嗪、3-甲酰基-10- 正己基吩噻嗪、3-甲酰基-10-庚基吩噻嗪、3-甲酰基-10-辛基吩噻嗪或3-甲酰基-10-壬基吩噻嗪 作为反应物；同时还可用对甲基苯胺、3-甲基苯胺、对硝基苯胺、对溴苯胺、对羟基苯胺、对 氯苯胺、对氨基苯胺或对甲氧基苯胺作为反应物。

以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员 通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所 涵盖。