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合成新型2 h-pyrano [2, 3 - d] Thiazole-6-Carbonitrile衍生品在水介质

Shelke RN1,Pansare DN2,4 gydF4y2Ba,帕瓦尔CD2,Shinde DB3、Thore锡4 gydF4y2Ba,帕瓦尔RP1和老Bembalkar1*

1大学化学系,Deogiri,奥兰加巴德,印度马哈拉施特拉邦

2部门的化学技术,Babasaheb安贝德卡Marathwada大学博士,奥兰加巴德,印度马哈拉施特拉邦

3Vidyanagar Shivaji大学戈尔,马哈拉施特拉邦,印度

4 gydF4y2Ba大学化学系,Vinayakrao帕蒂尔,Vaijapur,奥兰加巴德,印度马哈拉施特拉邦

*通讯作者:
Bembalkar老
大学化学系,Deogiri
车站路,奥兰加巴德- 431 005年,印度马哈拉施特拉邦。
电话:+ 919850108474
传真:
+ 91240 - 2359940
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:30/04/2016;接受日期:09/06/2016;发表日期:13/06/2016

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文摘

一锅法高效、绿色、环境友好的多组分合成新型5-amino-7 -(取代苯基)2-thioxo 3 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile导数的绿色,低成本、温和、高效、商用碳酸钾为催化剂和水。这个方法具有高收益,简单,干净的反应,反应时间短,不使用有害的有机溶剂。

关键字

2-thioxothiazolidin-4-one、2 h-pyranes、丙二腈、水、多组分反应。

介绍

多组分合成已成为高效、强大的工具在现代有机化学生成高度多样化的,复杂的产品,原子经济性高、纯度和更好的产品产量。被广泛应用于有机合成和药物化学,因为他们是锅流程组装三个或更多组件(1,2]。4 h-pyrane核是重要的生物分子具有广泛的生理和药理活性,如抗菌(3- - - - - -5],抗病毒[6,7],诱变[8,抗增殖9),性信息素(10,抗肿瘤11,12癌症治疗),(12- - - - - -14和中枢神经系统的活动15]。这些化合物也可以作为抑制剂(15,16]。一些4 h-pyranes回流数小时在有机溶剂中,复杂的步骤,这显示强大的生物活性包括抗菌、抗癌、抑制所示图1

Journal-of-Chemistry-active-agents

图1:之前报道生物活性代理、抑制剂和合成的化合物。

传统的合成已报告在以往的研究中几种方法制备的tetrahydrobenzo [b]吡喃或dihydropyrano [c] chromenes,例如微波[17],超声辐照[18]。此外,有几个修改程序使用各种试剂,包括使用hexadecyldimethylbenzyl溴化铵(HDMBAB) [19),溴化四丁铵(TBAB) [20.,氟离子21],离子液体[22- - - - - -24],稀土perfluorooctanoate [RE(卵圆孔未闭)3][25),钠2搜索引擎优化4 gydF4y2Ba(26),高表面积分别以[27),纳米尺度的采用(28),固体酸(29日,30.),磷酸氢二铵(31日,32),硅保税丙酯- 4-aza-1-azoniabicyclo(2.2.2)氯辛烷(33],DBU [34)和ZnFe2O4 gydF4y2Ba(35]在一锅法反应催化剂。

然而上述方法的缺点如收益率低,反应时间长,价格昂贵,不可用,毒性试剂,有毒溶剂,繁琐的检查程序,此外几乎现有方法的主要缺点是催化剂分解水检查条件下和他们的复苏通常是不可能的。因此,为了克服这些缺点是大量的努力,开发一种高效、催化体系合成这些化合物。

这些过程有价值,然而,大多数需要使用昂贵的催化剂和单调乏味的污迹。我们决定调查碳酸钾作为有机催化剂的合成5-amino-7 -(取代苯基)2-thioxo-3 7 - dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile在水介质。

在继续我们的工作36- - - - - -42),我们已经开发出新的协议pyrano衍生物的合成。碳酸钾环保自然,反应活性高,易处理和简单的检查。它是一种新型有机催化剂的合成杂环化合物的一个图书馆。我们有报道说,碳酸钾是芳香醛的反应的高效催化剂在水介质与丙二腈和2-thioxothiazolidin-4-one 90°C。

实验

实验部分

除非另有说明,所有化学品购买商业来源,使用前未经纯化。主要的化学物质从西格玛奥德里奇和Avra实验室购买。反应监测的发展,薄层色谱法(TLC)分析默克预涂硅胶60 F254铝表,由紫外线可视化。红外光谱被记录在傅立叶变换红外(力量)。熔点是记录在SRS Optimelt,熔点仪,未修正的。的1H NMR光谱被记录在400 MHz瓦里安NMR谱仪。的13C 100 MHz瓦里安NMR谱仪记录。化学变化作为核磁共振光谱δppm单位。以下缩写使用;单线态(s),紧身上衣(d),三个一组(t)四方(q),多重态(m)和广泛(br)。质谱是用质谱仪Micromass-QUATTRO-II的水。

一般程序合成的化合物(4):在50毫升圆底烧瓶中,化合物4-chlorobenzaldehyde(1)(1)更易与丙二腈(2)(1更易)2-thioxothiazolidin-4-one(3)(1更易)催化剂(1更易)和溶剂1毫升,被添加到反应混合物。混合搅拌回流条件下男童h。被薄层色谱监测反应的进展(20%甲醇:氯仿)。完成后的反应,反应混合物倒入冰水。沉淀过滤掉,用水洗(3×10毫升),晒干,再结晶纯化的乙醇作为溶剂给40 - 98%的收益率。

合成的一般程序5-amino-7 -(取代苯基)2-thioxo-3 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6 -甲腈(4 l):在50毫升圆底烧瓶中,化合物取代苯甲醛(1 l)(1更易)丙二腈(2)(1更易)2-thioxothiazolidin-4-one(3)(1更易)碳酸钾(1更易)和水1毫升,被添加到反应混合物。混合搅拌回流条件下2 - 4 h。被薄层色谱监测反应的进展(20%甲醇:氯仿)。完成后的反应,反应混合物倒入冰水。沉淀过滤掉,用水洗(3×10毫升),晒干,再结晶纯化的乙醇作为溶剂给92 - 98%的收益率。

(5-amino-7) - 4-chlorophenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4):黄色固体,收益率:98%,mp 230 - 232°C;ES-MS m / z(%): 320.85,红外νmax /厘米1:3240 (NH2),3213 (NH), 3020 (CH-Ar), 2250 (CN)、1603 (C = C), 1034 (C)、982(氮),757 (C-Cl);1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.55(年代,1H, CH), 6.40 (br,1H, NH2),7.21 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 7.50 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 8.62 (br, 2 h, NH),13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.5,59.3,71.2,119.4,128.4,128.9,130.1,131.5,147.6,159.9,188.2。

5-amino-7-phenyl-2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 b):黄色固体,收益率:94%,mp 195 - 197ºC;ES-MS m / z(%): 287.81,红外νmax /厘米1:3253 (NH2),3210 (NH), 3010 (CH-Ar), 2248 (CN)、1579 (C = C), 1137 (C)、980(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.25(年代,1H, CH), 6.20 (br,1H, NH2),7.20 - -7.30 (m, 5 h, Ar-H), 8.45 (br, 2 h, NH),13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.4,59.7,71.8,119.3,128.2,128.7,130.3,131.2,147.9,159.2,188.5。

(5-amino-7) - 2-chlorophenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 c):黄色固体,收益率:92%,mp 180 - 182ºC;ES-MS m / z(%): 320.85,红外νmax /厘米1:3240 (NH2),3214 (NH), 3011 (CH-Ar), 2242 (CN)、1553 (C = C), 1234 (C)、766 (C-Cl)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.70(年代,1H, CH), 6.50 (br,1H, NH2),7.22 - -7.25 (m, 3 h, Ar-H), 7.60 (d J = 8赫兹,1H, Ar-H), 8.60 (br, 2 H, NH),13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.1,59.2,71.6,119.7,126.4,127.4,128.4,128.9,130.2,131.5,147.4,159.3,188.4。

(5-amino-7) - 4-methoxyphenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 d):黄色固体,收益率:94%,mp 135 - 137ºC;ES-MS m / z(%): 317.39,红外νmax /厘米1:3210 (NH2),3150 (NH), 3011 (CH-Ar), 2232 (CN)、1546 (C = C), 1014 (C)、1076(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.60(年代,1H, CH), 3.85(年代,3 H,哦),6.40 (br,1H, NH2),6.90 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 7.12 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 8.50 (br, 2 h, NH),13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.3,55.2,59.2,71.3,119.2,126.7,127.7,128.5,130.3,131.6,147.7,188.4。

(5-amino-7) - 4-fluorophenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 e):黄色固体,收益率:92%,mp 198 - 200ºC;ES-MS m / z(%): 305.35,红外νmax /厘米1:3233 (NH2),3114 (NH), 3019 (CH-Ar), 2248 (CN)、1541 (C = C), 1017 (C)、1083(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.50(年代,1H, CH), 6.30 (br,1H, NH2),7.20 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 7.42 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 8.35 (br, 2 h, NH);13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.1,59.2,71.6,119.7,126.4,127.4,128.4,130.2,147.4,159.3,188.4)

(5-amino-7) - 4-hydroxyphenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4):黄色固体,收益率:92%,mp 224 - 226ºC;ES-MS m / z(%): 303.02,红外νmax /厘米1:3233 (NH2),3119 (NH), 3039 (CH-Ar), 2237 (CN)、1544 (C = C), 1018 (C)、1089(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.80(年代,1H, CH), 5.40(年代,1H,哦),6.15 (br,1H, NH2),6.90 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 7.02 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 8.45 (br,1H, NH);13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.1,59.4,71.2,119.3,126.1,127.2,128.7,130.4,147.7,159.1,187.4。

(5-amino-7) - 4-nitrophenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 g):黄色固体,收益率:94%,mp 182 - 184ºC;ES-MS m / z(%): 332.35,红外νmax /厘米1:3238 (NH2),3111 (NH), 3009 (CH-Ar), 2233 (CN)、1548 (C = C), 1017 (C)、1083(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.95(年代,1H, CH), 6.10 (br,1H, NH2),7.30 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 8.12 (d J = 8赫兹2 h, Ar-H), 8.62 (br, 2 h, NH);13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.1,59.9,71.6,119.2,126.4,128.4,130.2,144.4,148.3,159.2,188.4。

(5-amino-7) - 2, 4-dichlorophenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile(4小时):黄色固体,收益率:92%,mp 245 - 247ºC;ES-MS m / z(%): 356.25,红外νmax /厘米1:3253 (NH2),3112 (NH), 3026 (CH-Ar), 2238 (CN)、1544 (C = C), 1012 (C)、1063(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.96(年代,1H, CH), 6.13 (br,1H, NH2),7.11 (d J = 8赫兹,1H, Ar-H), 7.25 (d J = 8赫兹,1H, Ar-H), 7.56(年代,1H, Ar-H), 8.60 (br,1H, NH);13C NMR (DMSO -d6):δ= 34.1,59.2,71.6,119.7,126.4,130.4,131.2,132.2,135.4,141.4,147.2,159.3,188.4。

(5-amino-7) - 3-fluorophenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile(我):黄色固体,收益率:96%,mp 251 - 253ºC;ES-MS m / z(%): 305.35,红外νmax /厘米1:3201 (NH2),3125 (NH), 3028 (CH-Ar), 2242 (CN)、1548 (C = C), 1019 (C)、1063(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.80(年代,1H, CH), 6.12 (br,1H, NH2),6.22(年代,1H, Ar-H), 7.10 - -7.15 (t, 3 H, Ar-H), 8.51 (br, 2 H, NH);13C NMR (DMSO -d6):δ= 34.1,59.2,71.6,119.7,122.4,132.4,134.2,132.8,135.1,141.2,148.2,158.3,187.4。

(5-amino-7) - 2, 4-dimethoxyphenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 j):黄色固体,收益率:94%,mp 171 - 172ºC;ES-MS m / z(%): 347.41,红外νmax /厘米1:3231 (NH2),3117 (NH), 3015 (CH-Ar), 2244 (CN)、1545 (C = C), 1016 (C)、1053(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:2.99(年代,1H, CH), 3.06 (br,1H, NH2),3.85 (s, 6 h,哟3),6.10(年代,1H, Ar - H), 6.43 (d J = 8赫兹,1H, Ar-H), 7.02 (d J = 8赫兹,1H, Ar-H), 8.58 (br, 2 H, NH);13C NMR (DMSO -d6):δ= 33.1,55.3,56.4,59.2,71.8,100.2,106.2,119.7,126.4,127.4,128.2,130.8,147.4,159.1,188.2。

(5-amino-7) - 2-fluorophenyl 2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 k):黄色固体,收益率:96%,mp 175 - 177ºC;ES-MS m / z(%): 305.35,红外νmax /厘米1:3203 (NH2),3117 (NH), 3013 (CH-Ar), 2241 (CN)、1531 (C = C), 1117 (C)、1063(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6)δ:3.92(年代,1H, CH), 6.14 (br,1H, NH2),7.10 - -7.22 (m, 4 h, Ar-H), 8.55 (br, 2 h,在北半球2);13C NMR (DMSO -d6):δ= 39.2,59.5,72.6,115.5,119.1,124.4,127.4,128.2,130.6,147.2,158.3,161.2,188.2。

(5-amino-2-thioxo-7) - p-tolyl 3 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile l (4):黄色固体,收益率:96%,mp 160 - 162ºC;ES-MS m / z(%): 301.39,红外νmax /厘米1:3223 (NH2),3115 (NH), 3016 (CH-Ar), 2249 (CN)、1521 (C = C), 1011 (C)、1081(氮)。1H NMR (400 MHz, DMSO -d6),δ:3.35 (3 h, CH3),6.12 (br,1H, NH2),4.35(年代,1H, CH), 7.11 (d J = 8赫兹2 H, Ar-H), 7.15 (d J = 8赫兹2 H, Ar-H), 8.45 (br, 2 H, NH);13C NMR (DMSO -d6):δ= 21.2,39.3,59.1,71.6,118.7,126.4,127.4,128.3,130.2,147.4,159.3,188.2。

结果与讨论

在我们最初的研究中,评价的一系列2H-pyrano衍生品(4 l)进行了从芳香醛和丙二腈2-thioxothiazolidin-4-one在不同溶剂和催化剂(方案1)。等缩合反应进行了在不同的溶剂N, N-dimethylformamide (DMF)、乙醇、甲苯、醋酸、甲醇、水和催化剂如碳酸钾、醋酸铵和哌啶为相应的产品范围内的40 - 98%,男童h (表1)。最好的结果用碳酸钾水给收益率为98% (表1)。

Journal-of-Chemistry-model-reaction

方案1:筛选模型化合物的反应(4)


条目 催化剂 溶剂 时间(小时) 收益率b(%)

1

碳酸钾

DMF

5

60

2

碳酸钾

乙醇

4 gydF4y2Ba

64年

3

碳酸钾

甲苯

5

75年

4 gydF4y2Ba

碳酸钾

醋酸

4 gydF4y2Ba

70年

5

碳酸钾

甲醇

4 gydF4y2Ba

65年

6

碳酸钾

2

98年

7

醋酸铵

DMF

10

48

8

醋酸铵

乙醇

13

40

9

醋酸铵

甲苯

14

40

10

醋酸铵

醋酸

12

40

11

醋酸铵

甲醇

13

45

12

醋酸铵

10

60

13

哌啶

DMF

15

42

14

哌啶

乙醇

14

47

15

哌啶

甲苯

12

48

16

哌啶

醋酸

10

48

17

哌啶

甲醇

11

44

18

哌啶

10

62年

表1。筛选催化剂、溶剂、反应时间和产量的合成(4)一个

此外,这种凝结在其他溶剂和催化剂的存在进行了相应的产品,稍长的反应时间和更低的收益率(表1)。反应与催化剂如碳酸钾给良好的收益率与所有使用溶剂的60 - 98% (表1)。醋酸铵等催化剂的使用获得的结果与不同溶剂给收益率在40 - 60%的范围10 - 14 h (表1)。在这个凝结在溶剂的存在进行了相应的产品与更长的反应时间和较低的收益率(表1)。醋酸铵和水作为溶剂的反应给了良好的收益率为60% 10 h后(表1)。哌啶等催化剂的使用结果与不同溶剂给收益率在42 - 62%后10 - 15 h (表1)。在这个凝结在使用溶剂的存在进行了相应的产品与更长的反应时间和良好的收益率(表1)。

哌啶和水作为溶剂的反应给了良好的收益率为60% 10 h后(表1)。初步实验后,发现2-thioxothiazolidin-4-one, 4-chlorobenzaldehyde和丙二腈在回流温度下与水在碳酸钾提供5-amino-7——(4-chlorophenyl) 2-thioxo-3 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d]噻唑- 6-carbonitrile (表12 h后)的收益率报98%。

所有的反应都进行的克分子数相等的数量的每个化合物1毫升的溶剂。在这些反应同样大量的溶剂,即1毫升的水是最好的选择,收益率为98%,60%和62% (表1)。我们想在这里提及,水作为溶剂以碳酸钾为催化剂和收益率为98%的最佳选择,更少的时间完成所需的反应(表1)。因此我们决定开展碳酸钾的反应在水里。

我们合成的小说系列5-amino-7 -(取代苯基)2-thioxo-3 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6 -甲腈4 l (方案2;表2)。然而,这个反应提供清洁反应,反应时间短,产品只需要用冰水洗净。优秀的的收益率是好的。

Journal-of-Chemistry-Synthesis-5-amino

方案2:合成5-amino-7 -(取代苯基)2-thioxo-3 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile。


条目 取代的醛 产品 时间 收益率b(%) 议员(ºC)
1 4-Chlorobenzaldehyde 4 2 98年 230 - 232
2 苯甲醛 4 b 3 94年 195 - 197
3 2-Chlorobenzaldehyde 4摄氏度 2 92年 180 - 182
4 gydF4y2Ba 4-Methoxybenzaldehyde 4 d 4 gydF4y2Ba 94年 135 - 137
5 4-Fluorobenzaldehyde 4 e 4 gydF4y2Ba 92年 198 - 200
6 4-Hydroxybenzaldehyde 4 f 3 92年 224 - 226
7 4-Nitrobenzaldehyde 4 g 2 94年 182 - 184
8 2,4-Dichlorobenzaldehyde 4 h 2 92年 245 - 247
9 3-Fluorobenzaldehyde 4我 4 gydF4y2Ba 96年 251 - 253
10 2,4-Dimethoxybenzaldehyde 4 j 4 gydF4y2Ba 94年 171 - 173
11 2-Fluorobenzaldehyde 4 k 2 96年 175 - 177
12 4-Methylbenzaldehyde 4 l 3 96年 160 - 162

表2:合成5-amino-7 -(取代苯基)2-thioxo-3 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile (4 l)一个

所示表2,这种方法各种基板工作。一系列取代醛具有吸电子集团或捐赠组织反应在优化条件下与丙二腈和2-thioxothiazolidin-4-one给相应的产品在高收益92 - 98%后2 - 4小时(表2)。

的合理机制的反应5-amino-7-phenyl-2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile导数所示方案3。根据机制的化合物I和II化合物反应,形成的复合三世诺文葛耳产品。iminium离子的高反应活性羰基物种相比促进诺文葛耳反应之间的芳基醛和丙二腈。在碳酸钾的第四复合三世与化合物反应的烯醇形式复合V,然后形成循环产品的第六、七世和终于得到了目标化合物八世。

Journal-of-Chemistry-plausible-mechanism

方案3:的合理机制的形成5-amino-7-phenyl-2-thioxo-3, 7-dihydro-2H-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile导数。

结论

我们已经开发出一种简单、高效的一壶三分量的方法合成各种3、7-dihydro - 2 h-pyrano [2, 3 - d] thiazole-6-carbonitrile衍生品芳香醛的反应,丙二腈和用水2-thioxothiazolidin-4-one碳酸钾的存在。这个过程有许多有吸引力的特性,比如简单的方法,产品产量高,容易检查和净化。此外碳酸钾和水是便宜的和非易失性的环保和经济上可以接受的方法。

确认

作者感谢主管,部门的化学技术,Babasaheb安贝德卡Marathwada大学博士,奥兰加巴德004年- 431年,印度马哈拉施特拉邦提供实验室设备。作者也感谢校长,头,化学系,Deogiri学院车站路,奥兰加巴德005年- 431年,印度马哈拉施特拉邦提供实验室设备。

引用

全球技术峰会