论文总字数：23353字

摘 要

苯并噻唑结构是许多具有生物活性及药物活性的化合物的重要骨架单元，作为一类重要的含氮、硫的稠杂环化合物，其合成方法越来越受到科研工作者的关注。本文以苯甲酰甲酸和邻碘苯胺为起始原料，通过廉价易得的硫单质介导合成2-取代苯并噻唑类化合物。

文章对催化体系进行了筛选，最终确定了以1.2当量苯甲酰甲酸和1当量邻碘苯胺为原料，3当量硫粉作为硫源，10% CuBr为催化剂， 2当量NaHCO₃为助剂碱，2ml DMSO作为溶剂，120 ℃反应24 小时为最佳反应条件。确定了最优催化条件后，文章又对该催化体系的底物普适性进行了考察，并对目标产物进行了结构表征。

本文开发了一种新的合成2-取代苯并噻唑的新方法，该方法具有便于操作、副反应少、后处理简便等特点，使用的催化剂廉价易得，且不会造成较大的环境污染，减少了经济成本，对生物和医药行业具有一定的研究和应用前景。

关键词：苯并噻唑类化合物 单质硫 一锅法合成

Synthesis of sulfur-mediated 2-substituted benzothiazoles

Abstract

Benzothiazoles are important heterocyclic compounds containing nitrogen and sulfur, and their structure is an important skeleton unit of many compounds with biological and pharmaceutical activities, its synthesis methods have been paid more and more attention by researchers. With the benzoyl formic acid and o-iodoaniline as the starting material,and through the mediating of cheap and environmental friendly sulfur elements to synthesize Benzothiazole compounds.

The catalytic system of this paper have been screen, and final with 1.2 equivalents of benzoyl formic acid and 1 equivalent of o-iodoaniline as raw materials, 3 equivalent sulfur powder as sulfur source , 10% CuBr catalyst, 2 equivalents of NaHCO₃, 2 ml DMSO as solvent, 120 ℃，24 hours for optimum reaction conditions.

In this paper, a new method for synthesis of 2-substituted benzothiazole has been developed. The method has the advantages of easy operation, less side reactions, simple post-treatment, etc. The catalyst used is cheap and easy to get, does not cause great environmental pollution, reduces the economic cost, and has certain research and application prospects for the biological and pharmaceutical industry.

Key Words: Benzothiazole derivatives；Elemental sulfur；One-pot synthesis

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1苯并噻唑类化合物的概要 2

1.1.1苯并噻唑类化合物的基本结构 2

1.1.2苯并噻唑类化合物的应用 2

1.1.3苯并噻唑类化合物的药理学研究 3

1.1.4常见的苯并噻唑类药物 4

1.2苯并噻唑化合物的合成方法 6

1.2.1邻氨基苯硫酚为原料合成2-取代苯并噻唑 6

1.2.2化合物分子内环化合成2-取代苯并噻唑 7

1.2.3邻卤苯胺为原料合成2-取代苯并噻唑 9

1.3课题研究的内容及意义 9

第二章 实验部分 11

2.1实验部分 11

2.1.1实验仪器 11

2.1.2实验试剂 11

2.1.3实验操作 13

2.2结果与讨论 13

2.2.1条件筛选 13

2.2.2底物拓展 15

2.2.3产物结构表征 19

第三章 总结 20

参考文献 21

附录 23

致谢 27

第一章 文献综述

含氮杂环化合物在自然界中存在广泛，可应用于医药、农药及新型材料等多个领域^[1]，近年来对其的研究方兴未艾。随着科学技术的不断发展，目前在合成化学方面已有很多高端仪器可被使用，给进一步的科学研究提供了极大的便利。在此基础上许多药物的研究合成也有了质的飞跃，而含氮、硫杂环化合物便是其中一种，它以其独特的性质被科研工作者进行了多种合成尝试。苯并噻唑及其衍生物作为一类含氮、硫的稠杂环化合物，是氮杂环化合物中最重要的结构基元之一，在医疗、农药和工业等领域运用也十分广泛，因此具有重要的合成价值，吸引了很多科学家对其不懈研究，已经发现了许多较优异的合成方法。制备苯并噻唑类化合物的方法有很多，比如利用分子内环化、金属氧化物催化、过渡态金属催化、酸碱催化、光诱导以及微波等。合成苯并噻唑衍生物的原料也很多，目前常用的原料有邻氨基苯硫酚、酰胺类化合物和邻卤苯胺等。合成的目标产物主要有烷基化、酰基化、氨基化、芳基化等，对苯并噻唑的结构修饰和合成得到了广泛的关注和发展。

为了提高含苯并噻唑化合物的治疗潜力和效用，过去已经进行了一些研究，通过在苯并噻唑核内直接加入各种官能团，或者与杂环融合，导致其药代动力学或药效学性质发生改变。取代的苯并噻唑化合物由于具有内建的生物活性单元^[2]，相对容易制备，具有独特的药理特性。但是以往各种方法存在着反应时间长、原料价格昂贵、使用对环境危害大的催化剂或产率低等缺点。因此科学家们仍在不停尝试使用各种原料和新方法合成苯并噻唑及其衍生物，以期获得产率高、成本低、反应条件温和且对环境友好的方法。

对苯并噻唑的修饰集中于在苯环上引入取代基和在2-位引入活性基团，研究表明2-位取代基对活性的影响最大，且2-取代苯并噻唑应用价值高，因此对苯并噻唑的修饰主要在2-位上^[3]。

1.1苯并噻唑类化合物的概要

1.1.1苯并噻唑类化合物的基本结构

苯并噻唑类化合物是构建许多药物和工业材料的核心骨架。它的结构是由一个五元的1,3-噻唑环与苯环熔合而成，环上的9个原子和相连的取代基是共面的^[4]。核内的硫和氮对抗惊厥活性起着关键作用，苯并噻唑核作为疏水结构域，增加了化合物的亲脂性。疏水苯并噻唑基团与具有电子给体系统的氢键结构域如肼、酰胺、尿素、硫脲、氨基脲、硫代氨基脲等的偶联，导致了许多强效抗惊厥药物的发现。

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