BmmimOAc-Catalyzed Direct Condensation of 2-(Arylamino) Alcohols to Synthesize 3-Arylthiazolidine-2-thiones

Bihua CHEN H. M. ELAGEED Elnazeer Yongya ZHANG Guohua GAO

Citation:  CHEN Bihua, ELAGEED Elnazeer H. M., ZHANG Yongya, GAO Guohua. BmmimOAc-Catalyzed Direct Condensation of 2-(Arylamino) Alcohols to Synthesize 3-Arylthiazolidine-2-thiones[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2018, 34(8): 952-958. doi: 10.3866/PKU.WHXB201803081 shu

离子液体BmmimOAc催化2-芳氨基乙醇与二硫化碳一步缩合合成3-芳基-2-噻唑硫酮

    通讯作者: 高国华, ghgao@chem.ecnu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目 21773068

    国家自然科学基金资助项目 21573072

    国家重点研发计划(2017YFA0403102), 国家自然科学基金资助项目(21773068, 21573072)和上海市重点学科建设项目(B409)

    国家重点研发计划 2017YFA0403102

    上海市重点学科建设项目 B409

摘要: 噻唑硫酮因具有独特的生物活性,使其在医学和杂环化学等领域有着广泛的应用,从而引起了科研工作者的研究兴趣。本文以离子液体1-丁基-2, 3-二甲基咪唑鎓醋酸盐(BmmimOAc)为催化剂,2-芳氨基乙醇和二硫化碳为起始原料,一步缩合合成3-芳基-2-噻唑硫酮。以2-苯氨基乙醇和二硫化碳的反应为模型,考察了一系列离子液体的催化活性。发现只有阴离子为醋酸根的离子液体才具有催化活性,这可能是由醋酸根的碱性所导致的。在这些阴离子为醋酸根的离子液体中,BmmimOAc的催化活性最高。以其为催化剂,系统考察了反应时间、反应温度、催化剂用量以及二硫化碳和2-苯氨基乙醇摩尔比对该反应的影响。得到最优的反应条件:反应时间6 h、反应温度130 ℃、10%的BmmimOAc用量以及5 : 1的二硫化碳和2-苯氨基乙醇摩尔比。在该反应条件下,目标产物3-苯基-2-噻唑硫酮的收率达到了97%。以不同的2-芳氨基乙醇为原料,考察了该反应的普适性。结果表明无论是具有给电子基团、吸电子基团或较大空间位阻的2-芳氨基乙醇均可顺利地与二硫化碳反应生成相应的3-芳基-2-噻唑硫酮,且分离收率高达83%–95%。核磁共振波谱和质谱分析表明反应过程中BmmimOAc的醋酸根阴离子可以自发地与二硫化碳反应生成硫代醋酸根阴离子,因此离子液体1-丁基-2, 3-二甲基咪唑鎓硫代醋酸盐(BmmimCOS)可能是2-芳氨基乙醇和二硫化碳反应的催化剂。通过核磁共振波谱研究了BmmimCOS与反应底物2-苯氨基乙醇和二硫化碳之间的相互作用,发现BmmimCOS与2-苯氨基乙醇之间存在氢键相互作用。在反应过程中硫代醋酸根阴离子通过氢键作用活化2-苯氨基乙醇,从而促进反应高效进行。基于表征结果,提出了一个可能的反应机理。首先,BmmimOAc自发地与二硫化碳反应生成BmmimCOS。然后,BmmimCOS中的硫代醋酸根阴离子通过氢键作用活化2-苯氨基乙醇。随后,活化的2-苯氨基乙醇与二硫化碳反应生成中间体。最后,中间体分子内环化生成目标产物3-苯基-2-噻唑硫酮。

English

    1. [1]

      Prabhakar Y. S., Solomon V. R., Gupta M. K., Katti S. B.. QSAR Studies on Thiazolidines: A Biologically Privileged Scaffold[J]. In QSAR and Molecular Modeling Studies in Heterocyclic Drugs Ⅱ; Gupta S. P...Ed.; Springer: Berlin, Germany, 2006, :  pp. 161-249.

    2. [2]

      Chen, N.; Du, H.; Liu, W.; Wang, S.; Li, X.; Xu, J. Phosphorus Sulfur Silicon 2015, 190, 112. doi: 10.1080/10426507.2014.931399

    3. [3]

      Almeida, A. M.; Oliveira, B. A.; Castro, P. P.; Mendon a, C. C.; Furtado, R. A.; Diniz, H. N.; Silva, V. L.; Diniz, C. G.; Tavares, D. C.; Silva, H.; et al. Biometals 2017, 30, 841. doi: 10.1007/s10534-017-0046-6

    4. [4]

      Li, R.; Ning, X.; Zhou, S.; Lin, Z.; Wu, X.; Chen, H.; Bai, X.; Wang, X.; Ge, Z.; Li, R.; et al. Eur. J. Med. Chem. 2018, 143, 48. doi: 10.1016/j.ejmech.2017.11.023

    5. [5]

      Corrêa, R. S.; Silva, M. M.; Graminha, A. E.; Meira, C. S.; Santos, J. A. F.; Moreira, D. R. M.; Soares, M. B. P.; Poelhsitz, G. V.; Castellano, E. E.; Bloch, C.; et al. J. Inorg. Biochem. 2016, 156, 153. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2015.12.024

    6. [6]

      Makiabadi, B. J. Sulfur Chem. 2015, 36, 494. doi: 10.1080/17415993.2015.1062097

    7. [7]

      Hirata, T.; Kogiso, H.; Morimoto, K.; Miyamoto, S.; Taue, H.; Sano, S.; Muguruma, N.; Ito, S.; Nagao, Y. Bioorg. Med. Chem. 1998, 6, 2179. doi: 10.1016/S0968-0896(98)00156-4

    8. [8]

      Yamada, S. Tetrahedron Lett. 1992, 33, 2171. doi: 10.1016/0040-4039(92)88169-6

    9. [9]

      Nagao, Y.; Hagiwara, Y.; Kumagai, T.; Ochiai, M.; Inoue, T.; Hashimoto, K.; Fujita, E. J. Org. Chem. 1986, 51, 2391. doi: 10.1021/jo00362a047

    10. [10]

      Lobana, T. S.; Rani, A.; Butt, Y. N.; Jasinski, J. P. J. Sulfur Chem. 2015, 36, 251. doi: 10.1080/17415993.2015.1023802

    11. [11]

      Fabretti, A. C.; Ferrari, M.; Franchini, G. C.; Preti, C.; Tassi, L.; Tosi, G. Transit. Met. Chem. 1982, 7, 279. doi: 10.1007/BF00618715

    12. [12]

      Clapp, L. B.; Watjen, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1953, 75, 1490. doi: 10.1021/ja01102a516

    13. [13]

      Sudo, A.; Morioka, Y.; Koizumi, E.; Sanda, F.; Endo, T. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 7889. doi: 10.1016/j.tetlet.2003.09.011

    14. [14]

      Ziyaei-Halimehjani, A.; Marjani, K.; Ashouri, A. Tetrahedron Lett. 2012, 53, 3490. doi: 10.1016/j.tetlet.2012.04.129

    15. [15]

      Shi, M.; Shen, Y. Heteroatom Chem. 2001, 12, 610. doi: 10.1002/hc.1092

    16. [16]

      Shen, Y.; Shi, M. Appl. Organometal. Chem. 2003, 17, 767. doi: 10.1002/aoc.497

    17. [17]

      Taguchi, T.; Kiyoshima, Y.; Komori, O.; Mori, M. Tetrahedron Lett. 1969, 10, 3631. doi: 10.1016/S0040-4039(01)88473-2

    18. [18]

      Delaunay, D; Toupet, L.; Corre, M. L. J. Org. Chem. 1995, 60, 6604. doi: 10.1021/jo00125a059

    19. [19]

      Chen, N.; Jia, W.; Xu, J. X. Eur. J. Org. Chem. 2009, 5841. doi: 10.1002/ejoc.200900759

    20. [20]

      Welton, T. Chem. Rev. 1999, 99, 2071. doi: 10.1021/cr980032t

    21. [21]

      Hallett, J. P.; Welton, T. Chem. Rev. 2011, 111, 3508. doi: 10.1021/cr1003248

    22. [22]

      Zhang, P.; Wu, T.; Han, B. Adv. Mater. 2014, 26, 6810. doi: 10.1002/adma.201305448

    23. [23]

      Zhang, Z.; Song, J.; Han, B. Chem. Rev. 2017, 117, 6834. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00457

    24. [24]

      MacFarlane, D. R.; Pringle, J. M.; Johansson, K. M.; Forsyth, S. A.; Forsyth, M. Chem. Commun. 2006, 1905. doi: 10.1039/B516961P

    25. [25]

      Zhang, L.; Fu, X.; Gao, G. ChemCatChem 2011, 3, 1359. doi: 10.1002/cctc.201100016

    26. [26]

      Wang, B.; Elageed, E. H. M.; Zhang, D.; Yang, S.; Wu, S.; Zhang, G.; Gao, G. ChemCatChem 2014, 6, 278. doi: 10.1002/cctc.201300801

    27. [27]

      Wang, B.; Yang, S.; Min, L.; Gu, Y.; Zhang, Y.; Wu, X.; Zhang, L.; Elageed, E. H. M.; Wu, S.; Gao, G. Adv. Synth. Catal. 2014, 356, 3125. doi: 10.1002/adsc.201400026

    28. [28]

      Elageed, E. H. M.; Wang, B.; Zhang, Y.; Wu, S.; Gao, G. J. Mol. Catal. A: Chem. 2015, 408, 271. doi: 10.1016/j.molcata.2015.07.034

    29. [29]

      Zhang, L.; Yang, S.; Gao, G. Chin. J. Catal. 2011, 32, 1875. doi: 10.3724/SP.J.1088.2011.10757

    30. [30]

      Elageed, E. H. M.; Chen, B.; Wang, B.; Zhang, Y.; Wu, S.; Liu, X.; Gao, G. Eur. J. Org. Chem. 2016, 3650. doi: 10.1002/ejoc.201600474

    31. [31]

      Zhang, Y.; Wang, B.; Elageed, E. H. M.; Qin, L.; Ni, B.; Liu, X.; Gao, G. ACS Macro. Lett. 2016, 5, 435. doi: 10.1021/acsmacrolett.6b00178

    32. [32]

      Zhang, Y.; Zhang, Y.; Chen, B.; Qin, L.; Gao, G. ChemistrySelect2017, 2, 9443. doi: 10.1002/slct.201702081

    33. [33]

      Caba o, M. I.; Besnard, M.; Chavez, F. V.; Pinaud, N.; Sebastiao, P. J.; Coutinho, J. A. P.; Mascetti, J.; Danten, Y. Chem. Commun. 2013, 49, 11083. doi: 10.1039/c3cc46038j

    34. [34]

      Caba o, M. I.; Besnard, M.; Chavez, F. V.; Pinaud, N.; Sebastiao, P. J.; Coutinho, J. A. P.; Danten, Y. J. Chem. Phys. 2014, 140, 244307. doi: 10.1063/1.4884820

    35. [35]

      Wang, B.; Qin, L.; Mu, T.; Xue, Z.; Gao, G. Chem. Rev. 2017, 117, 7113. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00594

    36. [36]

      陈学伟, 宋红兵, 陈鹏, 王芙蓉, 钱宇, 李雪辉.化学学报, 2012, 70, 770. doi: 10.6023/A1108223Chen, X.; Song, H.; Chen, P.; Wang, F.; Qian, Y.; Li, X. Acta Chim. Sin. 2012, 70, 770. doi: 10.6023/A1108223

    37. [37]

      Ortiz, A.; Sansinenea, E. J. Sulfur Chem. 2007, 28, 109. doi: 10.1080/17415990601139699

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  • 发布日期:  2018-08-15
  • 收稿日期:  2018-01-29
  • 接受日期:  2018-03-05
  • 修回日期:  2018-03-05
  • 网络出版日期:  2018-08-08
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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