專(zhuān)利名稱(chēng)：多取代噻吩衍生物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多取代噻吩衍生物的制備方法。
背景技術(shù)：
噻吩是一種富電子的五元芳雜環(huán)，電子的流動(dòng)性大，有望成為較好的電子注入/ 傳輸材料，可用于有機(jī)半導(dǎo)體、電致發(fā)光器件、電致變色器件、和場(chǎng)效應(yīng)管。聚取代噻吩是 “導(dǎo)電聚合物”領(lǐng)域中較早發(fā)現(xiàn)的具有環(huán)境穩(wěn)定性和可加工性的材料之一，因其在導(dǎo)電、發(fā) 光、電池、傳感器、非線性光學(xué)、分子導(dǎo)線、分子開(kāi)關(guān)等現(xiàn)代光電子、微電子領(lǐng)域中有廣泛的 應(yīng)用前景而倍受學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界注目。噻吩類(lèi)雜環(huán)化合物的新用途還不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)。貝 爾實(shí)驗(yàn)室不久前發(fā)現(xiàn)了噻吩聚合后可成為具有超導(dǎo)性質(zhì)的塑料，而且成本低，有望廣泛用 于量子計(jì)算機(jī)及超導(dǎo)電子設(shè)備等領(lǐng)域。改變噻吩聚合物的分子構(gòu)造提高超導(dǎo)溫度，可制成 各種超導(dǎo)塑料，應(yīng)用于航空、航天、軍工等高科技領(lǐng)域。噻吩的工業(yè)化生產(chǎn)采用丁烷與硫的氣相催化法工藝，收率為40%，此方法于1950 年獲得專(zhuān)利，60年代因收率低、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、污染環(huán)境而停產(chǎn)。目前工業(yè)生產(chǎn)的方法有 1)氣相催化法，由丁烯、丁二烯、正丁醇、丁烯醛連續(xù)與二硫化碳或二氧化硫在堿促進(jìn)的金 屬氧化物催化劑存在下于500°C反應(yīng)，得到噻吩；2)由呋喃或甲基呋喃與二硫化碳在雜多 酸催化下于40CTC反應(yīng)，制備噻吩和甲基噻吩，收率可達(dá)93%，催化劑壽命長(zhǎng)，是一種有前 途的合成工藝；3) 丁烷與硫氣相混合，于600°C快速反應(yīng)，可制備噻吩；4)無(wú)水丁二酸鈉與 十硫化四磷在高溫和二氧化碳?xì)饬髦蟹磻?yīng)，也可制備噻吩。實(shí)驗(yàn)室中噻吩的制備方法有1) 1,4- 二羰基化合物與三硫化二磷反應(yīng)制??；2)噻 吩環(huán)上進(jìn)行親電取代反應(yīng)獲得取代噻吩，其中主要制備a-噻吩衍生物和噻吩衍生物。不論是工業(yè)生產(chǎn)還是實(shí)驗(yàn)室中制備噻吩，都很難合成多取代噻吩衍生物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡(jiǎn)便、效率較高的制備多取代噻吩衍生物的方法。本發(fā)明所提供的制備多取代噻吩衍生物(結(jié)構(gòu)式如式I所示)的方法，步驟如 下將式II所示的化合物、亞銅鹽、雙齒氮化合物以及金屬硫化物放入反應(yīng)容器中，接著將 溶劑乙腈或二甲基甲酰胺加入所述反應(yīng)容器中，在110-140°C條件下密封攪拌反應(yīng)6-24小 時(shí)，淬滅反應(yīng)，即得到式I所示的多取代噻吩衍生物； (式I)(式 II);其中，#、1 2、1 3、1 4為下述￡1)-(1)中的任意一種
^R^HR4獨(dú)立地選自下述基團(tuán)中的任意一種H、C1_C6的直鏈烷基和芳基；b)R\R2與它們相連的碳原子形成苯環(huán)，R3、R4同a)；c) R1、R2與它們相連的碳原子形成苯環(huán)，且R3、R4與它們相連的碳原子形成苯環(huán)；d) R1、R4同a)，R2、R3與它們相連的碳原子形成飽和六元環(huán)。當(dāng)R1、! 2、! 3、! 4為b)中的取代基時(shí)，具體結(jié)構(gòu)式如式III所示。當(dāng)R1、! 2、! 3、! 4為c)中的取代基時(shí)，具體結(jié)構(gòu)式如式IV所示。當(dāng)R1、! 2、! 3、! 4為c)中的取代基時(shí)，具體結(jié)構(gòu)式如式V所示。 基本反應(yīng)式如下其中，所述亞銅鹽可選自下述任意一種為氯化亞銅、溴化亞銅、 碘化亞銅、硫化亞銅和氰化亞銅。所述雙齒氮化合物可選自下述任意一種乙二胺、N，N-二 甲基乙二胺、N，N，N' , N'-四甲基乙二胺和1，10-菲咯啉。所述硫化物具體可為硫化鈉 或硫化鉀。所述溶劑乙腈和二甲基甲酰胺在使用前均需經(jīng)過(guò)無(wú)水無(wú)氧處理。無(wú)水無(wú)氧處理過(guò) 程是采用無(wú)水無(wú)氧溶劑的一般方法，即在高純氮?dú)庀孪蚺溆谢亓骼淠芎屯饣钊娜?圓底燒瓶中加入商品乙腈(或DMF)、氫化鈣，加熱回流4-5小時(shí)后蒸餾，然后在氮?dú)庀卤４?。所述反?yīng)中，原料摩爾比依次為式II所示的化合物金屬硫化物亞銅鹽雙 齒氮化合物=1.0 3.0 (0.05-0.1) (0.1-0.2)。所述反應(yīng)可通過(guò)向反應(yīng)液中加入碳酸氫鈉溶液或水進(jìn)行淬滅。反應(yīng)終止后，一般還需要經(jīng)過(guò)萃取、洗滌、干燥、濃縮和柱層析等純化過(guò)程得到產(chǎn) 品。所述萃取是以乙醚為萃取劑進(jìn)行的；洗滌包括水洗兩次和飽和食鹽水洗一次；干燥是 以無(wú)水硫酸鎂或無(wú)水硫酸鈉為干燥劑，干燥30分鐘左右即可；過(guò)濾；濃縮采用常壓蒸餾、減 壓蒸餾或者旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)方法等將溶劑蒸干；柱層析以200-300目硅膠為分離樹(shù)脂，洗脫劑可 以選擇石油醚，己烷，戊烷等飽和烷烴。本發(fā)明所提供的多取代噻吩衍生物的合成方法科學(xué)合理，可以合成得到其它方法 不能合成的具有各種各樣取代基的多取代噻吩衍生物，而且還具有合成產(chǎn)率高、產(chǎn)品易于 純化等特點(diǎn)。


圖1為實(shí)施例1制備的化合物的屮NMR圖譜。圖2為實(shí)施例10制備的化合物的屮NMR圖譜。圖3為實(shí)施例11制備的化合物的屮NMR圖譜。圖4為實(shí)施例12制備的化合物的屮NMR圖譜。(式 III)
(式 IV)
(式 V)；
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如 無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。下述實(shí)施例中所用的溶劑乙腈和二甲基甲酰胺使用前均經(jīng)過(guò)無(wú)水無(wú)氧處理。下述實(shí)施例中所用的取代的1，4_ 二碘-1，3_ 丁二烯可按照下述文獻(xiàn)的方法進(jìn)行 制備(Xi, C. ；Huo, S, ；Afifi, T. H. ；Hara, R. ；Takahashi, T. Tetrahedron Lett. 1997,38, 4099-4102)。實(shí)施例1、2，3，4，5_四乙基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 = R3 = R4 =乙基)向20mL的反應(yīng)器中，依次加入1，2，3，4_四乙基_1，4_ 二碘_1，3-丁二烯 (1.0mmol，418mg)，Cul(0. lmmol，19. 0mg)，l，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg),硫化鉀 (3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗 產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于99%的淡黃色液 體產(chǎn)品2，3，4，5-四乙基噻吩154. 8mg，分離產(chǎn)率79%。2，3，4，5_四乙基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)^NMR(300MHz, CDC13，Me4Si) 8 1. 14 (t，J = 7. 6Hz，6H)，1. 30 (t, J = 7. 6Hz，6H)，2. 52 (q, J = 7. 6Hz，4H)，2. 78 (q, J = 7. 6Hz，4H) ； 13C NMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 15. 7,16. 5,20. 3,21. 4,136. 8,138. 0.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 196分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例2、2，3，4，5-四丙基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 = R3 = R4 =正丙基)向20mL的反應(yīng)器中，先后加入1，2，3，4_四正丙基_1，4-二碘-1，3_ 丁二烯 (1. Ommo 1,474. 2mg)，Cul (0. lmmol, 19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg)，硫化鉀 (3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗 產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于99%的黃色液體 產(chǎn)品2，3，4，5-四丙基噻吩206. 6mg，分離產(chǎn)率82%。2,3,4,5-四丙基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)NMR(300MHz, CDC13，Me4Si) 8 0. 94-1. 00 (m, 12H)，1. 39-1. 52 (m, 4H)，1. 57-1. 70(m，4H)，2. 39 (t, J = 7. 6Hz，4H)，2. 64 (t, J = 7. 6Hz，4H) ； 13C NMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 14. 2,14. 6,24. 5,25. 3, 29. 6，30. 4，135. 4，137. 0.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 252分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例3、2，3，4，5-四丁基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 = R3 = R4 =正丁基)向20mL的反應(yīng)器中，先后加入1，2，3，4_四正丁基_1，4-二碘-1，3_ 丁二烯 (1. 0mmol,530. 3mg)，Cul (0. lmmol, 19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg)，硫化鉀(3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗 產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于99%的黃色液體 產(chǎn)品2，3，4，5-四丁基噻吩231. Omg，分離產(chǎn)率75%。2,3,4,5-四丁基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)^匪R(300MHz，CDC13，Me4Si) 8 0. 93 (t, J = 7. 2Hz, 12H), 1. 34-1. 46(m，12H)，1. 55-1. 65(m，4H)，2. 40(t，J = 7. 6Hz,4H) ,2. 66 (t, J = 7. 6Hz，4H)； 13CNMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 14. 1,22. 8,23. 2,27. 1,28. 0,33. 5,34. 2，135. 4，137. 0.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 308分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例4、2，3，4，5_四苯基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 = R3 = R4 =苯基)向20mL的反應(yīng)器中，先后加入1，2，3，4_四苯基_1，4_ 二碘_1，3-丁二烯 (1. 0mmol,610. 3mg)，Cul (0. lmmol, 19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg)，硫化鉀 (3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗 產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于99%的黃色固體 產(chǎn)品2，3，4，5-四苯基噻吩364. 7mg,分離產(chǎn)率94%。2,3,4,5-四苯基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)^NMR (300MHz, CDC13，Me4Si) 8 6. 95-6. 98(m，4H)，7. 08-7. 12 (m, 6H)，7. 18-7. 26 (m, 10H) ；13C 匪R(75MHz，CDCl3，Me4Si) 8 126. 7,127. 3,127. 9,128. 4,129. 3, 131. 0，134. 4，136. 6，138. 7，139. 6.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 388。分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例5、2，3，5-三苯基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 = R4 =苯基，R3 = H)向20mL的反應(yīng)器中，先后加入1，2，4-三苯基-1，4-二碘-1，3-丁二烯(l.Ommol， 534mg)，Cul (0. lmmol, 19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg)，硫化鉀(3. Ommol, 330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。待反應(yīng)體 系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水洗滌兩次， 飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗產(chǎn)物。粗 產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于99%的夸色固體產(chǎn)品2，3， 5-三苯基噻吩259. Omg,分離產(chǎn)率83%。2,3,5-三苯基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)屮NMR (300MHz, CDC13，Me4Si) 8 7. 20-7. 36 (m, 14H), 7. 61 (d, J =7. 9Hz,2H) ；13C NMR(75MHz，CDC13，Me4Si) 8 125. 8,126. 7,127. 3,127. 7,127. 9,128. 7, 128. 7，129. 2，129. 3，129. 4，134. 3，134. 4，136. 8，138. 2，139. 2，142. 8.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 312分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。
實(shí)施例6、2，3_ 二丙基-5-苯基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 =丙基，R3 = H， R4=苯基)向20mL的反應(yīng)器中，依次加入1，2_ 二丙基_4_苯基-1，4_ 二碘-1，3_ 丁二 烯(1. 0mmol，466. lmg)，Cul (0. lmmol，19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol，39. Omg)，硫化鉀 (3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗 產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于97%的黃色液體 產(chǎn)品2，3- 二丙基-5-苯基噻吩202. 5mg,分離產(chǎn)率83%。2，3- 二丙基-5-苯基噻吩的制備核磁共振數(shù)據(jù)^NMR (300MHz, CDC13，Me4Si) 8 0. 93-1. 01 (m，6H)，1. 54-1. 74 (m, 4H)，2.48(t，J = 7. 6Hz，2H)，2. 69(t，J = 7. 6Hz，2H)，7. 03 (s，1H)，7. 16-7. 21 (m，1H)， 7. 28-7. 33(m，2H)，7. 52-7. 55 (m, 2H) ；13C NMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 14. 1,14. 2,24. 2， 25. 3,30. 2,30. 6,125. 0，125. 5，127. 0，123. 9，135. 0，139. 0，139. 7.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 244分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例7、2，3_ 二苯基-4，5- 二乙基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 =苯基，R3 =R4 =乙基)向20mL的反應(yīng)器中，依次加入1，2 二苯基_3，4_ 二乙基_1，4-二碘-1，3_ 丁二 烯(1. 0mmol，514. 2mg)，Cul (0. lmmol，19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol，39. Omg)，硫化鉀 (3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗 產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于99%的淡黃液體 產(chǎn)品2，3-二苯基-4，5-二乙基噻吩245. 3mg，分離產(chǎn)率84%。2，3- 二苯基-4，5- 二乙基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)^NMR(300MHz, CDC13，Me4Si) 8 0. 83 (t, J = 7. 6Hz，3H)，1. 29 (t, J = 7. 6Hz,3H) ,2. 35 (q, J = 7. 6Hz,2H) ,2. 78 (q, J = 7. 6Hz，2H)，7. 05-7. 24 (m，10H)； 13CNMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 15. 2，16. 4，20. 6，21. 7，126. 6，127. 0，128. 2，128. 4，128. 9， 130. 4，134. 9，135. 9，137. 8，139. 1，139. 7，140. 0.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 292分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例8、2，4_ 二苯基-3，5_ 二甲基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R3 =苯基，R2 = R4=甲基)向20mL的反應(yīng)器中，依次加入1，3 二苯基_2，4_ 二甲基_1，4-二碘-1，3_ 丁二 烯(1. 0mmol，486. lmg)，Cul (0. lmmol，19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol，39. Omg)，硫化鉀 (3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗
7產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于95%的白色固體 產(chǎn)品2，3-二苯基-4，5-二乙基噻吩219. lmg，分離產(chǎn)率83%。2，4-二苯基-3，5-二甲基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)力匪R(300MHz，CDC13，Me4Si)S 2.07 (s，3H)，2.31 (s，3H)， 7. 23-7. 48 (m, 10H) ； 13C NMR(75MHz, CDCl3,Me4Si) 8 14. 2,15. 2,127. 1,128. 5,128. 7,128. 7, 129. 4，130. 2，132. 8，134. 0，134. 5，135. 4，137. 3，141. 4.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 264分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例9、2，5_ 二苯基-3，4_ 二甲基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R4 =苯基，R2 = R3=甲基)向20mL的反應(yīng)器中，依次加入1，3 二苯基_2，4_ 二甲基_1，4-二碘-1，3_ 丁二 烯(1. 0mmol，486. lmg)，Cul (0. lmmol，19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol，39. Omg)，硫化鉀 (3. 0mmol,330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。 待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水 洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗 產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于95%的白色固體 產(chǎn)品2，5- 二苯基-3，4- 二甲基噻吩216. 5mg,分離產(chǎn)率82%。2，5-二苯基-3，4-二甲基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)^NMR (300MHz, CDC13，Me4Si) 8 2. 22(s，6H)，7. 23-7. 48 (m, 10H)； 13C NMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 14. 3，127. 4，128. 7，129. 5，134. 3，135. 2，136. 9.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 264分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例10、2_苯基-3- 丁基_苯并噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中，R1、R2連接成苯環(huán)， R3 = nBu，R4 = Ph)向20mL的反應(yīng)器中，依次加入鄰碘(1_ 丁基_2碘_2_苯)苯乙烯(l.Ommol， 488. lmg)，Cul (0. lmmol, 19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg)，硫化鉀(3. Ommol, 330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。待反應(yīng)體 系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水洗滌兩次， 飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗產(chǎn)物。粗 產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于90%的淡黃色固體產(chǎn)品 2-苯基-3- 丁基-苯并噻吩207. 5mg,分離產(chǎn)率78 %。2-苯基-3- 丁基_苯并噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)NMR(300MHz,CDC13，Me4Si) 8 0. 89 (t, J = 7.6Hz，3H)， 1. 31-1. 44(m，2H)，1. 62-1. 72 (m，2H) , 2. 87 (t，J = 7. 9Hz，2H) , 7. 32-7. 53 (m, 7H)， 7. 72-7. 83(m，2H) ；13C NMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 14. 0,23. 0,26. 8,32. 6，122. 4，122. 4， 124. 2，124. 2，128. 0，128. 7，129. 8，132. 9，135. 0，138. 3，139. 4，140. 6.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 266分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例11、二苯并噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中，R1與R2連接成苯環(huán)，R3與R4連接成苯環(huán))向20mL的反應(yīng)器中，依次加入2，2 ‘ -二碘代聯(lián)苯(1. Ommol，406. Omg)， Cul (0. lmmol, 19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg)，硫化鉀(3. Ommol, 330. Omg)，最后 加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。待反應(yīng)體系冷卻后，加入 5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水洗滌兩次，飽和食鹽水洗 滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做 洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于99%的白色固體產(chǎn)品二苯并噻吩163. 8mg, 分離產(chǎn)率89%。二苯并噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)^NMR(300MHz, CDCl3,Me4Si) 8 7. 37-7. 41 (m, 4H)，7. 78-7. 81 (m, 2H)， 8. 05-8. 08 (m, 2H) ； 13C NMR(75MHz, CDC13, Me4Si) 8 121. 8,123. 0,124. 5,126. 9,135. 7,139. 6.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 184分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例12、2，9-二乙基-4，5，6，7-四氫苯并噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中，R2與R3連 接成環(huán)己烷)向20mL的反應(yīng)器中，先后加入(1Z，2Z)-1，2-二(1_碘丙烯)環(huán)己烷(1. Ommol, 416. lmg)，Cul (0. lmmol, 19. Omg)，1，10-菲咯啉(0. 2mmol,39. Omg)，硫化鉀(3. Ommol, 330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，140°C條件下密閉攪拌24h。待反應(yīng)體 系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水洗滌兩次， 飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗產(chǎn)物。粗 產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于95%的淡黃色液體產(chǎn)品2， 9-二乙基-4，5，6，7-四氫苯并噻吩157. lmg，分離產(chǎn)率81%。2，9-二乙基-4，5，6，7-四氫苯并噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁共振數(shù)據(jù)屮NMR(300MHz, CDC13，Me4Si) 8 1. 22 (t, J = 7.6Hz，6H)， 1. 69-1. 73(m，4H)，2. 51-2. 55(m，4H)，2. 67(q, J = 7. 6Hz，4H) ； 13C 匪R(75MHz，CDCl3，Me4Si) 8 15. 7,21. 1,23. 6,25. 1，133. 3，135. 5.GC-MS 數(shù)據(jù)m/z = 194分析結(jié)果表明，獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例13、2，3，4，5_四乙基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 = R3 = R4 =乙基)向20mL的反應(yīng)器中，先后加入1，2，3，4_四乙基-1，4_ 二碘_1，3-丁二烯 (1. Ommol, 418mg), Cul (0. lmmol, 19. Omg), 1,10- # 咯啉(0. 2mmol,39. Omg),硫化鉀 (3. Ommol，330. Omg)，最后加入5mL N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)作為溶劑，密封反應(yīng)器，110°C 條件下密閉攪拌24h。待反應(yīng)體系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行 萃取，濾液合并，用水洗滌兩次，飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度 大于95%的淡黃色液體產(chǎn)品2，3，4，5-四乙基噻吩127. 4mg，分離產(chǎn)率65%。2,3,4,5-四乙基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁數(shù)據(jù)和GC-MS數(shù)據(jù)與實(shí)施例一一致，結(jié)果表明獲得的目的產(chǎn)物正確。實(shí)施例14、2，3，4，5-四乙基噻吩的制備(結(jié)構(gòu)式I中R1 = R2 = R3 = R4 =乙基)。
向20mL的反應(yīng)器中，先后加入1，2，3，4_四乙基-1，4-二碘-1，3-丁二烯 (1. 0mmol，418mg)，Cul (0. lmmol, 19. Omg),乙二胺(0. 2mmol，12. Omg)，硫化鉀(3. Ommol, 330. Omg)，最后加入5mL乙腈作為溶劑，密封反應(yīng)器，110°C條件下密閉攪拌24h。待反應(yīng)體 系冷卻后，加入5mL水淬滅反應(yīng)，并用15mL乙醚分三次進(jìn)行萃取，濾液合并，用水洗滌兩次， 飽和食鹽水洗滌一次。加入硫酸鎂干燥30分鐘，過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粗產(chǎn)物。粗 產(chǎn)物用石油醚做洗脫劑柱分離(200-300目硅膠)，得到純度大于95%的淡黃色液體產(chǎn)品2， 3,4,5-四乙基噻吩78. 4mg，分離產(chǎn)率40%。2,3,4,5-四乙基噻吩的結(jié)構(gòu)鑒定核磁數(shù)據(jù)和GC-MS數(shù)據(jù)與實(shí)施例一一致，結(jié)果表明獲得的目的產(chǎn)物正確。
權(quán)利要求
一種制備式I所示的多取代噻吩衍生物的方法，步驟如下依次將式II所示的化合物、亞銅鹽、雙齒氮化合物以及金屬硫化物放入反應(yīng)容器中，接著將溶劑乙腈或二甲基甲酰胺加入所述反應(yīng)容器中，在110-140℃條件下密封攪拌反應(yīng)6-24小時(shí)，淬滅反應(yīng)，即得到式I所示的多取代噻吩衍生物；(式I)(式II)；其中，R1、R2、R3、R4為下述a)-d)中的任意一種a)R1、R2、R3、R4獨(dú)立地選自下述基團(tuán)中的任意一種H、C1-C6的直鏈烷基和芳基；b)R1、R2與它們相連的碳原子形成苯環(huán)，R3、R4同a)；c)R1、R2與它們相連的碳原子形成苯環(huán)，且R3、R4與它們相連的碳原子形成苯環(huán)；d)R1、R4同a)，R2、R3與它們相連的碳原子形成飽和六元環(huán)。FSA00000150777700011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述亞銅鹽選自下述任意一種氯化亞 銅、溴化亞銅、碘化亞銅、硫化亞銅和氰化亞銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述雙齒氮化合物選自下述任意一 種乙二胺、N，N-二甲基乙二胺、N，N，N' ,N'-四甲基乙二胺和1，10-菲咯啉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述硫化物為硫化鈉或硫化鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述溶劑為經(jīng)過(guò)無(wú)水無(wú)氧處理 的溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)中，原料 摩爾比依次為式II所示的化合物金屬硫化物亞銅鹽雙齒氮化合物= 1.0 3. 0 (0. 05-0. 1) (0. 1-0. 2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述淬滅反應(yīng)采用碳酸氫鈉溶 液或水對(duì)所述反應(yīng)進(jìn)行淬滅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述方法還包括對(duì)式I所示的 化合物依次進(jìn)行下述純化的步驟萃取、洗滌、干燥、濃縮和柱層析。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述萃取是以石油醚、正己烷或正戊烷為 萃取劑進(jìn)行的；所述洗滌包括水洗兩次和飽和食鹽水洗一次；所述干燥是以無(wú)水硫酸鎂或 無(wú)水硫酸鈉為干燥劑進(jìn)行的；所述柱層析是以200-300目硅膠為分離柱，洗脫劑為石油醚、 己烷或戊烷。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多取代噻吩衍生物的制備方法。該方法步驟如下將1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物、5％-10％的亞銅鹽、10％-20％的雙齒氮化合物、金屬硫化物放入反應(yīng)器中，乙腈或DMF作為溶劑也加入反應(yīng)器中，在110-140℃條件下密封攪拌6-24小時(shí)，淬滅反應(yīng)，并將反應(yīng)液經(jīng)萃取、洗滌、干燥、濃縮、純化即得最終產(chǎn)品。本發(fā)明的多取代噻吩衍生物的合成方法科學(xué)合理，可以合成得到其它方法不能合成的具有各種各樣取代基的多取代噻吩衍生物，而且還具有合成產(chǎn)率高、選擇性好、產(chǎn)品易于純化等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07D333/08GK101851228SQ20101019795
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者尤偉, 席嬋娟, 廖騫, 閆曉宇 申請(qǐng)人:清華大學(xué)