[发明专利]一种绿色催化合成N-(苯基亚氨基)吲唑-1-硫代酰胺类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种绿色催化合成N-(苯基亚氨基)吲唑-1-硫代酰胺类化合物的方法。

背景技术

吲唑作为吲哚的生物电子等排体，其许多吲唑类化合物不但在农药方面有广泛的应用，也是制备抗抑郁、抗炎、镇痛解热、多巴胺拮抗、抗肿瘤、抗艾滋病毒和避孕等药物的中间体。例如，吲唑环在Cu²⁺催化下与芳基硼酸反应可得到1-芳基吲唑，1-芳基吲唑可作为避孕药；吲唑与酸酐或酰氯反应可得到N-酰基吲唑，其中一些N-酰基吲唑具有驱虫活性。所以，研究吲唑类化合物的合成具有十分重要的意义。而传统吲唑类化合物的制备方法普遍存在反应时间长、催化剂有毒有害、使用量大且不能循环使用等缺点。因此，开发一种绿色、高效、简单合成吲哚类化合物的方法成为许多有机合成工作者普遍关注的问题。

酸、碱性功能化离子液体，包括路易斯酸性离子液体、路易斯碱性离子液体、布朗斯特酸性离子液体和布朗斯特碱性离子液体，由于其具有种类多、活性位密度高、强度分布均匀、活性位不易流失等特点而被应用到一些重要药物中间体的有机合成反应中，但在吲唑类化合物的合成中应用较少。比如Hamid Reza Shaterian等在弱碱性离子液体乙酸化N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓盐、乙酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐和乙酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐催化作用下，由芳香醛、4-苯基尿唑与丙二腈或氰基乙酸乙酯三组分“一锅法”合成了一系列7-氨基-1，3-二氧-1,2,3,5-四氢吡唑[1,2,4]三唑衍生物(Mild basic ionic liquids as catalyst for the multi component synthesis of7-amino-1,3-dioxo-1,2,3,5-tetrahydropyrazolo[1,2-a][1,2,4]triazole and6,6-dimethyl-2-phenyl-9-aryl-6,7-dihydro-[1,2,4]triazolo[1,2-a]indazole-1,3,8(2H,5H,9H)-trione derivatives,Journal of Molecular Liquids，2013，183：8-13)。又比如Iraj Mohammadpoor-Baltork等利用路易斯酸性离子液体[BPy][FeCl₄]作为一种高效催化剂将醛、双硫腙和双甲酮催化合成N-(苯基亚氨基)吲唑-1-硫代酰胺类化合物，该方法具有反应条件温和、反应时间短等优点(A novel one-pot three component synthesis of N-(phenylimino)indazole-1-carbothioamides，RSC Advances，2014，4：2251-2256)。

上述方法采用的碱性离子液体都属于弱碱性离子液体，在催化合成吲唑类化合物的反应过程中催化效率较差，且离子液体的使用量也较大。采用的[BPy][FeCl₄]属于路易斯酸性离子液体，与水容易发生水解导致其结构发生改变，从而影响它的催化和循环使用的效果。另外，上述离子液体结构的母体是难生物降解的咪唑、吡啶等结构，制备价格较高，而这与绿色有机合成的宗旨是相违背的，导致其在工业化生产中难以被大规模地使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中利用酸、碱性离子液体催化合成吲唑类化合物过程中存在离子液体用量和循环使用中流失量都很大，催化效率不理想，离子液体容易发生水解和不宜生物降解等缺点，而提供一种易生物降解、酸度较高、不易水解、制备费用较低的多磺酸基布朗斯特酸性离子液体作绿色催化剂，无溶剂条件下催化合成吲唑类化合物的方法。

本发明所使用的多磺酸基布朗斯特酸性离子液体催化剂(以下简称BAIL)的结构式为：

本发明所提供的一种绿色催化合成N-(苯基亚氨基)吲唑-1-硫代酰胺类化合物的方法，其化学反应式为：

其中：反应中芳香醛(I)、双硫腙(II)与5，5-二甲基-1，3-环己二酮(III)的摩尔比为1：1：1，BAIL的摩尔量是所用芳香醛的20～50%，反应温度为80～100℃，反应时间为25～60min，反应压力为一个大气压，反应后冰水冷却，抽滤，滤渣经硅胶色谱柱(流动相为正己烷：乙酸乙酯=4：1)分离得到纯N-(苯基亚氨基)吲唑-1-硫代酰胺类化合物(IV)。滤液(主要成分是BAIL和水)先后经旋转蒸发、真空干燥后可重复使用多次。