[发明专利]一种苯并噻吩的合成方法

说明书

本发明属于精细化学品制备技术领域，公开了一种苯并噻吩的合成方法，该方法是以离子液体作为催化剂，在保护气氛条件下，将离子液体、噻吩、2,5‑二甲氧基四氢呋喃三者混合后进行搅拌反应，从而合成得到苯并噻吩；其中，所述离子液体具有如式IL I、IL II或IL III所示的化学结构。本发明通过使用磺酸功能化离子液体作为催化剂，反应进行在离子液体‑有机两相环境下，以噻吩和2,5‑二甲氧基四氢呋喃为原料，经一步反应制备得到苯并噻吩，离子液体可重复使用。与传统的苯并噻吩制备方法相比，本发明合成方法具有操作简单、催化剂易于回收、可重复使用等优点。

技术领域

本发明属于精细化学品制备技术领域，更具体地，涉及一种苯并噻吩的合成方法。

背景技术

苯并噻吩由于具有特殊的共轭结构和独特的药理和生物活性，在农药、医药和材料等领域有着广泛应用，在工业上可作为染料、有机发光半导体等。现在工业上合成苯并噻吩主要包含以下三种方法：(1)在高温(475℃)下，以CrO₃为氧化剂、Al₂O₃为催化剂催化2-乙基苯硫酚分子内环化合成；(2)以乙苯、硫化氢为原料，经气相高温反应制得；(3)硫酚和乙炔在高温下制备。

因为苯并噻吩具有较大市场规模，且目前合成方法大多具有能耗高、产物选择性差等不足，国内外针对苯并噻吩的合成研究从未停止。如Greensfelde报道了一种以硫化铁与三氧化二铝为催化剂，于600℃条件下催化硫化氢与苯乙烯合成苯并噻吩的方法，苯乙烯转化率为60％，但该方法采用的反应条件苛刻(J.Am.Chem.Soc.1947,69,2008–2009)。中国发明专利CN 111423409 A描述了一种以氯乙醛、硫酚为原料，经亲核取代、分子内脱水环化反应制备苯并噻吩的方法；但该方法需多步合成，且反应的后处理复杂。Arasambattu等在氮气保护条件下，在均相体系中，以三氟甲烷磺酸为催化剂，以2,5-二甲氧基四氢呋喃和噻吩为原料，于二氯甲烷溶剂中,在冰浴条件下反应合成得到苯并噻吩，产率为82％(Org.Lett.2014,16,2720–2723)；该反应原料廉价易得，由于反应进行是在均相条件下，三氟甲烷磺酸催化剂溶于反应混合液中，反应过于剧烈，因此不得不使用冰浴降温。而且反应完毕后三氟甲烷磺酸催化剂不能回收。另外，三氟甲烷磺酸价格为4500元/公斤(ChemicalBook)，远超产物价格。因此该方法在工业界应用尚不具备现实条件。

综上所述，目前工业界仍然需要一种操作简单、条件温和、适宜工业化生产的苯并噻吩合成方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种苯并噻吩的合成方法，其中通过使用磺酸功能化离子液体作为催化剂，反应进行在离子液体-有机两相环境下，以噻吩和2,5-二甲氧基四氢呋喃为原料，经一步反应制备得到苯并噻吩，且离子液体催化剂能够重复使用。与传统的苯并噻吩制备方法相比，本发明合成方法具有操作简单、催化剂易于回收、可重复使用等优点。并且，本发明还通过对反应条件(如温度、催化剂比例、时间等)进行进一步的优选设置，能够进一步确保产率。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种苯并噻吩的合成方法，其特征在于，该方法是以离子液体作为催化剂，在保护气氛条件下，将离子液体、噻吩、2,5-二甲氧基四氢呋喃三者混合后进行搅拌反应，从而合成得到苯并噻吩；其中，所述噻吩与所述2,5-二甲氧基四氢呋喃的摩尔比为1～1.5：1；

并且，所述离子液体具有如式IL I、式IL II或IL III所示的化学结构：

式IL I、式IL II、式IL III中，n为1或2，Y为三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根中的一种。