[发明专利]一种3-乙氰基苯并噻吩类化合物及其合成与应用方法

说明书

本申请提供一种3‑乙氰基苯并噻吩类化合物及其合成与应用方法，属于杂环化合物合成技术领域。3‑乙氰基苯并噻吩类化合物具有如下结构：其中R₁为H、甲氧基、氟、溴中任一种；R₂为苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、对氯苯基中任一种。上述3‑乙氰基苯并噻吩类化合物具有合成步骤简短、操作简单、成本低等优点。

技术领域

本申请涉及一种3-乙氰基苯并噻吩类化合物及其合成与应用方法，属于杂环化合物合成技术领域。

背景技术

苯并噻吩及其衍生物是含硫原子的芳香杂环化合物之一，其衍生物在医药、染料、新型高分子和发光材料等方面有广泛应用。在医药方面，以苯并噻吩为药效基团的药物包括布瑞哌唑、伊格列净L-脯氨酸盐、硝酸舍他康唑等；同时苯并噻吩衍生物也可以用于合成液晶聚合物、超导等新材料，是一种新型的有机光电材料，在新型电池等有机电子材料领域有着良好的应用前景，如S,S-二氧-二苯并噻吩是一种良好的发光材料。但是苯并噻吩的反应与含氮杂环相比活性偏低，其衍生物的研究多要用到过渡金属，制备过程较复杂，成本高，故研究操作简单，具有通用性的新合成方法具有十分重要的意义。

目前，合成苯并噻吩类化合物的常用方法有以下几种：1)芳基烯基硫醚的分子内环化；2)芳基炔基硫醚的分子内环化；3)邻炔基苯硫酚(硫醚)的分子内环化；4)邻-烯基苯硫酚的分子内环化；5)芳基羰甲基硫醚分子内环化；6)β卤-邻卤苯乙烯与无机含硫化合物反应；7)邻卤苯炔与无机含硫化合物反应；8)苯二硫醚与取代炔烃反应；9)苯硫酚与取代炔烃反应；10)邻氨基(重氮盐)苯甲硫醚与末端炔烃反应。

其中，通过邻炔基苯硫酚(硫醚)分子内环化制备苯并噻吩类化合物的方法，主要有：①以Pd/Cu为催化剂，通过I₂、Br₂、NBS、p-O₂NC₆H₄SCl或PhSeCl进行亲电环化制备苯并噻吩类化合物，该法条件温和，收率高，但是产生的含卤废液对环境危害较大，不符合绿色化学的理念；②以Au(I)-IPr为催化剂，经环化反应制备苯并噻吩类化合物，该法底物适应性好，但是催化剂昂贵，且反应条件较苛刻；③磺酰基、酰基或磷自由基引发炔烃的分子内串联环化反应制备苯并噻吩类化合物，该法可同时构筑多个化学键，得到结构多样的苯并噻吩衍生物，但该类反应选择性差，副产物多，收率不高。

发明内容

本申请提供一种经DTPB引发碳碳叁键的串联环化反应，从而实现一步合成3-乙氰基苯并噻吩类化合物，并克服上述现有技术所存在的缺陷。

本申请首先提供了一种3-乙氰基苯并噻吩类化合物，该化合物具有如下结构：其中R₁为H、甲氧基、氟、溴中任一种；R₂为苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、对氯苯基中任一种。

上述3-乙氰基苯并噻吩类化合物可具体采用如下结构：

同时，申请人还提供了上述3-乙氰基苯并噻吩类化合物的合成方法，以2-乙炔基苯甲硫醚衍生物为原料，提供了一种简洁、高效的苯并噻吩类化合物的合成新方法，所采取的技术方案具体陈述如下：

以乙腈为溶剂，DTPB(十二烷基三苯基溴化膦)为自由基引发剂，2-乙炔基苯甲硫醚衍生物为原料，于磷酸氢二钠存在下，控制温度为110～150℃，氮气保护一步反应制备得2-乙炔基苯并噻吩类化合物(I)，反应完全后，经二氯甲烷萃取、旋干，得粗品，过柱，得精品目标产物(I)，具体反应方程式如下：

其中，R₁为H、甲氧基、氟、溴中任一种；R₂为苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、对氟苯基、对氯苯基中任一种。

作为优选，进一步的设置如下：