（有机化学专业论文）醋酸锰与硫脲的反应研究.pdf

醋酸锰与硫腮的反应研究中文摘要 醋酸锰与硫脲的反应研究 中文摘要 n 一乙酰基脲、苯并噻唑及脒类衍生物是重要的有机中间体，在医药化学和农 药化学等方面中有着广泛的应用前景。因此，探索和研究它们的合成路线及方法 具有重要的意义。 本文设计并合成了一系列的硫脲，在温和条件下，与m n ( o a e ) 3 2 h 2 0 反应， 成功地合成了卜乙酰基一1 ，3 - 二芳基脲( 2 a - g ) 、卜乙酰基一卜芳基一3 一环己基脲( 4 a _ g ) 、卜乙酰基一1 一芳基一3 环戊基脲( 6 a - f ) 、2 位取代萘并噻唑( 8 a d ) 、2 吗啉基 苯并噻唑( 1 0 a - j ) 、2 一哌啶基苯并噻唑( 1 2 a - j ) 、脒类衍生物( 1 0 a - j 。) 和( 1 2 a - j ) ， 它们的结构经红外光谱、核磁共振光谱、质谱和单晶衍射等得到了证实。并在此 基础上探讨了反应机理，为这些化合物的合成提供了一种更为有效的新的合成方 法。 关键词： n 乙酰基腺苯并噻唑脒类衍生物乙酰化反应自由基反应 学生：钱秋峰 指导老师：邹建平 曾润生 ! 坐塑! ! ! 竺垦! 竺! ! ! ! ! 翌竺g 塑嬖! 垒竺! 型! 竺! 堕! ! ! 堡苎! ! ! ! ! ! ! ! s t u d yo nt h er e a c t i o no fm a n g a n e s e a c e t a t ea n dt h i o u r e a s a b s t r a c t d e r i v a t i v e so fn - a c e t y l u r e a ，b e n z o t h i a z o l ea n da m i d i n ea r e i m p o r t a n to r g a n i c i n t e r m e d i a t e sd u et ot h e i rp o t e n ta n t i t u m o ra c t i v i t ya n do t h e ri m p o r t a n tp h a r m a c e u t i c a l m i l h i e s ，i ti si m p o r t a n tt os t u a yt h es 3 m t h e s i so f t h e s ec o m p o u n d s i nt h i st h e s i s ，w ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e das e r i e so ft h i o u r e a s ，w h i c h v a ar e a d i l y p r e p a r e df r o mc o m m e r c i a l l ya v a i l a b l eb e n z a n i l i d ea n dc a r b o nd i s u l f i d e t h e s eo o n l p o u n d s v v e r er e a c t e dw i t hm n ( o a c ) 32 h 2 0i na c e t u n i t i l eu n d e rt r a d i t i o n a lh e a t i n gt oa f f o r dl a c e t y l - l ，3 - d i a r y l u r e a s ( 2 a - g ) ，1 - a c e t y l - 1 - a r y l - 3 一c y c l o h e x y l u r e a s ( 4 a g ) ，1 - a c e t y l 一1 - a r y l - 3 - c y c l o p e n t y l u r e a s ( 6 a - f ) ，2 - n a p h t h y l t h i a z o l e s ( 8 a - 蹦) ，2 - m o r p h o l i n y lb e n z o t h i a z o l e s ( 1 0 a - j ) ，2 - p i p e r i d i n y l b e n z o t h i a z o l e s ( 1 2 a q ) a n dd e r i v a t i v e so fa m i d i n e s ( 1 0 a 。- j ) ， ( 1 2 a - j ) t h e i rs t r u c t u r e sw e mc o n f i r m e db yx r a ya n a l y s i s ，1 h n m r , 3 c n m ra n d h r m ss p e c t r a b a s e do nt h e s er e a c t i o n s ，w ea l s op r o p o s e dar a t i o n a lm e c h a n i s mf o r m a n g a n e s e ( i ) t r i a c e t a t e - p r o m o t e dr e g i o s e l e c t i v en - a c e t y l a t i o na n dr m i c a 王c y c l i z a f i u n r e a c t i o n s k e y w o r d s ：n - a e e t y l u r e a ，b e n ，o t h i a z o l e ，d e r i v a t i v e so fa m i d i n c ， n - a c e t y l a t i o nr e a c t i o n ，r a d i c a lr e a c t i o n 儿 w r i t t e nb y q i u f e n gq i a n s u p e r v i s e db yp r o f j i a n p i n gz o u a n dv i c ep r o f r u n s h e n gz e n g 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已 经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书 而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确 方式标明。本人承担本声明的法律责任。 研究生签名鲥目 学位论文使用授权声明 期：捌r 罐 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学沦文合作部、 中国社科院文献信息隋报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文 档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内窖相一致。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅，可以 公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大 学学位办办理。 研究生签名乡塞! 塑蔓日期= ! ! ! 二兰， 导师签名r 立乙耻日期一圣竺丛尘 醋酸锰与硫脲的反应研究前言 一、丹吾 1 1n - 酰基脲类化合物合成文献小结 许多含有n 一酰基脲官能团的天然化合物表现出很强的生理活性。例如，用于 治疗帕金森氏症的新药多巴胺d 2c a b e r g o l i n e ”。n 一酰基脲类化合物是一类重要 的有机中间体，在农药和医药化学“。等方面的发展和应用相当的迅速。因此，寻 找步骤简单，产率高，选择性好的合成方法具有重要的意义，引起了众多化学研 究人员的兴趣。 c a b e r g o l i n e 工业上用作漂白剂的化合物t h i o g l y c o i u 川【4 】。 i ! i 上f ! i 、 o = _ hv n 丫n o 镑* 矿椤旦咕a v k hh a r 7 n y n s 1 3 h y o - r o a c ) 32 h 2 0 ， 犷so 、 醋酸锰与硫脲的反应研究刖吾 9 1h u 可n b r m n ( o a c ) 32 h 2 0 hh a r n y n a r ” s m n ( o a c ) 32 h 2 0 1 4 nh u v n 谚r o g o b o9 o众 i s q 醋酸锰与硫脲的反应研究结果与讨论 二、结果与讨论 2 1 醋酸锰与对称二芳基硫脲反应 2 1 1 化合物卜乙酰基一l 、3 一二芳基脲2 的合成 取代芳胺与二硫化碳在1 0 氢氧化钠溶液中4 0 - 4 5o c 搅拌反应2 4 小时，得到 对称二芳基硫脲1 ，1 与醋酸锰在乙腈中反应得到化合物卜乙酰基- 1 、3 一二芳基脲 2 。化合物1 、2 的熔点和产率见t a b l e l 、2 。 a r n h 2 璺 1 0 n a o h hh a r n 丫n s m n ( o a c ) 32 h 2 0 c h 3 c n 1 2 a r = a ：p h , b m - c h ，- c 6 h , ，c ：p - c h 3 0 - c 6 h 4 ，d ：p - c i - c 6 h 4 ，e ：o - c i - c 6 h 4 ， f ：p - b r - c 6 h 4 ，g ：p - i - c 6 h 4 h ：b e n z y ! ，i ：n a p t h y l s c h e m e l t a b l e1 化合物1 的熔点、状态和产率 化合物 a r 熔点( o c )颜色状态 重结晶产率( ) l a c 6 h s 1 4 8 1 5 0白色晶体 8 5 l b m c h 3 c 6 h 4 1 8 0 1 8 2灰色晶体 6 4 l c p - c h 3 0 c 6 1 1 4 1 8 2 1 8 4灰色晶体6 1 1 d p c i c 6 h 4 1 9 5 1 9 6白色晶体 5 1 l e口- c 1 c 6 h 4 1 4 5 1 4 6 白色晶体 2 2 1 f p - b r c 6 h 4 1 9 0 1 9 1白色晶体 2 9 l gp 一| c 6 - 1 4 1 9 5 1 9 6灰色晶体 8 4 l h b e n z v l 1 4 2 1 4 4白色晶体 2 9 “ n a p h t h y l 2 2 8 2 3 0灰色晶体 4 2 丫一 醋酸锰与硫脲的反应研究结果与讨论 t a b l e2 化合物2 的熔点、状态和产率 化合物a r 熔点( 。c ) 颜色状态柱层析产率( ) 2 a c 6 h s 1 0 0 1 0 2白色晶体8 0 2 b 班一c h 3 c 6 h 4 8 2 8 4白色晶体7 6 2 e p - c h 3 0 c 6 h 4 1 4 0 1 4 2白色晶体6 3 2 d p - c i c 6 h 4 1 4 4 1 4 6 自色晶体8 6 2 c o c i c 6 h 4 1 0 0 1 0 2白色晶体7 6 2 f p - b r c 6 h 4 1 5 2 一1 5 4白色晶体8 8 2 9p - i c 6 h 4 1 4 2 1 4 4白色晶体5 2 2 1 2 反应条件的优化 在卜乙酰基- 1 、3 - - - - - 芳基脲2 的合成过程中，我们对溶剂、醋酸锰的用量比、 反应时间等反应条件进行了优化。 t a b l e3 合成化合物2 的反应条件优化 e n t r y溶剂 温度( o c )时间( h ) 1 摩尔比。 产率( ) 。 l a c 0 h l l o6 1 ：l d e c o m p o s i t i o n 2 c h 3 c n 8 1 8 261 ：1 5 0 3 c h 3 c n 8 1 培26 1 ：27 2 4 c h 3 0 h 6 4 61 ：2 2 8 5 c z h s o h 7 8 61 ：2 3 0 6 9 5 c 2 h s o h 7 8 6l ：2 2 5 丑继续延长反应时间产车无明显增加，b 摩尔比= 化合物1 ：m r l ( o a c ) 32 h 2 0 ；c 柱层析产率 根据已有经验选用醋酸为反应溶剂，对称二芳基硫脲1 和m n ( o a c ) 3 2 h 2 0 摩 尔比为l ：j 的条件下进行该反应。室温下，发现反应不发生，升高反应儡度，当温 度达到1 1 0 0 c 时，原料发生分解；因此，我们改用乙腈为反应溶剂，其它条件不 变，发现室温下反应仍然不发生，升高反应温度，当温度达到8 1 8 2 0 c 时，反应发 生但原料反应不完全；随着m n ( o a c ) j 2 h 2 0 的用量增加，且标产物的产率逐渐提 高，直到化合物1 和m n ( o a c ) 3 2 h 2 0 的摩尔比为1 ：2 时，原料点完全消失。在此基 、 、 醋酸锰与硫脲的反应研究结果与讨论 础上改变溶剂，分别采用甲醇、无水乙醇和9 5 醇，发现反应均能发生，但是产 率都没有在乙腈中好。实验结果见t a b l e3 。 通过以上反应条件的优化，我们发现最佳反应条件是采用乙腈为溶剂，对称二 芳基硫脲和醋酸锰的摩尔比为1 ：2 ，反应时间约6 小时。 2 1 3 化合物卜乙酰基一1 、3 一二芳基脲2 的结构鉴定 化合物2 的结构通过i r 、1 h n m r 、c n m r 和h r m s 得到了证实。 以卜乙酰基一1 、3 一二苯基脲2 a 为例：2 a 的i r 中3 2 2 9e m 1 为氨基氢的吸收 峰，1 7 2 1e m 一为脲羰基吸收峰，1 6 6 7e m - 1 为乙酰基上羰基吸收峰。1 h n m r 中6 1 1 4 l ( s ，l h ，n h ) 为氨基氢的峰，67 5 5 7 0 6 ( m ，1 0 h ，2 x c 6 h s ) 为两个苯环上氢峰， 61 9 8 ( s ，3 h ，c i , 1 3 ) 为甲基上氢峰。”c n m r 中61 7 5 4 为乙酰基羰基碳的峰，6 1 5 2 3 为脲羰基碳的峰，61 3 9 3 ，1 3 8 2 ，1 3 0 2 ，1 2 9 5 ，1 2 9 4 ，1 2 4 6 ，1 2 0 6 为两个苯环上 的芳基碳峰，62 7 0 为乙酰基上甲基碳的峰。在质谱中出现了分子离子峰m z 2 5 4 1 0 5 7 ( 付，3 5 8 ) 。 2 1 4 化合物l 一乙酰基一1 、3 - - 芳基脲2 的形成机理 v h h 一 a r n y n 、a r l si 2 h a r 7 n v n a r s h m n ( 1 1 1 ) 椰n o i v “ 一h 2 s a r n 一0 s c h e m e2 根据文献报道，对称二芳基硫脲1 在溶液状态下存在异硫脲过渡态i ，i 可以与 醋酸锰反应得到过渡态，i i 中氧原子进攻硫羰基的碳原子，三价锰变成= 价锰脱 下，同时放出硫化氢气体，得到过渡态i i i ，再发生乙酰基从氧到氮的迁移【4 纠， 最终生成化合物2 。 1 7 h奁=| h壤一 ”h o 八 n h o= 2 0 0 a ( i ) ) 。晶体结构由直接法解出，所有 氢原子由理论计算后直接加氢得到，用全矩阵最小二乘法进行各自异性温度因子修 正，结构解析及修正程序为s h e l x t l 9 7 。最终偏差因子r 1 = o 0 2 7 6 ，w r = 0 0 5 9 3 。( i 暖= 1 0 7 ( f 0 2 ) + ( o 0 1 5 8 p ) 2 + 4 7 2 9 4 p ，w h e r e p = a 呼+ 2 f c 2 ) 3 ) ，s = 1 1 9 7 a n d ( a a ) m - x = o 0 0 2 。 化合物4 9 的结构通过单晶x 射线衍射分析表明，其晶体属于正交晶系，空间 群p b c a ，a = 1 5 4 7 5 4 ( 1 6 ) a b = 1 1 4 2 8 4 ( 1 1 ) c = 1 7 8 2 9 ( 2 ) a ，z ；8 ，v - - 3 1 5 3 2 ( 6 ) a 3 ，d c ；1 6 2 7 m g m 3 ，v ( m o k a ) = 2 0 3 4 m m 一，f ( 0 0 0 ) ：1 5 3 6 。图1 为分子结构图， 图2 为晶胞堆积图，表9 为非氢原子坐标和热参数，表l o 为主要键长值，表1 1 为主 要键角值。从表9 可以看出o ( 1 ) - c ( 7 ) ，0 ( 2 卜c ( 8 ) 的键长为1 2 1 3 ( 3 ) 厶1 2 1 8 ( 3 ) a 属 于典型的c = o ；n ( 1 ) - c ( 8 ) ，n ( 1 卜c ( 7 ) ，n ( 1 ) - c ( 1 ) ，n ( 2 ) - c ( 7 ) 和n ( 2 ) - l c ( 1 0 ) 的键长 分别为1 3 8 4 ( 9 ) ，1 4 4 4 ( 3 ) ，1 4 5 5 ( 4 ) ，1 3 3 9 ( 4 ) 和1 4 6 5 ( 4 ) a ，可以确定为五个碳氮单 键。从分子结构图中可以清楚看出乙酰基位于靠近芳环氮原子上。另外，c o o ) ， c 0 1 ) ，c ( 1 2 ) ，c ( 1 3 ) ，c ( 1 4 ) 和c ( 1 5 ) 构成的环己基六员环呈稳定的椅式构象。单晶数 据显示n ( 2 卜h ( 2 a ) o ( 2 ) - - 个原子问存在氢键，h ( 2 a ) n ( 2 ) ，c ( 7 ) ，n ( 1 ) ，c ( 8 ) 和 o ( 2 ) 构成六员环使分子更稳定，阻止其在n ( 2 ) 上进一步被乙酰化。 藤霪! 心， 升“ f i g1m o l e c u l a rs t r u c t u r eo ft h ec o m p o u n d4 9f i 9 2p a c k a n g d m g r a mo f t h ec o m p o u n d4 9 m _ u n i t c e l l 醋酸锰与硫脲的反应研究结果与讨论 t a b l e9a t o m i cc o o r d i n a t e s ( x1 0 4 ) a n dt h e r m a lp a r a m e t e r s ( a 2 l 呐 a t o mxyz u e q i ( 1 1 0 5 7 7 5 ( 1 )- - 0 2 9 4 9 ( 1 )0 6 1 9 6 ( 1 )0 0 3 5 3 ( 1 ) o ( 1 、0 6 5 0 1 ( 1 )o 2 0 3 1 ( 2 )0 4 6 0 8 ( 1 )o 0 3 6 4 ( s 、 o ( 2 ) 0 6 0 2 2 ( 2 )0 4 3 5 3 ( 2 )o 6 3 0 2 ( 1 )0 0 3 8 9 ( 5 ) n ( 1 1 0 6 11 0 ( 2 ) 0 2 5 1 7 ( 2 ) 0 5 8 0 4 ( 1 ) 0 0 2 6 4 ( 5 、 n ( 2 )0 6 4 4 8 ( 2 )0 3 9 5 8 ( 2 )0 4 8 9 3 ( 1 )0 0 3 1 7 ( 6 ) c ( 1 10 6 0 2 0 ( 2 )0 1 2 6 2 ( 2 ) 0 5 9 2 2 ( 2 )0 0 2 6 6 ( 6 ) c f 2 10 6 7 4 6 ( 2 )0 0 5 8 9 ( 2 )o 6 0 3 2 ( 2 )o 0 3 0 0 ( 们 c ( 3 ) o 6 6 6 9 ( 2 )- 0 0 6 1 0 d 0 6 1 1 l ( 2 )0 0 3 1 6 ( 6 ) c 4 )0 5 8 5 7 ( 2 )- - 0 1 1 2 1 ( 2 )0 6 0 9 7 ( 1 )0 0 2 4 1 ( 价 c ( 5 )0 5 1 2 5 ( 2 )- - 0 0 4 5 2 ( 2 )0 5 9 8 8 ( 2 )0 0 2 8 8 ( 6 ) c ( 6 )0 5 2 0 8 4 ：2 )0 0 7 5 2 ( 2 )0 5 8 9 6 ( 2 ) 0 0 2 9 0 ( 6 ) c ( 7 )0 6 3 6 9 ( 2 )0 2 8 1 7 ( 2 )0 5 0 5 0 ( 2 )o 0 2 8 4 ( 6 ) c ( 8 )0 5 9 5 1 ( 2 )0 3 3 0 0 ( 3 ) 0 6 3 8 3 ( 2 )0 0 2 9 9 ( 6 1 c f 9 )0 5 6 9 3 ( 2 )0 2 7 7 9 ( 3 ) 0 7 1 2 3 ( 2 )0 0 3 8 2 ( n c ( 1 0 )o 6 6 6 7 ( 2 )0 4 3 4 1 ( 3 )0 4 1 3 2 ( 2 )0 0 3 2 9 ( n c f l l )0 6 3 5 9 ( 2 )0 5 5 8 6 ( 3 )0 4 0 2 3 ( 2 ) 0 0 4 3 6 ( 8 ) c ( 1 2 )0 6 5 4 6 ( 2 )0 5 9 9 4 ( 4 )0 3 2 1 9 ( 2 )o 0 5 4 8 ( i 0 1 c ( 1 卦0 7 4 9 8 ( 2 ) 0 5 8 6 5 ( 3 、0 3 0 3 5 ( 2 )0 0 5 4 0 ( 1 0 ) c f l 4 )0 7 8 2 0 ( 2 )0 4 6 2 6 ( 3 )0 3 1 6 8 ( 2 )0 0 5 0 8 ( 9 ) c ( 1 研0 7 6 2 9 ( 2 ) 0 4 2 3 3 ( 3 1 0 3 9 7 3 ( 2 ) 0 0 3 8 9 ( n i sd e f i n e d 鹞o n et m r do f t h e 眦eo f t h eo r t h o g o n a l i z e d t e n s o r t a b l e1 0s e l e c t e db o n dl e n g t h s ( a ) b o u dd 嫩b o n d d u t 1 ( 1 卜c ( 4 )2 1 0 1 ( 3 )n ( 2 卜h ( 2 a )0 7 9 ( 3 ) o ( 1 卜c f 7 )1 2 1 3 ( 3 )c ( 8 卜c ( 9 )l 5 0 1 ( 4 ) o f 2 卜c f 8 )1 2 1 8 ( 3 )c ( i o 卜c ( 1 1 ) l 5 1 4 “】 n ( i 卜c r 8 )1 3 8 9 ( 4 )c ( 1 0 卜c ( 1 5 )1 5 2 0 ( 4 ) n ( i 卜c ( 7 )l 4 4 4 ( 3 )c ( 1 l 卜c f l 2 ) 1 5 3 4 ( 4 1 n ( i 卜c n ) 1 4 5 5 ( 4 )c ( 1 2 卜c ( 1 3 )1 5 1 6 ( 5 ) n ( 2 卜c ( 7 )1 3 3 9 ( 4 、 c ( 1 3 _ 卜c ( 1 q1 5 2 0 ( 乳 n ( 2 卜c ( 1 0 1 4 6 5 ( 4 )c ( 1 4 卜c f l 5 )1 5 3 3 ( 4 ) t a b l e2 1s e l e c t e db o n da n g l e s ( o ) a n r l e ( 。)a n r l er ) c ( 8 卜n ( i ) - c ( 7 ) 1 2 60 r 2 ) o ( 1 卜c ( 7 ) 一n ( 2 ) 1 2 4 8 f 3 ) c ( 8 卜n ( 1 ) - c ( 1 ) 1 2 0 7 f 2 )o ( 1 卜c ( 7 ) - n ( i ) 11 8 4 ( 2 ) c ( 7 卜n ( 1 ) - c ( 1 )1 1 3 3 ( 2 )n f 2 卜c f 7 ) 一n ( 1 ) 11 6 9 f 2 ) c ( 7 卜n ( 2 卜c ( 1 0 ) 1 2 0 4 ( 3 )o r 2 卜c ( 8 卜n f l ) 1 2 2 2 f 3 ) c ( 2 _ 卜c ( 1 卜n ( 1 ) 1 1 9 6 f 2 1o ( 2 卜c ( 8 卜c ( 9 )1 2 1 4 f 3 1 c ( 6 卜c ( i 卜n ( 1 ) 1 1 9 8 f 2 )c ( 1 0 ) c ( 1 5 卜c ( 1 4 )1 0 9 8 f 3 ) c ( 5 卜c ( 4 卜i ( 1 )1 2 0 8 ( 2 )n ( 2 卜c ( 1 0 卜c f l1 ) 1 0 9 1 f 3 ) c ( 3 卜c ( 4 卜i ( 1 )1 1 8 2 r 2 )n ( 2 卜c ( 1 0 卜c ( 1 5 ) i 1 2 0 f 2 ) c ( i o 卜c ( 1 1 卜c ( 1 2 )1 1 0 3 0 )c ( 1 3 卜c ( 1 2 卜c ( 1 1 ) 11 0 8 f 3 ) 化合物卜乙酰基一1 一芳基_ 3 一环戊基脲6 的结构通过i r 、1 h n m r 、廿c n m r 和 h r m s 证实，方法相同不再详尽阐述。 醋酸锰与硫脲的反应研究 结果与讨论 通过化合物4 、6 的结构鉴定，我们发现乙酰基都位于与芳环相邻氮原子上， 有较好区域选择性。 2 3 3 卜乙酰基- 1 - 芳基门一环己( 戊) 基脲4 、6 的形成机理 为了解释上述乙酰化具有区域选择性的实验结果，我们提出了可能的反应机 理。以卜芳基一3 一环己基硫脲3 合成卜乙酰基一1 一芳基一3 一环己基脲4 为例： - m n ( 1 1 ) f 火0 na n r o h 2 s j j v i 且n 员n o 八。火。人 s c h e m e 5 化合物3 可以以异硫脲i 、i i 两种形式存在，其中i 比较稳定，因为碳氮双键可 以与相邻的芳环形成共轭体系。化合物i 与醋酸锰反应得到i n ，m 中氧原子进攻硫 羰基的碳原子，同时三价锰变成二价锰脱下伴随硫化氢气体放出，生成。中间体 经历一个乙酰基从氧原子到氮原子的迁移，生成化合物4 。 由于芳基的存在使得反应物主要以i 这种稳定形式与醋酸锰发生反应，得到区 域选择性很好的n 一乙酰基脲类产物。这也就可以说明为什么卜芳基一3 一烷基硫脲 与醋酸锰反应的产率发有1 ，3 - 二芳基硫脲的产率高，而没有芳基的1 ，3 - 二烷基 硫脲与醋酸锰不发生反应。 综合以上实验事实，我们发现醋酸锰是一种很好的乙酰化试剂。它与l ，3 - 二 芳基硫脲反应得到n 乙酰基脲类产物，与卜芳基一3 一烷基硫脲可以得到高区域选择 性的产物。该类反应，文献上未见报道。 从上面的实验作为出发点，我们研究了3 一位萘环取代的硫脲与醋酸锰的反应， 取得了下面的结果。 刮 hn桫h蕃 一 一 竺 t 醋酸锰与硫脲的反应研究 结果与讨论 2 4 醋酸锰与卜杂环基一3 一萘基硫脲反应 2 4 12 一位取代萘并噻唑8 的合成 c l 一萘胺与二硫化碳在1 0 # o 氢氧化钠中，加热搅拌过夜得到对称二萘基硫脲 l l 。化合物l i 与胺，三乙胺在乙腈中，加热回流得到不对称硫脲7 。化合物7 与醋 酸锰在乙腈中反应得到化合物8 。在实验过程中发现，化合物7 与醋酸锰的摩尔比 为1 ：1 时，原料就可以反应完全。 为三咕矿椤如a v k 咯”一r 么之 8 r2 乱c y c l o h e x y l ，b c y c l o p e n t y l ，c m o r p h o l i n y l ，d ：p i p e n d m y l s c h e m e6 化合物7 的熔点和产率见t a b l e1 2 ，化合物8 的熔点和产率见t a b l e1 3 。 t a b l e1 2 化合物7 的熔点、状态和产率 化合物r 熔点( 。c )颜色状态重结晶产率( ) 7 a c y c l o h e x y l 1 1 0 1 1 2淡红色晶体9 8 7 b c y e l o p e n t y l 1 5 6 1 5 8褐色晶体6 2 7 c m o r p h o l i n y l 1 4 6 - 1 4 8灰色晶体9 1 7 d p i p e r i d i n y l 1 0 8 1 1 0 灰色晶体 6 4 t a b l e1 3 化合物8 的熔点、状态和产率 化合物r熔点( 。c )颜色状态 柱层析产率( ) 8 a c y e i o h e x y l 1 1 2 1 1 4黑色晶体8 5 8 b c y c l o p e n t y l 9 8 一1 0 0 黄色晶体 8 6 8 c m o r p h o l i n y l 8 5 8 6 黄色晶体 9 6 8 d p i p e r i d i n y l 9 2 - 9 4 黑色晶体 9 1 醋酸镭与硫脲的反应研究结果与讨论 2 4 22 - 位取代萘并噻唑8 的结构鉴定 不对称硫脲7 的结构通过1 h n m r 、u c n m r 和h r m s 得到了证实。以卜环 己基一3 一萘基硫脲7 a 为例： 7 a 的h n m r 中68 1 5 6 7 8 ( m ，8 h ，n h ，c l o h 7 ) 为萘环和萘环相邻氮基上的氢 峰，65 5 4 ( d ，1 h ，n h j - 4 0 0h z ) 为与环己基相邻氨基氢的蜂，84 2 s ( d ，i h ，c h ， j = 8 0 0h z ) 为环己基叔氢蜂，62 1 7 - 0 8 8 ( m ，1 0 h ，c 6 h t o ) 为环己基上所有亚甲基 氢峰。廿c n m r 中61 8 0 2 为硫羰基碳峰，61 3 5 0 ，1 3 2 1 ，1 3 0 1 ，1 2 9 3 ，1 2 8 9 ， 1 2 7 8 ，1 2 7 5 ，1 2 6 2 ，1 2 5 4 ，1 2 3 1 为萘环上碳峰，65 4 5 为环己基的叔碳峰，5 3 2 9 ，2 5 9 ，2 5 1 为环己基上其它五个碳的峰。在质谱中出现了分子离子峰m z 2 8 4 1 2 9 1 ( 盯，9 2 1 ) 。 2 位取代萘并噻唑8 的结构通过1 h n m r 、玎c i n m r 和h r m s 得到了证实。以 2 环己基萘并噻唑8 a 为例： 8 a 的h n m r 中68 5 3 7 2 4 ( m ，6 h ，c l o r l 6 ) 为萘环上的氢峰，6s 7 9 ( d ，1 h ， n h ，= 8 0 0h z ) 为与环己基相邻氨基氢的峰，63 5 2 - 3 4 5 ( m ，1 h ，c h ) 为环己基的 叔氢峰，62 1 2 1 1 4 ( m ，1 0 h ，5 c h 2 ) 为环己基上的所有亚甲基氢峰。”c n m r 中6 1 6 8 0 为萘并噻唑2 位上碳的峰，81 4 8 4 为萘环与氮相连碳所出的峰。51 3 2 6 ， 1 2 8 4 ，1 2 7 0 ，1 2 6 2 ，1 2 5 7 ，1 2 5 1 ，1 2 4 3 ，1 2 1 8 ，1 1 9 2 为萘环上碳的峰，65 5 5 为环己基的叔碳峰63 3 5 ，2 5 9 ，2 5 2 为环己基上其它五个碳的峰。在质谱中出现 了分子离子峰m z2 8 2 1 1 7 8 ( m + ，4 8 9 1 ) 。 将化合物8 的谱学数据与化合物7 的谱学数据相对照确定得到产物为2 位取代 的萘并噻唑。 化合物8 的氢谱显示比原料少两个氢，一个为氨基氢，一个为萘环上的氢，由 此推测可能是发生关环失氢。碳谱61 6 8 0 为苯并噻唑2 位上的碳特征峰。质潜中出 现分子离子峰也证明产物在原料基础上失去两个氢。所有数据强有力的说明原料发 生了关环反应。为了解释上述实验结果，我们提出如下的自由基反应机理。 醋酸锰与硫脲的反应研究 结果与讨论 2 4 32 - 位取代萘并噻唑8 的形成机理 化合物7 可以以异硫脲i 、i i 形式存在，其中i 比较稳定，因为i 中碳氮双键可 以与萘环形成共轭体系。化合物i 在醋酸镭作用下生成自由基i l l 5 5 1 ，i l l 中硫自由 基进攻萘环，生成化合物8 。 ar = c y c l o h e x y l br = m o r p h o l i n y l ， cr = p t p e n d m y l dr = c y c l o p e n t y l h r m n ( 1 1 1 ) 、r 钆s h 、r m n 、h 、卜n r s 8 s c h e m e 7 在实验过程中我们没有分离到乙酰化产物，我们推测可能的原因是不对称硫脲 7 中3 位上萘环的作用。由于萘环的存在，化合物7 在溶剂中主要以形式i 存在，i 在三价锰作用下很容易形成自由基i ，进一步关环得到8 。在反应中醋酸锰作为自 由基引发剂，用量是其参与乙酰化反应的一半。 在此基础上，我们尝试把下面几种硫脲与醋酸锰反应，发现醋酸锰可以有效引 发自由基关环和加成。 2 5 醋酸锰与卜芳基一3 一吗啉( 哌啶) 基硫脲反应 2 5 1 苯并噻唑和脒类衍生物的合成 对称二芳基硫脲1 与吗啉( 哌啶) ，三乙胺在乙腈中，加热回魔5 小时左右，得 到中间产物卜芳基一3 一吗啉基硫脲9 和1 一芳基一3 一哌啶基硫脲1 l ；中问产物9 和1 l 再分别与醋酸锰在乙腈中，加热回流得到产物2 吗啉基苯并噻哗衍生物1 0 、脒类衍 生物1 0 和2 哌啶基苯并噻唑衍生物1 2 、脒类衍生物1 2 。 。l 一 醋酸锰与硫脲的反应研究 结果与讨论 h h a r n y n a t + 厂弋n h s l - 9 1h n v n 、a r s 9 m n ( o a c ) 32 h 2 0 c h 3 c n m n ( o a c ) 32 h 2 0 c h 3 c n c h 3 c n 9 ：x = o 1 1 ：x = c 龠k s n + 勰 龠孓s n 1 2 + 1 2 。 r = a h ，b p - c h 3 ，co - c h 3 ，d m - c h 3 ，e ：p - c h 3 0 ，fp - c 1 ，g o c l - c p l , h ：p - b r , i 。m - b r ，j ：p - i s c h e m e8 化合物9 的熔点、状态和产率见t a b l e1 4 。 t a b l e1 4 化合物9 的熔点、状态和产率 化合物r 熔点( 。c )颜色状态 重结晶产率( ) 9 ah1 2 7 1 2 8黄色晶体 7 0 9 b p - c h 3 1 4 0 1 4 2 白色晶体 6 6 9 c 伊c h 3 1 4 0 1 4 2白色晶体7 2 9 d m - c h 3 1 3 6 1 3 8白色晶体 6 0 9 f p - c i 1 5 8 1 6 0白色晶体6 6 9 h p - b r 3 0 0白色晶体6 6 9 i m b r1 6 0 1 6 2白色晶体 7 8 9 jp - i 1 7 0 1 7 2灰色晶体 8 7 化合物1 0 的熔点、状态和产率见t a b l e1 5 ，化合物1 0 的熔点、状态和产率见 t a b l e1 6 。 旷s q w i s q 醋酸锰与硫脲的反应研究结果与讨论 t a b l e1 5 化合物1 0 的熔点、状态和产率 化合物r 熔点( 。c ) 颜色状态 柱层析产率( ) 1 0 ah1 0 5 1 0 6白色晶体2 2 1 0 b p - c h 3 1 4 0 。1 4 2 白色晶体 1 3 l o d ，押- c h 3 1 0 6 1 0 8白色晶体 l l 1 0 f p - c l 1 4 0 1 4 2白色晶体1 4 1 0 h p - b r 1 6 8 1 6 9白色晶体1 5 1 0 i小一b r8 0 _ 8 2白色晶体1 9 l o j p i1 7 8 1 8 0白色晶体9 t a b l e1 6 化合物1 0 的熔点、状态和产率 化合物r 熔点( o c )颜色状态柱层析产率( ) 1 0 ah1 4 8 。1 4 9白色晶体4 4 1 0 b p c h 3 1 4 5 1 4 6白色晶体 4 8 1 0 c o c h 3 1 4 6 1 4 8白色晶体5 0 1 0 d m - c h j 1 2 8 1 3 0白色晶体6 4 1 0 f p c i 1 9 0 - 1 9 2白色晶体5 9 1 0 h p - b r 1 8 9 1 9 0白色晶体6 5 1 0 t i删b r1 7 6 1 7 8白色晶体3 5 l o , j p i2 3 8 2 4 0白色晶体6 6 化合物l l 的熔点、状态和产率见t a b k1 7 醋酸锰与硫脲的反应研究结果与讨论 t a b l e1 7 化合物l l 的熔点、状态和产率 化合物r 熔点( 。c ) 颜色状态 重结晶产率( ) 1 l ah8 8 9 0 白色晶体8 7 1 l b p - c h 3 1 2 0 1 2 2白色晶体3 7 1 l c 加c h 3 8 8 _ 8 9白色晶体 5 6 1 1 d n - c h 37 0 7 2白色晶体9 8 l l f p o c l 1 4 6 1 4 8白色晶体4 7 l l h p - b r 1 4 8 1 5 0黄色晶体7 8 1 1 jp - i 1 7 4 - 1 7 6灰色晶体 2 7 化合物1 2 的熔点、状态和产率见t a b l e1 8 t a b l e1 8 化合物1 2 的熔点、状态和产率 化合物r 熔点( 。c )颜色状态柱层析产率( ) 1 2 ah8 4 8 5黄色晶体1 2 1 2 b p - c h 3 7 0 7 2黄色晶体1 3 1 2 f p - c i 1 1 2 1 1 4白色晶体1 6 1 2 h p - b r l o & “o 白色晶体 1 8 1 2 jp - 1 1 6 - 1 1 8白色晶体1 7 化合物1 2 。的熔点、状态和产率见t a b l e1 9 。 t a b l e1 9 化合物1 2 的熔点、状态和产率 化合物r熔点( o c )颜色状态 柱层析产率( ) 1 2 ah1 7 8 1 8 0 白色晶体 5 6 1 2 b p c h 3 1 7 8 ，1 8 0白色晶体 4 3 1 2 f p - c i 1 7 0 。1 7 2黄色晶体4 8 1 2 h p b r 1 9 6 。1 9 8黄色晶体5 2 1 2 jp i 1 8 0 1 8 1黄色晶体4 9 醋酸锰与硫脲的反应研究结果与讨论 2 5 2 化合物卜芳基- 3 - 吗啉( 哌啶) 基硫脲9 、1 1 的结构鉴定 化合物卜芳基一3 一吗啉基硫脲9 的结构通过1 hn m r 、cn m r 和h r m s 得 到了证实。以卜苯基一3 一吗啉基硫脲9 a 为例： 9 a 的1 hn m r 中67 5 9 ( s ，i h ，n h ) 为氨基上氢的峰，7 3 5 7 1 3 ( m ，5 h ，c 6 h 5 ) 为苯环上氢的峰，3 7 9 - 3 6 7 ( u l ，8 h ，c 4 h s n o ) 为吗啉环上四个亚甲基氢的峰。”c n m r 中61 8 3 8 为硫羰基碳的峰，61 4 0 3 ，1 2 9 5 ，1 2 5 7 ，1 2 3 8 为苯环上碳的峰，6 6 6 5 ，5 0 0 为吗啉环上四个亚甲基碳的峰。在质谱中出现了分子离子峰m z 2 2 2 0 8 2 5 ( m + ，2 2 3 1 ) 。 化合物卜芳基一3 一哌啶基硫脲l l 的结构通过1 h n m r 、c n m r 和h r m s 得 到了证实。以卜苯基- 3 一哌啶基硫脲l l a 为例： l l a 的1 h n m r 中67 3 3 - 7 0 9 ( m ，6 h ，n h ，c 6 h 5 ) 为氨基和苯环上氢的峰，6 3 7 7 - 3 7 6 ( d ，4 h ，2 c h 2 ，j = 8 0 0h z ) 为哌啶环与氮相邻二个亚甲基氢的峰，61 6 5 ( s ，6 h , 3 x c h 2 ) 为哌啶环另外三个距甲基氢的峰。1 3 c n m r 中61 8 3 1 为硫羰基碳的 峰。61 4 0 8 ，1 2 9 5 ，1 2 5 3 ，1 2 3 1 为苯环上碳的峰，65 1 4 ，2 5 9 ，2 4 6 为哌啶环上 五个亚甲基的碳峰。在质谱中出现了分子离子峰m z2 2 0 1 0 3 2 ( m + ，2 1 4 5 ) 。 2 5 3 苯并噻唑衍生物1 0 、1 2 和脒类衍生物1 0 、1 2 的结构鉴定 化合物2 吗啉基苯并噻唑衍生物1 0 的结构通过1 h n m r 、”c n m r 和h r m s 得到了证实。以2 吗啉基苯并噻唑1 0 a 为例： 1 0 a 的1 h n m r 中67 6 3 7 0 8 ( m ，4 h ，