微波輔助一步合成2,4-噻唑烷二酮

楊德紅,楊本勇,李文卓

(中原工學(xué)院,鄭州 450007)

微波輔助一步合成2,4-噻唑烷二酮

楊德紅,楊本勇,李文卓

(中原工學(xué)院,鄭州 450007)

以氯乙酸和硫脲為原料,采用微波輔助技術(shù)一步合成2,4-噻唑烷二酮,收率58%.該合成方法路線短、操作簡便、收率較高,值得推廣.

微波;2,4-噻唑烷二酮;合成

噻唑烷二酮類(TZDs)藥物是一類新的治療Ⅱ型糖尿病和胰島素抵抗的藥物,同時具有良好的耐受性與安全性,因此具有延緩糖尿病進(jìn)展的潛力和巨大的應(yīng)用前景.除具有上述作用外,它在心血管疾病、多囊卵巢綜合征(PCOS)及某些腫瘤等方面表現(xiàn)出一定的治療前景[1-3].2,4-噻唑烷二酮是合成噻唑烷二酮類(TZDs)藥物的重要中間體,也是這類藥物結(jié)構(gòu)上的活性位點(diǎn),因此研究其合成方法具有重要意義.

文獻(xiàn)[4]、[5]中2,4-噻唑烷二酮的合成方法一般在常規(guī)條件下進(jìn)行,主要有以下3種:①以氯乙酸為起始原料,于乙醇中用酸催化反應(yīng)產(chǎn)生氯乙酸乙酯,進(jìn)而再與硫脲反應(yīng)得到2-亞氨基-4-噻唑酮鹽酸鹽,無需中和,直接以鹽酸水溶液進(jìn)行水解得到2,4-噻唑烷二酮;②以硫脲和氯乙酸乙酯為原料,經(jīng)環(huán)合、中和,得到2-亞胺基-4-噻唑酮.然后用鹽酸水解,合成了目標(biāo)物2,4-噻唑二酮;③以氯乙酸和硫脲為原料,一步法合成2,4-噻唑烷二酮.前2種方法步驟較多,操作過程繁瑣.第3種方法雖然一步合成了目標(biāo)產(chǎn)物,但反應(yīng)時間仍較長,需3 h以上.微波輔助有機(jī)合成反應(yīng)具有反應(yīng)速度快、操作方便、產(chǎn)率高、產(chǎn)品易純化等特點(diǎn),近年來取得了迅速發(fā)展[6-7].本文選擇微波輻射技術(shù)研究2,4-噻唑烷二酮的制備方法,尤其是微波輔助一步合成2,4-噻唑烷二酮的方法,實(shí)驗(yàn)中以氯乙酸和硫脲為原料,制得2,4-噻唑烷二酮 ,收率為58%.產(chǎn)品的熔點(diǎn)及紅外光譜數(shù)據(jù)均與文獻(xiàn)報道一致.該合成方法路線短、操作簡便、收率較高,對工業(yè)化生產(chǎn)具有一定的參考價值.本文采用反應(yīng)線路如下:

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

試劑:氯乙酸,化學(xué)純;硫脲,化學(xué)純;鹽酸,分析純.

儀器:MAS-Ⅱ型常壓微波合成/萃取反應(yīng)工作站(上海新儀微波化學(xué)科技有限公司);WRS-1A型數(shù)字熔點(diǎn)儀(上海索光光電技術(shù)有限公司);N ICOLET 200紅外光譜儀,KBr壓片.

1.2 2,4-噻唑烷二酮合成和表征

在100 m l的三頸瓶中加入氯乙酸、硫脲和濃鹽酸放入微波反應(yīng)器中,設(shè)置微波反應(yīng)時間、功率和溫度及攪拌速度,反應(yīng)在回流條件下進(jìn)行.反應(yīng)結(jié)束后,對產(chǎn)物進(jìn)行分離純化,用水重結(jié)晶,干燥,得到 2,4-噻唑烷二酮白色晶體.

熔點(diǎn)實(shí)測值為 124.5～124.9℃;文獻(xiàn)值[4]為124～126℃.紅外光譜如圖1所示,數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)值相符.

圖1 紅外光譜圖

2 結(jié)果與討論

改變微波輻射功率、輻射時間、反應(yīng)物配比等因素,考察這些因素對反應(yīng)產(chǎn)率的影響,結(jié)果如表1-表3所示.

表1 微波輻射功率對產(chǎn)物收率的影響

表2 微波輻射時間對產(chǎn)物收率的影響

表3 反應(yīng)物配比對產(chǎn)物收率的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)的最佳工藝為:原料氯乙酸和硫脲的摩爾配比為1∶1.2,微波輻射功率為300 W,輻射時間為30 min.產(chǎn)物收率最高達(dá)58%.此外,我們還考察了其他因素對反應(yīng)的影響.

該反應(yīng)的催化劑文獻(xiàn)中一般都選用濃鹽酸,但是濃鹽酸容易揮發(fā),在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)微波輻射功率較高或溫度條件較高時,反應(yīng)很難控制,反應(yīng)瓶中有啪啪的響聲.濃硫酸和磷酸不易揮發(fā),較穩(wěn)定.我們曾考查了二者對反應(yīng)的催化情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)濃硫酸和磷酸在反應(yīng)中易促使酯化反應(yīng)發(fā)生,這對目標(biāo)產(chǎn)物的生成顯然很不利.實(shí)驗(yàn)過程還發(fā)現(xiàn)微波攪拌速度對反應(yīng)同樣存在影響,攪拌過快或過慢都使反應(yīng)收率降低.

3 結(jié) 語

本文旨在提供一種合成2,4-噻唑烷二酮的簡便可行的方法:以氯乙酸和硫脲為原料,微波輔助一步合成2,4-噻唑烷二酮.

[1]丁祿霞.胰島素增敏劑的開發(fā)及臨床應(yīng)用[J].國外醫(yī)藥——合成藥、生化藥、制劑分冊,2000,21(2):93—96.

[2]李家明,李豐,查大俊.新型糖尿病治療藥羅格列酮的合成[J].中國藥物化學(xué)雜志,2001,11(5):291—292.

[3]Bok Young Kim,Joong Bok Ahn,Hong Woo Lee,et al.Synthesis and Biological Activity of Novel Substituted Pyridines and Purines Containing 2,4-thiazolidinedione[J].European Journal of Medicinal Chemistry,2004,39(5):433—447.

[4]王紹杰,張星一,戚英波.2,4-噻唑二酮的合成[J].中國藥物化學(xué)雜志,2000,10(4):291—292.

[5]黃寶莉.一步法合成2,4-噻唑烷二酮的研究[J].安徽化工,2002,(1):20.

[6]AndréLoupy.Solvent-free M icrowave Organic Synthesisas An Efficient Procedure fo r Green Chemistry[J].Comp tes Rendus.Chimie,2004,7(2):103—112.

[7]羅軍,蔡春,呂春緒.微波有機(jī)合成化學(xué)最新進(jìn)展[J].合成化學(xué),2002,10(1):17—24.

One Step Synthesis of 2,4-Thiazolidinedione under M icrowave Irradiation

YANGDe-hong,YANGBen-yong,L IWen-zhuo
(Zhongyuan University of Techno logy,Zhengzhou 450007,China)

2,4-Thiazolidinedione w as synthesized by one step method under m icrowave irradiation w ith thiourea and chlo roactic acid giving the yield of 58%,w hich operated conveniently w ith app rop riate yield,and was feasible to popularize.

m icrowave;2,4-thiazolidinedione;synthesize

TQ031.2

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2010.01.009

1671-6906(2010)01-0030-02

2009-11-18

河南省教育廳自然科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2008B150023)

楊德紅(1972-),女,河南南陽人,副教授,博士.