海杰峰+李玲
摘 要:文章報道合成了一種新型的苯并三唑衍生物,在苯并三唑的5,6位引入烷巰基,它拓寬了苯并三唑的化學修飾方法。本合成方法步驟如下:以苯并三唑位原料,通過烷基化、溴化、硝化得到的產物與噻吩錫試劑反應,得到2-十二烷基-4,7-二-噻吩基-5,6-二-硝基-苯并三唑,最后在醋酸銅、碳酸銫的催化下,與五水合硫代硫酸鈉和溴代烷烴反應,得到2-十二烷基-5,6-雙-辛硫基-4,7-二-噻吩基-5,6-二-硝基-苯并三唑。該合成方法反應條件溫和,原料簡單,首次實現(xiàn)了在苯并三唑的引入了烷硫基。
關鍵詞:苯并三唑;烷巰基;化學修飾方法
1 概述
1H-苯并三唑及其衍生物是一類極為重要的有機含氮雜環(huán)化合物,它有著十分廣泛的使用。首先,這類化合物本身具有很好的生物活性,一方面用于病毒和抗原蟲的醫(yī)藥重要有效成分[1]。其次,還能在農業(yè)種植中作為植物生長調節(jié)劑使用[2]。在工業(yè)生產過程中,1H-苯并三唑衍生物還能作為熒光劑和緩蝕劑[3]。在有機合成中,1H-苯并三唑也是很好的原始材料[4]。1H-苯并三唑衍生物吸引著很多科研人員的研究,同時開發(fā)出更多的新型1H-苯并三唑衍生物。本文要報道的是新型帶有烷硫基的苯并三唑衍生物,具體合成步驟如圖1所示,以苯并三唑位原料,進過烷基化、溴化、硝基化、噻吩基連接、烷巰基取代,得到最終的目標產物。
在本文中,我們合成并表征了這種新型帶有烷硫基的苯并三唑衍生物,研究其光學性能。
2 實驗部分
2.1 試劑與儀器
1H-苯并三唑,1-溴正十二烷,叔丁醇鈉,溴化氫水溶液,阿拉丁試劑;2-三丁基錫基噻吩,雙三苯基磷二氯化鈀,無水四氫呋喃,醋酸銅,碳酸銫,五水合硫代硫酸鈉,百靈威試劑公司,N,N-二甲基甲酰胺,發(fā)煙硝酸,濃硫酸,二氯甲烷,甲醇,石油醚(60-90),上?;瘜W試劑公司。
核磁共振儀(Bruker DRX-400),熒光分光光度計(RF-5301(PC)s),紫外-可見-近紅外光譜儀(Lambda750)。
2.2 合成
我們以1H-苯并三唑為原料,在叔丁醇鈉下與1-溴正十二烷反應,得到烷基化產物2-十二烷基-苯并三唑(1);化合物1在氫溴酸里面與液溴反應,得到溴化產物4,7-二-溴-2-十二烷基-苯并三唑(2);化合物2在濃硫酸和發(fā)煙硝酸的混酸溶液里面硝化,得到硝化產物4,7-二-溴-2-十二烷基-5,6-二-硝基-苯并三唑(3);之后在鈀催化劑下化合物3與2-三丁基錫基噻吩無水條件下反應得到2-十二烷基-5,6-二-硝基-4,7-二-噻吩基-苯并三唑(4);最后化合物4在醋酸銅、碳酸銫的催化下與硫代硫酸鈉和溴己烷反應得到目標產物2-十二烷基-5,6-雙-辛硫基-4,7-二-噻吩基-5,6-二-硝基-苯并三唑(5),化合物5的核磁數(shù)據(jù)為1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.69(dd,J=5.1,1.0Hz,2H),7.55(dd,J=3.7,1.1Hz,2H),7.23(dd,J=5.1,3.8Hz,2H),4.83(t,J=7.3Hz,2H),2.76(t,J=7.3,4H),2.19-2.12(m,14H),1.54-1.28(m,36H),0.92-85(m,9H)。
3 結果和討論
對化合物5進行紫外-可見吸收光譜和熒光光譜測試。結果表明化合物5在350~520nm范圍有很強的紫外吸收峰,最大吸收波長為460nm。化合物5光學帶隙(Egopt)可以通過固態(tài)時吸收峰的邊緣計算得到,根據(jù)計算公式Egopt=1240/λonset eV,Egopt為2.70eV。它的熒光光譜結果顯示,化合物5的發(fā)射波長范圍在500~630nm。通過與沒有修飾的苯并三唑的紫外-可見和熒光光譜對比,我們可以發(fā)現(xiàn)烷硫基取代的苯并三唑,紫外-可見和熒光光譜有很大程度的紅移效果,同時吸收和發(fā)射光譜范圍更加寬。烷硫基團改變了苯并三唑衍生物的這些光學性質,我們可以確定烷硫基是一種很有效調節(jié)分子光學特性的工具。
4 結束語
本文報道合成了一種新型的苯并三唑衍生物,在苯并三唑的5,6位引入烷巰基,它拓寬了苯并三唑的化學修飾方法。通過H1NMR、紫外-可見光譜、熒光光譜對其結構進行表征。結果表明這種新型的苯并三唑衍生物是一種具有非常優(yōu)異光學性能的小分子,我們預見,它將可以作為優(yōu)秀電子給體單元用于構建D-A型共軛聚合物,并且最終應用于聚合物太陽能電池。
參考文獻
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[4]周明杰,張振華,王平,等.含苯并三唑基的聚合物及其制備方法和有機太陽能電池器件[P].中國專利:CN104629002A,2015-05-20.