本發(fā)明屬于有機化合物合成領域，涉及噻吩衍生物及其合成方法
背景技術：
噻吩衍生物不僅對生物以及材料科學的前沿研究具有重要意義，而且是大多數(shù)有機化合物中的重要模塊。大多數(shù)天然產(chǎn)物、藥物、發(fā)光材料以及功能材料中含有噻吩環(huán)，這些相關的領域引起了合成、醫(yī)藥以及材料科學家的關注，噻吩衍生物不僅能夠用于生產(chǎn)各種染料、香料、殺蟲劑中，而且也用于對人類日常生活具有重要作用的化妝品、維生素、麻醉劑和抗菌素等藥品中。合成噻吩的方法也比較多，例如使用金屬催化合成方法包括：(1)w.you,x.yan,q.liao,.；c.xi,.org.lett.2010,12,3930.(2)x.zhang,w.zeng,y.yang,h.huang,y.liang,org.lett.2014,16,876.(3)y.-n.wu,r.fu,n.-n.wang,w.-j.hao,g.-g.li,sh.-j.tu,andb.jiang,j.org.chem.2016,81,4762。但是這些方法所用原料不容易獲得，且使用了金屬催化劑，對環(huán)境會造成危害。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種噻吩衍生物及其合成方法，以硫代苯甲酰胺和烯炔酯類化合物為原料，在堿的催化作用下，合成噻吩衍生物。本發(fā)明方法無需采用金屬催化，具有條件溫和、高產(chǎn)率、對環(huán)境友好的優(yōu)點。由于噻吩化合物，廣泛存在于許多天然和發(fā)光材料中，具有很大的利用價值。
本發(fā)明提出的噻吩衍生物，其結構如式(i)所示：
其中，r1為甲基、乙基；r2為吸電子基或供電子基，其中，所述吸電子基選自鹵素，所述供電子基選自氫、c1～c20烷基、c1～c20烷氧基、苯基、二甲氨基。
優(yōu)選地，r1為甲基、乙基；r2為鹵素、氫、c1～c10烷基、c1～c10烷氧基、苯基、二甲氨基。
進一步優(yōu)選地，r1為甲基、乙基；r2為氫、氯、溴、甲基、3,4,5-三甲氧基、正丁基、正戊基、二甲氨基、甲氧基、苯基。
所述噻吩衍生物包括但不限于以下化合物：
本發(fā)明還提出了一種噻吩衍生物的合成方法，所述方法包括：在溶劑中，以式(1)硫代苯甲酰胺和式(2)烯炔酯類化合物為原料，在堿的催化作用下，發(fā)生加成反應，合成得到式(i)噻吩衍生物；其反應過程如式(ii)所示：
其中，r1為甲基、乙基；r2為吸電子基或供電子基；其中，所述吸電子基選自鹵素；所述供電子基選自氫、c1～c20烷基、c1～c20烷氧基、苯基、二甲氨基。
優(yōu)選地，r1為甲基、乙基；r2為鹵素、氫、c1～c10烷基、c1～c10烷氧基、苯基、二甲氨基。
進一步優(yōu)選地，r1為甲基、乙基；r2為氫、氯、溴、甲基、3,4,5-三甲氧基、正丁基、正戊基、二甲氨基、甲氧基、苯基。
其中，所述式(2)烯炔酯類化合物、式(1)硫代苯甲酰胺、堿的摩爾比為1：(1-1.5)：(2.0-3.0)；優(yōu)選地，為1：1.5：3.0。
其中，所述烯炔酯類化合物r1為乙基，苯環(huán)上r2為吸電子基或給電子基的烯炔醚，或者r1為甲基、苯環(huán)上r2為氫的烯炔醚；使用的硫酰胺為硫代苯甲酰胺。
其中，所述堿選自三水合硫酸鉀k3po4·3h2o，k2co3，naoh；優(yōu)選地，為三水合磷酸鉀k3po4·3h2o。
其中，所述溶劑為1,4-二氧六環(huán)，dmf，tol；優(yōu)選地，為1,4-二氧六環(huán)。
其中，所述加成反應溫度為25-70℃；優(yōu)選地，為70℃。
其中，所述加成反應時間為4-10小時。
其中，所述制備方法的收率為52-95％。
在一個具體的實施方式中，本發(fā)明噻吩衍生物的制備方法，包括：在空氣下，依次加入式(1)硫代苯甲酰胺和式(2)烯炔類化合物酯，三水合磷酸鉀k3po4·3h2o，1,4-二氧六環(huán)，然后在70℃下反應4-10h，tlc檢測原料反應完全，經(jīng)純化后，得到淡黃色液體或固體式(i)噻吩衍生物。
本發(fā)明還提出了如上所述合成方法得到的式(i)噻吩衍生物。
本發(fā)明還提出了式(i)噻吩衍生物在制備醫(yī)藥材料、功能材料、農(nóng)藥中的應用。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明原料烯炔酯類化合物合成簡便，使用堿作為催化劑進行催化，無需采用重金屬催化劑，對環(huán)境友好，反應條件溫和，普適性好，收率較高，選擇性好，后處理簡單。其中，制備的式(i)噻吩衍生物中含有鹵素和酯基，為后續(xù)的轉化以及合成其他物質提供了條件，這是現(xiàn)有技術噻吩類物質所不具有的特性。
具體實施方式
結合以下具體實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施本發(fā)明的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。
本發(fā)明合成方法中，反應過程如式(ii)所示，在空氣下，式(2)烯炔烯酯化合物、式(1)硫代苯甲酰胺與堿溶于1,4-二氧六環(huán)中，升溫至70℃，在堿的催化下，反應4-9小時，經(jīng)分離提純后，得到式(i)噻吩衍生物：
其中，r1為甲基、乙基；r2為吸電子基或供電子基；其中，所述吸電子基選自鹵素；所述供電子基選自氫、c1～c20烷基、c1～c20烷氧基、苯基、二甲氨基。
優(yōu)選地，r1為甲基、乙基；r2為鹵素、氫、c1～c10烷基、c1～c10烷氧基、苯基、二甲氨基。
進一步優(yōu)選地，r1為甲基、乙基；r2為氫、氯、溴、甲基、3,4,5-三甲氧基、正丁基、正戊基、二甲氨基、甲氧基、苯基。
實施例1：甲基-5-苯基噻吩-3-乙酸酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸甲酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.3mmol，三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.6mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在70℃反應4小時，得到目標產(chǎn)物，黃色液體，分離收率為89％。
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.39(t,j＝7.2hz,3h),4.35(q,j＝7.1hz,2h),7.30-7.34(m,1h),7.38-7.42(m,2h),7.60-7.62(d,j＝7.6hz2h),7.72(s,1h),8.03(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.07,60.67,123.56,126.12,128.31,129.23,131.80,133.77,134.83,145.25,163.15；
實施例2：甲基-5-苯基噻吩-3-乙酸酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸甲酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.2mmol，三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.3mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在50℃反應8小時，得到目標產(chǎn)物，黃色液體，分離收率為78％。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.39(t,j＝7.2hz,3h),4.35(q,j＝7.1hz,2h),7.30-7.34(m,1h),7.38-7.42(m,2h),7.60-7.62(d,j＝7.6hz2h),7.72(s,1h),8.03(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.07,60.67,123.56,126.12,128.31,129.23,131.80,133.77,134.83,145.25,163.15；
實施例3：甲基-5-苯基噻吩-3-乙酸酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、碳酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸甲酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.2mmol，碳酸鉀0.2mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在50℃反應9小時，得到目標產(chǎn)物，黃色液體，分離收率為70％。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.39(t,j＝7.2hz,3h),4.35(q,j＝7.1hz,2h),7.30-7.34(m,1h),7.38-7.42(m,2h),7.60-7.62(d,j＝7.6hz2h),7.72(s,1h),8.03(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.07,60.67,123.56,126.12,128.31,129.23,131.80,133.77,134.83,145.25,163.15；
實施例4：甲基-5-苯基噻吩-3-乙酸酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、dmf，原料用量為反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸甲酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.2mmol，三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.3mmol，dmf2ml。在70℃反應8小時，得到目標產(chǎn)物，黃色液體，分離收率為50％。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.39(t,j＝7.2hz,3h),4.35(q,j＝7.1hz,2h),7.30-7.34(m,1h),7.38-7.42(m,2h),7.60-7.62(d,j＝7.6hz2h),7.72(s,1h),8.03(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.07,60.67,123.56,126.12,128.31,129.23,131.80,133.77,134.83,145.25,163.15；
實施例5：甲基-5-苯基噻吩-3-甲酸酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸甲酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-甲基-2-(苯氧亞甲基)-4-苯基-丁-3-炔酸甲酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.3mmol，三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.6mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在70℃反應5小時，得到目標產(chǎn)物，黃色固體，分離收率為80％，mp:86-87℃。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ.3.89(s,3h),7.32-7.34(m,1h),7.38-7.42(m,2h),7.60-7.62(d,j＝7.2hz,2h),7.72(s,1h),8.03(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ51.76,123.50,126.09,128.33,129.24,131.95,133.67,134.35,145.32,163.57；
高分變率質譜數(shù)據(jù)：hrms(esi)forc12h10o2s218.0402,found218.0405.
實施例6：乙基5-(對甲苯基)噻吩-3-甲酸酯
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-乙基-4-(4’-氯苯基)-2-(苯氧基)丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-乙基-4-(4’-氯苯基)-2-(苯氧基)丁-3-炔酸乙酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.3mmol,三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.6mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在70℃反應8小時，得到目標產(chǎn)物，黃色固體，分離收率為52％，mp:66-67℃。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.39(t,j＝7.2hz,3h),4.35(q,j＝7.1hz,2h),7.36-7.38(d,j＝8.4hz,2h),7.53-7.55(d,j＝8.4hz,2h),7.69(s,1h),8.04(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.06,60.76,123.96,127.31,129.41,132.05,132.29,134.19,134.99,143.89,163.00；
高分辨率質譜數(shù)據(jù)：hrms(esi)forc13h11o2scl266.0168,found266.0171.
實施例7：5-乙基-(2-溴苯基)噻吩-3-甲酸酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-4-乙基-(2’-氯苯基)-2-(苯氧基亞甲基)丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-4-乙基-(2’-氯苯基)-2-(苯氧基亞甲基)丁-3-炔酸乙酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.3mmol,三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.6mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在70℃反應5小時，得到目標產(chǎn)物，黃色液體，分離收率為70％。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.30(t,j＝7.2hz,3h),4.27(q,j＝7.1hz,2h),7.11-7.16(m,1h),7.25-7.28(m,1h),7.38-7.40(m,1h),7.57-7.61(m,2h),8.06-8.06(d,j＝0.8hz,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.05,60.64,122.98,127.73,128.31,129.31,129.82,132.05,132.36,132.98,133.13,133.81,133.90,134.61,142.66,163.08；
高分辨率質譜數(shù)據(jù)：hrms(ei)calcdforc13h11bro2s:309.9663,found332.9556.
實施例8：5-戊基噻吩-3-甲酸乙酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-乙基-2(苯氧基亞甲基)壬-3-炔酸酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-乙基-2(苯氧基亞甲基)壬-3-炔酸酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.3mmol,三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.6mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在70℃反應7小時，得到目標產(chǎn)物，黃色液體，分離收率為89％。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ0.83(t,j＝6.4hz,3h),1.27-1.30(m,7h),1.58-1.62(m,2h),2.71(t,j＝7.6hz,2h),4.23(q,j＝6.8hz,2h),7.12(s,1h),7.81(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ13.66,14.05,22.08,29.63,30.89,30.91,60.40,124.62,130.59,133.54,146.83,163.37；
高分辨率質譜數(shù)據(jù)：hrms(esi)calcdforc12h19o2s227.1106,found227.1100
實施例9：5-乙基-(3,4,5-三甲氧基苯基)噻吩-3-甲酸酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-乙基-2-(苯氧基亞甲基)-4-(3,4,5-三甲氧基苯基)丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-乙基-2(苯氧基亞甲基)壬-3-炔酸酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.3mmol,三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.6mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在70℃反應8小時，得到目標產(chǎn)物，淡黃色固體，分離收率為71％,mp:70-71℃。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.40(t,j＝6.8hz,3h),3.88(s,3h),3.93(s,6h),4.36(q,j＝7.1hz,2h),6.80(s,2h),7.64(s,1h),8.01(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.28,56.20,60.78,60.94,103.38,123.26,129.32,131.34,134.54,138.29,145.08,153.67,162.84；
高分辨率質譜數(shù)據(jù)：hrms(ei)calcdforc16h18o5s:322.0875found345.0773.
實施例10：(4-(二甲基氨基)苯基)噻吩-3-甲酸乙酯合成
烯炔酯、硫代苯甲酰胺、堿、溶劑分別選用：反-4-(4-(二甲基氨基)苯基)-2-(苯氧基亞甲基)丁-3-炔酸乙酯、硫代苯甲酰胺、三水合磷酸鉀、1,4-二氧六環(huán)，原料用量為反-4-(4-(二甲基氨基)苯基)-2-(苯氧基亞甲基)丁-3-炔酸乙酯0.2mmol，硫代苯甲酰胺0.3mmol,三水合磷酸鉀k3po4·3h2o0.6mmol，1,4-二氧六環(huán)2ml。在70℃反應7.5小時，得到目標產(chǎn)物，淡黃色固體，分離收率為91％,mp:106-108℃。
核磁數(shù)據(jù)：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.38(t,j＝7.2hz,3h),3.00(s,6h),4.34(q,j＝7.1hz,2h),6.71-6.73(d,j＝8.8hz,2h),7.47-7.50(d,j＝8.8hz,2h),7.54(s,1h),7.91(s,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ14.08,40.21,60.52,112.55,121.09,122.02,127.06,129.95,134.61,146.51,150.59,163.38；
高分辨率質譜數(shù)據(jù)：hrms(ei)calcdforc15h17no2s:275.0980found276.1055.
本發(fā)明的保護內(nèi)容不局限于以上實施例。在不背離發(fā)明構思的精神和范圍下，本領域技術人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權利要求書為保護范圍。