[发明专利]一种绿色高效的苯并噻吩类化合物电化学合成方法

说明书

本发明公开了一种绿色高效的苯并噻吩类化合物电化学合成方法，包括将邻甲硫基苯硼酸、苯乙炔化合物、电解质加入到反应溶剂中，并插入电极，在恒定电流下搅拌反应，得到苯并噻吩类化合物；其中，R选自H、C1‑C3烷基或卤素。本发明利用绿色电化学氧化，在无过渡金属催化剂和外源强氧化剂的参与下通过自由基加成环合得到苯并噻吩，操作简单、成本低廉、反应绿色高效为含苯并噻吩类药物结构的开发和应用提供了良好的指导。

技术领域

本发明属于化工合成领域，具体涉及一种绿色高效的苯并噻吩类化合物电化学合成方法。

背景技术

苯并噻吩类化合物是一类重要的药物、天然产物、染料和功能材料的结构基元。特别是它们广泛存在于天然产物和合成药物中，具有抗微生物剂、抗癌剂、抗炎剂、抗氧化剂、抗结核药、抗糖尿病药、抗惊厥药等多种药理作用。由于这类化合物的重要价值，它的合成研究一直是有机合成的研究重点，近年来苯并噻吩类化合物的合成多依赖于过渡金属催化剂的协助，但由于金属残留的问题，使得这类方法在制药工业中的应用受到限制。

在过去的几年中，电化学因其环境友好性和经济性逐渐成为有机合成领域的热门话题。新兴的电化学合成采用可持续和可再生电流作为化学反应的驱动力，是化学氧化还原剂的绿色替代品。在电化学反应体系中，可以通过稍微调节施加的电动势来精确控制特定底物氧化还原的反应性。随着对电化学的日益关注，该方法被广泛的应用于经典的氧化偶联以及自由基级联反应，促进了诸多环境友好型杂环构建方法的开发。因此利用经济，绿色可持续的电化学方法合成苯并噻吩类化合物具有重要的研究意义。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中成本高昂，过渡金属残留，选择性不好以及难以工业放大等问题，本发明提供一种绿色高效的苯并噻吩类化合物电化学合成方法。

技术方案：为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种绿色高效的苯并噻吩类化合物电化学合成方法，包括将邻甲硫基苯硼酸、苯乙炔化合物、电解质加入到反应溶剂中，并插入电极，在恒定电流下搅拌反应，得到苯并噻吩类化合物；

其中，R选自H、C1-C3烷基或卤素。

优选的，所述R选自H、CH₃、CH₂CH₃或Cl。

优选的，所述反应物邻甲硫基苯硼酸与苯乙炔化合物的摩尔比为1:1～1:3，更优选比例为1:2；所述电解质与反应物邻甲硫基苯硼酸的摩尔比为1:1～1:4，更优选比例为1:2。

优选的，所述电解质为四丁基氟化铵、四丁基四氟硼酸铵、四乙基四氟硼酸铵、四丁基六氟磷酸铵、四丁基高氯酸铵和四乙基高氯酸铵中的一种或几种，更优选的电解质为四丁基四氟硼酸铵。

优选的，所述反应溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、六氟异丙醇、乙酸和水的一种或两种混合溶剂，更优选溶剂为乙腈与乙酸的混合溶剂，两者体积比为9:1。

优选的，所述电极包括阳极电极和阴极电极；所述阳极电极为石墨棒电极、渡铂电极和镍电极中的一种；所述阴极电极为石墨棒电极、渡铂电极和镍电极中的一种，更优选电极为石墨棒阳极，镍阴极。

优选的，所述恒定电流为15-25mA，更优选电流为20mA。采用的直流电源规格为5A，30V；

优选的，所述反应时间为2-4h，更优选反应时间为3h。

优选的，所述反应温度为50-80℃，更优选反应温度为60℃。

本发明通过逆合成分析以邻甲硫基苯硼酸和苯乙炔化合物作为反应底物，通过电化学阳极氧化脱去硼酸基团生成芳基自由基，芳基自由基加成到苯乙炔末端形成乙烯基自由基，通过甲硫基对乙烯基自由基的进攻，脱甲基形成苯并噻吩。