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摘要：2-芳基苯并噻唑是一类非常重要的杂环化合物，是构建药物分子、天然产物、功能材料和很多生物活性分子的骨架。由于这些良好的特性，2-取代的苯并噻唑类化合物在医药方面有着很广泛的应用，它在抗菌、抗肿瘤、抗过敏、抗惊厥、消炎、保护神经系统和免疫调节等方面都有较好的活性。
关键词：2-芳基苯并噻唑；合成；研究
一、2-芳基苯并噻唑的的重要性
2-芳基苯并噻唑是一类非常重要的杂环化合物，是构建药物分子、天然产物、功能材料和很多生物活性分子的骨架[1] 例如，唑泊习他（zopolrestat1）是一种抑制醛糖还原酶的药物，能够治疗糖尿病[2]；2-(4-氨基苯基)苯并噻唑及其衍生物（如5F203(2)和PMX610(3)）是一类高效且具有良好选择性的抗肿瘤试剂，对人类乳腺癌、卵巢癌和结肠癌有毫微摩尔级的抑制活性；席夫碱（4）可用作类淀粉蛋白抑制剂，用于治疗老年痴呆症（图1）。
图1含取代基团的苯并噻唑类药物
苯并噻唑类化合物在农用化学品中也表现出除草、抗菌和杀毒等方面的活性。除草剂Benazoline是人工合成的具有生物活性的苯并噻唑衍生物。另外，苯并噻唑类化合物在工程材料领域中也有着广泛应用，被用作塑料染色剂、橡胶硫化促进剂以及荧光探针材料等。例如，荧光素存在于萤火虫中，在其体内经酶氧化导致生物发光；2-巯基苯并噻唑作为自由基转移试剂，在聚丁二烯和聚异戊二烯的硫化反应中起催化作用。
二、2-芳基苯并噻唑的合成研究进展
1.以邻氨基芳基硫酚为原料
合成2-芳基苯并噻唑最常用的方法是以邻氨基芳基硫酚为原料，和羧酸、醛、腈类、β-二酮或苄胺等缩合，该类反应经过了中间体邻酰氨基苯硫酚。当使用芳基羧酸和邻氨基芳基硫酚反应时，一般需要在强酸或者高温条件下才能够得到较高产率的2-芳基苯并噻唑。邻氨基苯硫酚和芳香醛也能够缩合得到2-芳基苯并噻唑，该方法一般需要Lewis酸或者强氧化剂。除此之外，能够提供苯甲酰基的化合物都能与邻氨基苯硫酚反应生成2-芳基苯并噻唑。最近我们课题组发展了一类无需过渡金属催化，以氧气为氧化剂，简单、绿色、高效的合成2-芳基苯并噻唑的方法。
2.以芳基硫代酰胺或邻卤代芳基硫代酰胺为原料
人们通过进一步地研究发现Br2、Mn(OAc)3、Dess-Martin试剂、DDQ以及I2等氧化剂可以代替K3[Fe(CN)6]/NaOH体系，也能够得到较好产率的2-苯基苯并噻唑，但是需要化学当量的用量。2012年，Li课题组发展了一类光致氧化还原的C-H键功能化自由基反应，以氧气作为绿色氧化剂，在室温下就能得到较高产率的2-芳基苯并噻唑。取代基的电子效应对产率影响较大，吸电子基团不利于该反应的进行。
直接使用N-芳基硫代苯甲酰胺为原料需要加入氧化剂来活化氨基邻位的氢，如果用卤素原子取代氢原子，以邻卤代芳基硫代酰胺为原料可以使反应更容易进行且反应条件更为简单。2006年，Evindar课题组报道了一类以碘化亚铜作为催化剂，1,10-邻菲罗啉作为配体，碳酸铯作为碱，2-卤代芳基硫代苯甲酰胺为原料制备2-芳基苯并噻唑的方法。
3.以邻卤芳香胺为原料
在此之前，中科院上海有机所的马大为教授课题组发展了一种以邻卤代的N-苯基酰胺和金属硫化物为原料合成2-芳基苯并噻唑的方法。它使用CuI作为催化剂，以廉价的硫化钠或者硫化钾作为硫的来源，在温和的条件下可以得到高产率的目标产物（图2a）。2014年，Liang等人报道了一种由N-苄基-2-碘芳胺与硫化钾偶联生成2-芳基苯并噻唑的新方法,该反应使用空气作为绿色的氧化剂（图2b）。
图2以2-碘代芳基酰胺和N-苄基-2-碘芳胺为原料制备2-芳基苯并噻唑
4.以苯并噻唑为原料
2010年，Miura课题组发展了镍催化下的杂环芳基化合物通过C-H键断裂与有机硅试剂的Hiyama-type交叉偶联反应。该反应以联吡啶作为配体，需加入化学当量的氟化铯与氟化铜来活化有机硅试剂。研究发现配体和添加剂的选择对反应产率有着显著的影响。
2011年，Liu等人报道了以芳基硼酸为芳基来源实现了苯并噻（噁）唑类化合物芳基化的Suzuki-Miyaura反应。该反应采用醋酸钯与醋酸铜为双金属催化体系，底物适用范围广，无论硼酸芳环上的取代基是吸电子还是给电子，都能顺利进行且得到较好的产率。同年，Deng课题组发展了首次以芳香亚磺酸钠通过脱硫提供芳基与苯并噻（噁）唑类化合物的偶联反应，为合成2-取代唑类化合物提供了一条新途径。
三、结论与展望
将来，通过采用新的反应试剂、新的催化体系和新的技术手段，能够在更简单、温和、绿色的条件下合成2-芳基苯并噻唑。
参考文献
[1]RanjitS,LiuXG.Directarylationofbenzothiazolesandbenzoxazoleswitharylboronicacids[J].Chem.Eur.J.,2011,17(4):1105-1108.
[2]ChenR,LiuSW,LiuXH,etal.Palladium-catalyzeddesulfitativeC-Harylationofazoleswithsodiumsulfinates[J].Org.Biomol.Chem.,2011,9:7675-7679.
论文作者:刘赛文1,,谌儒2
论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期
论文发表时间:2018/7/19
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