可见光介导2,1,3-苯并噻二唑直接烷基化反应研究.pdfVIP

摘要

2,1,3-苯并噻二唑作为一种同时含有氮原子和硫原子的杂环化合物，其衍生物在药

物方面有显著的生物活性，例如肌肉松弛剂替扎尼定、去甲肾上腺素抑制剂和钴胺素

依赖蛋氨酸合成酶抑制剂。在医用材料方面也有优秀的研究成果，例如半乳糖修饰的

苯并噻二唑基荧光探针、MYC荧光探针和用于治疗癌症的光敏剂。因此开发2,1,3-苯

并噻二唑的衍生物合成方法具有重大意义。2,1,3-苯并噻二唑作为强吸电子化合物，在

衍生化合成方面，传统的预先溴代再进行Suzuki、Heck等偶联反应以及近年来使用金

属催化剂实现该化合物C-H键官能化的研究报道一共只有十例左右。其中使用钯催化

2

剂实现氟化的2,1,3-苯并噻二唑直接烯丙基化是唯一能构建2,1,3-苯并噻二唑C(sp)-

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C(sp)键的方法。以上的方法需要多步或者使用金属催化剂在80℃-150℃的高温条件

下进行。而采用有机光催化对2,1,3-苯并噻二唑进行衍生化研究可以避免高温的反应条

件和金属催化剂的参与，为之后在可持续发展化学以及绿色药物上的应用打下基础。

本论文使用可由广泛存在的羧酸通过简单合成得到的烷基自由基前体N-羟基邻苯

二甲酰亚胺酯（NHPEs），在有机光催化剂4CzIPN的作用下进行还原脱羧提供烷基自

由基，从而实现2,1,3-苯并噻二唑C4位的直接烷基化偶联。经过后续的反应条件筛选，

最终可以在室温下得到收率为90%的单取代产物，并且以30%-90%的产率得到29个新

的化合物，其中不仅构建了新型非天然氨基酸，还对天然产物与药物进行了后期修饰。

此外，克级反应也能得到60%的中等收率。该方法为新药的研究提供了一种新的合成

方法。通过荧光淬灭实验、循环伏安法检测和自由基捕获实验，我们也初步推测了该

反应的机理。

关键词：2,1,3-苯并噻二唑，药物分子，光催化，自由基，烷基化

ABSTRACT

Asaheterocyclicmoleculecontainingbothnitrogenandsulfuratoms,2,1,3-benzothiadiazolehas

substantialbiologicalactioninmedicationssuchasthemusclerelaxantTizanidine,norepinephrineinhibitor,

andcobalamindependentmethioninesynthaseinhibitor.Therehavealsobeennotableadvancesinmedicinal

materialsresearch,suchasgalactosemodifiedbenzothiadiazole-basedfluorescentprobes,MYCfluorescence

probes,andphotosensitizersforcancertherapy.Asaresult,thedevelopmentofsynthetictechniquesfor2,1,3-

benzothiadiazolederivativesiscritical.Inrecentyears,therehaveonlybeenabouttenreportsonthesynthesis

of2,1,3-benzothiadiazolederivatives,includingthetraditionalprebrominationfollowedbySuzuki,Heck,

andothercouplingreactions,andtheC-Hbondfunctionalizationofthecompoundusingmetalcatalysts.

Onlythedirectallylgroupoffluorinated2,1,3-benzothiadiazolewithpallad