通过硝基环氧环的开环反应，结合丙二腈（malononitrile）与异硫氰酸酯（isothiocyanate）或异硒氰酸酯（isoselenocyanate）加合物，合成新型的2-(噻唑-2-亚基)丙二腈（2-(thiazol-2-ylidene) malononitrile）及2-(1,3-硒唑-2-亚基)丙二腈（2-(1,3-selenazol-2-ylidene) malononitrile）衍生物

《Tetrahedron》：Synthesis of new 2-(thiazol-2-ylidene) malononitrile, and 2-(1,3-selenazol-2-ylidene) malononitrile derivatives via nitroepoxide ring opening with malononitrile -isothiocyanate (or isoselenocyanate) adducts

硝基环氧化物开环反应制备新型1,3-硒唑和噻唑衍生物，通过四组分反应室温无催化剂合成18种新化合物，产率较高并经IR、Mass、NMR证实结构。

　　

马尼杰·内马特普尔（Manijeh Nematpour）

伊朗德黑兰法尔汉吉安大学（Farhangian University）化学教育系

摘要

根据近期关于五元杂环化合物合成的研究，本研究采用硝基环氧酯作为高效起始材料，通过环开环反应合成了2-(1,3-硒唑-2-亚基)马来酰腈和2-(噻唑-2-亚基)马来酰腈的新衍生物。该反应首先生成马来酰腈-异硫氰酸酯（或异硒氰酸酯）加合物，随后加入硝基环氧酯以获得易于纯化的产物。通过在一个克级实验中验证了这一方法的有效性：在室温下、使用丙酮溶剂且不添加催化剂的情况下，成功完成了四组分反应。最终合成了18种新的杂环化合物，这些化合物属于1,3-硒唑和噻唑家族，并通过红外光谱（IR）、质谱（Mass）和核磁共振（NMR）分析进行了鉴定。

引言

噻唑是一类含有硫和氮原子的五元杂环化合物。这类杂环化合物在化学领域具有重要意义，尤其在天然产物和药物化学中具有广泛应用。由于噻唑在药物发现方面的显著优势（如更高的亲和力、稳定性和渗透性），它们引起了研究人员的关注。此外，噻唑因其强大的生物活性、低毒性和多样的结构，在绿色农药领域也备受青睐。这些化合物的结构与新农药的开发密切相关。噻唑是许多药物的核心结构单元，近年来在基于VHL的PROTACS（蛋白质导向的化学合成技术）领域也得到了广泛研究。一些噻唑衍生物已被报道为新型的非核苷类HIV-1逆转录酶抑制剂和新型组蛋白去乙酰化酶抑制剂。过去，噻唑通常通过汉奇施合成法（Hantzsch synthesis）制备，该方法涉及硫脲与α-卤代酮的缩合反应。然而，这种方法存在稳定性低、毒性大以及α-卤代酮不易获得等局限性。

有机硒化合物因其在有机化合物合成中的广泛应用及其优异的生物活性而被引入制药和生物化学领域。硒唑已被证实具有抗癌、抗菌和清除超氧阴离子等作用。关于噻唑和硒唑的合成方法已有大量研究，包括溶液相和固相合成方法。尽管现有方法存在使用昂贵原料和催化剂、产率低、反应条件苛刻以及纯化困难等问题，但开发新的环保合成方法以高效、低成本地制备这些化合物仍具有很大价值。

硝基环氧酯是有机化学中高效且有趣的中间体，常用于合成各种杂环化合物。活性硝基环氧酯可通过多种硝基烯烃的环氧化反应轻松制备，其有趣的化学性质吸引了众多研究人员的关注。近年来，关于硝基环氧酯与多种化合物环开环反应的研究成果不断涌现。在多种亲核试剂存在下，硝基环氧酯的环氧环能够容易且选择性地开环，从而生成多种杂环化合物。

基于近期关于使用易得起始材料在温和条件下合成多种杂环化合物的研究成果，我们尝试在室温下、温和条件下将硝基环氧酯与新型双核亲核试剂（马来酰腈-异硫氰酸酯或异硒氰酸酯）进行反应。通过选择性开环反应，成功合成了2-(1,3-硒唑-2-亚基)马来酰腈和2-(噻唑-2-亚基)马来酰腈的新衍生物，且无需添加催化剂（见图1）。

结果与讨论

基于我们对合成多种杂环化合物的兴趣，本文报道了一种新型的一锅法、无催化剂、四组分路线，用于通过硝基环氧酯的环开环反应合成2-(3-苯甲酰-4-甲基-5-苯基噻唑-2(3H)-亚基)马来酰腈。首先，将硫氰酸钾与苯甲酰氯在丙酮溶剂中于室温下反应10分钟，生成苯甲酰异硫氰酸酯。随后选择马来酰腈和硝基环氧酯作为反应物进行后续反应。

结论

在本实验中，我们研究了硝基环氧酯的有趣化学性质，并提出了一种高效、无需添加催化剂的一锅法，用于合成2-(1,3-硒唑-2-亚基)马来酰腈和2-(噻唑-2-亚基)马来酰腈，取得了良好的产率。该反应通过硝基环氧酯的选择性环开环实现。

化学试剂与设备

硝基环氧酯的制备遵循科学文献中的方法。其他化学试剂均从Aldrich或Merck公司购买，无需进一步纯化。使用Bruker DRX-500 Avance仪器进行¹H-和¹³C-NMR光谱测定，内部标准物分别为TMS，工作溶剂为CDCl₃，频率分别为500.1 MHz和125.7 MHz。质谱数据由Finnigan-MAT-8430EI-MS质谱仪在70 eV条件下获得。

数据可用性

本研究生成或分析的所有数据均包含在本文及其补充信息文件中。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了法尔汉吉安大学（Farhangian University）的支持。