2-氰基-6-甲氧基苯并噻唑的合成与应用在化学领域具有广泛的研究价值。本文旨在探讨2-氰基-6-甲氧基苯并噻唑的有效合成方法以及其在化学合成中的应用。
简述：2-氰基-6-甲氧基苯并噻唑，英文名为2-Cyano-6-methoxybenzothiazole，灰白色至浅黄色结晶粉末，熔点为129-131℃，是萤火虫萤光素合成中的关键中间体。
萤火虫荧光素存在于萤火虫的发光细胞中，它对三磷酸腺甙(ATP)十分敏感，可用于ATP含量测定。在临床医疗、生命科学研究以及食品卫生检测和环境监测分析等方面得到了广泛的应用。其衍生物甲基荧光素也具有很好的生物医学 造影，报告基因等应用。
合成：
(1) 6-甲氧基-苯并噻唑-2-甲酰胺 (3) 的合成
在反应瓶中加入6-甲氧基苯并噻唑-2-甲酸 (2) 50 g (260 mmol) , 氯仿500 mL, DMF 1 mL和SOCl2 20 mL (300 mmol) , 搅拌下回流反应2 h。冷却, 于0 ℃滴加氨水50 mL;滴完, 继续反应2 h。过滤, 滤饼用水洗涤得白色固体3 45 g, 收率83% (粗品直接进行下步反应;用重结晶的方法制备少量纯品用于分析) , m.p.252 ℃～255 ℃；
（2）(2) 2-氰基-6-甲氧基-苯并噻唑 (4) 的合成
在反应瓶中加入粗品3 40 g (192 mmol) 和POCl3 80 mL, 搅拌下回流反应3 h。冷却至室温, 将其缓慢滴加到冰水中, 水相用乙酸乙酯 (2×100 mL) 萃取, 合并有机层, 依次用饱和NaHCO3溶液、水洗涤, 无水硫酸钠干燥, 减压除去溶剂, 粗品用乙酸乙酯重结晶得微黄色固体4 24 g, 收率66%, m.p.120 ℃～122 ℃。
应用：合成氘代甲基萤火虫荧光素。
以2-氰基- 6-甲氧基苯并噻唑(1)为原料，经脱甲基、氘甲基化，再与D-半胱氨酸盐酸盐水合物反应合成了新化合物——氘代甲基萤火虫荧光素，总收率46%，对映选择性100%。具体步骤如下：
(1)2-氰基-6-羟基-苯并噻唑(2)的合成
在反应瓶中加入BBr31.4mL(15 mmol)和二氯甲烷`15mL，搅拌下于－78℃滴加1 0.5 g(2.6 mmol)的二氯甲烷(5mL)溶液，滴毕，于室温反应 15 h(TLC监测)。用饱和NH4Cl溶液淬灭反应，用乙酸乙酯(2×10mL)萃取，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂后经硅胶柱层析［洗脱剂: A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=10∶1］纯化得无色晶体2 0.1 g，收率60%，m.p.212℃～215℃;
(2)2-氰基-6-氘代甲氧基苯并噻唑(3)的合成
在反应瓶中加入2 0.1 g(0.57 mmol)， K2CO3 0.157 g(1.14 mmol)及DMF 10mL，N2保 护，搅拌下于0℃加入CD3I 0.05mL(0.80 mmol);于60℃反应11 h(TLC监测)。加入饱和亚硫酸钠淬灭反应，用乙酸乙酯(2×5mL)萃取，合并有机相层，用无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂后经硅胶柱层析(A=1∶10)纯化得白色固体3 103 mg，收率95%，m.p.121℃～123℃;
(3)4的合成
在圆底烧瓶中加入3 50 mg(0.26 mmol)和甲醇3mL，搅拌使其溶解;加入D-半胱氨酸盐酸盐水合物35 mg(0.2 mmol)的甲醇(5mL)溶液;加入10%K2CO3 溶液至pH 7.5，于室温反应1.5 h (TLC监测反应)。加水50mL，用1 mol·L－1 盐酸调至p H 3，产生沉淀，过滤，滤饼干燥得淡黄色固体4 60 mg，收率80%，m.p.182℃～185℃。
(4)5的合成
在反应瓶中加入1 0.31 g(1.63 mmol)，D-半胱氨酸盐酸水合物0.288 g(1.64 mmol)，甲醇 15mL及水10mL，搅拌下加入K2CO 3 0.145 g(淡黄色逐渐变浅，有气体放出)，搅拌10 min(TLC 监测)。旋蒸除甲醇，残余液用0.1 mol·L－1NaOH溶液调至pH 8.5，用乙酸乙酯(2×10mL) 萃取，水层用1 mol·L－ 1 盐酸调至pH 1～2，有大量白色固体析出，过滤，滤饼干燥得白色固体5 0.38 g，收率80%，m.p.173℃～174℃。
参考文献：
[1]陈书艳,蔡晓阳,吴奇等. 氘代甲基萤火虫荧光素的全合成 [J]. 合成化学, 2013, 21 (05): 575-577. DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.2013.05.004
[2]祝曙英,吴奇,林成刚等. 荧光素的全合成 [J]. 合成化学, 2010, 18 (05): 633-635. DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.2010.05.026
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