恶唑类化合物的合成方法综述

第一章：噁唑类化合物的合成方法综述

1.引言：

含有两个杂原子且其中一个杂原子为N 的五元环体系叫唑,数目很多。根据杂原子在环中位置不同,有可分为1，2-唑和1，3-唑。五元环中杂原子为N 、O 的化合物是噁唑类化合物，其种类较多，有噁唑(1)、噁唑啉(2)、噁唑烷(3)、噁唑酮、苯并噁唑(4)等。

N O

N

O

NH

O

1

111

2

34

N

O

N

O

N

O

n

5

噁唑类化合物是一类重要的杂环化合物，一些具有噁唑环的化合物具有生物活性[1]。例如2-氨基噁唑具有杀真菌、抗菌、抗病毒作用[2]。同时它们在中间体、药物合成中也具有广泛的用途[3，4，5]。分子结构中含有噁唑环的聚苯并噁唑（5）是耐高温的高聚物[6]。

噁唑（1）是1，3位含有O 、N 原子的五元环,为有像吡啶一样气味且易溶于水的液体，是非常稳定的化合物，它在热的强酸中很稳定，不发生自身氧化反应，不参与任何的正常的生物化学过程。其二氢和四氢杂环化合物叫做噁唑啉或4,5－二氢唑啉（2）和噁唑烷或四氢噁唑啉（3）。

虽然噁唑环这个名称还是Hantzsch 在1887[1]年确定的，但一向没有人作过大量深入的研究，因为这个环系不常见于天然产物中，而且制备也相当困难。直到青霉素的出现，才推动了噁唑的研究。青霉素本身虽没有噁唑环，但它最初是疑为是属于这个环系的。青霉素实际含有一个噻唑环，而噁唑是噻唑的氧的类似物。因为青霉素是一个很重要的药品，研究的范围也由噻唑推广到了噁唑。下面我们就将噁唑类化合物的合成方法进行综述。

2.合成方法

噁唑类化合物可由提供N ，O 原子的化合物来合成。

2.1.Cornforth 法合成噁唑环

1947年由Cornforth 等人首次合成第一个含有噁唑环的化合物[7]。其过程如下：

HCN + (CH 3)2CHOH + HCl

H 2

N=CHOCH(CH 3)2

2

22

EtO 2CCH 2-N=CHOCH(CH 3)2

水解

喹啉Cl

C N

HC

CHOCH(CH 3)2O

K

EtO 2C

N

O

EtO 2C

N

O

HOOC

N O

据此设计合成噁唑-4-羧酸乙酯的路线如下[7]。

H ClNH 2

Oi

Pr

OiPr N

CO 2Et

OK

N

CO 2

Et

OiPr

N

O

CO 2Et

57%

82%

34%

2.2. 碱催化酰氨基磺酰烯关环合成法

用3-酰氨基-2-碘-1-苯磺酰烯在碱催化下关环可得到噁唑化合物[8]。

H N

O

Me

O

NH

I

Me

PhSO 2

H

N

O

PhO 2SH 2C

Me

aq ,EtAc hv 80℃

THF 0℃

38%

94%

2.3.由西佛碱氧化法合成

在温和的反应条件下，用二醋酸碘苯作氧化剂可以以良好产率将西佛碱氧化生成2-芳基-5-甲氧基噁唑化合物[9]。

methanol , 1h

O

CH 3

O

N

Ar

N

O

Ar

OCH 3

下表为相同合成反应所对应的反应物、生成物与产率：

表1

N

O

OCH 3Ph

PhCH NCH 2COCH 3

CH NCH 2COCH 3

CH NCH 2COCH 3

O

CH NCH 2COCH 3

O

CH NCH 2COCH 3

CH NCH 2COCH 3

O

p-CH 3OC 6H 4p-CH 3C 6H 4p-ClC 6H 4 p-O 2NC 6H 4N

O

OCH 3

N

O OCH 3

N

O

OCH 3N

O

OCH 3

N

O

OCH 3

81

84

88

76

71

82

p-CH 3OC 6H 4

p-CH 3C 6H 4

p-ClC 6H 4

p-O 2NC 6H 4

p-EtC 6H 4

生成物 产率 %

p-EtC 6H 4反应物

2.4 用α-酰胺基羰基化合物脱水环合合成

α-酰胺基羰基化合物脱水环化是噁唑的重要合成方法。

NH N O

O O

-H 2O

2.4.1. Robinson-Gabriel 法合成

Robinson-Gabriel [10]法是合成噁唑的一种典型方法，将α-酰胺基取代的酮由H 2SO 4

或P 2O 5、SOCl 2、PCl 5等脱水剂处理，环合而成噁唑环（α-酰胺基取代的酮经过酮肟还原、酰化来制备），通过示踪原子18O 表明噁唑中的氧来自酰胺基[11]。

CH 2C

NH H 3C O C CH 3

O

N

O

N

O HO H 3C CH 3

CH 3

H 3C

*H 2SO 4 或 SOCl 2或 PCl 5

*