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 ONONHO1111234NONONOn5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 + HClH 2N=CHOCH(CH 3)2222EtO 2CCH 2-N=CHOCH(CH 3)23KOEtAcOH水解喹啉ClC NHCCHOCH(CH 3)2KEtO 2CNOEtO 2CNOHOOCN O据此设计合成噁唑-4-羧酸乙酯的路线如下[7]。

H 2OiPrOiPr NCO 2EtNCO 2EtOiPrNOCO 2Et222AcOH57%82%34%HCO 2Et EtOK2.2. 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 NOMeONHIMePhSO 2HNOPhO 2SH 2CMeaq ,EtAc hv 80℃THF 0℃38%94%PhSO 2Na I 22.3.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 , 1hOCH 3ONArNOArOCH 3下表为相同合成反应所对应的反应物、生成物与产率：表1NOOCH 3PhPhCH NCH 2COCH 3CH NCH 2COCH 3CH NCH 2COCH 3OCH NCH 2COCH 3OCH NCH 2COCH 3CH NCH 2COCH 3Op-CH 3OC 6H 4p-CH 3C 6H 4p-ClC 6H 4 p-O 2NC 6H 4NOOCH 3NO OCH 3NOOCH 3NOOCH 3NOOCH 3818488767182p-CH 3OC 6H 4p-CH 3C 6H 4p-ClC 6H 4p-O 2NC 6H 4p-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 OO O-H 2O2.4.1. 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 2CNH H 3C O C CH 3ONONO HO H 3C CH 3CH 3H 3C-H 2O*H 2SO 4 或 SOCl 2或 PCl 5*O ONHPhPhNOPhPhNHOPhPh HO72%浓 H SONHO OCH 3H 3CH SO (CH 3CH 2O)2ONOCH 3H 3CHCOCH 2COCH 3NHNOOOHC 2H 5OC 2H 5OP 2O 5C 2H 5ONH 2OO[12]采用此法环合收率高。

作为原料的酰胺基酮除用肟来制备外，亦很易从α—氨基酸和酸酐作用取得：Zn, HOAc Ac 2ONOH ON HOO2HONH 2ON HOO如果原料改用酰基取代的氨基酸酯，则环合生成相应的烷氧基取代的噁唑。

CH 2COOEtHN CH 3CONO OEtH 3C用达金—韦斯特（Dakin-West ）[13]α- 氨基酸和乙酸酐（在吡啶或碱存在下）反应，氨基被酰化后进一步反应得到环状酸酐 - 氮杂酯（6）,它的活泼CH 原子团在碱的影响下失去质子，碳原子成为碳负离子，它再和酸酐作用形成新的C-C 键，水解脱羧得到α- 酰氨基酮（7）。

α- 酰氨基酮（7）进一步脱水得到噁唑[14]。

RCH COOHNH 2(CH CO)ORCH COOHNH COCH 3H 2ON O ORCH 3NORCH 3H 3COCC NH COCH 3RCOOHCOCH 3CH NH COCH 3R COCH 3NORH 3CCH 37(CH 3CO)2O 32H 2SO 4-CO 6二芳基噁唑由芳基羧酸先制成酰氯，然后和氨基醇反应成含羟基的酰胺，再经羟基 氧化成醛，最后由POCl 3脱水环合[15]而得。

NCF 3COOHN CF 3COClNCF 3NCF 3SOCl 2HOCH CH(NH )CH CH RT ,2h, CH 2Cl 2 , Et 2N回流2hPeidodinan CH 2Cl 2POCl 3NH CHEtCH 2OHNCF 3NH CHEt CHONOEtOO后来人们对此进行了改进，在碱性条件下,不经过羟基氧化而直接由α—羰基和与羟基相邻的碳原子结合而形成噁唑。

若噁唑环处于两个芳环之间时，可利用上述改进的方法通过芳基酰胺可以和醛基羧酸[16]、醛基羧酸甲酯[17]或乙酯先生成中间体，然后再进一步接环，环合衍生得到噁唑。

芳基酰胺和醛基羧酸甲酯反应式如下：FFNH 2OF FN H OCHCOOCH 3OHCHOCOOCH F FN H OCHCH 2OH IF FN H OCHCO 2CH 3INOFFINaOHReduction当使用CHOCOOH 时，在经溴代噻吩接环后，需要将羧酸甲酯化（先经氯化亚砜酰化，再经甲醇酯化）。

后续反应相似，可制得下列同系物。

NOFFS如果采用芳基乙酸酯为原料，经异氰酸酯作用后得到酮肟，再经还原成胺，酰化成β -酰氨基醇后接环，同样经过碱作用环合而成噁唑[18]。

反应式如下：F FNHOCH 2COOEtC 4H 9ONCCCOOEtNOHCH CH 2OHNH 2N OFF4COClFFCHHOH 2CNaOH+如果芳基酰胺和ClCH 2CH （OCH 3）2反应，可以同样合成噁唑。

生成的中间体需在 三氧化铝作用下接环，在NaOH 作用下环合，得到噁唑[17，18]。

FFNH 2OFFN HOCHOCH 3CH 2Cl ClCH 2CH(OCH 3)2N OFFIEtO +邻氨基酚与乙酸酐作用，首先N-乙酰化，而后在较高温度下与相邻的羟基脱 水环合，生成2-甲基苯并噁唑[19]。

NH 2OHOHCNH CH 3O OCNH CH 3OHNOCH 3+ 2 (CH 3CO)2O + AcOH有邻氨基对甲苯酚与羟基丁二酸在酸性催化剂作用下脱水，环合得到双5-甲基苯 并噁唑乙烯OH 3COH CC HCH 32.4.2.Hoffmann 法合成α-酰氨基醛类化合物在三苯基磷，六氯乙烷作用下脱水环合得到2，4-二取代噁唑类化合物。

对于利用α-酰氨丙酮脱水环化这种常用方法, Hoffmann 等人将此进行改进,放弃了条件剧烈的H 2SO 4或P 2O 5、SOCl 2、PCl 5等等,而使用比较温和的三苯基磷和六氯乙烷作为环合试剂.Sibi,M.P 和Mentzel ，M.和Hoffmann [20]等人采用此法合成了2-4-二取代噁唑。

OR 1H NOHOOOR 1H NNOO OR 1H NNR 2OOOR 1H NHR 2OⅱⅲⅳNOR 2R 1333ⅰ):羰基二咪唑,N-甲基-O-羟甲基-氨基氢氧化物,CH 2Cl 2; ⅱ):HCl,乙醚; ⅲ):R 2 的氯代酸,TEA, CH 2Cl 2 or R 2酸, 羰基二咪唑,吡啶, CH 2Cl 2; ⅳ): LAH,THF.此类反应的机理如下：R2OR OPPh 3Cl 2R 2PPh 3Cl 2R 3Cl13ClR 3R 1R 1NOR 2R 1[21]下表为此类反应对应产物的产率：表22.4.3 符雷德（Wrede ）法合成符雷德（Wrede ）[22]用α—氨基酸和乙酸酐及乙酸钠共热，然后在100℃用五氯化磷处理，则发生环化作用得到2，5-二甲基噁唑。

RCHCOOH NH 2RCHCOOH NHCOCH 3(CH 3CO)2OCHCOOH NHCOCH 3RN ORH 3CCH 3PCl 5CH 3COONa , (CH 3CO)2O 100℃这个方法实际上是由两个反应组合成的：即由达金—韦斯特（Dakin-West ）α—酰氨基酮合成和罗宾森—加布里埃尔（Robinson-Gabriel ）噁唑合成两个反应组合。

这个方法由于产率低，所以没有实用价值。

2.4.4 周培根法合成在2004年，周培根[23]等人利用色氨酸与取代的苯甲酸在DCC 催化下脱水缩合得到酰胺,再通过DDQ 苄位氧化和分子环合生成5-(3′-吲哚基)-噁唑。

N COOHNH 2HR OH / SOCl N NH 2.HClH322 86.1 ～92.5%N HR 1OOCNH OR 3R 2N HR 1OOCN OR 3R 2N HHOOCN OR 3R 2DDQ /THF 4mol L -1 KOH / EtOH , then AcOH ,89.1～93.5%其中：R 1= Me 或 Et ，R 2= H 或 OH ，R 3= H 或 OH 或 OCH 3 或 Cl 。

以丙酰乙酸乙酯(8)为原料,经溴化得到4-溴丙酰乙酸乙酯(9),3与苯甲酰胺在甲苯中回环合得到2-(5-甲基-2-苯基-4-噁唑)-乙酸乙酯(10),用氢化铝锂还原（10）,即得2-(5-甲基-2-苯基-4-噁唑)-乙醇(11)[24]。