5-苯基異噁唑-3-羧酸乙酯的合成研究*

張燕蕓 齊思佳 倪 雯 李洪爽 李福榮

(泰山醫(yī)學院藥學院，山東 泰安 271016)

異噁唑作為一種普遍存在雜環(huán)優(yōu)勢結構骨架，已經(jīng)表現(xiàn)出廣泛的藥理學活性，如抗腫瘤[1]、抗菌[2]、抗糖尿病[3]、抗病毒[4]、殺螨[5]等，因此吸引了眾多藥物化學工作者的廣泛關注。傳統(tǒng)合成異噁唑雜環(huán)的方法主要有：(1) 羥胺類化合物經(jīng)N-氯代丁二酰亞胺(NCS)氯代后，與炔烴進行[3+2]環(huán)加成反應[1]；(2) 腈類化合物經(jīng)氧化后與端基炔烴進行1,3-偶極環(huán)加成反應[6]。盡管以上方法為構建功能性異噁唑類化合物做出了較大貢獻，但是存在著副產(chǎn)物多、收率較低等缺點，尤其不能直接適用于多酚羥基苯基取代的異噁唑的合成。

圖1 四氫苯并噻唑類小分子TM

筆者課題組一直致力于四氫苯并噻唑類抗腫瘤小分子的合成[7]。為提高此類化合物的抗腫瘤活性，增強其代謝穩(wěn)定性，筆者設計了四氫苯并噻唑母核綴合異噁唑雜環(huán)的化合物(圖1，TM)，并探索了一條簡潔高效的方法合成此化合物的關鍵中間體。即以1-(3-氯-2,4,6-三羥基苯基)乙酮(A)為起始原料(圖2)，首先在K2CO3作用下利用溴化芐保護苯環(huán)上的三個酚羥基得到中間體(B)，隨后以NaH作為強堿與草酸二乙酯進行縮合得到烯醇型中間體(C)[8]。C與鹽酸羥胺直接縮合即得異噁唑環(huán)(D)，最后采用BCl3/DCM體系脫除芐基保護基制備得到了目標產(chǎn)物(E)。

圖2 目標產(chǎn)物E的合成路線

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1-(3-氯-2,4,6-三羥基苯基)乙酮，伊諾凱試劑公司產(chǎn)品；溴化芐，百靈威試劑公司產(chǎn)品；草酸二乙酯，阿拉丁試劑公司產(chǎn)品；鹽酸羥胺，百靈威試劑公司產(chǎn)品；三氯化硼，阿拉丁試劑公司產(chǎn)品；其他試劑及溶劑均為分析純，伊諾凱試劑公司產(chǎn)品。柱層析硅膠(200-300目)，青島海洋化工有限公司產(chǎn)品。

1.2 儀器設備

Bruker Avance 400 MHz核磁共振儀(四甲基硅烷為內(nèi)標，Acetone-d6為溶劑)，德國Bruker公司；Agilent 1100 ESI-MS液質(zhì)聯(lián)用儀，美國Agilent公司。

2 實驗方法

2.1 1-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)乙酮(B)的合成

于100 ml圓底燒瓶中，加入1.01 g (5 mmol) 1-(3-氯-2,4,6-三羥基苯基)乙酮(A)，溶于60 ml乙腈中，隨后加入2.42 g (17.5 mmol)碳酸鉀，攪拌5 min后，加入1.9 ml(16.0 mmol)溴化芐。反應液加熱回流6 h，冷卻至室溫，攪拌過夜。反應液過濾，濾餅用50 ml二氯甲烷洗滌，濾液減壓濃縮，柱層析純化，得1.44 g淡黃色固體(B)，收率61%。1H NMR (400 MHz，Acetone-d6)，δ：7.35～7.54 (m，15H)，6.96 (s，1H)，5.30 (s，2H)，5.23 (s，2H)，5.02 (s，2H)，2.39 (s，3H)；ESI-MS：calculated，472.96；found，473.30，[M+H]+。

2.2 2-羥基-4-氧代-4-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)-2-丁烯酸乙酯(C)的合成

于50 ml圓底燒瓶中，加入0.58 g (1.23 mmol) 1-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)乙酮(B)，溶于15 ml無水甲苯中，形成均相溶液，冷卻至0 ℃。向溶液中分批次加入73.6 mg (1.84 mmol)氫化鈉(含量為60%)，攪拌5 min后，逐滴加入183 μl(1.35 mmol)草酸二乙酯。相應的混合液加熱回流11 h，反應完畢，冷卻至室溫，溶劑減壓濃縮，加入1 N的鹽酸溶液酸化。乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗，有機相合并，無水硫酸鈉干燥，濃縮，柱層析純化，得513 mg淡黃色油狀物(C)，收率73%。1H NMR (400 MHz，Acetone-d6)，δ：7.33～7.56 (m，15H)，7.03 (s，1H)，6.65 (s，1H)，5.36 (s，2H)，5.27 (s，2H)，5.08 (s，2H)，4.31 (q，J= 7.2 Hz，2H)，1.31 (t，J= 7.2 Hz，3H)；ESI-MS：calculated，573.03；found，573.43，[M+H]+。

2.3 5-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)異噁唑-3-羧酸乙酯(D)的合成

于50 ml圓底燒瓶中，加入325 mg (0.57 mmol)2-羥基-4-氧代-4-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)-2-丁烯酸乙酯(C)，溶于15 ml乙醇中，隨后加入49.6 mg (0.71 mmol)鹽酸羥胺。反應液加熱回流4 h，冷卻至室溫，過濾，濾餅依次用乙醇、水、乙醇洗滌，得263 mg淡黃色油狀物(D)，收率81%。1H NMR (400 MHz，Acetone-d6)，δ： 7.33～7.56 (m，15H)，7.06 (s，1H)，6.87 (s，1H)，5.36 (s，2H)，5.28 (s，2H)，4.95 (s，2H)，4.40 (q，J= 7.2 Hz，2H)，1.37 (t，J= 7.2 Hz，3H)；ESI-MS：calculated，570.16；found，570.43，[M+H]+。

2.4 5-(3-氯-2,4,6-三羥基苯基)異噁唑-3-羧酸乙酯(E)的合成

于50 ml圓底燒瓶中，加入261 mg (0.458 mmol)5-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)異噁唑-3-羧酸乙酯(D)，溶于15 ml無水二氯甲烷中，氬氣環(huán)境、攪拌狀態(tài)下，于0 °C逐滴加入2.75 ml 1 M的BCl3溶于二氯甲烷的溶液，滴加完畢，反應液升至室溫攪拌3 h。反應完畢，于0 ℃攪拌下向反應液逐滴加入飽和的NaHCO3溶液，溶劑減壓蒸除，水相用乙酸乙酯萃取，無水硫酸鈉干燥，濃縮，柱層析純化，得87.8 mg淡黃色固體(E)，收率64%。1H NMR (400 MHz，Acetone-d6)，δ：9.18 (s，1H)，9.08 (s，1H)，8.57 (s，1H)，6.93 (s，1H)，6.37 (s，1H)，4.42 (q，J= 7.2 Hz，2H)，1.38 (t，J= 7.2 Hz，3H)；ESI-MS：calculated，299.66；found，298.17，[M-H]-。

3 結果與討論

3.1 保護和脫保護策略

目前常用的酚羥基保護基主要有乙酰基、三甲基硅基或芐基。鑒于乙?；腿谆杌荒苣褪芩嵝原h(huán)境，故選擇芐基作為酚羥基保護基。此外，芐基的脫保護條件是需要考慮的另一因素。芐基常用的脫保護條件為H2/Pd/C，但此條件極易脫除分子中的氯原子，因此并不適合此反應。BCl3/DCM體系可在較為溫和的條件下脫除芐基，且不會影響分子中的氯原子，因此最終選擇BCl3/DCM脫除芐基保護基。

3.2 合成5-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)異噁唑-3-羧酸乙酯(D)的反應條件優(yōu)化

表1 反應因素對D收率的影響

如表1所示，我們對環(huán)合反應進行了反應條件優(yōu)化。首先考察了反應溫度，發(fā)現(xiàn)反應隨著溫度的升高，收率也逐漸提高，當反應采用回流溫度時(即78 ℃)，溫度最高，達到81%；此外，我們對溶劑體系也進行了考察，發(fā)現(xiàn)采用其他溶劑，如乙腈、甲醇、四氫呋喃、二氯甲烷在各自的回流溫度下反應時，均不如乙醇作為溶劑時的收率高。

3.3 5-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)異噁唑-3-羧酸乙酯(D)的結構解析

從中間體D的1H NMR數(shù)據(jù)可以看出，δ 7.33-7.56為芐基苯環(huán)上的15個H；δ 7.06為含氯原子的苯環(huán)上的H；δ 6.87為異噁唑環(huán)上的H；δ 5.36、5.28、4.95分別為芐基-CH2-上的兩個H，均為單峰；δ 4.40為末端酯基-CH2-上的兩個H，因受鄰位耦合的影響(J為7.2 Hz)，裂分為四重峰；δ 1.37為末端酯基-CH3上的三個H，裂分為三重峰。

以1-(3-氯-2,4,6-三羥基苯基)乙酮(A)為起始原料，經(jīng)芐基保護、縮合、分子間環(huán)合得到5-(2,4,6-三芐氧基-3-氯苯基)異噁唑-3-羧酸乙酯(D)。對合成中間體D的反應條件進行了優(yōu)化：以乙醇為溶劑、在回流溫度下反應時收率最高，達到81%。最后經(jīng)BCl3/DCM體系脫除芐基保護基得到了四氫苯并噻唑類小分子藥物的關鍵中間體E。四步反應總收率達到23.1%。此合成方法具有原料簡易可得、反應條件溫和、收率較高等一系列優(yōu)點，不僅適合多酚羥基苯基取代的異噁唑的合成，也為后續(xù)四氫苯并噻唑類衍生物的合成奠定了基礎。