CN102659705A - 3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法 - Google Patents
3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,是在反应溶剂中,以N-羟基氯代酰亚胺类化合物、醛类化合物和二级胺作为反应原料,在碱的作用下,反应得到4,5-二氢异噁唑类化合物。然后,在氧化剂mCPBA的作用下,氧化得到3,4-二取代异噁唑类化合物。此类产物骨架广泛的存在于药物活性分子和天然产物中,具有非常好的生物活性和药理活性,如抗癌活性,抗过敏活性和抗肿瘤活性,其药用价值非常高。本发明反应条件温和,原料易得价廉,操作简单,产率高,可以广泛适用于工业化规模生产。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,属于有机化合物工艺应用技术领域。
背景技术
3,4-二取代异噁唑类化合物是一类非常重要医药化工中间体,具有非常高的应用价值。此类产物广泛的存在于药物活性分子和天然产物中,具有非常好的生物活性和药理活性,如抗癌活性,抗过敏活性和抗肿瘤活性,其药用价值非常高。具有此核心骨架的天然产物和药物分子,例如:Antianaphylactic agent,Drug candidate for liver fibrosis,Cognitiveenhancer,Leflunomide,Cloxacillin,NVP-AUY922(anticancer drug)等,如以下所示:
然而,现有技术公开的高效合成3,4-二取代异噁唑类化合物的方法很少,并且都需要或者多步反应,或者金属催化,或者产率非常低。本发明克服现有技术的以上缺陷,提供了一种制备3,4-二取代异噁唑类化合物的新方法。此方法简单、操作容易、原料易得价廉,产物收率高,非常实用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成3,4-二取代异噁唑类化合物的新方法,在反应溶剂中,利用N-羟基氯代酰亚胺类化合物、醛类化合物和二级胺作为反应原料,在碱的作用下,反应得到4,5-二氢异噁唑类化合物。然后,在氧化剂mCPBA的作用下,氧化得到3,4-二取代异噁唑类化合物。
反应过程如式(I)所示:
其中,R1、R2是烷基、环烷基,芳基、杂环;、R2是氢原子、烷基、环烷基,芳基、杂环;R3,R4是烷基,芳基,杂环,它们之间成环或不成环。本发明中,R1、R2、R3、R4包括但不仅仅局限于上述基团。
本发明中,在反应瓶中,将二级胺(底物3)(Z mmol)和碱(W mmol)溶解在U mL溶剂中,温调到V ℃后,将醛类化合物(底物2)(Y mmol)加入到反应中。然后,将N-羟基氯代酰亚胺类化合物(底物1)(X mmol)溶解在RmL溶剂中,分5次加入到反应体系。反应在V℃下反应10分钟后,温度调至室温,反应1.5小时。TLC跟踪点板,反应结束后,快速柱层析纯化得到产物4(4,5-二氢异噁唑类化合物)。将产物4(S mmol)溶解在O mL溶剂中,加入1.5当量的mCPBA,室温反应P小时。TLC跟踪反应,原料消失后,快速柱层析得到产物5(3,4-二取代异噁唑类化合物)。
本发明中,所述碱为有机碱,包括:三乙胺,二异丙基乙基胺,N-甲基吗啡啉,4,4-二甲氨基吡啶,吡咯,环己基胺,DBU,TBD,手性脯氨酸及其衍生物,金鸡钠碱和金鸡钠碱季铵盐及其衍生物,手性DMAP衍生物,手性恶唑烷酮衍生物,手性硫脲,手性氨基酸,多肽类化合物,以及如式(1)-式(13)所示的任一化合物,
其中:R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29,R30可以为烷基,也可以为芳基,它们之间可以成环,也可以不成环。
其中,所述的二级胺是式(3a)-式(3g)所示的化合物:
其中,R1,R2,R3,R4为烷基、环烷基、杂环、或芳基;Ar1,Ar2是各种取代的芳环。
其中,所述碱的用量为1.0当量-3.0当量。
其中,所述溶剂是甲苯、乙醚、THF、DCM、MeCN、MeOH、Brine。本发明所涉及到的溶剂包括但不仅仅局限于上述化合物。
其中,所述的氧化剂是mCPBA,其用量为碱作用下反应得到的化合物4(4,5-二氢异噁唑类化合物)的1.5当量。
其中,所述反应在0℃至50℃进行反应。优选地,反应温度为0℃下反应10分钟,或室温下反应1.5小时。
其中,所述底物1(N-羟基氯代酰亚胺类化合物)的浓度为0.05mol/L-1mol/L;底物1(N-羟基氯代酰亚胺类化合物)∶底物2(醛类化合物)∶底物3(二级胺)=1∶(1-4)∶(1-4)。优选地,底物1∶底物2∶底物3=1∶4∶2.2。
本发明的优点包括:本发明合成方法所使用的各原料非常简单,均为工业化商品,来源广泛,价格低廉,并且非常稳定,不需要特殊保存条件。其次,此合成方法简单、操作容易、产物收率高,实用性非常强。再者,本发明具有成本低、效率高、工艺简、污染少的特色,完全可以进行大规模生产。
本发明构建的3,4-二取代异噁唑环类化合物,广泛存在于各类高活性天然产物和药物分子中,表现出不同的生物活性,如抗癌活性,抗过敏活性和抗肿瘤活性,其药用价值非常高等。利用本发明可以为药物研发、小分子药物的高通量筛选、以及天然产物合成提供非常实用的新方法。
具体实施方式
结合以下具体实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。以下实施例所给出的数据包括具体操作和反应条件及产物。产物纯度通过核磁鉴定。
实施例1
底物1的合成方法:
将底物A(10.0mmol)溶解在10mL的乙醇和0.5mL的吡啶中,加热到80℃。搅拌5分钟后,一次性加入盐酸羟胺(12.0mmol)。在80℃下反应2小时,TLC板检测反应,底物A消失后,旋去溶剂。加入5mLDCM,0oC下搅拌10分钟,出现悬浊液。将固体过滤掉,把滤液旋干得到产物B。将产物B(8.75mmol)溶在10mL的DCM中,滴入5滴吡啶,降到0oC搅拌5分钟。然后,在30分钟内,分批加入NCS(10.5mmol)。加完后,反应暖至室温,搅拌反应,直到B消失。加入20mL水并用DCM萃取,柱层析分离得到黄色粉末产物1(N-羟基氯代酰亚胺类化合物)。
例如:
将底物A1苯甲醛(10.0mmol)溶解在10mL的乙醇和0.5mL的吡啶中,加热到80℃。搅拌5分钟后,一次性加入盐酸羟胺(12.0mmol)。在80℃下反应2小时,TLC板检测反应,底物A消失后,旋去溶剂。加入5mL DCM,0℃下搅拌10分钟,出现悬浊液。将固体过滤掉,把滤液旋干得到产物B1(产率96%)。将产物B1(8.75mmol)溶在10mL的DCM中,滴入5滴吡啶,降到0℃搅拌5分钟。然后,在30分钟内,分批加入NCS(10.5mmol)。加完后,反应暖至室温,搅拌反应,直到B消失。加入20mL水并用DCM萃取,柱层析分离得到黄色粉末产物1a(产率85%)。
实施例2
在反应瓶中,将底物3a(74.5μL,0.88mmol)和TEA(53.9μtL,0.4mmol)溶解在4mL甲苯中,温度调到0℃后,将底物2a(173.9μL,1.6mmol)加入到反应中。然后,将底物1a(62.2mg,0.4mmol)溶解在0.2mL甲苯中,分5次加入到反应体系。反应在0℃下反应10分钟后,温度调至室温,反应1.5小时。TLC跟踪点板,反应结束后,快速柱层析纯化得到产物4aa (100mg,98%).1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.75-7.69(m,2H),7.48-7.41(m,3H),5.41(d,J=2.7Hz,1H),3.40(dd,J=3.5,2.8Hz,1H),2.91-2.68(m,4H),2.22-2.13(m,1H),1.83-1.78(m,4H),1.10(d,J=6.9Hz,3H),0.83(d,J=6.9Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.2,129.6,128.8,126.8,95.3,56.2,46.9,28.1,23.8,20.6,17.1;HRMS(ESI)calcd for C16H23N2O(M+H+)259.1805,found 259.1812.
实施例3
操作同实施例2,溶剂使用THF,产率93%。经谱图检测产物为化合物4aa。
实施例4
操作同实施例2,溶剂使用Et2O,产率97%。经谱图检测产物为化合物4aa。
实施例5
操作同实施例2,溶剂使用MeCN,产率72%。经谱图检测产物为化合物4aa。
实施例6
操作同实施例2,溶剂使用MeOH,产率58%。经谱图检测产物为化合物4aa。
实施例7
操作同实施例2,溶剂使用Brine,产率39%。经谱图检测产物为化合物4aa。
实施例8
操作同实施例2,溶剂使用DCM,产率99%。经谱图检测产物为化合物4aa。
实施例9
操作同实施例2.产率:89%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.71-7.63(m,2H),7.43-7.36(m,3H),5.76(dd,J=9.7,4.0Hz,1H),3.40(dd,J=17.5,9.7Hz,1H),3.13(dd,J=17.5,4.1Hz,1H),2.89-2.67(m,4H),1.78-1.75(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=154.49,129.79,128.63,126.39,93.63,46.46,37.53,23.89;HRMS(ESI)calcd for C13H17N2O(M+H+)217.1335,found217.1343.
实施例10
操作同实施例2.产率:84%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.70-7.66(m,2H),7.41-7.36(m,3H),5.33(d,J=2.5Hz,1H),3.35(ddd,J=8.2,3.7,2.6Hz,1H),2.86-2.63(m,4H),1.78-1.74(m,4H),1.66-1.59(m,2H),0.95(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.60,129.66,129.20,128.75,126.62,98.27,51.26,46.90,23.83,23.73,10.61;HRMS(ESI)calcd forC15H21N2O(M+H+)245.1648,found 245.1660.
实施例11
操作同实施例2.产率:82%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.70-7.65(m,2H),7.42-7.37(m,3H),5.34(d,J=2.5Hz,1H),3.37(ddd,J=8.7,3.6,2.5Hz,1H),2.85-2.62(m,4H),1.78-1.72(m,4H),1.68-1.38(m,4H),0.91(t,J=7.2Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.90,129.65,129.24,128.77,126.63,98.73,50.04,46.93,33.02,23.76,19.92,13.95;HRMS(ESI)calcdfor C16H23N2O(M+H+)259.1805,found 259.1816.
实施例12
操作同实施例2.产率:84%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.70-7.67(m,2H),7.42-7.37(m,3H),5.34(d,J=2.4Hz,1H),3.36(ddd,J=8.9,3.5,2.6Hz,1H),2.86-2.61(m,4H),1.78-1.74(m,4H),1.61-1.28(m,6H),0.87(t,J=7.0Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.88,129.63,129.21,128.74,126.60,98.68,50.16,46.90,30.57,28.74,23.73,22.56,13.83;HRMS(ESI)calcd for C17H25N2O(M+H+)273.1961,found 273.1968.
实施例13
操作同实施例2.产率:87%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.69-7.66(m,2H),7.42-7.37(m,3H),5.33(d,J=2.5Hz,1H),3.35(ddd,J=8.8,3.5,2.5Hz,1H),2.85-2.62(m,4H),1.78-1.73(m,4H),1.60-1.42(m,2H),1.31-1.20(m,6H),0.87-0.83(m,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.87,129.63,129.20,128.74,126.60,98.65,50.21,46.90,31.63,30.81,26.28,23.72,22.38,13.91;HRMS(ESI)calcd for C18H27N2O(M+H+)287.2118,found 287.2131.
实施例14
操作同实施例2.产率:98%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.65-7.61(m,2H),7.35-7.27(m,8H),5.42(d,J=2.8Hz,1H),4.43(d,J=2.8Hz,1H),2.91-2.68(m,4H),1.83-1.78(m,4H).;13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=156.87,138.27,129.21,128.59,127.59,127.31,126.89,102.07,57.24,47.01,23.83;HRMS(ESI) calcd for C19H21N2O(M+H+)315.1468,found 315.1471.
实施例15
操作同实施例2.产率:96%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.73-7.70(m,2H),7.43-7.38(m,3H),7.32-7.20(m,5H),5.38(d,J=2.1Hz,1H),3.68(ddd,J=9.7,4.5,2.1Hz,1H),3.09(dd,J=14.5,4.5Hz,1H),2.81(dd,J=14.4,9.7Hz,1H),2.77-2.55(m,4H),1.72(dd,J=9.8,3.6Hz,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.64,137.83,129.71,129.03,128.91,128.81,128.58,126.70,126.67,98.06,51.22,46.97,36.67,23.67;HRMS(ESI)calcd for C20H23N2O(M+H+)307.1805,found 307.1805.
实施例16
操作同实施例2.产率:95%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.60-7.55(m,4H),7.39-7.34(m,6H),5.52(d,J=2.6Hz,1H),5.37(d,J=2.4Hz,1H),3.57-3.41(m,2H),2.91-2.58(m,8H),1.82-1.74(m,8H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.53,157.29,130.07,129.96,129.01,128.86,126.89,126.60,99.52,98.33,47.96,47.62,47.10,46.82,34.07,31.16,23.88,23.79;HRMS(ESI)calcd for C27H33N4O2(M+H+)445.2598,found 445.2603.
实施例17
操作同实施例2.产率:83%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=8.18-7.79(m,4H),7.41-7.21(m,5H),5.55(d,J=3.1Hz,1H),4.48(d,J=3.1Hz,1H),2.95-2.71(m,4H),1.87-1.83(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=155.41,147.97,137.35,135.21,129.40,127.95,127.41,127.13,123.79,103.42,56.24,46.92,23.85;HRMS(ESI)calcd for C19H20N3O3(M+H+)338.1499,found338.1503.
实施例18
操作同实施例2.产率:80%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.45-7.14(m,9H),5.59(d,J=3.5Hz,1H),4.90(d,J=3.4Hz,1H),3.08-2.78(m,4H),1.88-1.83(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.53,137.73,132.39,131.71,130.42,130.30,128.97,128.48,127.51,127.42,127.36,127.33,126.75,102.52,58.27,47.23,24.04;HRMS(ESI)calcd for C19H20ClN2O(M+H+)327.1259,found 327.1274.
实施例19
操作同实施例2.产率:81%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.61-7.23(m,9H),5.45(d,J=2.8Hz,1H),4.44(d,J=2.8Hz,1H),2.92-2.72(m,4H),1.87-1.83(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=156.02,137.86,135.60,130.15,129.27,128.85,128.08,128.03,127.89,127.74,127.47,127.23,102.29,57.00,46.97,23.82;HRMS(ESI)calcd for C19H20ClN2O(M+H+)327.1259,found 327.1268.
实施例20
操作同实施例2.产率:86%;1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.68-6.81(m,9H),5.45(d,J=3.0Hz,1H),4.85(d,J=3.0Hz,1H),3.78(s,3H),3.01-2.71(m,4H),1.85-1.81(m,4H);13CNMR(75MHz,CDCl3):δ=157.33,138.64,130.93,130.34,128.76,128.62,127.37,127.13,120.75,111.23,101.40,58.72,55.29,47.10,23.87;HRMS(ESI)calcd for C20H23N2O2(M+H+)323.1754,found 323.1765.
实施例21
操作同实施例2.产率:83%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=9.22(d,J=8.6Hz,1H),7.85-7.78(m,2H),7.66-7.46(m,3H),7.35-7.20(m,6H),5.48(d,J=2.7Hz,1H),4.69(d,J=2.8Hz,1H),3.02-2.79(m,4H),1.86-1.82(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=157.71,138.51,134.07,131.12,130.44,129.15,128.48,128.04,127.83,127.53,127.37,127.24,126.16,125.73,124.68,100.59,59.60,47.10,23.84;HRMS(ESI)calcd for C23H23N2O(M+H+)343.1805,found343.1802.
实施例22
操作同实施例2.产率:81%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.36-7.23(m,6H),7.00-6.98(m,1H),6.91-6.88(m,1H),5.44(d,J=3.1Hz,1H),4.38(d,J=3.1Hz,1H),2.93-2.68(m,4H),1.83-1.79(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=153.05,138.14,129.27,129.18,129.12,128.14,127.73,127.56,127.35,127.22,126.35,102.55,58.18,47.00,23.91;HRMS(ESI)calcd forC17H19N2OS(M+H+)299.1213,found 299.1221.
实施例23
操作同实施例2.产率:77%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=8.49-8.47(m,1H),7.99-7.95(m,1H),7.67-7.61(m,1H),7.29-7.14(m,6H),5.53(d,J=2.8Hz,1H),4.79(d,J=2.8Hz,1H),2.97-2.68(m,4H),1.83-1.78(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=158.98,149.32,138.65,136.12,128.72,127.47,127.13,123.71,121.96,102.80,55.83,46.94,23.84;HRMS(ESI)calcd forC18H20N3O(M+H+)294.1601,found 294.1606.
实施例24
操作同实施例2.产率:98%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=7.35-7.23(m,3H),7.17-7.13(m,2H),5.23(d,J=2.8Hz,1H),3.98(d,J=2.8Hz,1H),2.86-2.61(m,4H),2.21-2.14(m,1H),1.81-1.76(m,6H),1.73-1.49(m,4H),1.20-1.10(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=163.06,138.44,129.00,127.46,127.39,100.08,58.32,46.99,36.52,31.52,30.13,26.00,25.81,25.72,23.79;HRMS(ESI)calcd for C19H27N2O(M+H+)299.2118,found 299.2125
实施例25
操作同实施例2.产率:97%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=5.11(d,J=3.1Hz,1H),2.88(dd,J=3.2,3.1Hz,1H),2.79-2.56(m,4H),2.26-2.16(m,1H),2.06-1.88(m,5H),1.76-1.72(m,4H),1.29-1.22(m,6H),1.01(d,J=6.9Hz,3H),0.79(d,J=7.0Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=162.29,93.26,57.40,46.80,36.53,31.86,29.46,27.72,26.23,25.94,25.88,23.70,20.39,17.00;HRMS(ESI)calcd for C16H29N2O(M+H+)265.2274,found 265.2281.
实施例26
将产物4aa(129mg,0.5mmol)溶解在1mL溶剂中,加入1.5当量的mCPBA(129.4mg,0.75mmol),室温反应4小时。TLC跟踪反应,原料消失后,快速柱层析得到产物5aa(88.8mg,95%).1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=8.23(d,J=0.9Hz,1H),7.64-7.59(m,2H),7.49-7.44(m,3H),3.05-2.91(m,1H),1.19(d,J=6.8Hz,6H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=161.07,154.50,129.66,129.29,128.66,128.19,125.67,23.28,23.03;HRMS(ESI)calcd for C12H14NO(M+H+)188.1070,found 188.1066.
实施例27
操作同实施例2,产率:93%,1H NMR(300MHz;CDCl3):δ=8.58(s,1H),8.25-8.20(m,2H),7.72-7.68(m,2H),7.41-7.37(m,3H),7.25-7.22(m,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=158.36,156.95,148.47,134.94,129.50,129.04,128.85,128.56,128.02,123.77,120.47;HRMS(ESI)calcd for C15H11N2O3(M+H+)267.0764,found 267.0763.
实施例28
一锅法合成产物5aa:
在反应瓶中,将底物3a(74.5μL,0.88mmol)和TEA(53.9μL,0.4mmol)溶解在4mL甲苯中,温度调到0℃后,将底物2a(173.9μL,1.6mmol)加入到反应中。然后,将底物1a(62.2mg,0.4mmol)溶解在0.2mL甲苯中,分5次加入到反应体系。反应在0oC下反应10分钟后,温度调至室温,反应1.5小时。然后一次性加入mCPBA(345.1mg,2.0mmol),室温下反应3小时。快速柱层析得到产物5aa,产率82%。经谱图检测产物为化合物5aa。
Claims (8)
2.如权利要求1所述的3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,其特征在于,所述的碱是有机碱,包括:三乙胺,二异丙基乙基胺,N-甲基吗啡啉,4,4-二甲氨基吡啶,吡咯,环己基胺,DBU,TBD,手性脯氨酸及其衍生物,金鸡钠碱和金鸡钠碱季铵盐及其衍生物,手性DMAP衍生物,手性恶唑烷酮衍生物,手性硫脲,手性氨基酸,多肽类化合物,以及式(1)-式(13)所示的化合物,
其中:R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29,R30为烷基或芳基;它们之间可以成环,也可以不成环。
4.如权利要求1所述的3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,其特征在于,所述碱的用量为1.0当量-3.0当量。
5.如权利要求1所述的3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,其特征在于,所述溶剂是甲苯、乙醚、THF、DCM、MeCN、Me0H、Brine。
6.如权利要求1所述的3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,其特征在于,所述反应在0℃至50℃进行反应。
7.如权利要求1所述的3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,其特征在于,所述N-羟基氯代酰亚胺类化合物的浓度为0.05mol/L-1mol/L。
8.如权利要求1所述的3,4-二取代异噁唑类化合物的合成方法,其特征在于,所述N-羟基氯代酰亚胺类化合物∶醛类化合物∶二级胺=1∶(1-4)∶(1-4)。
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