CN107573298B - 一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成2,5‑二取代恶唑化合物的制备方法,以N‑(炔丙基)芳基酰胺和芳基酰氯由三价铁化合物催化发生环化偶联的串联反应,一步法生成一系列恶唑化合物,收率83%~95%。本方法操作简单,原料和试剂简单,反应产率较高,避免了传统方法前体制备麻烦,催化剂昂贵、条件苛刻的缺点,产物易分离纯化,适用于多种取代的恶唑类化合物。

Description

一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,尤其涉及一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法。
背景技术
多取代的恶唑环结构普遍存在于天然物质和药物活性物质中,在有机合成、发展新材料化学领域也有着广泛的应用。其中具有代表性的2,5-二取代的恶唑化合物,它们常见于具有生物活性物质的结构中。其合成方法研究一直是有机合成专家关注的热点。文献报道的诸多合成方法中往往需经过多步反应,使用较难制备的前体化合物,采用昂贵并对空气或湿度敏感的催化剂,反应条件苛刻:(a)Phillips,A.J.;Uto,Y.;Wipf,P.;Reno,M.J.;Williams,D.R.Org.Lett.2000,2,1165.该文献报道的方法使用试剂DAST或者Deoxo-Fluor作为氧化剂,价格昂贵;(b)Coqueron,P.-Y.;Didier,C.;Ciufolini,M.A.Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,1411.该文献使用炔基取代的二甲基铝试剂进行环化反应,铝试剂对空气,湿度非常敏感,反应条件苛刻;且使用的α-氯代甘氨酸或者α-羟基甘氨酸作为反应前体,需要多步反应制备得到,制备较为麻烦;(c)Hashmi,A.S.K.;Weyrauch,J.P.;Frey,W.;Bats,J.W.Org.Lett.2004,6,4391.该方法使用AuCl3作为催化剂,催化剂较为昂贵;(d)Merkul,E.;Müller,T.J.J.Chem.Commun.2006,4817.(e)Merkul.E.;Grotkopp.O.;Müller,T.J.J.Synthesis.2009,0502.(d)和(e)两种方法均使用Cu(I),Pd(0)进行串联的偶联反应,Pd催化剂较为昂贵。且反应对空气敏感,需要惰性气体保护。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,本发明的关键在于采用一锅法,以N-(炔丙基)芳基酰胺和芳基酰氯为底物,在铁(III)催化下发生环化偶联的串联反应得到多取代恶唑的杂环化合物,所述的合成方法条件温和,操作简便,官能团的取代类型受限较小,杂环产率较高。
本发明通过如下技术方案实现的,本发明提供一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,包括以下步骤:
在反应容器中加入N-(炔丙基)芳基酰胺和芳基酰氯,再加入三价铁化合物作为催化剂,最后加入干燥DMF,所得混合物进行搅拌反应;反应后混合物冷却到室温,将混合物倾倒到水中,搅拌,用萃取剂萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,在旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物的纯品。
作为优选,加入的N-(炔丙基)芳基酰胺与芳基酰氯的摩尔比为1∶2~1∶4。
更优选的,加入的N-(炔丙基)芳基酰胺与芳基酰氯的摩尔比为1∶2。
作为优选,所述三价铁化合物选自氯化铁,溴化铁,碘化铁,硫酸铁,三氧化二铁,硝酸铁中的一种或者多种混合。
作为优选,加入三价铁化合物催化剂的摩尔量为加入N-(炔丙基)芳基酰胺摩尔量的10%~50%。
更优选的,加入三价铁化合物催化剂的摩尔量为加入N-(炔丙基)芳基酰胺摩尔量的50%。
作为优选,所述搅拌反应温度为30~100℃。
更优选的,所述搅拌反应温度为50~80℃。
作为优选,所述萃取剂采用二氯甲烷,三氯甲烷,二氯乙烷,甲苯,1,4-二氧六环,氯苯,N,N-二甲基甲酰胺,乙醇中的一种。
作为优选,所述有机溶剂采用DMF、二氯乙烷、三氯甲烷、乙醇、甲苯中的一种。
本发明的有益效果
1)本发明的关键在于采用一锅法,以N-(炔丙基)芳基酰胺和芳基酰氯为底物,在铁(III)催化下发生环化偶联的串联反应得到多取代恶唑的杂环化合物。
2)本发明起始原料和催化剂廉价易得,反应条件温和,操作简单,官能团的取代类型受限较小,杂环产率较高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
本发明所涉及的2,5-二取代恶唑具有以下结构:
Figure GDA0001490893730000031
其中,R1和R2分别独立选自H、C1-C5的烷基、X、NO2、CN和OR3,以及它们的二取代组合和三取代组合。R3独立的选自H、C1-C5的烷基。举例如下:
1-苯基-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮
1-苯基-2-(2-对甲苯基恶唑-5-基)-乙酮
2-(2-(3-溴苯基)恶唑-5-基)-苯乙酮
2-(2-(2-硝基苯基)恶唑-5-基)-苯乙酮
3-(5-(2-氧代)-2-苯基乙基)恶唑-2-基)-苯甲腈
2-(2-(4-甲氧基苯基)-恶唑-5-基)-1-苯乙酮
2-(2-苯基恶唑-5-基)-1-(间苯基)乙酮
1-(3-氯苯基)-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮
1-(3-硝基苯基)-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮
4-(2-(2-苯基恶唑)5-基)-乙基)苯甲腈
1-(3-乙氧基苯基)2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮
1-(3-乙氧基苯基)-2-(2-(对甲苯基)恶唑)-5-基)乙酮
1-(3-溴苯基)-2-(2-(对甲苯基)恶唑-5-基)乙酮
1-(3-溴苯基)-2-(4-硝基苯基)恶唑-5-基)乙酮
3-(2-(2-(2-甲氧基-4-甲基苯基)恶唑-5-基)乙基)-5-硝基苯甲腈
2-(2-(2-氯-4-甲基苯基)恶唑-5-基)-1-(3-甲氧基-5-硝基苯基乙酮
2-(2-(5-溴-2-氯-4-甲基苯基)恶唑-5-基)-1-(5-甲基)-2-甲基-3硝基苯基)乙酮
本发明合成通式I化合物的反应通式:
Figure GDA0001490893730000041
化合物II和III反应,在铁(III)催化下进行环化偶联反应得到化合物I。其中,R1和R2的定义如前所述。
实施例1
1-苯基-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮(I-1)
Figure GDA0001490893730000051
100mL的圆底烧瓶中依次加入1.6g(10mmol)化合物II-1,2.8g(20mmol)化合物III-1,0.8g(5mmol)固体FeCl3,最后加入20mL二氯乙烷,所得混合物在80℃时剧烈搅拌5小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-1的纯品。白色固体,2.50g,产率95%。
实施例2
1-苯基-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮(I-1)
Figure GDA0001490893730000052
100mL的圆底烧瓶中加入1.6g(10mmol)化合物II-I,5.6(40mmol)化合物III-I,0.48g(2.0mmol)固体Fe(NO3)3,最后加入20mL干燥DMF,所得混合物在60℃时剧烈搅拌3小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-1的纯品。白色固体,2.28g,产率88%。
实施例3
1-苯基-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮(I-1)
Figure GDA0001490893730000061
100mL的圆底烧瓶中加入1.6g(10mmol)化合物II-I,4.20g(30mmol)化合物III-2,0.88g(3mmol)固体FeBr3,最后加入30mLCHCl3,所得混合物在70℃时剧烈搅拌6小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-1的纯品。白色固体,2.23g,产率85%。
实施例4
1-苯基-2-(2-对甲苯基恶唑-5-基)-乙酮(I-2)
Figure GDA0001490893730000062
100mL的圆底烧瓶中加入1.73g(10mmol)化合物II-2,4.2g(30mmol)化合物III-1,1.00g(2.5mmol)固体Fe2(SO4)3,最后加入20mL干燥CH3CH2OH,所得混合物在50℃时剧烈搅拌4小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-2的纯品。白色固体,2.50g,产率90%。
实施例5
2-(2-(4-甲氧基苯基)-恶唑-5-基)-1-苯乙酮(I-3)
Figure GDA0001490893730000071
100mL的圆底烧瓶中加入1.90g(10mmol)化合物II-3,2.80g(20mmol)化合物III-1,0.80g(50mmol)固体FeCl3,最后加入40mLDCE,所得混合物在70℃时剧烈搅拌8小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-3的纯品。白色固体,2.70g,产率92%。
实施例6
1-(3-氯苯基)-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮(I-4)
Figure GDA0001490893730000072
100mL的圆底烧瓶中加入1.60g(10mmol)化合物II-1,3.50g(20mmol)化合物III-2,2.18g(5mmol)固体FeI3,最后加入20mL甲苯,所得混合物在70℃时剧烈搅拌6小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的乙酸乙酯萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物IV-4的纯品。白色固体,2.76g,产率93%。
实施例7
1-(3-硝基苯基)-2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮(I-5)
Figure GDA0001490893730000073
100mL的圆底烧瓶中加入1.60g(10mmol)化合物II-1,5.55(30mmol)化合物III-3,0.4g(2.5mmol)固体Fe2O3,最后加入40mL甲苯,所得混合物在110℃时剧烈搅拌4小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的乙酸乙酯萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-5的纯品。白色固体,2.71g,产率88%。
实施例8
1-(3-乙氧基苯基)2-(2-苯基恶唑-5-基)乙酮(I-6)
Figure GDA0001490893730000081
100mL的圆底烧瓶中加入1.60g(10mmol)化合物II-I,7.36g(40mmol)化合物III-4,1.47g(5mmol)固体FeBr3,最后加入30mLDCE,所得混合物在80℃时剧烈搅拌6小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-6的纯品。白色固体,2.89g,产率94%。
实施例9
1-(3-溴苯基)-2-(4-硝基苯基)恶唑-5-基)乙酮(I-7)
Figure GDA0001490893730000082
100mL的圆底烧瓶中加入2.04g(10mmol)化合物II-5,4.40g(20mmol)化合物III-5,1.47g(5mmol)固体FeBr3,最后加入40mLDCE,所得混合物在80℃时剧烈搅拌10小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物I-7的纯品。白色固体,3.29g,产率85%。
实施例10
2-(2-(2-氯-4-甲基苯基)恶唑-5-基)-1-(3-甲氧基-5-硝基苯基乙酮(I-8)
Figure GDA0001490893730000091
100mL的圆底烧瓶中加入2.34g(10mmol)化合物II-6,7.56g(40mmol)化合物III-6,0.8g(5mmol)固体FeCl3,最后加入30mL干燥DMF,所得混合物在60℃时剧烈搅拌4小时。反应混合物冷却到室温后,倾倒到水中,搅拌,用50mL×3的二氯甲烷萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物IV-8的纯品。白色固体,3.47g,产率90%。
当然,上述说明也并不仅限于上述举例,本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述;以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制,参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨,也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,包括以下步骤:
其反应通式为:
Figure FDA0002430801490000011
在反应容器中加入N-(炔丙基)芳基酰胺即反应通式中的式II化合物和芳基酰氯即反应通式中的式III化合物,反应式中的R1和R2分别独立选自H、C1-C5的烷基、X、NO2、CN和OR3,其中R3独立的选自H、C1-C5的烷基,N-(炔丙基)芳基酰胺中R1的取代方式为单取代或双取代或三取代,芳基酰氯中R2的取代方式为单取代、双取代、三取代,再加入氯化铁,溴化铁,碘化铁,硫酸铁,三氧化二铁,硝酸铁其中任意一种或多种混合作为催化剂,最后加入干燥有机溶剂,所得混合物进行搅拌反应,搅拌反应温度为30~100℃;反应后混合物冷却到室温,将混合物倾倒到水中,搅拌,用萃取剂萃取,合并萃取有机相,用饱和食盐水洗涤一次,无水Na2SO4干燥,在旋转蒸发仪上蒸去溶剂得到一油状残余物,经柱层析纯化得到化合物的纯品即反应通式中的式I化合物。
2.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,其特征在于:加入的N-(炔丙基)芳基酰胺与芳基酰氯的摩尔比为1∶2~1∶4。
3.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,其特征在于:加入的N-(炔丙基)芳基酰胺与芳基酰氯的摩尔比为1∶2。
4.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,其特征在于:加入三价铁化合物催化剂的摩尔量为加入N-(炔丙基)芳基酰胺摩尔量的10%~50%。
5.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,其特征在于:加入三价铁化合物催化剂的摩尔量为加入N-(炔丙基)芳基酰胺摩尔量的50%。
6.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,其特征在于:所述搅拌反应温度为50~80℃。
7.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,其特征在于:所述萃取剂采用二氯甲烷,三氯甲烷,二氯乙烷,甲苯,1,4-二氧六环,氯苯,N,N-二甲基甲酰胺,乙醇中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二取代恶唑化合物的制备方法,其特征在于:所述有机溶剂采用DMF、二氯乙烷、三氯甲烷、乙醇、甲苯中的一种。
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