CN111349051B - 苯并恶唑-2-丙烯酸酯及其合成方法 - Google Patents

苯并恶唑-2-丙烯酸酯及其合成方法 Download PDF

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Abstract

一种苯并恶唑‑2‑丙烯酸酯类化合物及其合成方法，其特征在于该化合物的结构为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中R1为H、甲基、酯基或卤素元素；R2为甲基或乙基。本发明通过3‑（2‑异腈基苯氧基）丙烯酸酯在正丁基催化下的环化反应，该反应可以合成芳环取代的2‑丙烯酸酯基苯并恶唑类化合物。该反应不需要过渡金属催化剂即可顺利进行，反应条件温和，实验操作简便，具有良好的原子经济性。本方法为芳环取代的苯并恶唑‑2‑丙烯酸酯的合成提供了一条新的合成路线，在有机合成中具有潜在的应用价值。

Description

苯并恶唑-2-丙烯酸酯及其合成方法
技术领域
本发明涉及一种苯并恶唑-2-丙烯酸酯及其合成方法。
背景技术
2-取代苯并恶唑类化合物大多具有独特的生理活性和强烈的荧光，在杀菌防腐、抗肿瘤、染料、荧光增白等领域有着广泛的应用，因而对其合成方法有许多研究。但是对于苯并恶唑-2-丙烯酸酯的合成报道则很稀少。近几年文献中报道的合成苯并恶唑-2-丙烯酸酯的方法有以下两种：
Lee等人通过苯并恶唑与丙烯酸酯的交叉脱氢偶练得到了苯并恶唑-2-丙烯酸酯。反应中苯并恶唑与丙烯酸酯在Pd(TFA)2做催化剂，菲做配体，2.0当量氧化剂AgTFA作用下，在甲苯中130℃下反应得到了2-丙烯酸酯基苯并恶唑，但文献中酯报道了两个例子(Scheme1)。见参考文献：Lee,W.-C.；Wang,T.-H；Ong,T.-G.Ligand promoted Pd-catalyzeddehydrogenative alkenylation of hetereoarenes[J].Chem.Commun.,2014,50(28),3671--3673。
Figure GDA0002614555120000011
Scheme 1
Sadeghzadeh等人使用负载于金属有机框架金的有机磷络合物HPG@KCC-1/PPh2/Au NPs做催化剂得到了苯并恶唑-2-丙烯酸酯。反应中苯并恶唑与丙烯酸酯在金的有机磷络合物催化下，使用碳酸钾做碱，在TFA中回流2小时后，在氮气氛围下加入K2S2O8，室温搅拌10分钟后继续回流6-8小时得到碳碳偶联产物2-丙烯酸酯基苯并恶唑(Scheme 2)。见参考文献：Sadeghzadeh,S.M.；Zhiani,R.；Emrani,S.；Ghabdian,M.C–C coupling reactionsusing a gold(III)phosphorus complex confined within metal–organic frameworkfibers in aqueous solution[J].RSCAdv.2017,7,50838-50843。
Figure GDA0002614555120000012
Scheme 2
以上两种合成苯并恶唑-2-丙烯酸酯的方法，催化剂价格昂贵，反应温度高，产率较低。因此，找到一种原料易得、反应条件温和，操作简单的合成萘衍生物方法有重要的意义。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种苯并恶唑-2-丙烯酸酯。
本发明的目的之二在于提供一种该类化合物的合成方法。
为达到上述目的，本发明反应方程式为：
Figure GDA0002614555120000021
根据上述反应机理，本发明采用了如下技术方案：
一种苯并恶唑-2-丙烯酸酯类化合物，其特征在于该化合物的
结构为：
Figure GDA0002614555120000022
其中R1为H、甲基、酯基或卤素元素；R2为甲基或乙基。
一种制备上述的苯并恶唑-2-丙烯酸酯的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：将3-(2-异腈基苯氧基)丙烯酸酯溶于1,4-二氧六环中，加入催化量的正丁基磷，在60℃～100℃下搅拌反应至反应结束，除去溶剂，经分离纯化后得到苯并恶唑-2-丙烯酸酯；所述的3-(2-异腈基苯氧基)丙烯酸酯的结构式为：
Figure GDA0002614555120000023
本发明提供了一种能简便合成苯并恶唑-2-丙烯酸酯的方法，反应条件温和，操作简便，具有良好的原子经济性。本发明所得化合物在具有独特的生理活性和强烈的荧光，在杀菌防腐、抗肿瘤、染料、荧光增白等领域有着广泛的应用。
附图说明
图1-图12:分别为化合物2a-2f的核磁氢谱和碳谱图。其中，图1为2a氢谱；图2为2a碳谱；图3为2b氢谱；图4为2b碳谱；图5为2c氢谱；图6为2c碳谱；图7为2d氢谱；图8为2d碳谱；图9为2e氢谱；图10为2e碳谱；图11为2f氢谱；图12为2f碳谱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明关于苯并恶唑-2-丙烯酸酯的合成方法进行详细阐述，但本发明不受限于下述实施例。为了使公众对本发明有充分的了解，本发明优选实施例详细说明了具体细节。
实施例一
向25mL的耐压封管中加入5mL1,4-二氧六环做溶剂，再向溶剂中加入3-(2-异腈基苯氧基)丙烯酸甲酯(1a，0.5mmol)、正丁基磷(0.15mmol)两种反应物，将耐压管密封，120℃下反应，利用TLC进行跟踪检测一直到反应结束。将反应体系在真空条件下进行旋蒸得到浓缩物，将所得浓缩物用柱层析分离(淋洗剂：PE:EA＝10:1)得到目标产物2a(83mg,82％yield)。
化合物2a的结构式为：
Figure GDA0002614555120000031
分子式：C11H9NO3
中文命名：苯并恶唑-2-丙烯酸甲酯；(E)-3-(2-苯丙恶唑)-丙烯酸甲酯
英文命名:(E)-methyl 3-(benzo[d]oxazol-2-yl)acrylate
分子量：203.1941
外观：白色固体
熔点：105-106℃
核磁共振氢谱：1HNMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)＝7.76(d,J＝7.0Hz,1H),7.57(d,J＝16.0Hz,1H),7.54(d,J＝8.0Hz,1H),7.40(td,J＝7.5,1.5Hz,1H),7.36(td,J＝7.5,1.0Hz,1H),6.99(d,J＝16.0Hz,1H),3.85(s,3H).
核磁共振碳谱：13C NMR(125MHz,CDCl3):δ(ppm)＝165.9,160.2,150.7,142.0,129.5,127.8,126.9,125.2,121.0,110.9,52.4.
高分辨质谱：HRMS(ESI):calcd.for C11H10NO3[M+H]+204.0661,Found:204.0671，参见图1和图2。
实施例二
向25mL的耐压封管中加入5mL1,4-二氧六环做溶剂，再向溶剂中加入3-(2-异腈基-6-甲基苯氧基)丙烯酸甲酯(1b，0.5mmol)、正丁基磷(0.15mmol)两种反应物，将耐压管密封，120℃下反应，利用TLC进行跟踪检测一直到反应结束。将反应体系在真空条件下进行旋蒸得到浓缩物，将所得浓缩物用柱层析分离(淋洗剂：PE:EA＝10:1)得到目标产物2b(61mg,56％yield)。
化合物2b的结构式为：
Figure GDA0002614555120000041
分子式：C12H11NO3
中文命名：7-甲基苯并恶唑-2-丙烯酸甲酯-；(E)-3-[2-(7-甲基苯丙恶唑)]-丙烯酸甲酯
英文命名:(E)-methyl 3-(7-methylbenzo[d]oxazol-2-yl)acrylate
分子量：217.2206
外观：白色固体
熔点：91-92℃
核磁共振氢谱：1H NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)＝7.60-7.56(m,3H),7.26(t,J＝7.5Hz,1H),7.20(d,J＝7.5Hz,1H),7.01(d,J＝16.0Hz,1H),3.86(s,3H),2.54(s,3H).
核磁共振碳谱：13C NMR(125MHz,CDCl3):δ(ppm)＝166.0,159.9,150.0,141.6,129.7,127.8,127.5,125.1,121.6,118.2,52.4,15.2.
高分辨质谱：HRMS(ESI):calcd.for C12H12NO3[M+H]+218.2286,Found:218.2293，参见图3和图4。
实施例三
向25mL的耐压封管中加入5mL1,4-二氧六环做溶剂，再向溶剂中加入3-(2-异腈基-5-氟-苯氧基)丙烯酸甲酯(1c，0.5mmol)、正丁基磷(0.15mmol)两种反应物，将耐压管密封，120℃下反应，利用TLC进行跟踪检测一直到反应结束。将反应体系在真空条件下进行旋蒸得到浓缩物，将所得浓缩物用柱层析分离(淋洗剂：PE:EA＝10:1)得到目标产物2c(78mg,71％yield)。
化合物2c的结构式为：
Figure GDA0002614555120000051
分子式：C12H11NO3
中文命名：-6-氟苯并恶唑-2-丙烯酸甲酯；(E)-3-[2-(6-氟苯丙恶唑)]-丙烯酸甲酯
英文命名:(E)-methyl 3-(6-fluorobenzo[d]oxazol-2-yl)acrylate
分子量：221.1845
外观：白色固体
熔点：121-122℃
核磁共振氢谱：1H NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)＝7.70(dd,J＝8.5,5.0Hz,1H),7.53(d,J＝16.0Hz,1H),7.26(dd,J＝8.0,2.5Hz,1H),7.13-7.09(m,1H),6.95(d,J＝16.0Hz,1H),3.84(s,3H).
核磁共振碳谱：13C NMR(125MHz,CDCl3):δ(ppm)＝165.8,161.7(d,1JC-F＝246.3Hz),160.8(d,4JC-F＝3.8Hz),150.8(d,3JC-F＝15.0Hz),138.42,129.1,127.8,121.4(d,3JC-F＝10.0Hz),113.5(d,2JC-F＝25.0Hz),98.9(d,2JC-F＝28.8Hz),52.4.
高分辨质谱：HRMS(ESI):calcd.for C11H9FNO3[M+H]+222.0566,Found:222.0578，参见图5和图6。
实施例四
向25mL的耐压封管中加入5mL1,4-二氧六环做溶剂，再向溶剂中加入3-(2-异腈基-5-氯-苯氧基)丙烯酸甲酯(1d，0.5mmol)、正丁基磷(0.15mmol)两种反应物，将耐压管密封，120℃下反应，利用TLC进行跟踪检测一直到反应结束。将反应体系在真空条件下进行旋蒸得到浓缩物，将所得浓缩物用柱层析分离(淋洗剂：PE:EA＝10:1)得到目标产物2d(94mg,79％yield)。
化合物2d的结构式为：
Figure GDA0002614555120000052
分子式：C12H11NO3
中文命名：6-氯苯并恶唑-2-丙烯酸甲酯；(E)-3-[2-(6-氯苯丙恶唑)]-丙烯酸甲酯英文命名:(E)-methyl 3-(6-chlorobenzo[d]oxazol-2-yl)acrylate
分子量：237.6391
外观：白色固体
熔点：120-121℃
核磁共振氢谱：1H NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)＝7.65(d,J＝8.5Hz,1H),7.54-7.51(m,2H),7.33(dd,J＝8.5,1.5Hz,1H),6.96(d,J＝16.0Hz,1H),3.84(s,3H).
核磁共振碳谱：13C NMR(125MHz,CDCl3):δ(ppm)＝165.7,160.8,150.8,140.8,132.6,129.0,128.3,126.0,121.4,111.5,52.3.
高分辨质谱：HRMS(ESI):calcd.for C11H9ClNO3[M+H]+238.0271,Found:238.0286，参见图7和图8。
实施例五
向25mL的耐压封管中加入5mL1,4-二氧六环做溶剂，再向溶剂中加入3-(2-异腈基-5-氯-苯氧基)丙烯酸甲酯(1f，0.5mmol)、正丁基磷(0.15mmol)两种反应物，将耐压管密封，120℃下反应，利用TLC进行跟踪检测一直到反应结束。将反应体系在真空条件下进行旋蒸得到浓缩物，将所得浓缩物用柱层析分离(淋洗剂：PE:EA＝10:1)得到目标产物2e(111mg,85％yield)。
化合物2e的结构式为：
Figure GDA0002614555120000061
分子式：C12H11NO3
中文命名：6-甲酸甲酯基苯并恶唑-2-丙烯酸甲酯-；(E)-3-[2-(6-甲酸甲酯基苯丙恶唑)]-丙烯酸甲酯
英文命名:
(E)-methyl 2-(3-methoxy-3-oxoprop-1-en-1-yl)benzo[d]oxazole-6-carboxylate
分子量：261.2301
外观：白色固体
熔点：162-163℃
核磁共振氢谱：1H NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)＝8.24(d,J＝1.0Hz,1H),8.10(dd,J＝8.5,1.5Hz,1H),7.80(d,J＝8.0Hz,1H),7.58(d,J＝16.0Hz,1H),7.06(d,J＝16.0Hz,1H),3.96(s,3H),3.87(s,3H).
核磁共振碳谱：13C NMR(125MHz,CDCl3):δ(ppm)＝166.5,165.4,162.6,150.4,145.7,129.3,129.05,128.7,126.8,120.6,112.7,52.7,52.6.
高分辨质谱：HRMS(ESI):calcd.for C13H12NO5[M+H]+262.0715,Found:262.0729，参见图9和图10。
实施例六
向25mL的耐压封管中加入5mL1,4-二氧六环做溶剂，再向溶剂中加入3-(2-异腈基-5-氯-苯氧基)丙烯酸甲酯(1g，0.5mmol)、正丁基磷(0.15mmol)两种反应物，将耐压管密封，120℃下反应，利用TLC进行跟踪检测一直到反应结束。将反应体系在真空条件下进行旋蒸得到浓缩物，将所得浓缩物用柱层析分离(淋洗剂：PE:EA＝10:1)得到目标产物2f(87mg,80％yield)。
化合物2f的结构式为：
Figure GDA0002614555120000071
分子式：C12H11NO3
中文命名：基苯并恶唑-2-丙烯酸乙酯；(E)-3-(2-苯丙恶唑)-丙烯酸甲酯
英文命名:(E)-ethyl 3-(benzo[d]oxazol-2-yl)acrylate
分子量：217.2206
外观：白色固体
熔点：58-59℃
核磁共振氢谱：1H NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)＝7.76(dd,J＝8.0,1.0Hz,1H),7.57(d,J＝16.0Hz,1H),7.54(d,J＝8.0Hz,1H),7.40(td,J＝7.5,1.5Hz,1H),7.36(td,J＝7.5,1.0Hz,1H),6.99(d,J＝16.0Hz,1H),4.30(q,J＝7.0Hz,2H),1.35(t,J＝7.0Hz,3H).
核磁共振碳谱：13C NMR(125MHz,CDCl3):δ(ppm)＝165.4,160.3,150.7,142.0,129.3,128.3,126.8,125.1,120.9,110.9,61.4,14.3.
高分辨质谱：HRMS(ESI):calcd.for C12H12NO3[M+H]+218.0817,Found:218.0823，参见图11和图12。

Claims (1)

1.一种苯并噁唑-2-丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，该方法具有如下步骤：将3-（2-异氰基苯氧基）丙烯酸酯溶于1, 4- 二氧六环中，加入催化量的三正丁基磷，在60℃～100℃下搅拌反应至反应结束，除去溶剂，经分离纯化后得到苯并噁唑-2-丙烯酸酯；所述的3-（2-异氰基苯氧基）丙烯酸酯的结构式为：
Figure 483273DEST_PATH_IMAGE002
；所得到的苯并噁唑-2-丙烯酸酯的
结构为：
Figure 931572DEST_PATH_IMAGE004
其中 R1为H、甲基、酯基或卤素元素；R2为甲基或乙基；当 R1为酯基时，其为MeO2C。
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