張燕蕓 齊思佳 倪 雯 李洪爽 李福榮

(泰山醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東 泰安 271016)

異噁唑作為一種普遍存在雜環(huán)優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)骨架，已經(jīng)表現(xiàn)出廣泛的藥理學(xué)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(xué)工作者的廣泛關(guān)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(jìn)行[3+2]環(huán)加成反應(yīng)[1]；(2) 腈類化合物經(jīng)氧化后與端基炔烴進(jìn)行1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)[6]。盡管以上方法為構(gòu)建功能性異噁唑類化合物做出了較大貢獻(xiàn)，但是存在著副產(chǎn)物多、收率較低等缺點(diǎn)，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(qiáng)其代謝穩(wěn)定性，筆者設(shè)計(jì)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(jiǎn)潔高效的方法合成此化合物的關(guān)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(hù)苯環(huán)上的三個(gè)酚羥基得到中間體(B)，隨后以NaH作為強(qiáng)堿與草酸二乙酯進(jìn)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(hù)基制備得到了目標(biāo)產(chǎn)物(E)。

圖2 目標(biāo)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(shè)備

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

2 實(shí)驗(yàn)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(yīng)液加熱回流6 h，冷卻至室溫，攪拌過(guò)夜。反應(yīng)液過(guò)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(wú)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(yīng)的混合液加熱回流11 h，反應(yīng)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(jī)相合并，無(wú)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(yīng)液加熱回流4 h，冷卻至室溫，過(guò)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(wú)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(yīng)液升至室溫?cái)嚢? h。反應(yīng)完畢，于0 ℃攪拌下向反應(yīng)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(wú)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(jié)果與討論

3.1 保護(hù)和脫保護(hù)策略

目前常用的酚羥基保護(hù)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(hù)基。此外，芐基的脫保護(hù)條件是需要考慮的另一因素。芐基常用的脫保護(hù)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(yīng)。BCl3/DCM體系可在較為溫和的條件下脫除芐基，且不會(huì)影響分子中的氯原子，因此最終選擇BCl3/DCM脫除芐基保護(hù)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(yīng)條件優(yōu)化

表1 反應(yīng)因素對(duì)D收率的影響

如表1所示，我們對(duì)環(huán)合反應(yīng)進(jìn)行了反應(yīng)條件優(yōu)化。首先考察了反應(yīng)溫度，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)隨著溫度的升高，收率也逐漸提高，當(dāng)反應(yīng)采用回流溫度時(shí)(即78 ℃)，溫度最高，達(dá)到81%；此外，我們對(duì)溶劑體系也進(jìn)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(yīng)時(shí)，均不如乙醇作為溶劑時(shí)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(jié)構(gòu)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(gè)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(gè)H，均為單峰；δ 4.40為末端酯基-CH2-上的兩個(gè)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(gè)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(hù)、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(duì)合成中間體D的反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化：以乙醇為溶劑、在回流溫度下反應(yīng)時(shí)收率最高，達(dá)到81%。最后經(jīng)BCl3/DCM體系脫除芐基保護(hù)基得到了四氫苯并噻唑類小分子藥物的關(guān)鍵中間體E。四步反應(yīng)總收率達(dá)到23.1%。此合成方法具有原料簡(jiǎn)易可得、反應(yīng)條件溫和、收率較高等一系列優(yōu)點(diǎn)，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(chǔ)。