一种2-甲基-4-芳基-5-氧杂蒽基噁唑类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种2

【技术实现步骤摘要】
一种2
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甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑类化合物的合成方法


[0001]本专利技术涉及一种2
‑
甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑的合成方法，属于有机化学中


技术介绍

[0002]噁唑结构广泛存在于天然产物及药物分子中。如Diazonamide A(从海洋生物海鞘中分离出来的天然产物)和Amamistatins(从放线菌Nocardia asteroides中分离出来的天然产物)等，具有明显抗肿瘤活性。药物阿格列扎(Aleglitazar)，是一种PPARα/γ双重激动剂，可用于II型糖尿病研究。因其重要的应用价值，一系列重要的反应被发展出来用于合成噁唑类化合物，反应包括Conforth反应，Fischer反应，Robinson
‑
Gabriel反应等。除此之外，利用炔烃、腈与含氧化合物做原料来合成噁唑类化合物的方法得到了一定发展。
[0003]2011年及2019年，文献公开了炔与腈反应，有机N
‑
氧化物做氧来源，在金催化剂下实现噁唑类化合物合成，氧来源结构复杂，原子经济性差。2012年，文献公开了过渡金属醋酸铜做催化剂，氧气做氧化剂，实现了炔、腈及水三组分反应，合成出噁唑类化合物。2017年，文献公开了芳基碘做催化剂，添加一当量Tf2NH，以m
‑
CPBA做氧来源，与炔、腈反应，实现了噁唑类化合物的合成。2018年，文献公开了(PhSe)2做催化剂，Selectflour做氧化剂，实现了炔、腈与水三组分环化反应，生成噁唑类化合物。
[0004]从以上反应来看，该类反应主要存在以下缺点，过渡金属催化剂或其他催化剂使用，氧化剂使用，氧来源不符合原子经济性，不具有绿色环保等缺点。目前，该类反应只能做到三组分反应，还不能做到四组分反应。如要合成4位和5位均含取代基噁唑，需要用到二取代乙炔，然而许多二取代乙炔难于合成，价格昂贵，甚至有些至今仍没有合成方法。因此发展四组分反应，用更加便宜易得的原料，在无催化剂及氧化剂的条件下，以原子经济性的方式一步合成复杂的多取代噁唑类化合物具有重要研究价值。
[0005]电化学有机合成具有可以用较少的电量来实现氧化还原，避免氧化剂或还原剂的使用，是一种绿色的合成方式，近年来得到了化学家的极大关注，已成为有机合成的热门领域。利用电化学合成噁唑近来也有两例报道，均为三组分反应，且均需要用到催化剂或辅助试剂。2021年，有报道使用H型分隔电解池，当量碘做辅助试剂，实现了二芳基乙炔与乙腈及水的电化学环化反应，得到噁唑类化合物。2022年，有报道使用酮与乙腈及酸酐反应，以三芳基胺做催化剂，在电化学条件下合成噁唑类化合物，产物中氧来自于酸酐。
[0006]因此，将继续发展电化学合成方法，以更加高效、绿色、经济、环保的方式合成噁唑类化合物仍是十分必要的。

技术实现思路

[0007]以往炔与腈为原料的噁唑合成方法，均需要催化剂，催化剂在反应中首先与炔反应，生成中间体，反应进行到最后，催化剂从中间体中脱除，得到目标产物。为了避免催化剂使用，采用适当合成砌块，即含碳(sp3)
‑
氢键的氧杂蒽代替催化剂，在电极氧化作用下发生
碳氢键断裂后生成自由基，与炔反应，反应进行到最后时，末端炔烃炔基上氢脱除，得到目标产物2
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甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑类化合物。该方法为合成2
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甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑系列产品提供了一种高效、绿色的新策略。
[0008]本专利技术所述一种2
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甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑的合成方法，包括如下操作：以芳基乙炔1、氧杂蒽2、乙腈、水为原料，在电化学氧化还原作用下，反应得到2
‑
甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑3。
[0009]反应方程式如下：
[0010][0011]其中，R1和R2各自独立选自氢、C1
‑
C4烷基、甲氧基、卤素、苯基、三氟甲基；Ar选自苯基、萘基或噻吩基；R为氢、C1
‑
C5烷基、甲氧基、卤素、苯基。
[0012]进一步地，在上述技术方案中，反应在电解质存在下进行。
[0013]进一步地，在上述技术方案中，电解质选自四丁基六氟磷酸铵、四丁基四氟硼酸铵、高氯酸锂，优选四丁基四氟硼酸铵。
[0014]进一步地，在上述技术方案中，所述电极材料选自Pt(+)/Pt(
‑
)、Pt(+)/RCV(
‑
)、C(+)/Pt(
‑
)、GF(+)/GF(
‑
)、C(+)/C(
‑
)，优选Pt(+)/Pt(
‑
)。
[0015]进一步地，在上述技术方案中，有机溶剂选自单一溶剂MeCN及混合溶剂MeCN/AcOH(1:1，体积比，下同)、MeCN/EtOH(1:1)、MeCN/PhMe(1:1)、MeCN/DMSO(1:1)，优选单一溶剂MeCN。
[0016]进一步地，在上述技术方案中，反应时间为8
‑
12小时，优选10小时。
[0017]进一步地，在上述技术方案中，所述电流强度选自3
ꢀ‑
8mA，优选5mA。
[0018]进一步地，在上述技术方案中，反应温度选自室温至80℃，优选70℃。
[0019]为了进一步探索反应原理，做了如下对比性实验，反应结果如下：
[0020]1)通过循环伏安法实验，发现氧杂蒽的氧化电势比苯乙炔的氧化电势低，更易被氧化。因此，反应第一步是氧杂蒽被氧化。
[0021]2)控制实验，反应中加入H
218
O，产物噁唑环中的氧为
18
O，表明该氧原子来源于水而非氧气。采用自由基捕捉剂BHT，产物完全被抑制，说明反应可能为自由基机理。结果如下：
[0022][0023]根据上述结果，以1a和2a反应生成3a为例，推测反应可能机理如下式所示：
[0024][0025]氧杂蒽首先被阳极氧化，失去一个电子后进而脱氢，得到自由基中间体II。自由基中间体II进一步与苯乙炔结合，得到烯基自由基III，继而被阳极氧化，生成烯基碳正离子
IV。IV与乙腈和水发生Ritter
‑
type反应，产生中间体VI。VI中的烯基被阳极氧化，得到自由基正离子，并进一步与分子内羟基发生关环，生成自由基中间体VIII。该中间体中的碳自由基通过阳极氧化变为碳正离子，并最终脱氢得到目标产物3a。
[0026]专利技术有益效果：
[0027]本专利技术在无催化剂、无氧化剂、无添加剂条件下，紧靠电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2
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甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑的合成方法，其特征在于，包括如下操作：以芳基乙炔1、氧杂蒽2、乙腈、水为原料，在电化学氧化还原作用下，反应得到2
‑
甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑3；反应方程式如下：其中：R1和R2各自独立选自氢、C1
‑
C4烷基、C1
‑
C4烷氧基、卤素、苯基、三氟甲基；Ar选自苯基、萘基或噻吩基；R为氢、C1
‑
C5烷基、C1
‑
C4烷氧基、卤素、苯基。2.根据权利要求1所述2
‑
甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑的合成方法，其特征在于：反应在电解质存在下进行，所述电解质选自四丁基六氟磷酸铵、四丁基四氟硼酸铵或高氯酸锂。3.根据权利要求1所述2
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甲基
‑4‑
芳基
‑5‑
氧杂蒽基噁唑的合成方法，其特征在于：所述电极材料选自Pt(+)/Pt(
‑
)、Pt(+)/RCV(
‑
)、C(+)/Pt(
‑
)、GF(+)/GF(
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王培龙，高慧，李洪基，
申请(专利权)人：淮北师范大学，
类型：发明
国别省市：