一种简单芳香羧酸与氰基取代的酯类化合物合成多取代噁唑产物的合成方法

1.本发明属于有机合成领域，具体涉及一种简单芳香羧酸与氰基取代的酯类化合物合成多取代噁唑产物的合成方法。


背景技术：

2.噁唑类化合物是药物分子、天然产物和生物活性分子的核心结构骨架，其在药物、功能性材料以及光电材料领域均有着广泛的应用。传统的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法需要遭受冗长的反应步骤以及苛刻的反应条件。因此，寻求简便高效的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成新方法具有重要的研究价值。
3.在larock课题组报道钯催化的简单芳烃与芳香腈类化合物的亲核加成反应构筑芳基酮类化合物之后，有关各类芳基化试剂与腈类化合物的高效官能团转化被广泛报道。其中，通过对腈类底物的修饰，设计开发一系列不同官能团取代的腈类试剂，通过其与各类芳基化底物的串联环合反应，提供了含氮杂环化合物的合成新途径。近年来，芳香羧酸作为重要的有机合成子，因其具有的廉价易得、低毒无害和反应活性高等特性被广泛应用于有机合成反应中，其中通过脱羧反应历程作为芳基化试剂被广泛报道于脱羧偶联反应中。
4.从原子经济性和步骤经济性的角度出发，利用廉价、广普的芳香羧酸作为芳基化试剂，通过其与钯催化剂之间的配体交换以及脱羧反应历程所形成相应的金属钯物种，继而与酯基取代的腈类化合物发生串联环合反应来实现2,4,5-多取代噁唑类化合物的高效制备。我们首次发展了一种利用醋酸钯作为催化剂，各类芳香羧酸作为反应底物，以6,6
’‑
二甲基
ꢀ‑
2,2
’‑
二联吡啶作为反应的配体，以七氟丁酸作为酸性添加剂，在三氟甲苯反应溶剂中，在100-130℃空气的反应氛围下，通过与酯基取代的腈类化合物的反应24小时，能够顺利合成2,4,5-多取代噁唑类化合物，该方法底物范围广泛，无需额外的氧化剂使用，为合成不同官能团取代的2,4,5-多取代噁唑类化合物提供了一种绿色环保的合成新方法。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种新颖且高效的由简单芳香羧酸与氰基取代的酯类化合物合成多取代噁唑产物的合成方法，该合成方法底物适用范围广泛，化学选择性好，反应活性高。
6.一种新颖且高效的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，包括如下步骤：将简单芳香羧酸、氰基取代酯类化合物、醋酸钯、6,6
’‑
二甲基-2,2
’‑ꢀ
二联吡啶和七氟丁酸加入到有机溶剂中，空气条件下加热到100-130℃进行反应，反应24h，反应完全后，后处理(萃取以及柱层色谱分离)得到相应的2,4,5-多取代噁唑类化合物；
7.所述的氰基取代酯类化合物的结构如式(ii)所示：
[0008][0009]
所述的简单芳香羧酸的结构如式(iii)所示：
[0010][0011]
所述的2,4,5-三取代噁唑类化合物的结构如式(i)所示：
[0012][0013]
式(i)～(iii)中，r1选自h、烷基、芳基或取代芳基、杂芳基；r2选自烷基、芳基、杂芳基；ar/het为苯基、吡啶基、苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩以及吲哚取代基等。
[0014]
本发明中，直接利用简单易得的各类芳香羧酸作为芳基化试剂，通过简单芳香羧酸与氰基取代的酯类化合物之间直接的串联环合反应顺利地实现一步法制备2,4,5-多取代噁唑类化合物，目标产物中的氮原子来自氰基中的氮原子。
[0015]
作为优选，所述的有机溶剂为三氟甲苯。
[0016]
作为优选，反应温度为100-130℃，反应时间为24小时。
[0017]
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
[0018]
(1)本发明通过广普的有机合成子芳香羧酸作为芳基化试剂，通过芳香羧酸与钯金属催化剂之间的配体交换以及后续的脱羧反应历程形成相应的金属钯物种，该物种随后与氰基取代的酯类化合物发生一系列的串联环合反应在一锅中成功的实现2,4,5-多取代噁唑类化合物的制备，转化效率高，原子经济性好，官能团兼容性好；
[0019]
(2)本发明的合成方法操作简单，反应活性高，同时底物适应范围广泛，生成的目标产物可通过后续的转化为高价值的有机化合物骨架。
附图说明
[0020]
图1为实施例1得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0021]
图2为实施例2得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0022]
图3为实施例3得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0023]
图4为实施例4得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0024]
图5为实施例5得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0025]
图6为实施例6得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0026]
图7为实施例7得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0027]
图8为实施例8得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0028]
图9为实施例9得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0029]
图10为实施例10得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0030]
图11为实施例11得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0031]
图12为实施例12得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0032]
图13为实施例13得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0033]
图14为实施例14得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0034]
图15为实施例15得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0035]
图16为实施例16得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0036]
其中，氢谱在500mhz核磁仪器上进行测试。碳谱在125mhz核磁仪器上进行测试。测试条件均为室温下使用四甲基硅烷作内标，样品用氘代氯仿溶解。
具体实施方式
[0037]
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述，以下具体实施例都是本发明的最优实施方式。
[0038]
实施例1～18
[0039]
按照表1的原料配比在25ml封管中加入氰基取代的酯类化合物(ii， 0.3mmol)、简单芳香羧酸底物(iii，0.9mmol)、醋酸钯(0.030mmol)、 6,6
’‑
二甲基-2,2
’‑
二联吡啶(0.060mmol)和七氟丁酸(0.225mmol)，有机溶剂三氟甲苯(1ml)，混合搅拌均匀，在空气氛围下，在油浴(100-130 ℃)下反应24h。按照表2的反应条件反应完成后，冷却，用饱和的碳酸钠溶液(1mol/l)进行洗涤，饱和食盐水洗，收集有机相用硫酸钠干燥，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的2,4,5-多取代噁唑类化合物(i)，反应过程如下式所示：
[0040][0041]
表1实施例1～18的原料配比
[0042]
[0043][0044]
表2实施例1～18的反应条件和反应结果
[0045][0046]
表1和表2中，t为反应温度，t为反应时间。
[0047]
实施例1～18制备得到部分化合物的结构确认数据：
[0048][0049]
4-(2,6-dimethoxyphenyl)-2,5-diphenyloxazole(i-1)
[0050]
whitesolid(102.8mg,96％).mp:139-140℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.26-8.24(m,2h),7.59(d,j＝7.3hz,2h),7.54-7.48(m,3h),7.45-7.41(m,1h),7.37-7.33(m,2h),7.30-7.26(m,1h),6.71(d,j＝8.4hz,2h),3.74(s,6h).
13
cnmr(125mhz,
cdcl3)δ159.8,159.2,147.1,130.7,130.0,129.9,129.4,128.7,128.5,127.9,127.6,126.6,124.7,110.7,104.4,56.0.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
23h20
no3358.1438；found358.1438.
[0051][0052]
5-cyclohexyl-4-(2,6-dimethoxyphenyl)-2-phenyloxazole(i-2)
[0053]
colourlessoil(76.2mg,70％).columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.10-8.08(m,2h),7.44-7.36(m,3h),7.34-7.29(m,1h),6.62(d,j＝8.4hz,2h),3.77(s,6h),2.60-2.54(m,1h),1.91-1.57(m,7h),1.34-1.28(m,3h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.3,159.2,153.8,130.0,129.4,128.5,127.4,126.2,110.5,104.2,55.9,35.6,31.1,26.3,26.0.hrms(esi)m/z:[m+na]
+
calcdforc
23h25
no3na386.1727；found386.1733.
[0054][0055]
4-(2,6-dimethoxyphenyl)-2-phenyl-5-(thiophen-2-yl)oxazole(i-3)
[0056]
whitesolid(79.5mg,73％).mp:140-141℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.19-8.16(m,2h),7.49-7.38(m,4h),7.21-7.17(m,2h),6.99(dd,j1＝5.0hz,j2＝3.7hz,1h),6.66(d,j＝8.4hz,2h),3.73(s,6h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.5,143.9,131.0,130.8,130.1,129.3,128.7,127.7,127.3,126.5,125.4,123.9,109.5,104.3,56.0.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
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21h18
no3s364.1002；found364.1006.
[0057][0058]
4-(2,6-dimethoxyphenyl)-5-(furan-2-yl)-2-phenyloxazole(i-4)
[0059]
whitesolid(62.5mg,60％).mp:142-143℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.62(s,1h),7.56(d,j＝7.2hz,2h),7.45-7.41(m,1h),7.36-7.32(m,2h),7.30-7.26(m,1h),7.17(d,j＝3.4hz,1h),6.70(d,j＝7.8hz,2h),6.60(dd,j＝3.4hz,j＝1.7hz,1h),3.75(s,6h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.3,152.8,146.8,144.1,143.5,130.8,129.8,129.1,
128.5,127.7,124.8,111.9,111.2,110.4,104.3,56.0.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
21h18
no4348.1230；found348.1229.
[0060][0061]
4-(2,6-dimethoxyphenyl)-2-(4-nitrophenyl)-5-phenyloxazole(i-5)
[0062]
yellowsolid(73.6mg,61％).mp:204-205℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.32(s,4h),7.53(d,j＝7.2hz,2h),7.44-7.39(m,1h),7.33-7.27(m,3h),6.68(d,j＝8.4hz,2h),3.71(s,6h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.2,157.7,148.9,148.5,133.4,131.2,131.1,128.8,128.7,128.4,127.1,125.1,124.2,110.0,104.5,56.1.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
23h19
n2o5403.1288；found403.1288.
[0063][0064]
4-(2,6-dimethoxyphenyl)-2-(naphthalen-1-yl)-5-phenyloxazole(i-6)
[0065]
whitesolid(92.8mg,76％).mp:187-188℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ9.38(d,j＝8.6hz,1h),8.39(d,j＝7.3hz,1h),7.99-7.92(m,2h),7.68-7.55(m,5h),7.46-7.42(m,1h),7.37-7.33(m,2h),7.29-7.28(m,1h),6.72(d,j＝8.4hz,2h),3.76(s,6h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.8,159.4,147.1,134.2,130.9,130.7,130.5,130.0,129.5,128.6,128.5,128.0,127.7,127.5,126.9,126.2,125.1,125.0,124.7,111.2,104.6,56.2.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
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27h22
no3408.1594；found408.1594.
[0066][0067]
4-(2,6-dimethoxyphenyl)-5-phenyl-2-(thiophen-2-yl)oxazole(i-7)
[0068]
yellowsolid(87.1mg,80％).mp:146-147℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.86-7.85(m,1h),7.56-7.54(m,2h),7.48-7.41(m,2h),7.36-7.28(m,3h),7.19-7.17(m,
7.43(m,1h),7.36-7.33(m,2h),7.30-7.26(m,1h),6.72(d,j＝8.4hz,2h),3.77(s,6h),2.66(s,3h).
13
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+
calcdforc
18h18
no3296.1281；found296.1282.
[0078][0079]
4-(2,6-dimethoxyphenyl)-2-phenethyl-5-phenyloxazole(i-11)
[0080]
whitesolid(102.8mg,89％).mp:109-110℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.51-7.28(m,11h),6.72(d,j＝8.4hz,2h),3.77(s,6h),3.33-3.26(m,4h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ162.2,159.2,146.8,140.9,130.5,129.6,128.6,128.5,128.4,128.2,127.3,126.3,124.6,110.9,104.4,56.0,33.4,30.4.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
25h24
no3386.1751；found386.1752.
[0081][0082]
4-(2,6-dimethylphenyl)-2,5-diphenyloxazole(i-12)
[0083]
whitesolid(35.1mg,36％).mp:121-122℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.24-8.21(m,2h),7.54-7.52(m,3h),7.47-7.45(m,2h),7.35-7.28(m,4h),7.21-7.19(m,2h),2.19(s,6h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ160.3,146.0,138.0,135.5,133.8,132.1,130.5,129.6,129.0,128.9,128.0,127.9,126.6,124.3,20.3.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
23h20
no326.1539；found326.1560.
[0084][0085]
4-(3-bromo-2,6-dimethoxyphenyl)-2,5-diphenyloxazole(i-13)
[0086]
whitesolid(82.2mg,63％).mp:190-191℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.22-8.20(m,2h),7.64(d,j＝8.9hz,1h),7.55-7.48(m,5h),7.36-7.32(m,2h),7.30-7.26(m,1h),
6.72(d,j＝9.0hz,1h),3.75(s,3h),3.68(s,3h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.9,158.6,156.9,147.5,134.1,130.3,129.1,128.8,128.7,128.6,128.1,127.6,126.5,124.9,118.2,108.7,108.5,61.7,56.2.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
23h19
brno3436.0543；found436.0548.
[0087][0088]
4-(2,6-dimethoxypyridin-3-yl)-2,5-diphenyloxazole(i-14)
[0089]
whitesolid(54.8mg,51％).mp:116-117℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.16-8.15(m,2h),7.80(d,j＝8.0hz,1h),7.54(d,j＝7.5hz,2h),7.50-7.46(m,3h),7.37-7.34(m,2h),7.31-7.28(m,1h),6.45(d,j＝8.0hz,1h),3.99(s,3h),3.78(s,3h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ163.4,160.0,160.0,146.0,142.8,132.3,130.4,129.3,128.9,128.4,128.0,127.6,126.6,125.6,107.3,101.4,53.8,53.4.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
22h19
brn2o3359.1390；found359.1401.
[0090][0091]
4-(3-methylbenzofuran-2-yl)-2,5-diphenyloxazole(i-15)
[0092]
whitesolid(83.2mg,79％).mp:138-139℃.columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.24-8.22(m,2h),7.81(d,j＝7.3hz,2h),7.61(d,j＝7.0hz,1h),7.55-7.52(m,4h),7.47-7.44(m,2h),7.41-7.35(m,2h),7.33-7.30(m,1h),2.35(s,3h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ160.6,154.6,148.2,144.1,130.8,130.3,129.0,128.9,128.7,128.3,128.0,127.1,126.7,126.6,124.9,122.6,119.7,115.6,111.5,9.2.hrms(esi)m/z:[m+na]
+
calcdforc
24h17
no2na374.1151；found374.1145.
[0093][0094]
4-(3-methylthiophen-2-yl)-2,5-diphenyloxazole(i-16)
[0095]
colourlessoil(61.8mg,65％).columnchromatographyonsilicagel
(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.18(d,j＝7.6hz,2h),7.61(d,j＝7.5hz,2h),7.50-7.49(m,3h),7.39-7.36(m,3h),7.33-7.30(m,1h),6.96(d,j＝5.1hz,1h),2.10(s,3h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ160.0,147.0,137.3,130.6,130.3,130.2,128.9,128.8,128.6,128.5,128.1,127.3,126.6,126.2,125.6,14.9.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
20h16
nos318.0947；found318.0948.
[0096][0097]
4-(3-methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,5-diphenyloxazole(i-17)
[0098]
colourlessoil(78.2mg,71％).columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.22-8.20(m,2h),7.90(d,j＝7.2hz,1h),7.76(d,j＝7.3hz,1h),7.66(d,j＝7.1hz,2h),7.52-7.51(m,3h),7.47-7.42(m,2h),7.39-7.32(m,3h),2.28(s,3h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ160.3,147.6,140.5,140.3,131.7,130.7,130.2,128.9,128.8,128.7,128.6,128.4,127.2,126.7,125.8,124.9,124.2,122.6,122.5,13.1.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
24h18
nos368.1104；found368.1103.
[0099][0100]
4-(1-methyl-1h-indol-2-yl)-2,5-diphenyloxazole(i-18)
[0101]
yellowoil(55.6mg,53％).columnchromatographyonsilicagel(eluent:petroleumether/ethylacetate,4/1).1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.22-8.20(m,2h),7.73-7.71(m,2h),7.52-7.48(m,5h),7.40-7.39(m,1h),7.36-7.33(m,2h),7.30-7.27(m,2h),7.10-7.07(m,1h),3.88(s,3h).
13
cnmr(125mhz,cdcl3)δ160.0,145.1,137.3,131.8,130.3,129.4,128.9,128.7,128.6,128.0,127.8,126.6,126.4,126.0,122.1,121.5,120.0,109.5,107.4,33.2.hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcdforc
24h19
n2o351.1492；found351.1490.

技术特征：
1.一种简单芳香羧酸与氰基取代的酯类化合物合成多取代噁唑产物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将氰基取代的酯类化合物、简单芳香羧酸、钯催化剂、配体添加剂和酸添加剂加入到有机溶剂中，空气条件下，将温度控制在100～130℃下反应12～24h，反应完全后，后处理得到所述的2,4,5-多取代的噁唑类化合物；所述的氰基取代酯类化合物的结构如式(ii)所示：所述的简单芳香羧酸的结构如式(iii)所示：所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的结构如式(i)所示：式(i)～(iii)中，r1选自h、烷基、环烷基、芳基或取代芳基、杂芳基等；r2选自h、烷基、芳基或杂芳基；ar/het选自苯基、吡啶基、苯并呋喃取代基、噻吩基、苯并噻吩以及吲哚取代基。2.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，所述的r1选自h、丙基、苯基、呋喃基或吡啶基；r2选自甲基、苯基、萘基、呋喃基或者吡啶基；ar/het选自选自苯基、吡啶基、苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩以及吲哚取代基。3.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，所述的有机溶剂为三氟甲苯。4.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，所述的钯催化剂为醋酸钯。5.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，所述的配体添加剂为6,6
’‑
二甲基-2,2
’‑
二联吡啶。6.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，所述的反应条件无需金属氧化剂的引入。7.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，反应温度为100～130℃，空气反应条件下，反应时间为24小时。8.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，所述的酸添加剂为七氟丁酸。9.根据权利要求1所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物的合成方法，其特征在于，所述的2,4,5-多取代噁唑类化合物为以下化合物中的一种：

技术总结
本发明公开了一种简单芳香羧酸与氰基取代的酯类化合物合成多取代噁唑产物的合成方法，包括如下步骤：将氰基取代酯类化合物、简单的各类芳香羧酸、醋酸钯、6,6


技术研发人员：吕宁宁 戴玲 于书玲
受保护的技术使用者：温州大学
技术研发日：2021.06.21
技术公布日：2022/3/8