噁唑环的合成反应
15400202 历媛媛
- 前言
杂环化合物是一类十分重要的化学分子，在生命科学、医药和农药化学、材料化学等许多领域发挥着重要作用。发展简单、安全、环境友好的操作，实现杂环化合物的精准合成仍然是化学合成研究领域的一个重要命题。在过去的几十年中，也已经取得了令人瞩目的进步，并且已经公开了许多用于构建杂环结构的有效策略。在这些发现的方法中，环加成反应已被认定为是最强大，合成有效且研究广泛的方法之一。
围绕这一方法的研究方向，在20世纪60年代，Sheehan等人在研究alpha;-内酰胺类化学时首次提出了一种瞬态活性物质——氮杂氧烯丙基阳离子。然而，在接下来的几十年中，该研究领域没有取得重大改进。1993年，Kikugawa等人在研究alpha;-卤酰胺的溶剂分解实验时证明了这种活性物质存在的最有说服力的证据。2011年，Jeffrey课题组在使用环状二烯作为环加成配偶体与alpha;-卤代异羟肟酸酯反应中以其良好的收率和非对映选择性提供了对各种双环内酰胺衍生物的有效途径，且最终实现了氮杂氧烯丙基阳离子中间体的实验捕获。由于这一重大的发现，碱性条件下由alpha;-卤代异羟肟酸酯原位产生的氮杂氧烯丙基阳离子的环加成反应对用于构建各种生物学上重要的含氮杂环引起了相当大的关注。该研究领域的最新发展有力地证明，原位形成的氮杂氧烯丙基阳离子的环加成反应不仅可用于简单含氮杂环的简易合成，同时也是生物学上重要的天然分离物或候选药物正式合成的关键步骤。
- 研究合成噁唑环的目的及意义
噁唑环是一种重要的含氮原子和氧原子的五元杂环，具有该结构的化合物通常具有良好的生物活性和杀灭植物病毒等功效，在医药和农药等领域应用较，是新药研发的重要领域之一。例如，天然产物( )-neopeltolide已被证明是线粒体呼吸链中细胞色素bc1复合物的一种新型抑制剂。对alpha;7神经元烟碱乙酰胆碱受体（alpha;7 nAChR）有高选择性激动作用的BMS-933043；用于移栽和直播稻田除草的Metamifop。
Scheme1
由于它们的生物活性和药用价值，噁唑类衍生物在过去几十年中受到有机和药物化学家越来越多的关注。合成噁唑的方法包括酰胺与炔醇的环化异构化、N-芳基乙酰胺的光解反应、烯酰胺分子内Witting反应、氨基酸及其衍生物的脱羧或脱水环化、二酮或羰基酯与胺的串联氧化和氮杂环丙烷和醛类的环加成等方法。尽管上述方法对构建噁唑有意义，但开发具有易于获得的底物的更有效、通用和简便的方法仍然是合成噁唑的理想目标。
三、多种杂环合成机理
在过去的十年中，alpha;-卤代羟肟酸盐，一类容易获得和稳定的氮杂氧烯丙基阳离子的前体，已被广泛用作开发新的有效合成杂环的关键底物。在开创性的工作中，Jeffrey小组报道了氮杂氧烯丙基阳离子与呋喃的分子间和分子内[3 4]-环加成反应用于杂环的合成。之后，吲哚和羰基化合物也应用于与氮杂氧烯丙基阳离子的环加成反应中以构建多种杂环骨架。之后，又开发了一系列涉及氮杂氧烯丙基阳离子的[3 3]-， [3 2]-， [3 1]-和[2 4]-环加成反应。关于上述环加成反应，不仅有氮杂氧烯丙基阳离子的C和N末端参与了键形成，也开发了C和O末端参与的键形成。
