关键词:
合成
异噁唑
异噁唑酮
吡咯并嘧啶
抗菌活性
摘要:
异噁唑、异噁唑酮和吡咯并嘧啶都是生物活性和药学活性良好的含氮杂环化合物,是许多天然产物和药物的母体结构,在有机化学和药学领域具有十分重要的地位,三者的衍生物在抗菌、抗癌、抗炎和抗病毒等领域均有广泛应用。本文以不同取代基的苯甲醛作为原料,合成了异噁唑酮类化合物和异噁唑取代的吡咯并嘧啶化合物。首先,以取代苯甲醛和盐酸羟胺为原料,在碱性条件下得到取代苯甲醛肟,之后与N-氯代丁二酰亚胺(NCS)反应得到氯代产物,再与炔丙溴在Zn Cl的催化作用下发生环加成反应得到3-芳基-5-溴甲基异噁唑。其次,利用以前未见报道的两种催化剂磷钨酸和硫代硫酸钠,以取代苯甲醛、盐酸羟胺和乙酰乙酸乙酯三种组分为原料,在完成条件优化的前提下,通过一锅法反应合成了异噁唑酮类化合物。其中,以磷钨酸为催化剂合成了6种产物,产率85-94%;以硫代硫酸钠为催化剂合成了相同的6种产物和其他10种异噁唑酮,产率50-92%。对两种催化剂的循环利用也做了探究,在经过6次循环使用后,磷钨酸和硫代硫酸钠的催化效果依然良好。用红外光谱(FT-IR)、质谱(HRMS)以及核磁氢谱、碳谱(H、C NMR)进行了表征和分析,确定了所合成化合物的结构。除此之外,用耻垢分枝杆菌替代结核分枝杆菌,以利福平作为参照,进行了所合成化合物的抗菌活性研究。其中,化合物3-甲基-4-[(2,4-二甲氧基苯基)亚甲基]-异噁唑-5-酮(8m)的MIC值为8.00μg/m L,对耻垢分枝杆菌的抗菌活性优于利福平。最后,以合成的3-芳基-5-溴甲基异噁唑为中间体,与4-氯吡咯并嘧啶发生亲核取代反应,合成了10种新型的异噁唑-吡咯并嘧啶化合物。为了确定该反应的最佳条件,在合成过程中探究了溶剂、缚酸剂以及投料比对反应的影响。用FT-IR、HRMS以及H、C NMR对合成的10种化合物进行了表征和分析。此外,还进行了所合成化合物的抗菌活性研究,以利福平作对照,测试了异噁唑-吡咯并嘧啶衍生物对耻垢分枝杆菌的抗菌活性。其中,化合物5-({4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-7-基}甲基)-3-(4-溴苯基)-异噁唑(10i)的MIC值为8.00μg/m L,抗菌活性优于利福平;化合物5-({4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-7-基}甲基)-3-(2-氯苯基)-异噁唑(10j)的MIC值为10.67±3.77μg/m L,抗菌活性与利福平一致。综上,本论文通过1,3-偶极环加成反应合成了中间体3-取代苯基-5-溴甲基异噁唑衍生物,利用Knoevenagel缩合反应分别在磷钨酸和硫代硫酸钠的催化下合成了异噁唑酮衍生物,通过亲核取代反应合成了异噁唑-吡咯并嘧啶类化合物,并对所有合成的产物进行了抗菌活性研究,其中化合物3-甲基-4-[(2,4-二甲氧基苯基)亚甲基]-异噁唑-5-酮(8m)、化合物5-({4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-7-基}甲基)-3-(4-溴苯基)-异噁唑(10i)、5-({4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-7-基}甲基)-3-(2-氯苯基)-异噁唑(10j)的抗菌活性很高。这不但为新药的开发奠定基础,而且为新型抗结核杆菌药的开发提供新思维;此外,其可以作为先导药效基团开发更多的新药。