2-取代苯并惡唑衍生物的合成及其在藥物合成中的應用

王芝元，王合珍，王京，張磊

(遵義醫科大學藥學院，遵義 貴州 563000)

惡唑是一類具有顯著生物活性的雜環結構[1-2]。其中，2-取代的苯并惡唑化合物是一種含氮和氧原子的芳香雜環類化合物，其在材料、染料和藥物等領域具有廣泛的應用[3]。特別在藥物化學領域，2-取代苯并惡唑類化合物具有顯著的抗癌、抗病毒、抗菌、抗炎和鎮痛等藥理作用[4-6]，例如抗生素卡波霉素(Caboxamycin，圖1)、消炎鎮痛藥苯惡洛芬(Benoxaprofen，圖1)、及2019年被批準上市用于治療家族性淀粉樣蛋白多發性神經病變的罕見病藥物他法米迪(Tafamidis，圖1)。因此，2-取代苯并惡唑的合成引起了廣泛的關注。

圖1 含2-取代苯并惡唑結構的藥物分子

近年來，人們將各種有機金屬催從化運用于2-取代苯并惡唑的合成[7]。例如，Fan等[8]報道了RuCl3催化2-氨基苯酚和苯甲醛在空氣中串聯氧化合成2-取代苯并惡唑；Liu等[9]介紹了一種新型銅催化氧化C-H/O-H交叉偶聯合成2-取代苯并惡唑；Hu等[10]發現了一種銅鐵催化C-H/C-B鍵，活化苯并惡唑與芳基硼酸芳基化合成2-取代苯并惡唑的新方法。然而金屬催化方法仍存在局限性，如反應條件較為苛刻，底物不穩定以及需要使用價格昂貴的金屬試劑等。

值得關注的是，Chang等[11]利用一鍋兩步法，將鄰氨基苯酚與苯甲醛縮合形成中間體亞胺后，再加入2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(DDQ)氧化環化亞胺合成2-取代苯并惡唑?？墒窃谠摵铣煞椒ㄖ?，由于兩步反應體系溶劑不同，需更換第二步反應溶劑，操作繁瑣；底物普適性窄，部分底物合成需加熱；分離方法會吸附產物，導致產率降低；未能在藥物分子中合成應用?；谏鲜霰尘?，本文設計了以鄰氨基苯酚和芳香醛為原料，利用一鍋兩步法，在最優條件下，DDQ氧化環化合成結構多樣的2-取代苯并惡唑衍生物，并將該法運用于淀粉樣變心肌病藥物Tafamidis的合成中。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

ZF-7A手提紫外檢測燈(上海光豪分析儀器有限公司)；SGWX-4型熔點儀(上海精密科學儀器有限公司)；Agilent-400MHz DDZ型核磁共振儀、Agilent Accurate-Mass-Q-TOF-MS 6520型高分辨質譜儀(美國安捷倫公司)，Waters e2695型高效液相色譜儀(沃特世科技有限公司)。

鄰氨基苯酚、對氟苯甲醛、氟苯、二氧六環(Dioxane)(上海麥克林生化科技股份有限公司)；4-氨基-3-羥基苯甲酸甲酯、3,5-二氯苯甲醛(上海畢得醫藥科技股份有限公司)；2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(安徽澤升科技有限公司)；四氫呋喃(THF)、甲醇(MeOH)、乙酸(CH3COOH)(南寧上科試劑儀器有限公司)；氫氧化鋰(LiOH)(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。

1.2 合成方法

1.2.1 2-取代苯并惡唑衍生物的合成

向10 mL裝有磁力攪拌棒的Schlenk管中依次加入鄰氨基苯酚1a (39 mg, 0.36 mmoL)和對氟苯甲醛2a(32 μL, 0.3 mmoL)溶解于Dioxane (2 mL)，將混合物置于室溫空氣下，攪拌反應5 h，待薄層色譜法(TLC)監測反應情況，生成中間體2-(4-氟芐亞甲基氨基)苯酚3a。然后向Schlenk管中加入DDQ(122 mg, 0.54 mmoL)，在室溫空氣下，攪拌反應1 h，待TLC監測反應情況。反應結束后，將反應物混合物減壓濃縮，殘余物經過硅膠柱層析(石油醚/乙酸乙酯 = 40/1)分離純化，得到2-(4-氟苯基)苯并惡唑4a (56 mg)。其余底物拓展及克級實驗參照此操作步驟進行。

2-(4-氟芐亞甲基氨基)苯酚3a[12]：黃色固體，產率91%，熔點(m.p.) 84～85 ℃。1H-NMR (DMSO-d6,400 MHz), δ: 9.01 (s, 1H), 8.70 (s, 1H), 8.10 (dd,J=8.6, 5.9 Hz, 2H), 7.35 (t,J= 8.9 Hz, 2H), 7.20 (dd,J=7.8, 1.6 Hz, 1H), 7.11～7.05 (m, 1H), 6.89 (dd,J= 8.1,1.4 Hz, 1H), 6.83 (td,J= 7.5, 1.4 Hz, 1H);13C-NMR(DMSO-d6, 100 MHz), δ: 165.6, 163.1, 158.3, 151.7,138.1, 133.5 (d,J= 2.8 Hz), 131.6 (d,J= 8.8 Hz), 127.9,119.9, 119.5, 116.4, 116.2 (d,J= 21.9 Hz);19F-NMR(DMSO-d6, 376 MHz), δ: -108.4 (s，1F)。

2-(4-氟苯基)苯并惡唑4a[13]：白色固體，產率88%，m.p. 100～101℃。1H-NMR (DMSO-d6, 400 MHz), δ: 8.21 (dd,J= 8.7, 5.5 Hz, 2H), 7.76 (ddd,J=13.1, 6.9, 3.2 Hz, 2H), 7.45～7.36 (m, 4H);13C-NMR(DMSO-d6, 100 MHz), δ: 165.9, 163.4, 161.8, 150.7,141.9, 130.3 (d,J= 9.2 Hz), 125.9, 125.3, 123.5 (d,J=3.1 Hz), 120.2, 117.0 (d,J= 22.4 Hz), 111.3;19F-NMR(DMSO-d6, 376 MHz), δ: -107.1 (s, 1F); HRMS (ESI)m/z: 計算值C13H9FNO [M + H]+214.0662, 測試值214.0670。

2-(3,5-二氯苯基)苯并惡唑4b[14]：白色固體，產率75%，m.p. 141～142 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 8.14 (d,J= 1.9 Hz, 2H), 7.81 ～ 7.76 (m, 1H),7.62～7.57 (m, 1H), 7.51 (t,J= 1.9 Hz, 1H), 7.43 ～ 7.36(m, 2H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 160.4, 150.8,141.7, 135.8, 131.2, 129.8, 126.0, 125.8, 125.0, 120.4,110.8; HRMS (ESI)m/z: 計算值C13H8Cl2NO [M + H]+263.9977, 測試值263.9978。

2-(2,4,6-三甲基苯基)苯并惡唑4c[15]：黃色固體，產率84%，m.p. 63～64 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 7.86～7.81 (m, 1H), 7.62～7.57(m, 1H), 7.41～7.36 (m, 2H), 6.98 (s, 2H), 2.36 (s, 3H), 2.30 (s, 6H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 163.3, 150.6, 141.6,140.3, 138.5, 128.6, 124.9, 124.9, 124.2, 120.1, 110.6,21.3, 20.4; HRMS (ESI)m/z: 計算值C16H16NO [M + H]+238.1226, 測試值238.1236。

2-(4-甲氧基苯基)苯并惡唑4d[14]：白色固體，產率88%，m.p. 99～100 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz),δ: 8.21～8.17 (m, 2H), 7.75～7.72 (m, 1H), 7.56～7.52(m, 1H), 7.35～7.28 (m, 2H), 7.03～6.99 (m, 2H), 3.86(s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 163.1, 162.3,150.6, 142.2, 129.4, 124.6, 124.4, 119.6, 119.6, 114.3,110.4, 55.4; HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H12NO2[M +H]+226.0862, 測試值226.0869。

2-(2-甲氧基苯基)苯并惡唑4e[14]：黃色固體，產率79%，m.p. 56～57 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz),δ: 8.15 (dd,J= 7.8, 1.8 Hz, 1H), 7.86～7.81 (m, 1H),7.62～7.57 (m, 1H), 7.54～7.49 (m, 1H), 7.37～7.32 (m,2H), 7.11 (ddd,J= 9.5, 7.9, 1.5 Hz, 2H), 4.03 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 161.5, 158.6, 150.2,142.0, 132.8, 131.3, 125.0, 124.3, 120.7, 120.2, 116.0,12.0, 110.4, 56.2; HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H12NO2[M + H]+226.0862, 測試值226.0886。

2-(4-聯苯基)苯并惡唑4f[14]：白色固體，產率76%，m.p. 136～138 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz),δ: 8.33 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 7.83～7.74 (m, 3H), 7.69～7.65 (m, 2H), 7.62～7.58 (m, 1H), 7.49 (t,J= 7.5 Hz,2H), 7.43～7.34 (m, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz),δ: 162.9, 150.8, 44.2, 142.2, 140.0, 129.0, 128.1, 127.6,127.2, 125.9, 125.1, 124.6, 120.0, 110.6; HRMS (ESI)m/z: 計算值C19H14NO [M + H]+272.1069, 測試值272.1073。

2-(1-萘基)苯并惡唑4g[14]：白色固體，產率70%，m.p. 102～103 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz),δ: 9.48 (d,J= 10.0 Hz, 1H), 8.45 (d,J= 7.2 Hz, 1H),8.04 (d,J= 8.6 Hz, 1H), 7.97～7.88 (m, 2H), 7.75～7.69(m, 1H), 7.68～7.57 (m, 3H), 7.41 (dd,J= 5.9, 3.3 Hz,2H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 162.8, 150.1,142.2, 133.9, 132.4, 130.7, 129.4, 128.7, 128.0, 126.5,126.2, 125.3, 125.0, 124.5, 123.5, 120.3, 110.5; HRMS(ESI)m/z: 計算值C17H12NO [M + H]+246.0913, 測試值246.0919。

2-苯乙烯基苯并惡唑4h[15]：淡黃色固體，產率74%，m.p. 78～79 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ:7.80 (d,J= 16.3 Hz, 1H), 7.75～7.70 (m, 1H), 7.62～7.58(m, 2H), 7.55～7.51 (m, 1H), 7.45～7.37 (m, 3H), 7.37～7.32 (m, 2H), 7.09 (d,J= 16.3 Hz, 1H);13C-NMR(CDCl3, 100 MHz), δ: 162.8, 150.4, 142.1, 139.5, 135.1,129.8, 129.0, 127.6, 125.2, 124.5, 119.9, 113.9, 110.3;HRMS (ESI)m/z: 計算值C15H12NO [M + H]+222.0913,測試值222.0917。

2-(4-氟苯基)-6-甲基苯并惡唑4i[13]：白色固體，產率90%，m.p. 115～116 ℃。1H-NMR (CDCl3,400 MHz), δ: 8.26～8.20 (m, 2H), 7.63 (d,J= 8.1 Hz,1H), 7.37 (s, 1H), 7.19 (q,J= 7.8, 7.0 Hz, 3H), 2.50(s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 165.9, 163.4,161.7, 151.0, 139.7, 135.6, 129.6 (d,J= 8.8 Hz), 125.9,123.6 (d,J= 3.2 Hz), 119.2, 116.1 (d,J= 22.3 Hz),110.7, 21.8;19F-NMR (CDCl3, 376 MHz), δ: -107.8 (s,1F); HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H11FNO [M + H]+228.0819, 測試值228.0823。

2-(4-氯苯基)-6-甲基苯并惡唑4j[16]：白色固體，產率72%，m.p. 154～156 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 8.13 (d,J= 8.6 Hz, 2H), 7.61 (d,J= 8.1 Hz,1H), 7.46 (d,J= 8.6 Hz, 2H), 7.34 (s, 1H), 7.15 (d,J=8.1 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz),δ: 161.5, 151.0, 139.7, 137.4, 135.8, 129.2, 128.6, 126.0,125.8, 119.4, 110.8, 21.8; HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H11ClNO [M + H]+244.0523, 測試值244.0527。

2-(3-氯苯基)-6-甲基苯并惡唑4k：白色固體，產率80%，m.p. 95～96 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz),δ: 8.20 (t,J= 1.8 Hz, 1H), 8.08 (dt,J= 7.4, 1.5 Hz, 1H),7.62 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 7.48～7.39 (m, 2H), 7.35 (s,1H), 7.16 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H);13C-NMR(CDCl3, 100 MHz), δ: 161.1,151.0, 139.7, 136.1, 135.0,131.2, 130.1, 129.0, 127.4, 126.0, 125.4, 119.5, 110.8,21.8; HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H11ClNO [M + H]+244.0523, 測試值244.0528。

2-(3-硝基苯基)-6-甲基苯并惡唑4l[16]：淡黃色固體，產率76%，m.p. 151～152 ℃。1H-NMR (CDCl3,400 MHz), δ: 8.94 (t,J= 1.9 Hz, 1H), 8.46 (dt,J= 7.8,1.3 Hz, 1H), 8.28 (ddd,J= 8.2, 2.3, 1.1 Hz, 1H), 7.67 ～7.58 (m, 2H), 7.34 (s, 1H), 7.16 (d,J= 8.2 Hz, 1H), 2.48(s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 159.9, 151.0,148.5, 139.4, 136.7, 132.7, 130.0, 128.9, 126.4, 125.4,122.1, 119.7, 110.9, 21.9; HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H11N2O3[M + H]+255.0764, 測試值255.0767。

2-(4-硝基苯基)-6-甲基苯并惡唑4m[17]：淡黃色固體，產率90%，m.p. 202～203 ℃。1H-NMR (CDCl3,400 MHz), δ: 8.37～8.28 (m, 4H), 7.65 (d,J= 8.2 Hz,1H), 7.38 (s, 1H), 7.20 (d,J= 8.2 Hz, 1H), 2.51 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 160.0, 151.2, 149.1,139.7, 137.1, 132.8, 128.1, 126.5, 124.1, 119.9, 111.0,21.9; HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H11N2O3[M + H]+255.0764, 測試值255.0766。

2-(4-甲基苯基)-6-甲基苯并惡唑4n[17]：白色固體，產率74%，m.p. 109～110 ℃。1H-NMR (CDCl3,400 MHz), δ: 8.12 (d,J= 8.3 Hz, 2H), 7.62 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 7.36 (s, 1H), 7.31 (d,J= 8.0 Hz, 2H), 7.15 (d,J= 8.2 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H), 2.42 (s, 3H);13C-NMR(CDCl3, 100 MHz), δ: 162.8, 150.9, 141.8, 139.9, 135.3,129.6, 127.4, 125.7, 124.5, 119.1, 110.7, 21.8, 21.6;HRMS (ESI)m/z: 計算值C15H14NO [M + H]+224.1069,測試值224.1076。

2-(3-甲基苯基)-6-甲基苯并惡唑4o[17]：白色固體，產率70%，m.p. 77～78 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 8.07 (s, 1H), 8.03 (d,J= 7.8 Hz, 1H), 7.64(d,J= 8.1 Hz, 1H), 7.43～7.30 (m, 3H), 7.16 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 2.50 (s,3H), 2.45 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3,100 MHz), δ: 162.7, 151.0, 139.9, 138.7, 135.5, 132.1,128.8, 128.0, 127.1, 125.8, 124.6, 119.2, 110.7, 21.8,21.4; HRMS (ESI)m/z: 計算值C15H14NO [M + H]+224.1069, 測試值224.1080。

2-(2,4,6-三甲基苯基)-6-甲基苯并惡唑4p：黃色固體，產率81%，m.p. 76～77 ℃。1H-NMR (CDCl3,400 MHz), δ: 7.69 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 7.41～7.39 (m,1H), 7.20 (dd,J= 8.1, 0.8 Hz, 1H), 6.97 (s, 2H), 2.52(s, 3H), 2.35 (s, 3H), 2.28 (s, 6H);13C-NMR (CDCl3,100 MHz), δ: 162.7, 150.9, 140.2, 139.3, 138.4, 135.3,128.6, 125.4, 125.0, 119.4, 110.8, 21.8, 21.3, 20.3;HRMS (ESI)m/z: 計算值C17H18NO [M + H]+252.1382,測試值252.1385。

2-(4-甲氧基苯基)-6-甲基苯并惡唑4q[16]：淡黃色固體，產率71%，m.p. 86～87 ℃。1H-NMR (CDCl3,400 MHz), δ: 8.16 (d,J= 8.9 Hz, 2H), 7.60 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 7.34 (s, 1H), 7.13 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.00(d,J= 8.9 Hz, 2H), 3.86 (s, H), 2.48 (s, 3H);13C-NMR(CDCl3, 100 MHz), δ: 162.7, 162.1, 150.9, 139.9, 135.0,129.2, 125.6, 119.8, 118.9, 114.3, 110.6, 55.4, 21.8;HRMS (ESI)m/z: 計算值C15H14NO2[M + H]+240.1019,測試值240.1025。

2-(3,4,5-三甲氧基苯基)-6-甲基-苯并惡唑4r[18]：淡黃色固體，產率90%，m.p. 133～134 ℃。1H-NMR(CDCl3, 400 MHz), δ: 7.61 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 7.45 (s,2H), 7.35 (s, 1H), 7.15 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 3.97 (s, 6H),3.92 (s, 3H), 2.49 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz),δ: 162.35, 153.47, 150.94, 140.70, 139.75, 135.52,125.85, 122.40, 119.09, 110.67, 104.39, 61.01, 56.28,21.82; HRMS (ESI)m/z: 計算值C17H18NO4[M + H]+300.1230, 測試值300.1231。

2-(4-聯苯基)-6-甲基苯并惡唑4s：白色固體，產率76%，m.p. 165～166 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 8.30 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 7.74 (d,J= 8.4 Hz,2H), 7.69～7.63 (m, 3H), 7.48 (t,J= 7.5 Hz, 2H), 7.43～7.36 (m, 2H), 7.18 (d,J= 8.9 Hz, 1H), 2.51 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 162.4, 151.0, 143.9, 140.0,135.6, 128.9, 128.0, 127.9, 127.5, 127.1, 126.1, 125.8,119.3, 110.8, 21.9; HRMS (ESI)m/z: 計算值C20H16NO[M + H]+286.1226, 測試值286.1228。

2-(1-萘基)-6-甲基苯并惡唑4t：白色固體，產率71%，m.p. 118～119 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz),δ: 9.49 (d,J= 8.7 Hz, 1H), 8.41 (dd,J= 7.3, 1.2 Hz,1H), 8.02 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.94 (d,J= 8.1 Hz, 1H),7.78～7.69 (m, 2H), 7.63～7.57 (m, 2H), 7.44 (s, 1H),7.22 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 2.54 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3,100 MHz), δ: 162.3, 150.4, 140.1, 135.8, 133.9, 132.1,130.6, 129.1, 128.7, 127.9, 126.4, 126.3, 125.8, 125.0,123.7, 119.6, 110.7, 21.9; HRMS (ESI)m/z: 計算值C18H14NO [M + H]+260.1069, 測試值260.1074。

2-苯乙烯基-6-甲基苯并惡唑4u[16]：淡黃色固體，產率80%，m.p. 64～65 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 7.74 (d,J= 16.4 Hz, 1H), 7.58 (dd,J= 7.4, 2.4 Hz, 3H), 7.44 ～ 7.33 (m, 3H), 7.31 (s, 1H), 7.14 (d,J=8.1 Hz, 1H), 7.05 (d,J= 16.3 Hz, 1H), 2.48 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 162.3, 150.7, 140.0, 138.8,135.7, 135.2, 129.6, 128.9, 127.5, 125.7, 119.2, 114.0,110.5, 21.8; HRMS (ESI)m/z: 計算值C16H14NO [M +H]+236.1069, 測試值236.1073。

2-(2-呋喃基)-6-甲基苯并惡唑4v[16]：淡黃色固體，產率70%，m.p. 51～52 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 7.63 (dd,J= 1.8, 0.8 Hz, 1H), 7.60 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 7.32 (s, 1H), 7.21 (dd,J= 3.5, 0.8 Hz, 1H),7.14(d,J= 8.1 Hz, 1H), 6.58 (dd,J= 3.5, 1.8 Hz, 1H),2.46 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 154.8,150.4, 145.5, 142.7, 139.3, 135.8, 126.1, 119.4, 113.8,112.2, 110.7, 21.8; HRMS (ESI)m/z: 計算值C12H10NO2[M + H]+200.0706, 測試值200.0715。

2-(4-吡啶基)-6-甲基苯并惡唑4w：淡黃色固體，產率84%，m.p. 125～126 ℃。1H-NMR (CDCl3, 400 MHz), δ: 8.79～8.75 (m, 2H), 8.03～8.00 (m, 2H), 7.65 (d,J= 8.2 Hz, 1H), 7.37 (s, 1H), 7.18 (d,J= 8.2 Hz, 1H),2.49 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 160.0,151.1, 150.6, 139.5, 137.0, 134.4, 126.4, 120.8, 119.9,111.0, 21.9; HRMS (ESI)m/z: 計算值C13H11N2O [M +H]+211.0865, 測試值211.0876。

1.2.2 Tafamidais的合成

向10 mL裝有磁力攪拌棒的Schlenk管中依次加入4-氨基-3-羥基苯甲酸甲酯5 (60 mg, 0.36 mmoL)，3,5-二氯苯甲醛6 (52 mg, 0.3 mmoL)溶解于Dioxane (2 mL)和CH3COOH (0.8 mL)，將混合物置于室溫空氣下，攪拌反應5 h后，待TLC監測。然后向Schlenk管中加入DDQ (122 mg, 0.54 mmoL)，室溫空氣攪拌反應1 h后，待TLC監測。反應結束后，將反應液用飽和碳酸氫鈉水溶液(10 mL×3)洗滌，乙酸乙酯(10 mL×3)萃取水相。無水硫酸鈉干燥有機相，過濾，減壓濃縮，殘余物經過硅膠柱層析(石油醚/乙酸乙酯 = 40/1)分離純化，得到2-(3,5-二氯苯基)苯并惡唑-6-甲酸甲酯7(79 mg)?？思墝嶒灠凑沾瞬僮鞑襟E進行。

2-(3,5-二氯苯基)苯并惡唑-6-羧酸甲酯7[19]：白色固體，產率82%，m.p. 174～175 ℃。1H-NMR (CDCl3,400 MHz), δ: 8.23 (s, 1H), 8.09 (dd,J= 10.3, 1.7 Hz,3H), 7.76 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 7.51 (t,J= 1.9 Hz, 1H),3.96 (s, 3H);13C-NMR (CDCl3, 100 MHz), δ: 166.3,162.7, 150.4, 145.4, 135.9, 131.8, 129.2, 127.9, 126.7,126.1, 120.0, 112.4, 52.5; HRMS (ESI)m/z: 計算值C15H10Cl2NO3[M + H]+322.0032, 測試值322.0030。

向10 mL裝有磁力攪拌棒的Schlenk管中依次加入2-(3,5-二氯苯基)苯并惡唑-6-甲酸甲酯7 (32 mg, 0.1 mmoL)，LiOH (7 mg, 0.3 mmoL)，THF (1.5 mL)，MeOH (0.5 mL)和H2O (0.5 mL)，室溫下攪拌反應1 h后，待TLC監測。反應結束后，將反應混合物減壓濃縮，用1 mol/L稀鹽酸調節pH = 2，析出白色固體，再用布氏漏斗抽濾，用少量純水洗滌濾餅，真空干燥濾餅，得到Tafamidis (28 mg)。純度97.79%[HPLC歸一化法：色譜柱Agilent Eclipse Plus C18柱(5 μm，4.6×150 mm)；流動相A：0.05%磷酸二氫鉀溶液，B：乙腈，梯度洗脫(0→20 min；流動相B：10%→40%)；檢測波長250 nm；流速1 mL/min；柱溫30 ℃；進樣量10 μL]?？思墝嶒灠凑沾瞬僮鞑襟E進行。

2-(3,5-二氯苯基)苯并惡唑-6-羧酸Tafamidais[20]：白色固體，產率92%，m.p. 193～194 ℃。1H-NMR(DMSO-d6, 400 MHz), δ: 13.25 (s, 1H), 8.19 (s, 1H),8.00 (d,J= 24.5 Hz, 3H), 7.84 (d,J= 8.5 Hz, 2H);13C-NMR (DMSO-d6, 100 MHz), δ: 167.1, 162.3, 150.4,145.0, 135.6, 132.1, 129.4, 129.1, 126.9, 126.2, 120.3,112.6; HRMS (ESI)m/z: 計算值C14H8Cl2NO3[M + H]+307.9875, 測試值307.9876。

2 結果與討論

2.1 條件優化

以鄰氨基苯酚1a和對氟苯甲醛2a為底物，選擇乙腈作為溶劑，在室溫下反應6 h后，獲得3a氟譜產率為87%(表1，序號1)。而后對第一步反應常用的溶劑進行考察，研究結果發現二氧六環作為溶劑時，效果最佳，3a氟譜產率達到91%(表1，序號5)。

表1 考察溶劑對3a產率的影響

確定最優溶劑后，對第一步反應時間進行優化，結果表明當反應時間5 h時，3a氟譜產率可到達95%，分離產率88%(表2，序號4)。為了提高3a的產率，將1a的當量增加到1.2時，發現氟譜產率≥99%，分離產率91%(表2，序號6)。緊接著驗證了第一步當中空氣是否會對反應產率有影響，在氬氣條件下，3a氟譜產率≥99%，分離產率91%，表明空氣對第一步反應產率無影響(表2，序號6、7)。

篩選出第一步最優條件后，對第二步反應所需的氧化劑進行考察。篩選常見的非金屬氧化劑，研究結果表明DDQ氧化環化效果較好，目標產物4a氟譜產率為79% (表3，序號1)，而2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物和戴斯馬丁試劑有少量目標產物生成(表3，序號2、3)，其他氧化劑無目標產物4a生成(表3，序號4～7)。

表3 考察氧化劑對4a產率的影響

隨后對氧化劑DDQ反應所需的當量進行考察。結果表明，當DDQ的當量提高到1.8時，4a氟譜產率可到達92%，分離產率88%(表4，序號5)；當DDQ的當量提高至2.0時，4a的產率保持不變(表4，序號6)。為了進一步提高4a的產率，考察了氧化劑氧化時間對第二步反應的產率影響，結果發現隨著反應時間延長，目標產物4a的產率無明顯提高(表4，序號5與序號7、8)，確認反應1 h為最優氧化反應時間。同時還考察第二步反應是否受空氣的影響，結果在氬氣條件下，4a氟譜產率為79%(表4，序號9)，與在空氣條件下相比(表4，序號5)，4a產率降低，因此選擇第二步在空氣條件下反應。

表4 考察氧化劑當量、氧化時間和空氣對4a產率的影響

確定第一步反應最優條件為：1a (0.36 mmol)，2a (0.3 mmol)，Dioxane (2 mL)，室溫空氣下反應5 h； 第二步反應最優條件為：DDQ (0.54 mmol)，室溫空氣下反應1 h。進一步考察了控制實驗對反應的影響。結果表明，當在最優條件下，第二步不加入氧化劑DDQ，3a氟譜產率≥99%，分離產率90%，無目標產物4a生成(表5，序號1)；當在最優條件下，第二步加入氧化劑DDQ，3a在氧化劑的作用下被氧化環化，生成4a氟譜產率為92%，分離產率88%(表5，序號2)；然而在最優條件下，采用一鍋法將所有試劑同時加入到反應體系中，無中間體3a生成，有少量的目標產物4a生成。因此，控制實驗表明，該方法需采用一鍋兩步法進行反應，只有第一步充分生成中間體3a后，第二步反應加入DDQ氧化環化，才能順利生成目標產物4a。

表5 考察控制實驗對反應的影響

2.2 底物拓展

在最優條件下，對2-取代苯并惡唑衍生物進行底物普適性考察。首先選擇鄰氨基苯酚與不同芳香醛進行反應，結果發現目標產物4a～4h可獲得70%～88%良好的分離收率(表6)。值得關注的是，當選擇4a進行克級(1.5 g)放大實驗時，仍可以獲得77%的分離收率，說明該方法具有一定的可靠性和實用性。

表6 2-取代苯并惡唑衍生物底物普適性考察

為了考察2-取代苯并惡唑底物的多樣性，在鄰氨基苯酚的5位引入甲基，結果發現目標產物4i～4w都能獲得70%～90%優良的收率(表6)。因此，研究結果發現該反應對芳香醛上吸電子基團氟、氯、硝基(表6，4a、4b、4i～4m)，給電子基團甲基、甲氧基和共軛體系(表6，4c～4h和4n～4u)，以及雜原子芳香醛呋喃與吡啶(表6，4v、4w)都具有良好的官能團耐受性和兼容性。

2.3 反應機理

根據以上研究與相關文獻的報道[20-22]，提出反應可能的機理(圖2)。首先，第一步鄰氨基苯酚1上氨基氮原子帶有孤對電子進攻芳香醛2上帶有正電荷的羰基碳原子，發生親核加成，再消除一分子水，生成席夫堿中間體3，由于中間體3不穩定互變為環化的中間體3'；第二步加入DDQ后，中間體3'上一個氫負離子轉移到DDQ 上，形成中間體3"，同時中間體4'氮上的氫質子迅速轉移到氫醌負離子上，最后芳構化脫氫生成目標產物4。

圖2 反應可能的機理

2.4 Tafamidis藥物合成運用

目前，Shi等[19]、Yamamoto等[23]、Wu等[24]、Liu等[25]、Zhang等[26]、Ferlin等[27]和Wu等[28]利用新的方法合成了Tafamidis。但這些合成路線中仍存在一定局限性：(1)過渡金屬鈀、銅、銥、鎳和鈷作為催化劑，價格昂貴且會產生金屬殘留；(2)需要使用的試劑、原料和催化劑不易得，有些試劑具有一定毒性和危險性；(3)部分合成路線條件較苛刻，操作流程復雜，副產物較多，產率較低，不利于實現工業化運用。

因此，為了進一步驗證本文一鍋兩步法氧化環化合成2-取代苯并惡唑方法的實用性，以廉價易得的4-氨基-3-羥基苯甲酸甲酯5與3,5-二氯苯甲醛6為原料，利用一鍋兩步法氧化環化合成藥物前體7，最后水解得到Tafamidis藥物(圖3)。實驗結果發現，毫克級合成前體7的分離產率達到82%，水解7的甲酯獲得Tafamidis，產率為92%(圖3，①Milligram level experiment)；隨后對該合成路線進行克級放大實驗，結果發現克級合成前體7的分離產率可達到75%，水解甲酯獲得Tafamidis的產率為93%(圖3，②Gram scale experiment)。與已報道的方法相比，該策略為Tafamidis的合成提供了一種經濟、綠色、高效、簡便的新合成方法。

圖3 他法米迪毫克級與克級合成路線

3 結論

總之，本文發展了一種實用、經濟、高效的方法合成2-取代苯并惡唑衍生物。通過一鍋兩步法，利用DDQ氧化環化合成一系列產率良好的2-取代苯并惡唑類化合物。此外，還將該方法成功運用于罕見病藥物Tafamidis的合成中，實現了該藥物的克級合成。該法具有反應條件溫和、操作簡便、底物普適性廣和官能團兼容性良好等優點，為2-取代苯并惡唑類藥物及重要中間體的合成提供了一種新途徑。