简介
众所周知,1,3,4-噁二唑(1,3,4-Oxadiazoles)是一类重要的杂环化合物,也是药物分子以及有机合成中常见的杂环砌块。[1] 1,3,4-噁二唑杂环是呋喃的衍生物,其中两个亚甲基被两个氮原子取代。用两个氮原子取代这两个亚甲基会降低环的芳香性,市得到的噁二唑环表现出共轭二烯的性质。另一个杂原子由于诱导作用对噁二唑形成弱碱。在亲核取代反应中,氢原子被亲核试剂取代。
合成
1,3,4-噁二唑的常用合成路线包括酸肼(或肼)与酰氯/羧酸的反应,以及使用各种脱水剂如三氯氧化磷、亚硫酰氯、五氧化二磷、三氟甲酸酐、多磷酸直接环化二酰基肼,以及酸与(N-异氰氨基)三苯基磷烷的直接反应。
应用
药物化学
许多1,3,4-噁二唑衍生物因其良好的生物和药理活性[2]广泛地存在于药物分子中,例如抗癌活性[3]、各种酶抑制剂[4]、除草剂[5]、抗真菌活性[6]等。已经上市的艾滋病抗病毒药物雷特格韦(Raltegravir)1,对 HIV 整合酶催化的链转移过程具有强效抑制作用,以最大限度地提高它们作为 HIV 整合酶抑制剂对野生型病毒和一些突变体的抑制作用,并优化其在临床前物种中的选择性、药代动力学和代谢特征。[7] Zibotentan 2 是一种特异性 ETA 受体拮抗剂,目前正处于治疗激素耐药前列腺癌(HRPC)的临床开发阶段。[8] 以及已上市的除草剂Methoxydiazone 3(图1)的化学结构中都具有1,3,4-噁二唑的结构单元,这很好地说明了1,3,4-噁二唑杂环在药物研发和农业化学中的应用潜力。
材料化学
除此之外,1,3,4-噁二唑也被广泛用于制造新型材料。例如,基于1,3,4-噁二唑结构的耐热聚合物[9],采用四唑路线或Suzuki偶联反应制备的9,9-二辛基芴和噁二唑的交替共聚物,可用作电子传输和蓝光发射聚合物(例如图1中的聚合物4)[10],由1,3,4-噁二唑重复单元组成树枝状聚合物[11],高效激光染料[12]和金属液晶[13]。
图1. 基于1,3,4-噁二唑结构的生物活性化合物和材料的实例
有机化学
1,3,4-噁二唑早已广泛应用于有机化学合成之中,用于生成与亲电官能团反应的高活性卡宾中间体[14]。2,5-二氢-1,3,4-噁二唑由于其易于制备且相当稳定,还是双(杂原子)烯碳的热原来源,因此在有机合成中发挥着重要作用。此类烯碳化合物会与各种亲电官能团发生反应,通常会导致初始产物发生重排。这些产物可用作其他合成目标的起始原料,同时其热分解的副产品主要是N2和酮,因此从反应中分离产物相对比较简单。1,3,4-噁二唑的另一个有前途的合成应用是它们的分子内[4+2]/[3+2]交叉环加成反应[15]。
图2. 1,3,4-噁二唑参与分子间反应级联的实例
参考文献
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