Курсовая работа по химии на тему Синтез и биологическая активность изоксазола

Самым распространенным методом синтеза изоксазола является реакция 1,3-диэлектрофильные соединения с гидроксиламином (Схема 1). В качестве 1,3-диэлектрофилов могут использоваться 1,3-кетоальдегиды, 1,3-дикетоны, 1,3-кетоэфиры, 1,3-кетонитрилы, 4-ацетил-2,3-дигидрофураны, кетоенамиы, дитиоацетали α-ацилкетоны, 1-арил-3,4,4-трихлорбут-3-ен-1-оны [3]. Температура процесса не регламентируется, поскольку индивидуальна для каждого 1,3-диэлетрофила, однако, как правило, используют незначительное нагревание для ускорения реакции. Реакция между 1,3-дикетонами и гидкросиламином приводит к формированию изоксазола через внутримолекулярную циклизацию, за которой идет дегидратация интермедиата [4].

Преимуществом данного метода является возможность получения различных веществ на основе изоксазола за счет замены R на дополнительные алкилы, арилы и т.д.
Наиболее прямолинейной является реакция дипольного [3+2] циклоприсоединения нитрилоксидов с алкинами (Схема 2). Данный метод был разработан профессором Килико и коллегами еще в середине прошлого века. С того момента метод значительно дорабатывался и, на сегодняшний день, является одним из основных при получении изоксазола. Нитрилоксиды, как правило, синтезируют одним из следующих способов: дегидрогалогенированем N-гидроксиимидоилгалогенидов в присутствии оснований, окислением альдоксимов или дегидратацией первичных нитроалканов. Для улучшения выхода продута и региоселективности реакции используются металлические (медные и рутениевые) катализаторы [5]. При этом процесс идет через образование металлациклических интермедиатов [4]. Следует также отметить, что нитрилоксиды, содержащие электроноакцепторные заместители, реагируют медленнее, чем содержащие электронодонорные группы [6].


Метод в дальнейшем дорабатывался для получения B-, Al-, Si и I-замещенного изоксазола [7].
Также возможно проведение аналогичного процесса с алкенами (Схема 3).


При этом кроме целевой реакции циклоприсоединения к диполярофилу, нитрилоксиды также способны претерпевать димеризацию, давая фуроксаны. Соотношение этих двух процессов определяется реакционной способностью диполярофила и стерическими факторами.
Основными недостатками метода являются нестабильные вещества, которые используются для получения нитрилоксидов (гидроксиминоилхлориды и оксимы). Для компенсации этой проблемы возможно применение гипервалентного иода в качестве катализатора при синтезе оксидов нитрила из оксимов. Кроме этого, при недостаточной селективности реакции в отсутствие катализаторов может происходить формирование нескольких побочных продуктов.
Еще одним относительно новым и эффективным способом синтеза изоксазола является реакция 1,3-бисарилмонотио-1,3-дикетонов с азидом натрия в присутствии 2-иодоксибензойная кислоты в качестве катализатора (Схема 4). Реакция протекает при комнатной температуре, имеет высокий выход продукта и, как и первый способ синтеза, может использоваться для получения производных изоксазола [8].


Особенностью такого метода синтеза является формирование связи N-O непосредственно в ходе реакции получение изоксазола. Преимуществами метода являются также доступность исходных реагентов, отсутствие жестких условий протекания реакции и высокая селективность процесса.