高效合成1H-苯并[d][1,3]恶嗪-2,4-二酮类化合物的创新方法及其生物活性研究

针对传统合成1H-苯并[d][1,3]恶嗪-2,4-二酮(1H-benzo[d][1,3]oxazine-2,4-diones)方法存在毒性试剂、高温高压等问题，希腊帕特雷大学团队开发了基于Fmoc/Cbz/EtOCO羰基氧源和SOCl2催化的两步室温合成策略。该研究系统比较了不同保护基的转化效率，提出EtOCOCl为最优试剂，总收率达65-80%，为HCV抑制剂、BChE抑制剂等药物开发提供了绿色合成路径。

　　

在药物化学领域，1H-苯并[d][1,3]恶嗪-2,4-二酮类化合物因其独特的杂环结构，展现出对抗丙型肝炎病毒(HCV)、抑制丁酰胆碱酯酶(BChE)和组蛋白乙酰转移酶(HATs)等多种生物活性，还被报道具有抗过敏、抗肿瘤和抗结核等药理作用。然而传统合成方法面临诸多挑战：需使用剧毒光气、重金属催化剂或爆炸性试剂，反应条件苛刻（高温/高压），且产率普遍偏低（30-50%）。更棘手的是，工业级制备需严格控制次氯酸钠反应温度，否则会产生大量废水。这些瓶颈严重限制了该类化合物的规模化生产和后续药物开发。

针对这一难题，希腊帕特拉斯大学化学系（Department of Chemistry, University of Patras）的Nikolaos Mitsostergios、Vasileios Athanasopoulos和Spyridon Mourtas团队开展了一项创新研究。他们发现利用氨基苯甲酸为原料，通过氨基保护、硫酰氯(SOCl₂)活化两步法，可在室温下高效构建目标分子骨架。相关成果发表在《RSC Advances》期刊。

研究团队主要采用三种关键技术：1）高效液相色谱(HPLC)实时监测反应进程；2）电喷雾电离质谱(ESI-MS)追踪中间体；3）600 MHz核磁共振(¹H/¹³C-NMR)解析产物结构。通过对比Fmoc、Cbz和EtOCO三种保护基的转化效率，建立了普适性合成策略。

【1H-苯并[d][1,3]恶嗪-2,4-二酮的合成】

研究发现Fmoc保护的2-氨基苯甲酸与10当量SOCl₂反应时，会生成9-(氯甲基)-9H-芴(CMF)副产物。通过HPLC和NMR证实反应经过2-烷氧基-4H-苯并[d][1,3]恶嗪-4-酮中间体，最终通过氯离子亲核攻击完成转化。值得注意的是，Cbz保护基的转化速度比Fmoc快2倍，5-7小时即可完成反应。

【EtOCO保护基的优化】

选择廉价的氯甲酸乙酯(EtOCOCl)作为羰基氧源时，仅需5当量SOCl₂即可在7-8小时内以72-80%收率获得目标产物。团队成功将该方法拓展至6-甲基、6-氯、7-硝基等衍生物，以及萘并[2,3-d]恶嗪二酮的合成。X射线晶体学证实产物的绝对构型与预期完全一致。

【反应机理阐释】

通过合成2-乙氧基-4H-苯并[d][1,3]恶嗪-4-酮模型化合物，结合LiCl/LiBr对照实验，证实SOCl₂的关键作用：先活化羧基形成酰氯，随后分子内环化形成六元杂环，最后氯离子进攻亚甲基完成转化。该机理解释了为何传统酸催化条件无法实现相同转化。

这项研究的意义在于：1）首次系统比较了Fmoc/Cbz/EtOCO保护基在苯并恶嗪二酮合成中的效率差异；2）开发出无需分离中间体、室温操作的两步一锅法，总收率提升至65-80%；3）使用廉价EtOCOCl和工业常用SOCl₂，大幅降低生产成本；4）为HCV抑制剂、抗精神病药物methaqualone等关键中间体提供了绿色合成方案。该方法已成功应用于克级规模制备，展现出良好的工业化前景。