（农药学专业论文）2氧代环烷基磺酰胺和磺酰脲的合成与生物活性研究.pdf

中文摘要 在前期的工作中发现2 一氧代环十二烷基磺酰胺类化合物具有较好的杀菌活性，在此基础上设 计并合成了3 个系列2 氧代环烷基磺酰胺类新化合物( i v ) 共2 2 个( 图1 ) ，它们的结构均通过 了1 hn i v l r ，i r 和元素分析的确证。 m s 。，c o ( c h 2 ) n ih 2k o h h 2 0 h r l a ，n = 4 ；b ，n 2 5 ；c ，n 2 1 0 r 1 = 氢，取代苯基4 , 6 二甲氧基嘧啶，吗啉 图12 一氧代环烷基磺酰胺类化合物的合成路线 用瓜类灰霉、瓜类炭痘、瓜类枯萎、水稻纹枯、油菜菌核、苹果轮纹、苗床立枯、苗床猝倒、 棉花黄萎九种病原菌对系列化合物进行了初步的杀菌活性测定( 浓度：5 0p g m 1 ) 。结果表明 系列化合物对瓜类灰霉和油菜菌核病菌具有较好的杀菌活性，后对这两种病菌进行了精密毒力测 定。化合物n a - 1 4 对黄瓜灰霉的e c s o 和e c g o 为2 和1 6 峪，m 】，化台物b - 4 对油菜菌核的e c 和e c 9 0 分别为8v g m l 和3 8p g t m l ，它们对黄瓜灰霉和油菜菌核病菌的活性好于对照药剂百菌清， 具有开发价值。从活性与结构关系来看，当r l 为二氯取代和二三氟甲基取代苯基时，杀菌活性 普遍较好。如在供测试的9 种菌中，化合物a 7 和a 1 6 对4 种菌的抑制活性在7 0 以上，化 合物i v b - 2 对5 种菌的抑制活性在7 0 以上，化合物i v b 4 对6 种菌的抑制活性在7 0 以上，化 合物i v c - 4 对7 种茁的抑制活性在8 0 以上。普通环化合物( i v a 和b ) 对黄瓜灰霉的活性好 于大环化合物( i v c ) ，而大环化合物对各种菌的普遍活性较好。 用c o m f a 法对2 氧代环十二烷基磺酰胺类化合物进行了构效关系研究和预测，预测结果表 明2 - 氧代环十二烷基磺酰脲类化合物可能会有更好的杀菌活性。本论文将2 氧代环烷基磺酰胺化 台物进一步衍生，设计并台成了3 个系列2 氧代环烷基磺酰脲类新化台物 v ) 共3 2 个( 图2 ) ， 它们的结构均通过了1 hn m r 、i r 和元素分析的确证。 ! 竺竺! ：苎! 竺譬， e t 3 nl c h 3 c n r - n h 2 h 2 v r l = 4 ；b ，r t = 5 ；c ，a = 1 0 r z = - 取代苯基，4 , 6 二烷氧基嘧啶，1 ，1 5 内酯 图22 - 氧代环烷基磺酰脲类化台物的合成路线 首先用小麦赤霉病菌对该系列化合物进行初筛试验( 浓度：5 0 ) x g m 1 ) ，发现化合物v c 。1 5 和v c 1 7 的杀菌活性好于2 - 氧代环十二烷基磺酰胺类的对照化合物，试验结果与c o m f a 法的预 测结果基本相符。对化合物v c 一1 5 和v c 1 7 进- 1 2 t 精密毒力测定，v c 一1 5 对瓜类灰霉、黄瓜炭 疽和苗床猝倒病菌的e c 分别为7p g ，m l 、1 3 e d r a ! 和1 6 g m l ，对黄瓜炭疽和苗床猝倒病菌的 e c s 。好于对照药剂多苗灵。6 、7 员环磺酰脲化合物( v a 和v b ) 的杀菌活性大大低于1 2 员环 磺酰脲类化合物( v c ) ，环的大小对活性有较大影响，在该系列化合物中环十二烷基是活性基团。 在制备系列环目标化合物过程中，发现普通环类化台物和大环类化合物的反应活性差异较 大，普通环酮的反应活性较大，往往反应的副产物较多。文献报道用五氯化磷和三氯氧磷与2 一 氧代烷基磺酸和盐反应来制备2 氧代烷基磺酰氯，但收率都很低。本工作中系统地研究了2 一氧代 环烷基磺酸钾盐与氯化试剂五氯化磷、三氯氧磷和草酰氯的反应，解释了收率低的原因，同时找 到了制备2 氧代环烷基磺酰氯的有效方法。 2 氧代环烷基磺酸钾盐与五氯化磷反应生成的主产物为环烯基氯，其机理是在生成磺酰氯的 同时，五氯化磷与酮羰基进行亲核加成反应，生成中间过渡态a 。a 易发生脱三氯氧磷和二氯砜 的反应，从而得到主产物环烯基氯( 图3 ) 。 p c k m - 1 w t p ( 3 c 1 3 - s o i c l 2 a b ，f i = 5 ；c n = 1 0 图32 - 氧代环烷基磺酸钾盐与五氯化磷反应生成环烯基氯机理 与三氯氧磷在乙腈溶剂中环丁砜催化下回流反应，得到的主产物为2 - 氯代环酮，这是一个新 的制备2 氯代酮的方法( 图4 ) ，而在非极性溶剂中则不发生该反应。 i i p o c l 3 c s 0 2 c h l c n r e f f o r l 0h s 0 2 。r a ，n - 4 ；b ，n - 5 ；c ，n = l o ：d ，n - 1 - 6 ：e ，n = 3 ： 图4 由2 一氧代磺酰氯生成2 一氯代环酮的机理 用草酰氯为氯化试剂，用d m f 催化，在非极性溶剂二氯甲烷中，在温和的条件下就可以制 备得到高收率的2 - 氧代环烷基磺酰氯，这是一个新的和有效的由2 一氧代环烷基磺酸盐来制各相应 的磺酰氯的方法。磺酰氯与氨气反应后能制备得到6 0 ( 以磺酸钾盐计算) 收率的2 氧代环烷基 磺酰胺。利用生成磺酰胺基甲酸苯酯中问体直接与胺反应的方法，即两步一锅法制备2 氧代环烷 基磺酰脲。该法反应时间短，反应条件温和，适用范围广，是一种较好的制备磺酰脲的方法。 关键词：2 - 氧代环烷基磺酰胺，2 氧代环烷基磺酰脲，合成，杀菌活性。除草活性 2 一氯代环酮，环烯基氯 1flliq a b s t r a c t af e wy e a r se a r l i e r , w eh a db e e nw o r k i n gw i t ht h er e s e a r c ho f n - s u b s t i t u t e d - 2 - o x o c y c l o d o d e c y l s u l p h o n a m i d e sf o rf u n g i c i d a la c t i v i t y ，a n dt h e yh a da c t i v ea c f i v i t ya g a i n s tg i b b e r e l l az e a e b a s e do ni t n o v e l2 - o x o c y c l o a l k y l s u l f o n a m i d e s ( 2 2c o m p o u n d s ) w e f ec o n t r i v e da n ds y n t h e s i z e d ( s c h e m e1 ) t h e i r s t r u c t u r e sw e r ep r o v e db yi r ，1 hn m ra n de l e m e n t a r ya n a l y s i s 厂、弘晒o ( c h 2 1 ni + 2k o h h 2 0 i ii i i a ，n = 4 ；b ，n = 5 ；c ，r f l 0 r 1 _ s u b s t i t u t e dp h e n y l ，4 , 6 一d i m e t h o x y - 2 - r 岬m l d y l ，m o r p h o l i n c s c h e m e1 r t h eb i o a s s a yi n d i c a t e dt h a ts o m eo f t h e mp o s s e s sc e r t a i nf u n g i c i d a la c t i v i t ya g a i n s tb o t r y t i sc i n e m a p e t s a n ds c l e r o t i n i as c l e r o t i o r u r a ( l i b od eb a r y t h ee c s oa n de c g oo fc o m p o u n d s a 一1 4a g a i n s t b o t r y t i sc i n e m ap e r s w e r e2p g m la n d1 6i _ t g m 1 t h ee c 5 0a n db c 9 0o fc o m p o u n d si v b - 4a g a i n s t s c l e r o t i n i as c l e r o t i o r u m 仁西jd eb a r y w e r e8 i _ t g m la n d 3 8r t g m 1 t h e ya r em o r ea c t i v et h a n c o m p a r i s o np e s t i c i d ec h l o r o t h a l o n i l i ng e n e r a l ，c o m p o u n d sc o n t a i n i n ga6 - m e m b e r e dr i n g ( i v a ) a n d 7 - m e m b e r e dr i n g ( i v b ) a r em o r ea c t i v et h a nt h o s ec o n t a i n i n ga1 2 - m e m b e r e dr i n g ( i v c ) i nt h es e r i e s ，t h ec o m p o u n d si nw h i c hr 1a r et h ed i s u b s t i t u t e dp h e n y l ( r1 - - 2 ，5 一d i c h l o r o p h a n y l ，3 , 4 d i c h l o r o p h e n y l ， 2 , 5 - d i f l u o r o f o r m p h e n y l ，3 , 5 一d i f l u o r o f o r m p h e n y l ) s h o w e db e t t e ra c t i v i t yt h a nt h o s ei nw h i c hr a r et h e m o n o s u b s t i t u t e dp h e n y l q s a rs t u d y ( c o m f a ) 2 - o x o c y c l o d o d e c y l s u l p h o n a m i d e ss h o w e dt h a t2 - o x o c y c l o d o d e c y l s u l p h o n y l u r e a s ( v ) m a yh a v eh i g h e rp r e d i c t e da c t i v i t ym e a n w h i l e ，t os t u d yt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es i z e o ft h er i n ga n dt h e i ra c t i v i t y , as e r i e so f2 - o x o c y c l o a l k y l s u l f o n y l u r e a s0 2c o m p o u n d s ) h a v eb e e n c o n t r i v e da n ds y n t h e s i z e dd e r i v ef r o m ( s c h e m e2 ) t h e i rs t r u c t u r e sw e r ep r o v e db yi r ，1 hn i v i r a n de l e m e n t a r ya n a l y s i s 6c h 3 s o ) h r n h ， v a ，n = 4 ；b ，n = 5 ；c ，n - 1 0 r ls u b s t i t u t e dp h e n y lo rp y f i m i d y l ，5 - o x a - 6 一o x o c y c l o h e x a d c c - 1 y l s c h e m e2 t h eb i o a s s a y i n d i c a t e dt h a tv c 一15s h o w e da c t i v ef u n g i c i d a la c t i v i t ya g a i n s tb o t r y t i sc i n p m 口 p e r s - ，c o l l e t o t r i c h u mo r b i c u l a r e ( b e r k e t m o n t a r x a n d p y t h i u m a p h a n i d e r r a a t u m ( e d s ) f i t z p t h e i rs e p a r a t ee c 5 0w a s7u g m l ，13 i _ t g m l ，1 6 p g m lt h e ya l em o r ea c t i v et h a nc o m p a r i s o np e s t i c i d e c a r b e n d a z i ma n dn - 4 c h l o r o p h e n y l - 2 - o x o c y c l o d o d e c y l s u l p h o n a m l d ea g a i n s tc o l l e t o t r i e h u mo r b i c u l a r e ( b e r k e t m o n t ) a r x a n d p y t h i u m a p h a n i d e r m a t u m ( e d s ，) f i t z pt h er e s u l to f b i o l o g i c a la s s a y w a s c o n s i s t e n tw i t hf o r e c a s to f c o m f a t h ea n t i f u n g a la c t i v i t yo f l a r g er i n gc o m p o u n d s ( v c ) w a sb e t l e rt h a n n o r m a lr i n gc o m p o u n d s ( v aa n dv b ) ，a n dt h i sr e s u l ti n d i c a t e dt h a t1 2 - m e m b e r e dr i n gw a sl i k e l yt ob e f u n c t i o n a lg r o u pw i t ha n t i f u n g a la c t i v 时 t h er e a c t i o no f2 - o x o a l k y i s u l f o n i ca c i do r2 - o x o a l k y l s u l f o n a t ew i t hp h o s p h o r u st r i e h l o r i d eo r p h o s p h o r u sp e n t a c h l o r i d et oa f f o r dc o r r e s p o n d i n g2 - o x o a l k y l s u l f o n y lc h l o r i d eh a db e e nr e p o r t e di nt h e l i t e r a t u r e ，b u t t h e y i e l d w a sl o w w ea c r o s s - t h e - a b o a r dr e s e a r c ht h er e a c t i o no f p o t a s s i u m 2 - o x o a l k y l s u l f o n a t e s ( i i ) w i t hp h o s p h o i i l sp e n t a e h l o r i d e ，p h o s p h o r y lc h l o r i d ea n do x a l y lc h l o r i d e i t r e a c t e dw i t hp h o s p h o r u sp e n t a c h l o f i d et oa f f o r d1 - c h l o r o c y c l o a l k e n e ( ) v if o r m sb yl o s so fp o c l 3 a n ds 0 2 c 1 2f r o mt h ea d d u c t ( a ) o f t h e2 - o x o a l k y l s u l f o n y lc h l o r i d ea n dp c i 5 ( s c h e m e3 ) ， p c t 5 f b ，n = 5 ；c ，1 1 = 1 0 s c h e m e3 - p o c l 3 - s o z c l z ( - 卜 、 h e r ew er e p o r tan e wa p p r o a c ht o s y n t h e s i so f2 - c h l o r o c y c l o a l k a n o n e s ( v i i ) ，w h i c hi n v o l v e st h e t r e a t m e n to fp o t a s s i u m2 - o x o c y c l o a l k y l s u l f o n a t e s ( i i ) w i t hp h o s p h o r y lc h l o r i d ei nc h l o r i d e s u l f o l a n ei n r e f l u x i n ga c e t o n i t r i l e ( s c h e m e4 、 i i p o c b ，c s 吼 - - - - - - - - c h ，c n r e f f o r l o h i i l s o 。 ， a ，n = 4 ：b ，n = 5 ；c ，n = t 0 , d ，n = 6 ：e n = 3 s c h e m e4 w ee x p l o r e dt h eu s eo f o x a l y lc h l o r i d ea sc h l o r i n a t i n g a g e n t f o rt h e p r e p a r a t i o no f 2 - o x o c y c l o a l k y l s u l f o n y lc h l o r i d e ( da n dd i s c o v e r e dt h a to x a l y lc h l o r i d ep l u sd m fa sac a t a l y s tg a v ea h i g h e ry i e l do fl u ，w h i c hw a sc o n v e r t e di n t o2 - o x o e y c l o a l k y l s u l f o n a m i d e s ( ) b ya m i n o n i a t i o n t h e 2 - o x o c y c l o a l k y l s u l f o n y l u r e a s ( v ) w e r eo b t a i n e di na c c e p t a b l ey i e l db yt h er e a c t i o n i vw i t hp h e n y l c h l o r o f o r m a t ea n da m i n e ss u c c e s s i v e l y ( s c h e m e2 ) k e yw o r d s ：2 - o x o c y c l o a l k y l s u l f o n a m i d e s ，2 - o x o c y c l o a l k y l s u l f o n y l u r e a s ，s y n t h e s i s , f u n g i c i d a l a c t i v i t y , h e r b i c i d a la c t i v i t y , e h l o r o c y c l o a l k e n e s ，2 - c h l o r o c y c l o a l k a n o n e s lliqr：hllll 插图和附表清单 图1 12 一氧代环烷基磺酰脲类化合物的设计 图2 1目标物的分子结构 图2 22 氧代烷基磺酰胺的合成方法 图2 3 烯醇硅醚与氯磺酰胺反应制各2 - 氧代环烷基磺酰胺 图2 - 42 一氧代环烷基磺酰胺的合成路线 图2 5 磺酸与三氯化磷反应制各2 一氧代烷基磺酰氯 图2 6 樟脑磺酸盐与p c i 5 反应制备磺酰氯 图2 7由2 一氧代磺酰氯生成2 氯代环酮的机理 图2 82 - 氧代环烷基磺酸盐与五氯化磷反应的机理 图2 - 92 一氧代环烷基磺酸盐的制各 图2 - 1 0 普通2 - 氧代环烷基磺酰胺的制备一 图2 1 1 n - 取代一2 氧代环烷基磺酰胺的制各一 图5 1 氨气与磺酰胺的酮羰基反应生成2 一氨基环己烯基磺酰胺 图5 2 a 目标物不对称碳原子上氢的耦合裂分图解 图5 3 新化合物对黄瓜灰霉病的初筛情况 图5 - 41 v a 一1 4 对黄瓜灰霉病菌的抑制照片 图5 - 5 b - 4 对黄瓜灰霉病菌的抑制照片 图5 - 6 化合物b - 4 对油菜菌核病菌的抑制照片 图5 7 叠合结果 图5 - 8c o m f a 结果 图5 9 化台物a 一1 4 的结构 图5 1 0v c 一1 5 、v c 一仃、t 与多菌灵对黄瓜炭疽活性 图5 - 1 1v c 一1 5 、v c - 1 7 、t 与多苗灵对苗床猝倒活性 表1 1 近些年开发的一些磺酰胺类除草剂 表1 2 近些年开发的磺酰脲类除草剂的新品种 表2 - 1 不同反应条件下的2 - 氧代环十二烷基磺酰胺的收率 表2 22 一氧代环烷基磺酸盐与氯化试剂草酰氯反应的条件和结果 表2 3 2 一氧代环烷基磺酸盐与氯化试剂三氯氧磷反应的条件和结果 表2 _ 42 一氧代环烷基磺酸盐与氯化试剂五氯化磷反应的条件和结果 表2 - 5 n 一取代一2 一氧代环烷基磺酰胺i v a 、n b 和i v c 物化性质和收率 表2 - 6目标物 v a - 2 a 一17 、5 b 一2 一i v b _ 4 和r v c - 2 一i v c - 4 的1 h n m r 和i r 数据 表2 - 7 目标物a - 2 一n a - 1 7 、b - 2 一b - 4 和n c 2 一工v c - 4 元素分析数据 佃”他他12侣伯趁“ ：88卯盯盯 巧墙 佰协船约弛 表3 1目标化合物v a 、v b 、v c 的结构、物化性质和收率 表3 - 2 目标物v a 、v b , n v c 的1 h n m r 和i r 数据一 表3 - 3 目标物v a 、v b 和v c 的元素分析数据 表4 1 化合物对9 种菌的初筛活性 表4 2 化合物对黄瓜灰霉和油菜菌核病原菌的抑菌率测定结果 表4 3 化合物对黄瓜灰霉病菌的e c 5 0 和e c 。o 表4 _ 4 化合物对油菜菌核病菌的e c s o 和e c 9 0 表4 5v 系列化合物对小麦赤霉病菌的普筛结果 表4 6 化合物v c - 1 5 、v c 一1 7 和t 的精密杀菌测定结果 表4 7v 系列化合物的除草活性初筛结果 表4 - 8 一些化合物v 除草活性的回归方程和l c 5 0 与l c 船帖 柏鹕钳弱弱弱 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 蛮发 时间：砌j 一年6 月f 1 日 ， 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：寺爱i ，k 1 ， 翩鹕：易岔- 乙 j 一，mj 一v 时间：砌，年6 月f 臼 时间：乒以x 年6 月日 中国农业大学博士学位论文 第一章研究目的和意义 第一章研究目的和意义 1 1环类化合物具有较好的农药生物活性 环类化合物具有多变的结构和广泛的农药生物活性，特别是一些五员和六员杂环类化合物是 新农药研究的热点和重点【1 2 1 如具有广泛杀虫活性的新烟碱类化合物吡虫啉( i m i d a c l o p r i d ) l ， 有强内吸性和极高的触杀和胃毒作用，持效期亦很长，对抗性害虫有高效1 3 “】。通过对天然抗生 素的化学结构改造而得以成功开发的芳基吡咯类杀虫杀螨剂溴虫腈( c h l o r f e n a p y r ) 2 ，对钻蛀、 刺吸和咀嚼式害虫及害螨的防效优异，尤其对抗性小菜蛾和甜菜夜蛾等有特效，是一个值得研究 开发的高效杀虫杀螨剂新品种。 c 爸1 h 1 毗虫啉( i m i d a e l o p r i d ) n n 0 2 2 溴虫腩( c h l o r f e n a p y r ) 大环类农药是一类具有较好生物活性的新型农药，特别是来自天然的含有十六员环内酯结构 的阿维菌素( a v e r m e c t i n s ) 3 及其改造产物乙酰基和甲胺基阿维菌素对鳞翅目害虫具有超高的杀 虫活性嘲。多杀菌素( s p i n o s a d ) 4 主体基本骨架为十二员环内酯的四环化合物并带有两个单糖， 它除了具有杀虫活性高的特点外，其毒性非常低，该药曾经因为其低毒，低残留，对昆虫天敌安 全，自然分解快而获得美国“总统绿色化学品挑战奖，【”。 3a v e r m e e t i n s 衍生物 率。日n h $ f m d 蛐 4 多杀菌素 环烷酮类化台物也具有较好的农药生物活性，如天然的产物薄荷酮5 和香芹酮6 就具有多种 农药生物活性僵) ，l e e s 等1 9 】发现含胡薄荷酮5 x 1 0 8g m l 的空气对贮粮害虫米象( s i t o p h i l u s 。口w p ) 、谷象( s i t o p h i l u sg r a t z a r i t t s ) 、面粉扁甲( c a t h a r t u sc a s s i a e ) 、赤拟谷盗( t r i b o l i w n c a s t a n e u m ) 、锯谷盗( o r y z a e p h i l u ss u r i n a m e n s i s ) 、家蝇( m u s c a d o m e s t i c a ) 、德国小蠊( b l a t t e l l a g e r m a n i c a ) 等的致死率为1 0 0 。o s a w a k 等“”发现主要含薄荷醇、薄荷酮的日本薄荷精油， 在2 0 0m g ，k g 浓度下对长蠕孢菌( h e a n i n t h o s p o r i u mo r y z a e ) 等1 5 种真菌的抑制作用达到1 0 0 。 中国农业大学博士学位论文 第一章研究目的和意义 其抗真菌毒性效果比多菌灵、氯氧化铜、五氯硝基苯、代森锌、克瘟散更有效。2 0 0 2 年美国 u s d a a r s 公司将薄荷酮开发成杀虫剂m e n t h o n e ( 百里酮) ，可用于防治水稻稻象甲1 1 “。 w a t a n a b e f 等”1 发现在2 5 c ，主要含有d 香芹酮、l - 香芹酮的精油对室内的螨虫的触杀致 死率达1 0 0 1 9 l e s i a s j 等【1 ”发现香芹酮能有效地控制严重危害冬小麦、油菜、甜菜的害虫鼻涕 虫的成虫和卵。同时香芹酮对鼻涕虫【l ”、甲虫、棉红蝽【l5 j 有很好的拒食作用。 5 薄荷酮 o 入 6 香芹酮 o 以天然产物纤精酮( l e p t o s p e r m o n e ) 7 为先导化合物，捷利康公司于1 9 9 1 年开发成功了三 酮类除草剂磺草酮( s u l c o t f i o n e ) 8 ，后经结构衍生，先正达公司于2 0 0 1 开发了活性高于磺草酮 l o 倍的甲基磺草酮( m e s o t r i o n e ) 9 。甲基磺草酮是h p p d ( 4 - 羟苯基丙酮酸双氧化酶) 的有效抑 制剂，此种酶广泛存在于各种有机体内，并催化质体醌与生育酚生物合成的起始反应。用于玉米 田间的选择性除草剂，芽前用量2 0 0 3 0 ( ) h m 2 ，苗后1 0 0 1 5 0 9 h m 2 ，主要防除苍耳、苘麻、藜、 苋、蓼、龙葵等大多数田间重要阔叶杂革及幼龄稗、马唐、狗尾草等部分禾本科杂草。防除阔叶 杂草的效果优于禾本科杂草。其结构中的三酮结构的酸性强弱和苯环上取代基的位置与吸电子能 力的强弱对选择性和活性有很大影响l j “1 ”。 7 纤精酮8 磺草酮9 甲基磺草酮 环酰菌胺( f e n h e x a m i d ，k b r 2 7 3 8 ) 1 0 是由拜耳公司i l ”开发的一种新的具有杀真菌作用的类 同醇生物合成抑制剂，环酰菌胺是到目前为止酰胺类唯一代表物【l ”。它是高效、内吸保护性杀菌 剂，可防治各种灰霉病以及相关的菌核病、黑斑病等。对目前在世界范围内侵染葡萄、蔬菜、浆 果以及果核类作物，造成严重的经济损失的灰霉病菌( 曰c i n e r e a ) 有很好的防治效果，主要抑制 b c i n e r e a 的芽管伸长、菌丝生长，但环酰菌胺的具体作用机理还不清楚。该药剂与苯并眯唑类、 二羧酰亚胺类、三唑类、嘧啶胺类、n 苯基一氨基甲酸酯类等不存在交互抗性，是治理交互抗性 的有效药剂之一j 。 2 中国农业大学博士学位论文 第一章研究目的和意义 h 1 0 环酰菌胺( f c n h c x a m i d ) 一些人工合成的含有环十二烷结构的化合物具有良好的农药生物活性，例如1 1 、1 2 、1 3 、 1 4 、1 5 号化合物具有杀菌活性，1 6 号化合物具有杀虫活性。 1 杀菌剂口 1 4 杀菌剂口4 】 1 2 杀真菌、杀藻剂2 2 1 1 3 杀菌剂、杀真菌剂2 3 1 5 杀菌剂0 5 1 r n h c h 2 c h 3 1 6 杀虫剂、杀卵剂1 2 6 1 本实验室多年来从事大环类农药的合成研究工作合成了多个有较好农药生物活性的系列化 合物，其中1 7 、1 8 号系列化合物具有较好的除草活性，1 9 、2 0 号系列化合物具有良好的杀菌活 性。 1 7 除草括性2 7 1 1 9 杀菌活性瞄9 】 n r 1 8 良好的除草活性b 8 1 2 0 良好的杀菌活性【3 0 】 从上面的1 - 2 0 号化合物结构看，它们的结构中具有环酮和环烷烃的结构。整体结构并不是很 0 中国农业大学博士学位论文第一章研究目的和意义 复杂，但却有很好的农药生物活性。说明一些新型的含有环烷酮结构的分子可能会有好的农药生 物活性。 1 2 在环上引入磺酰胺和磺酰脲基圃的理由 1 2 1 磺酰胺类化合物具有良好的杀菌活性和除草活性 磺酰胺类化合物是较早人工合成的广普抑菌类药物，j 。泛应用在医药和兽药领域。它通过抑 制细菌的叶酸合成而达到抗菌作用。但因其有较严重的毒副作用，故使用量慢慢减少，逐渐被其 它抗生素和化疗类药物所代替1 3 1 1 。代表性的药物有磺胺甲嗯唑2 1 、磺胺异嗯唑2 2 、磺胺嘧啶2 3 、 磺胺醋酸钠2 4 等，在他们的结构中都含有对氨基苯磺酰胺的结构。 。：心鼢。母吼h 2 n 爸s 0 2 “吼 2 1 州心溉u 一州 广= 圹5 0 2 a 基+ 8 口鼢。卫r p 鼢c 4 光气为氯化试剂在碱催化下反应制各磺酰氯口o “1 6 2 1 c 。一l 一+ r s o q rh 竺竺：竺竺竺- 卜一c c l 卜 r s 0 3 n a 5 用三聚氯氰在三乙胺催化下反应来制各磺酰氯1 6 3 8 r s d 时 e h n 1 8 - c r o w n _ 6 rs02ci-id,- a c e t o n e c i n n 。人。 。一ii。 。iikrd 。iiii。 人认 中国农业大学博士学位论文第二章2 - 氧代环烷基磺酰胺的合成与结构鉴定 而文献有关2 氧代烷基磺酰氯的制各方法报道却较少，文献 6 4 1 用苯甲酰基甲磺酸和2 一磺酸 异丁酰基苯与三氯化磷反应得到了对应的磺酰氯( 图2 - 5 ) ，文献【6 ”用五氯化磷与2 - 磺酸钠樟脑酮 反应来制备对应的磺酰氯( 图2 6 ) ，上述方法反应条件苛刻，反应时问长，且收率低。我们对2 氧代环烷基磺酰氯的制各方法进行了较系统的研究，发现2 氧代环烷基磺酸盐与各种氯化试剂反 应制各对应的磺酰氯时，常伴随有明显的副反应发生。 口k 溉一 i ? h 3 c - - c l s 0 3 h l c h 3 三s u l f o n y lc h l o r i d e 圈2 - 5 磺酸与三氯化磷反应制备2 一氧代烷基磺酰氯 o s 0 3 n a 图2 - 6 樟脑磺酸盐与p c is 反应制备磺酰氯 2 3 1 草酰氯为氯化试剂 借鉴文献用磺酸盐与光气在d m f 催化下反应来制备磺酰氯的方法，用草酰氯代替剧毒气体 光气，在d m f 的催化下制各得到了理想收率的2 - 氧代环烷基磺酰氯。其反应机理是草酰氯与d m f 首先生成类似的v i l s m e i e r 试剂【m e 2 n = c h o c o c o c l 】+ c i 一6 6 1 ，然后与磺酸钾盐反应生成磺酰氯。 起初用无水苯为溶剂制各2 - 氧代环十二烷基磺酰氯，发现d m f 的量、草酰氯的量、反应温 度和时间对反应的收率有较大的影响( 表2 - 1 ) 。d m f 的量过多会促使副反应的发生，同样反应 时间过长，副产物也会增多，使磺酰氯和磺酰胺的产率大大降低。后制各6 、7 员环磺酰氯时， 用苯做溶剂会发生较严重的副反应，改用二氯甲烷做溶剂，结果较理想。 用草酰氯为氯化试剂，d m f 催化下，在二氯甲烷中室温至回流温度反应i - 3 小时就可以得到 较高收率的磺酰氯，反应条件温和，副产物少，且反应迅速，后处理简单，是一个较理想的制各 2 氧代环烷基磺酰氯的好方法。经与胺反应后可以得到理想收率的磺酰胺( 表2 - 2 ) 。 1 3 中国农业大学博士学位论文第二章2 氧代环烷基磺酰胺的台成与结构鉴定 表2 - 1 不同反应条件下的2 一氧代环十二烷基磺酰胺的收率 1 2080 ( z3 倍) 0 36 62 0 1 5 1 2 080 ( 23 倍、0 2 6 5 - 6 72 23 3 1 2 0 70 ( 2 0 倍) 0 26 2 7 22 3 3 8 4 2 02 45 ( 20 倍、0 7 6 4 - 7 01 53 7 1 2 0 4 0 ( 12 倍) 0 2 6 6 7 41 5 4 9 1 2 0 4 0 ( 1 2 倍) 0 1 16 3 - 7 62 55 6 1 2 0 04 00 ( 1 2 倍) 1 06 6 - 8 05 5 6 0 望! ! ：!：丛! ：塑! ：! 。：! 兰：! ，! ! 注：实验编号是将d m f 滴 磺酿钾盐、草酰氯、无水苯的反应涟中。草酰氯中的x 倍是指草酰氯与黄酸钾盐的摩尔比 表2 - 22 - 氧代环烷基磺酸盐与氯化试剂草酰氯反应的条件和结果 2 3 2 三氯氯磷为氯化试剂 2 + 氧代环烷基磺酸钾盐i i 与三氯氧磷反应的主产物与反应的溶剂、催化剂、温度和时间有关， 溶剂化效应明显。i i 与三氯氧磷在极性溶剂乙腈中反应的主产物为2 氯代环酮( 表2 3 ) ，其反应 机理是首先反应生成了2 埠t 代环烷基磺酰氯i ，而i 在极性溶剂中易发生脱二氧化硫和氯重排的 反应，从而生成主产物2 - 氯代环酮( 图2 7 ) 。用草酰氯法制备得到2 氧代环十二烷基磺酰氯，将 其在乙腈中有和无环丁砜存在下回流反应1 0 小时后，得到了同样的主产物2 氯代环十二酮。这 进一步说明2 氧代烷基磺酰氯在极性溶剂中不稳定，易发生分解反应生成2 一氯代酮。 在非极性溶剂二氯甲烷或苯中则没有2 氯代环酮生成。i i c 在少量的d m f 催化下，在二氯 甲烷中回流反应后，与浓氨水反应可以得到满意收率的2 氧代环十二烷基磺酰胺，但2 氧代环庚 烷基磺酰胺和2 一氧代环己烷基磺酰胺的收率却很低( 表2 - 3 ) ，原因可能是普通环化合物的活性高， 易发生其他副反应，从而普通环磺酰胺的收率降低。与草酰氯法相比，三氯氧磷用量大，反应时 间长，后处理不方便，且普通环磺酰胺的收率较低。 1 4 中国农业大学博士学位论文 第二章2 氧代环烷基磺酰胺的合成与结构鉴定 表2 - 32 - 氧代环烷基磺酸盐与氯化试剂三氯氧磷反应的条件和结果 氯化试剂 反应 反应产物 产物 反应物 。石量 溶剂催化剂 温度时间收率收率 i i a 3 0 倍乙腈环丁砜 8 01 0h5 5， 3 0 倍 3 0 信 3 0 倍 3 0 倍 3 0 倍 2 0 信 20 倍 2 0 倍 乙腈 乙腈 乙腈 乙腈 乙腈 二氯甲烷 二氯甲烷 二氯甲烷 乙腈 乙腈 环丁砜 环丁砜 环丁砜 环丁砜 环丁砜 d m f d h 伍 d h 伍 亢 环丁砜 注：表中1 1a 是由草酰氯法制备得到 i i i i i a ，n = 4 ；b ，n = 5 ；c ，n = 1 0 ；d 1 f 6 ；e ，n = 3 ： 图2 - 7 由2 一氧代磺酰氯生成2 - 氯代环酮的机理 2 - 氯代酮是常用的有机合成中间体，它有很多种制备方法： 1 烯烃的氧化氯化 6 7 1 r ：c r 0 3a n dm e s i c i 1 5 ， ， ， ， ， m ， ，弱铊酊无无无m踮 叶毗m 伸加博博体 m m蚰舯帅舳”鲫舳帅岫雌们雌岫眦眦 文 一 当 略爹 文 2 酮的直接氯化m 8 r ：lp - t o l y l s 0 3 i c 6 k o h 2 m g c l 2 3 酮的烯醇硅醚的间接氯f 也 6 9 1 er：n三-ehlorosuccinimide 4 酮的烯胺的间接氯化1 7 0 1 r ：k i h c l 1 6 中国农业大学博士学位论文 第二章2 - 氧代环烷基磺酰胺的合成与结构鉴定 5 酮的烯醇酯的间接氯化【7 l 】 o c o r 6 环氧化物的裂解氯化 o r ：a i c l 3o i t i c l 4 r ：n a c l c ：p b ( o a c ) a r ：d m s o - o x a l y lc h l o r i d e 7 环烷酮和环烷醇的扩环反应【7 3 o ，一s ii c h c f ：+ 。器0 2 - 卜 舒呲。毒 o c 用2 - 氧代环烷基磺酸盐与三氯氧磷在乙腈中用环丁j 砜催化反应的方法来制各2 - 氯代环酮文献没 有报导，这是一个由磺酸基团转变成氯的新方法。对其进行了进一步的研究，用苯乙酮与三氧化 硫二氧六环加合物反应制备得到苯甲酰基甲磺酸盐i i f 后，在同样的条件下制各得到2 - 氯代苯乙 酮f ，从而发现本方法也适用于其它的2 氧代磺酸盐。 2 3 3 五氯化磷为氯化试剂 2 - 氧代环烷基磺酸钾盐与五氯化磷在各种条件下反应( 变换溶剂，变换温度，改变投料比等) 得到的主产物都为环烯基氯，其反应机理是2 - 氧代环烷基磺酸钾盐i ic 和i ib 与五氯化磷反应 生成磺酰氯的同时，酮羰基与五氯