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3 一 取代芳氨基毗哇衍生物的合成 摘要 c ， 一 ” “ 生 物 由 于 “ “ 良 好 的 杀 虫 、 杀 菌 和 除 草 活 ” 而 相 继 被 “ 品 化 。 、 根据对取代毗哇类农药结构和光合系统i i 的认识，我们认为3 一 取代芳氨基 - 4 - 硝基毗哇是一个理想的光合作用抑制剂模板，并以此为先导设计合成了五个 系列共3 3 个新的毗哇衍生物。它们分别是:1 , 1 一 烃基一 3 一 取代芳氨基一硝基一 5 - 甲 硫基毗哇; 2 , 1 一 甲 基一 3 - ( 2 ,4 , 5 一 三氯苯氨基- 4 一 硝基一 5 一 甲 磺酞基毗哇: 3 , 3 - ( 2 , 3 - 二氯苯氨基卜 4 - 硝基一 5 一 取代芳氨基毗哇: 4 , 1 一 烃基一 3 - 取代芳 氨基一 4 一 乙 氧拨基一 5 - 氨基毗哇: 5 , n - ( 3 一 取代芳氨基一 4 一 乙 氧拨基一 5 - 氨基毗吟基- n 一 取代芳 氨基服。 这些化合物均通过 h n mr ，部分化合物通过i r , ms 和元素分析，另有部 分化合物在生物测试中表现出对光合系统1 1具有抑制作用。 我 还 对 亚 磷 酸 二乙 酷 与1 - 硝 基 一 2 ,2 一 二甲 硫 基乙 烯 的 反 应 进 行了 初 步 探 讨 ， 确定了主要产物和副产物的结构，并推测出该反应的可能机理。 关健词: 猫 尹2 毗哇衍生物 、一 口 . . .口 . 曰 . .， 曰 种 种 碑 、燮黔 、一叶 j 4 食 i f 用 抑 制 剂 七 一 取代芳基异氰酸酷 生物活性 t h e s y n t h e s i s o f h e r b i c i d a l p y r a z o l e d e r i v a t i v e s ab s t r a c t r e c e n t l y s o m e p y r a z o l e d e r i v a t i v e s h a v e b e e n c o m m e r c i a l i z e d s i n c e t h e y a r e g o o d i n s e c t i c i d e s , fu n g i c i d e s o r h e r b i c i d e s . a c c o r d i n g t o t h e k n o w l e d g e o f h e r b ic i d a l p y r a z o l e d e r i v a t i v e s s t r u c t u r e s a n d t h e i r b i o a c t i v i t i e s , 3 - a m i n o - 4 - n i t r o - p y r a z o l e i s r e g a r d e d a s a l e a d c o m p o u n d o f p h o t o s y n t h e s i s i n h i b it o r . f i v e s e r i e s o f d e r i v a t i v e s o f 3 - a m i n o - 4 - n i t r o - p y r a z o l e a n d 3 3 n e w c o m p o u n d s h a v e b e e n s y n t h e s i z e d . t h e i r s t r u c t u r e s w e r e c o n f i r m e d b y h n m r ,i r ,m s a n d e l e m e n t a r y a n a l y s i s . t h e p r e l i m i n a ry b i o l o g i c a l t e s t s i n d i c a t e d t h a t s o m e c o m p o u n d s s h o w e d g o o d i n h i b it i o n o f p h o t o s y s t e m i t . t h e r e a c t i o n o f d i e t h y l p h o s p h it e a n d 1 - n i t r o - 2 , 2 - d i t h i o m e t h y l e t h e n e h a s b e e n s t u d i e d , t h e s t r u c t u r e s o f m a i n p r o d u c t s a n d b y - p r o d u c t h a v e b e e n c o n f i r m e d , a n d t h e p o s s i b l e m e c h a n i s m o f t h i s r e a c t i o n h a s b e e n c o n c l u d e d . k e y w o r d s : d e r i v a t i v e s p h o t o s y n t h e s i s i n h i b i t o r a ryli s o c y a n a t e a l 勺l a t i o nb i o a c t i v i t y 南开大学硕士学位论文第一章 第一章前言 毗哇又名邻二氮杂茂 ( p y r a z o l e )， 是含有两个相邻n原子的五员芳香杂 环，不饱和度等于 2 。一些毗哇衍生物具有很好的杀虫、杀菌和除草活性。高 效、 低毒以及毗哇环上的取代基团可多方位变换，使其具有广阔的发展前景。 近年来，许多新的毗哇类农药相继商品化，更多的专利报道了具有农药活性的 毗哇类化合物，对毗畔衍生物进行进一步研究开发己成为当今农药界的热点之 最早发现的毗哇衍生 物是从西瓜种子中 提取到的p 一 ( n - 毗哇基) - a - 氨基酸 d i ( 1 )，这表明在生物体内能够合成毗吟环系。 一一n人妙 狂、厂n m 11n ( 2) ( 3 )安替比林 1 8 8 3 年，k n o r r 用乙酞乙酸乙酷和苯脐反应首次合成了毗哇类化合物1 一 苯 基一 3 一 甲基毗哇琳酮2 1 ( 2 )，并开始以毗畔环命名该化合物。后来，k n o r r 又合 成了大量毗哇类化合物，并检测了 其药理活性，发现安替比 林 ( 3 )具有镇痛、 消炎和退热作用3 1 ，安替比林的问世引起了药物学界、化学界对该类化合物的 广泛兴趣，一系列具有药理活性的毗哇类化合物相继被合成，部分化合物被推 广为临床应用的药物。 继毗哇衍生物在医药上的应用以后，相继有专利和文献报道其作为农用药 物的 活 性。 t h a m p s o n 首 先 报 道了2 - 毗 哇 - 5 - 酮 能 抑 制 植 物生 长 . 5 。 四 十年 代 末， 五 十 年代初， g e i g y . s . a公司 先后将 氨基甲 酸酷、 有 机磷结 构引 入毗哇环， 开 发出敌蝇威、异索威、毗哗威、毗氧磷和毗硫磷等农药杀虫剂品种。同时，美 国r u b b e r 公司研究开发出了 茂叶宁w 、 绿叶宁7 l 、 安种宁7 i三种杀菌剂。自 此以 后，作为农药活性的毗陛类化合物迅速发展起来。 南开大学硕士学位论文 第一章 根据结构特点对具有农药活性的毗哇衍生物进行分类总结，主要类别如 下; 一、芳墓毗哇 根据芳基在毗哇环上位置的不同可分为 1 一 芳基毗哇、3 一 芳基毗哇、5 一 芳基 毗哇和多芳基毗哩。其中多为1 一 芳基毗哇和3 - 芳基毗哇具有农药活性。 1 , 1 一 芳羞毗哇 作为杀菌剂， 最有代表性的是早期美国r u b b e r 公司开发的茂叶宁j 5 5 ( 4 ) , 绿叶宁j 4 9 ( 5 ) 和安种宁3 6 l ( 6 ) 。 茂叶宁能防止植物体内 真菌抱子发芽， 对 黑曲 霉、绳状青霉和克菌丹效果相同，浓度大于 0 .3 % 时能引起药害。绿叶宁 是保护性杀菌剂，可抑制抱子发芽，但对眼、粘膜有刺激性。安种宁在植物体 内有吸引输导作用，有希望用作内吸性杀菌剂和拌种剂。 h 3 cno比c no h3c叮 “ 占 ch30 n , n 外 c 玩n , n 外 c 玩 o 0!cl ( 4 )茂叶宁 j 5 5 报道该类化合物作为杀虫、 占多数。 ( 5 )绿叶宁j 4 9 杀靖剂的文献很多 s 0 2 n 姚 ( 6 )安种宁3 6 l 尤其以下列通式的化合物 iin c n, me , h e t c 多种取代基 n 二0 , 1 , 2 分析该类杀虫剂化合物的结构，多含f . s等杂原子 代苯基通常为 2 , 6 一 二氯- 4 一 三氟甲基苯; 3位多为氰基 s o n c f 3 , 毗哇环 1 位上的取 甲基;4位通常为 南开大学硕士学位论文第一章 n = 0 - 2 , 5 位 通常 为s o n r , n r ,凡 ，o r 或 杂 环 等 基团 。 由 于强 负电 性 的 氟原 子或含氟基团的引入，致使分子中的电子云密度降低，提高了化合物抗分解能 力，增加了脂溶性，从而更易透过生物膜而达到作用点。因此该类含氟毗哇衍 生物多具有很显著的生物活性。 该类化合物最显著的的代表是法国罗纳一普朗克公司于 1 9 8 9 年开发的新 型 广 谱杀 虫 剂fr i p r o n il l0 i ( 7 ) ， 它的 商 品 名 为r e g e n t ， 代号 为m b 4 6 0 3 0 ， 化 学 名称为 5 - 氨基一 3 - 氰基一 1 - ( 2 , 6 一 二氯- 4 一 三氟甲基苯基)- 4 一 三氟甲基亚磺酞基毗 哇。 fr i p r o n i l 于1 9 9 2 年1 1 月 在 英国 布莱顿 植 保 会议 上公布， 9 2 , 9 3 年 批准在 我国水稻、蔬菜上进行大田试验，制剂为 。 . 3 % 颗粒剂和 5 % 胶悬剂，防治对 象为 稻象甲、 稻螟虫、 小 菜 蛾等。 fr i p r o n i l 是一 种对多 种害虫具有优异防 效的 广谱杀虫剂，对半翅目、缨翅目 等害虫以及对环戊二烯类、菊酷类、氨基甲酸 酌类杀虫剂已 产生抗性的害虫都显示出极高的敏感性。由于该药结构新颖独 特、 活性高、 应用范围广， 故可能象 2 0 年前菊酷类农药一样， 引起世界性的震 动。 nc s o c f 3n02 一沪卜、zzf 一n火一丫c 汗“n c ( 7 ) fr i p r o n i l ( 8 )毗氯草胺 c 姚o c 姚 o c 2 h 5 c h 2 = c h c h z 0 f 3c , 可 .f f 4 , - - 沐 _o/ 一 入 占 ochzcn ) ( 9 ) ( 1 0 ) 南开大学硕士学位论文第一章 具有除草活性的该类化合物也有报道。化合物的芳基可以是取代苯基，也 可以 是毗哇、 哦吮等 杂环。 毗氯 草 胺i i ( n i p y r a c l o f e n ) ( 8 ) 是b a y e r a .- g . 公司 于1 9 8 5 年开发的品种。 ( 9 ) d o l 是s u m i t o m c h e m i c a l c o . , l t d 开发出来的，它 有着很高的活性， 在浓度2 5 g / a r e 下能除去苗前或苗后简麻等四 种杂草。 ( 1 0 ) n n 是n i s s a m c h e m i c a l i n d . l t d .开 发出 来 的， 在0 .3 1 2 5 g / a r e 浓 度下 能 完 全 控 制 稗 草。 2 , 3 - 芳墓毗哇 该类化合物的特点是:在毗哇环上的3 一 位上有取代的苯基或其它杂环， 其 它位置的基团较小。 有杀菌活性的 化合物报道不多， 并且都是最近几年发现的， 如: n i p p o n s o d a c o 在 1 9 9 4 年发 现了 化合 物 ( 1 1 ) o z l ， 在2 0 0 p p m浓度下能 完 全控制 苹果黑 星 病。 报道此类化合物具有除草活性的专利、文献很多，这些化合物可用下面的 通 式表示: ri chf i_- x 3 c l , f 卤素或其它基团 毗哇环上的 1 一 位一般是甲基， 4 一 位是氯原子，5 一 位上通常是二氟甲氧基， 3 一 位上是苯环，个别是毗哇杂环;苯环的3 和4 位通常是 c 1 , f 两种卤原子取 代， 5 位可能是 h 、卤素或乙氧z a 基甲 氧基。最有代表性的化合物是日 本农药 公司1 9 9 3 年开发的新型除草剂e t - 7 5 1 1 ) ( 1 2 )， e t - 7 5 1 于1 9 9 3 年在布莱顿 植 保会议上公布， 化学名称是: 2 - 氯- 5 - ( 4 一 氯 - 5 一 二氟甲 氧基一 1 一 甲 基一 3 一 毗哇基) - 4 - 氟苯氧乙酸乙 酷。 e t - 7 5 1 是用于谷物地里有选择性的苗后除草剂， 可防除猪 殃殃、 淡甘 菊、 小 野 芝麻、 繁 缕 和其它重要的 阔叶杂草， 最小剂量可达 1 2 g a l / h a . e t - 7 5 1是一种接触性除草剂，当它被喷施到杂草叶面上，能很快地被 杂草吸收，在光的作用下，能很快引起茎和子叶坏死。初步的研究表明，e t - 南开大学硕十学位论文第一章 的作用机制与二苯醚除草剂相同，都是引起植物细胞中的原叶琳原 i x 积 75累 e t 0 2 c c h 2 0 o c h f z c h 3 of. nc ( 1 1 ) ( 1 2 ) e t - 7 5 1 二、毗哇陇胺 这一类化合物文献报道的很多， 按酞胺结构在毗噢环上的不同位置， 常见 的具有农药活性的毗哇衍生物主要有1 - 毗吟酞胺和5 - 毗哇酞胺。 1 , 1 - 毗哇酷胺 这一类化合物其实就是二氢毗哇化合物， r : 通常是三氟甲 基、 三氟甲 氧基， 个 别为 二氟甲 氧 基、甲 硫基、 氯、 氰基; r 2 通常是氯 或氟; r 。 结 构变 化较大， 较多的是卤代苯基，其次是各种取代的杂环，如:毗吟、毗健、三吟酮和异嚷 哇 等; r 3 也可能是两个单链的 取代基。 具有如下通式的化合物大多 有杀虫活 性。 r l = c f 3 , o c f 3 e t c r 2 = f , c l e t c r 3 = 苯 基或 其 它 基 团 这一类化 合物是p h i l i p s - d u p h a r b . v . 公司 在7 0 年代根 据除 虫w c ( 1 3 ) 进行 结构衍生化最先合成而来的，该公司当时合成的p h 6 0 - 4 2 1 i ( 1 4 ) 具有不寻常 的 优良 杀 虫 活 性， 对 墨 西哥 飘 虫l c ,。 仅2 .5 p p m ， 对亚 热 带 夜 蛾l c ,。 仅0 .5 p p m a 后来， 人们对该类化合物进行了大量研究， 最有代表性的化合物是罗姆一 哈斯公 司发现的 r h - 3 4 2 1 e r h - 3 4 2 1 f i ( 1 5 ) 是一种卓效的广谱杀虫剂， 对有机磷、 氨基甲酸醋或合成拟除虫菊酷抗性品系害虫几乎无交互抗性， 其防治亚热带夜 峨l c , 。 为1 .9 p p m ， 防治 墨 西哥 大豆瓢虫l c ,。 仅0 . 1 6 p p m o r h 3 4 2 1 防治 典型 南开大学硕士学位论文第一章 的鳞翅目 幼虫，鞘翅目的甲科，双翅目的蝇科、潜蝇科，直翅目的蝗科、蟋蟀 科，蜚蛾目，膜翅目的蚁科、蜂蛇科，同翅目的光蝉科、叶蝉科害虫均药效卓 越。 r h 3 4 2 1 的作用方式己进行了研究并部分阐明。 r h 3 4 2 1 为钠通道电位阻断 剂，在钠通道起麻痹作用，对低休止电位细胞，例如感觉神经元，具选择性。 近几年来， 人们在二 氢毗哇环c 3 . c , , c ， 进 行了 大量的 衍生 物 化。 1 9 9 1 年， d o w e l a n c 。 公司 在4 位引 入5 一 三氯甲 基 一 2 - 毗陡 基， 用甲 硫基代替了c f , , 得 到 化 合 物 防 治 烟芽 夜 蛾l c ” 为1 .2 p p m ， 防 治 甜 菜l c , 。 夜 蛾 仅0 .9 p p m l 1 1 9 9 2 年， 该公司又报道了在4 位上引入了3 ， 三氯甲基一 5 一 异唾哇基团的化合物防治鳞 翅目 昆 虫l c , a 6 . 3 p p m 9 0 % ,1 1 1 。宇部工业公司 将肪醚链加长，发现能杀死 菜蛾is o s i s : l o 1 9 9 3 年， o t s u k a 公司以 澳代乙 烯基替代叔丁氧拨基，活性有所提 高， 在0 .0 2 p g / a d u l t 施药量下， 对黑尾叶蝉致死率为1 0 0 % 11 3 1 , 六、含毗哇羞的有机礴化合物 将毗哇环引入有机磷类化合物，可提高该类化合物的杀虫活性，增加其对 抗性害虫的防效。 毗 氧 磷 110 1 ( 2 3 ) 是j .r .g e i g y s .a . ( 现 称c ib a - g e i g y a .g . ) 公司 于1 9 5 2 年 合 成 的 ， 其 代 号 为g - 2 4 4 8 3 ， 通 用 名 为p y r a z o x o n , 化 学 名 称 为 : 0 ,0 一 二 乙 基 - 0 - ( 3 一 甲基一 5 - 毗哇基)磷酸酷。毗氧磷是内吸性杀虫剂。 毗硫 磷11 1 1 ( 2 4 ) 是 瑞 士嘉 基公 司( g e i g y s . a . ) 发 现的 又一个 毗哇基有 机磷 类杀虫剂。 毗硫磷的代号为 g - 2 3 0 2 7 ， 通用名为: p y r a z o t h i o n ;化学名称为: 0 ,0 一 二乙 基一 0 - ( 3 一 甲 基一 5 - 毗哇基) 硫代磷酸酷。 毗硫磷是内 吸性杀虫剂、 杀瞒 剂，杀虫谱广，且高效。 毗哇硫磷13 ) ( 2 5 )是日 本武田药品工业公司于 1 9 8 3 年发现的，其代号为 t i a - 2 3 0 ， 通用名 称为: p y r a c l o f o x ， 化学名称为:( r s ) 一 4 - 氯苯基) - 4 - a t i* 基) - 南开大学硕士学位论文第一章 o 一 乙 基 一 s 一 丙 基硫赶磷酸酩。 毗哇 硫磷以0 .2 5 - 1 .5 k g a i / h a 剂 量施用， 可 有效防 治蔬菜上的鳞翅目 害虫 ( 实夜蛾属和灰翅夜蛾属)，对棉花的埃及棉夜蛾、棉 铃虫、飞虱，马铃薯的马铃薯甲虫等，甘薯的甘薯烦夜蛾、麦蛾，茶的茶叶细 蛾、 黄蓟马等害虫田 间 防治 用量为0 .5 - 1 .5 k g a l / h a . 毗陛 硫磷是胆碱醋 酶抑制剂。 以后人们又合成了一些其它的含毗畦基的有机磷杀虫剂s j ,5 8 ,5 9 j 。二sc3hv 喇中 c h 3丫 一 门 c h 3 k h 1 儡 c zh s、“ 、。 火 。 sc 2h 5)2 k y k o p(o c 2h 5)2 毗氧磷 ( 2 3 )毗硫磷 ( 2 4 ) 毗哩硫磷 ( 2 5 ) 七、 p 一 甲 暇基丙场酸酸 本类化合物基本上都具有杀菌活性。 一般来说， e体比z体活性高。( 2 6 ) 6 0 1在2 0 0 p p m浓度 下 可 完 全 控 制小 麦 叶 锈病;( 2 7 ) j6 1在同 样 的 浓度 下 可 完 全 控制小 麦白 粉病; ( 2 8 ) 6 z 在2 0 0 p p m浓 度下可 完全 控制马 铃薯 晚 疫病; m i t s u b i s h i 公司将n引入丙烯酸酌结构，形成了肪醚结构，同样具有杀菌活性圆。 cl c h 3o c h 2 p h c h 3 2 c 闰0卜 c 1 n , n - if c 0 2c h 3 c h3人 h oc h 3 c 0 2 c h 3 o c 玛 ( 2 6 ) ( 2 7 ) c h 3 c 0 2 c h 3 0 o c 玛 ( 2 8 ) 南开大学硕士学位论文第一章 八、其它类型 1 ,毗哇氮荃甲酸酸 这一类化合物不多见报道， 敌蝇威x6 1 ( 2 9 ) 是由 瑞士嘉基公司于1 9 4 9 年开 发出来的一种杀虫剂，其代号为g 2 2 8 7 0 ， 通用名称为: d i m e t i la n ， 化学名称为 1 , 1 一 二甲基氨基甲酞基一 5 一 甲基一 3 - 毗陛基二甲基氨基甲酸酷。敌蝇威是胃毒农 药，用于防治果蝇和橄榄实蝇。 异索威16 s ) ( 3 0 )同样是由瑞士嘉基公司开发出来的另一种氨基甲酸酌类杀 虫剂，其代号为s 2 3 6 1 1 ，通用名称为:i s o l a n ，化学名称为1 一 异丙基一 3 一 甲基一 5 - 毗哇基二甲基氨基甲酸酷。 异索威具有内吸性， 能防治蚜类和一些刺吸性害虫， 如用来防治谷物、棉花、饲料等作物害虫，可喷叶、涂茎、土壤处理或拌种。 嘉基公司 还开发了 毗哇威+ ( 3 1 )， 代号为g 2 2 0 0 8 ， 通用名称p y r o l a n , 化学名称为: 3 一 甲 基一 1 一 苯基一 5 - 毗哇基二甲基氨基甲酸酷。 毗哇威也是内吸性杀 虫剂，防治蝇、蚊和蚜虫。 还有一些新的毗哇氨基甲 酸酷结构的杀虫剂、 杀菌剂也可见诸报道6 7 ,6 8 m e 2 n c 0 2 、 一 一 一 .m e l . . m e . n , n 产 m e c o n m e 2 n , n 外 c 14 m 0 2 c n me 2 e 2 n , n 外 0 2c n m e2 p h 敌虫威 ( 2 9 )异索威 ( 3 0 )毗哇威 ( 3 1 ) 2、毗哇阴类 本类化合物虽不多，但活性都比较显著。 节草吟t6 9 ( 3 2 )是由日 本石原产业化学公司于1 9 8 2 年研究开发的，其代号 为a c - 4 9 ， 通用名 称为: p y r a z o x y f e n ， 化学名 称为: 2 - ( 4 - ( 2 ,4 一 二抓 苯甲 酞 基) - 1 , 3 一 二甲 基一 5 - 毗哇基氧乙酞苯。 节草哇是广谱稻田 除草剂， 水稻移栽后1 - 7 天 杂草萌芽前或杂草萌芽后施用3 k g a i / h a ， 可防除一年生和多年生杂草。 用于早 田除草效果不好，可用于直播稻田， 但是温度高于3 5 c ， 会发生暂时性作物药 害。节草哇是叶绿素合成抑制剂。 毗啤 特7 0 ,7 11 ( 3 3 ) 是由日 本三共化学公司 ( s a n k y o c h e m i c a l .c o , ) 于1 9 8 0 1 3 南开大学硕十学位论文第一章 年开发的。 毗pt 特代号为a - 5 4 4 ， 通用名称为: p y r a z o l a t e ， 化学名称为: 4 - ( 2 ,4 - 二氯苯甲 酞基) - 1 ,3 一 二甲 基一 5 - 毗哇基一 4 一 甲 苯磺酸酷。毗啤 特以3 k g a i / h a播前 或移栽时用于稻田， 可防除禾本科杂草、 莎草科杂草和泽泻、 野慈姑和眼子菜。 毗哇特也是叶绿素合成抑制剂。 毗草酮17 2 1 ( 3 4 ) 一 由日 本三菱公司( mi t s u b i s h i p e t r o c h e m i c a l c o . , l t d ) 开发。 代号为m y - 9 8 ， 通用名称为b e n z o f e n a p ， 化学名称为: 2 - 4 - ( 2 ,4 二氯 一 间苯甲 酞基) - 1 , 3 一 二甲 基一 5 - 毗哇氧 一甲 基苯乙 酮。毗草酮主要用于水稻田 除草， 对 水稻安全性高， 杀草谱广， 尤其对一年生及多年生阔叶杂草有卓效， 如: 稗草、 莹蔺、牛毛毡、水莎草、瓜皮草等。它是非激素型内吸性除草剂，有杂草的根 和基部吸收后， 引起白 化现象， 使其逐渐枯死 。 其主要作用机制是抑制叶绿素 生成， 持效期4 5 - 5 0 天。 使用剂量根据施药地区、 防除杂草种类 、 施药时间有 所变动，一般为1 .2 - 2 .4 k g a i / h a e 0 - c l m e c o 洲0卜 c 1 h 2 c on , n i im eo s 0 2 - - 卜 m e 卞草哩 ( 3 2 ) 毗哇特 ( 3 3 ) me co me m j c i n ,， j ln o c h 2c 0 - 心一 m e m e 毗草酮 ( 3 4 ) 从上述三个品种可以 看出，与毗哇4 位拨基相连的是苯环，若以其它杂环 代替， 也 有除草 活性。 如以 毗咤 代替， 在1 0 g l a re剂量下， 可 防除马 唐、简 麻 属等杂草17 3 1 ;以 唾哇代替， 在 0 . 5 k g / h a剂量下， 可防除莹蔺等五种杂草 17 4 1 e i d e m i t s u k o s a n 公司以 硫代四 氢蔡 代替 苯 环， 除 草活 性显著 提高 17 5 ,7 6 ,77 1 南开大学硕士学位论文 第一章 其它类型的化合物还不少，但比 较分散，一个类型的代表化合物不多，我 们不准备将它们一一列出。从以上总结分析，我们可以看出:毗哇类衍生物确 实具有很好的杀虫、杀菌和除草性能，并且高效低毒。毗哇环有四个反应点， 每 个 点 上 都 可以 进 行 基团 变 化 ， 这 一 特 点 使 得 具 有生 物 活 性的 毗 哇 类 化 合 物 种 类较多，也预示着对它进行进一步研究将有着非常广阔的前景。 在德国b a y e r a .g . 公司同 我们课题组合作开发新型光合作用抑制类除草剂 的 工作中， 认为3 - 取代芳氨基一硝基毗哇是一个理想的模板， 在生物体的光合 系统1 1 中它可能存在着如下的键合情况: al a 2 5 1 va 1 2 1 9 h 3 c 丫 / h 3 c ，一- h.11/1 卫门1/h c一丫ni h s e r2 6 ; 一i- o二 ii, n p h e 2 6 ; - n 一h ih n c h 3 一/ c =o产 a la 2 6 3气 因 此，我们以3 一 取代芳氨基- 4 一 硝基毗哇作为先导，期望通过对毗哩环上1 位和5 位的修饰能够得到具有良 好生物活性的化合物: a r n 叹_n 0 2 n , n , k r = h , a l k y l ; l e 招= s m e , s o 2 m e ,n h a r ; 当r = h , r = n h a r 时， 最初我们对目 标产物进行了如下反合成路线分析: 南开大学硕士学位论文 第一章 ar nh n0 2 ar nh n 0 2 nhar s 0 2 me a nhn o z j c 1 a r r= 长+ c1 n0 2h n h 2 n , n 么s m e h s me 二 二 拿 n 0 2 ) - n 0 2h s me s m e 本文共研究了五大类化合物的合成方法，并合成了 三十三个新化合物。它 们分别是:l , 1 一 烃基 一 3 一 取代芳氨基一 4 - 硝基一 5 一 甲 硫基毗咪; 2 , 1 一 甲 基一 3 - ( 2 ,4 , 5 - 三氯苯 氨基) 一硝基 一 5 一 甲 磺酞基毗哇; 3 , 3 - ( 2 , 3 一 二氯苯 氨基- 4 一 硝基- 5 一 取代芳 氨基毗哇; 4 , 1 - 烃基一 3 一 取代芳氨基- a 一 乙 氧拨基一 5 - 氨基毗哇; 5 , n - ( 3 一 取代芳氨 基一 4 一 乙氧拨基一 5 - 氨基毗哇基 n 一 取代芳氨基服。 这 些化 合物 均通 过h n m r ， 部分 化合物 通过元素分 析( b a y e r a . g . 公司 只 要求 h n m r 数 据， 送去的 化 合物均经过b a y e r a . g . 公司h p l c - m s 确证) ， 另 有部分化合物在生物测试中表现出对光合系统n具有抑制作用。 南开大学硕士学位论文第_章 . 第二章 3 一 取代芳氮基一 4 - 硝基一 5 一 甲 硫荃毗哇衍生物的 合成 2 . 1合成路统的设计 在实验工作中，先用硝基甲 烷和二硫化碳在强碱作用下合成 1 一 硝基一 2 ,2 - 二甲 硫基乙烯，用水合耕取代一个甲 硫基，生成 1 一 硝基一 2 - 脱基一 2甲硫基乙烯， 再与芳香二氯异腊反应合环生成3 一 取代芳氨基一硝基- 5 一 甲硫基毗哇， 经过烷基 化反应生成目 标产物1 - 烃基一 3 一 取代芳氨基- 4 一 硝基- 5 一 甲硫基毗哩。 合成 1 一 甲 基一 3 - ( 2 , 4 , 5 一 三氯苯氨基- 4 一 硝基一 5 一 甲 磺酞基毗哇时，即将上述 3 - 取代芳氨基一硝基一 5 一 甲硫基毗哇的甲硫基用过氧化氢氧化成甲磺酞基， 再进行 甲基化即可。 具体的合成路线如下: c 场n o ,+ c s 2 k o h- n o 叫m_ e h s k n 0 2 卜 s me s me h n h 2 s me a r n 珑 + h c o o h一 ar nhch s oc hs o c k n h n h 2 n 0 2 s me a rn 毛 一 e t,n _ s me h2 n0 竹n a rn h 习,n 0 2 箫a rn h 抽 卜 s m e n nn 0 2 m e 南开大学硕士学位论文 第二章 n 0 2 a r n h 一 r x n02 n 0 2 去m i i s 0 2 m e i n - c h 3 n0 2 s o 2 me m一/1 51一付h a r = 2 , 3 - c l2 c 6 h 3 , 2 ,4 , 5 - c l 3 c 6 h 2 r = c , - c 4 a l k y l , a l ly l b e n z y l ; 2 .2实脸部分 2 . 2 . 1中间体的合成 一、1 - 硝基- 2 , 2 ， 一 二甲 硫蓦乙 烯的 合成x7 8 ,7 9 1 其合成路线如下: c h 3n 0 2 c s z k o h - n 0 2,) _ s k + m e2s o n 0 2狱 s m es 2 _ , ) = h s k h s me 在装有温度计、 恒压滴液漏斗、回 流冷凝管的 l o o m 】 四口 烧瓶中，加入 4 .0 5 m l( 7 5 m m o l ) 硝 基甲 烷、 6 .7 5 m l ( 7 .2 g , 1 0 2 .5 m m o l) 二 硫 化 碳 和1 1 m l 无 水乙 醇， 搅拌下升 温至3 0 - 3 5 0c 。 慢慢滴加2 5 m l 无水乙醇，同 时分批加入9 g ( 1 3 2 m m o l ) 研细的氢氧化钾粉末，严格控制反应温度， 约需2 - 3 h 加完。 加毕3 0 - 3 5 下反 应1 .5 h 。 冰水浴冷却后析出大量棕黄色固体。 过滤， 固体用无水乙醇洗涤三次。 将上述固体用3 0 m 1 水溶解，慢慢加入1 5 0 m l 9 5 %乙醇，慢慢析出棕黄色 固体，放置过夜。第二天，析出大量固体，过滤，固体直接进行下面的反应。 将上述固体加到2 5 0 m l 四口烧瓶中， 加入7 0 m l 水， 4 7 . 5 m 1 无水乙醇， 搅 拌下， 缓慢滴加 9 .8 7 m l ( 1 0 4 .5 m m o l ) 硫酸二甲 酷， 滴毕，1 5 左右反应 4 h ， 析 南开大学硕十学位论文第二章 出 大量固体，过滤得1 1 . 8 g 棕色固体， 粗产率9 5 . 3 5 %。 用丙酮重结晶 得黄色晶 体，熔点 1 3 1 - 2 0c。 二、1 - 硝荃2 - 麟荃2 一 甲 硫荃乙 烯的 合成18 0 1 其合成路线如下: n0 2 s me n h n 玩 h s me s me ( a ) 在 装有温 度计、 回 流冷凝管、 恒压滴 液漏斗 的5 0 m l 四口 烧瓶中， 加 入0 .9 2 8 ( 5 m m o l ) a , 1 5 m l 四 氢 映喃， 升 温至四 氢吠喃 缓 慢回 流 ( 准 确控温6 0 -c ) , 缓 慢 滴加0 .2 9 4 g ( 5 m m o l ) 8 5 % 水合 脱的l o m l 四 氢吠 喃溶 液， 约1 h 滴完。 滴毕 继续 反 应4 h 。 过滤除去 少量聚合 物， 母液 脱溶得 粗品0 .6 3 g ， 粗产率8 4 . 5 6 % 。 产品 是深棕色粘稠液体，为避免 聚合， 在n z 气保护下低温放置。 三、芳基二级异胎的合成je l l 其合成路线如下: a r n h 2 +h c o o h ar nhch+s 0 2 c 12 s o c ii_ / c 1i 一a r n =c c1 c . ci (a t= ( o 以a x - 2 , 3 - c i , c , h , 为例: 在 装 有 温 度 计 : 回 流 冷 凝 管 的5 0 m l 三口 烧 瓶 中 ， 加 入5 .7 g ( 3 5 m m o l) 2 ,3 - 二氯苯胺 和7 .6 m l 邻二氯 苯， 加 热使 之溶 解。 加入4 . 8 g ( 1 0 4 m m o l ) 9 5 % 无水甲 酸，加热至回流温度，反应液温度保持于1 0 9 0c ，回流反应 1 h 后， 将回流冷凝 管改为常压蒸馏装置，将过量甲酸及反应中生成的水随时蒸出。保持蒸馏头处 温度在 1 0 5 - 1 0 6 c,溶液温度逐渐升高，最后达到 1 7 8 c 。反应 3 h 后，用水泵 减压继续反应4 h .