（有机化学专业论文）磷酰基硫脲类化合物的合成及生物活性研究.pdf

摘要 通过农药的使用，来提高单位面积粮食产量是二十一世纪农业的重要举措 之一。取代硫脲类化合物具有广泛的生物活性，已被用作杀虫剂、除草剂、杀 菌剂及植物生长调节剂。为了得到具有较好除草活性的物质，我们根据活性子 叠加原理，通过磷酰基异硫氰酸酯与取代芳胺的亲核加成反应，将0 ，o - 二烷基 磷酰基、1 ，3 ，2 一二氧磷杂环和氮芥磷酸分别引入到硫脲分子结构中，设计合成 了以下三个系列2 8 个未见文献报道的新化合物。 系列一：1 ，3 ，2 一二氧磷杂环磷酰基硫脲化合物 c c s n h 凸n h a r 系n - - ：0 ，o - 二烷基氧代磷酰基硫脲化合物 os ( r o ) 2 _ | | l n 抖- 凸一n h r 系列三：n ，n - 二一( 2 - 氯乙基) 一磷酰基双硫脲化合物 c c l c h 2 c h 2 ) 2 最n n h h 8 i 仔n n r r 用红外光谱、核磁共振氢谱、质谱及元素分析对目标化合物的结构进行了 表征，证明和预期结构一致，对它们的波谱性质特别是质谱中独特的裂解方式 进行了分析，并对其物理化学性质、反应条件、合成方法进行了系统的分析和 探讨，确定了适宜的反应条件。 采用平皿法初步测试了这三类化合物的除草活性，结果表明它们对单、双 子叶植物均具有较好的除草活性，特别是化合物i 。、i i i ，在浓度为1 0 0 p p m 对 硕士学童论文 m sj k si i f 巧f s 油菜根的抑制率可达到9 0 以上。初步探讨了这三类化合物结构与活性的关系， 为进一步研究与开发磷酰基硫脲类除草剂提供了实验依据。 关键词：磷酰基硫脲；l ，3 ，2 一二氧磷杂环：合成；除草活性 硕士学位论文 a b s t r a c t s u b s t i t u t e dt h i o u r e a sh a v ee x t e n s i v eb i o l o g i c a la c t i v i t i e sa n dt h e yh a v eb e e n u s e da si n s e c t i c i d e ，h e r b i c i d e ，f u g i c i d e ，p l a n tg r o w t hr e g u l a t o ra n ds oo n i no r d e rt o s e a r c hf o rn e ws p e c i e sw i t l lg o o dh e r b i c i d a l a c t i v i t i e s d i a l k y lp h o s p h o r y l o r 1 , 3 ，2 一d i o x a p h o s p h o r i n a n eo rn i t r o g e nm u s t a r dp h o s p h o r o u sa c i dw e r ei n t r o d u c e d i n t ot h es t r u c t u r eo ft h i o u r e a r e s p e c t i v e l yt h r o u g h t h ea d d i t i o n n u c l e o p h i l i c r e a c t i o no f p h o s p h o r y l i s o t h i o c y a n i d e a n ds u b s t i t u t e d a r y l a m i d e ，a n d w e r e s y n t h e s i z e d2 8p h o s p h o r y l t h i o u r e ac o m p o u n d s t h e y w e r ei n c l u d e di nt h r e e t y p e s ： i 1 , 3 ，2 一d i o x a p h o s p h o r i n a n ep h o s p h o r y l t h i o u r e a d e r i v a t i v e s os 裂 沙n h k i i 0 ，0 d i a l k y l o x a - p h o s p h o r y l t h i o u r e a d e r i v a t i v e s ( r o s n h - 凸_ n h 民 i i i n ，n b i s - ( 2 一c h l o r o e t h y l ) p h o s p h o r y l b i t h i o u r e ad e r i v a t i v e s 呲呲，：嘣： r r t h es t r u c t u r e so ft h e s ec o m p o u n d sh a v eb e e nc o n f i r m e d b yi r 、1 h n m r 、m s a n de l e m e n t a r ya n a l y s i s ，a n dt h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h es y n t h e s i z e ds u b s t a n c e s a r et h et a r g e tc o m p o u n d s t h e i rs p e c t r u mc h a r a c t e r sa n dt h e i rp a r t i c u l a r s p l i t t i n g m o d ei nm a s ss p e c t r o s c o p yh a v eb e e nc o n s i d e r e d m o r e o v e r ，t h e p h y s i c a l a n d i i i o i 卜 广、j 硕士学位论更 m u j r sr j i ：s 如 c h e m i c a l p r o p e r t i e s o ft h e c o m p o u n d s ，t h e i rs y n t h e s i s r e a c t i o na n ds u i t a b l e c o n d i t i o nh a v eb e e nd i s c u s s e d t h e p r e l i m i n a r yh e r b i c i d a la c t i v i t i e so f t h e s ec o m p o u n d sh a v eb e e nt e s t e d i ti s f o u n dt h a ts o m ec o m p o u n d s s u c ha si i 、i i d 、i i i fh a v eg o o di n h i b i t o r ya c t i v i t i e s a g a i n s t r o o tg r o w t ho f b o t h m o n o c o t y l e d o na n dd i c o t y l e d o np l a n t k e y w o r d s ：p h o s p h o r y l t h i o u r e a ；i ，3 ，2 一d i o x a p h o s p h o r i n a n e ；h e r b i c i d a la c t i v i t i e s 藏慧黛姜。 一，二=：一删 一 第一章文献综述和课题提出 自从1 9 4 2 年美国的p w z i m m e r m e n 和a e h i t c h c o c k 发现2 ，4 一滴的除草 活性以来，除草剂工业飞速发展。5 0 、6 0 年代主要开发了苯酚、苯甲酸、苯氧 羧酸、氨基甲酸脂、2 ，6 - 二硝基苯胺、脲、均三嗪、酰胺类除草剂，用量为 2 5 k g h m 2 ，主要在芽前使用。敌稗、除草醚等除草剂的开发，使水田除草有了 很大发展。进入8 0 年代，乙酰乳酸合成酶抑制剂的开发成为主流，用量降到 r1 0 9 h m 2 ，除草剂工业进入了超高效时代。9 0 年代开发的l ，2 ，3 ，4 一四取代苯 类原卟啉原氧化酶抑制剂，既高效又安全，一些用量高、毒性大的除草剂逐渐 退出了市场。 ， 近几年，新型除草剂开发主要有以下特点：杂环化合物占据了主要地位”3 。 特别是稠杂环新型除草剂，显示出超高效活性、高选择性的特点，如杜邦公司 开发的d p x e 9 6 3 6 ”1 ( 玉嘧磺隆) ( 1 - 1 ) ，用量5 - 1 9g h m 2 ，适合于玉米田，防除 禾本科杂草和阔叶杂草，同时还具有低毒、低残留、易降解等特点。又如美国 d o w 化学公司对1 ，2 ，4 一三唑并 1 ，5 - a 嘧啶环系进行了系统研究“。5 。“，结果发现 该类化合物的除草活性与磺酰脲类相当，己被推荐商品化，如t p ( 卜2 ) 。另外， 随着生物合理设计新思路在开发中的应用，除草剂的作用机理和代谢机理的研 究也日益引起重视，通过深入探索各类除草剂的作用点，研究它们的抑制途径 及作用的靶标酶，发现了不同种类的乙酰乳酸合成酶( a s l ) 抑制剂和原卟啉原 氧化酶( p r o t o x ) 抑制剂。1 9 9 1 年报道的5 1 种新分子中这两类靶标占了三分之 ：二，其中以a s l 酶为靶标的占了1 9 种，以p r o t o x 酶为靶标的为1 5 种”。由于 以这些抑制酶为靶标的除草剂，具有超高效、广谱、低毒、低残留、高选择性 和良好的环境相容性等特点，因此，通过对这些先导化合物的结构进行修饰， 如取代基修饰、杂环修饰、桥键修饰等已成为开发新型除草剂品种最活跃的领 域。 一7 f 二【0 ，( 1 一sf i l i h ，一一一一一一，。_ ，! ，一“ ( 1 - 2 ) 第一节磷酰基( 硫) 脲类化合物的概述 六十年代，e s c h r o e p l 等人通过酰基异硫氰酸酯与芳胺的加成反应，首 次合成了酰基硫脲衍生物c h 。( c h ：) o h n c s n h a r ，生物活性测试显示，此类化合 物具有良好的杀虫活性。1 。此后，人们通过对硫脲桥两端取代基的修饰，合成 了大量具有广泛生物活性的酰基硫脲类化合物。1 9 7 3 年，b t b r o w n ，r l n h a r r i s 等人首次将杂环引入酰基硫脲，合成了化合物( 卜3 ) ，生测结果显示它 对麦草、芥菜等具有除草活性。1 。硫脲类化合物具有广泛的抗菌性和杀菌性， 2 0 世纪6 0 年代末，硫脲类化合物托布津( t h i o p h a n a t e ) 和甲基托布津 ( m e t h y l t h i o p h a n a t e ) 作为杀菌剂就投放市场。此类杀菌剂可有效地防治多种 作物病害。而且对植物的伤害小，对哺乳动物的急性毒性低，是一类优良的杀 菌剂“。最近，从抗稻瘟病的水稻中获得天然硫脲类化合物( 4 - 邻硝基一3 一硫代 尿酸乙酯) ，发现其具有强烈抑制根癌农杆菌生长及抗菌活性1 。 尽管取代硫脲类衍生物大都具有较强的生物活性，已开发了许多优秀品种 用作除草剂、杀虫剂及杀菌剂，但般取代硫脲类化合物在生物体内的运转性 能较差，影响生物体的吸收及输送到目标位置，从而限制了药效的发挥。对于 这类药剂性能的改进，大都寄希望于改善它的疏水性。有机磷化合物较易被生 物体吸收，在生物体内具有较好的传导性能，因此在取代硫脲结构中引入有机 磷基团，可能改善它们在生物体内的活性。自5 0 年代以来，人们相继合成了 不少磷酰基硫脲衍生物，发现许多化合物具有杀菌、除草、杀虫及除螨活性“2 1 ”。 比如，化合物( 卜4 ) 具有较好的杀菌活性，采用离体平皿法，浓度为0 。0 0 5 对 不同植物菌种的抑制率( ) 分别为：小麦赤霉6 5 5 ，蕃茄早疫i 0 0 ，棉花立枯 2 硕士学垃论文 l 、s i r sl jj e s i s 一一一一一 1 0 0 ，苹果轮纹1 0 0 和芦苇茎枯1 0 0 “”。 病原菌，测得的抑制率都在5 0 左右。 化合物( 卜5 ) 在5 0 p p m 浓度下处理各种 对甜菜褐斑病菌抑制率为5 1 ，对棉花 立枯病菌为5 9 ，对苹果轮纹病菌为1 0 0 ，对白菜黑斑病菌为5 5 “。化合物 l 卜6 ) 具有很好的抗烟花叶病毒( t m v ) 活性，高于对照药n s8 3 ( 0 0 1 时的抑制 率为6 0 ) ，其部分化合物对人体鼻咽癌( b g c ) 、结肠癌( h c t ) 、白血病( h l 曲) 及 乳腺癌b c a p 等多种癌细胞菌有良好的抑制作用“。 州的 ( 1 - 3 ) r o 弋矛s n 心sr l r 2 ( 1 - 4 ) s so 。c i c h 2 c h 2 肿、k 越n 盐r 2 c i c h 2 c h 2 、 r v ( 1 - 5 ) 化合物( 卜7 ) 在l o o p p m ，2 5 时处理淡色库蚊三龄幼虫，4 8 h 后死亡率为 8 2 ( 以氟幼脲对照为1 0 0 ) ，用它处理果蝇饲料( 2 0 0 x 1 0 6 ) 可使果蝇羽化推迟 卜2 天，显示出一定的抑制昆虫几丁质的作用 1 a l 。大多数磷酰基硫脲及它们的 关环产物因有选择性而被用作除草剂。如化合物( 1 - 8 ) 在1 5 0 0 9 h a 用量下采用 盆栽法测得对油菜的抑制率为8 5 5 “”。化合物( 1 9 ) 及其与含氯双官能团试剂 关环反应的产物( 卜1 0 ) 对裨草、高粱、油菜等阔叶杂草具有较高的除草活性， 但对单子叶杂草的除草活性较低m ， ss 。一嚣) * 圳c i i ( 1 - 9 ) e s c h c i 冲e t o 、一n n ，西 ( i - 1 0 ) o = 弓划 k 岖 釜釜? 、二： 学童论文 二磕旨。| 。e 于：二l c j 黟“叫、n 叭 第二节1 ，3 ，2 一二氧磷杂环的研究概述 l j 前有机磷化合物的研究从直链化合物向环状发展，碳环状化合物具有的 特性因为有磷原予的加入而更为加强或增加了新的功能。鉴于含磷杂环化合物 所呈现的卓越生物活性，引起了众多农药工作者的广泛关注，自九十年代以来， 对其研究日益增多。1 ，3 ，2 一二氧磷杂环化物独特的二氧磷杂环骨架不仅形成了 这类化合物的活性结构单元，而且还带来了立体化学上的复杂性，已成为有机 磷化学应用研究中一个引人注目的方向”“”。”。“3 。1 ，3 ，2 一二氧磷杂环已烷类化合 物已成功地开发了蔬果磷( s a l i t h i o n ) 等优良的农用杀虫剂，有关衍生物和其 立体异构体的合成以及杀虫杀菌活性的研究均有报道。5 。2 6 2 “。近年来，在新型 a l s 酶抑制剂的设计与合成研究中，合成并筛选出一系列具有较好除草活性的 1 ，3 ，2 - 二氧磷杂环辛烷类化合物，有的在4 0 克公顷用量下对阔叶杂草表现 出良好的防效。l ，3 ，2 一苯并二氧磷杂环戊烷化合物有的具有杀虫”、杀菌”1 和抗癌”活性，有的还可以作为工业上的抗氧剂、抗磨损剂和润滑油添加剂。“。 1 2 h 一双苯并 1 ，3 ，2 二氧磷杂八环类化合物在农药、高分子或油料添加剂领域 具有潜在的应用价值，因而引起了人们对它的关注0 2 1 。l ，3 ，2 一苯并二氧磷杂 环已烷衍生物具有多种生物活性，已从该类化合物成功开发了许多优良的农用 杀虫剂。近年来，对其结构优化和生物活性的研究十分活跃。“”3 ，该类化合 物的合成主要是以水杨醛为原料的分子内环化法和以水杨醇为原料，在碱性条 件下的分子间环化法，着重研究在6 位苯环上和2 位磷原子上结构的修饰。 1 ，3 ，2 - 二氧磷杂环类化合物已成为农药和医药合成中的一个重要的活性 结构，其具有很高的生物活性，如商品化的杀虫剂水杨硫磷( s a l i t h i 0 1 3 ) 就是 此类化合物中的代表，最近报道的主要有以下五种( 表卜1 ) 1 。 簿篇煮。 一= = n l _ - _ _ ，_ _ _ _ _ _ _ _ _ - 。_ - _ 口_ _ - 一_ _ _ 一w r ” 表卜11 ，3 ，2 一二氧磷杂环衍生物 编号结构式 取代基活性 ( 1 0 1 ) 镰吨 r 。= 烷基：烷氧基：( 取杀虫：杀螨 代) 苯基等 x = o ：s ( 1 0 2 ) 黠e l l 2 ) 宫p - - r x = h ：c 1 杀虫 r = c 。h 。：c 3 h ，；c h 。；c j t ；等 扩d ( 1 0 3 ) 然一r x = o ：s r = s c 。h 。：c 6 h s ：n ( c h 。) & h 。： 杀虫 扩。 o a r 等 ( 1 0 4 ) 肛。姐 r = h ：c h 3 杀虫 r ，= h ：c h 。c 0 0 ：x = h ：c l 壁h 5 n s 杀菌 ( 1 0 5 ) 忐n h 欧乏 r ，= h ：c z h 5 r 2 = c 2 h 5 ：c 。h ，：c 4 h 。：取代苯 基 l ，3 ，2 一二氧磷杂环除了在医药和农药中有广泛应用外，还可以应用于其它 方面，例如欧育湘等人将1 ，3 ，2 一二氧磷杂环已烷引入磷一氮系膨胀型阻燃剂中， 合成一种集炭源、酸源和气源三组分于同一分子内的新型的单体膨胀型阻燃 剂。该化合物分子内无卤原子存在，且含p n 键，热和水解稳定性好，熔点较 高，吸湿性较低，且具有较佳的p n 协同效应，可用于阻燃某些高聚物m 。 篇垄釜j j 自 学i 蟮氡，、。 。h - 、1 ) j l 卜、j l t 1 q _ _ 7 第三节课题的提出及研究的意义 取代硫脲类化合物的广泛生物活性受到人们的普遍重视，已被用作杀虫 剂、除草剂、杀菌剂及植物生长调节剂，但由于它们在生物体内的运转性能较 差，近年来在其分子中引入磷酰基进行结构修饰以合成新的衍生物与生物活性 的研究一直十分活跃。目前关于二烷氧基磷酰基硫脲衍生物的研究主要集中在 硫代磷酰基硫脲方面，对于氧代化合物的研究报道比较少，同时文献中对于环 状磷酰基硫脲的合成及生物活性的研究报道也甚少。由于二烷氧基磷酰基、 1 ，3 ，2 - 二氧磷杂环在农药和医药合成中是两类重要的活性结构单元，根据活性 子叠加原理“，若在一个活性分子中引入一个新的活性基团，其生物活性可能 得到加强或导致新的生物活性产生。鉴于此，我们将1 ，3 ，2 一二氧磷杂环和0 ，0 一 二烷基氧代磷酰基分别引入到硫脲结构中，设计了以下两个系列新化合物。 系列一：1 ，3 ，2 一二氧磷杂环磷酰基硫脲化合物 0s 罢：汇l l n h 如忡 a r ：a = c h 2 c 。h s ；b = 4 一c h 3 0 c 。h i ；c = 4 一c h 3 c b h ；d = 4 一c l c j t 4 ：e = 4 一n o ：c 。h i ；f = a c m h 7 ；g = b c , o h 7 ；h = 2 一c i c 6 h ；i = 2 一c h 3 c 6 h 4 ；j = c 6 h 5 ：k = 3 一c h 3 c 6 h 4 ； i = 3 一c ic 6 心：m = 2 一c h 。o c 6 h 。 系列二：0 ，o - 二烷基氧代磷酰基硫脲化合物 n s ( r o ) 2 - g h _ 凸训 艮 r 为：c 2 h 5 ： r 为：a = 4 b r c 6 h s ；b = p c h 3 0 c 6 h j ：c = a c , o h 7 ：d = p c i o h 7 ；e = p n 0 2 c 6 h 5 ； f = o c h 。o c 6 h s ；g = d - c i c e h 5 ；h = c h 2 c 6 h 5 某些氮芥磷酸衍生物如e n d o x a n 、h o l o x a n 因具有良好的抗癌活性已用于 临床“1 ”。”1 。卜取代酰基一4 一磷酰基氨基硫脲以及其在乙酸汞的作用下的关环产 j 硕士学i i 论文 7 、h ie r s i12 s i y , ! ! ! ! ”! ，! ! = ! ! ! ! ! 物2 一磷酰氨基一5 一苯基( 或氰乙基) 一1 ，3 ，4 一嗯二唑类衍生物具有一定的植物生 长调节活性和除草活性“。同时，双酰基硫脲也具有广泛的生物活性，为了寻 找新的活性物质和先导化合物，我们采用亚结构连接法将氮芥磷酸引入磷酰基 双硫脲化合物中，以求得到新的活性物质。经过文献检索，目前还没有关于n ，n 一 二一( 2 - 氯乙基) 一磷酰基双硫脲的合成及有关报道，因此我们设计了第三系列化 会物。 系列三：n ，n 一二一( 2 一氯乙基) 一磷酰基双硫脲化合物 r r r 为：a = 4 一c h 3 0 c b h ：b ：4 一c h 3 c b h ；c = n c l o h 7 ；d = c h 2 c 6 h 5 ：e = 2 一c h 3 0 2 6 h 4 ： f _ - 1 3 一c l o h 7 ：g = 3 一c i c 6 h 。 通过i r 、1 h n m r 、m s 及元素分析等手段对以上三个系列化合物进行结构表 征，分析其理化性质和波谱特征，测定这些化合物的除草活性，为除草剂的 研究提供基础数据，希望能筛选出具有较高活性和应用价值的除草剂。 s她婿s n n o 舭 0 hchcc 第二章1 ，3 。2 - - - 氧磷杂环磷酰基硫脲的合成 第一节合成路线 取代硫脲类化合物具有广泛的生物活性，其中不少化合物可用作除草剂、 杀虫剂及杀菌剂。1 ，3 ，2 一二氧磷杂环在农药、医药合成中是一类重要的活性 结构单元，我们采用亚结构连接法，将其引入到硫脲分子中，以期得到具有新 颖结构的活性衍生物。本文采用2 一异硫氰基一5 ，5 一二甲基一2 氧代一l ，3 ，2 一二氧 磷杂环己烷与不同的胺反应合成了1 3 个新型的环状磷酰基硫脲衍生物。合成 路线如下： k s c n c h 3 c n 表2 - 1 化合物i 的结构 s h 一3 一n h a r 簿篙i ：l z s h 。主，。 第二节实验部分 2 1 仪器与试剂 f t 一8 0 0 0 红外光谱仪( k b r 压片) ；v a r i a n x l - 2 0 0 型超导核磁共振仪，溶 剂为d m s o d 。，t m s 为内标；p e - 2 4 0 0 型元素自动分析仪；h p 一5 9 8 8 a 四极杆质谱 仪；x - 4 数字显示显微熔点测定仪，温度计未经校正。 所用试剂均为国产分析纯或化学纯试剂，使用前均经常规处理。乙腈( a r ) 用前经无水处理( 用k ：c 0 。干燥) ；p o c l 。用前重新蒸馏：取代苯胺及硫氰酸钾用 前经真空干燥。 2 2 2 - 氯一5 5 一二甲基- 2 - 氧代一1 3 2 一二氧磷杂环己烷的合成。“ 在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和冷凝管的四口烧瓶中加入0 1 0 m o l 新 戊二醇和3 0 m l 三氯甲烷，搅拌下滴加0 1 0 m o l 三氯氧磷，保持温度6 0 。c 反应 2h ，至h e l 气体完全放出，脱溶得大量白色固体，用乙腈洗涤抽滤后真空干 燥。 2 3 2 一异硫氰基一5 5 一二甲基- 2 - 氧代一1 3 2 一二氧磷杂环己烷的合成“3 在l o o m l 三口瓶中，加入1 2 5 m m o l 上步合成的环磷酰氯和2 0 m l 无水乙腈， 搅拌下分批加入2 5 m m o l 硫氰酸钾，保持温度在6 5 。c 反应l oh ，抽滤，滤液浓 缩后用3 0 m 1 二氯甲烷分两次浸取，抽滤，滤液脱溶后得黄色液体，产率9 2 。 2 4 环磷酰基硫脲( i ) 的合成”。 在5 0 m t 圆底烧瓶中，加入l o m m o l1 ，3 ，2 一二氧磷杂环异硫氰酸酯和3 0 m l 无水氯仿，搅拌下滴加l o m m o l 芳胺的l o m l 氯仿溶液，回流4 5h ，t l c 监测 至原料消失，脱溶，加入乙醚振荡后静置，冷冻析出固体，抽滤得粗品，用 d m f h 2 0 重结晶可得纯品。 第三节结果与讨论 3 。1 1 3 2 一二氧磷杂环的合成研究 合成的第一步是酯化反应，按加成一消除历程进行，速率控制步骤是亲核 9 瓷坠，；i 三学位论乏 、 够，_ 。- 、i | 41 、 、p o1 一一一一 加成，按溶剂的选择规则，一般采用非质子性溶剂对反应有利，我们分别选用 氯仿、苯和四氢呋喃作溶剂进行实验，结果表明用氯仿作溶剂反应时间短，中 间体颜色浅，最终产物杂质少，易于提纯，产率较高，这表明氯仿是非质子极 性溶剂，有利于亲核加成反应的进行，并且氯仿与反应物在加热时的相溶性好， 而常温时产物又容易析出。 第一步反应中，新戊二醇与三氯氧磷按等摩尔比配料加入，若三氯氧磷过 量则有粘稠副产物生成，可能是两分子的三氯氧磷与分子的新戊二醇反应， 生成戊二醇的二磷化合物使最终产物难以分离提纯。经优化实验确定第一步反 应的温度为6 0 6 5 ”c ，时间为2 小时：温度太低或时间太短不利于反应的进行， 温度过高则副反应过多。 3 2 中间体2 舁硫氰基一5 5 一二甲基一2 - 氧代一1 3 2 一二氧磷杂环已烷的合成 研究 对第二步反应文献“删中滤液浓缩后用乙醚浸取，实验中发现乙醚浸取后 剩余固体物( 应该为白色) 带红色，我们改用苯和二氯甲烷浸取，发现用二氯甲 烷作浸取液，效果相对来说较好，剩余物颜色较浅，产率也较高。 3 3 目标化合物( 1 a m ) 的理化性质 本系列所合成的1 3 个目标化合物都为浅黄色或白色或灰色晶体，溶解度 较差，在强极性溶剂中较易溶解，室温下能稳定存在。化合物的熔点、外观、 收率和元素分析数据列于表2 2 中。 表2 2 化合物i a m 的熔点、收率和元素分析数据 ( 0 c )( )c hn a 白色晶体 2 0 0 - 2 0 28 7 4 9 3 6 ( 4 9 6 8 ) 5 9 8 ( 6 0 5 ) 8 9 6 ( 8 9 2 ) b 白色晶体 1 4 3 1 4 57 2 4 7 1 l ( 4 7 2 7 ) 5 6 9 ( 5 7 8 ) 8 4 4 ( 8 4 8 ) c 白色晶体 1 4 3 - 1 4 57 0 4 9 7 0 ( 4 9 6 8 ) 6 0 1 ( 6 0 5 ) 8 8 4 ( 8 9 2 ) d 白色晶体1 4 6 - 1 4 88 1 4 2 9 8 ( 4 3 0 5 ) 4 8 0 ( 4 7 8 ) 8 2 2 ( 8 3 7 ) e 黄色晶体1 2 5 1 2 76 5 4 1 5 6 ( 4 1 7 4 ) 4 5 2 ( 4 6 4 ) 1 2 0 6 ( 1 2 1 7 ) 三二幽签! ! ! 二! ! ! ! ! 里：! 堕! ：塑! ：! 堕：型! ：! 塑：! ! 1 1 0 硕士学生论文 m 楚i e l z j 1 、f i i e s i s 3 4 目标化合物l a m 的波谱性质分析 3 4 1 化合物i a m 的i r 分析 ( 1 ) 目标化合物i a - - m 的i r 数据见表2 3 表2 - 3 化合物i t l , 4 1 1 的i r 数据 n hp 0 c c = sn 。c np = o a3 2 9 01 0 6 1 ，1 0 1 2 1 2 5 31 2 0 5 1 2 2 5 b3 2 8 4 1 0 1 6 ，1 0 1 1 ，1 0 2 31 2 5 0 1 1 9 61 2 2 0 c3 2 7 6 1 0 0 4 ，1 0 2 31 2 4 61 2 0 4 1 2 1 8 d3 2 3 8 1 0 6 3 ，1 0 1 0 1 2 6 711 9 2 1 2 2 4 e3 2 5 4 1 0 3 8 ，1 0 1 11 2 5 7 1 1 9 0 1 2 3 0 f3 2 8 0 1 0 2 9 ，1 0 0 6】2 4 8l1 8 8 1 2 1 6 g 3 2 7 0 1 0 4 1 ，1 0 1 91 2 5 8 1 1 9 31 2 3 2 h3 2 5 0 1 0 4 8 ，1 0 0 11 2 5 9 1 1 9 7 1 2 3 0 i3 2 0 8 1 0 2 2 ，1 0 4 8 ，1 0 6 71 2 6 811 9 4 1 2 3 6 j 3 2 4 2 1 0 0 4 ，1 0 3 61 2 4 0 1 2 0 1 1 2 1 7 k3 2 8 0 1 0 0 2 ，1 0 1 8 1 2 5 011 9 6 1 2 2 4 l3 2 2 6 1 0 4 7 ，1 0 2 6 ，1 0 1 2 1 2 5 811 9 5 1 2 2 6 旦塑旦! ! ! 塑：! ! 堑! 鲨! ! ! ! ! 丝 ( 2 ) 由红外光谱数据，我们可以看出，所有特征官能团均表现出相应的吸 收峰。 在3 3 0 0 3 2 0 0 c m - 1 之间，有较强的n - h 伸缩振动吸收( u + 。) ，比一般的u 。 吸收峰向低波数方向移动，主要是因为生成了分子内氢键m 1 ，此现象与文献报 鳜篡鬻，i ，、 r r l 土：一r k 韭肿8 高分辨时为一多重峰和一个单峰( 或多重峰) 这是由于杂环5 位两个甲基因空 间取向各异而不等价，化学位移值分别在0 8 0 p p m 和i i o p p m 左右。 ( 2 ) 磷杂环6 位上的亚甲基由于与氧相连，化学位移在3 4 5 - 4 5 0 p p m i 之_ j f i ， 由于受磷的裂分，以及环外基团的位阻效应的影响使亚甲基质子不等价而出现 ( 3 ) 芳环上的h 在6 8 0 7 5 0 p p m 之间有多重峰。 ( 4 ) 在目标化合物的分子中有两个n h ，其中与磷原子较近的n h 由于受磷 的偶合，为一宽峰或裂分为双峰，出现在6 为7 - 9 p p m 之间，另外一个与磷较 j 硕士学位论文 、i u i i rl l i i ：l s 一= ! 鼍苎，竺? ! 竺! ! ! 竺! 兰却- ? 4 ! 呵! ! 竺! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 苎苎竺 远的n h 的化学位移在更低场，6 约为l o p p m 左右，这可能是由于化合物中p - o 的氧原子可同时提供两对孤对电子形成分子内和分子间氢键，产生较强的去屏 蔽效应而使氢的化学位移显著的移向低场。 代表化合物i a 、i c 的谱图见附图( 2 2 ) 、( 2 5 ) 表2 - 4 化合物l a 的1 h n m r 数据 n o 1 h n m r ，6 ( p p m ) a 0 8 2 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 1 7 ( s ，3 h ，c h 。) ，3 6 0 3 8 8 ( m ，4 h ，2 c h ，) ，4 3 5 ( s ，2 h c h z ) 7 0 8 7 2 6 ( m ，6 h ，c 。 l s + n h ) ，9 9 0 ( s ，1 h ，n h ) b 0 8 6 ( s ，3 h ，c h 3 ) ，1 1 8 ( s ，3 h ，c h 3 ) ，3 5 8 ( s ，3 h ，o c i 3 ) ，3 8 4 4 3 0 ( m 4 h ，2 c h z ) 7 0 2 - 7 4 8 ( m ，4 h ，c 。h 。) ，8 3 6 ( d ，i h ，n h ) ，9 7 8 ( s ，1 h ，n h ) 【：0 8 8 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 1 8 ( s ，3 h ，c h 。) ，2 2 9 ( s ，3 h ，c h 。) ，3 9 2 4 3 8 ( m ，4 h ，2 c h ：) 7 1 2 7 3 9 ( m ，4 h ，c 。 l ) ，8 8 4 ( w ，1 h ，n h ) ，1 0 2 4 ( s ，i h ，n h ) d 0 9 6 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 1 5 ( s ，3 h ，c h a ) ，3 9 2 4 2 9 ( m ，4 h ，2 c h 。) ，7 2 8 7 5 2 ( m ， 4 h ，c 。 l 。) ，8 4 0 “，1 h ，n h ) ，9 8 3 ( w ，1 h ，n h ) e 0 8 7 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 2 0 ( s ，3 h ，c h 。) ，3 4 8 3 8 0 ( m ，4 h ，2 c h ：) ，7 2 0 一7 7 2 ( m ， 4 h ，c 6 h 。) ，8 2 1 ( p ，1 h ，n h ) ，9 8 9 ( s ，1 h ，n i t ) 1 1 0 8 4 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 1 4 ( s ，3 h ，c h 。) ，3 5 0 3 8 2 ( m ，4 h ，2 c h ：) 7 1 6 7 7 2 ( m ， 7 h ，q c ，。h ，) ，8 0 4 ( w ，1 h ，n h ) ，9 7 8 ( s ，i h ，n h ) g0 8 7 ( s ，3 h ，c h ，) ，1 1 2 ( s ，3 h ，c h a ) ，3 5 6 3 9 0 ( m ，4 h ，2 c h 。) ，7 3 0 7 9 6 ( m ， 7 h ，b c 。h t ) ，8 2 4 ( w ，i h 。n h ) ，9 7 2 ( s ，1 h 。n h ) h 0 9 0 ( s ，3 h ，c h ，) ，1 1 3 ( s ，3 h ，c h 3 ) ，3 8 8 4 1 8 ( m ，4 h ，2 c h 2 ) ，7 2 0 7 4 8 ( m ， 4 h ，c 出。) ，8 2 6 ( w ，i h ，n h ) ，9 9 2 ( w ，i h ，n h ) i o 8 4 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 1 2 ( s ，3 h ，c h d ，2 3 6 ( s ，3 h ，c h ，) ，3 8 8 4 4 2 ( m ，4 h ，2 c h 。) 7 0 8 7 3 6 ( m ，4 h ，c 。h 。) ，8 9 6 ( w ，1 h ，n h ) ，1 0 2 l ( s ，1 h ，n h ) j0 8 1 ( s ，3 h ，c h ，) ，1 0 9 ( s ，3 h ，c h 。) ，3 8 2 4 4 9 ( m ，4 h ，2 c h 2 ) ，7 3 2 7 6 8 ( m ， 5 h ，c e h s ) ，7 8 8 ( d ，l h ，n h ) ，9 8 0 ( s ，1 h ，n h ) k 0 9 0 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 2 0 ( s ，3 h ，c h 。) ，2 3 6 ( s ，3 h ，c h 。) ，3 9 6 4 4 2 ( m ，4 h ，2 c h 2 ) 7 2 6 7 5 0 ( m ，4 h ，c 扎) ，8 。5 4 ( w ，i h ，n h ) ，1 0 3 8 ( s ，l h ，n h ) 1 0 9 0 ( s ，3 h ，c h 0 ，1 1 4 ( s ，3 h ，c 地) ，3 8 4 4 1 8 ( 埘，4 h ，2 c h ：) ，7 2 0 - 7 4 6 ( 珊 4 h ，c 6 h ) ，8 2 0 ( w ，1 h ，n h ) ，9 9 4 ( w ，l h ，n h ) m 0 8 3 ( s ，3 h ，c h 。) ，1 1 5 ( s ，3 h ，c h 。) ，3 6 0 ( s ，3 h ，o c h 。) ，3 8 6 - 4 5 0 ( m ，4 h ，2 c h ：) 6 9 0 7 2 9 ( m ，4 h ，c 扎) ，8 3 0 ( d ，1 h ，n h ) ，9 9 7 ( s ，i h ，n h ) 1 3 攀 、硕士学二论文 、1 上l i ；、i f s i s 3 4 3 目标化合物的一s 谱图分析 】对目标化合物进行了m s 测试，主要碎片见表2 5 ，主要碎片离子峰均可 以得到满意的解释，亦证实了它们与预期的结构相符 表2 - 5部分目标化合物的- s 测试数据 化合物m z ( 峰粥) i a 4 i ( 7 9 5 7 ) ，5 6 ( 5 8 6 7 ) ，6 8 ( 5 9 3 6 ) ，7 7 ( 3 5 1 6 ) ，9 1 ( 6 8 1 5 ) ，1 0 6 ( i 0 0 ) 1 2 2 ( 1 8 7 8 ) ，1 4 0 ( 4 1 7 5 ) ，1 4 9 ( 2 5 7 ) ，2 0 7 ( 6 5 5 ) ，3 1 4 ( 1 5 2 ) i c 4 i ( 8 5 1 4 ) ，5 6 ( 8 1 5 8 ) ，6 8 ( 8 2 9 3 ) ，7 7 ( 3 6 6 2 ) ，9 i ( i o 3 4 ) ，1 0 6 ( i o o ) ， i 2 2 ( 2 4 7 8 ) ，1 4 0 ( 8 5 0 4 ) ，2 0 8 ( 3 4 9 6 ) ，3 1 4 ( 3 2 7 ) i d 4 1 ( 6 4 4 7 ) ，5 6 ( 5 6 2 2 ) ，6 8 ( 5 5 0 3 ) ，9 i ( 2 i 4 2 ) ，1 0 0 ( 1 4 8 7 ) ， 1 2 2 ( 1 2 3 8 ) ，1 2 7 ( i o o ) ，1 4 0 ( 4 4 8 0 ) ，2 0 7 ( 7 7 5 ) ，3 3 4 ( 1 9 7 ) 2 从主要碎片峰可以看出该类化合物的m s 有如下特点： 该类化合物的主要裂解途径是首先经过一个四元环氢重排，将其裂解为 芳胺和磷酰基异硫氰基两部分，再进一步裂解。它们都有明显的分子离子峰， 但m _ l 峰强度比分子离子峰要强不同化合物裂解产生的基峰质荷比一般来 讲是不同的，如i a 为m z = 1 0 6 ，i c 为m z = 1 0 6 ，i d 为m z = 1 2 7 。 3 代表化合物i a 、i c 谱图见附图( 2 3 ) 、( 2 6 ) 4 下面以化合物i c 为例进行具体分析 1 4 蓉鹫 c c c c z 士学位论丈 m 、竺尘型竺= ! ! 。：，! ! ! ! ! ! = ! ! 一一一! = ! ! ! ! ! ! ，? ! = ! ! ! ! ! = = = ：= = = 一一一 m z = 5 6 ( 8 1 5 8 ) i r 0 h 3 ) 2 0 +( 1 + m z = 4 2 ( 1 3 9 0 1 1 5 m l z = 7 7 ( 3 6 6 2 、 ；i 士学泣论文 、：、i e i 41 、j i 、i - 第三章0 ，o 一二烷基磷酰基硫脲的合成 第一节合成路线 0 ，o - 二烷基磷酰氯是合成一些医药和农药的中间体。例如它可用于制 备杀螨剂0 ，o - 二烷氧基0 ，o - ( 2 ，4 ) 一二氯一6 一硝基苯磷酰酯1 ，合成杀虫剂磷酸 酯、问二氮苯基磷酸衍生物、磷酰氨基酸代苯胺衍生物的m n 。众所周知取 代硫脲也具有广泛的生物活性，为了得到新的活性物质，我们采用传统的活性 基团拼接方法，合成了8 个新型的磷酰基硫脲化合物。合成路线如下： 一二烷氧基磷酰氯的合成 p c i 3 + 2 r o h + ( r o ) 2 p o h 2 h c l o ( r o ) 2 p o h + s o c l 2 _ ( r o 班c i + s 0 2 + h c i 二目标产物的合成 。 。r 。皿。坚。删疆悯n h 2 - r 1 。r q 丘n h 墓n h 电r ， 舯 表3 - 1 化合物i 的结构 黜e 心吼心g 哥矿心c 。 一份圈：一 一 1 6 ，瑶0 - 嘎， 砸士学 、l i s j 、 ，论文 、l 汜、i s 第二节实验部分 2 1 仪器和试剂 仪器同第二章第二节实验部分 所用试剂均为化学纯或分析纯，三氯化磷和二氯弧砜用前经蒸馏、无水 于燥处理。 2 20 o - 二烷基磷酰氯的合成0 5 1 在5 0 0 m l 三口瓶中加入l o o m l 苯和6 9 o g ( 1 5 m 0 1 ) 无水乙醇，用冰浴冷却， 于搅拌下慢慢滴加6 8 8 9 ( 0 5 m 0 1 ) 三氯化磷及l o o m l 苯的溶液，滴加温度控制 在8 1 0 0 c ，加完后保持原温度继续搅拌o 5 h ，然后升温至2 0 0 c 左右再搅拌 1 5 m i n 。室温放置3 h 后用冰浴再将反应液冷却至8 1 0 0 c ，搅拌下滴加 8 4 5 9 ( 0 7 m 0 1 ) 二氯亚砜，加完后在此温度反应1 5 h ，升温至2 0 3 0 0 c 反应0 5 h ， 减压蒸去低沸物，油泵减压蒸馏，收集b p 6 2 6 4 0 c 0 6 7 k p