含取代噁唑环的新型吡唑酰胺类化合物的合成与生物活性研究

戴红 梁凯 周钱 倪亚丹 钱程 钱宏炜 李玲 石玉军 梁志鹏 石健 高磊 吴新星

引用本文: 戴红, 梁凯, 周钱, 倪亚丹, 钱程, 钱宏炜, 李玲, 石玉军, 梁志鹏, 石健, 高磊, 吴新星. 含取代噁唑环的新型吡唑酰胺类化合物的合成与生物活性研究[J]. 有机化学, 2020, 40(12): 4350-4356. doi: 10.6023/cjoc202007029 shu
Citation:  Dai Hong, Liang Kai, Zhou Qian, Ni Yadan, Qian Cheng, Qian Hongwei, Li Ling, Shi Yujun, Liang Zhipeng, Shi Jian, Gao Lei, Wu Xinxing. Synthesis and Biological Activities of Novel Pyrazole Amide Compounds Containing Substituted Oxazole Unit[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2020, 40(12): 4350-4356. doi: 10.6023/cjoc202007029 shu

含取代噁唑环的新型吡唑酰胺类化合物的合成与生物活性研究

    通讯作者: 吴新星, wuxinxng@163.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(No.21372135)、南通市科技计划(No.MS12019060)和南通大学高层次人才(No.03083031)资助项目

摘要: 采用活性单元拼接的方法,以新型吡唑酰胺类杀螨剂吡螨胺为先导结构,在吡唑酰胺分子结构中引入取代噁唑活性单元,设计合成出15个结构新颖的含取代噁唑环的吡唑酰胺类衍生物.目标化合物的结构通过1H NMR,13C NMR和元素分析等进行了表征.初步室内杀虫活性测试结果表明,在500 μg/mL测试浓度下,多数目标化合物对粘虫(Oriental armyworm)有着较高的杀虫活性(致死率≥ 90%).其中1个目标化合物在500 μg/mL测试浓度下对蚜虫(Aphis medicaginis)的致死率达100%.此外,2个目标化合物在500 μg/mL测试浓度下对朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)的致死率都为30%.

English

  • 近年来, 含氮杂环由于其具有广谱的生物活性而引起众多科研工作者的关注.噁唑类化合物作为含氮杂环家族中重要一员, 在生物学领域展现出优良的杀虫、杀菌、除草、抗病毒和抗肿瘤等活性[1-8].如徐凤波课题组[9]报道的化合物A (图 1)在50 mg/L浓度下对粘虫表现出100%的杀虫效果; 石玉军等[10]研发的化合物B (图 1)在测试剂量为1500 g/ha下对芥菜、小藜和酸模都有100%的除草效果; 周钱等[11]合成的化合物C(图 1)在500 μg/mL浓度下对朱砂叶螨、蚜虫和粘虫的杀虫活性分别为100%, 100%和80%.吡唑酰胺亦为一类重要的含氮杂环衍生物, 因其良好的杀虫、杀菌、抗癌等活性在农药、医药等领域具有广泛的应用[12-20].如日本三菱化学公司先后开发的吡螨胺(Tebufenpyrad, 图 1)和唑虫酰胺(Tolfenpyrad, 图 1)具有杀虫谱广、药效快等特点, 对螨虫、小菜蛾等害虫展现优异的防治作用[21-22]; 美国DuPont公司研制的氯虫酰胺(Chlorantraniliprole, 图 1)和氰虫酰胺(Cyantraniliprole, 图 1)对粘虫、甜菜夜蛾和烟粉虱等害虫均有优良的杀虫活性[23]; Li课题组[24]研究发现化合物D(图 1)呈现出良好的杀虫效果, 在10 mg/L浓度下对小菜蛾和粘虫的致死率均达100%, Wang等[25]报道化合物E(图 1)显示出较好的杀菌与杀虫效果, 在50 μg/mL浓度下对苹果轮纹病菌的抑菌率为89.7%, 在200 μg/mL浓度下对粘虫有100%的致死率.因此, 为了继续从吡唑酰胺衍生物中探索出具有优良生物活性的物质, 本工作以杀螨剂吡螨胺为农药先导, 通过取代噁唑活性单元代替吡螨胺结构中的取代苯环片段, 设计并制备出了一系列含取代噁唑结构的吡唑酰胺化合物(图 2), 同时测定了所合成化合物对粘虫、蚜虫和朱砂叶螨的生物活性.目标化合物合成路线见Scheme 1.

    图 1

    图 1.  化合物A~E、吡螨胺、唑虫酰胺、氯虫酰胺和氰虫酰胺的结构式
    Figure 1.  Structures of compounds A~E, tebufenpyrad, tolfenpyrad, chlorantraniliprole and cyantraniliprole

    图 2

    图 2.  目标化合物11的分子设计图
    Figure 2.  Design strategy of the title compound 11

    图式 1

    图式 1.  目标化合物11的合成路线
    Scheme 1.  Synthetic route of the target compound 11

    在制备目标化合物11时, 以化合物11a为例, 尝试了不同的缚酸剂和溶剂对11a单步收率的影响(表 1).在研究过程中发现, 最初以吡啶为缚酸剂, 以二氯甲烷为溶剂, 室温反应10 h, 化合物11a收率为33%, 薄层色谱(TLC)跟踪显示有部分原料存在, 然后选用四氢呋喃、乙腈或甲苯作溶剂, 室温反应10 h, 化合物10a收率分别为35%, 38%和0%.同样以吡啶为缚酸剂, 以四氢呋喃、乙腈为溶剂, 将室温反应改成加热回流反应, TLC检测表明, 大部分原料仍未反应, 化合物11a的收率分别为16%和24%, 要低于室温反应的收率.随后改用三乙胺为缚酸剂, 分别以二氯甲烷、四氢呋喃和乙腈作溶剂, 室温反应10 h, 化合物11a收率分别为48%, 52%和21%, 其中以二氯甲烷或四氢呋喃作溶剂的收率比吡啶作缚酸剂时的收率有了一定的提高.后来选用碳酸钾为缚酸剂, 四氢呋喃为溶剂, 室温反应10 h, TLC检测发现仍有部分原料存在, 化合物11a收率较低, 仅为32%.因此, 选以三乙胺为缚酸剂, 四氢呋喃为反应溶剂, 室温反应10 h是制备目标化合物的较好方法.采用该方法顺利地制备出其它含取代噁唑结构的吡唑酰胺.

    表 1

    表 1  反应条件对化合物11a收率的影响
    Table 1.  Effects of reaction conditions on the synthesis of compound 11a
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    Entry Base Solvent Reaction condition Yield/%
    1 Pyridine CH2Cl2 Room temperature for 10 h 33
    2 Pyridine THF Room temperature for 10 h 35
    3 Pyridine CH3CN Room temperature for 10 h 38
    4 Pyridine Toluene Room temperature for 10 h 0
    5 Pyridine THF Reflux for 10 h 16
    6 Pyridine CH3CN Reflux for 10 h 24
    7 Et3N CH2Cl2 Room temperature for 10 h 48
    8 Et3N THF Room temperature for 10 h 52
    9 Et3N CH3CN Room temperature for 10 h 21
    10 K2CO3 THF Room temperature for 10 h 32

    以目标化合物11b为例展开分析.从11b1H NMR谱图数据而知, 4-F取代苯环上2个氢在δ 7.59~7.62以多重峰出现, 酰胺键上氢在δ 7.45以单峰出现, 取代噁唑环上4-位氢在δ 7.24以单峰出现, 4-F取代苯环上另外2个氢在δ 7.10~7.14以多重峰出现, 与酰胺键相连的亚甲基上2个氢因氮原子和噁唑环的诱导效应偏向低场, 在δ 4.81处以双重峰出现, 取代吡唑环1-位甲基上3个氢因氮原子的诱导作用进而向低场移动, 在δ 4.14处以单峰出现, 取代吡唑环3-位甲基3个氢在δ 2.25处以单峰出现.由11b13C NMR谱图数据可知, 酰胺键C=O碳原子的δ值为158.5, 与酰胺键相连的亚甲基碳原子的δ值为40.8, 取代吡唑环1-位甲基碳原子的δ值为36.9, 取代吡唑环3-位甲基碳原子的δ值为11.1.

    利用浸叶法研究目标化合物11a~11o杀粘虫(Oriental armyworm)效果, 并通过喷雾法测试目标化合物11a~11o对蚜虫(Aphis medicaginis)及朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)的杀虫活性[26].由表 2可看出, 在500 μg/mL测试浓度下, 大多数目标化合物对粘虫显示出良好的杀虫效果, 其中化合物11a~11l11n11o对粘虫的致死率为90%~100%, 与对照药剂唑虫酰胺的杀虫活性相当.部分目标化合物在测试浓度降至100 μg/mL时对粘虫仍展现出一定的杀虫活性, 化合物11e11g11o对粘虫的致死率分别为30%, 30%和40%, 其中化合物11o对粘虫的杀虫效果与对照药唑虫酰胺相接近.通过构效关系可以看出, 当R1为烷基时, 化合物11e (R1=C2H5, R2=H)和11g (R1n-C3H7, R2=4-F)对粘虫的杀虫活性要高于其它化合物; 当R1为取代苯基时, 化合物11o (R1=2, 4-Cl2C6H3, R2=4-F)对粘虫的防治作用要优于化合物11i~11n.同时, 在500 μg/mL测试浓度下, 化合物11o (R1=2, 4-Cl2C6H3, R2=4-F)对蚜虫表现出良好的杀虫活性, 对蚜虫的致死率为100%, 要高于其它目标化合物.此外, 化合物11k (R1=4-CH3O-C6H4, R2=4-Cl)和11l (R1=4-FC6H4, R2=4-F)在500 μg/mL测试浓度下对朱砂叶螨均有30%的杀虫效果, 要好于其它目标化合物的杀虫效果.目标化合物11a~11o对朱砂叶螨的杀虫效果不明显, 推测可能是由于化合物分子中酰胺键部分所连有的噁唑连取代苯基基团使得空间位阻变大, 进而不利于目标化合物分子与靶标有机地结合.以上试验数据表明, 将取代噁唑活性片段引入到吡唑酰胺骨架中, 得到的一些化合物对粘虫呈现出良好的杀虫作用.

    表 2

    表 2  目标化合物11a~11o的杀虫活性(死亡率/%)a
    Table 2.  Insecticidal activities (mortality/%) of title compounds 11a~11o
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    Compd. Oriental armyworm Aphis medicaginis Tetranychus cinnabarinus
    500 μg/mL 100 μg/mL 500 μg/mL 100 μg/mL 500 μg/mL
    11a 100 0 0 0
    11b 100 0 0 0
    11c 100 0 0 0
    11d 100 0 0 0
    11e 100 30 0 0
    11f 100 0 0 0
    11g 100 30 0 0
    11h 100 0 0 0
    11i 100 0 0 0
    11j 90 0 0 0
    11k 100 0 0 30
    11l 100 0 0 30
    11m 0 0 0
    11n 100 0 0 0
    11o 100 40 100 0 0
    Tolfenpyrad 100 50
    Imidacloprid 100 100
    Tebufenpyrad 100
    a “ —” refers to not tested.

    本研究利用活性单元拼接方法, 合成出了一系列具有取代噁唑单元结构的新型吡唑酰胺.通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱及元素分析等手段对目标化合物进行了结构确证.生测数据表明, 在500 μg/mL测试浓度下, 大部分化合物对粘虫的杀死率在90%~100%, 当测试浓度降至100 μg/mL时, 化合物11e11g11o对粘虫仍有30%, 30%和40%的杀虫活性; 化合物11o在500 μg/mL测试浓度下对蚜虫的致死率达100%;此外, 化合物11k11l在500 μg/mL浓度下对朱砂叶螨呈现出一定的杀虫效果, 对朱砂叶螨的致死率都为30%.这为今后进一步从事吡唑酰胺杀虫剂的创制研究提供了重要的参考信息.

    核磁共振氢谱和核磁共振碳谱通过BRUKER 400 MHz核磁共振仪(TMS为内标)测定; 化合物的熔点经X-4显微熔点测定仪(温度计未经校正)测定; 化合物的元素分析由Yanaco-CHN CORDER MT-3自动元素分析仪测试.实验中所用试剂均为分析纯试剂.

    化合物1~4参照文献[27]合成, 化合物6~8参照文献[28]和[29]合成.

    在一反应瓶中加入8 mmol中间体4和0.4 mol氯化亚砜, 室温搅拌片刻后, 向其滴加3滴N, N-二甲基甲酰胺(DMF), 接着将反应液升温至回流, 搅拌4~5 h.反应结束后, 将反应液冷却至室温并浓缩至干, 得到化合物5, 不经纯化直接用于后面的反应.

    在一反应瓶中加入20.4 mmol中间体4、40.8 mmol邻苯二甲酰亚胺钾盐和70 mL DMF, 接着将反应液室温搅拌3 h.停止反应, 将反应液倒入盛水500 mL水的烧杯中, 静置过夜, 析出固体.通过抽滤、真空干燥后得到化合物9, 化合物9可直接投入下一步的反应.

    为了验证其化合物9的结构, 选取其中R2为4-F的化合物以乙醇为溶剂进行了重结晶, 得到黄色固体9, 产率72%. m.p. 153~155 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.91~7.93 (m, 2H), 7.75~7.78 (m, 2H), 7.55~7.58 (m, 2H), 7.19 (s, 1H), 7.07~7.11 (m, 2H), 5.06 (s, 2H); 13C NMR (CDCl3, 101 MHz) δ: 167.3, 162.6 (d, J=247.4 Hz), 157.7, 151.3, 134.4, 132.0, 126.3, 126.2, 123.9, 123.8, 121.8, 116.1 (d, J=22.0 Hz), 34.8. Anal. calcd for C18H11FN2O3: C 67.08, H 3.44, N 8.69; found C 67.27, H 3.28, N 8.83.

    在一反应瓶中加入9.9 mmol化合物9及40 mL无水乙醇, 室温搅拌下向其中加入29.6 mmol 80%水合肼, 接着将反应液加热回流反应1 h.反应结束后, 将反应液冷却至室温, 抽滤, 用乙醇洗涤固体数次, 所得母液浓缩至干, 得到化合物10, 不经纯化可直接投入后面的反应.

    在一反应瓶中加入4.16 mmol化合物10、5 mmol三乙胺和20 mL四氢呋喃, 冰浴条件下向其中缓慢滴加5 mmol化合物5的四氢呋喃溶液(5 mL).滴加好后, 继续室温搅拌6~12 h.停止反应, 抽滤, 母液浓缩至干, 所得粗品通过柱层析[V(乙酸乙酯):V(石油醚)=1:3]纯化得目标产物11a~11o.

    4-氯-1, 3-二甲基-N-[(5-苯基噁唑-2-基)甲基]-1H-吡唑-5-甲酰胺(11a):白色固体, 产率52%. m.p. 131~132 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.62~7.64 (m, 2H), 7.40~7.46 (m, 3H), 7.32~7.36 (m, 1H), 7.30 (s, 1H), 4.82 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.14 (s, 3H), 2.25 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 159.4, 158.5, 152.2, 144.6, 130.5, 129.9, 129.0, 128.7, 128.4, 127.5, 124.2, 121.8, 109.0, 40.8, 37.0, 11.1. Anal. calcd for C16H15ClN4O2: C 58.10, H 4.57, N 16.94; found C 58.26, H 4.43, N 16.77.

    4-氯-1, 3-二甲基-N-{[5-(4-氟苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11b):白色固体, 产率47%. m.p. 117~119 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.59~7.62 (m, 2H), 7.45 (s, 1H), 7.24 (s, 1H), 7.10~7.14 (m, 2H), 4.81 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.14 (s, 3H), 2.25 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 162.8 (d, J=247.5 Hz), 158.5, 151.4, 144.6, 130.4, 128.9, 126.3, 123.9, 121.5, 116.1 (d, J=22.0 Hz), 109.0, 40.8, 36.9, 11.1. Anal. calcd for C16H14ClFN4O2: C 55.10, H 4.05, N 16.06; found C 55.26, H 3.92, N 16.20.

    4-氯-1, 3-二甲基-N-{[5-(4-氯苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11c):黄色固体, 产率48%. m.p. 113~115 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.56 (d, J=8.4 Hz, 2H), 7.39~7.45 (m, 3H), 7.29 (s, 1H), 4.82 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.14 (s, 3H), 2.25 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 158.5, 151.2, 144.7, 134.6, 131.4, 130.4, 129.3, 128.8, 126.0, 125.5, 122.2, 109.0, 40.7, 36.9, 11.0. Anal. calcd for C16H14Cl2N4O2: C 52.62, H 3.86, N 15.34; found C 52.50, H 3.70, N 15.49.

    4-氯-1, 3-二甲基-N-{[5-(4-溴苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11d):黄色固体, 产率52%. m.p. 144~146 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.56 (d, J=8.4 Hz, 2H), 7.46~7.50 (m, 3H), 7.31 (s, 1H), 4.82 (d, J=5.6 Hz, 2H), 4.14 (s, 3H), 2.25 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 159.8, 158.5, 151.3, 144.7, 132.2, 130.4, 126.55, 125.7, 122.7, 122.4, 109.0, 40.8, 37.0, 11.1. Anal. calcd for C16H14BrClN4O2: C 46.91, H 3.44, N 13.68; found C 46.77, H 3.59, N 13.56.

    4-氯-1-甲基-3-乙基-N-[(5-苯基噁唑-2-基)甲基]-1H-吡唑-5-甲酰胺(11e):黄色固体, 产率50%. m.p. 190~192 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.62 (d, J=7.2 Hz, 2H), 7.40~7.47 (m, 3H), 7.35 (d, J=7.2 Hz, 1H), 7.30 (s, 1H), 4.83 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.15 (s, 3H), 2.66 (q, J=7.6 Hz, 2H), 1.25 (t, J=7.6 Hz, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 159.6, 158.6, 152.2, 149.7, 130.5, 129.0, 128.8, 127.5, 124.3, 121.8, 108.3, 40.8, 37.0, 19.2, 12.8. Anal. calcd for C17H17ClN4O2: C 59.22, H 4.97, N 16.25; found C 59.09, H 5.13, N 16.10.

    4-氯-1-甲基-3-乙基-N-{[5-(4-氟苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11f):灰色固体, 产率51%. m.p. 100~102 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.59~7.62 (m, 2H), 7.47 (s, 1H), 7.24 (s, 1H), 7.10~7.14 (m, 2H), 4.82 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.14 (s, 3H), 2.66 (q, J=7.6 Hz, 2H), 1.25 (t, J=7.6 Hz, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 162.8 (d, J=247.8 Hz), 159.5, 158.6, 151.4, 149.7, 130.5, 126.3, 123.9, 121.5, 116.1 (d, J=22.1 Hz), 108.3, 40.8, 36.9, 19.2, 12.8. Anal. calcd for C17H16ClFN4O2: C 56.28, H 4.45, N 15.44; found C 56.45, H 4.31, N 15.57.

    4-氯-1-甲基-3-正丙基-N-{[5-(4-氟苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11g):黄色固体, 产率50%. m.p. 116~118 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.59~7.62 (m, 2H), 7.45 (s, 1H), 7.24 (s, 1H), 7.10~7.14 (m, 2H), 4.82 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.15 (s, 3H), 2.60 (t, J=7.6 Hz, 2H), 1.66~1.71 (m, 2H), 0.97 (t, J=7.6 Hz, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 162.8 (d, J=247.7 Hz), 159.5, 158.6, 151.3, 148.5, 130.4, 126.2, 126.1, 123.9, 121.5, 116.1 (d, J=22.0 Hz), 108.6, 40.8, 36.9, 26.7, 21.9, 13.8. Anal. calcd for C18H18ClFN4O2: C 57.37, H 4.81, N 14.87; found C 57.50, H 4.96, N 14.75.

    4-氯-1-甲基-3-正丙基-N-{[5-(4-氯苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11h):黄色固体, 产率53%. m.p. 117~119 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.54 (d, J=8.8 Hz, 2H), 7.45 (s, 1H), 7.39 (d, J=8.8 Hz, 2H), 7.29 (s, 1H), 4.82 (d, J=5.6 Hz, 2H), 4.15 (s, 3H), 2.60 (t, J=7.6 Hz, 2H), 1.64~1.71 (m, 2H), 0.97 (t, J=7.6 Hz, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 159.9, 158.6, 151.2, 148.5, 134.6, 131.5, 130.4, 129.3, 128.8, 126.0, 125.2, 122.2, 108.7, 40.8, 36.9. 27.7, 21.9, 13.8. Anal. calcd for C18H18- Cl2N4O2: C 54.97, H 4.61, N 14.25; found C 54.83, H 4.45, N 14.38.

    4-氯-1-甲基-3-(4-甲氧基苯基)-N-[(5-苯基噁唑-2-基)甲基]-1H-吡唑-5-甲酰胺(11i):黄色固体, 产率54%. m.p. 145~147 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz): δ 7.28~7.80 (m, 9H), 7.25 (s, 1H), 6.92 (d, J=8.4 Hz, 1H), 4.80 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.16 (s, 3H), 3.88 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 159.4, 158.4, 155.2, 152.3, 144.9, 131.9, 129.3, 129.0, 128.8, 127.5, 127.0, 124.3, 122.6, 121.7, 111.9, 107.3, 56.2, 41.3, 37.1. Anal. calcd for C22H19ClN4O3: C 62.49, H 4.53, N 13.25; found C 62.65, H 4.40, N 13.39.

    4-氯-1-甲基-3-(4-甲氧基苯基)-N-{[5-(4-氟苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11j):白色固体, 产率50%. m.p. 148~150 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.53~7.86 (m, 6H), 7.26 (s, 1H), 7.12 (t, J=8.8 Hz, 2H), 6.99 (t, J=8.8 Hz, 1H), 4.86 (d, J=5.6 Hz, 2H), 4.23 (s, 3H), 3.95 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 162.8 (d, J=248.2 Hz), 159.4, 158.4, 155.2, 151.5, 144.9, 131.8, 130.9, 129.3, 127.0, 126.2, 124.2, 123.8, 122.6, 121.4, 116.1 (d, J=22.0 Hz), 111.9, 107.2, 56.2, 41.2, 37.0. Anal. calcd for C22H18ClFN4O3: C 59.94, H 4.12, N 12.71; found C 59.81, H 4.28, N 12.62.

    4-氯-1-甲基-3-(4-甲氧基苯基)-N-{[5-(4-氯苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11k):白色固体, 产率47%. m.p. 143~145 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.53~7.86 (m, 5H), 7.40 (d, J=8.8 Hz, 2H), 7.31 (s, 1H), 6.99 (d, J=8.4 Hz, 2H), 4.86 (d, J=5.6 Hz, 2H), 4.22 (s, 3H), 3.95 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 159.8, 158.5, 155.2, 151.3, 144.9, 134.6, 132.4, 131.4, 130.9, 129.3, 128.8, 127.0, 125.9, 125.5, 124.2, 122.6, 122.1, 111.9, 107.3, 56.2, 41.2, 37.0. Anal. calcd for C22H18Cl2N4- O3: C 57.78, H 3.97, N 12.25; found C 57.94, H 3.85, N 12.40.

    4-氯-1-甲基-3-(4-氟苯基)-N-{[5-(4-氟苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11l):黄色固体, 产率52%. m.p. 185~187 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.79~7.82 (m, 2H), 7.60~7.63 (m, 2H), 7.56 (s, 1H), 7.11~7.16 (m, 5H), 4.86 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.23 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 163.1 (d, J=246.8 Hz), 162.8 (d, J=247.8 Hz), 159.4, 158.4, 151.5, 145.6, 131.8, 130.9, 129.5, 129.4, 128.9, 126.9, 126.3, 126.2, 123.8, 121.5, 116.2 (d, J=22.0 Hz), 115.6 (d, J=21.6 Hz), 107.4, 41.3, 37.0. Anal. calcd for C21H15ClF2N4O2: C 58.82, H 3.53, N 13.07; found C 58.97, H 3.37, N 13.18.

    4-氯-1-甲基-3-(2-氯苯基)-N-{[5-(4-氯苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11m):黄色固体, 产率54%. m.p. 153~155 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.88 (d, J=8.8 Hz, 2H), 7.70 (d, J=8.4 Hz, 2H), 7.65 (s, 1H), 7.33~7.38 (m, 5H), 4.56 (d, J=5.6 Hz, 2H), 4.15 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 161.3, 158.3, 145.2, 138.1, 136.9, 135.8, 134.5, 132.3, 129.4, 129.2, 128.8, 127.7, 125.6, 107.2, 41.2, 35.6. Anal. calcd for C21H15Cl3- N4O2: C 54.63, H 3.27, N 12.13; found C 54.52, H 3.12, N 12.30.

    4-氯-1-甲基-3-(2, 4-二氟苯基)-N-[(5-苯基噁唑-2-基)甲基]-1H-吡唑-5-甲酰胺(11n):白色固体, 产率51%. m.p. 175~177 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.63~7.65 (m, 2H), 7.57 (s, 1H), 7.41~7.52 (m, 3H), 7.31~7.35 (m, 2H), 6.92~7.00 (m, 2H), 4.87 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.26 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 163.5 (d, J=238.1 Hz), 161.6, 159.3, 158.3, 152.3, 142.3, 132.4, 131.4, 129.0, 128.8, 127.5, 124.3, 121.8, 114.9, 111.6 (d, J=21.2 Hz), 109.6, 104.5, 41.4, 37.1. Anal. calcd for C21H15ClF2N4O2: C 58.82, H 3.53, N 13.07; found C 58.68, H 3.70, N 13.22.

    4-氯-1-甲基-3-(2, 4-二氯苯基)-N-{[5-(4-氟苯基)噁唑-2-基]甲基}-1H-吡唑-5-甲酰胺(11o):白色固体, 产率52%. m.p. 154~156 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 7.97 (d, J=2.00 Hz, 1H), 7.70~7.73 (m, 1H), 7.50~7.63 (m, 4H), 7.25 (s, 1H), 7.11~7.15 (m, 2H), 4.86 (d, J=5.2 Hz, 2H), 4.24 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 162.8 (d, J=247.8 Hz), 159.3, 158.2, 151.5, 144.0, 135.8, 132.7, 132.2, 130.8, 130.5, 129.8, 129.2, 127.1, 126.6, 126.2 (d, J=8.2 Hz), 123.8, 121.5, 116.2 (d, J=22.0 Hz), 107.6, 41.4, 37.1. Anal. calcd for C21H14Cl3FN4O2: C 52.58, H 2.94, N 11.68; found C 52.46, H 2.80, N 11.84.

    辅助材料(Supporting Information)  目标化合物11a~11o的核磁共振氢谱与碳谱谱图.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.


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  • 图 1  化合物A~E、吡螨胺、唑虫酰胺、氯虫酰胺和氰虫酰胺的结构式

    Figure 1  Structures of compounds A~E, tebufenpyrad, tolfenpyrad, chlorantraniliprole and cyantraniliprole

    图 2  目标化合物11的分子设计图

    Figure 2  Design strategy of the title compound 11

    图式 1  目标化合物11的合成路线

    Scheme 1  Synthetic route of the target compound 11

    表 1  反应条件对化合物11a收率的影响

    Table 1.  Effects of reaction conditions on the synthesis of compound 11a

    Entry Base Solvent Reaction condition Yield/%
    1 Pyridine CH2Cl2 Room temperature for 10 h 33
    2 Pyridine THF Room temperature for 10 h 35
    3 Pyridine CH3CN Room temperature for 10 h 38
    4 Pyridine Toluene Room temperature for 10 h 0
    5 Pyridine THF Reflux for 10 h 16
    6 Pyridine CH3CN Reflux for 10 h 24
    7 Et3N CH2Cl2 Room temperature for 10 h 48
    8 Et3N THF Room temperature for 10 h 52
    9 Et3N CH3CN Room temperature for 10 h 21
    10 K2CO3 THF Room temperature for 10 h 32
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    表 2  目标化合物11a~11o的杀虫活性(死亡率/%)a

    Table 2.  Insecticidal activities (mortality/%) of title compounds 11a~11o

    Compd. Oriental armyworm Aphis medicaginis Tetranychus cinnabarinus
    500 μg/mL 100 μg/mL 500 μg/mL 100 μg/mL 500 μg/mL
    11a 100 0 0 0
    11b 100 0 0 0
    11c 100 0 0 0
    11d 100 0 0 0
    11e 100 30 0 0
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  • 发布日期:  2020-12-25
  • 收稿日期:  2020-07-09
  • 修回日期:  2020-07-28
  • 网络出版日期:  2020-07-30
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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