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  氰基丙烯酸酯类化合物是一类活性较高的光系统Ⅱ (PSII) 电子传递抑制剂, 因其具有独特的作用机制、较高的选择性及较好的环境相容性等特点而倍受广大药物化学工作者的关注.在近10多年的研究中多种活性的氰基丙烯酸酯类化合物被成功开发出来, 在生物学方面具有广泛的应用^[1~5].如Sun等^[6]报道的含二茂铁结构的氰基丙烯酸酯类衍生物表现出较好的除草作用, Song等^[7]合成的含取代苯基结构的氰基丙烯酸酯化合物呈现优异的抗植物病毒活性, Liu等^[8]合成的含呋喃、四氢呋喃环的氰基丙烯酸酯类化合物具有良好的杀菌和除草活性, Zhao等^[9]报道的含噁唑、噁二唑结构的氰基丙烯酸酯衍生物表现出优良的除草与植物生长调节活性.另外, 吡啶类化合物作为含氮杂环中的重要一员, 具有杀虫、杀菌、除草、植物生长调节及抗病毒等活性^[10~14], 在农业生产中发挥着举足轻重的作用, 如杀菌剂啶斑肟、氟啶胺; 杀虫剂氯虫苯甲酰胺、吡虫啉; 除草剂吡氟氯禾灵和吡氟禾草灵等^[15~19].为了进一步从氰基丙烯酸酯类化合物中寻找高活性的先导化合物, 本工作采用活性基团拼接原理, 将取代吡啶结构单元引入到氰基丙烯酸酯分子结构中, 设计合成了一系列未见文献报道的新型含取代吡啶结构的氰基丙烯酸酯类衍生物.通过核磁氢谱、碳谱和元素分析等方法确证了目标化合物的结构.初步的除草活性测试结果显示, 部分目标物表现出较好的除草活性.其合成路线如Scheme 1所示.

  图 图式 1  目标化合物7的合成路线 Figure 图式 1.  Synthetic route of target compounds 7

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  1   结果与讨论

  1.1   化合物的合成

  关键中间体1是通过2-氯-5-三氟甲基吡啶与4-氨基苯甲醛的缩合反应制备而成.试探了不同的反应条件对其反应收率的影响.由表 1可以看出, 采用KOH作缚酸剂, DMSO作溶剂, 室温反应12 h, 是合成关键中间体1的较佳方法, 中间体1的收率为52%.

  表 1  不同反应条件对中间体1合成收率的影响 Table 1.  Effects of reaction conditions on the synthesis of the intermediate 1

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  Entry	Acid-binding agent	Solvent	Reaction condition	Yield/%
  1	K2CO3	CH3CN	Room temperature for 12 h	0
  2	K2CO3	CH3CN	Reflux for 12 h	0
  3	NaOH	DMF	Room temperature for 12 h	0
  4	KOH	DMF	Room temperature for 12 h	0
  5	KOH	DMSO	Room temperature for 12 h	52

  表 1  不同反应条件对中间体1合成收率的影响
  Table 1.  Effects of reaction conditions on the synthesis of the intermediate 1

  在目标化合物7的合成过程中, 我们以化合物7a的合成为研究对象, 探讨了不同的溶剂 (如甲醇、乙醇、乙腈及N, N-二甲基甲酰胺等) 及反应温度对化合物7a收率的影响.通过研究发现, 选用乙醇作溶剂, 加热回流的方法, 不仅能使反应顺利进行, 而且后处理也较为简便, 化合物7a的反应收率为61%.因此, 采用该方法成功地制备了其它的含取代吡啶结构的氰基丙烯酸酯类化合物.

  1.2   化合物的图谱分析

  以目标化合物7a的核磁氢谱和核磁碳谱数据为例进行说明.在δ 10.19处的单峰为CH₂NH上胺基氢的吸收峰, δ 9.67处的单峰为另一个胺基氢的吸收峰, δ 8.48处的单峰为吡啶环上一个氢的吸收峰, δ7.85~7.87间的多重峰为吡啶环上一个氢的吸收峰, δ 7.71处的双重峰为苯环上两个氢的吸收峰, δ 7.27处的双重峰为苯环上两个氢的吸收峰, δ 6.83~6.96间的多重峰为苯环上四个氢和吡啶环上一个氢的吸收峰, δ 4.75处的单峰为NCH₂上亚甲基两个氢的吸收峰, δ 4.40处的三重峰为与酯基相连的亚甲基上两个氢的吸收峰, δ4.14处的三重峰为与苯氧基相连的亚甲基上两个氢的吸收峰, δ3.69处的单峰为苯环4-位甲氧基上三个氢的吸收峰, δ2.62处的单峰为甲硫基上三个氢的吸收峰, δ在66.8处的峰为与苯环相连的OCH₂碳原子的信号峰, δ 63.1处的峰为与羰基相连的OCH₂碳原子的信号峰, δ 55.7处的峰为与苯环相连的OCH₃碳原子的信号峰, δ 49.1处的峰为NCH₂碳原子的信号峰, δ 18.3处的峰为SCH₃碳原子的信号峰.

  1.3   化合物的除草活性

  目标化合物的除草活性测试结果如表 2所示.初步的试验结果表明, 在1500 g/ha浓度下, 采用土壤处理时, 所有化合物对芥菜 (Brassica juncea)、繁缕 (Stellaria media) 和小藜 (Chenopodium serotinum L.) 均未显示除草效果; 当采用茎叶处理时, 部分目标物呈现较好的除草活性, 但无明显的规律.化合物7l对芥菜的茎叶处理抑制活性达到95%, 与对照药NK-9717的除草效果相近; 化合与对照药NK-9717的除草效果相近; 化合物7e, 7l和7m对繁缕的茎叶处理抑制活性分别为80%, 80%和100%, 其中化合物7m与对照药NK-9717的除草活性相当; 此外, 化合物7b, 7l和7m对小藜的茎叶处理抑制活性均达100%, 与对照药NK-9717的除草活性相当.从表 2可以看出, 当R¹＝SCH₃时, 烷基化合物7l和7m对繁缕和小藜的茎叶处理抑制效果相对较好.进一步的结构衍生与除草活性研究正在进行中.

  表 2  目标化合物7a~7n的除草活性 (抑制率/%) Table 2.  Herbicidal activities of target compounds 7a~7n(percent inhibition/%)

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  Compd.	Dosage/(g•ha-1)	Brassica juncea			Stellaria media			Chenopodium serotinum L.
  		Pre-emergence treatment	Post emergence treatment		Pre-emergence treatment	Post emergence treatment		Pre-emergence treatment	Post emergence treatment
  7a	1500	0	0		0	60		0	50
  7b	1500	0	0		0	60		0	100
  7c	1500	0	0		0	30		0	30
  7d	1500	0	0		0	20		0	20
  7e	1500	0	0		0	80		0	50
  7f	1500	0	0		0	60		0	60
  7g	1500	0	0		0	20		0	40
  7h	1500	0	0		0	40		0	0
  7i	1500	0	0		0	40		0	10
  7j	1500	0	0		0	30		0	0
  7k	1500	0	0		0	40		0	50
  7l	1500	0	95		0	80		0	100
  7m	1500	0	0		0	100		0	100
  7n	1500	0	0		0	30		0	40
  NK-9717	1500	0	100		0	100		0	100

  表 2  目标化合物7a~7n的除草活性 (抑制率/%)
  Table 2.  Herbicidal activities of target compounds 7a~7n(percent inhibition/%)

  2   结论

  利用活性亚结构拼接原理, 设计并制备了14个新型含取代吡啶环结构的氰基丙烯酸酯类化合物.初步的生测结果表明, 在1500 g•ha^-1测试剂量下, 化合物7l对芥菜的茎叶处理除草效果较好, 抑制率为95%;化合物7e, 7l和7m对繁缕的茎叶处理除草活性相对较高, 抑制率分别为80%, 80%和100%;此外, 化合物7b, 7l和7m对小藜的茎叶处理除草活性均为100%, 与对照药NK-9717的除草活性相当, 具有进一步研究的价值.

  3   实验部分

  3.1   仪器与试剂

  X-4型数字显示熔点测定仪 (北京泰克仪器有限公司), 温度计未经校正; Yanaco-CHN CORDER MT-3自动元素分析仪; Bruker AM-400型核磁共振仪, 以CDCl₃或DMSO-d₆为溶剂, TMS为内标; 柱层析硅胶为H型 (青岛海洋化工厂, 200~300目).所用试剂均为分析纯.中间体氰基乙酸-2-甲 (乙或取代苯) 氧基乙酯 (5) 和2-氰基-3, 3-二甲 (乙) 硫基丙烯酸取代酯 (6) 参照文献[20]方法合成.

  3.2   4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基) 苯甲醛 (1) 的合成

  在100 mL圆底烧瓶中加入0.02 mol 2-氯-5-三氟甲基吡啶、0.02 mol对氨基苯甲醛和40 mL二甲亚砜 (DMSO), 室温搅拌下, 向其中加入0.04 mol 85%的氢氧化钾, 加毕, 继续室温搅拌12 h.停止反应, 将反应液缓慢倒入盛有100 mL水的烧杯中, 乙酸乙酯萃取数次, 有机相用无水硫酸镁干燥, 过滤, 浓缩得到关键中间体1, 产品可直接用于后面的反应.

  3.3   4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基) 苯甲醛肟 (2) 的合成

  在100 mL圆底烧瓶中加入0.02 mol关键中间体1、0.03 mol盐酸羟胺及25 mL无水乙醇, 室温搅拌下, 向其中加入6 mL吡啶, 加毕, 升温回流反应8 h.停止反应, 将反应液缓慢倒入盛有100 mL水的烧杯中, 乙酸乙酯萃取数次, 有机相用无水硫酸镁干燥, 过滤, 浓缩得到关键中间体2, 产品可直接用于后面的反应.

  3.4   4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基) 苯甲胺 (3) 的合成

  在100 mL圆底烧瓶中加入0.02 mol关键中间体2、0.1 mol甲酸铵及40 mL甲醇, 室温搅拌下, 向其中加入适量的10% Pd/C钯碳, 加毕, 升温回流反应10 h.停止反应, 抽滤, 向滤液中加入30 mL水, 乙醚萃取数次, 有机相用无水硫酸镁干燥, 过滤, 浓缩得到关键中间体3, 产品不经纯化直接用于下一步反应.

  3.5   目标化合物7的合成

  在100 mL圆底烧瓶中, 加入3 mmol中间体3、3 mmol 2-氰基-3, 3-二甲 (乙) 硫基丙烯酸取代酯6及20 mL无水乙醇.将反应液加热回流, 薄层色谱 (TLC) 跟踪.反应结束后, 向反应液中加入30 mL水, 乙酸乙酯萃取数次, 有机层用无水硫酸钠干燥, 抽滤, 脱溶, 所得残余物经柱层析[V(石油醚):V(乙酸乙酯)＝1:1]分离得到目标化合物7a~7n.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(4-甲氧基苯氧基)]乙酯 (7a):黄色固体, 产率61%. m.p. 101~102 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆)δ: 10.19 (s, 1H, NH), 9.67 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.85~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.71 (d, J＝12.0 Hz, 2H, Ar-H), 7.27 (d, J＝8.0 Hz, 2H, Ar-H), 6.83~6.96 (m, 5H, Ar-H and Py-H), 4.75 (s, 2H, CH₂), 4.40 (t, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 4.14 (t, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 3.69 (s, 3H, OCH₃), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃)δ: 172.8, 168.2, 157.8, 154.2, 152.6, 146.0, 139.2, 134.9, 131.6, 128.4, 125.5, 122.8, 121.4, 118.2, 118.0, 117.6, 116.0, 114.6, 107.9, 74.8, 66.8, 63.1, 55.7, 49.1, 18.3. Anal. calcd for C₂₇H₂₅F₃N₄O₄S: C 58.06, H 4.51, N 10.03; found C 58.17, H 4.39, N 10.12.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(2-氟苯氧基)]乙酯 (7b):黄色固体, 产率58%. m.p. 110~112 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 10.32 (s, 1H, NH), 8.46 (s, 1H, Py-H), 7.67~7.70 (m, 1H, Py-H), 7.45 (d, J＝8.0 Hz, 2H, Ar-H), 7.05~7.28 (m, 5H, Ar-H), 6.91~6.96 (m, 1H, Ar-H), 6.86 (d, J＝8.0 Hz, 1H, Py-H), 4.78 (d, J＝8.0 Hz, 2H, CH₂), 4.53 (t, J＝6.0 Hz, 2H, CH₂), 4.32 (t, J＝6.0 Hz, 2H, CH₂), 2.70 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.9, 168.1, 157.8, 154.2, 151.8, 146.5, 146.0, 139.1, 134.9, 131.6, 128.4, 124.4, 122.8, 122.0, 121.4, 118.1, 117.6, 116.4, 116.3, 116.2, 107.9, 74.7, 67.6, 62.8, 49.1, 18.3. Anal. calcd for C₂₆H₂₂F₄N₄O₃S: C 57.14, H 4.06, N 10.25; found C 57.03, H 4.19, N 10.38.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(4-氟苯氧基)]乙酯 (7c):黄色固体, 产率63%. m.p. 106~108 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 10.33 (s, 1H, NH), 8.47 (s, 1H, Py-H), 7.68~7.71 (m, 1H, Py-H), 7.46 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 6.85~7.28 (m, 7H, Ar-H and Py-H), 4.78 (d, J＝6.0 Hz, 2H, CH₂), 4.50 (t, J＝5.2 Hz, 2H, CH₂), 4.20 (t, J＝5.2 Hz, 2H, CH₂), 2.71 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.9, 168.2, 158.7, 157.7, 156.3, 154.6, 146.0, 139.2, 134.9, 131.5, 128.5, 125.5, 122.8, 122.5, 121.4, 118.1, 117.7, 116.0, 115.9, 115.7, 107.9, 74.7, 66.6, 62.9, 49.2, 18.3. Anal. calcd for C₂₆H₂₂F₄N₄O₃S: C 57.14, H 4.06, N 10.25; found C 57.26, H 3.95, N 10.13.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(2, 3-二氟苯氧基)]乙酯 (7d):灰色固体, 产率69%. m.p. 120~122 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.18 (s, 1H, NH), 9.66 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.84~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 7.26 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 7.01~7.14 (m, 3H, Ar-H), 6.95 (d, J＝8.8 Hz, 1H, Py-H), 4.75 (s, 2H, CH₂), 4.46 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 4.34 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.9, 168.0, 157.7, 152.7, 150.3, 148.1, 145.9, 143.0, 140.5, 139.1, 135.0, 131.6, 128.5, 125.5, 123.4, 121.5, 118.1, 110.9, 110.0, 109.8, 107.9, 74.6, 67.9, 62.6, 49.2, 18.3. Anal. calcd for C₂₆H₂₁F₅N₄O₃S: C 55.32, H 3.75, N 9.92; found C 55.19, H 3.88, N 9.78.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(2, 4-二氟苯氧基)]乙酯 (7e):灰色固体, 产率54%. m.p. 131~133 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.19 (s, 1H, NH), 9.66 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.85~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 6.94~7.31 (m, 6H, Ar-H and Py-H), 4.76 (d, J＝5.2 Hz, 2H, CH₂), 4.43 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 4.28 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.9, 168.1, 157.7, 154.2, 151.8, 145.9, 143.0, 139.1, 135.0, 131.6, 128.5, 125.5, 122.8, 121.5, 118.1, 117.7, 117.6, 110.7, 110.6, 108.0, 105.0, 74.7, 68.7, 62.9, 49.1, 18.3. Anal. calcd for C₂₆H₂₁F₅N₄O₃S: C 55.32, H 3.75, N 9.92; found C 55.46, H 3.62, N 9.80.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(3, 4-二氟苯氧基)]乙酯 (7f):灰色固体, 产率63%. m.p. 148~150 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.18 (s, 1H, NH), 9.66 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.86 (d, J＝8.0 Hz, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.0 Hz, 2H, Ar-H), 7.30~7.37 (m, 1H, Ar-H), 7.26 (d, J＝8.0 Hz, 2H, Ar-H), 6.79~7.13 (m, 3H, Ar-H and Py-H), 4.76 (d, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 4.42 (t, J＝6.0 Hz, 2H, CH₂), 4.22 (t, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 173.0, 168.1, 157.7, 154.8, 151.7, 149.3, 146.6, 145.9, 144.2, 135.0, 131.6, 128.5, 125.5, 122.8, 121.5, 118.1, 117.3, 110.1, 108.0, 104.8, 104.6, 74.6, 66.7, 62.7, 49.2, 18.3. Anal. calcd for C₂₆H₂₁-F₅N₄O₃S: C 55.32, H 3.75, N 9.92; found C 55.21, H 3.86, N 10.05.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(3, 5-二氟苯氧基)]乙酯 (7g):白色固体, 产率66%. m.p. 138~141 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 10.23 (s, 1H, NH), 8.37 (s, 1H, Py-H), 7.62~7.64 (m, 1H, Py-H), 7.35 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 7.13~7.19 (m, 2H, Ar-H), 6.79 (d, J＝8.8 Hz, 1H, Py-H), 6.33~6.38 (m, 3H, Ar-H), 4.70 (d, J＝6.0 Hz, 2H, CH₂), 4.42 (t, J＝4.8 Hz, 2H, CH₂), 4.11 (t, J＝4.8 Hz, 2H, CH₂), 2.63 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 173.0, 168.1, 164.9, 162.5, 160.3, 157.5, 145.4, 138.9, 135.3, 131.9, 128.5, 125.4, 122.7, 121.7, 118.0, 108.1, 98.7, 98.4, 96.8, 74.6, 66.4, 62.4, 49.2, 18.4. Anal. calcd for C₂₆H₂₁F₅-N₄O₃S: C 55.32, H 3.75, N 9.92; found C 55.45, H 3.62, N 10.03.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(2, 3-二氯苯氧基)]乙酯 (7h):灰色固体, 产率62%. m.p. 106~108 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.19 (s, 1H, NH), 9.66 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.84~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 7.19~7.33 (m, 5H, Ar-H), 6.95 (d, J＝8.8 Hz, 1H, Py-H), 4.75 (s, 2H, CH₂), 4.34~4.48 (m, 4H, 2×CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.9, 168.0, 157.5, 155.5, 145.3, 138.9, 135.2, 133.9, 131.9, 128.5, 127.5, 125.4, 123.0, 122.8, 122.5, 121.7, 118.1, 117.6, 112.3, 111.5, 108.1, 74.7, 67.6, 62.4, 49.1, 18.4. Anal. calcd for C₂₆H₂₁Cl₂F₃N₄O₃S: C 52.27, H 3.54, N 9.38; found C 52.14, H 3.65, N 9.24.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(2, 4-二氯苯氧基)]乙酯 (7i):红色固体, 产率63%. m.p. 124~126 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.18 (s, 1H, NH), 9.67 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.84~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 7.55 (d, J＝2.4 Hz, 1H, Ar-H), 7.22~7.36 (m, 4H, Ar-H), 6.95 (d, J＝8.8 Hz, 1H, Py-H), 4.75 (s, 2H, CH₂), 4.46 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 4.32 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.9, 168.0, 157.7, 153.0, 146.0, 139.1, 134.9, 131.6, 130.0, 128.5, 127.7, 126.6, 125.5, 124.9, 124.3, 122.8, 121.4, 118.1, 117.7, 115.5, 107.9, 74.6, 67.7, 62.5, 49.2, 18.4. Anal. calcd for C₂₆H₂₁Cl₂F₃N₄O₃S: C 52.27, H 3.54, N 9.38; found C 52.40, H 3.42, N 9.50.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(3, 4-二氯苯氧基)]乙酯 (7j):红色固体, 产率60%. m.p. 142~144 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.18 (s, 1H, NH), 9.67 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.84~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 7.50 (d, J＝8.8 Hz, 1H, Ar-H), 6.94~7.27 (m, 5H, Ar-H and Py-H), 4.75 (s, 2H, CH₂), 4.43 (t, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 4.26 (t, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 173.0, 168.1, 157.7, 157.5, 145.9, 139.2, 134.9, 132.8, 131.5, 130.7, 130.1, 128.5, 125.5, 124.9, 124.5, 122.8, 121.4, 118.1, 116.8, 114.8, 108.0, 74.5, 66.4, 62.6, 49.2, 18.3. Anal. calcd for C₂₆H₂₁Cl₂F₃N₄O₃S: C 52.27, H 3.54, N 9.38; found C 52.16, H 3.43, N 9.52.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(4-溴苯氧基)]乙酯 (7k):红色固体, 产率63%. m.p. 138~139 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.19 (s, 1H, NH), 9.67 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.85~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 7.44 (d, J＝9.2 Hz, 1H, Ar-H), 7.26 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 6.93~6.96 (m, 3H, Ar-H and Py-H), 4.75 (s, 2H, CH₂), 4.42 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 4.21 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.9, 168.1, 157.7, 157.6, 146.0, 139.2, 134.9, 132.3, 131.5, 128.5, 125.5, 122.8, 121.4, 118.1, 118.0, 117.7, 116.7, 113.4, 107.9, 74.6, 66.1, 62.8, 49.2, 18.3. Anal. calcd for C₂₆H₂₂BrF₃N₄O₃S: C 51.41, H 3.65, N 9.22; found C 51.55, H 3.52, N 9.35.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸 (2-甲氧基) 乙酯 (7l):红色固体, 产率68%, m.p. 108~110 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 10.33 (s, 1H, NH), 8.46 (s, 1H, Py-H), 7.68~7.70 (m, 1H, Py-H), 7.45 (d, J＝8.0 Hz, 2H, Ar-H), 7.24~7.28 (m, 2H, Ar-H), 6.86 (d, J＝8.0 Hz, 1H, Py-H), 4.77 (d, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 4.32 (t, J＝4.0 Hz, 2H, CH₂), 3.67 (t, J＝6.0 Hz, 2H, CH₂), 3.41 (s, 3H, OCH₃), 2.69 (s, 3H, SCH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.6, 168.3, 157.8, 145.9, 139.1, 134.9, 131.7, 128.5, 125.5, 122.8, 121.5, 118.2, 117.9, 117.6, 107.9, 74.9, 70.3, 63.9, 59.3, 49.1, 18.3. Anal. calcd for C₂₁H₂₁F₃N₄O₃S: C 54.07, H 4.54, N 12.01; found C 54.21, H 4.41, N 12.13.

  2-氰基-3-甲硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸 (2-乙氧基) 乙酯 (7m):灰色固体, 产率63%, m.p. 109~111 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.19 (s, 1H, NH), 9.67 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.84~7.87 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.8 Hz, 2H, Ar-H), 7.26 (d, J＝8.4 Hz, 2H, Ar-H), 6.94 (d, J＝8.8 Hz, 1H, Py-H), 4.75 (d, J＝4.8 Hz, 2H, CH₂), 4.20 (t, J＝4.8 Hz, 2H, CH₂), 3.58 (t, J＝4.8 Hz, 2H, CH₂), 3.46 (q, J＝7.2 Hz, 2H, CH₂), 2.62 (s, 3H, SCH₃), 1.10 (t, J＝7.2 Hz, 3H, CH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 172.6, 168.3, 157.6, 145.7, 138.9, 135.1, 132.0, 128.5, 121.6, 118.2, 118.0, 117.7, 107.9, 75.1, 68.1, 66.9, 64.1, 49.1, 18.3, 15.2. Anal. calcd for C₂₂H₂₃F₃N₄O₃S: C 54.99, H 4.82, N 11.66; found C 54.86, H 4.95, N 11.78.

  2-氰基-3-乙硫基-3-[4-(5-三氟甲基吡啶-2-胺基)]苯甲基胺基丙烯酸[2-(4-氟苯氧基)]乙酯 (7n):红色固体, 产率59%. m.p. 117~118 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.30 (s, 1H, NH), 9.67 (s, 1H, NH), 8.48 (s, 1H, Py-H), 7.85~7.88 (m, 1H, Py-H), 7.70 (d, J＝8.4 Hz, 2H, ArH), 7.26 (d, J＝8.4 Hz, 2H, ArH), 6.94~7.14 (m, 5H, ArH and Py-H), 4.78 (s, 2H, CH₂), 4.43 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 4.20 (t, J＝4.4 Hz, 2H, CH₂), 3.15 (q, J＝7.2 Hz, 2H, CH₂), 1.23 (t, J＝7.2 Hz, 3H, CH₃); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃)δ: 170.9, 168.1, 158.7, 157.7, 156.3, 154.6, 145.8, 139.1, 135.0, 131.7, 128.5, 125.5, 122.8, 121.5, 118.2, 118.0, 117.7, 116.1, 116.0, 115.7, 107.9, 75.8, 66.6, 62.9, 49.2, 30.3, 15.0. Anal. calcd for C₂₇H₂₄F₄N₄O₃S: C 57.85, H 4.32, N 9.99; found C 57.72, H 4.46, N 9.87.

  3.6   除草活性测试

  药剂配置:对于化合物, 用分析天平 (0.0001 g) 称取一定质量的原药, 用含1%吐温-80乳化剂的N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) 溶解配置成1.0%母液, 然后用蒸馏水稀释备用.

  试验方法:盆栽法 (普筛), 苗前土壤处理和苗后茎叶处理^[21].供试靶标为芥菜、繁缕和小藜.取内径7.5 cm花盆, 装复合土 (菜园土/育苗基质, V:V＝1:2) 至3/4处, 直接播种上述三种杂草靶标 (芽率≥85%), 覆土0.2 cm, 待杂草长至3叶期左右进行苗后茎叶喷雾处理, 而苗前土壤处理则在喷药前一天进行播种覆土并加水保持土壤湿润.根据提供的样品量, 各化合物按照1500 g•ha^-1剂量在自动喷雾塔 (型号: 3WPSH-700E) 施药后, 待杂草叶面药晾干后移入室温培养, 35 d后调查对杂草的活性 (%).对照药为NK-9717即2-氰基-3-甲硫基-3-(2-氯-5-吡啶) 甲胺基丙烯酸乙氧乙酯.

  辅助材料 (Supporting Information)化合物7a~7n的¹H NMR和¹³C NMR图谱.这些材料可以免费从本刊网站 (http://sioc-journal.cn/) 上下载.

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  图式 1  目标化合物7的合成路线

  Scheme 1  Synthetic route of target compounds 7

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  表 1  不同反应条件对中间体1合成收率的影响

  Table 1.  Effects of reaction conditions on the synthesis of the intermediate 1

  Entry	Acid-binding agent	Solvent	Reaction condition	Yield/%
  1	K2CO3	CH3CN	Room temperature for 12 h	0
  2	K2CO3	CH3CN	Reflux for 12 h	0
  3	NaOH	DMF	Room temperature for 12 h	0
  4	KOH	DMF	Room temperature for 12 h	0
  5	KOH	DMSO	Room temperature for 12 h	52

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  表 2  目标化合物7a~7n的除草活性 (抑制率/%)

  Table 2.  Herbicidal activities of target compounds 7a~7n(percent inhibition/%)

  Compd.	Dosage/(g•ha-1)	Brassica juncea			Stellaria media			Chenopodium serotinum L.
  		Pre-emergence treatment	Post emergence treatment		Pre-emergence treatment	Post emergence treatment		Pre-emergence treatment	Post emergence treatment
  7a	1500	0	0		0	60		0	50
  7b	1500	0	0		0	60		0	100
  7c	1500	0	0		0	30		0	30
  7d	1500	0	0		0	20		0	20
  7e	1500	0	0		0	80		0	50
  7f	1500	0	0		0	60		0	60
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