含有苯氧乙酰胺结构的芳酰基硫脲衍生物的合成与结构表征

酰基硫脲类化合物是一类非常重要的化合物, 具有优良的杀虫[1]、杀菌[2]、除草[3]及植物生长调节[4]等功效。苯氧羧酸类化合物如除草佳、草萘胺[5]等具有除草作用,一些苯氧乙酸的酰胺具有抑制细胞分裂的作用[6]，并在一定程度上能增强抗肿瘤药的药效。考虑到这两类化合物的特性,作者采用活性基团拼接法, 将苯氧酰胺和芳酰基硫脲类化合物结合在一起, 同时引入含氟苯基活性基团, 设计合成了5个未见文献报道的含有苯氧乙酰胺结构的芳酰基硫脲衍生物，并用IR、1HNMR、元素分析对其结构进行了表征。目标化合物的合成路线见图1。

a～e,R:H,4-CH3,4-CF3,4-NO2,2,6-二氯-4-CF3

1 实验

1.1 主要试剂与仪器

所用试剂均为国产市售AR或CP级。

X-4型数字显微熔点测定仪(温度未校正)，VECTOR22型红外光谱测定仪(KBr压片)，INOVA-400 MHz型核磁共振仪(TMS为内标,溶剂为CDCl3或DMSO-d6),Elementar Vario Ⅲ型元素分析仪。

1.2 方法

1.2.1 中间体的合成

(1)化合物2和化合物5参照文献[7]合成。

(2)2-(4-氨基苯氧)-N-苯基乙酰胺(3a)的合成。将1.09 g(0.01 mol)对氨基苯酚和0.6 g氢氧化钾(82%)加到50 mL三颈瓶中，再加入5 mL水和20 mL甲苯，加热回流3 h并分水；再蒸出甲苯，加入20 mL二甲亚砜及0.01 mol化合物2，控温80～90℃，搅拌6 h，将褐色反应液冷却后，倒入50 mL水稀释，以甲苯萃取，用无水硫酸镁干燥，脱除溶剂，得褐色固体。用丙酮重结晶，得褐色固体1.30 g，即化合物3a。熔点73～74℃，收率54%。化合物3b～3e用类似方法合成。

1.2.2 目标化合物(7a)的合成

于50 mL烧瓶中加入0.01 mol化合物5和10 mL丙酮、0.015 mol NH4SCN 和10 mL丙酮、0.2 g PEG 600，电磁搅拌。在室温反应2 h，有大量NH4Cl沉淀，反应液颜色由红转黄再变成白色。反应完毕后,加入化合物3a，TLC跟踪(展开剂为乙酸乙酯∶石油醚=1∶1)进程。反应完毕后，加入10 mL水，静置过夜，产生大量沉淀，过滤，用饱和NaHCO3水溶液洗涤，干燥。用DMF-乙醇-水混合溶剂重结晶，得黄色针状晶体即化合物7a。化合物7b～7e用DMF-乙醇混合溶剂重结晶，其中化合物7b、7c为黄色晶体，化合物7d、7e为白色晶体。

2 结果与讨论

2.1 目标化合物的理化数据和产率(表1)

表1 目标化合物7a～7e 的理化数据和产率

2.2 元素分析(表2)

表2 目标化合物7a～7e的元素分析数据/%

2.3 红外光谱分析(表3)

表3 目标化合物7a～7e的红外光谱数据/cm-1

由表3可以看出，目标化合物3387～3049 cm-1之间有三个中强度吸收峰，为脲桥上两个N-H及苯氧乙酰胺的N-H的伸缩振动吸收峰；1695～1624 cm-1之间有两个强的羰基吸收峰；1625～1400 cm-1为苯环骨架振动吸收峰；1247～1230 cm-1为C=S的伸缩振动吸收峰。

2.4 1HNMR分析(表4)

表4 目标化合物7a～7e的1HNMR数据

由表4可以看出，目标化合物脲桥上两个NH及苯氧乙酰胺的NH化学位移值变化较大。有化合物只出现一个NH活泼氢的吸收或没有活泼氢的吸收，其原因是溶剂DMSO-d6存在少量水与活泼氢发生了交换，使NH的吸收峰消失或很微弱。7.88～7.01为苯环上复杂的核磁共振氢谱，4.79～4.65左右均为OCH2的明显单峰。

2.5 讨论

(1)在中间体3的合成过程中，需加入少量的水,主要是使氢氧化钾溶解,搅拌中与对氨基苯酚混合,回流脱水得酚钾, 酚钾的亲核性比氨基强,可避免氨基与氯乙酰苯胺反应,有利于提纯;如果不脱水则副产物较多。

(2)第二步溶剂采用二甲亚砜,主要是由于二甲亚砜溶于水而不溶于甲苯,便于用甲苯萃取分离提纯。

(3)传统方法是采用无水乙腈或无水丙酮为溶剂，在加热回流条件下通过酰氯与KSCN反应制得中间体酰基异硫氰酸酯；再经过滤去除KCl沉淀，在母液中加入胺类化合物，继续回流反应即制得目标化合物。该反应是在非均相体系下进行的，操作繁琐，需无水条件。曾有人用四丁基溴化铵作相转移催化剂，在液-液相转移催化下制备酰基异硫氰酸酯，此过程中酰氯易发生氢解，从而导致酰基异硫氰酸酯的产率很低。同时，该过程中亲核加成与取代反应并存，若条件控制不好，很难得到目标产物。作者以PEG600为相转移催化剂合成中间体酰基异硫氰酸酯，不经分离，在室温条件下直接与2-(4-氨基苯氧)-N-苯基乙酰胺反应，得到芳酰基硫脲类化合物。该反应条件温和，反应时间短，仅需1～3 h，比传统方法节省4～5 h。

3 结论

合成了5个含有苯氧乙酰胺结构的新型芳酰基硫脲类化合物，用IR、1HNMR、元素分析对其结构进行了表征，确证合成了目标化合物。

参考文献：

[1] Oberlander H, Silhacek D L.New Perspectives on the Mode of Action of Benzoylphenyl Urea Insecticides.In Insecticides with Novel Modes of Action:Mechanism and Application[M].Berlin:Springer-Verlag,1998:92-105.

[2] 何湘琼, 唐文明, 宋宝安,等. 不饱和烯酸酰基硫脲化合物的合成与抑菌活性测定[J] . 有机化学, 2004, 24(10)：1284-1287.

[3] 薛思佳, 柯少勇, 段李平.N′-叔丁基-N-取代酰基( 硫) 脲类化合物的合成及生物活性测定[J]. 有机化学, 2004, 24(2)：227-230.

[4] 龚银香, 王子云, 张正文,等.N-(2-羧基-1,3,4-噻二唑-5-基)-N′-芳酰基硫脲与芳氧乙酰基硫脲的合成与生物活性[J]. 有机化学,2006, 26(3)：360-363.

[5] 唐除痴,李煜旭，陈彬,等. 农药化学[M].天津：南开大学出版社,1999:492.

[6] 李兰敏，徐世平. 抗癌药物的研究：4-氯苯氧乙酰胺衍生物的合成[J]. 药学学报，1995，30(7):556-560.

[7] 李在国.有机中间体制备[M]. 北京：化学工业出版社，2001：103-104，152-154.