杂环羰基肟类化合物的合成及杀虫活性研究

黄红英，姚汉清，孔晓燕，朱冰春（浙江省化工研究院有限公司，国家南方农药创制中心浙江基地，浙江　杭州　310023）



氟化工

杂环羰基肟类化合物的合成及杀虫活性研究

黄红英，姚汉清，孔晓燕，朱冰春*
（浙江省化工研究院有限公司，国家南方农药创制中心浙江基地，浙江杭州310023）

摘要：以取代苯胺为原料合成对位全氟烷基取代的苯胺，以乙酰基杂环为原料合成关键中间体杂环芳基-α-氯代-α-羰基肟（VI），在原有肟醚类化合物结构基础上引入全氟烷基设计合成了12个未见报导的含全氟烷基的杂环羰基肟类化合物，并通过1H NMR和MS对所有目标化合物进行了结构确认，进行生物活性测试。初步结果表明：部分化合物对苜蓿蚜表现出一定的活性，化合物ZJ2、ZJ3和ZJ8在500 mg/L浓度下对苜蓿蚜的致死率达到90％。

关键词：杂环羰基肟；全氟烷基；合成；杀虫活性

0　前言

肟醚类化合物及其衍生物不仅在医药方面有着广泛应用，在农药方面也是一类重要的化合物，虽然肟醚类农药在上世纪六七十年代问世至今已经经过数十年，但其优秀的杀虫、杀菌、杀螨、除草以及解毒增效活性依旧使肟醚结构在现代新农药创制中作为一个常用的活性基团［1］。同时，含氟类农药由于其引入氟原子的特殊性质而在各方面表现出优良的活性，含全氟烷基的农药品种具有结构新颖、低毒高效的特性，拥有很高的应用价值，是未来农药创制的新热点［2-5］。

图1　目标化合物设计思路

本文通过参考羰基肟醚类和含氟类农药的文献与相关专利，对已知品种化合物进行一系列结构修饰与优化，设计合成含全氟异丙基的杂环羰基肟醚类化合物，并对合成的化合物进行生物活性测试，以期待发现高活性的农药先导结构，以进一步设计研发出符合我国农业对现代农药发展的要求。

1　实验部分

1.1仪器与试剂

X-4数字显示显微熔点测定仪 （温度未校正），Varian-400型核磁共振仪，LCQ-Advantage质谱仪。所用试剂为AR或CP级，经常规处理后使用。

1.2合成方法

七氟异丙基取代的苯胺的合成参照参考文献［6-7］，杂环芳基-α-氯代-α-羰基肟的合成参照参考文献［8-10］。目标化合物的合成路线见图2。

图2　目标化合物ZJ的合成路线

1.3合成4-氯-N1-（2，6-二甲基-4-七氟异丙基苯基）-N2-（1-甲基-1-氰基乙基）邻苯二甲酰胺（化合物ZJ1）

以呋喃-2-基-α-氯代-α-羰基肟与2-甲基-6-乙基-4-全氟异丙基苯胺为原料，称取0.87 g （5 mmol）呋喃-2-基-α-氯代-α-羰基肟置于50mL干燥的单口烧瓶中，用10mL无水乙醇溶解，向其中滴加1.52 g（5mmol）2-甲基-6-乙基-4-全氟异丙基苯胺溶于10mL无水乙醇的溶液；滴加完毕，向体系中加入0.96 g（10 mmol）碳酸钠，室温搅拌2 h，TLC跟踪至反应完全；将反应液倒入20 mL水中，用乙酸乙酯萃取，薄层层析纯化，得黄色粘稠液体。

采用类似的方法合成化合物ZJ2-12，所有化合物的熔点、核磁以及质谱数据如下：

化合物ZJ1：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.01（s，1H，N-OH），8.05（s， 1H，NH），7.90（d，1H，Ar-H），7.52（t，1H，Ar-H），7.25（d，2H，Ar-H），6.72（d，1H，Ar-H），2.62（m，2H，CH2），2.22（s，3H，CH3），1.10（t，3H，CH3）；MSm/z 439.0（M+1）。

化合物ZJ2：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.70（s，1H，N-OH），8.95（s，1H，NH），8.12（d，1H，Ar-H），7.58（t，1H，Ar-H），7.43（d，2H，Ar-H），6.93（d，2H，Ar-H），6.79（d，1H，Ar-H）；MSm/z 397.0（M+1）。

化合物ZJ3：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.88（s，1H，N-OH），9.21（s，1H，NH），8.17～8.03（m，2H，Ar-H），7.44（d，1H，Ar-H），7.31～7.25（m，2H，Ar-H），6.93（d，1H，Ar-H）.2.26（s，3H，CH3）；MS m/z 411.0 （M+1）。

化合物ZJ4：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.63（s，1H，N-OH），9.02（s，1H，NH），8.16（d，1H，Ar-H），8.12（d，1H，Ar-H），7.30（d，2H，Ar-H），6.69（s，1H，Ar-H），6.45（s，1H，Ar-H），3.65（s，3H，OCH3）；MSm/z 427.0（M+1）。

化合物ZJ5：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.09（s，1H，N-OH），8.10（d，1H，Ar-H），8.05（d，1H，Ar-H），8.00（s，1H，NH），7.31（s，2H，Ar-H），7.29～7.25（m，1H，Ar-H），2.69（m，4H，CH2），1.17（t，6H，CH3）；MSm/z 469.0（M+1）。

化合物ZJ6：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.65（s，1H，N-OH），8.34（s，1H，NH），7.57（d，1H，Ar-H），7.26～7.13（m，2H，Ar-H），6.77（d，1H，Ar-H），6.67（d，1H，Ar-H），2.35（d，3H，CH3），2.22（s，3H，CH3）；MSm/z 441.0（M+1）。

化合物ZJ7：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.88（s，1H，N-OH），9.21（s，1H，NH），8.17～8.03（m，2H，Ar-H），7.44（d，1H，Ar-H），7.31～7.25（m，2H，Ar-H），6.93（d，1H，Ar-H）；MSm/z 413.0（M+1）。

化合物ZJ8：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.71（s，1H，N-OH），8.11～ 8.05（m，2H，Ar-H），7.96（s，1H，NH），7.41（s，1H，Ar-H），7.32～7.25（m，2H，Ar-H），6.79（d，1H，Ar-H），2.33（s，3H，CH3）；MS m/z 427.0 （M+1）。

化合物ZJ9：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.85（s，1H，N-OH），9.04（s，1H，NH），8.16（d，1H，Ar-H），8.11（d，1H，Ar-H），7.29（d，2H，Ar-H），6.68（s，1H，Ar-H），6.54（s，1H，Ar-H），3.63（s，3H，OCH3）；MSm/ z 443.0（M+1）。

化合物ZJ10：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.82（s，1H，N-OH），8.89（s，1H，NH），8.04～7.89（m，3H，Ar-H），7.20～7.12 （m，2H，Ar-H），6.88（s，1H，Ar-H），2.12（s，3H，CH3）；MSm/z 427.0（M+1）。

化合物ZJ11：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.62（s，1H，N-OH），8.02（m，2H，Ar-H），7.88（s，1H，NH），7.23（d，1H，Ar-H），7.15（s，1H，Ar-H），6.55（s，1H，Ar-H），2.34（d，3H，CH3），2.20（s，3H，CH3）；MSm/z 441.0（M+1）。

化合物ZJ12：黄色粘稠液体，1H NMR（400 MHz，DMSO）δ:11.68（s，H，N-OH），11.16（s，1H，Ar-OH，），8.98（s，1H，NH），8.12～6.70（m，6H，Ar-H）；MSm/z 429.0（M+1）。

2　生物活性测定

将目标产物用乳化剂（吐温-80）和DMF配制成5.0％EC制剂，加蒸馏水稀释配制成测定所需浓度药液。筛选浓度为500 mg/L，药剂处理药液量10 mL。参照《国家南方农药创制中心生测标准程序》，采用浸叶法测试了目标化合物对粘虫（Mythima separata）的杀虫活性、采用浸渍法测试 了目标化合物对朱砂叶螨（Tetranychus cinnabarinus）和苜蓿蚜（Alfalfa aphid）的杀虫活性。

3　结果与讨论

3.1目标化合物的结构表征

本文化合物均采用1H NMR与MS进行结构验证。

在目标化合物的1H NMR谱图中，所有目标化合物的肟结构N-OH中的氢由于受到邻位羰基吸电子诱导效应的影响而化学位移增大，其化学位移在11.01～11.88范围内以单重峰形式出现；NH的氢位移在7.90～9.21范围内以单重峰形式出现；大部分化合物中芳环上氢的化学位移在6.50～8.00范围内以单重、双重以及多重峰多种形式出现，两部分中，芳环结构上的取代甲基的氢的化学位移在2.22～2.35范围内以单重峰形式出现，甲氧基的氢的化学位移在3.64左右以单重峰形式出现。

3.2目标化合物的杀虫活性

生测试验结果表明：该类化合物对苜蓿蚜具有较好的杀虫活性，结果见表1。

杀虫试验结果表明：在500 mg/L浓度下，化合物ZJ1、ZJ2、ZJ3、ZJ5、ZJ6和ZJ8对苜蓿蚜的死亡率均大于60％，具有较好的杀虫活性。其中，化合物ZJ2、ZJ3和ZJ8的杀虫活性较好，对苜蓿蚜的死亡率达到90％。

由化合物ZJ2、ZJ3和ZJ8与其它化合物的结构比较可知:在杂环羰基肟类化合物的芳香胺部分，当苯环上的取代基为2-甲基-4-七氟异丙基时化合物的杀虫活性较好，苯环上的取代基为2-羟基-4-七氟异丙基时化合物则没有杀虫活性。在杂环羰基肟类化合物的杂环部分，呋喃环或噻吩环则对化合物的杀虫活性影响不大。

表1　化合物ZJ1～ZJ12的杀虫活性

参考文献：

［1］柳爱平，姚建仁.肟醚（酯）农药活性化合物的研究与开发进展［J］.农药，2004，43（5）:196-200.

［2］刘长令.含氟农药的创制途径［J］.农药，1998，37（8）:1-5.

［3］杨吉春，吴峤，刘允萍，等.含氟农药开发的新进展［J］.农药，2011，50（4）:289-295.

［4］Loska R，Maükosza M.Synthesis of perfluoroalkyl-substituted azines via nucleophi1ic substitution of hydrogen with perfloroisopropy1 carbanions［J］.J Org Chem，2007，72 （4）:1354-1365.

［5］王慧芳，张颖，孙晓红.未来农药的发展趋势［J］.天津化工，2005，19（4）:13-16.

［6］OnishiM，Yoshiura A，Kohno E，et al.Perfluoroalkylated aniline compound and process for producing the same:US，2003204104A1［P］.2003-10-30.

［7］唐秀红，孙华君，曹松.含七氟异丙基的苯胺类化合物的合成［J］.化工生产与技术，2008，15（6）:5-7.

［8］龚亚红，姬文娟，连昕，等.芳基α-氯代-α-羰基肟的合成研究［J］.精细化工中间体，2013，（4）:11-13.

［9］Hamersak Z，Peric B，Kojic-prodic B，et al.Preparation and mechanism of solvolysis of N-hydroxy-α-oxobenzeneethanimidoyl chloride， a2-（hydroxyim ino）-1-phenylethan-1-one derivative:molecular structure ofαoxo-oximes（=α-（hydroxyimino）ketones）［J］.Helvetica Chim ica Acta，1999，82:1289-1301.

［10］侯文杰.实验室氯化氢气体制备工艺探讨［J］.低温与特气，2008，26（2）:21-22.

Synthesis and Insecticidal Activity of Heterocyclic Carbonyl Oxime Com pounds

HUANG Hong-ying，YAO Han-qing，KONG Xiao-yan，ZHU Bing-chun*
（Zhejiang Chemical Industry Research Institute Co.，Ltd.，Zhejiang Base of National Southern Pesticide Research Centre，Hangzhou，Zhejiang 310023，China）

Abstract:12 Novel heterocyclic carbonyl oximes containing heptafluoroisopropyl were synthesized by using heteroarylα-chloro-α-carbonyl oxime and heptafluoroisopropyl aniline as starting materials.The structures of target compounds were confirmed by1H NMR and ESI-MS.The bioassays showed that some compounds possessed insecticidal activities against alfalfa aphid.Themortality ratio of compounds ZJ2，ZJ3 and ZJ8 against alfalfa aphid were 90％at the concentration of 500mg/L.

Keywords:heterocyclic carbonyloxime；perfluoroalkyl；synthesis；insecticidalactivity

文章编号：1006-4184（2016）6-0001-04

收稿日期：2016-04-01

作者简介：黄红英（1983-），女，工程师，主要从事农药研究工作。

*通讯作者：朱冰春，女，高级工程师，主要从事有机合成和新农药创制研究。E-mail:zhubingchun@sinochem.com。