Aminopyrifen的合成及其杀菌活性

吴旭杰 ，冀经伦 ，高一星 ，2，张 静 ，2*，张立新 ，2*

（1.沈阳化工大学功能分子研究所，辽宁省绿色功能分子设计与开发重点实验室，沈阳市靶向农药重点实验室，沈阳110142；2.广西思钺生物科技有限责任公司，南宁 530000）

Aminopyrifen是由日本Agro-Kanesho公司开发的广谱吡啶类杀菌剂，化学名称为(4-苯氧基苯基)甲基-2-氨基-6-甲基-3-吡啶甲酸酯。化学结构式见图1。

Aminopyrifen主要用于防治果蔬等作物上的灰霉病[1-6]和白粉病[7-10]。该化合物具有独特的化学性质和新颖的作用方式，通过对丝状真菌的突变研究，发现Aminopyrifen可以作为靶向GWT-1的抑制剂[11]，进而通过独特的形态变化和强抑制作用达到杀菌效果。据相关文献报道，Aminopyrifen作为一种广谱型杀菌剂，与其他商业杀菌剂没有交互抗性，除可用作医药外，对多种作物病害均具有良好防效，如菌核病、白粉霉、苹果赤霉病、炭疽病等都具有较高的杀灭活性，同时还是一种抗稻瘟病的植物诱导剂，具有很强抗稻瘟病能力[12-15]。

图1 Aminopyrifen 的结构式

对 于 Aminopyrifen 的 合 成 ，在 2017 年 的 专 利CN106458908A中Araki等[16]以2-氯-3-氰基-6-甲基吡啶作为起始原料，通过将2-氯-3-氰基-6-甲基吡啶在酸性条件下或者碱性条件下进行水解得到2-氯-6-甲基烟酸，然后与氨反应得到产物2-氨基-6-甲基烟酸。此外，其还将2-氯-3-氰基-6-甲基吡啶在醇等有机溶剂中与氨反应得到2-氨基-3-氰基-6-甲基吡啶之后，再在酸性条件下或碱性条件下进行水解得到产物2-氨基-6-甲基烟酸。合成路线见图2。

Aizawa等[17-18]用2-氨基-6-甲基烟酸作为起始原料，首先使用卤化剂将2-氨基-6-甲基烟酸进行酰氯化，然后使其在碱的存在下在有机溶剂中与4-苯氧基苄醇混合，进行反应后得到目标产物Aminopyrifen，或者在有机溶剂中使用缩合剂，直接用2-氨基-6-甲基烟酸和4-苯氧基苄醇进行反应得到目标产物Aminopyrifen（图2）。

图2 Aminopyrifen 的合成路线一

根据上述合成方法，在2-氨基-6-甲基烟酸合成过程中，由于残留部分原料未完全反应，需进行精制操作，另外不能控制反应的副产物，导致反应收率较低，使2-氯-6-甲基烟酸作为副产物在氨水溶液中反应时，约生成20%左右的2-羟基-6-甲基烟酸，因此难以提高2-氨基-6-甲基烟酸的收率。在上述合成目标化合物Aminopyrifen都需要用到4-苯氧基苄醇，但由于4-苯氧基苄醇价格昂贵，成本过高，故上述合成方法均有一定的局限性。为解决以上问题，笔者通过查阅文献并且结合上述合成方法，对Aminopyrifen的合成路线进行优化，以价格相对廉价的对硝基苯甲醛作为起始原料，经过4步反应合成目标产物Aminopyrifen。优化后的路线，其合成条件温和，且使得产品合成成本更低，达到易于制备的目的和节本增效的效果。改进后的合成路线见图3。

图3 Aminopyrifen 的合成路线二

1 试验部分

1.1 试剂和仪器

对硝基苯甲醛（分析纯），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；苯酚（分析纯），南京化学试剂股份有限公司；碳酸铯（分析纯），上海迈瑞尔技术有限公司；2-氨基-6-甲基烟酸（分析纯），嘉兴市艾森化工有限公司；柱层层析硅胶（37～48 μm），青岛海洋化工有限公司；层析硅胶薄板（GF 254），山东西亚化工科技有限公司；其余药剂均为国药分析纯。

旋转蒸发仪，巩义市予华仪器有限责任公司；AVANCE Ⅲ600 MHz核磁共振波谱仪，瑞士布鲁克公司；Thermo TSQ质谱仪，赛默飞世尔科技公司；CHEETAH中压快速纯化制备色谱，天津市博纳艾杰尔科技有限公司；MP450全自动熔点仪，济南市海能仪器股份有限公司。

1.2 试验步骤

1.2.1 4-苯氧基苄醇（Ⅲ）的合成

称取3.00 g（19.73 mmol）对硝基苯甲醛（Ⅰ）、2.66 g（28.26 mmol）苯 酚 、0.26 g（1.39 mmol）醋 酸铜、18.42 g（56.53 mmol）碳酸铯于反应瓶中，用适量N,N-二甲基甲酰胺溶解后，在100℃下回流反应5 h，用TLC检测完全反应，待反应液冷却至室温，抽滤后，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液减压浓缩，经过柱层析纯化后得3.70 g的4-苯氧基苯甲醛（Ⅱ），产率为94%。

将上述制得的3.70 g（18.67 mmol）4-苯氧基苯甲醛（Ⅱ）、0.35 g（9.25 mmol）硼氢化钠和适量的乙醇加入到反应瓶中，室温下搅拌反应1 h，经TLC检测完全反应后，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，减压浓缩，得到产物4-苯氧基苄醇3.81 g，产率为95%。ESI-MS，m/z：244.03［M-H］-。1H NMR（600 MHz，CDCl3），δ：7.35-7.30（m，4H）、7.10（tt，J=7.4，1.2 Hz，1H）、7.04-6.95（m，4H）、4.65（s，2H）。

1.2.2 Aminopyrifen（4-苯氧基苄基-2-氨基-6-甲基烟酸酯）的合成

向单口瓶中加入4.00 g（20.00 mmol）4-苯氧基苄醇（Ⅲ），然后加入10 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶解后，将溶液冷却至5℃。向上述溶液中缓慢滴加1.45 mL氯化亚砜溶液后，搅拌反应30 min，全程控温在5℃，制成反应溶液A。

将3.04 g（19.99 mmol）2-氨基-6-甲基烟酸悬浮于60 mL的N,N-二甲基甲酰胺中，加入5.53 g（40.10 mmol）碳酸钾，在40℃下搅拌回流反应30 min，得到反应溶液B。

将经上述步骤得到的反应溶液A缓慢滴加到B悬浮液中，于80℃下回流反应2 h，在TLC检测显示反应完全下，待反应溶液冷却至室温，减压蒸馏下除去N,N-二甲基甲酰胺（40 mL，57%）随后再向剩余残渣中加入100 mL冰水，室温搅拌10 min，待有固体析出，过滤，烘干，得到6.24 g的最终产物Aminopyrifen，收率为87.53%，产物纯度为98%。ESI-MS，m/z：333.20［M-H］-。1H NMR（600 MHz，CDCl3），δ：8.04 （d，J=7.9 Hz，1H）、7.41-7.37（m，2H）、7.37-7.32（m，2H）、7.15-7.10（m，1H）、7.02（ddd，J=10.7，1.6 Hz，4H）、6.48（d，J=7.9 Hz，1H）、6.10-6.41（s，2H）、5.27（s，2H）、2.40（s，3H）。

2 杀菌活性测定

2.1 测定方法

2.1.1 大豆灰霉病试验设计

选择生长一致的盆栽二出复叶平展期大豆幼苗（试验前未使用其他杀菌剂），按所设浓度采用作物喷雾机进行茎叶喷雾处理，每处理3次重复。处理后的上述试验材料自然阴干，24 h后接种病原菌。采用接种器将灰葡萄孢孢子悬浮液（5～8×106个/mL）喷雾于寄主作物上，然后移入人工气候室培养（22±2℃，相对湿度＞90，无光照），4 d后调查药剂的防效。

2.1.2 黄瓜白粉病试验设计

试验采用盆栽幼苗测定法。取温室内长势整齐一致的一叶一心期黄瓜幼苗备用（试验前未使用其他杀菌剂）。按药剂的浓度设计，采用立体作物喷雾机对各处理进行茎叶喷雾处理，每处理3次重复，自然阴干。24 h后，将接种黄瓜白粉病菌孢子悬浮液（5×109个/mL）置于温室培养，并于10 d后调查药剂的防效。

2.2 杀菌活性试验结果

依据本文所述杀菌活性试验方法，进行杀菌活性试验，试验结果见表1。

表1 Aminopyrifen 的杀菌活性实验结果

本次试验测试了杀菌剂Aminopyrifen及对照药剂啶菌 唑和乙嘧酚分别对大豆灰霉病和黄瓜白粉病的杀菌活性。试验结果显示，在质量浓度分别为100、50和25 mg/L时，Aminopyrifen和啶菌 唑对大豆灰霉病的杀菌活性相当，但在质量浓度为6.25 mg/L和1.25 mg/L时，防效为85%和77%，明显优于对照药剂啶菌 唑。相比之下，Aminopyrifen对黄瓜白粉病的杀菌活性在质量浓度为6.25 mg/L和1.25 mg/L时防效为100%和80%，均优于对照药剂乙嘧酚。

3 结果与分析

3.1 摩尔比对4-苯氧基苯甲醛收率的影响

在其他条件一定的情况下，考察摩尔比对该偶联反应的影响，以得到最优的反应摩尔比，结果见表2。

表2 摩尔比对4-苯氧基苯甲醛收率的影响

由表2可见，醋酸铜用量较多时，反应收率反而比较低；碳酸铯用量多时，反应收率基本不变。因此，对硝基苯甲醛、苯酚、醋酸铜、碳酸铯的最优摩尔比为1∶1∶0.05∶2，反应收率为94.0%。

3.2 4-苯氧基苄醇的合成影响因素

该还原反应的主要影响因素是4-苯氧基苯甲醛和硼氢化钠的摩尔比。在其他条件不变的情况下，筛选出最适合的反应摩尔比。结果见表3。

表3 摩尔比对4-苯氧基苄醇收率的影响

从表3可见，反应并未随硼氢化钠的增加而反应更加完全。这是因为硼氢化钠作为醛还原剂，在此反应中由于放热量大，伴有强烈的气体产生，且在高温下会有大量的副产物产生。因此4-苯氧基苯甲醛和硼氢化钠的摩尔比为1∶0.5时最合适。

3.3 反应温度对目标产物Aminopyrifen收率的影响

从表4可见，在其他反应条件不变的情况下，反应温度为80℃，目标产物的收率和含量纯度最高。反应温度过高，其副产物增加；反应温度过低，反应时间越长，从而使得目标产物Aminopyrifen的反应含量和收率降低。

4 结 论

笔者将对硝基苯甲醛和苯酚为起始原料，经过4步反应制备得Aminopyrifen。本方法反应条件温和，产品合成成本低，绿色经济环保，反应总收率为85.73%，产物纯度为98%。其结构经1H NMR和ESI-MS确定，并且对Aminopyrifen进行杀菌活性测定。实验结果表明，在药剂质量浓度分别为100 mg/L、50 mg/L和25 mg/L时，Aminopyrifen和对照药剂啶菌唑的杀菌效果基本相当，但是在药剂质量浓度为6.25 mg/L和1.25 mg/L时，Aminopyrifen杀菌活性显著，对大豆灰霉的杀菌活性效果可达到85%和77%，杀菌活性明显高于对照药剂啶菌 唑。伴随着在防治农业病害领域需求的不断增大和深入研究，研发作用机制新颖的杀菌剂是解决作物病害及抗药性的有效途径。这将会得到更多的农药研发学者的青睐。