3-芳基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸环戊烷多氢菲酯类衍生物的合成与杀虫活性

单喜杰, 李海洁, 李天泽, 徐 晖, 吕 敏

(西北农林科技大学 植物保护学院，陕西 杨凌 712100)

小菜蛾Plutella xylostellaLinnaeus 及苹果黄蚜Aphis citricolaVan der Goot 是具有破坏性的重要农业害虫，因其暴发性和暴食性较难控制和治理，从而导致农作物严重减产，为此农药的使用至关重要，有效地促进了粮食产业的稳定发展[1-4]。但是传统化学农药因其不合理的使用而造成的环境污染、害虫抗药性、农药残留，以及非靶标毒性问题已日趋严重[5-6]，因此，从天然活性物质中开发高效、骨架新颖、环境友好的潜在杀虫剂候选化合物已成为当前农药化学的研究热点之一。

胆固醇 (cholesterol，1，图式1) 是一种环戊烷多氢菲类化合物，存在于人脑、人脊髓、植物以及真菌中，在人体中参与形成约50% 的细胞质膜[7]。从结构上看，胆固醇由4 个甾体环和一个羟基，以及一个疏水的8 碳侧链组成，这些特定部位经取代、氧化等修饰后具有抗癌[8-9]、抗病毒[10-11]及抗菌[12-13]等药理活性。与此同时，异噁唑啉 (isoxazoline，I′，图式1) 是一类重要的含O、N 杂环化合物，存在于多种生物活性化合物和天然产物中，是药物和治疗候选药物的关键组成部分[14]。含异噁唑啉片段的化合物具有杀虫[15]、抗菌[16]和抗癌[17]等生物活性。在农用活性中已被开发为除草剂、杀虫剂等，如目前已经上市的除草剂砜吡草唑 (pyroxasulfone，II′，图式1)与杀虫剂氟雷拉纳 (fluralaner，III′，图式1)[18-19]。丁腈氧化物和相应的烯基化合物之间的1,3-偶极环加成反应可能是合成异噁唑啉最直接的方法，即利用肟基物为关键前体，通过 [3 + 2]环加成反应形成五元异噁唑啉杂环[20]。另外，Ikbal 等发现胆固醇对昆虫具有生长调节活性[21]，Zolotar 等报道3β-氯代胆固醇衍生物具有杀虫活性[22]。本课题组前期设计合成了系列胆固醇腙类化合物、含异噁唑啉/异噁唑片段的胆固醇肟醚类衍生物以及含类胡椒酸片段的胆固醇肟酯类衍生物，大部分衍生物的杀虫活性优于先导化合物，甚至有些化合物的杀虫活性高于阳性对照药剂[23-25]。因此，以胆固醇为先导化合物进行结构优化及其农用活性的研究值得进一步探索。

基于以上结果，本研究以胆固醇为先导化合物，设计合成了一系列含异噁唑啉片段的胆固醇酯类衍生物 (I，图式1，其合成路线见图式2)，并测定了其对3 龄小菜蛾幼虫的胃毒活性以及对苹果黄蚜无翅成蚜的触杀活性，以期得到具有较高杀虫活性的化合物，并探讨其构效关系，旨在为今后胆固醇类衍生物的农用活性研究提供理论依据。

图式1 目标化合物I 的设计Scheme 1 Design of target compounds I

图式2 目标化合物Ia～It 的合成路线Scheme 2 Synthetic route of target compounds Ia-It

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

国华88-1 型大功率磁力搅拌器 (常州国华电器有限公司)；ZF-6 型三用紫外线分析仪及JP-RE-52AAA 型旋转蒸发仪 (上海嘉鹏科技有限公司)；Bruker Advance III 400/500 MHz 核磁共振仪、Bruker TENSOR27 红外光谱仪和MicroTof Q II 高分辨飞行时间质谱仪 (德国Bruker 公司)；XT-415型双目显微熔点测定仪 (北京泰克仪器有限公司)。

胆固醇 (国药集团化学试剂有限公司)，所有试剂均为分析纯或化学纯。

96.6%高效氯氰菊酯 (β-cypermethrin) 原药及95.6%灭多威 (methomyl) 原药，均购自陕西上格之路生物科学有限公司。

柱层析硅胶 (200～300 目，粒径54～74 μm) 和薄层层析硅胶GF254(青岛海洋化工厂)。

1.2 化合物的合成

参考文献方法[26]合成氯肟3a～3t，直接用于下一步反应。

1.2.1 中间体2 的合成[26]将化合物1 (1 mmol)和三乙胺 (1.5 mmol) 溶解在无水二氯甲烷 (10 mL)中，在冰浴条件下，将丙烯酰氯 (1.5 mmol) 缓慢滴加到上述混合液中，随后转至室温搅拌19 h，薄层色谱法 (TLC) 跟踪检测至反应完全。加水(10 mL) 淬灭反应，用二氯甲烷 (20 mL × 2) 萃取混合物，饱和氯化钠溶液 (10 mL × 2) 洗涤。收集有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩。柱层析分离纯化 (以V(石油醚) :V(二氯甲烷) = 3 : 1 为洗脱剂)，得到化合物2，产率为80%。

1.2.2 目标化合物Ia～It 的合成[26]用二氯甲烷(8 mL) 溶解化合物2 (1 mmol)，随后加入三乙胺(1.1 mmol)，在室温下搅拌5 min，然后将3a～3t(1.05 mmol) 的二氯甲烷 (2 mL) 溶液加入到上述混合物中。继续搅拌19～26 h，TLC 跟踪检测至反应完全。向反应体系中加入饱和氯化钠溶液 (10 mL)，用二氯甲烷 (20 mL × 2) 萃取，合并有机相。无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩。采用制备薄层色谱板分离纯化，以V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 12 : 1 为展开剂，得到目标化合物Ia～It，产率为13%～66%。

1.3 杀虫活性测定

1.3.1 对小菜蛾的活性测定 3 龄小菜蛾P.xylostella幼虫为本实验室饲养多代敏感品系。

采用浸叶法[27]。以氯氰菊酯为阳性对照药剂。根据初筛结果，对高杀虫活性的化合物进行LC50值测定。以含0.5%N-甲基吡咯烷酮 (NMP)的丙酮溶液为空白对照，设置胆固醇的质量浓度梯度为8.0、4.0、2.0、1.0 和0.5 mg/mL，氯氰菊酯的质量浓度梯度为1、0.5、0.25、0.125 和0.062 5 mg/mL，供试化合物的质量浓度梯度为4、2、1、0.5 和0.25 mg/mL，记录处理24 及48 h 后存活小菜蛾的数目。以毛笔尖端触之不动为试虫死亡的评判标准。

1.3.2 对苹果黄蚜的活性测定 苹果黄蚜A.citricola无翅成蚜，采自西北农林科技大学园艺学院试验田的苹果树。

采用微量点滴法[28]。处理剂量0.04 μg/头，以含0.5% NMP 的丙酮溶液为空白对照，灭多威为阳性对照 (剂量为0.004 μg/头)。根据初筛结果，测定高杀虫活性化合物的LD50值。设置胆固醇的剂量梯度为0.36、0.28、0.20、0.12 和0.04 μg/头，灭多威的剂量梯度为0.004、0.002、0.001、0.000 5和0.000 25 μg/头，供试化合物的剂量梯度为0.06、0.05、0.04、0.03 和0.02 μg/头，记录处理24 及48 h 后存活蚜虫的数目。以毛笔尖端触之不动为试虫死亡的评判标准。

数据处理：运用IBM SPSS Statistic 23.0 求得回归方程、LC50值、LD50值以及95%置信区间。

2 结果与分析

2.1 化合物的合成及结构表征

如图式2 所示，首先胆固醇 (1)与丙烯酰氯反应得到3-丙烯酰基氧基胆固醇 (2)；随后中间体2 与氯肟3a～3t 发生[3 + 2]环加成反应，生成含异噁唑啉片段的胆固醇酯类衍生物 (Ia～It)。由于部分氯肟的极性与其对应目标化合物的极性相近，在用薄层色谱板分离纯化时需要用不同极性的展开剂分离多次，故导致部分目标化合物的产率过低。

中间体2 及目标化合物Ia～It 的结构表征数据如下。

3-丙烯酰基氧基胆固醇 (2): CAS 26 089-39-4, 比移值Rf= 0.50 (V(石油醚PE) :V(二氯甲烷DCM) = 3 : 1)，白色固体，收率 80%，m.p. 100～102oC[29]。IR(KBr),ν/cm-1:2 945, 1 722, 1 459, 1 204, 1 005, 804, 676;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 6.36～6.41 (m, 1H), 6.06～6.13 (m, 1H), 5.78～5.81(m, 1H), 5.38～5.39 (m, 1H), 4.65～4.73 (m, 1H, H-3),2.32～2.37 (m, 2H), 1.78～2.02 (m, 6H), 1.43～1.65 (m, 8H),1.24～1.37 (m, 4H), 1.08～1.17 (m, 6H), 0.99～1.03 (m, 5H),0.90～0.92 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS[ESI] C30H48O2Na ([M + Na]+), 理论值：463.354 7；测定值：463.353 7.

3-对氯苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ia):Rf=0.36 (V(PE) :V(乙酸乙酯EA) = 12 : 1)，白色固体，产率47%，m.p. 193～195oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 954, 2 898,1 751, 1 462, 1 375, 1 208, 1 019, 905, 835;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.62 (d,J= 8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.39 (d,J= 9.0 Hz,2H, Ph-H), 5.37～5.38 (m, 1H), 5.16 (dd,J= 11.0 Hz,J= 8.0 Hz, 1H, H-6), 4.67～4.75 (m, 1H, H-3), 3.54～3.64 (m, 2H),2.33～2.42 (m, 2H), 1.95～2.02 (m, 2H), 1.81～1.89 (m, 3H),1.66～1.72 (m, 1H), 1.43～1.58 (m, 6H), 1.32～1.34 (m, 2H),1.25～1.30 (m, 4H), 1.06～1.16 (m, 6H), 0.97～1.02 (m, 5H),0.90～0.92 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS[ESI]: C37H52ClNO3Na ([M + Na]+), 理论值：616.352 8；测定值：616.351 5.

3-间氯苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ib):Rf=0.42 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 66%，m.p.144～146oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 948, 2 867, 1 742, 1 458,1 342, 1 203, 1 008, 901, 788;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.66 (s, 1H, Ph-H), 7.56～7.58 (m, 1H, Ph-H), 7.39～7.41 (m,1H, Ph-H), 7.33～7.36 (m, 1H, Ph-H), 5.38 (s, 1H), 5.17 (dd,J= 10.5 Hz,J= 7.5 Hz, 1H, H-6), 4.69～4.75 (m, 1H, H-3),3.55～3.64 (m, 2H), 2.34～2.43 (m, 2H), 1.79～2.04 (m, 5H),1.63～1.71 (m, 1H), 1.43～1.55 (m, 9H), 1.24～1.37 (m, 4H),1.08～1.16 (m, 5H), 0.96～1.02 (m, 5H), 0.90～0.92 (m, 3H),0.8 5 ～0.8 7 (m, 6 H), 0.6 7 (s, 3 H). H R M S [E S I]:C37H52ClNO3Na ([M + Na]+), 理论值：616.352 8；测定值：616.352 9.

3-邻氯苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ic):Rf=0.43 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 39%，m.p.150～152oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 930, 2 860, 1 733, 1 429,1 215, 1 052, 824, 758;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.64～7.66 (m, 1H, Ph-H), 7.42～7.43 (m, 1H, Ph-H), 7.34～7.37(m, 1H, Ph-H), 7.30～7.32 (m, 1H, Ph-H), 5.38 (s, 1H),5.14～5.17 (m, 1H, H-6), 4.71～4.75 (m, 1H, H-3), 3.72～3.84(m, 2H), 2.38～2.42 (m, 2H), 1.81～2.02 (m, 5H), 1.64～1.71 (m,1H), 1.44～1.55 (m, 7H), 1.25～1.34 (m, 5H), 1.08～1.16 (m,6H), 0.98～1.02 (m, 5H), 0.90～0.92 (m, 3H), 0.85～0.87 (m,6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]: C37H52ClNO3Na ([M + Na]+),理论值：616.352 8；测定值：616.3493.

3-对溴苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Id):Rf=0.51 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 19%，m.p.179～181oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 942, 2 901, 1 749, 1 460,1 373, 1 206, 1 015, 905, 830;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.54 (s, 4H, Ph-H), 5.38 (s, 1H), 5.16 (dd,J= 10.5 Hz,J= 8.5 Hz, 1H, H-6), 4.67～4.75 (m, 1H, H-3), 3.54～3.64 (m, 2H),2.33～2.42 (m, 2H), 1.95～2.02 (m, 2H), 1.78～1.89 (m, 3H),1.66～1.71 (m, 1H), 1.46～1.54 (m, 7H), 1.32～1.37 (m, 3H),1.25～1.26 (m, 2H), 1.08～1.16 (m, 6H), 0.97～1.02 (m, 5H),0.90～0.91 (m, 3H), 0.85～0.86 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS[ESI]: C37H52BrNO3Na ([M + Na]+), 理论值：660.302 3；测定值：660.2899.

3-间溴苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ie):Rf=0.50 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 66%，m.p.141～143oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 949, 2 897, 1 742, 1 462,1 339, 1 204, 1 007, 898, 789;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.81 (s, 1H, Ph-H), 7.62 (d,J= 7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.56 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.28～7.30 (m, 1H, Ph-H), 5.38 (s, 1H),5.17 (dd,J= 10.5 Hz,J= 7.5 Hz, 1H, H-6), 4.68～4.75 (m, 1H,H-3), 3.54～3.63 (m, 2H), 2.34～2.43 (m, 2H), 1.95～2.02 (m,2H), 1.79～1.91 (m, 3H), 1.66～1.71 (m, 1H), 1.44～1.57 (m,7H), 1.22～1.39 (m, 5H), 1.06～1.16 (m, 6H), 0.9～1.02 (m, 5H),0.90～0.92 (m, 3H), 0.85～0.86 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS[ESI]: C37H52BrNO3Na ([M + Na]+), 理论值：660.302 3；测定值：660.295 8.

3-对氟苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (If):Rf=0.43 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 31%，m.p.161～163oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 947, 2 900, 1 748, 1 514,1 357, 1 205, 1 016, 901, 840;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.66-7.68 (m, 2H, Ph-H), 7.08～7.12 (m, 2H, Ph-H), 5.38 (s,1H), 5.15 (dd,J= 10.5 Hz,J= 8.5 Hz, 1H, H-6), 4.68～4.75(m, 1H, H-3), 3.55～3.65 (m, 2H), 2.34～2.43 (m, 2H),1.95～2.02 (m, 2H), 1.79～1.91 (m, 3H), 1.63～1.71 (m, 1H),1.43～1.54 (m, 8H), 1.22～1.36 (m, 4H), 1.06～1.16 (m, 6H),0.97～1.02 (m, 5H), 0.90～0.92 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H),0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]: C37H52FNO3Na ([M + Na]+), 理论值：600.382 3；测定值：600.3834.

3-间氟苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ig):Rf=0.39 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 21%，m.p.171～173oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 953, 2 897, 1 742, 1 454,1 370, 1 196, 1 012, 885, 834;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.36～7.44 (m, 3H, Ph-H), 7.14 (t,J= 7.5 Hz, 1H, Ph-H), 5.38(s, 1H), 5.17 (t,J= 9.5 Hz, 1H, H-6), 4.67～4.75 (m, 1H, H-3),3.55～3.65 (m, 2H), 2.34～2.43 (m, 2H), 1.81～2.02 (m, 5H),1.66～1.71 (m, 1H), 1.46～1.55 (m, 8H), 1.25～1.37 (m, 4H),1.08～1.18 (m, 6H), 0.97-1.02 (m, 5H), 0.90～0.91 (m, 3H),0.85～0.86 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]: C37H52FNO3Na([M + Na]+), 理论值：600.382 3；测定值：600.383 5.

3-邻氟苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ih):Rf=0.43 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 23%，m.p.153～155oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 953, 2 897, 1 739, 1 456, 1 36 8, 1 209, 1 010, 898, 758;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.86～7.90 (m, 1H, Ph-H), 7.38～7.43 (m, 1H, Ph-H), 7.17～7.20(m, 1H, Ph-H), 7.10～7.14 (m, 1H, Ph-H), 5.37～5.38 (m, 1H),5.15 (dd,J= 11.0 Hz,J= 7.5 Hz, 1H, H-6), 4.67～4.77 (m, 1H,H-3), 3.66～3.76 (m, 2H), 2.34～2.43 (m, 2H), 1.79～2.02 (m,5H), 1.63～1.71 (m, 1H), 1.43～1.56 (m, 8H), 1.24～1.37 (m,4H), 1.04～1.18 (m, 6H), 0.95～1.02 (m, 5H), 0.94～0.98 (m,1H), 0.90～0.92 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H).HRMS [ESI]: C37H52FNO3Na ([M + Na]+), 理论值：600.382 3；测定值：600.382 1.

3-苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ii):Rf= 0.40(V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 35%，m.p.173～175oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 953, 2 898, 1 741, 1 457,1 360, 1 204, 1 011, 894, 758;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.67～7.69 (m, 2H, Ph-H), 7.40～7.43 (m, 3H, Ph-H), 5.37～5.38(m, 1H), 5.12～5.16 (m, 1H, H-6), 4.67～4.75 (m, 1H, H-3),3.62～3.66 (m, 2H), 2.33～2.43 (m, 2H), 1.94～2.03 (m, 2H),1.79～1.91 (m, 3H), 1.66～1.71 (m, 1H), 1.43～1.56 (m, 7H),1.25～1.34 (m, 5H), 1.05～1.16 (m, 6H), 0.96～1.02 (m, 5H),0.90～0.91 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS[ESI]: C37H53NO3Na ([M + Na]+), 理论值：582.391 8；测定值：582.391 8.

3-对三氟甲基苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯(Ij):Rf= 0.54 (V(PE) :V(EA) = 12/1)，白色固体，产率41%，m.p. 166～168oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 945, 2 899, 1 749,1 463, 1 329, 1 213, 1 124, 907, 839;1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 7.80 (d,J= 8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.68 (d,J= 8.5 Hz,2H, Ph-H), 5.37～5.39 (m, 1H), 5.21 (dd,J= 11.0 Hz,J= 7.5 Hz, 1H, H-6), 4.69～4.76 (m, 1H, H-3), 3.59～3.69 (m, 2H),2.34～2.43 (m, 2H), 1.79～2.03 (m, 5H), 1.64～1.72 (m, 1H),1.43～1.56 (m, 8H), 1.25～1.37 (m, 4H), 1.05～1.16 (m, 6H),0.95～1.02 (m, 5H), 0.90～0.91 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H),0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]: C38H52F3NO3Na ([M + Na]+), 理论值：650.379 2；测定值：650.376 8.

3-对甲氧基苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ik):Rf= 0.41 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 22%，m.p. 153～155oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 946, 2 899, 1 749, 1 513, 1 255,1 200, 1 020, 836;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ: 7.63 (d,J=9.0 Hz, 2H, Ph-H), 6.93 (d,J= 9.0 Hz, 2H, Ph-H), 5.37～5.38(m, 1H), 5.09～5.13 (m, 1H, H-6), 4.68～4.75 (m, 1H, H-3),3.84 (s, 3H, OCH3), 3.59～3.63 (m, 2H), 2.33～2.42 (m, 2H),1.79～2.02 (m, 5H), 1.64～1.72 (m, 1H), 1.43～1.58 (m, 8H),1.24～1.35 (m, 4H), 1.06～1.16 (m, 6H), 0.97～1.02 (m, 5H),0.90～0.91 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS[ESI]: C38H55NO4Na ([M + Na]+), 理论值：612.402 3；测定值：612.401 3.

3-邻溴苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Il):Rf=0.44 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 17%，m.p.100～102oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 950, 2 899, 1 740, 1 425,1 377, 1 203, 1 027, 820, 758;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:7.62～7.64 (m, 1H, Ph-H), 7.52～7.55 (m, 1H, Ph-H), 7.34～7.38(m, 1H, Ph-H), 7.27～7.31 (m, 1H, Ph-H), 5.38～5.39 (m, 1H),5.19 (dd,J= 11.0 Hz,J= 6.8 Hz, 1H, H-6), 4.69～4.77 (m, 1H,H-3), 3.71～3.85 (m, 2H), 2.34～2.44 (m, 2H), 1.78～2.03 (m,5H), 1.66～1.73 (m, 1H), 1.43～1.63 (m, 7H), 1.24～1.37 (m,4H), 1.04～1.21 (m, 7H), 0.95～1.02 (m, 5H), 0.90～0.92 (m,3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]:C37H52BrNO3Na ([M + Na]+), 理论值：660.302 3；测定值：660.300 5.

3-对甲基苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Im):Rf= 0.39 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 15%，m.p. 155～157oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 944, 2 902, 1 751,1 460, 1 371, 1 195, 1 021, 895, 822;1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 7.57 (d,J= 8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.22 (d,J= 8.0 Hz,2H, Ph-H), 5.37～5.38 (m, 1H), 5.14 (dd,J= 10.0 Hz,J= 8.5 Hz, 1H, H-6), 4.69～4.76 (m, 1H, H-3), 3.60～3.62 (m, 2H),2.37～2.38 (m, 5H), 1.95～2.02 (m, 2H), 1.80～1.88 (m, 3H),1.66～1.69 (m, 1H), 1.43～1.58 (m, 7H), 1.22～1.36 (m, 5H),1.05～1.16 (m, 6H), 0.97～1.02 (m, 5H), 0.90～0.91 (m, 3H),0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]: C38H55NO3Na([M + Na]+), 理论值：596.407 4；测定值：596.407 4.

3-邻硝基苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (In):Rf= 0.40 (V(PE) :V(EA) = 3 : 1)，白色固体，产率 13%，m.p.142～144oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 950, 2 899, 1 744, 1 531, 1 347,1 208, 1 015, 851, 740;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ: 8.44 (s,1H, Ph-H), 8.29 (d,J= 8.0 Hz, 1H, Ph-H), 8.10 (d,J= 8.0 Hz,1H, Ph-H), 7.63 (t,J= 8.0 Hz, 1H, Ph-H), 5.38 (s, 1H), 5.23(dd,J= 10.5 Hz,J= 8.0 Hz, 1H, H-6), 4.70～4.76 (m, 1H,H-3), 3.62～3.72 (m, 2H), 2.35～2.43 (m, 2H), 1.79～2.02 (m,5H), 1.65～1.72 (m, 1H), 1.41～1.60 (m, 7H), 1.19～1.38 (m,5H), 1.06～1.16 (m, 6H), 0.98～1.03 (m, 5H), 0.90～0.92 (m,3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]:C37H52N2O5Na ([M + H]+), 理论值：605.395 4；测定值：605.420 3.

3-间硝基苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Io):Rf= 0.43 (V(PE) :V(EA) = 3 : 1)，白色固体，产率 31%，m.p. 138～140oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 950, 2 898, 1 742, 1 533,1 349, 1 210, 908, 730;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.44～8.45 (m, 1H, Ph-H), 8.28～8.30 (m, 1H, Ph-H), 8.10～8.11(m, 1H, Ph-H), 7.60～7.64 (m, 1H, Ph-H), 5.38～5.39 (m, 1H),5.25 (dd,J= 11.2 Hz,J= 7.6 Hz, 1H, H-6), 4.69～4.77 (m, 1H,H-3), 3.62～3.74 (m, 2H), 2.34～2.44 (m, 2H), 1.78～2.03 (m,5H), 1.67～1.73 (m, 1H), 1.43～1.56 (m, 8H), 1.24～1.37 (m,4H), 1.07～1.19 (m, 6H), 0.96～1.03 (m, 5H), 0.90～0.92 (m,3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]:C37H52N2O5Na ([M + Na]+), 理论值：627.376 8；测定值：627.376 0.

3-对硝基苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ip):Rf= 0.38 (V(PE) :V(EA) = 3 : 1)，白色固体，产率 16%，m.p. 156～158oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 947, 2 900, 1 741, 1 520,1 345, 1 209, 1 008, 902, 851;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.29 (d,J= 8.8 Hz, 2H, Ph-H), 7.86 (d,J= 8.8 Hz, 2H, Ph-H),5.38～5.39 (m, 1H), 5.25 (dd,J= 11.2 Hz,J= 7.6 Hz, 1H, H-6), 4.69～4.77 (m, 1H, H-3), 3.59～3.72 (m, 2H), 2.33～2.44 (m,2H), 1.78～2.03 (m, 5H), 1.64～1.74 (m, 1H), 1.46～1.57 (m,8H), 1.24～1.37 (m, 4H), 1.07～1.19 (m, 6H), 0.95～1.02 (m,5H), 0.91～0.92 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H).HRMS [ESI]: C37H52N2O5Na ([M + Na]+), 理论值：627.376 8；测定值：627.376 4.

3-(3,4 二氯) 苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Iq):Rf= 0.43 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 32%，m.p. 115～117oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 943, 1 740, 1 466,1 372, 1 209, 1 018, 900;1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ: 7.74(s, 1H, Ph-H), 7.48～7.54 (m, 1H, Ph-H), 5.38 (s, 1H), 5.18 (t,J= 9.0 Hz, 1H, H-6), 4.70～4.74 (m, 1H, H-3), 3.49～3.62 (m,2H), 2.37～2.42 (m, 2H), 1.82～2.02 (m, 5H), 1.63～1.71 (m,1H), 1.44～1.54 (m, 7H), 1.25～1.37 (m, 4H), 1.08～1.16 (m,7H), 1.00～1.02 (m, 5H), 0.90～0.91 (m, 3H), 0.85～0.86 (m,6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]: C37H51Cl2NO3Na ([M + Na]+),理论值：650.313 8；测定值：650.311 3.

3-(2,4 二氯) 苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Ir):Rf= 0.39 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 27%，m.p. 120～122oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 939, 1 746, 1 469,1 375, 1 207, 1 029, 898;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 7.64(d,J= 6.4 Hz, 1H, Ph-H), 7.45 (s, 1H, Ph-H), 7.30 (s, 1H, Ph-H), 5.39 (s, 1H), 5.17 (dd,J= 8.0 Hz,J= 6.0 Hz, 1H, H-6),4.70～4.74 (m, 1H, H-3), 3.70～3.81 (m, 2H), 2.37～2.42 (m,2H), 1.82～2.02 (m, 5H), 1.64～1.71 (m, 1H), 1.44～1.54 (m,8H), 1.25～1.34 (m, 4H), 1.08～1.16 (m, 6H), 0.98～1.02 (m,5H), 0.91～0.92 (m, 3H), 0.86～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H).HRMS [ESI]: C37H51Cl2NO3Na ([M + Na]+), 理论值：650.313 8；测定值：650.312 0.

3-间甲基苯基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (Is):Rf= 0.39 (V(PE) :V(EA) = 12 : 1)，白色固体，产率 35%，m.p. 154～156oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 947, 1 739, 1 457,1 370, 1 199, 1 009, 898;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 7.52(s, 1H, Ph-H), 7.46 (d,J= 5.6 Hz, 1H, Ph-H), 7.28～7.31 (m,1H, Ph-H), 7.23～7.25 (m, 1H, Ph-H), 5.37～5.38 (m, 1H), 5.15(dd,J= 8.0 Hz,J= 6.8 Hz, 1H, H-6), 4.68～4.75 (m, 1H, H-3),3.57～3.64 (m, 2H), 2.33～2.40 (m, 5H), 1.79～2.02 (m, 5H),1.62～1.72 (m, 1H), 1.43～1.55 (m, 7H), 1.24～1.39 (m, 4H),1.04～1.22 (m, 7H), 0.96～1.02 (m, 5H), 0.90～0.91 (m, 3H),0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H). HRMS [ESI]: C38H55NO3Na([M + Na]+), 理论值：596.407 4；测定值：596.404 3.

3-(1-萘基)-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯 (It):Rf=0.40 (V(PE) :V(EA) = 5:1)，白色固体，产率 28%，m.p.180～182oC。IR (KBr),ν/cm-1: 2 948, 1 724, 1 428, 1 285, 1 141,997;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.97 (d,J= 8.8 Hz, 1H),7.93 (dd,J= 14.0 Hz,J= 8.0 Hz, 2H), 7.47～7.63 (m, 4H),5.38～5.39 (m, 1H), 5.19 (dd,J= 9.6 Hz,J= 8.4 Hz, 1H, H-6),4.71～4.79 (m, 1H, H-3), 3.80～3.89 (m, 2H), 2.36～2.46 (m,2H), 1.78～2.03 (m, 5H), 1.65～1.71 (m, 1H), 1.43～1.57 (m,7H), 1.24～1.35 (m, 4H), 1.05～1.19 (m, 7H), 0.96～1.03 (m,5H), 0.90～0.92 (m, 3H), 0.85～0.87 (m, 6H), 0.67 (s, 3H).HRMS [ESI]: C41H55NO3Na ([M + Na]+), 理论值：632.407 4；测定值：632.404 1.

2.2 杀虫活性

2.2.1 对小菜蛾幼虫的杀虫活性 如表1 所示，在1 mg/mL 质量浓度下，除化合物Io (R = 3-NO2Ph)外，其余化合物对3 龄小菜蛾幼虫的48 h 致死率均高于母体。其中，化合物Ia、Ic、Ie、Ij、Ip、It 的48 h 致死率为45.4%～52.2%，是母体 (48 h 致死率：20.4%) 的2.2～2.6 倍，尤其是化合物Ie(R = 3-BrPh) 表现出较好的杀小菜蛾活性，死亡率为52.2%；化合物Ia、Ic、Ie、Ij、Ip、It 在24 h和48 h 的致死率均高于含类胡椒酸片段的胆固醇肟酯类衍生物[25]。

表1 化合物1、2 和Ia～It 在1 mg/mL 下对小菜蛾幼虫的杀虫活性Table 1 Insecticidal activity of compounds 1, 2 and Ia-It against the larvae of P. xylostella at 1 mg/mL

在胆固醇C-3 位引入丙烯酰基得到化合物2，与母体相比，其48 h 致死率变化不大；但从末端双键 (化合物2) 转化为异噁唑啉片段后，所得衍生物 (除Io) 的48 h 杀虫活性均高于化合物2。在苯环上引入吸电子基团-CF3可以提高杀虫活性 (Ij的48 h 致死率为45.4%)；在苯环间位引入溴原子能得到比在对位或邻位引入溴原子杀虫活性更高的化合物 (Ie Vs. Id 和Il)；在苯环对位或邻位引入氯原子能得到比在间位引入氯原子杀虫活性更高的化合物 (Ia 和Ic Vs. Ib)；与在苯环上引入一个氯原子相比，引入两个氯原子后所得化合物的杀虫活性有所下降 (Ia-Ic Vs. Iq 和Ir)；当R 为萘环(It) 时能得到比苯环 (Ii) 杀虫活性更高的化合物。

LC50值测定结果 (表2) 表明，化合物Ie 对小菜蛾幼虫的48 h LC50值为0.940 mg/mL，是化合物1 (LC50值 2.566 mg/mL) 的2.7 倍。

表2 化合物1、Ie 和高效氯氰菊酯对小菜蛾幼虫的48 h LC50 值Table 2 LC50 values at 48 h of compounds 1, Ie and β-cypermethrin against the larvae of P. xylostella

2.2.2 对苹果黄蚜无翅成蚜的杀虫活性 如表3所示，在0.04 μg/头剂量下，所有衍生物对苹果黄蚜的48 h 致死率均高于母体化合物，其中中间体2 的48 h 致死率为28.7%，经关环后所得衍生物的48 h 致死率为29.9%～48.8%，表明异噁唑啉片段的引入有利于提高对苹果黄蚜的杀虫活性。其中化合物Ia、If、Ig、Ij、Io 对苹果黄蚜的48 h致死率为40.2%～48.8%，表现出较好的杀蚜虫活性；尤其是化合物Ig (R = 3-FPh) 和Ij (R = 4-CF3Ph) 的杀蚜虫活性最好，48 h 致死率均为48.8%，是母体的3.5 倍。

表3 化合物1、2 和Ia～Ip 在0.04 μg/头剂量下对苹果黄蚜的杀虫活性Table 3 Aphicidal activity of compounds 1, 2 and Ia-Ip against A. citricola at 0.04 μg/nymph

衍生物的杀蚜虫活性与其在苯环上的取代基及位置相关：化合物Ii 对苹果黄蚜的48 h 致死率为37.5%，在其苯环的对位上引入供电子基团 (如甲基或甲氧基) 所得衍生物的活性均下降；在其苯环的间位上引入硝基所得衍生物的活性有所提高，而在其苯环的对或邻位上引入硝基所得衍生物的活性均降低 (Io Vs. In 和Ip)。就在Ii 的苯环上引入卤素原子而言，引入溴原子后所得衍生物的活性都下降 (Ii Vs. Id、Ie 和Il)，只有在对位引入氯原子所得衍生物的活性有所提高，在对或间位引入氟原子所得衍生物的活性有所提高。另外，在Ii 的苯环对位上引入三氟甲基有利于杀蚜虫活性的提高。

LD50值测定结果 (表4) 表明，化合物If、Ig和Ij 对苹果黄蚜的48 h LD50值分别为0.045、0.042和0.041 μg/头，是母体化合物 (LD50值 0.228 μg/头)的5.1～5.6 倍。

表4 部分化合物对苹果黄蚜48 h 的毒力回归分析Table 4 Toxicity regression analysis of some compounds against A. citricola at 48 h

3 结论

本研究以胆固醇为先导化合物，通过1,3 偶极环加成反应合成了20 个3-芳基-4,5-二氢异噁唑-5-甲酸胆固醇酯类衍生物Ia～It。化合物Ie 具有较好的杀小菜蛾活性，是母体胆固醇的2.7 倍；化合物If、Ig 与Ij 具有较好的杀蚜虫活性，是胆固醇的5.1～5.6 倍。构效关系初步表明，在胆固醇C-3 位引入末端双键可提高杀虫活性；在衍生物Ii 苯环的间位引入溴原子可提高对小菜蛾的杀虫活性；在衍生物Ii 苯环的对位或间位引入氟原子、或者在对位引入三氟甲基可提高对苹果黄蚜的杀虫活性。这4 个衍生物今后可作为先导化合物进行进一步结构优化研究其杀虫活性。