维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第27卷 第9期,1l30~1136 有机化学 Chinese Journal of Organic Chemistry V0I.27.2007 NO.9.1l30~ll6 ・研究论文・ 取代-6-(3一氯-4-氨甲基-2-氧吡咯烷一1-基)一7-氟-3,4-二氢-2 1,4-苯并 嗯嗪.3.酮衍生物的合成与生物活性研究 庞怀林 阳 海 尹笃林 雷满香6 黄明智6 毛春晖6 李文安 (“湖南师范大学化学化工学院( 湖南化工研究院长沙410081) 长沙410007) 摘要采用生物活性基团拼接的分子设计方法,将活性基团2.氧吡咯烷引入到2H-[1,4】苯并嗯嗪一3(4H)-酮分子结构的 苯环上,设计并合成了16个未见文献报道的Ⅳ_取代一6.(3.氯.4一氯甲基.2.氧吡咯烷一1一基).7.氟-3,4一二氢一2H-1,4一苯并嗯 嗪.3.酮衍生物6a ̄6p,其结构经IR, H NMR,LC/MS和元素分析确证.初步的生物活性测试结果表明,部分化合物具 有较高的除草和杀虫活性,如6c ̄6f等化合物在用量为150 gmm 时对苘麻(Abutilon theophrasti)、刺苋(Amaranthus spinosus)和藜(Chenopodium album L)等阔叶杂草具有90%以上的抑制率,6l和6o在500 mg/L浓度下对蚕豆蚜(Aphis fabae)具有90%以上的致死率,个别化合物还兼具除草及杀虫活性. 关键词3,4一二氢.2H-[1,41苯并嗯嗪一3.酮;2-氧吡咯烷;合成;除草活性;杀虫活性 Synthesis and Biological Activity of AIkyl-6-(3-chloro-4-chloro- methyl-2-oxopyrrolidin-1-yI)-7-fluoro一3,4-dihydro一2H-1,4- benzoxazin..3..one Derivatives PANG,Huai—Lin , YANG,Hai YIN,Du.Lin木' LEIMan.Xiang ,HUANG,Ming.Zhi MAO,Chun.Hui LI,Wen—An a College ofChemistry and Chemical Engineering,Hunan Normal University,Changsha 410081) (bHunan Research Institute ofChemical Industy,Changsrha 410007) Abstract In order to find novel pesticides with high activities,lOW toxicities and lOW residues,sixteen novel Noalkyl一6一(3一chloro一4一chloromethyl一2一oxopyrrolidin一1一y1)一7一luorfo一3,4一dihydro一2/-/-1,4-benzoxazin一 3-one derivatives 6a ̄6p were designed and synthesized.Their structures were confirmed by IR, H NMR, LC/MS spectra and elemental analysis.The results of preliminary bioassay indicated that some title com— pounds exhibited obvious biological activities,for example,compounds 6c ̄6f showed more than 90%her— bicidal activities against Abutilon theophrasti,Amaranthus spinosus and Chenopodium album L.at 150 g/hm ,and compounds 61 nd a60 exhibited more than 90%insecticidal activities against Aphis fabae at 500 mg/L.It was also revealed hatt compounds 6d and 6e exhibited not only good herbicidal activities but also excellent insecticidal activities. Keywords 3,4一ihydro一d2H-1,4一benzoxazin一3一one;2一oxopyrrolidine;synthesis;herbicidal activity;insecti— cidal activity E—mail:yindulin1957@hotmail.corn Received November 21,2006;revised March 5,2007;accepted April 5,2007. 国家自然科学基金(No.20572019)、国家“十一五”科技支撑计划(No.2006BAE01A01—4)和湖南省自然科学基金(No.06JJ20054)资助项目 维普资讯 http://www.cqvip.com No.9 庞怀林等:Ⅳ-(取代).6.(3.氯.4.氯甲基一2.氧吡咯烷.1.基).7一氟一3,4一二氢一2H-1,4一苯…… 1131 含氮含氟杂环是新农药发展的主流方向,也是新农 药C,J ̄U研究的热点之一【l 】.2H-[1,4】苯并嗯嗪.3(4H).酮 类衍生物,因其具有广泛的生物活性和较低的毒性,已 初步的生物活性测试结果表明部分化合物对苘麻、刺 苋、藜等阔叶杂草具有较高的除草活性,部分化合物对 蚕豆蚜等具有较高的杀虫活性,个别化合物还兼具除草 及杀虫活性.标题化合物的合成路线见Scheme 1. 受到医药及农药研究者的关注.近年来不断有文献报道 该类衍生物具有较高杀虫【 、杀 , 、除草  ̄9 等活性, 并开发出了具有较高除草活性的原卟啉氧化酶抑制剂 丙炔氟草胺(lfumioxazin)SW噻二唑草胺(thidiazimin)等. 构效关系研究显示,该类化合物分子结构中苯环上的取 代基对活性的影响至关重要. 丙炔氟草胺可防治大豆、玉米田阔叶杂草,已在许 1 实验部份 1.1 合成实验 熔点经WRS.1型数字熔点仪(未校正)测定; ‘H NMR采用Varian INOVA.300型核磁共振仪测定(300 MHz,CDC13为溶剂,TMS为内标);IR采用PE System 2000 FTIR型红外光谱仪(溴化钾压片或液膜法)测定; 液一质采用Agilent 1 100 Series LC/MSD(四级杆)测定; 元素分析采用PE.240011型元素分析仪测定.中间体7. 氟.6.硝基.2H-[1,4】苯并嗯嗪.3(4H)一酮(1)参考文献【13】 合成:所用试剂均为市售分析纯或化学纯,使用前经常 规处理. 多国家登记使用,具有除草效果好、用药量低等优点, 但使用方式较单一,仅可芽前土壤处理,如采用芽后茎 叶处理则易产生药害[1o,ll】.2.氧吡咯烷也是具有较高生 物活性的基团,以其为活性基团开发了旱田除草剂氟咯 草酮(fluorochloridon),它可以采用芽前土壤处理或芽后 茎叶处理防治冬小麦、棉花、向日葵、胡萝卜等作物田 的阔叶杂草,具有处理方式灵活,安全性高等特点,但 用药量较大【l引. 1.1.1 中间体2的合成(以2a为例) 将6.36 g(30 mmo1)la,5.52 g(40 mmo1)K2CO3和 60mLDMF加入到100mL反应瓶中,常温搅拌10min, 为了寻找使用方式灵活、安全性高、用药量低的新 型除草剂,本文运用生物活性基团拼接的分子设计方 法,以丙炔氟草胺为结构先导,将活性基团2.氧吡咯烷 缓慢滴加3.93 g(33 etroo1)3.溴丙炔,滴加完毕,搅拌过 夜.将反应物倒入200 mL水中,搅拌,析出沉淀.过滤, 滤出物用30 mL去离子水洗涤,干燥,得黄色固体6.92 g,m.P.108.4~109.1℃,收率92-3%. 引入到2H-1,4.苯并嗯嗪.3(4H).酮分子结构的苯环上, 设计并合成了l6个Ⅳ.取代.6.(3.氯.4.氯甲基.2.氧吡咯 烷.1.基).7.氟一3,4.二氢.2H-1,4.苯并嗯嗪.3.酮衍生物, 化合物的结构经IR, H NMR,LC/MS及元素分析确证. R 1 。RO 、、N,\,/、NOH 1a一1C US ,, R3X/K2COJDMF ‘ :。 一 RI\/:H \\ CI2CHCOC O  ̄%/FN~O 0 。。 0 c- 维普资讯 http://www.cqvip.com 1132 有机化学 V01.27.2007 1.1.2中间体3的合成(以3a为例) 将6.00 g(24 mmo1)2a,60 mL冰醋酸加入到100 mL三口瓶中,升温至60℃,分批加入4.o0 g铁粉,然 后于60℃下搅拌反应3 h.反应完毕,趁热过滤,滤渣 用30 mL醋酸洗涤,合并入滤液中,倒入100 mL冰水 中,析出土黄色沉淀.过滤,滤出物用30 mL去离子水 洗涤,干燥,得土黄色固体4.50 g,m.P.183.3~185.1 ℃,收率85-3%. 1.1.3中间体4的合成(以4a为例) 在100 mL三口瓶中加入4.40 g(20 mmo1)3a,4.14 g (30 mmo1)K2CO3,60 mL THF,室温搅拌10 min,缓慢 滴加4.43 g(30 mmo1) ̄氯乙酰氯,滴加完毕,室温搅拌 1 h.将反应液倒入120mL冰水中,析出固体,过滤,滤 出物用30 mL去离子水洗涤,干燥,再用20 mL无水乙 醇重结晶,得到白色固体6.03 g,m.P.138.0~138.3℃, 收率91.1%. 1.1.4中间体5的合成(以5a为例) 在100 mL的三口瓶中,加入4.97 g(15 mmo1)中间 体4a,2.48 g(18 mmo1)K2CO3,40 mL THF,室温搅拌10 min,缓慢滴加2.18 g(18 mmo1)烯丙基溴,室温搅拌过 夜.将反应液倒入100 mL冰水中,析出固体,过滤,滤 出物用30 mL去离子水洗涤,干燥,再用30 mL 70%的 乙醇重结晶,得白色固体4.99 g,m.P.148.6~149.1℃, 收率89.6%. 1.1.5标题化合物的合成(以化合物6a为例) 在100 mL反应瓶中加入3.71 g(10 mmo1)中间体 5a,0.20 g(2 mmo1)新制的CuC1,0.23 g(2 mmo1)四甲 基二乙胺(TEMED),30 mL乙腈,升温至回流温度,搅 拌反应5 h.反应完毕,冷却,将反应液倒入100 mL冰 水中,得褐色油状物,用稀盐酸调节pH=5~6,乙酸乙 酯(50 mL×3)萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,减压脱 除乙酸乙酯,得到粗产品,经减压柱层析[硅胶H 200 300目, 石油醚): 乙酸乙酯)=5:1】得到标题化合 物6a. 目标化合物6a ̄6p的物理性质,收率及 H NMR, IR,LC/MS和元素分析等数据如下: 6a:浅褐色固体,收率78.2%,m.P.221.5~223.1 ℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :2.25(s,1H,CH2C三 CH),2.72~2.74(m,1H,CH2CHCH2C1),3.92~3.93(m, 2H,CH2CHCH2C1),4.01~4.09(m,2H,CH2CHCH2C1), 4.71~4.73(d,,=5.4 Hz,1H,COCHC1),5.41(s,2H, CH2C ̄CH),5.82(s,2H,OCH2CO),6.85(d,J=9.6 Hz, 1 H,o—F—Ar-H),6.96(d,J=6.6 Hz,1 H,m—F—Ar—H);IR (KBr)v:1703,1688(C=0)cm_。;LC/MS(Positive ion) m/z:371[M+1】十.Ana1.calcd for C16H13C12FN2O3:C 51.77,H 3.53,N 7.55;found C 51.68,H 3.53,N 7.52. 6b:褐色固体,收率74.8%,m.P.253.2~254.4℃: H NMR(CDC13,300 MHz) :0.94(t,J=6.0 Hz,3H, CH2CH2CH3),1_38~1.43(m,2H,CH2CH2CH3),3.03~ 3.06(m,1H,CH2CHCH2C1),3_38~3.40(m,2H,CH2一 CH2CH3),3.70~3.88(m,2H,CH2CHCH2C1),3.92~3.95 (m,2H,CH2CHCH2C1),3.96(d,J=7.8 Hz,1H,COCH— C1),4.56(s,2H,OCH2C0),6.82(d,,=10.8 Hz,1H, o—F—Ar—H),7.08(d,J=7.2 Hz,1H,m—F—Ar-H);IR(KBr) v:1722,1696(C=0)cm ;LC,MS(Positive ion)m/z: 375[M+1】十.Ana1.calcd for C16H17C12FN203:C 51.22, H 4.57,N 7.47;found C 51-38.H 4.55,N 7.45. 6c:褐色固体,收率44.1%,m.P.263.4~265.3℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :0.98(t,J=7.8 Hz,3H, CH2CH2CH2CH3),1.69~1.7O(m,2H,CH2CH2CH2CH3), 2.17~2.19(m,2H,CH2CH2CH2CH3),3.26~3.28(m,1H, CH2CHCH2C1),3.81~3.84(m,2H,CH2CHCH2C1),3.85~ 3.86(m,2H,CH2CHCH2C1),3.89~3.91(m,2H,CH2一 CH2CH2CH3),4.53(d,,=8.4 Hz,1H,COCHC1),4.62(s, 2H,OCH2C0),6.83(d,.,=10.5 Hz,1H,o—F—Ar-H),7.08 (d,J=7.2 Hz,1H,m—F—Ar-H);IR(KBr)v:1713,1688 (C=0)cm-1;Lc/Ms(Positive ion)m/z:389[M+1】+. Ana1.calcd for C17H19C12FN203:C 52.46,H 4.92,N 7.20; found C 52_36.H 4.91.N 7.23. 6d:褐色粘稠状物质,收率84.4%, H NMR(cDc13. 300 MHz) :2.68~2.70(m,1H,CH2CHCH2C1),3.77~ 3.80(m,2H,CH2CHCH2C1),3.83~3.92(m,2H,CH2一 CHCH2C1),4.12~4.15(m,2H,CH2CH=CH2),4.48~ 4.51(m,2H,CH2CH=CH2),4.70(d,J=6.0 Hz,1H, COCHC1),5.08(s,2H,0CH2C0),5.17~5.20(m,1H, CH2CH=CH2),6.85(d,,=10.8 Hz,1H,o—F—Ar-H),7.03 (d,J=6.3 Hz,1H,m—F—Ar—H);IR(KBr)v:17 10,1699 C=0)cm;Lc/MS(Positive ion)m/z:373【M+1】+. Ana1.calcd for C16H15C12FN2O3:C 5 1.49,H 4.05,N 7.5 1; ofund C 51_35.H 4.04.N 7.53. 6e:灰褐色固体,收率69.2%,m.P.247_4~249.1 ℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :1-41(t,J=4.8 Hz,3H, OCH2CH3),2.98~3.05(m,1H,CH2CHCH2C1),3.54~ 3.57(m,2H,CH2CHCH2C1),3.91~3.93(m,2H,CH2一 CHCH2C1),3.98~4.01(m,2H,OCH2CH3),4.13(d,,= 4.2 Hz,1H,COCHC1),4.69(s,2H,NCH2CO),5.02(s,2H, OCH2CO),6.79(d,,=10.8 Hz,1H,o-F—Ar—H),6.84(d, J=6.3 Hz,1H,m—F—Ar.H);IR(KBr)v:1727,1658(C= 0)cm ;LC/MS(Positive ion)m/z:419[M+1】+.Ana1. calcd for Cl7HI7C12FN205:C 48.70,H 4.09,N 6.68;found 维普资讯 http://www.cqvip.com No.9 庞怀林等:Ⅳ_(取代).6-(3-氯-4-氯甲基.2.氧吡咯烷.1.基).7.氟-3,4.二氢.2H-1,4.苯…… 1 133 C48.65,H4.07,N 6t67. v:1715,1698(C=0)cm_。;LC/MS(Positive ion)m/z: 6f:深褐色固体,收率69.3%,m.P.176.3~177.2 ℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :3.06~3.12(m,1H, CHzCHCHaC1),3.84~3.86(m,2H,CH2CHCH2C1),3.92~ 3.98(m,2H,CHzCHCHzC1),4.56(d, =8.7 Hz,1H, COCHC1),4.68(s,2H,CHzCN),5.02(s,2H,OCHzC0), 6.91(d, :10.8 Hz,1H,o—F—Ar—H),7.17(d,J=7.2 Hz, 1H,m—F—Ar—H);IR(KBr)v:1701,1696(C=0)cm-1; 387[M+1]十.Ana1.calcd orf C17H17C12FN203:C 52.73,H 4.42,N 7.23;found C 52.89,H 4.40,N 7.20. 6j:褐色粘稠状物质,收率80.1%. H NMR(CDC13, 300 MHz) :1.32(t,J---6.3 Hz,3H,OCH2CH3),1.61(d, J=7.8 Hz,3H,0CHCH3),3.01~3.04(m,1H,CH2CH— CH2C1),3.71~3.74(m,2H,CH2CHCH2C1),3.87~395 (m,2H,CH2CHCH2C1),4.28~4.30(m,2H,OCH2CH3), 4.57(s,2H,NCH2C0),4.73(d,J=6.0 Hz,1H,COCHC1), LC/MS(Positive ion)m/z:372[M+1]十.Ana1.calcd for C15HlzC|zFN303:C 48.41,H 3.25,N 11.29;found C 48.31, H 3.24.N 11.28. 6g:白色固体,收率62.4%,m.P.132.1~132.4℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :0.98(t,J=6.0 Hz,3H, CH2CH2CH3),1.54(d,J=7.8 Hz,3H,0CHCH3),1.64~ 1.72(m,2H,CHzCH2CH3),2.80~2.83(m,1H,CH2CH— CHzC1),3.03~3.05(q,J=7.2 Hz,1H,OCHCH3),3.78~ 3.80(m,2H,CH2CH2CH3),3.85~3.88(m,2H,CH2CH— CH2C1),3.89~3.95(m,2H,CH2CHCH2C1),4.55(d, = 10.7 Hz,1H,COCHC1),6.82(d, =10.2 Hz,1H,o.F-Ar. H),7.07(d,J=7.2 Hz,1H,m—F-Ar—H);IR(KBr)v:1715, 1699(C=O)cm ;LC/MS(Positive ion)m/z:389[M+ 1r.Ana1.calcd for C17H19C12FN203:C 52.46,H 4.92,N 7.20;found C 52.50,H 4.93,N 7.17. 6h:浅褐色固体,收率51.4%,m.P.134.4~135.3 ℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :0.98(t, :7.2 Hz,3H, CH2CH2CH2CH3),1.34~1.43(m,2H,CH2CH2CH2CH3), 1.56(d, :8.1 Hz,3H,0CHCH3),1.57~1.65(m,2H, CH2CH2CH2CH3),2.60~2.65(m,1 H,CH2CHCHzC1), 3.03~3.06(q,J=8.1 Hz,1H,OCHCH3),3.80~3.82(m, 2H,CH2CH2CH2CH3),3.85~3.89(m,2H,CHzCHCH2一 C1),3.89~3.98(m,2H,CH2CHCH2C1),4.56(d, =8.1 Hz,1H,COCHC1),6.84(d, =10.8 Hz,1H,o—F—Ar—H), 6.95(d,J=7.2 Hz,1H,m—F-Ar—H);IR(KBr)v:1725, 1715(C=0)cm ;LC/MS(Positive’ion)m/z:403[M+ 1]十.Ana1.calcd ofr C18H21CI2FN203:C 53.61,H 5.25,N 6.95:found C 53.59,H 5.23,N 6.93. 6i:灰白色固体,收率76.3%,m.P.114.1~116.2 ℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :1.61(d,J=7.8 Hz,3H, OCHCH3),2.52~2.55(m,1H,CHzCHCHzC1),3.044 3.05(q, =8.1 Hz,1H,0CHCH3),3.77~3.80(m,2H, CHzCHCH2C1),3.83~3.92(m,2H,CH2CHCH2C1), 4.45~4.54(m,2H,CH2CH=CI-I2),4.60~4.63(m,2H, CH2CH=CH2),4.70(d,J=6.9 Hz,1H,COCHC1),5.17~ 5.27(m,1H,CH2CH=CH2),6.85(d, =10.8 Hz,1H, o—F—Ar—H),6.98(d, =6.3 Hz,1H,m—F—Ar—H);IR(KBr) 5_30~5.34(q,J=7.8 Hz,1H,0CHCH3),6.83(d, =10.2 Hz,1H,o—F—Ar—H),7.03(d,J=6.9 Hz,1H,m—F—Ar—H);IR (KBr)v:1722,1695(C=0)cm ;LC/MS(Positive ion) m/z:433[M+1]十.Ana1.calcd for C18H19C12FN205:C 49.90,H 4.42,N 6.47;found C 49.98,H 4.40,N 6.49. 6k:浅褐色固体,收率69.3%,m.P.122.1~123.1 ℃; H NMR(CDC13.300 MHz) :1.61(d, =8.1 Hz,3H, OCHCH3),4.07~4.12(m,1H,CHzCHCHzC1),4.53(d, J=6.2 Hz,1H,COCHC1),4.66~4.73(m,2H,CH2CH— CH2C1),4.98~5.05(m,2H,CH2CHCHzC1),5.20~5.23 (q,J=8.1 Hz,1H,OCHCH3),5.80(s,2H,CHzCN),6.93 (d, =10.8 Hz,1H,o—F—Ar—H),6.96(d,J=7.2 Hz,1H, m—F—Ar—H);IR(KBr)v:1711,1698(C=0)cm-。;LC/MS (Positive ion)m/z:386[M+1r.Ana1.calcd for C16H14- CI2FN3O3:C 49.76,H 3.65,N 10.88;found C 49.83,H 3.66.N 10.86. 61:白色晶体,收率45.3%,m.P.101.2~103.0℃; H NMR(CDC13,300 MHz) :0.98(t,J=7.2 Hz,3H, CH2CH2CH3),1.50(s,6H,C(CH3)2),1.62~1.69(m,2H, CH2CH2CH3),3.01~3.07(m,1H,CHzCHCHzC1),3.85~ 3.85(m,2H,CHzCHCH2C1),3.87~3.91(m,2H,CH2CH— CHzC1),3.94~3.97(m,2H,CH2CH2CH3),4.53(d,J=8.4 Hz,1H,C0CHC1),6.79(d, :10.8 Hz,1H,o—F—Ar—H), 6.84(d,J=6.6 Hz,1H,m-F-Ar—H);IR(KBr)v:1712, 1655(C=0)cm_。;LC/MS(Positive ion)m/z:403[M+ 1r;Ana1.calcd for C18H21C12FN203:C 53.61,H 5.25,N 6.95;found C 53.68,H 5.24,N 6.97. 6m:浅褐色粘稠状物质,收率67.9%, H NMR (CDC13,300 MHz) :0.98(t,J--7.2 Hz,3H,CH2CH2CH2一 CH3),1.21~1.25(m,2H,CH2CH2CI-I2CH3),1.46[s,6H, C(CH3)2],1.64~1.67(m,2H,CH2CH2CH2CH3),3.01~ 3.07(m,1H,CH2CHCH2C1),3.68~3.70(m,2H,CH2CH— CHzC1),3.79~3.84(m,2H,CH2CH2CH2CH3),3.93~ 3.96(m,2H,CH2CHCH2C1),4.52(d, =8.4 Hz,1H,C0一 CHC1),6.80(d, =10.2 Hz,1H,o-F—Ar—H),7.03(d, = 7.2 Hz,1H,m—F—Ar—H);IR(KBr)v:1698,1682(C:0) 维普资讯 http://www.cqvip.com ll34 有机化学 Vo1.27,2007 cm ;LC/MS(Positive ion)m/z:417[M+1r.Ana1.calcd for Cl9H23Cl2FN203:C 54.69,H 5.56,N 6.7 1;found C 54.73,H 5.54,N 6.70. 6n:褐色粘稠状物质,收率64.8%. H NMR (CDC13,300 MHz) :1.56(s,6H,C(CH3)2),3.03~3.06 (m,1H,CH2CHCH2C1),3.72~3.76(m,2H,CH2CH— CH2C1),3.96(d,J=7.8 Hz,1H,COCHC1),4.51~4.53 (m,2H,CH2CHCH2C1),4.65~4.67(m,2H,CH2CH= CH2),5.14~5.29(m,2H,CH2CH=CH2),5.81~5.89(m, 1H,CH2CH=CH2),6.81(d,,=10.8 Hz,1H,D—F-Ar—H), 7.03(d,J=7.2 Hz,1H,m—F-Ar—H);IR(KBr)y:1732, 1721(C:O)cm ;LC/MS(Positive ion)m/z:401【M+ 1】 .Ana1.calcd for C18H19CI2FN203:C 53.88,H 4.77,N 6.98;found C 53.90,H 4.75,N 6.95. 6o:褐色粘稠状物质,收率72.3%.。H NMR (CDC13,300 MHz) :1.30(t,J=4.8 Hz,3H,0CH2CH3), 1.56(s,6H,C(CH3)2),3.00~3.05(m,1H,CH2CHCH2C1), 3.67~3.72(m,2H,CH2CHCH2C1),3.81~3.86(m,2H, CH2CHCH2C1),3.87~3.94(m,2H,OCH2CH3),4.1 3(d, J=4.2 Hz,1H,COCHC1),4.69(s,2H,NCHECO),6.79(d, ,=10.8 Hz,1H,o—F-Ar.H),6.84(d,,=7.5 Hz,1H, m—F.Ar.H);IR(KBr)y:1719,1688(C=O)cm ;LC/MS (Posiitve ion)m/z:447[M+1r.Ana1.calcd for Cl9H2l— C12FN205:C 51.02,H 4.73,N 6.26;found C 51.04,H 4.72, N 6.23. 6p:淡黄色固体,收率68.6%,m.P.143.4~144.2 ℃;。H NMR(CDC13,300 MHz) :1.56(s,6H,C(CH3)2), 3.05~3.08(m,1H,CH2CHCH2C1),3.84~3.87(m,2H, CH2CHCH2C1),3.96~3.99(m,2H,CH2CHCH2C1),4.57 (d,J=8.4 Hz,1H,COCHC1),5.01(s,2H,CH2CN),6.88 (d,,:10.5 Hz,1H,o—F-Ar.H),7.15(d,J=6.6 Hz,1H, m-F-Ar—H);IR(KBr)y:1715,1698(C=O)cm ;LC/MS (Posiitve ion)m/z:400【M+1r.Ana1.calcd for C17HI6- ClzFN3O3:C 51.02,H 4.03,N 10.50;found C 51.05,H 4.02.N 10.46. 1-2生物活性测定 1.2.1除草活性测定 在截面积81 cm 的塑料盆钵中分别播种单子叶植 物马唐(Digimna sanguinalis,DS)、稗草(Echinochloa crus—galli,EC)、狗尾草(Sentaria viridis,SV),同时均匀 播种双子叶植物苘麻 butilon theophrasti,AT)、刺苋 (Amaranthus spinosus,AS)、藜(Chenopodium album L. CA)于另一盆钵中,覆盖0.5 cm的土层,、淋水后 置于温室培养.将化合物溶于少量有机溶剂DMF,加入 少量乳化剂吐温80,并用蒸馏水稀释至500 mg/L,药剂 处理量为有效成分150 g/hm .在单子叶植物1叶1心期 和双子叶4叶期进行茎叶处理,14 d后观察植株生长情 况.防效以植物株高抑制百分率表示,具体生测结果见 表1. 表1目标化合物6a ̄6p的除草活性“ Table 1 Data of herbicidal activities of compounds 6a ̄6p 英文字母代号表示除草活性(株高抑制率)等级:A级≥90%:B级89% 70%:C级69%~50%;D级<50%. 1.2.2杀虫活性测定 采用国家南方农药创制中心生物活性测定标准操 作程序(SOP)【1钔,测定了所合成目标化合物对粘虫 (Mythimna separate,MS)、蚕豆蚜(Aphisfabae,AF)(Potter 喷雾法)、稻黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps,NC)(浸渍植 株法)、棉红蜘蛛(Tetranychus urticae,Tu)(叶虫同浸法) 致死率.药液浓度为500 mg/L,杀虫活性测试结果见表2. 2结果与讨论 2.1 合成 中间体3的合成中,当取代基R3为饱和烷烃基团 时,可采用雷尼镍催化加氢,收率达95%以上,含量 98%以上(液相色谱外标法).当R 为不饱和烷烃基团(如 烯基、炔基)或腈基时,采用雷尼镍催化加氢还原硝基的 同时,易将烯、炔、腈基部份还原,选择性较差.对此本 文采用醋酸和铁粉体系还原,控制反应温度为60℃, 可选择性还原硝基而不影响烯、炔、腈等基团,能得到 较理想的收率和含量. 合成目标化合物时,分别尝试了二种反应体系:(1) 甲苯作溶剂,CuC1和二正丁胺作催化剂;(2)乙腈作溶剂, 维普资讯 http://www.cqvip.com No.9 庞怀林等:Ⅳ-(取代).6一(3一氯一4.氯甲基。2.氧吡咯烷。1一基)-7一氟-3,4一二氢一2H-1,4一苯…… 1 135 表2目标化合物6a ̄6p的杀虫活性 Table 2 Data of insecticidal activities of compounds 6a ̄6p 。英文代号表示杀虫活性(致死率)等级:A级≥90%;B级89%~70%;C级 69%~50%:D级<50%. CuC1和TEMED作催化剂.当R3为饱和烷烃基团时,采 用第(1)种体系,在温度低于80℃时转化率很低,在80 。C至回流温度之间反应,中问体5转化率较高,但目标 产物收率较低,只有40%左右;当 为不饱和烷烃基团 时,采用该体系目标产物的收率则很低.这主要是因为 用甲苯作溶剂时,中间体5在温度较低时溶解性较差, 反应难进行,温度高时溶解性有所提高,但含有不饱和 基团的产物在高温下稳定性差,造成收率低.采用第2 种反应体系,用乙腈作溶剂,中间体5的溶解性好,乙 腈的回流温度也是较理想的反应温度,TEMED的助催 化活性较二正丁胺更高,因此无论R 为何种类型的取 代基都能得到较理想的收率. 2.2 目标化合物的波谱分析 IR光谱中,在1655 ̄1727 cm 之间有两个羰基的 伸缩振动吸收.在6a ̄-..6p的 HNMR谱图数据中,苯并 嗯嗪环中苯环上的氢受到氟原子的影响,裂分成二重 峰,其偶合常数J{II*=9.6~10.8 Hz,J呲=6I3~7.5 Hz, 均在理论值范围内. 2.3生物活性及构效关系 除草活性测试结果显示,部分目标化合物具有较好 的芽后除草活性,如化合物6c ̄6f在150 g/hm 剂量下 芽后茎叶处理对苘麻、刺苋、藜等杂草显示出90%以上 的抑止率.苯并嗯嗪环上N原子上的取代基R 为吸电 子基团或体积较大的给电子基团时,化合物的除草活性 优于体积较小的给电子基团,如除草活性6e>6b,6c> 6b.而在苯并噫嗪环2位上引入甲基或二甲基时,对应 的化合物的除草活性降低,如化合物6i和6n的除草活 性低于6d和6i,60的除草活性低于6e. 杀虫活性测试结果显示,部分目标化合物表现出了 较好的杀虫活性,如化合物6d,6e,6l和60等,在500 mg/L浓度下对蚕豆蚜、棉红蜘蛛具有较高的至死率.苯 并嚯嗪环上N原子的取代基R 为吸电子基团时,杀虫 活性优于给电子基团,如化合物6d和6e的杀虫活性优 于6b和6c.而当化合物苯并嗯嗪环在2位引入甲基或 二甲基时,化合物的杀虫活性有进一步增强的趋势,如 化合物6l和60等在500 mg/L浓度下对蚜虫均表现出了 90%以上的抑制率. 生物活性测试结果还显示,个别化合物兼具杀虫、 除草活性,如化合物6d和6e等.对该系列化合物的进 一步的结构优化及构效关系研究还在进行之中. 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