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N-取代苯基-2-(4

2020-12-29 来源:易榕旅网
第38卷第2期 2011年3月 浙江大学学报(理学版) Journal of Zhejiang University(Science Edition) http://www.journals.zju.edu.cn/sci V0IM_38 No.2 ar.2Ol1 DOI:10.3785/i.issn.1008—9497.2011.02.016 N_取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基) 苄胺的合成和表征 陈一飞 ,张培志。,孙燕萍。,吴 军。 (1.嘉兴职业技术学院,浙江嘉兴314036;2.浙江科技学院生物与化学工程学院,浙江杭州310023 3.浙江大学化学系,浙江杭州310027) 摘要:以2一巯基苯甲酸、取代苯胺和2甲砜基一4,6一二甲氧基嘧啶为原料,经酰氯化、酰胺化、还原、亲核取代反应 合成了一系列N一取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺类化合物,经氢核磁共振光谱、红外光谱、质谱和元 素分析确证了它们的结构. 关键词:嘧啶;苄胺;酰胺;合成 文献标志码:A 文章编号:1008—9497(2011)02—194—05 中图分类号:O 622.6 CHEN Yi—fei ,ZHANG Pei—zhi ,SUN Yawping。,WU Jun。(1.Jiaxing Vocational and Technological College, Jiaxing 314036,Zhejiang Province,China;2.School of Biological and Chemical Engineering,Zhejiang Uni— versity of Science and Technology,Hangzhou 310023,China;3.Department of Chemistry,Zhejiang Universi— ty,Hangzhou 310027,China) Synthesis and characterization of N-substitutedphenyl‘2-(4,6-dimethoxypyrimidin-2一ylthio)benzylamines.Journal of Zhejiang University(Science Edition),2011,38(2):194—198 Abstract:A series of N—substitutedphenyl一2一(4,6-dimethoxypyrimidin一2~ylthio)benzylamines are synthesized via the chloroformylation of 2-mercaptobenzoic acid,followed by the amidation with the substituted anilines,reduction of amide and sequent nucleophilic substitution.These compounds are characterized by H NMR,IR,MS and elemental analyses. Key Words:pyrimidine;benzylamine;amide;synthesis 嘧啶是一类重要的生物活性物质,在杀虫、杀 菌、除草和植物生长调节等方面表现出优良的特 性__】].对于此类化合物的结构和生物活性的研究早 已引起人们的关注,其中一些含4,6一二甲氧基嘧啶 理,以硫替代氧,设计并合成了新型的N一取代苯基一 2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺化合物(3)(结构 式见图3),以探索其结构与除草活性的关系.本文 主要报道该类化合物的合成和相应的波谱数据,化 合物的合成路线见图4. H,cO\. 结构单元的化合物被开发成超高效除草剂,如磺酰 脲类除草剂四唑嘧磺隆_2]、苄嘧磺隆 ]、环丙嘧草 醚 等;嘧啶水杨酸类除草剂,如嘧草硫醚 ]、双草 醚[6]、嘧草醚L川、嘧啶肟草醚[。 和环脂草醚[ .4,6一 lI N ./0c l N 二甲氧基嘧啶苄胺类化合物是另一类具有超高效除 草活性的化合物,其中化合物(1、2)在国内实施了农 药登记(结构式见图l、2),成为具有自主知识产权 的油菜田除草剂,它们能有效地防除油菜田的一些 主要杂草,对油菜安全…1 “].基于生物电子等排原 图1化合物1的结构式 Fig.1 The structure o{compound 1 收稿日期:2010-07—1 9. 基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(Y407118;D3080282). 作者简介:陈一飞(1964),男,副教授,主要从事应用化学方面的教学和研究 第2期 陈一飞,等: 取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺的合成和表征 195 c 3 N Br 2 图2化合物2的结构式 Fig.2 The structure of compound 2 c 3 N H N R 3 图3化合物3的结构式 Fig.3 The structure of compound 3 1 实验部分 1.1仪器与试剂 熔点用x一4数字显微熔点仪测定,温度未校正; 红外光谱用NEXUS 470 FT—IR红外光谱仪测定, KBr压片;核磁共振谱用AVANCE DMX5OO型核 磁共振仪测定,CDCl。为溶剂,TMS为内标;质谱用 HP 5989 B型质谱仪测定;元素分析用CARL0 ERBA一1l1O元素分析仪测定. 实验所用试剂均为市售AR或CP试剂. 1.2化合物的合成 1.2.1 N一取代苯基一2一巯基苯甲酰胺(4)的合成 依次向250 mL三颈瓶中加入取代苯胺 (10 retoo1)、碳酸钾或氢化钠(12 too1)及20 mL四 氢呋喃,搅拌下滴加含2一巯基苯甲酰氯(10 mmo]) 的四氢呋喃溶液30 mI ,滴加完毕,在3O℃继续搅 拌反应一定时间.将反应混合物倒入100 mL水中, 用盐酸调pH值至4~5,静止,抽滤得固体,再依次 用少量乙醇和石油醚洗涤,体积分数为95 乙醇重 结晶,真空干燥后得N一取代苯基一2一巯基苯甲酰胺 (4),收率48.1 ~91.9 . 1.2.2 N一取代苯基一2一巯基苄胺(5)的合成 向100 mI 单颈瓶中加入氢化铝锂(12 mmo1) 及20 mI 无水四氢呋喃,在室温下滴加含N一取代 苯基一2一巯基苯甲酰胺(4)(4 retoo1)的四氢呋喃溶液 4O mL,滴加完毕,在3O℃继续搅拌反应一定时间. 在冰浴冷却下向反应瓶中滴加冰水直至反应液不再 有气泡产生,用盐酸调pH值至中性,继续搅拌l h, 静止,抽滤,滤液用乙酸乙酯萃取(50 mL×3),合并 有机层,有机层用饱和食盐水洗涤(50 mL×3),无 水MgSO 干燥,脱溶,得N一取代苯基一2一巯基苄胺 (5),收率5O.1 ~90.4 . 1.2.3 N一取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基) 苄胺(3)的合成 方法1:依次向100 mL单颈瓶中加入N一取代 苯基一2一巯基苄胺(5)(2 mmo1)、Nail(质量分数为 6O ,3 retoo1)、40 mL四氢呋喃,搅拌下将2一甲砜 基一4,6一二甲氧基嘧啶(2 mmo|)分批加入反应瓶,加 料完毕,继续在3O℃搅拌4 h.将反应混合物倒人 100 mL水中,水层用乙酸乙酯萃取(5O mL×3),有 机层用饱和食盐水洗至中性(50 mL×3),无水 MgSO 干燥,脱溶,体积分数为95%乙醇重结晶,得 N一取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺(3). 方法2:在100 mL单颈瓶中加入N一取代苯基一 2一巯基苄胺(5)(3 retoo1)、10 mL苯和10 mL DMF, 搅拌溶解,再加入KOH(3.6 mmo1),回流脱水5 h 后蒸出2~3 mL苯,冷却至40℃,再加5 mL DMF 及2一甲砜基一4,6一二甲氧基嘧啶(3 retoo1),在50℃ 继续搅拌反应1 h,将反应混合物倒入100 mL水 中,水层用乙酸乙酯萃取(5O mL×3),有机层用饱 和食盐水洗至中性(50 mL×3),无水MgSO 干燥, 脱溶,95 (体积分数)乙醇重结晶,得N一取代苯基一 2一(4,6-二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺(3). 苯基一2V(4,6-二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺 (3a):白色固体,收率65.3 ,m.P.112~l13℃; H NMR(CDCI3,500 MHz) :3.70(S,6H,OCH3), 4.50(S,2H,CH2),5.71(S,1 H,CH),6.51~7.65 (m,9H,Ar);IR(KBr) :3 347,3 043,2 947,2 914, 1 587,1 501,1 370 cm ;MS(70 eV) / ( ): 353(M ,51),354(24),261(20),182(100),180 (19),121(17),104(24),77(52);Ana1.calcd for Cl9H1 9N3()2S:C 64.57,H 5.42,N 11.89;found C 64.46,H 5.44,N 12.18. N一(2一溴苯基)一2一(4,6-二甲氧基一2一嘧啶硫基) 苄胺(3b):白色固体,收率82.8 ,m.P.130~132 ℃; H NMR(CDC13,500 MHz) :3.70(S,6H, OCH3),4.47(S,2H,CH 2),5.72(S,1H,CH),6.39 ~7.65(m,8H,ArH);IR(KBr)I,J:3 347,2 930, 1 578,1 503,1 378,530 cm~;MS(70 eV)m/z (%):433[M ( Br),70.2],431[M ( 。Br), 62.7],354(17.7),262(52.0),261(100.0),260 (78.3),121(37.2);Ana1.calcd for C19 H18BrN3OzS:C 52.78,H 4.2O,N 9.72;found C 52.87,H 4.17,N 9.57. 196 浙江大学学报(理学版) 第38卷 N-(3一溴苯基)一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺 (3c):白色固体,收率88.1 ,m.P.125~126℃; H NMR(CDC1 ,500 MHz) :3.7O(S,6H,0CH3), 4.47(S,2H,CH,),5.71(S,1H,CH),6.39~7.65 (m,8H,ArH);IR(KBr) :3 305,3 026,2 939, N一(3一氯苯基)一2-(4,6-二甲氧基一2一嘧啶硫基) 苄胺(3g):白色固体,收率65.8 ,m.P.126~128 ℃; H NMR(CDC1 ,500 MHZ) :3.70(S,6H, OCH3),4.50(S,2H,CH 2),5.72(S,1H,CH),6.36 ~7.66(m,8H,ArH);IR(KBr) :3 305,3 026, 1 565,1 382,520 cm~;MS(7O eV)rn/ ̄:( ):433 2 951,1 569,1 380,762 cm ;MS(70 eV) / [M ( Br),4.1],431[M ( 。Br),3.8],262 (15.4),260(22.7),182(12.9),91(16.2),77 (12.7),45(100.0);Ana1.calcd for C19 H18BrN302S:C ( ):389 r-M (”C1),11.4],387EM ( C1),29.4], 245(27.1),218(33.6),216(1O0.0),121(34.2),111 (28.5),77(34.9),69(27.4);Ana1.calcd for C1 9 52.78,H 4.2O,N 9.72;found C 52.79,H 4.29,N 9.84. N_(4一溴苯基)一2一(4,6-二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄 胺(3d):白色固体,收率82.2 ,ITI.P.131~132℃; H NMR(CDCl ,500 MHz) :3.69(S,6H,0CH 3), 4.58(S,2H,CH ),5.71(S,1H,CH),6.53~7.65 (m,8H,ArH);IR(KBr) :3 359,2 951,1 581, 1 544,1 374,530 cm_。.MS(70 eV)m/z( ):433 [M (。 Br),52.0],431[M ( 。Br),45.7],352 (22.1),262(65.8),261(100.0),260(92.0),121 (47.8),77(47.8);Ana1.calcd for C1 9 H18 BrN30zS:C 52.78,H 4.2O,N 9.72;found C 52.83,H 4.22,N 9.62.  ̄_(4一氯苯基)一2一(4,6-二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄 胺(3e):白色固体,收率88.3 9/6,札P.119~120℃; H NMR(CDC13,500 MHz) :3.71(S,6H,0CH3), 4.49(S,2H,CH2),5.73(S,1H,CH),6.48~7.66 (m,8H,ArH);IR(KBr)y:3 359,2 968,2 926,1 569,1 503,1 374,762 cm~;MS(7O eV)772/z (9/6):389[M (。"CI),12.4],3sT r-M ( C1),30.8], 261(2O.7),260(26.1),216(1O0.0),182(51.3),138 (29.7),138(29.7),136(30.5),121(49.3),109 (24.5),77(58.8),69(44.2),51(23.1);Ana1.calcd for C19 H18 C1N3 02 S:C 58.83,H 4.68,N 10.83; found C 58.88,H 4.72,N 10.98. N_(2一氯苯基)一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄 胺(3f):白色固体,收率81.2 ,1TL P.122 ̄123℃; H NMR(CDCl3,500 MHZ) :3.69(S,6H,0CH 3), 4.58(S,2H,CH ),5.71(S,1H,CH),6.56~7.66 (m,8H,ArH);IR(KBr) :3 355,2 997,2 951, 1 586,1 511,1 378,766 cm ;MS(7O eV) / ( ):3SgEM (wC1),13.4],387[M (卵C1),39.8], 261(27.4),260(25.3),245(25.4),218(32.74),216 (100.0),138(31.6),136(21.1),121(46.6),111 (27.1),109(20.5),83(24.0),78(23.8),77 (48.90),69(1.92),57(2.68);Aha1.calcd for Cl9 H18CIN3 02S:C 58.83,H 4.68,N 10.83;found C 58.86,H 4.7O,N 10.85. H18C1N3O2S:C 58.83,H 4.68,N 10.83;found C 58.93,H 4.70,N 1O.85. N一(2一甲基一3一氯苯基)一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶 硫基)苄胺(3h):白色固体,收率83.2 ,m.P.157 ~159℃; H NMR(CDC1 ,500 MHz) :2.10(S, 3H,CH3),3.69(S,6H,0CH3),4.54(S,2H,CH 2), 5.71(S,1H,CH),6.43~7.65(m,7H,ArH);IR (KBr)l,J:3 380,2 951,2 922,1 582,1 549,1 374,762 cm_。;MS(70 eV) /z( ):403 r-M (37C1),8.8], 401 rM ( C1),21.8],402(6.1),260(24.9),245 (23.5),230(100.0),232(33.9),121(32.0),117 (29.9),77(26.5),69(25.4);Ana1.calcd for C20 H2oClN3 O2S:C 59.77,H 5.02,N 10.46;found C 59.36,H 5.04,N 9.98. N一(2一甲基苯基)一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫 基)苄胺(3i):白色固体,收率54.9 ,m.P.143~ 144℃; H NMR(CDC1 ,500 MHz) :2.08(S,3H, CH3),3.7O(S,6H,0CH 3),4.58(S,2H,CH2), 5.71(S,1H,CH),6.70~7.60(m,8H,ArH);IR (KBr) :3 376,2 959,2 922,1 586,1 507,1 374 cm ;MS(70 eV)m/z( ):367(M ,32.9),261 (15.6),196(1O0.0),l18(33.3),107(36.0),106 (31.8),91(57.7),77(31.4),65(39.2);Aha1.calcd for C2oH 21N302S:C 65.37,H 5.76,N l1.44;found C 65.83,H 5.62,N 11.5O. N一(4一甲基苯基)一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫 基)苄胺(3j):白色固体,收率52.4 ,m.P.101~ 102℃; H NMR(CDCl3,500 MHz) :2.21(S,3H, CH ),3.70(S,6H,0CH3),4.48(S,2H,CH 2), 5.72(S,1H,CH),6.70~7.60(m,8H,ArH);IR (KBr) :3 355,2 984,2 914,1 565,1 524,1 374 cm_。;MS(70 eV)m/z( ):367(M ,22.5),196 (1O0.0),l97(17.1),121(17.2),107(63.7),91 (41.7),77(18.3),65(19.4);Ana1.calcd for C2o H 21 N3 O2 S:C 65.37,H 5.76,N 11.44;found C 65.16,H 5.80,N 11.46. 第2期 陈一飞,等: ̄_取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺的合成和表征 197 2结果与讨论 2.1 合成路线选择 设计了一条未见文献报道的合成路线,即以2一 ’ 篆 2一嘧啶硫基)苄胺类化合物(3)(见图4). H 黧 SOC1 co:H SH SH COC — N、 LS-'R 4 H3C0\ 一N ---SO CH H cO\. H N_lI N S ./OcH l N H,c0/ . !垒! . THF 5 , R K0H.DMF/Benzene Or NaH/THF H R 3 图4 取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺(3)的合成 Fig.4 Synthesis scheme for N-substitutedphenyl一2一(4,6-dimethoxypyrimidin-2一ylthio)benzylamines(3) 2.2Ⅳ一取代苯基一2一巯基苯甲酰胺(4)的合成 物(4)和 AJH 物质的量的比为1:6时,可制得 2一巯基苯甲酸和氯化亚砜酰氯回流反应5 h,可 制得2一巯基苯甲酰氯,该步反应收率接近100 .在 碱的作用下,2一巯基苯甲酰氯和取代苯胺反应可制 得N一取代苯基一2一巯基苯甲酰胺(4)(见表1),产物 的收率和取代基有关,苯胺、溴代苯胺和2一巯基苯甲酰氯反应的收率较高,其次是氯代苯胺,而甲基苯 胺要在强碱Nail作用下才能制得中间产物(4). 表1 N一取代苯基一2一巯基苯甲酰胺(4a-4j)的制备 Table 1 Synthesis of 2-mercapto—N-phenylbenzamide 产物(5);而当R含卤原子时,反应物和LiAlH 的 物质的量的比降为1:3时才能有效地抑制脱卤反 应的发生,制得纯产物(5). 表2 N一取代苯基一2一巯基苄 ̄x(5a-5j)的制备 Table 2 Synthesis of 2-mercapto—N-phenylbenzy1ami e derivatives 5a一5j derivatives 4a-4j 注a The reaction was carried out in THF.b Isolated yield. 2.4 N一取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄 胺(3)的合成 注a Conditions:1.0 equiv substituted aniline,1.2 equlv base, in THF.b Isolated yield. N一取代苯基2一巯基苄胺(5)和2一甲砜基-4,6一二 甲氧基嘧啶反应可以制得目标分子N一取代苯基一2一 (4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基)苄胺(3)(见表3).含溴 中间体5b、5c、5d和2一甲砜基一4,6一二甲氧基嘧啶反 应时,以Nail为碱,四氢呋喃为溶剂,在30℃搅拌 2.3 N.取代苯基一2一巯基苄胺(5)的合成 N一取代苯基一2一巯基苯甲酰胺(4)和LiA1H 在 四氢呋喃溶剂中反应可制得N一取代苯基一2一巯基苄 胺(5)(见表2).当底物(4)中的R是氢、甲基时,底 反应3 h,反应即可完成;但在此反应体系下,其它 198 浙江大学学报(理学版) 第38卷 不含溴的中间体(5)和该嘧啶化合物不反应,经探索 试验后发现,以KOH为碱,经回流脱水5 h,然后在 50℃反应1 h后即可顺利地合成产物(3).表3 N一取代苯基一2一(4,6一二甲氧基一2一嘧啶硫基) 苄胺(3a-3j)的制备 Table 3 Synthesis of N—substitutedphenyl一2一(4, 6一dimethoxypyrimidin一2一ylthio)benzylamine derivatives 3a-3j 注a Conditions:1.0 equiv 5,1.2 equiv KOH,or 1.3 equiv NaH.b Isolated yield. 所有化合物都经过了 H NMR、IR、MS和元素 分析表征,所有表征数据均与给出的结构完全一致. 化合物3a~3j的除草活性正在测试之中,活性结果 将在后续研究中报道. 3 结 论 发展了一种以2一巯基苯甲酸、取代苯胺和2一甲 砜基一4,6一二甲氧基嘧啶为原料,经酰氯化、胺化、还 原和亲核取代反应合成新化合物N一取代苯基一2一 (4,6一二甲氧基一2一嘧啶巯基)苄胺(3)的方法.该方法 操作方法简便、经济、易行.这些化合物的除草活性 测试正在进行中. 参考文献(References): I-1]LAMBERTH C.Pyrimidine chemistry in crop protec— tion1,J].Heterocycles,2006,68(3):561—603. 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