吡唑類化合物具有較好的生物活性,如殺菌[1 - 5]、除草[6]、殺蟲[7 - 8]、植物生長調節[9]及抗癌[10]等。近年來的研究結果表明:二苯醚類化合物對植物有較好的生長調節活性[11].
根據活性基團疊加效應,筆者擬將二苯醚結構引入吡唑類化合物中,設計并合成了 6 個新型的含二苯醚和三氟甲基的吡咯類化合物---5-(4-取代基氧基苯基)-1-苯基-3-三氟甲基-1H-吡唑(5a ~5e)。以溴苯和取代酚(4a ~ 4f)為原料,經 Friedel - Crafts、縮合、環化和醚化等反應合成了5a ~5e(Scheme 1),其結構經1H NMR,ESI-MS和元素分析表征。并初步測定了 5a ~ 5e 對小麥和油菜的生長調節活性,以期從中發現高效、低毒的農藥先導化合物。
1 實驗部分
1. 1 儀器與試劑
XT-4 型雙目顯微熔點儀( 溫度未校正); dpx400 Han-sun NMR 型核磁共振儀( CDCl3為溶劑,TMS 為內標);AB SCIEX Triple 5600 型液質聯用儀;Yanaco-CHN CORDER MT-3 型自動元素分析儀;GXZ 型智能光照培養箱。對溴苯乙酮(1)按文獻[12]方法合成;其余所用試劑均為分析純。
1. 2 合成
(1)2 的合成在反應瓶中加入 1 3. 1 g(15. 57 mmol),三氟乙酸乙酯 2. 9 mL(24. 3 mmol),甲醇 15 mL 和20% 甲醇鈉甲醇溶液 8. 1 mL,攪拌下回流反應 1h.反應液滴入含有鹽酸的冰水中,抽濾,濾餅用水洗滌,干燥得白色固體 2,收率 64%,m. p. 59. 5℃ ~ 60. 5 ℃ .
(2) 3 的合成。在三口瓶中加入 2 4. 0 g(13. 56 mmol),苯肼1. 5 mL(15. 3 mmol),濃鹽酸 1. 4 mL,水 15 mL 和乙酸乙酯 15 mL,攪拌下回流反應 2 h.反應液加入冰水中,于0 ℃攪拌1 h.抽濾,濾餅用水洗滌,干燥后用甲苯重結晶得白色固體 3,收率 82%,m. p. 109. 5 ℃ ~ 110. 5 ℃;1H NMR δ:6. 75(s,1H,a-H),7. 08 ( d,J = 8. 4 Hz,2H,ArH ),7. 28 ~ 7. 31(m,2H,PhH),7. 37 ~ 7. 39(m,3H,PhH),7. 46(d,J = 8. 8 Hz,2H,ArH);ESI-MSm / z:369. 004 3{[M + H]+}.
(3)5a ~ 5f 的合成(以 5a 為例)氬氣保護下,在反應瓶中加入 3 0. 75 g(2. 0mmol),六次甲基四胺 30 mg(0. 2 mmol),氯化亞銅 10 mg(0. 1 mmol),磷酸鉀 0. 9 g (4. 0 mmol),DMF 5 mL 和對氯苯酚(4a)0. 50 mL(5. 0 mmol),攪拌下于130 ℃反應24 h.過濾,濾液蒸除溶劑,殘余物經硅膠柱層析[洗脫劑: V(乙酸乙酯) ∶ V(石油醚) =1 ∶ 30]純化得 5a.用類似的方法合成 5b ~5f.5-(4-對氯苯氧基苯基)-1-苯基-3-三氟甲基-1H-吡唑(5a) : 淡黃色液體,收率 55% ;1H NMRδ:6. 71(s,1H,a-H),6. 88(d,J = 8. 8 Hz,2H,ArH),6. 93(d,J = 8. 4 Hz,2H,ArH),7. 12 ~7. 15(m,2H,ArH),7. 21 ~ 7. 24(m,2H,ArH),7. 31 ~7. 38(m,5H,ArH); ESI-MS m / z: 415. 084 4{[M + H]+};Anal. calcd for C22H14N2OF3Cl:C63. 70,H 3. 40,N 6. 75;found C 63. 71,H 3. 39,N 6. 76.5-(4-鄰甲基苯氧基苯基)-1-苯基-3-三氟甲基-1H-吡唑 (5b): 淡黃色液體,收率 65%;1H NMR δ:2. 19(s,3H,CH3),6. 71(s,1H,a-H),6. 81(d,J = 8. 4 Hz,2H,ArH),7. 14 ~7. 17(m,2H,ArH),7. 19 ~ 7. 21(m,2H,ArH),7. 25 ~ 7. 27(m,2H,ArH),7. 31 ~ 7. 38(m,5H,ArH);ESI-MS m / z:395. 137 0{[M + H]+};Anal. calcd for C23H17N2OF3: C 70. 04,H 4. 34,N7. 10;found C 70. 01,H 4. 33,N 7. 11.5-(4-對甲基苯氧基苯基)-1-苯基-3-三氟甲基-1 H-吡唑(5c): 無色油狀液體,收率 60% ;1H NMRδ:2. 34(s,3H,CH3),6. 71(s,1H,a-H),6. 88(d,J = 8. 8 Hz,2H,ArH),6. 93(d,J = 8. 4 Hz,2H,ArH),7. 12 ~ 7. 17(m,4H,ArH),7. 31 ~7. 38(m,5H,ArH);ESI-MS m / z:395. 137 6{[M +H]+}; Anal. calcd for C23H17N2OF3: C 70.04,H 4. 34,N 7.10; found C 70.03,H 4.31,N 7.09.5-(4-鄰甲氧基苯氧基苯基)-1-苯基-3-三氟甲基-1H-吡唑(5d): 無色油狀液體,收率 66%;1H NMR δ: 3. 81(s,3H,OCH3),6. 70(s,1H,a-H),6. 85(d,2H,J = 8. 8 Hz,ArH),6. 91 ~6. 97(m,1H,ArH),7. 00 ~ 7. 05(m,2H,ArH),7. 12(d,2H,J = 8. 8 Hz,ArH),7. 15 ~ 7. 19(m,1H,ArH),7. 31 ~ 7. 37 ( m,5H,ArH); ESI-MSm / z: 411. 133 1{[M + H]+}; Anal. calcd for C23H17N2O2F3: C 67. 31,H 4. 18,N 6. 83; found C67. 30,H 4. 17,N 6. 84.
5-(4-對甲氧基苯氧基苯基)-1-苯基-3-三氟甲基-1H-吡唑 (5e): 無 色 油 狀 液 體,收 率 55%;1H NMR δ: 3. 81(s,3H,CH3),6. 70(s,1H,a-H),6. 85(d,J = 8. 8 Hz,2H,ArH),6. 90(d,J =9. 2 Hz,2H,ArH),6. 99(d,J = 9. 2 Hz,2H,ArH),7. 13(d,J = 8. 8 Hz,2H,ArH),7. 31 ~7. 38(m,5H,ArH);ESI-MS m / z:411. 132 5{[M +H]+}; Anal. calcd for C23H17N2O2F3: C 67. 31,H4. 18,N 6. 83; found C 67. 32,H 4. 19,N 6. 82.
5-(4-萘基-β-氧基苯基)-1-苯基-3-三氟甲基-1H-吡唑(5f): 淡黃色液體,收率 51% ;1H NMRδ: 6. 74(s,1H,a-H),6. 97(d,J =8. 8 Hz,2H,ArH),7. 19(d,J = 8. 8 Hz,2H,ArH),7. 23 ~7. 26(m,1H,ArH),7. 33 ~ 7. 39(m,6H,ArH),7. 44 ~ 7. 50(m,2H,ArH),7. 72 ~ 7. 74(d,J =8. 0 Hz,1H,ArH),7. 83 ~ 7. 87(m,2H,ArH);ESI-MS m / z:431. 137 8{[M + H]+}; Anal. calcdfor C23H17N2O2F3: C 72. 55,H 3. 98,N 6. 51;found C 72. 58,H 4. 00,N 6. 51.
1. 3 植物生長調節活性參照文獻[13]方法測試 5a ~ 5e 分別在 100mg·L- 1和 10 mg·L- 1下對單子葉植物(小麥)和雙子葉植物(油菜)的發芽率、根長及徑長的影響。先用含有 0. 1%吐溫-80 的 DMF 溶液將 5a ~5e 配制成質量分數為 5% 的制劑,再用蒸餾水稀釋成測試所需質量濃度的藥液。用所得藥液浸種,測試其植物生長調節活性,以多效唑為對照藥。平行測定 3 次,分別于施藥后 30 h 測定發芽率,60 h 測量根長和莖長,取平均值。
2 結果與討論
2. 1 表征
在 5a ~5f 的1H NMR 譜圖( 略) 中,三個芳環氫的化學位移發生了重疊,難以一一歸屬。但一些特征氫的化學位移易于辨認,如吡唑環上的 a-H 位于 δ 6. 70 ~ 6. 75;苯環上甲基或甲氧基上甲基的氫的數目、吸收峰的位置和峰形均與預期結構相吻合。
2. 2 植物生長調節活性5a ~ 5e 的植物生長調節活性見表 1.由表 1可知,5a ~5e 在用藥量為100 mg·L- 1時對小麥的發芽率、根系和莖的生長均有一定的抑制作用;但在用藥量為 10 mg·L- 1時則有較強的促進作用。
由表1 還可知,5a ~5e 在用藥量為10 mg·L- 1時,對油菜的發芽率、根系和莖的生長均有促進作用;在用藥量為 100 mg·L- 1時均對油菜莖發芽率有抑制作用,大部分 5 在此用藥量下對油菜的根系和莖的生長有抑制作用;而5d 對油菜根的生長有促進作用;5e 對油菜莖的生長有促進作用。
綜上所述,5a ~ 5e 均對小麥和油菜的發芽率、根系和莖的生長有一定的調節作用。
參考文獻:
[1] 劉瑩,任軍,金桂玉。 1-苯基(甲基)-3-甲基-5-(4,6-二甲基-2-嘧啶基硫基)-4-吡唑甲醛肟醚(酯)類化合物的合成及生物活性[J]. 農藥學學報,2001,3(1):12 -16.