N-芳基-4-碘吡唑與芳基二硫醚的偶聯(lián)反應(yīng)

陳葉娜，鐘 平

(溫州大學化學與材料工程學院，浙江溫州 325035)

N-芳基-4-碘吡唑與芳基二硫醚的偶聯(lián)反應(yīng)

陳葉娜，鐘 平?

(溫州大學化學與材料工程學院，浙江溫州 325035)

1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑經(jīng)碘代反應(yīng)合成4-碘-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（N-芳基-4-碘吡唑）．以N,N'-二甲基乙二胺為配體，在CuI催化下，N-芳基-4-碘吡唑與芳基二硫醚偶聯(lián)反應(yīng)，制備了N-芳基-4-芳硫基吡唑，產(chǎn)率75% – 82%．最后通過1H NMR、13C NMR、IR、MS對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行了表征．

N-芳基-4-碘吡唑；芳基二硫醚；偶聯(lián)反應(yīng)；碘化亞銅

當今世界，雜環(huán)類農(nóng)藥以其靈活多變的結(jié)構(gòu)和高活性、高選擇性、低毒而與未來農(nóng)藥發(fā)展的要求相適應(yīng)，成為化學農(nóng)藥發(fā)展的主要趨勢．其中吡唑類化合物因其作用機理獨特、作用譜廣、安全、高效等特點而受到越來越多的關(guān)注．在應(yīng)用上，N-芳基吡唑類化合物主要用于殺蟲、殺螨，部分化合物具有殺菌、除草的特性．銳勁特（I）是這類化合物的典型代表，具有觸殺、畏毒、內(nèi)吸等作用，其類似物也能夠表現(xiàn)出良好的生物活性[1-3]，因此，在吡唑環(huán)4位引入芳硫基也是開發(fā)新農(nóng)藥的途徑之一．

一般上，合成不對稱硫醚的方法有：硫酚或硫醇鹽與鹵代物反應(yīng)[4]，二硫醚與鹵代物反應(yīng)[5-6]，二硫醚與芳基硼酸反應(yīng)[7-8]．但是以上這些方法的收率往往不是很高．本實驗中，以1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（II）與NIS（碘代琥珀酰亞胺）反應(yīng)合成4-碘-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（N-芳基-4-碘吡唑，III）；以N,N'-二甲基乙二胺為配體，在CuI催化下，4-碘-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（III）與芳基二硫醚（IV）偶聯(lián)反應(yīng)，合成了4-芳硫基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（V）．具體反應(yīng)式如下：

其中，Va：Ar = C6H5-；Vb：Ar = 4-F-C6H4-；Vc：Ar = 4-Cl-C6H4-；Vd：Ar = 4-NO2-C6H4-；Ve：Ar = 4-CH3-C6H4-．

1 實驗部分

1.1 試劑及儀器

試劑：2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺和2,3-二氰基丙酸乙酯為工業(yè)品，其它藥品及試劑均為分析純，溶劑用分子篩干燥．

儀器：EA1112型元素分析儀，Bruker VECTOR55型紅外光譜儀，KBr壓片機，Bruker AVANCE-300型核磁共振儀，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（SHIMADZU GCMS-QP2010 plus）．

1.2 實驗操作

1.2.1 4-碘-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（III）的合成

將0.321 g（1 mmol）1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（II）溶解于2 mL乙酸中，室溫攪拌下投入0.246 8 g（1 mmol）碘代琥珀酰亞胺，TCL跟蹤反應(yīng)，原料反應(yīng)完全后加入飽和碳酸鉀水溶液，pH調(diào)至7，乙酸乙酯萃取（3 × 15 mL），無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑得固體，經(jīng)柱層析，得目標產(chǎn)物（III）0.043 8 g，產(chǎn)率98%．

1.2.2 4-芳硫基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑（Va – Ve）的合成

在有氧氣的條件下，將0.044 7 g（0.1 mmol）III、0.1 mol芳基二硫醚、0.009 5 g（5%）CuI、0.000 6 g（5%）N,N'-二甲基乙二胺溶于2 mL二甲亞砜與1 mL水的混合溶液中，機械攪拌下加熱至80℃，24小時后加入10 mL飽和氯化鈉水溶液，乙醚（3 × 15 mL）萃取水層后，用飽和氯化鈉水溶液沖洗有機層（3 × 5 mL），無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑得固體，經(jīng)柱層析得目標產(chǎn)物Va – Ve．

2 結(jié)果與討論

2.1 合成路線的討論

關(guān)于4-碘-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑的合成有文獻報道使用乙腈作溶劑，但是產(chǎn)率在75%左右[9]．我們使用乙酸作溶劑，為反應(yīng)提供一個酸性環(huán)境，產(chǎn)率達到98%．

以N,N'-二甲基乙二胺為配體，CuI催化N-芳基-4-碘吡唑與芳基二硫醚的偶聯(lián)反應(yīng)得到較高產(chǎn)率的目標產(chǎn)物．

2.2 檢測數(shù)據(jù)

Va：4-苯硫基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑

產(chǎn)率75%；淡黃色粉末；m.p. 238 – 240℃；1HNMR（CD3COCD3）δ：6.25（s，2H），7.17 –7.21（m，3H），7.31 – 7.36（m，2H），8.12（s，2H）；13C NMR δ：90.7，113.5，123.4（q，JC-F= 271.5 Hz），126.6，127.4，128.8，130.2，133.3，134.8，137.0，137.5，137.8，153.3；MS（DI）：428（M+），353，143，77；IR（cm-1）：3 338（NH2），2 360（CN）．C17H9Cl2F3N4S，計算值：C 47.57，H 2.11，N 13.05；檢測值：C 47.54，H 2.13，N 13.02．

Vb：4-對氟苯硫基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑

產(chǎn)率80%；白色粉末；m.p. 239 – 240℃；1H NMR（CD3COCD3）δ：6.30（s，2H），7.14（d，J = 7.0 Hz，2H），7.26（d，J = 7.0 Hz，2H），8.11（s，2H）；13C NMR δ：89.8，112.1，115.6，115.9，122.0（q，JC-F= 271.5 Hz），126.0，127.6，131.8，133.7，135.5，136.1，151.8，161.0（d，JC-F= 242.1 Hz）；MS（DI）：446（M+），353，143，95；IR（cm-1）：3 333（NH2），236 1（CN）．C17H8Cl2F4N4S，計算值：C 45.65，H 1.80，N 12.53；檢測值：C 45.61，H 1.82，N 12.49．

Vc：4-對氯苯硫基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑

產(chǎn)率78%；白色粉末；m.p. 253 – 255℃；1H NMR（CD3COCD3）δ：6.29（s，2H），7.18（d，J = 7.4 Hz，2H），7.36（d，J = 7.4 Hz，2H），8.10（s，2H）；13C NMR δ：90.1，113.4，123.4（q，JC-F= 271.5 Hz），127.4，128.1，130.2，132.1，133.1，134.6，136.0，137.5，153.3，206.2；MS（DI）：462（M+），353，143，111；IR（cm-1）：3 327（NH2），2 362（CN）．C17H8Cl3F3N4S，計算值：C 44.04，H 1.74，N 12.08；檢測值：C 43.97，H 1.76，N 12.05．

Vd：4-對硝基苯硫基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑

產(chǎn)率82%；白色晶體；m.p. 251 – 252℃；1H NMR（CD3COCD3）δ：6.44（s，2H），7.35（d，J = 8.7 Hz，2H），8.12（s，2H），8.20（d，J = 8.7 Hz，2H）；13C NMR δ：88.5，113.7，125.8（q，JC-F= 271.5 Hz），126.6，128.0，133.6，135.3，135.8，137.3，138.1，147.4，148.2，154.0；MS（DI）：473（M+），353，143，122；IR（cm-1）：3 329（NH2），2 361（CN）．C17H8Cl2F3N5O2S，計算值：C 43.05，H 1.70，N 14.77；檢測值：C 43.02，H 1.71，N 14.75．

Ve：4-對甲基苯硫基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑

產(chǎn)率76%；白色粉末；m.p. 230 – 232℃；1H NMR（CD3COCD3）δ：2.41（s，3H），6.37（s，2H），7.43（d，J = 8.4 Hz，2H），7.64（d，J = 8.4 Hz，2H），8.07（s，2H）；13C NMR δ：106.3，113.0，126.0（q，JC-F= 271.5 Hz），126.6，128.0，131.4，135.3，135.8，136.4，138.0，142.7，142.9，151.1；MS（DI）：442（M+），353，143，91；IR（cm-1）：3 348（NH2），2 360（CN）．C18H11Cl2F3N4S，計算值：C 48.77，H 2.50，N 12.64；檢測值：C 48.74，H 2.51，N 12.60．

[1] Liu C L. World Pesticide Information Handbook [M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2000: 40.

[2] Shuko O, Nobuo K, Toshiki F. Preparation of pyrazole derivatives as pest control agents: WO, 9845274 [P]. 1998-10-15.

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[4] Shah S T A, Khan K M, Heinrich A M, et al. An alternative approach towards the syntheses of thioethers and thioesters using CsF-Celite in acetonitrile [J]. Tetrahedron Lett, 2002, 43: 8281-8283.

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[6] Taniguchi N, Onami T. Magnesium-induced copper-catalyzed synthesis of unsymmetrical diaryl chalcogenide compounds from aryl iodide via cleavage of the Se-Se or S-S bond [J]. J Org Chem, 2004, 69(3): 915-920.

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[8] Taniguchi N. Aryl- or alkylation of diaryl disulfides using organoboronic acids and a copper catalyst [J]. Synlett, 2006, (9): 1351-1354.

[9] Pierluigi C, Robert E S, John E C. Phenylpyrazole Insecticide Photochemistry, Metabolism, and GABAergic Action: Ethiprole Compared with Fipronil [J]. J Agric Food Chem, 2003, 51(24): 7055-7061.

Coupling Reaction of N-Aryl-4-iodopyrazole and Aryl Disulfides

CHEN Yena, ZHONG Ping
(College of Chemistry and Materials Engineering, Wenzhou University, Wenzhou, China 325035)

4-iodo-1-(2,6-dichloro-4-trifluoromethylphenyl)-3-cyano-5-aminopyrazole (N-aryl-4-iodopyrazole) was synthesized from 1-(2,6-dichloro-4-trifluoromethylphenyl)-3-cyano-5-aminopyrazole by iodination. N-aryl-4-arylthiopyrazole was synthesized from N-aryl-4-iodopyrazole and aryl disulfides by coupling reaction using N,N'- dimethylaminoethylamine as ligand and CuI as catalyst. The rate of production was in the range of 75% to 82%. The structure of the product was characterized by1H NMR,13C NMR, IR and MS spectra.

N-aryl-4-iodopyrazole; Aryl Disulfides; Coupling Reaction; Cuprous Iodide (CuI)

O643.624

A

1674-3563(2010)02-0026-04

10.3875/j.issn.1674-3563.2010.02.006 本文的PDF文件可以從xuebao.wzu.edu.cn獲得

(編輯：王一芳)

2009-03-24

國家自然科學基金(20972114)；浙江省自然科學基金(Y407079，Y4080027)；浙江省科技計劃重點項目(2007C21116)

陳葉娜(1984- )，女，江蘇溧水人，碩士研究生，研究方向：藥物合成．? 通訊作者，zhongp0512@163.com