N-(3-氟苯甲?；?-N′-芳基硫脲衍生物的合成及其生物活性*

胡昌秋, 秦敬東, 胡 冰, 魏太保

(西北師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 甘肅省高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070)

含氟農(nóng)藥因具有高效、低毒等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今農(nóng)藥開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)之一[1，2]。在芳香族化合物中引入氟原子后，可使其產(chǎn)生許多新的、特殊的功能，為此芳香族含氟化合物的合成與開(kāi)發(fā)應(yīng)用，深受?chē)?guó)內(nèi)外工業(yè)界、科學(xué)界的廣泛關(guān)注[3，4]。酰基硫脲類(lèi)化合物由于具有廣泛的生物活性受到人們的普遍重視，被用作殺蟲(chóng)劑[5]、除草劑[6]及植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[7]等。具有良好植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性的芳?；螂逖苌镆延形墨I(xiàn)報(bào)道[7～9]，但是對(duì)含氟?；螂孱?lèi)化合物的生物活性研究較少。

有鑒于此，作為研究硫脲及其衍生物的合成[7]、生物活性[8]、晶體結(jié)構(gòu)[10]及配位性能[11]等工作的一部分, 我們將超聲輻射與相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)聯(lián)用，以PEG-400為相轉(zhuǎn)移催化劑,通過(guò)3-氟苯甲酰氯與硫氰酸銨反應(yīng)制得3-氟苯甲酰基異硫氰酸酯(2); 2與芳胺(3a～3k)反應(yīng),高產(chǎn)率地合成了11種未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的3-氟苯甲?；螂逖苌?1a～1k, Scheme 1)。初步生物活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，1對(duì)油菜幼苗的胚根生長(zhǎng)具有明顯的促進(jìn)作用。

CompabcdefAr4-MeC6H4-2-MeC6H4-3-MeC6H4-2-ClC6H4-3-ClC6H4-4-ClC6H4-CompghijkAr2-pyridyl3-pyridyl4-MeOC6H4-4-EtOC6H4-2-NO2C6H4-

Scheme1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

X-4型數(shù)字顯微熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未經(jīng)校正)；Varian Mereury plus-400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；FT-IR型紅外光譜儀(KBr壓片)；PE-2400 CHN型元素分析儀。

3-氟苯甲酸,南京天尊澤眾化學(xué)有限公司;其余所用試劑均為分析純。

1.2 1的合成通法

在反應(yīng)瓶中加入3-氟苯甲酸1.54 g(11 mmol)和新蒸SOCl22.38 g(20 mmol),攪拌下回流反應(yīng)8 h,蒸餾去除SOCl2得3-氟苯甲酰氯[12]。

在干燥的燒瓶中分別加入干燥研磨過(guò)的NH4SCN粉末0.99 g(13 mmol),乙酸乙酯15 mL,相轉(zhuǎn)移催化劑PEG-400 30 mg(NH4SCN質(zhì)量的3%)和3-氟苯甲酰氯，在99%的功率(220 W)超聲輻射下，于室溫反應(yīng)40 min得3-氟苯甲?；惲蚯杷狨?2);加乙酸乙酯10 mL,攪拌下滴加芳胺(3a～3k) 10 mmol，滴畢,超聲輻射下于室溫反應(yīng)20 min。過(guò)濾，濾液旋蒸去除溶劑,殘余物用75%乙醇潤(rùn)洗1次，50%乙醇潤(rùn)洗3次,無(wú)水乙醇重結(jié)晶得1a～1k。

1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表 1 合成1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 The experimental result of synthesizing 1

表 2 1的波譜數(shù)據(jù)Table 2 The spectral data of 1

2 結(jié)果與討論

2.1 1的合成與表征

1的波譜數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，1(以1a為例)由于共扼效應(yīng)和分子內(nèi)氫鍵相互作用，羰基的紅外吸收頻率出現(xiàn)在1 683 cm-1，與正常的羰基吸收頻率1 710 cm-1相比明顯下降，且振動(dòng)強(qiáng)度變?nèi)?；苯環(huán)的CH振動(dòng)強(qiáng)度比羰基的強(qiáng)，這一反?，F(xiàn)象說(shuō)明分子內(nèi)氫鍵存在；3 196 cm-1譜帶歸屬于νN(1)-H振動(dòng)，弱而寬的吸收帶3 048 cm-1歸屬于N(2)-H振動(dòng)，均說(shuō)明存在分子內(nèi)氫鍵作用。1H NMR譜中一個(gè)存在分子內(nèi)氫鍵的NH質(zhì)子化學(xué)位移移至低場(chǎng)12.37處。

2.2 1的生物活性

配制c(1)分別為100 mg·L-1, 50 mg·L-1, 10 mg·L-1的溶液，采用平皿培養(yǎng)法[13]，研究其對(duì)雙子葉植物油菜幼苗根系的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)作用，用蒸餾水作空白實(shí)驗(yàn)，相同濃度的吲哚乙酸溶液作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照?？刂茰囟?5 ℃，黑暗培養(yǎng)油菜籽4 d，測(cè)量油菜胚根生長(zhǎng)長(zhǎng)度。用下式計(jì)算1對(duì)油菜幼苗胚根的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性(A/%),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

式中：A為樣品植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性，N為溶液中油菜胚根的生長(zhǎng)長(zhǎng)度，N0為蒸餾水中油菜胚根的生長(zhǎng)長(zhǎng)度

表 3 1對(duì)油菜幼苗胚根的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性Table 3 The growth regulatory activity of 1 for rape radicle

從表3可以看出，c(1)=100 mg·L-1時(shí)，1對(duì)油菜胚根的生長(zhǎng)具有一定的抑制活性，抑制率84.9%～14.3%；而當(dāng)c(1)=10 mg·L-1時(shí)，大部分1對(duì)油菜胚根生長(zhǎng)表現(xiàn)出促進(jìn)活性，尤其當(dāng)Ar上的取代基為乙氧基或氯時(shí),促進(jìn)作用尤為明顯，這與文獻(xiàn)[9]結(jié)果類(lèi)似;其中1j表現(xiàn)最好，可能是芳醚型活性子[14]加強(qiáng)化合物活性的結(jié)果。

3 結(jié)論

本文將超聲輻射與相轉(zhuǎn)移催化相結(jié)合，合成了一系列N-(3-氟苯甲?；?-N′-芳基硫脲衍生物。采用超聲輻射與相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)聯(lián)用，不僅可以縮短反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)率，減少相轉(zhuǎn)移催化劑用量，而且可以提高產(chǎn)品純度,使反應(yīng)趨向于綠色、簡(jiǎn)便、高效。

[1] Min J,Min S. Reactions of methylenecyclopropanes and vinylidenecyclopropanes withN-fluorodibenzenesulfonimide[J].Tetrahedron,2009,65(27): 5222-5227.

[2] Larissa V K, Antonella P, Ioana M U,etal. Syntheses and structure-activity relationships of novel 3′-difluoromethyl and 3′-trifluoromethyl-taxoids[J].Journal of Fluorine Chemistry,2008,129(9):817-828.

[3] Dagant R. Exchanging fluorines on highly fluorinated heteroaromatics is a useful strategy formaking other highly substituted heterocycles[J].Chem Eng News, 2001,79(9):40-43.

[4] Schlosser M, Ransis T, Bobbi C. Rerouting nucleophilic substitution from the 4-position to the 2- or 6-position of 2,4-dihalopyridines and 2,4,6-tTrihalopyridines:The solution to a long-standing problem[J].Organic Letters,2005,7(1):127-129.

[5] 陳立民,張自義,張賢,等. 1-苯并噻唑硫乙酰基-4-芳酰氨基硫脲類(lèi)化合物的合成[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào),1988,9(3):284-287.

[6] 嚴(yán)曼,石德清.N-(4,6-二取代嘧啶-2-基)-N′-[1-(雜芳基)甲基-5-甲基-1H-1,2,3-三唑基-4-甲酰基]硫脲的合成與除草活性研究[J].有機(jī)化學(xué),2008,28(4):736-740.

[7] Lin Q, Yao H, Wei T B,etal. Synthesis and plant growth regulatory activity ofo-nitrobenzoylthiourea derivatives[J].Indian Journal Chemistry,2009,48B:124-127.

[8] 魏太保,陳繼疇,王秀春,等.N-芳基N′-(5-芳基-2-呋喃甲?；?硫脲衍生物的合成及其生物活性的研究[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào),1992,13(9):1217-1221.

[9] 王子云,龔銀香,趙新筠,等.N-(5-對(duì)三氟甲基苯基-1,3,4-噻二唑-2-基)-N′-芳酰基硫脲的合成及生物活性[J].合成化學(xué),2005,13(5):477-450.

[10] Zhang Y M, Wei T B, Xian L,etal.N-ethoxycarbonyl-N′-phenylthiourea[J].Acta Crystallogr,2003,E59(7):905-906.

[11] Xian L, Wei T B, Zhang Y M. Synthesis and crystal structure of bis(N-o-methylphenyl-N′-ethoxycarbonylthiourea copper(Ⅰ) chloride[J].Journal of Coordination Chemistry,2004,57(6):453-457.

[12] Elena O S, Leonel P M, Osvaldo E H,etal. Aroylthioureas:New organic ionophores for heavy-metal ion selective electrodes[J].J Chem Soc Perkin Trans 2,2001,2:2211-2218.

[13] 朱有全,胡方中,鄒小毛,等. 1-芐基-3-[α-羥基-(未)取代芐基葉立德]吡咯啉-2,4-二酮的合成與生物活性[J].有機(jī)化學(xué),2005,25(4):419-423.

[14] 王元正. 活性子方法及其在農(nóng)藥設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].化學(xué)世界,1994,35(3):122-124.