苯磺酰胺嘧啶類化合物的合成及其除草活性*

李公春， 劉衛(wèi)敏， 汪義豐， 楊風(fēng)嶺， 楊華錚

(1. 許昌學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，河南 許昌 461000；2. 南開大學(xué) 元素有機(jī)化學(xué)研究所 元素有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300071)

嘧啶類衍生物是一類非常重要的雜環(huán)化合物,因低毒、高效和作用方式獨(dú)特而受到農(nóng)藥界廣泛重視和深入研究。嘧啶磺酰胺、三唑并嘧啶磺酰胺和咪唑(吡唑、噻唑)并嘧啶磺酰胺類化合物表現(xiàn)出很好的除草活性[1～8]。

商品化的廣譜高活性除草劑闊草清和雙氟磺草胺是美國(guó)陶氏公司九十年代初開發(fā)的三唑并嘧啶磺酰胺類新除草劑。但是，與嘧啶磺酰胺相比，磺酰胺部分反過(guò)來(lái)連接苯環(huán)和嘧啶環(huán)的苯磺酰胺嘧啶類化合物的合成卻少見報(bào)道。苯磺酰胺嘧啶類化合物結(jié)構(gòu)與含嘧啶環(huán)的苯磺酰脲超高效乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑[9,10]相比，橋鍵上缺少一個(gè)酰亞胺基，其它部分基本相同，只是橋鍵不同，因此苯磺酰胺嘧啶類化合物應(yīng)具有一定的除草活性。

為了研究苯磺酰胺嘧啶類化合物的除草活性，本文以苯磺酰氯[1a或2-硝基苯磺酰氯(1e)]和取代嘧啶胺(2a～2d)為原料，在吡啶中合成了6個(gè)苯磺酰胺嘧啶類化合物(3a～3f， Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和元素分析表征。

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Scheme1

初步除草活性測(cè)定結(jié)果表明，3a～3f對(duì)油菜和稗草的生長(zhǎng)均有一定的抑制活性，其中3b的除草活性最佳，在3b用藥量為100 μg·mL-1時(shí)對(duì)油菜根長(zhǎng)抑制率為97.1%；為10 μg·mL-1時(shí)，抑制率為49.7%。3a～3f對(duì)油菜根長(zhǎng)生長(zhǎng)抑制率比對(duì)稗草株高生長(zhǎng)抑制率高。

該類化合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系正在研究中。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

XT 4A型顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正)；Bruker AV300型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Yanaco CHN CORDER MT-3型自動(dòng)分析儀測(cè)定。

2a～2d自制；其余所用試劑均為分析純。

1.2 3的合成通法

在圓底燒瓶中加入1 2.1 mmol，吡啶4 mL及2 2 mmol，攪拌下于60 ℃反應(yīng)5 h。減壓脫溶，加水5 mL;減壓過(guò)濾得褐色固體，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，活性炭脫色得3。

2-苯磺酰胺基-4,6-二甲氧基嘧啶(3a)： 白色固體，收率34%， m.p.119 ℃～120 ℃；1H NMRδ: 3.79(s, 6H, OCH3), 5.65[s, 1H, pyrimidine-H(簡(jiǎn)稱PyH，下同)], 7.49～7.61(m, 4H, ArH), 8.09(s, 1H, ArH), 8.12(s, 1H, NH); Anal.calcd for C12H13N3O4S: C 48.81, H 4.44, N 14.23; found C 49.06, H 4.42, N 14.08。

2-苯磺酰胺基-4-氯-6-甲氧基嘧啶(3b)： 白色固體，收率67%， m.p.116 ℃～117 ℃；1H NMRδ: 3.83(s, 3H, OCH3), 6.35(s, 1H, PyH), 7.51～7.65(m, 3H, ArH), 7.78(s, 1H, NH), 8.11, 8.13(d, 2H, ArH); Anal.calcd for C11H10N3O3SCl: C 44.08, H 3.36, N 14.02; found C 44.08, H 3.34, N 14.14。

2-苯磺酰胺基-4,6-二甲基嘧啶(3c)： 白色固體，收率52%， m.p.146 ℃～147 ℃；1H NMRδ: 2.36(s, 6H, CH3), 6.63(s, 1H, PyH), 7.47～7.56(m, 3H, ArH), 8.14, 8.16(d, 2H, ArH); Anal.calcd for C12H13N3O2S: C 54.74, H 4.98, N 15.96; found C 54.58, H 5.13, N 15.74。

2-苯磺酰胺基-4,5,6-三甲基嘧啶(3d)： 白色固體，收率42%， m.p.199 ℃～200 ℃；1H NMRδ: 2.08(s, 3H, CH3), 2.37(s, 6H, CH3), 7.46～7.58(m, 3H, ArH), 8.13, 8.169(d, 2H, ArH); Anal.calcd for C13H15N3O2S: C 56.30, H 5.45, N 15.15; found C 56.49, H 5.67, N 14.94。

2-(2-硝基苯磺酰胺基)-4,6-二甲基嘧啶(3e)： 黃色固體，收率22%， m.p.141 ℃～142 ℃；1H NMRδ: 2.38(s, 6H, CH3), 7.67～7.76(m, 3H, ArH), 8.53, 8.56(d, 1H, ArH), 9.16(s, 1H, NH); Anal.calcd for C12H12N4O4S: C 46.75, H 3.92, N 18.17; found C 46.62, H 4.07, N 17.93。

2-(2-硝基苯磺酰胺基)-4,5,6-三甲基嘧啶(3f)： 黃色固體，收率36%， m.p.156 ℃～157 ℃；1H NMRδ: 2.11(s, 3H, CH3), 2.38(s, 6H, CH3), 7.68～7.76(m, 3H, ArH), 8.52, 8.55(d, 1H, ArH), 8.91(s, 1H, NH); Anal.calcd for C13H14N4O4S: C 48.44, H 4.38, N 17.38; found C 48.38, H 4.46, N 17.50。

1．3 除草活性測(cè)定

油菜平皿法[11]： 在6 cm的培養(yǎng)皿中鋪好一張?5.6 cm的濾紙，加入100 μg·mL-1或10 μg·mL-1供試藥液2 mL，以加入等量蒸餾水處理為對(duì)照。播種浸種4 h～6 h的油菜種子15粒，于(28±1) ℃下黑暗培養(yǎng)65 h后測(cè)定其胚根長(zhǎng)度，按下式計(jì)算油菜根長(zhǎng)生長(zhǎng)抑制率(%)。

稗草小杯法[12]：在覆蓋一層玻璃珠的50 mL燒杯中加入一張濾紙片，加入100 μg·mL-1或10 μg·mL-1的供試藥液5 mL，以加入等量的蒸餾水處理為對(duì)照。播種露白的稗草種子10粒，于(28±1) ℃下光照培養(yǎng)65 h后測(cè)定紙上部分高度。按下式計(jì)算稗草株高生長(zhǎng)抑制率(%)。

2 結(jié)果與討論

在合成3的反應(yīng)中，吡啶既作溶劑，又作敷酸劑，可以與反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫作用生成吡啶的鹽酸鹽。

3的除草活性見表1。由表1可見，3a～3f對(duì)油菜和稗草的生長(zhǎng)均有一定的抑制作用，其中3b的除草活性最佳。在3b用藥量為100 μg·mL-1時(shí)，對(duì)油菜根長(zhǎng)抑制率為97.1%；為10 μg·mL-1時(shí)，抑制率為49.7%。從表1還可以看出，3對(duì)油菜根長(zhǎng)生長(zhǎng)抑制率比對(duì)稗草株高生長(zhǎng)抑制率要高。

表1 3的除草活性*

*測(cè)定方法見1．3；c=100(10) μg·mL-1

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