Aminopyrifen衍生物的合成及其殺菌活性測(cè)定*

李杰，高一星，張靜，張立新

（沈陽化工大學(xué) 功能分子研究所 遼寧省綠色功能分子設(shè)計(jì)與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈陽市靶向農(nóng)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽 110142）

Aminopyrife是由日本Agro-Kanesho公司開發(fā)的廣譜吡啶類殺菌劑，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，Aminopyrifen作為一種廣譜型殺菌劑，與其他商業(yè)殺菌劑沒有交互抗性，除可用作醫(yī)藥外，對(duì)多種作物病害均具有良好防效，如菌核病、白粉霉、蘋果赤霉病、炭疽病等都具有較高的殺滅活性，因此，Aminopyrifen可以作為先導(dǎo)化合物進(jìn)行展開研究[1,2]。

在CN108473431A專利中，Aminopyrifen衍生物的制備方法如下：（1）使用鹵化劑將2-氨基-6甲基煙酸進(jìn)行酰氯化，并在堿存在的有機(jī)溶劑中，使其與4-苯氧基芐醇反應(yīng)。（2）使用縮合劑，使2-氨基-6甲基煙酸和4-苯氧基芐醇在有機(jī)溶劑中反應(yīng)[3]。然而在現(xiàn)有技術(shù)中，制造Aminopyrifen衍生物時(shí)，普通的酯衍生物的制造方法不理想[4-6]，即2-氨基-6甲基煙酸酰氯化之后，反應(yīng)溶液變?yōu)辄S褐色，目標(biāo)反應(yīng)不易進(jìn)行，副產(chǎn)物增多，即使在使用縮合劑的反應(yīng)中也不能完全反應(yīng)[7-9]。上述Aminopyrifen衍生物的合成中用到的2-氨基-6甲基煙酸和4-苯氧基芐醇價(jià)格昂貴，成本過高，2-氨基-6甲基煙酸的供應(yīng)商極少，故上述合成方法有一定的局限性[9-11]。

因此，為解決這些問題，筆者通過查閱文獻(xiàn)對(duì)Aminopyrifen衍生物的合成路線進(jìn)行優(yōu)化：（1）以價(jià)格低廉的2-氯-6甲基煙酸為原料在2.5MPa下合成中間體II；（2）以相對(duì)廉價(jià)的對(duì)羥基苯甲醛為起始原料，經(jīng)3步反應(yīng)合成目標(biāo)化合物[12]。優(yōu)化路線后，其合成步驟簡單，條件溫和，成本低廉[13,14]。優(yōu)化路線后合成化合物A-1、A-2、A-3，并對(duì)A-1、A-2、A-3進(jìn)行殺菌活性測(cè)試。中間體及目標(biāo)化合物合成路線見圖1。

圖1 中間體、目標(biāo)化合物（A-1、A-2、A-3）的合成路線Fig.1 Synthesis route of intermediates and target compounds（A-1,A-2,A-3）

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

BRUKER Avance 600MHz型核磁共振儀（CDCl3為溶劑，瑞士Bruker公司）；LC-MSD-Trap-VL＆Agilent LC-MS6130型高效液相色譜儀（美國Agilen公司）；MP450型全自動(dòng)熔點(diǎn)儀（濟(jì)南市海能儀器股份有限公司）；BUCHIR-100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；Thermo TSQ質(zhì)譜儀（賽默飛世爾科技公司）；CHEETAH型中壓快速純化制備色譜（天津博納艾杰爾科技有限公司）。

對(duì)羥基苯甲醛、2-氟吡啶、2-氯-5-三氟甲基吡啶，均為分析純，上海麥克林生化科技有限公司；2-氯-6-甲基煙酸（AR南京藥石科技股份有限公司）；K2CO3（AR天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司）；N，N-二甲基甲酰胺（AR天津市富宇精細(xì)化工有限公司）；柱層層析硅膠（100～200目、300～400目青島海洋化工有限公司）；層析硅膠薄板（GF254山東西亞化工科技有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 A-1、A-2中間體I的合成以R為氫原子為例，中間體I（4-（吡啶-2-酰氧基）苯基）甲醇的合成方法：

將NaH（3.43g，143mmol）添加到4-羥基苯甲醛（10g，82mmol）的N，N-二甲基甲酰胺溶液中（150mL），在室溫下攪拌20min后，加入2-氟吡啶（8g，82mmol），105℃下回流反應(yīng)10h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)完成。待反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓濃縮除去溶劑。得到的固體用乙酸乙酯和水萃取，飽和食鹽水洗滌合并的有機(jī)層，無水MgSO4干燥，有機(jī)相減壓濃縮得到粗品。柱層析提純（乙酸乙酯與石油醚，體積比為1∶6）得到4-（吡啶-2-氧基）苯甲醛3.35g，收率:20.19%，化合物狀態(tài)：黃色固體。ESI-MS，M/Z：200.01[M-H]+，1H NMR（600MHz，Chloroform-d）δ 9.98（s，1H），8.24（m，J=5.0，2.1，0.8Hz，1H），7.96～7.91（m，2H），7.77（m，J=8.1，7.2，2.0Hz，1H），7.31～7.26（m，2H），7.09（m，J=7.3，4.9，0.9Hz，1H），7.02（dt，J=8.3，1.0Hz，1H）。

將4-（吡啶-2-氧基）苯甲醛（3.35g，16mmol）溶解在乙醇（100mL）中，30min內(nèi)向溶液中緩慢添加NaBH4（1.27g，33mmol）。在25℃下攪拌3h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)完成。

將反應(yīng)液傾倒入水中，用濃HCl調(diào)節(jié)pH值至5～6，用乙酸乙酯和水萃取所得溶液，無水MgSO4干燥，減壓濃縮有機(jī)相得到（4-（吡啶-2-酰氧基）苯基）甲醇3.38g，收率：99.88%，化合物狀態(tài)：白色固體。

1.2.2 A-3中間體III的合成A-3中間體III的合成與A-1、A-2的中間體I合成相似，只需將第一步的反應(yīng)物2-氟吡啶替換成2-氯-5-（氯甲基）吡啶即可，其余步驟不變。

1.2.3 中間體II的合成

將2-氯-6-甲基煙酸（44.8g）和28%NH3·H2O（350mL）依次加入到高壓釜中，在180℃和2.5MPa下反應(yīng)9h。待反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓下濃縮至最小體積并用濃HCl調(diào)節(jié)pH值至3～4，過濾收集沉淀得到粗品，TLC檢測(cè)有雜質(zhì),筆者分別用無水乙醇、二氯甲烷、甲醇對(duì)粗品進(jìn)行重結(jié)晶,最終發(fā)現(xiàn)甲醇效果最佳、收率最高。獲得23.72g 2-氨基-6-甲基煙酸。收率：60%，化合物狀態(tài)：淺黃色固體。ESI-MS，M/Z：151.97[M-H]-，1H NMR（600MHz，DMSO-d6）δ 7.91（d，J=7.8Hz，1H），7.13（s，2H），6.47（d，J=7.9Hz，1H），2.30（s，3H）。

1.2.4 目標(biāo)化合物的合成

以目標(biāo)化合物A-1的合成為例。

將（4-（吡啶-2-酰氧基）苯基）甲醇（3.38g）溶解于N，N-二甲基甲酰胺（10mL）中，將反應(yīng)液冷卻至5℃。向反應(yīng)體系中緩慢滴加氯化亞砜（1.22mL），反應(yīng)30min，反應(yīng)全程控制在5℃，制成溶液A。

將2-氨基-6-甲基煙酸（2.56g）懸浮于N，N-二甲基甲酰胺（60mL）中，加入K2CO3（4.65g），在40℃下攪拌30min。向得到的懸浮液中滴加溶液A，在80℃下回流反應(yīng)2h，TLC檢測(cè)反應(yīng)完成。

將反應(yīng)液冷卻至室溫，在減壓下蒸餾除去N，N-二甲基甲酰胺（40mL，57%）。殘?jiān)屑尤氡?00mL），在室溫下攪拌10～20min，攪拌時(shí)間越久固體越多。過濾后濾餅干燥，得到目標(biāo)物5.56g，收率：98.76%，化合物狀態(tài):白色固體?；衔顰-1、A-2、A-3的表征數(shù)據(jù)見表1。

表1 化合物表征數(shù)據(jù)Tab.1 Compound characterization data

目標(biāo)化合物A-1、A-2、A-3均經(jīng)過1H NMR及LC-MS確證，所得表征數(shù)據(jù)與相應(yīng)化合物數(shù)據(jù)均一致。

2 生物活性測(cè)定

化合物A-1、A-2、A-3對(duì)真菌的殺菌活性測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 目標(biāo)化合物對(duì)植物真菌的殺菌活性Tab.2 Fungicidal activity of target compounds against plant fungi

測(cè)試了A-1、A-2、A-3對(duì)植物真菌病害的殺菌活性，由表2可以看出，目標(biāo)化合物的殺菌活性表現(xiàn)良好：在質(zhì)量濃度為100mg·L-1時(shí)，化合物A-1小麥白粉病、水稻稻瘟病的致死率均為100%，其活性可以和對(duì)照物嘧菌酯、三環(huán)唑媲美，黃瓜霜霉病的致死率為60%，大豆灰霉病的致死率為70%；化合物A-2對(duì)黃瓜霜霉病、小麥白粉病、大豆灰霉病的致死率分別為70%、40%、30%；化合物A-3對(duì)黃瓜霜霉病、小麥白粉病、大豆灰霉病的致死率分別為30%、50%、30%；化合物A-2、A-3對(duì)水稻稻瘟病沒有活性。

3 結(jié)論

筆者以對(duì)羥基苯甲醛為起始原料，經(jīng)過3步反應(yīng)生成Aminopyrifen衍生物A-1、A-2、A-3，反應(yīng)總收率在61.5%～78.3%之間，純度為98%。所得化合物的結(jié)構(gòu)均通過1H NMR、LC-MS等確證。經(jīng)室內(nèi)生物活性測(cè)試結(jié)果表明：A-1對(duì)黃瓜霜霉病、小麥白粉病、水稻稻瘟病、大豆灰霉病在質(zhì)量濃度100mg·L-1的致死率分別為60%、100%、100%、70%，具有良好的殺菌活性，且在供試濃度范圍內(nèi)沒有對(duì)植物產(chǎn)生藥害，可作為先導(dǎo)化合物繼續(xù)研究。