含環(huán)丙甲酸類活性片段的新型二酰胺衍生物的設計、合成及生物活性

陳睿嘉, 馮婷婷, 王港澳, 徐曉勇, 李 忠

(華東理工大學藥學院，上海市化學生物學(芳香雜環(huán))重點實驗室，上海 200237)

化學農藥是有害生物綜合治理中不可或缺的組成部分，在農業(yè)生產實踐中起著重要作用。然而，現(xiàn)有化學農藥的大范圍使用及誤用已經(jīng)引起了多種問題，如靶標抗性、環(huán)境污染和非靶標毒性等。為了解決這些問題，開發(fā)骨架新穎、環(huán)境友好、對非靶標生物毒性低的候選農藥分子，已經(jīng)成為當前農藥化學研究的熱點。

二酰胺片段，是醫(yī)藥及農藥化學領域的 “特權骨架” (privileged scaffold) 。二酰胺類化合物具有較好的結構可衍生性；同時，隨著末端片段的化學結構及2 個酰胺的空間間隔 (鄰、間、對) 的不同，二酰胺類化合物會展現(xiàn)出優(yōu)良、廣泛且特異的生物活性，如抗腫瘤[1]、抗病毒[2]、抗細菌[3]、降血糖[4]、殺真菌[5-6]及殺蟲[7-8]活性等 (圖式1) 。其中已經(jīng)商品化的二酰胺類殺蟲劑有氯蟲苯甲酰胺 (chlorantraniliprole) 和溴蟲氟苯雙酰胺 (broflanilide) ，它們分別作用于魚尼丁受體 (ryanodine receptor，RyR) 和γ-氨基丁酸 (γ-aminobutyric acid，GABA) 受體[9-10]，已在農藥市場占據(jù)重要地位。近年來，二酰胺骨架也開始出現(xiàn)于多類具有高殺菌活性化合物的化學結構中[5-6]。

圖式1 具有生物活性的二酰胺類衍生物Scheme 1 Diamides with biological activities

與此同時，環(huán)丙甲酸片段也因其獨特的藥理學性質而受到研究者的極大關注。環(huán)丙甲酸片段已出現(xiàn)在多種活性天然產物中，如具有植物生長調節(jié)作用的冠菌素 (coronatine) 和具有廣譜殺蟲活性的除蟲菊素 (pyrethrins)[11]。研究表明，環(huán)丙甲酸片段可以改善目標分子的諸多特性，如效力、穩(wěn)定性、選擇性和生物利用度等[12-13]。在已經(jīng)上市的藥物魯瑪卡托 (lumacaftor) 和正在研究中的特異性組織蛋白酶S (specific cathepsin S) 抑制劑RO5444101 等藥物分子中，環(huán)丙甲酸都是必不可少的活性亞片段[14-15]。而以環(huán)丙菌酰胺、酯菌胺和擬除蟲菊酯類農藥的開發(fā)為代表，研究者們亦愈發(fā)頻繁地在農藥分子中引入環(huán)丙甲酸片段[16](圖式2) 。

圖式2 含環(huán)丙甲酸片段的天然產物、藥物及農藥Scheme 2 Natural products, drugs and pesticides containing cyclopropanecarboxylic acid fragments

為探究具有全新“化學空間”的農藥先導，本研究將含環(huán)丙甲酸的活性片段與二酰胺片段進行“片段融合” (fragment merging) ，設計并合成了一系列新型的二酰胺類衍生物。依據(jù)包含二酰胺結構或環(huán)丙甲酸片段的農藥分子所展現(xiàn)的生物活性，測試了目標衍生物對苜蓿蚜Aphis craccivora與東方黏蟲Mythimna separate的致死率，及它們對小麥赤霉病菌Fusarium graminearum和小麥白粉病菌Blumeria graminis的抑制率。

目標衍生物的分子設計策略見圖式3，合成路線見圖式4。首先，為了探究了2 個酰胺基團的間隔對目標衍生物的活性的影響，選取了3 種應用廣泛且結構簡單的環(huán)丙甲酸片段為探針，它們分別是：無取代的環(huán)丙甲酸；作為擬除蟲菊酯類殺蟲劑活性片段的2,2-二甲基-3-(2-甲基丙-1-烯-1-基)環(huán)丙烷-1-羧酸 (下文簡稱為“菊酸”) ；作為多種神經(jīng)退行性疾病藥物活性片段的1-苯基環(huán)丙烷-1-羧酸[15]。之后，又評估了不同結構的環(huán)丙甲酸對目標衍生物的生物活性的影響。

圖式3 目標衍生物的分子設計Scheme 3 Molecular design of target derivatives

圖式4 目標衍生物的合成路線Scheme 4 Synthetic routes of target derivatives

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Büchi Melting Point B-540 熔點儀 (Büchi,Flawil, Switzerland)，未校正；Brucker AM-400(400 MHz) 和Brucker AM-600 (600 MHz) 核磁共振波譜儀 (Bruker, F?llanden, Switzerland)，以TMS 為內標，DMSO-d6為溶劑；Waters Xevo G2 TOF 質譜儀(ESI 源, Waters, Milford, America)；Rudolph Autopol III 旋光儀 (Rudolph, Hackettstown,America)。

所有試劑均為市售分析純，未經(jīng)進一步純化直接使用。所有溶劑均為市售分析純，并在使用前經(jīng)標準無水化處理。

1.2 目標衍生物的合成

1.2.1 中間體4-氨基-N-甲基苯甲酰胺 (3) 的合成

中間體3 的合成方法參考了已報道文獻并略作修改[17-18]。

冰浴條件下，將草酰氯 (6.0 mmol) 緩慢滴入含4-硝基苯甲酸 (1，5.0 mmol) 的二氯甲烷 (DCM，30 mL) 渾濁液中，待溫度恢復至室溫后再攪拌反應2 h。薄層色譜 (V正庚烷:V乙酸乙酯= 2 : 3) 監(jiān)測至反應完全，真空下濃縮反應液得4-硝基苯甲酰氯粗品，為黃色油狀物。冰浴條件下，將該粗品的DCM (5 mL) 溶液緩慢滴入甲胺鹽酸鹽 (6.0 mmol)和三乙胺 (TEA，15.0 mmol) 的DCM (30 mL) 溶液中?；謴椭潦覝兀贁嚢璺磻? h。薄層色譜(V正庚烷:V乙酸乙酯= 3 : 2) 監(jiān)測至反應完全后，傾入水 (50 mL) 淬滅反應。取有機相，經(jīng)檸檬酸飽和水溶液 (40 mL) 和飽和食鹽水 (40 mL) 洗滌，干燥，真空下濃縮，即得4-硝基-N-甲基苯甲酰胺(2) 的粗品，黃色固體。將該粗品溶于乙醇 (EtOH)和水的混合溶液 (40 mL，VEtOH:V水= 3 : 1) 中，氬氣保護條件下再加入鐵粉 (25.0 mmol) 和氯化銨(NH4Cl，15.0 mmol) 。60 ℃反應1 h。薄層色譜(V正庚烷:V乙酸乙酯= 1 : 1) 監(jiān)測至反應完全后，趁熱過濾，并依次用乙醇 (30 mL) 和水 (30 mL)洗滌濾餅。將濾液在真空下濃縮，以乙酸乙酯 (EA，40 mL) 溶解，碳酸氫鈉飽和水溶液 (40 mL) 洗滌，干燥，濃縮，即得4-氨基-N-甲基苯甲酰胺(3) 粗品，黃色固體，綜合收率74%，無需進一步處理即可用于下一步反應。

1.2.2 中間體3-氨基-N-甲基苯甲酰胺 (5) 的合成 以3-硝基-N-甲基苯甲酰胺 (4) 為原料，按1.2.1 節(jié)中相同的方法合成，即可得3-氨基-N-甲基苯甲酰胺(5) 的粗品，黃色固體，綜合收率77%，無需進一步處理即可用于下一步反應。

1.2.3 中間體2-氨基-N-甲基苯甲酰胺 (7) 的合成 以2-硝基-N-甲基苯甲酰胺 (6) 為原料，按1.2.1 節(jié)方法合成，即可得2-氨基-N-甲基苯甲酰胺 (7) 的粗品，黃色固體，綜合收率68%，無需進一步處理即可用于下一步反應。

1.2.4 目標衍生物8a～8c 的合成 以4-(環(huán)丙烷甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (8a) 為例。冰浴條件下，將草酰氯 (4.3 mmol) 緩慢滴入環(huán)丙甲酸(3.6 mmol) 的二氯甲烷 (DCM，20 mL) 渾濁液中?；謴椭潦覝?，再攪拌反應2 h。薄層色譜(V正庚烷:V乙酸乙酯= 1 : 1) 監(jiān)測至反應完全后，真空下濃縮反應液即得環(huán)丙甲酰氯粗品，黃色油狀物。冰浴條件下，將該粗品的DCM 溶液緩慢滴入化合物3 (3.0 mmol) 和N,N-二異丙基乙胺(DIPEA，9.0 mmol) 的DCM (20 mL) 溶液中。恢復至室溫，再于38 ℃攪拌反應3 h。薄層色譜(V正庚烷:V乙酸乙酯= 2 : 1) 監(jiān)測至反應完全后，傾入水 (30 mL) 淬滅反應。取有機相，經(jīng)檸檬酸飽和水溶液 (30 mL) 和飽和食鹽水 (30 mL) 洗滌，干燥，真空下濃縮，柱層析分離提純，即得4-(環(huán)丙烷甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (8a)。

由不同取代的環(huán)丙甲酸為原料，按相同方法合成，即可得8b 和8c。

1.2.5 目標衍生物9a～9c 的合成 由不同的取代環(huán)丙甲酸和5 為原料，按相似的方法合成，即可得9a～9c。

1.2.6 目標衍生物10a～10o 的合成 由不同取代的環(huán)丙甲酸和7 為原料，按相似的方法合成，即可得10a～10o。

1.3 生物活性測試

1.3.1 試材及藥劑配制 苜蓿蚜Aphis craccivora

和東方黏蟲Mythimna separate，均引進自上海南方農藥研究中心。小麥赤霉病菌F u s a r i u mgraminearum和小麥白粉病菌Blumeria graminis，均引進自上海曉明檢測技術服務有限公司。

將待測的衍生物溶于二甲基亞砜 (DMSO)中，以預先溶解有曲拉通 (triton,ω=0.05%) 的清水稀釋成所需要的濃度。

1.3.2 殺蟲活性測定

1.3.2.1 苜蓿蚜 參考文獻方法[19]進行。取1 根3～4 cm 蠶豆苗，每苗接入10 只饑餓處理后的苜蓿蚜無翅成蚜。待試蟲于葉片上穩(wěn)定，將豆苗浸入待測藥液中4～6 s，自然陰干后立于馬燈罩中。置于(25±1) ℃的觀察室內培養(yǎng)。2 d 后觀察結果，蟲體觸之無反應即為死亡。每組試驗重復3 次，并計算死亡率。

1.3.2.2 東方黏蟲 參考文獻方法[19]進行。取4 段3～4 cm 的玉米葉，浸入待測藥液中4～6 s，自然陰干后鋪于培養(yǎng)皿中。每皿接入10 只經(jīng)饑餓處理1 h 后的東方黏蟲的3 齡幼蟲。置于(25±1) ℃的觀察室內培養(yǎng)。3 d 后觀察結果，蟲體觸之無反應即為死亡。每組試驗重復3 次，并計算死亡率。

1.3.3 殺菌活性測定

1.3.3.1 小麥赤霉病菌 參考文獻方法[20]進行。將提前培養(yǎng)3 d 的赤霉病菌沿菌落邊緣取下1 cm的菌餅，接于備好的裝有水瓊脂 (ω= 1%) 的試管中，置于(25±1) ℃的觀察室內培養(yǎng)20 h。取6 段7～8 cm 的一葉期小麥葉片，浸入待測藥液中10～12 s，自然陰干。2 h 后將葉片立于上述試管內，置于(25±1) ℃的觀察室內培養(yǎng)。5 d 后觀察結果，測量菌絲生長高度。每組試驗重復3 次，計算抑制率。

1.3.3.2 小麥白粉病菌 參考文獻方法[21]進行。將待測藥液均勻噴灑在備好的二葉期小麥苗上，自然陰干。24 h 后，將發(fā)病小麥葉片上的白粉病菌孢子抖落于小麥苗上，置于(20±1) ℃的觀察室內培養(yǎng)。10 d 后觀察結果，測量病斑占整個葉片的面積比。每組試驗重復3 次，計算抑制率。

2 結果與分析

2.1 化學合成

如圖式4，分別以市售的不同取代位的硝基苯甲酸 (1，4 和6) 為原料，經(jīng) “羧基酰胺化-硝基還原-氨基酰胺化” 3 步反應，即可得到不同取代基間隔的目標產物 (8a～8c、9a～9c 及10a～10o)。

對于硝基還原反應，氬氣保護可以減少副反應的發(fā)生，而且需要適時地監(jiān)控反應進展，因為過長的反應時間也會導致副產物的生成。在后處理時，需趁熱過濾以防止產物的過早析出及鐵鹽對產物的吸附。

對于第三步的 “氨基酰胺化”，本研究篩選了不同的反應條件，如 “活化酯法”，“縮合劑法”及“酰氯法” 等。結果表明，通過 “酰氯法”，預先將各取代的環(huán)丙甲酸制備成酰氯，再與氨基-N-甲基苯甲酰胺在二氯甲烷中、38 ℃下反應，可以大于60% 的產率得到8a～8c 和9a～9c。但該條件下，10a 的產率并不理想 (＜50%) ，鄰位甲酰胺基團的吸電子效應和位阻效應都會削減中間體氨基的反應活性。進一步的條件優(yōu)化結果表明，以1,2-二氯乙烷作溶劑、在70 ℃下，即可以大于60%的產率合成鄰位二酰胺衍生物10a～10o。

部分目標產物含有手性中心，其中：8b、9b和 10b 中含(1R, 3S)/(1R, 3R)及(1S, 3S)/(1S, 3R)共2 對消旋異構體(下文分別簡稱為trans和cis構型)；10d 含(S)/(R) 共1 對異構體；10f～10i 含(1R,3S)/(1S, 3R)共1 對異構體 (下文稱為trans構象)；10o 含(1R, 2R)及(1S, 2S)共1 對異構體。對它們進行了旋光度測試，在100 mg/L 質量濃度下，這些衍生物的比旋光度[α]的絕對值均小于0.2，說明這些衍生物為外消旋體。

2.2 目標衍生物的性質及表征

在核磁共振氫譜及碳譜中，10d、10f～10i 和10o 的每對異構體均具有相同的化學位移。而對于含菊酸片段的8b、9b 和 10b，其兩對異構體可以通過化學位移區(qū)分。通過與僅含trans構型的10f 比較，對各峰進行歸屬，將trans與cis構型的峰分別標記為isomer1 和isomer2。通過峰面積對比，可以估算出兩構型的比例為ntrans:ncis約7 : 3。

4-(環(huán)丙烷甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (8a)：白色固體，產率82%。m.p. 247.5–248.2 ℃.1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 10.39 (s, 1H), 8.34-8.24 (m, 1H), 7.77 (d,J=8.7 Hz, 2H), 7.64 (d,J= 8.7 Hz, 2H), 2.76 (d,J= 4.5 Hz, 3H),1.85-1.73 (m, 1H), 0.87-0.75 (m, 4H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 171.93, 166.08, 141.68, 128.72, 127.83, 118.06,26.14, 14.59, 7.36. HRMS (ESI-TOF) [C12H15N2O2] (M + H)+計算值：219.113 4；測定值：219.113 5.

4-(2,2-二甲基-3-(2-甲基丙-1-烯-1-基)環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (8b)：白色固體，產率73%. m.p.196.7–197.7 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.26 (s,0.7H,isomer1), 10.18 (s, 0.3H,isomer2), 8.34-8.23 (m, 1H),7.80-7.72 (m, 2H), 7.68-7.59 (m, 2H), 5.50 (d,J=8.2 Hz, 0.3H,isomer2), 4.99 (d,J= 8.2 Hz, 0.7H,isomer1),2.76 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 2.01-1.96 (m, 0.7H,isomer1),1.945– 1.90 (m, 0.3H,isomer2), 1.80-1.76 (m, 0.3H,isomer2), 1.75-1.63 (m, 6H), 1.60-1.56 (m, 0.7H,isomer1), 1.23 (s,0.9H,isomer2), 1.21 (s, 2.1H,isomer1 andisomer2), 1.14 (s,2.1H,isomer1).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 169.47(isomer1), 169.21 (isomer2), 166.06, 141.88 (isomer2),141.83 (isomer1), 133.91 (isomer1), 132.35 (isomer2),128.51 (isomer1), 128.36 (isomer2), 127.80 (isomer1),127.76 (isomer2), 121.72(isomer1), 119.04 (isomer2), 117.87(isomer1), 117.83 (isomer2), 36.59 (isomer1), 32.59 (isomer2), 31.38 (isomer2), 30.38 (isomer1), 28.65 (isomer2), 27.59(isomer1), 26.14 (isomer1), 25.86 (isomer2), 25.63 (isomer2), 25.30 (isomer1), 22.09, 19.84, 18.23 (isomer1), 18.02(isomer2). HRMS (ESI-TOF) [C18H25N2O2] (M + H)+計算值：301.191 6；測定值：301.191 7.

N-甲基-4-(1-苯基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)苯甲酰胺 (8c)：白色固體，產率68%. m.p. 222.4–223.1 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 9.27 (s, 1H), 8.34-8.26 (m, 1H),7.75 (d,J= 8.8 Hz, 2H), 7.62 (d,J= 8.8 Hz, 2H), 7.43-7.33(m, 4H), 7.32-7.26 (m, 1H), 2.75 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.46 (dd,J= 6.8, 4.2 Hz, 2H), 1.13 (dd,J= 6.8, 4.2 Hz, 2H).13C NMR(101 MHz, DMSO-d6),δ: 171.19, 165.99, 141.29, 140.00,129.18, 128.81, 128.55, 127.53, 127.02, 119.17, 31.83, 26.13,14.82. HRMS (ESI-TOF) [C18H19N2O2] (M + H)+計算值：295.144 7；測定值：295.144 8.

3-(環(huán)丙烷甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (9a)：白色固體，產率84%. m.p. 189.1–189.7 ℃.1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 10.38 (s, 1H), 8.44-8.34 (m, 1H), 8.04 (s, 1H),7.76 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 7.47 (d,J= 7.8 Hz, 1H), 7.36 (d,J=7.9 Hz, 1H), 2.77 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.81 (tt,J= 7.2, 5.2 Hz,1H), 0.85-0.77 (m, 4H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ:171.79, 166.64, 139.35, 135.21, 128.55, 121.41, 121.14,118.17, 26.24, 14.47, 7.19(2C). HRMS (ESI-TOF)[C12H14N2O2Na] (M + Na)+計算值：241.095 3；測定值：241.095 1.

3-(-2,2-二甲基-3-(2-甲基丙-1-烯-1-基)環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (9b)：白色固體，產率72%. m.p.159.4–160.0 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.18 (s,0.7H,isomer1), 10.10 (s, 0.3H,isomer2), 8.40-8.30 (m, 1H),8.05 (s, 1H), 7.72 (d,J= 7.9 Hz, 0.7H,isomer1), 7.67 (d,J=7.9 Hz, 0.3H,isomer2), 7.47-7.39 (m, 1H), 7.38-7.30 (m,1H), 5.52 (d,J= 8.2 Hz, 0.3H,isomer2), 4.99 (d,J=8.2 Hz, 0.7H,isomer1), 2.77 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 2.02-1.96(m, 0.7H,isomer1), 1.94-1.87 (m, 0.3H,isomer2), 1.79-1.75(m, 0.3H,isomer2), 1.73-1.63 (m, 6H), 1.60-1.56 (m, 0.7H,isomer1), 1.23 (s, 0.9H,isomer2), 1.21 (s, 2.1H,isomer1),1.20 (s, 0.9H,isomer2), 1.14 (s, 2.1H,isomer1).13C NMR(101 MHz, DMSO-d6),δ: 169.29 (isomer1), 169.05 (isomer2), 166.66, 139.56 (isomer2), 139.52 (isomer1), 135.26(isomer1), 135.24 (isomer2), 133.89 (isomer2), 133.86(isomer1), 128.49 (isomer1), 128.42 (isomer2), 121.81,121.30 (isomer2), 121.25 (isomer1), 121.02 (isomer2),121.99 (isomer1), 118.02 (isomer1), 118.00 (isomer2), 36.55(isomer1), 32.49 (isomer2), 31.21 (isomer2), 30.19 (isomer1), 28.76 (isomer2), 27.32 (isomer1), 26.23 (isomer1), 25.84(isomer2), 25.38 (isomer2), 25.29 (isomer1), 22.10, 19.89,18.23 (isomer1), 18.01 (isomer2). HRMS (ESI-TOF)[C18H24N2O2Na] (M + Na)+計算值：323.173 5；測定值：323.173 7.

N-甲基-3-(1-苯基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)苯甲酰胺 (9c)：白色固體，產率71%. m.p. 197.6–198.6 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 9.15 (s, 1H), 8.40-8.30 (m, 1H),7.94 (s, 1H), 7.73 (d,J= 7.8 Hz, 1H), 7.48 (d,J= 7.8 Hz, 1H),7.45-7.26 (m, 6H), 2.76 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.46 (q,J= 4.2 Hz, 2H), 1.12 (q,J= 4.2 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 171.14, 166.50, 140.01, 138.87, 135.00, 129.08(2C), 128.53 (2C), 128.29, 127.05, 122.70, 121.81, 119.43,31.67, 26.21, 14.76(2C). HRMS (ESI-TOF) [C18H19N2O2](M + H)+計算值：295.144 7；測定值：295.144 9.

2-(環(huán)丙烷甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10a)：白色固體，產率72%. m.p. 155.2–156.1 ℃.1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 11.64 (s, 1H), 8.78-8.66 (m, 1H), 8.38 (d,J=8.3 Hz, 1H), 7.71 (dd,J= 7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.49-7.42 (m, 1H),7.11 (td,J= 7.8, 1.1 Hz, 1H), 2.80 (d,J= 4.5 Hz, 3H),1.71-1.60 (m, 1H), 0.87-0.80 (m, 4H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 171.39, 168.70, 138.98, 131.72, 127.83, 122.32,120.39 (2C), 26.23, 15.80, 7.46 (2C). HRMS (ESI-TOF)[C12H14N2O2Na] (M + Na)+計算值：241.095 3；測定值：241.095 1.

2-(-2,2-二甲基-3-(2-甲基丙-1-烯-1-基)環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10b)：白色固體，產率61%. m.p.120.5–121.3 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 11.60 (s,0.7H,isomer1), 11.54 (s, 0.3H,isomer2), 8.77-8.65 (m, 1H),8.47-8.37 (m, 1H), 8.47-8.36 (m, 1H), 7.74-7.65 (m, 1H),7.50-7.40 (m, 1H), 7.15-7.05 (m, 1H), 5.47-5.40 (m, 0.3H,isomer2), 5.04-4.97 (m, 0.7H,isomer1), 2.81-2.78 (m, 3H),2.04-1.97 (m, 0.7H,isomer1), 1.97-1.91 (m, 0.3H,isomer2),1.73-1.64 (m, 6H), 1.63 (d, J = 5.2 Hz, 0.3H,isomer2), 1.47(d, J = 5.2 Hz, 0.7H,isomer1), 1.23 (s, 0.9H,isomer2), 1.20(s, 3H,isomer1 andisomer2), 1.15 (s, 2.1H,isomer1).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 168.95 (isomer1), 168.76(isomer2), 168.75 (isomer1), 168.59 (isomer2), 139.22(isomer1), 139.18 (isomer2), 133.76 (isomer1), 132.70(isomer2), 131.77 (isomer1), 131.71 (isomer2), 127.83(isomer1), 127.80 (isomer2), 122.18 (isomer1), 122.01(isomer2), 121.73 (isomer1), 120.17 (isomer2), 120.13(isomer1), 120.08 (isomer1), 120.02 (isomer2), 118.89(isomer2), 37.59 (isomer1), 33.75 (isomer2), 31.21 (isomer2), 30.57 (isomer1), 28.44 (isomer2), 27.66 (isomer1), 26.23(isomer1), 25.82 (isomer2), 25.55 (isomer2), 25.33 (isomer1), 21.99, 19.99, 18.19 (isomer1), 18.04 (isomer2). HRMS(ESI-TOF) [C18H24N2O2Na] (M + Na)+計算值：323.173 5；測定值：323.173 3.

N-甲基-2-(1-苯基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)苯甲酰胺 (10c)：白色固體，產率64%. m.p. 142.3–143.1 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.75 (s, 1H), 8.53-8.43 (m, 1H), 8.39(dd,J= 8.4, 1.0 Hz, 1H), 7.54 (dd,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H),7.49-7.31 (m, 6H), 7.07 (td,J= 7.7, 1.0 Hz, 1H), 2.59 (d,J=4.5 Hz, 3H), 1.48 (dd,J= 6.7, 3.8 Hz, 2H), 1.12 (dd,J= 6.7,3.8 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 172.27,168.47, 139.15, 138.92, 131.80, 131.13, 129.24, 128.16,127.98, 122.95, 121.89, 120.72, 32.06, 26.40, 15.94. HRMS(ESI-TOF) [C18H18N2O2Na] (M + Na)+計算值：317.126 6；測定值：317.126 7.

2-(2,2-二甲基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺(10d)：白色固體，產率66%. m.p. 141.5–142.2 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 11.62 (s, 1H), 8.79-8.65 (m, 1H),8.43 (d,J= 8.3 Hz, 1H), 7.71 (dd,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 7.45(td,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 7.10 (td,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 2.80 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.55 (dd,J= 7.9, 5.3 Hz, 1H), 1.17 (s, 3H),1.15 (s, 3H), 1.02-0.97 (m, 1H), 0.83 (dd,J= 7.9, 3.9 Hz, 1H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 169.32, 168.76, 139.25,131.78, 127.83, 122.13, 120.11, 119.99, 29.80, 26.59, 26.24,22.00, 20.06, 18.48. HRMS (ESI-TOF) [C14H18N2O2Na](M + Na)+計算值：269.126 6；測定值：269.126 5.

N-甲基-2-(2,2,3,3-四甲基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)苯甲酰胺(10e)：白色固體，產率68%. m.p. 141.7–142.4 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 11.50 (s, 1H), 8.75-8.65 (m, 1H),8.43 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.69 (dd,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 7.43(td,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 7.08 (td,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 2.79 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.23 (s, 6H), 1.19 (s, 6H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 169.43, 168.83, 139.41, 131.74, 127.80,121.86, 119.96, 119.77, 38.10, 28.47, 26.25, 23.35, 16.56.HRMS (ESI-TOF) [C16H22N2O2Na] (M + Na)+計算值：297.157 9；測定值：297.158 0.

2-(trans-2,2-二甲基-3-(2-甲基丙-1-烯-1-基)環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10f)：白色固體，產率62%.m.p. 113.5–114.2 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 11.62(s, 1H), 8.77-8.66 (m, 1H), 8.45 (d,J= 8.3 Hz, 1H), 7.71 (dd,J= 7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.50-7.42 (m, 1H), 7.11 (td,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 5.04-4.98 (m, 1H), 2.81 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 2.01 (dd,J= 8.2, 5.2 Hz, 1H), 1.70 (s, 3H), 1.68 (s, 3H), 1.48 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 1.21 (s, 3H), 1.15 (s, 3H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 168.94, 168.75, 139.21, 133.76, 131.76, 127.82,122.14, 121.72, 120.12, 120.02, 37.60, 30.57, 27.66, 26.22,25.31, 21.98, 19.97, 18.17. HRMS (ESI-TOF) [C18H24N2O2Na](M + Na)+計算值：323.173 5；測定值：323.173 7.

2-(trans-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10g)：白色固體，產率65%. m.p.118.2–119.1 ℃.1H NMR (600 MHz, DMSO-d6),δ: 11.72,8.81-8.68 (m, 1H), 8.43 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 7.72 (dd,J= 8.0,1.4 Hz, 1H), 7.52-7.43 (m, 1H), 7.13 (td,J= 7.6, 1.4 Hz, 1H),6.11 (d,J= 9.1 Hz, 1H), 2.81 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 2.17 (dd,J=9.1, 5.1 Hz, 1H), 1.97 (d,J= 5.1 Hz, 1H), 1.23 (s, 3H).13C NMR (564 MHz, DMSO-d6),δ: 169.20, 168.17, 139.46,132.31, 129.72, 128.35, 122.96, 120.74, 118.86, 37.64, 31.92,29.14, 26.73, 22.47, 20.15. HRMS (ESI-TOF) [C16H1835Cl2N2O2Na](M + Na)+計算值：363.064 3，測定值：363.064 1;[C16H1835Cl37ClN2O2Na] (M + Na)+計算值：365.061 4，測定值：365.061 6; [C16H1837Cl2N2O2Na] (M + Na)+計算值：367.058 4，測定值：367.058 2.

2-(trans-3-((Z)-2-氯-3,3,3-三氟丙-1-烯-1-基)-2,2-二甲基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10h)：白色固體，產率70%. m.p. 203.3–204.2 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSOd6),δ: 11.69 (s, 1H), 8.77-8.64 (m, 1H), 8.29 (d,J= 8.1 Hz,1H), 7.70 (dd,J= 7.9, 1.1 Hz, 1H), 7.46 (td,J= 7.8, 1.1 Hz,1H), 7.26-7.18 (m, 1H), 7.14 (td,J= 7.6, 1.1 Hz, 1H), 2.79 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 2.26-2.17 (m, 2H), 1.32 (s, 3H), 1.29 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 168.58, 167.58, 138.41,132.86-132.63 (m), 131.66, 127.86, 122.79, 121.15,120.91-120.73 (m), 120.72, 118.30 (q,J= 37.0 Hz), 36.09,29.96, 28.64, 27.59, 26.20, 14.71.19F (376 MHz, DMSO-d6),δ:–67.35. HRMS (ESI-TOF) [C17H1835ClF3N2O2Na] (M + Na)+計算值：397.090 7，測定值：397.090 5; [C17H1837ClF3N2O2Na](M + Na)+計算值：399.087 7，測定值：399.087 8.

(Z)-2-(3-(2-氯-2-(4-氯苯基)乙烯基)-2,2-二甲基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10i)：白色固體，產率60%.m.p. 165.3–166.3 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ:11.76, 8.79-8.70 (m, 1H), 8.45 (d,J= 8.3 Hz, 1H), 7.72 (dd,J= 7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.68-7.63 (m, 2H), 7.51-7.44 (m, 3H),7.13 (td,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 6.42 (d,J= 8.9 Hz, 1H), 2.80 (d,J= 4.5 Hz, 1H), 2.45 (dd,J= 8.9, 5.1 Hz, 1H), 2.03 (d,J= 5.1 Hz, 1H), 1.29 (s, 6H).13C NMR (150 MHz, DMSO-d6),δ:169.25, 168.53, 139.59, 136.31, 133.51, 132.36, 131.38,128.97, 128.37, 128.03, 127.99, 122.88, 120.65, 120.54, 38.42,32.85, 29.91, 26.73, 22.65, 20.39. HRMS (ESI-TOF)[C22H2235Cl2N2O2Na] (M + Na)+計算值：439.095 6，測定值：439.095 5; [C22H2235Cl37ClN2O2Na] (M + Na)+計算值：441.092 7，測定值：441.092 9; [C22H2237Cl2N2O2Na] (M +Na)+計算值：443.089 7，測定值：443.089 5.

N-甲基-2-(1-甲基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)苯甲酰胺 (10j)：白色固體，產率74%. m.p. 136.2–137.0 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 11.93 (s, 1H), 8.84-8.72 (m, 1H), 8.49(dd,J= 8.4, 1.0 Hz, 1H), 7.75 (dd,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 7.47(td,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 7.12 (td,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 2.81 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.42 (s, 3H), 1.09 (dd,J= 6.3, 3.5 Hz, 1H),0.73-0.67 (m, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ:172.96, 168.87, 139.47, 131.89, 127.81, 122.20, 120.00,119.65, 26.28, 20.23, 19.06, 15.95. HRMS (ESI-TOF)[C13H16N2O2Na] (M + Na)+計算值：255.110 9，測定值：255.110 7.

N-甲基-2-(1-(三氟甲基)環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)苯甲酰胺(10k)：白色固體，產率77%. m.p. 120.3–121.2 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 12.08 (s, 1H), 8.90-8.73 (m, 1H),8.39 (dd,J= 8.4, 1.0 Hz, 1H), 7.77 (dd,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H),7.51 (td,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 7.19 (td,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H),2.80 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.50-1.44 (m, 2H), 1.43-1.36 (m,2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 168.57, 164.06,138.47, 131.98, 127.86, 123.21, 120.72, 120.44, 28.67 (q,J=32.5 Hz), 26.26, 11.15.19F (564 MHz, DMSO-d6),δ: –64.85.HRMS (ESI-TOF) [C13H13F3N2O2Na] (M + Na)+計算值：309.082 7，測定值：309.082 9.

2-(1-氰基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10l)：白色固體，產率78%. m.p. 186.4–187.2 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 12.51 (s, 1H), 8.91-8.74 (m, 1H), 8.34(dd,J= 8.4, 1.0 Hz, 1H), 7.79 (dd,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 7.52(td,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 7.21 (td,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 2.82 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.73 (dd,J= 8.2, 4.5 Hz, 1H), 1.62 (dd,J=8.2, 4.5 Hz, 1H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 168.48,164.04, 138.39, 131.99, 127.86, 123.39, 120.72, 120.34,119.13, 26.30, 17.83, 14.59. HRMS (ESI-TOF) [C13H13N3O2Na](M + Na)+計算值：266.090 4，測定值：266.090 2.

2-(1-氟環(huán)丙烯-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10m)：白色固體，產率69%. m.p. 135.9–136.7 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 12.52 (d,J= 3.2 Hz, 1H), 8.86-8.77 (m,1H), 8.50 (dd,J= 8.4, 1.0 Hz, 1H), 7.79 (dd,J= 7.9, 1.4 Hz,2H), 7.57-7.49 (m, 1H), 7.20 (td,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 2.81 (d,J= 4.6 Hz, 3H), 1.51-1.40 (m, 2H), 1.38-1.28 (m, 2H).13C NMR (150 MHz, DMSO-d6),δ: 172.65, 172.65 (d,J= 19.0 Hz), 143.45, 137.32, 133.21, 128.41, 125.43, 125.22, 83.47 (d,J= 234.8 Hz), 31.49, 18.64 (d,J= 10.2 Hz, 2C).19F (564 MHz, DMSO-d6),δ: –69.51, 70.77. HRMS (ESI-TOF)[C12H13N2FO2Na] (M + Na)+計算值：259.085 9，測定值：259.086 0.

2-(1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧雜環(huán)戊烯-5-基)環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)-N-甲基苯甲酰胺 (10n)：白色固體，產率62%. m.p. 167.9–169.0 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ:10.92 (s, 1H), 8.58-8.49 (m, 1H), 8.46 (dd,J= 8.4, 1.0 Hz,1H), 7.56 (dd,J= 7.9, 1.0 Hz, 1H), 7.53 (d,J= 1.0 Hz, 1H),7.46-7.38 (m, 2H), 7.29 (dd,J= 8.3, 1.0 Hz, 1H), 7.07 (td,J=7.7, 1.0 Hz, 1H), 2.58 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 1.50 (dd,J= 6.8, 3.8 Hz, 2H), 1.17 (dd,J= 6.8, 3.8 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 171.59, 168.08, 143.22, 142.60, 138.64, 135.24,131.56, 131.28 (t,J= 250.7 Hz), 127.53, 127.53, 127.17,122.42, 120.68, 119.54, 113.14, 110.11, 31.32, 25.50, 16.13.19F (564 MHz, DMSO-d6),δ: –49.04. HRMS (ESI-TOF)[C19H16F2N2O4Na] (M + Na)+計算值：397.097 6，測定值：397.097 5.

N-甲基-2-(trans-2-苯基環(huán)丙烷-1-甲酰胺基)苯甲酰胺(10o)：白色固體，產率61%. m.p. 99.7–100.3 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 1 167 (s, 1H), 8.77-8.65 (m, 1H),8.41 (d,J= 8.2 Hz, 1H), 7.70 (dd,J= 7.8, 1.0 Hz, 1H), 7.47 (t,J= 7.7 Hz, 1H), 7.33-7.26 (m, 2H), 7.24-7.17 (m, 3H), 7.13(t,J= 7.6 Hz, 1H), 2.77 (d,J= 4.5 Hz, 3H), 2.45-2.37 (m,1H), 2.45-2.37 (m, 1H), 1.54-1.47 (m, 1H), 1.42-1.33 (m,1H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 170.16, 169.10,141.02, 139.28, 132.21, 128.82, 128.36, 126.62, 126.40,123.01, 121.15, 120.97, 28.19, 26.72, 25.67, 16.87. HRMS(ESI-TOF) [C18H18N2O2Na] (M + Na)+計算值：317.126 6，測定值：317.126 8.

2.3 生物活性

測試了所有衍生物對東方黏蟲和苜蓿蚜的致死率及對小麥赤霉病菌和黃瓜白粉病菌的抑制率，活性測試結果如表1 及表2 所示。

表1 500 mg/L 下8a～8c、9a～9c 和10a～10c 對4 種靶標的殺蟲或殺菌活性Table 1 The insecticidal or fungicidal activities against 4 targets of 8a-8c, 9a-9c and 10a-10c at 500 mg/L

續(xù)表1Table 1 (Continued)

表2 10d～10o 對4 種靶標的殺蟲或殺菌活性Table 2 The insecticidal and fungicidal activities against 4 targets of 10d-10o

續(xù)表2Table 2 (Continued)

首先，設計并合成了9 個酰胺基團間隔不同的衍生物 (8a～8c、9a～9c 和10a～10c)。初步的生測結果表明，大部分酰胺基團間隔不同的目標衍生物在500 mg/L 下對2 種害蟲靶標均展現(xiàn)出良好的殺蟲活性，且該濃度下，鄰位的二酰胺類衍生物10a～10c 的效力均優(yōu)于各自的同分異構體。含無取代環(huán)丙甲酸的10a 對東方黏蟲致死率可達65%，而含菊酸的10b 對苜蓿蚜的致死率為60%。不過，這些目標衍生物對2 種病菌的殺菌活性均不夠理想，其中，間位的二酰胺類衍生物9a～9c 的殺菌效力稍優(yōu)于各同分異構體。目標衍生物在500 mg/L 下對小麥赤霉病菌的最高抑制率僅為40% (9a)，對小麥白粉病菌的最高抑制率為50% (9c)。

以此為基礎，決定選擇鄰位二酰胺結構為苗頭骨架作多樣性衍生，在其中引入了更多的環(huán)丙甲酸類活性片段。如表2 所描述的，大部分含環(huán)丙甲酸片段的鄰位二酰胺均表現(xiàn)出較好的殺蟲活性，殺菌活性則不夠理想。

偕二甲基修飾 (10d～10i) 對二酰胺的殺苜蓿蚜活性是有利的，但對殺黏蟲活性并無太多影響。值得注意的是，含烯基環(huán)丙烷的衍生物10f、10g、10h 和10i 在500 mg/L 下對苜蓿蚜的致死率均大于60%。其中，單一反式構型的10f 活性優(yōu)于兩構型的混合物10b，說明反式為活性優(yōu)勢構型，這與擬除蟲菊酯類殺蟲劑的構型-活性關系研究結果相同。在烯基上再引入吸電子基對殺苜蓿蚜活性是有利的 (CF3＞Cl＞CH3＞Ph) 。將高效氯氟氰菊酯的活性片段——含三氟甲基烯基的環(huán)丙甲酸引入二酰胺后的衍生物10h，在500 mg/L下對苜蓿蚜的致死率可達90%，是目標產物中最好的，有作為先導的潛力。

而環(huán)丙甲酸1 位被取代的衍生物 (10j～10n)，表現(xiàn)出優(yōu)異的殺東方黏蟲活性。其中，具有一定空間位阻的吸電子取代基對活性有利 (CF3＞CN＞苯基＞CH3＞F)。特別的，含三氟甲基的衍生物10k，在500 mg/L 下對東方黏蟲的致死率達100%，在200 mg/L 時致死率依然有70%。該衍生物也可以作為殺蟲先導加以進一步優(yōu)化。

此外，還合成了含2 位苯基取代環(huán)丙甲酸的衍生物10o，但10o 對苜蓿蚜及東方黏蟲的殺死活性并不優(yōu)于10h 或10k。不過，10o 是所有衍生物中對小麥赤霉病菌抑制率最高的，在500 mg/L 時為45%。

3 結論

本研究將多種環(huán)丙甲酸類活性片段與二酰胺骨架進行 “融合”，設計并合成了21 個未見文獻報道的二酰胺類衍生物，其化學結構通過1H NMR、13C NMR、19F NMR 及HRMS 表征。生物活性測試表明，大部分鄰位二酰胺在500 mg/L 下對苜蓿蚜和東方黏蟲均表現(xiàn)出良好的殺蟲活性。在該濃度下，含烯基環(huán)丙甲酸的10h 對苜蓿蚜的致死率為90%，含三氟甲基環(huán)丙甲酸片段的10k 對東方黏蟲的致死率達100%。兩者均值得作為殺蟲劑的潛在先導而開展進一步研究。