N(2羧酸基)2芳氧基煙酰胺的合成研究

胡景城,周夢(mèng)成,劉永鵬,葉 茂,左雙全,楊 惠, 龔銀香(長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

胡景城,周夢(mèng)成,劉永鵬,葉 茂,左雙全,楊 惠, 龔銀香(長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

采用活性基團(tuán)拼接的方法，首先由3-氰基-2-氯吡啶經(jīng)醚化和水解合成了中間體芳氧基煙酸，再由芳氧基煙酸經(jīng)酰氯化和酯化，再與氨基酸作用，得到3種未見文獻(xiàn)報(bào)道的芳氧煙酰胺類化合物。采用紅外光譜和核磁共振氫譜表征了目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)中間體芳氧基煙酸及目標(biāo)化合物的合成條件進(jìn)行了探討。

芳氧基煙酸; 氨基酸; 酰胺; 合成

酰胺類除草劑是一類具有多作用靶點(diǎn)性質(zhì)的農(nóng)用化學(xué)品，在現(xiàn)代農(nóng)田化學(xué)除草劑中占重要地位[1-4]。氨基酸結(jié)構(gòu)及其衍生物具有很好的生物活性[5]，在綠色農(nóng)藥創(chuàng)新中有著重要的作用，已成為新農(nóng)藥研究的熱點(diǎn)[6]。為了尋找具有新穎結(jié)構(gòu)的新農(nóng)藥候選品種，筆者采用活性基團(tuán)拼接的方法[7-8]，用3-氰基-2-氯吡啶合成出相應(yīng)的芳氧煙酸，再將芳氧煙酸與一系列氨基酸作用，得到3個(gè)未見文獻(xiàn)報(bào)道的含氨基酸結(jié)構(gòu)的芳氧煙酰胺類化合物。其合成路線如圖1所示。

圖1 合成路線

1 試驗(yàn)部分

1)儀器與試劑 美國Brucker AV 300型核磁共振儀，TMS為內(nèi)標(biāo)， CDCl3為溶劑；美國NICOLET6700FTIR鍺鏡面紅外光譜儀；WRS-1A數(shù)字熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未校正) ；3氰基-2-氯吡啶(工業(yè)品,購自青州市奧星化工有限公司，未純化); NaH(60%); 其他所用藥品均為分析純。

2)芳氧煙酸的合成 在N2保護(hù)的條件下，在三口燒瓶中加入40ml DMF和2.04g(60%，0.051mol)的NaH，攪拌成均相。再分2次加入4.48ml(0.051mol)的鄰甲酚，有氣泡生成，攪拌均勻后再加入7.0g 0.051mol的3-氰基-2-氯吡啶，在90～100℃反應(yīng)4h。停止反應(yīng)，冷卻后加入200ml水，有大量灰色絮狀固體生成。抽濾，水洗。濾餅放入100ml 燒瓶中，加稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至3～4，加熱回流3h，得絮狀粗產(chǎn)品。用乙醇重結(jié)晶得純品Ⅰ1,熔點(diǎn)183～ 184℃。

用類似的方法制備其他芳氧煙酸Ⅰ2和Ⅰ3,其熔點(diǎn)分別為202～204℃和155～157℃。

3)芳氧煙酸的酰氯化和酯化 將0.05mol芳氧基煙酸置于圓底燒瓶中，加入30ml 二氯亞砜，電磁攪拌回流3～4h，減壓蒸出過量的二氯亞砜，所得產(chǎn)物用二氯甲烷溶解轉(zhuǎn)移到50ml圓底燒瓶中，再加入10ml(過量)無水乙醇，加熱回流30min，用吸收裝置吸收反應(yīng)產(chǎn)生的HCl氣體。產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，待用。

4)氨基酸的堿化 將0.05mol氨基酸置于圓底燒瓶中，加入6ml二氯甲烷，再加入10ml 0.01mol NaOH溶液，攪拌0.5h，待用。

表1 目標(biāo)化合物的物理常數(shù)

5)目標(biāo)化合物的合成 將分液漏斗中的酯緩慢滴加到裝有堿化的氨基酸的圓底燒瓶中，室溫下攪拌0.5h，再升溫至90℃，加熱回流1h。停止反應(yīng)，冷卻，分液得水層，再酸化，抽濾，水洗得粗產(chǎn)品。用乙醇重結(jié)晶，得芳氧煙酰胺純品。目標(biāo)化合物溶于乙醇、DMF及NaOH溶液之中。目標(biāo)化合物的物理性質(zhì)見表1。

2 結(jié)果與討論

表2 目標(biāo)化合物的IR測(cè)試數(shù)據(jù)

表3 目標(biāo)化合物的1HNMR數(shù)據(jù)

在1HNMR譜圖中，酰胺 NH的化學(xué)位移值位于6.3～6.7之間。由于環(huán)上氮原子和羧基的強(qiáng)吸電子作用，吡啶環(huán)上各氫原子的共振吸收位于低場(chǎng)。連有氮原子和羧基的亞甲基因?yàn)檎T導(dǎo)效應(yīng)的影響，其氫原子的共振吸收向低場(chǎng)移動(dòng)。而羧基結(jié)構(gòu)中的活潑氫在1HNMR譜圖中未見明顯吸收峰，這可能是因?yàn)橛行纬煞肿觾?nèi)氫鍵的傾向而使氫原子位置不確定的緣故。這種情況與文獻(xiàn)[9]報(bào)道的一致。

2)關(guān)于中間體芳氧煙酸的制備 筆者曾經(jīng)參照文獻(xiàn)[10-11] ，以2-氯煙酸和苯酚為原料，在堿性條件下直接合成芳氧煙酸。但該反應(yīng)中因羧基負(fù)離子吸電子能力不強(qiáng)，在吡啶環(huán)上進(jìn)行親核取代反應(yīng)較困難，不僅要求反應(yīng)溫度高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，且反應(yīng)產(chǎn)率非常低。以3-氰-2-氯吡啶為反應(yīng)底物，通過NaH堿化酚后反應(yīng)，首先制得2-芳氧基-3-氰吡啶，再經(jīng)水解制得芳氧煙酸。由于—CN的吸電子能力較強(qiáng)，芳氧基引入吡啶環(huán)較容易，這樣，盡管多了水解步驟，但實(shí)際上反應(yīng)時(shí)間縮短，反應(yīng)產(chǎn)率也大大提高了。

3)關(guān)于目標(biāo)化合物的制備 將芳氧煙酸酯化的目的是為了提高酰胺化反應(yīng)的選擇性。若直接用酰氯與堿化氨基酸作用，則因?yàn)轷Ｂ冗^于活潑而可能發(fā)生水解等副反應(yīng)。將酰氯酯化后，因酯的反應(yīng)活性差，此時(shí)只有進(jìn)攻能力強(qiáng)的氨基可順利反應(yīng)，從而減少副反應(yīng)發(fā)生的幾率。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.004

O626.5

A

1673-1409(2012)04-N011-02

2012-02-03

湖北省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(B200612010)；國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(091048916；101048920)。

胡景城(1989-)，男，2008年大學(xué)入學(xué)，現(xiàn)主要從事應(yīng)用化學(xué)方面的學(xué)習(xí)。

龔銀香(1965-)，男，1986年大學(xué)畢業(yè)，碩士，教授，現(xiàn)主要從事精細(xì)化學(xué)品合成方面的教學(xué)與研究工作；E-mail:gongyinxiang@sohu.com。