烯酰吗啉衍生物的合成.pdf

收稿日期:修订日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目()湖北省自然科学基金资助项目()湖北省教育厅中青年人才资助项目()生物质纤维与生态染整湖北省重点实验室开放课题资助项目()第一作者简介:刘娟()女汉族湖北仙桃人硕士研究生主要从事有机合成研究:.通信联系人:薛志勇博士副教授:.合成化学 ().()/.研究简报烯酰吗啉衍生物的合成刘 娟 张晨曦 李 庆 万东升 王加辉 薛志勇(武汉纺织大学 化学与化工学院湖北 武汉)摘要:烯酰吗啉衍生物通过在烯酰吗啉原有的结构中引入羧基基团能够与蛋白质分子发生酰化反应或重氮化反应可以与大分子载体蛋白进行偶联在杀菌方面具有更好的潜在价值 以烯酰吗啉和叔丁醇钾为原料通过酯化水解、引入哌嗪羧酸叔丁酯、三氟乙酸水解、引入 溴丁酸叔丁酯和三氟乙酸水解五步反应设计并合成了一种烯酰吗啉衍生物其结构经 和()表征并对关键合成工艺水解试剂种类以及最佳试剂用量、最佳投料比(物质的量之比下同)和反应温度进行优化 结果表明:当水解试剂为叔丁醇钾时烯酰吗啉酯化水解收率最佳且烯酰吗啉与叔丁醇钾的最佳投料比为 时反应收率为 引入 溴丁酸叔丁酯至反应中且温度为 时收率最高为 当水解试剂在脱酸酐基团反应中为三氟乙酸()时反应效果最好产品收率为 关 键 词:烯酰吗啉 衍生物 合成 酯水解 叔丁醇钾 三氟乙酸 烃基化中图分类号:.文献标志码:./.():.().().().:卵虫病害是一种真核病原体作为长期以来严重损害农作物产品的元首其生长周期短、传播速度快且侵害范围广给宿主带来灾难性的病害严重威胁着农作物的成长给农业作物相关领域的经济造成巨大损失 随着农作物种植品种的不断增加卵虫病害的危害日渐严重 当前卵菌病毒防治主要分为 种方法:农业防治、生物防治和化学防治 其中化学防治作为卵菌病毒的主要依赖方法使用了具有杀菌剂的农药来防治植物病害烯酰吗啉作为肉桂酸的衍生物是一种对卵菌病有专一杀菌活性的杀菌剂 烯酰吗啉具有抑菌活性高、内吸传导性强等特点其 式结构具有杀菌活性 对抑制病菌作用很较为显著 随着烯酰吗啉在内的杀菌剂在农作物卵菌病害中的广泛应用农作物面临的抗药问题也越来越引起人们的重视 近年来为了避免单一品种长期使用进一步优化卵菌病害的预防与治疗效果科研工作者随后又开发了氟吗啉、丁吡吗啉等新型高效的内吸性杀菌剂 氟吗啉由于氟原子特有的性能如模拟效应、阻碍效应和渗透效应使氟吗啉的杀菌效果倍增 丁吡吗啉的结构与烯酰吗啉相似均含有吗啉环并且对致病疫霉休止孢的萌发及孢子囊的产生都具有显著的抑制作用 然而烯酰吗啉衍生物引入具有活性基团的羧基基团后 具有高效杀菌剂的特点在卵菌病害中表现出较好的应用前景基于此本文以烯酰吗啉和叔丁醇钾为原料通过酯化水解引入哌嗪羧酸叔丁酯三氟乙酸水解引入 溴丁酸叔丁酯三氟乙酸水解五步反应设计并合成了一种含有丁酸结构的烯酰吗啉衍生物(图)并探讨了水解试剂种类与用量、反应温度以及原料投料比对纯化分离的影响最终以较好的收率实现了目标产物的合成为后面合成一类新型烯酰吗啉衍生物提供了新的思路 实验部分.仪器与试剂 型核磁共振仪(为溶剂 内标)型质谱仪 型布鲁克红外光谱仪(压片分辨率不低于.)所用试剂均为分析纯.合成()化合物 的合成将.(.)烯酰吗啉.(.)叔丁醇钾.(.)水加入圆底烧瓶再加入.四氢呋喃搅拌使其溶解 加热回流反应 抽滤得到滤液加入盐酸调至 再次抽滤得到滤液残余物浓缩加水洗涤加入二氯甲烷萃取有机相旋干得粗产品 经硅胶柱层析(洗脱剂:乙酸乙酯 石油醚 )纯化得白色固体化合物 产物包含 型和 型 种构型 式 构 型.收 率 ():()()()()()():()/:()化合物 的合成将.(.)化合物 和.(.)哌嗪羧酸叔丁酯.(.)乙基(二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐().(.)二甲氨基吡啶()加入圆底烧瓶再加入.二氯甲烷溶解室温反应搅拌 浓缩加水搅拌加入二氯甲烷萃取有机相旋干得粗产品经第 期 刘娟等:烯酰吗啉衍生物的合成图 烯酰吗啉衍生物的合成路线 硅胶柱层析(洗脱剂:乙酸乙酯 石油醚 )纯化得白色固体化合物 .收率():()()()()()()()()()():()/:()化合物 的合成将.(.)化合物 置于圆底烧瓶加入.二氯甲烷溶解再加入.三氟乙酸室温反应搅拌过夜 旋干加入二氯甲烷溶解加水洗涤加入氢氧化钠调至 加入二氯甲烷萃取有机相旋干得到淡黄色固体化合物 .收率 ():()()()()()()()()()():()/:()化合物 的合成将.(.)化合物 .(.)溴丁酸叔丁酯.(.)碳酸钾置于圆底烧瓶加入适量 二甲基甲酰胺()溶解室温反应 旋干干燥加乙酸乙酯溶解有机相旋干得到粗产品 经硅胶柱层析(洗脱剂:乙酸乙酯 石油醚 )纯化得棕色油状液体化合物.收率():()()()()()()()()()()()():()/:合 成 化 学 .()化合物 的合成将.(.)化合物 置于圆底烧瓶加入.二氯甲烷将其溶解再加入.三氟乙酸室温反应搅拌过夜 旋干加入二氯 甲 烷 溶 解 经 硅 胶 柱 层 析(洗 脱 剂:乙酸乙酯 甲醇 )纯化得粉色固体化合物 .收率 ():()()()()()()()()()()()():()/:结果与讨论此次实验用廉价易得的烯酰吗啉和叔丁醇钾为起始原料合成了一种含有羧基基团的烯酰吗啉衍生物并对关键步骤的合成工艺进行了优化包括反应温度水解试剂种类及其用量.水解试剂种类以及投料比对反应的影响为了考察水解试剂种类对烯酰吗啉酯化水解反应的影响设置烯酰吗啉与水解试剂的物质的量之比为 研究不同水解试剂对反应收率影响结果如表 所示 由表 可知当水解试剂选择叔丁醇钾时收率最高为 所以叔丁醇钾用于烯酰吗啉酯化水解反应为最佳表 考察了烯酰吗啉与叔丁醇钾的物质的量之比对烯酰吗啉酯水解反应的影响由 可知 当烯酰吗啉与叔丁醇钾的物质的量之比大于 时水解产物的收率较低这是因为叔丁醇钾作为水解试剂不能将烯酰吗啉完全酯化水解 当叔丁醇钾的用量不足时会得到部分未完全反应的原料烯酰吗啉及些许副产物 当烯酰吗啉与叔丁醇钾的最佳物质的量之比为 时水解产物收率高达经柱层析分离得到 和 构型 构型含量为 构型含量为表 水解试剂种类对烯酰吗啉酯水解反应的影响 水解试剂 氢氧化钠 氢氧化钾 三氟乙酸叔丁醇钾收率/表 水解试剂投料比对烯酰吗啉酯水解反应的影响 收率/为烯酰吗啉 为叔丁醇钾表 不同温度对衍生物引入 溴丁酸叔丁酯水解反应的影响 温度/收率/.温度对引入 溴丁酸叔丁酯反应的影响表 考察了不同温度对衍生物引入溴丁酸叔丁酯反应的影响 由表 可知当温度为 时收率最高为 当温度低于 时随着温度逐渐升高反应的收率逐渐提升 当温度高于 时随着温度逐渐升高反应收率呈逐渐下降趋势.水解试剂种类以及用量对反应的影响表 和表 分别为水解试剂种类以及三氟乙酸用量对脱 水解反应的影响设定化合物 的用量为 二氯甲烷用量为 进行反应由表 可知当水解试剂选择三氟乙酸时收率最佳 由表 可知氟乙酸用量大于.时收率最高为 表 水解试剂种类对脱 反应的影响 水解试剂种类盐酸硫酸三氟乙酸氢氧化钠收率/第 期 刘娟等:烯酰吗啉衍生物的合成表 三氟乙酸用量对脱酸酐基团水解反应的影响 三氟乙酸用量/.收率/结论本文以烯酰吗啉和叔丁醇钾为原料通过酯化水解、引入哌嗪羧酸叔丁酯、三氟乙酸水解、引入 溴丁酸叔丁酯和三氟乙酸水解五步反应合成了一种新型烯酰吗啉衍生物并优化了合成路线对水解试剂、最佳物质的量投料比、反应温度以及试剂用量等进行探索 结果表明:当水解试剂为叔丁醇钾时烯酰吗啉酯化水解收率最佳且烯酰吗啉与叔丁醇钾的最佳物质的量投料比为 时反应收率为 引入 溴丁酸叔丁酯至反应中且温度为 时收率最高为 当水解试剂在脱酸酐基团反应中为三氟乙酸且三氟乙酸用量为 时反应效果最好产品收率为 参考文献 .():.():.:.():.李启云路杨隋丽等.植物保护与农业绿色发展.吉林农业大学学报():.(.():.)周连柱孔繁芳张昊等.五类内吸性杀菌剂在葡萄上的抗药性研究.中外葡萄与葡萄酒():.(.():.)黄青春叶钟音.烯酰吗啉的特性及其作用机制.农药科学与管理():.(.():.)邓斌.苯并五元杂环取代肉桂酰胺类化合物的合成及其抑菌活性研究.福建:厦门大学.(.:.)刘磊李娜李辉等.烯酰吗啉和唑嘧菌胺在辣椒和土壤中的残留消解动态研究.天津农业科学():.(.():.)刘西莉苗建强张灿.植物病原菌抗药性及其抗性治理策略.农药学学报():.(.():.)刘武成刘长令.新型高效杀菌剂氟吗啉.农药():.(.():.)刘长令刘武成.新型高效杀菌剂氟吗啉.精细与专用化学品():.(.():.).():.付璐付涵张星哲等.黄瓜霜霉菌对氟吗啉的抗药性风险研究.北方园艺():.(.():.)合 成 化 学 .王静赵莲莲刘子圣等.丁吡吗啉在土壤中的吸附及淋溶特性.农业环境科学学报():.(.():.).()():.第 期 刘娟等:烯酰吗啉衍生物的合成