新型苯并噻二唑-7-羧酸衍生物的合成

汪友明， 田 超， 陶有祥

(1． 安徽農業大學 理學院，安徽 合肥 230036； 2． 安徽化工研究院，安徽 合肥 230041)

苯并噻二唑類物質能夠誘導植物產生抗病性，其中苯并[1,2,3]噻二唑-7-羧酸硫甲酯(BTH)作為第一個商品化的植物抗病誘導劑，在農作物疾病的防治中取得了很好的效果[1,2]。構效關系的研究發現，在苯并[1,2,3]噻二唑的7-位進行修飾后，能誘導植物產生抗病性。近年來，已報道[3，4]了一些苯并[1,2,3]噻二唑-7-位取代的新型化合物具有較高的生物活性，而其作用機理也與BTH類似。

本文以2,3-二氯硝基苯和異丙硫醇為原料，設計并合成了3個新型的苯并噻二唑-7-羧酸衍生物(8a～8c， Scheme 1)，其結構經1H NMR， IR和元素分析表征。并對合成8的工藝條件進行了優化。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Bruker 400 Ultrashield型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；Nicolet FT-IR-870SX型紅外光譜儀(KBr壓片)；Perkin Elmer 240B型自動元素分析儀。

1～6按文獻[5，6]方法合成；其余所用試劑均為分析純或化學純，其中吡啶用前經干燥處理。

1．2 8的合成(以8a為例[7，8])

氮氣保護，在三頸燒瓶中加入4-氨基二苯醚(7a)3.6 g(16.8 mmol)的THF(50 mL)溶液和吡啶0.2 g(2.4 mmol)，劇烈攪拌下于0 ℃～5 ℃緩慢滴加苯并[1,2,3]噻二唑-7-甲酰氯(6)0.8 g(4.15 mmol)的THF(50 mL)溶液(0.5 h～1.5 h);于30 ℃～35 ℃反應2 h;于室溫反應6 h～10 h。過濾，濾餅經硅膠柱層析[梯度洗脫劑：A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=6∶1， 5∶1, 4∶1]純化得白色晶體8a。

CompabcAr - -Cl -ClCl

Scheme1

用類似方法合成白色晶體8b和8c。

8a: 收率71%， m.p.192 ℃～193 ℃；1H NMRδ： 8.89(d,J=7.81 Hz, 1H， 4-H)， 8.71(d,J=7.31 Hz, 1H， ArH)， 7.96(t,J=7.60 Hz， 7.87 Hz, 1H, ArH)， 7.92(m, 2H, ArH)， 7.42(m, 2H, ArH)， 7.16(t,J=7.62 Hz， 7.50 Hz, 1H, ArH)， 7.07(m, 2H, ArH)， 7.06(m, 2H, ArH); IRν： 3 350(N-H)， 1 652(C=O)， 1 235(醚)，1 470, 1 508, 1 526(苯環骨架)， 710, 746(單取代苯環C-H) cm-1； Anal.calcd for C19H15NO2： C 78.83， H 5.24， N 4.74； found C 78.89， H 5.19， N 4.78。

8b: 收率68%， m.p.179 ℃～180 ℃；1H NMRδ： 8.91(d,J=8.22 Hz, 1H, 4-H)， 8.72(d,J=7.46 Hz, 1H, ArH)， 7.98(m, 3H, ArH)， 7.42(m, 2H, ArH)， 7.14(m, 4H, ArH)； IRν： 3 342(N-H)， 1 640(C=O)， 1 232， 1 241(醚)， 1 070(Ar-Cl)， 1 472, 1 540(苯環骨架)， 760(鄰位取代苯環C-H) cm-1； Anal.calcd for C19H14NO2Cl： C 70.25, H 4.72, N 4.31； found C 70.48， H 4.32， N 4.27。

8c: 收率62%， m.p.163 ℃～164 ℃；1H NMRδ： 8.94(d,J=8.41 Hz, 1H, 4-H)， 8.68(d,J=7.41 Hz, 1H, ArH)， 7.96(m, 3H, ArH)， 7.66(d,J=2.49 Hz, 1H, ArH)， 7.41(dd,J=2.48 Hz， 2.47 Hz, 1H, ArH)， 7.12(m, 3H, ArH)； IRν： 3 240(N-H)， 1 646(C=O)， 1 230(醚)， 1 480, 1 508(苯環骨架)， 752(鄰位取代苯環C-H) cm-1； Anal.calcd for C19H13NO2Cl2： C 63.61， H 3.63, N 3.89； found C 63.69， H 3.58， N 3.91。

2 結果與討論

2．1 合成8的反應條件優化

以合成8a為例，考察投料比r[n(6)∶n(7a)],反應溫度及溶劑對8a收率的影響，篩選最佳反應條件。

(1)r

反應條件同1.2，r對8a收率的影響見表1。由表1可見，隨著r的增大，收率先增大后減小。最佳r=1 ∶4。

表 1 r對8a收率的影響*Table 1 Effect of r on yield of 8a

*反應條件同1.2

表 2 反應溫度對8a收率的影響*Table 2 Effect of reaction temperature on yield of 8a

*r=1 ∶4，其余反應條件同1.2

(2) 反應溫度

r=1 ∶4，其余反應條件同1.2，考察反應溫度對8a收率的影響，結果見表2。由表2可見，隨著反應溫度的增加，收率先增加后減小。最佳的反應溫度為30 ℃。

(3) 溶劑

r=1 ∶4，于30 ℃反應7 h，其余反應條件同1.2，考察溶劑對8a收率的影響，結果見表3。由表3可見，最佳溶劑為吡啶。

表 3 溶劑對8a收率的影響*Table 3 Effect of solvent on yield of 8a

*r=1 ∶4，于30 ℃反應7 h，其余反應條件同1.2

綜上所述，合成8a的較佳反應條件為：6 4 mmol，n(6) ∶n(7a)=1 ∶4，吡啶20 mL，于30 ℃反應7 h，收率60.2%～70.9%。

在最佳反應條件下做大實驗(620 mmol)，8a收率(60．2%)未見明顯降低，說明其工藝穩定。

[1] 范文靜，崔新儀，王學利. 植物激活劑苯并噻二唑(BTH)的研究進展[J]．天津農學院學報，2009,16(3)：52-55.

[2] 杜青山，趙振江，朱維平，等. 苯并-1,2,3-噻二唑羧酸酯的合成及生物活性[J].農藥學學報，2010，12(4)：499-502.

[3] 葉飛，郭慶銘. 殺蟲劑兼植物抗病激活劑-苯并噻二唑類的合成與生物活性[J].世界農藥，2001，23(3)：35-37.

[4] 侯學太，王敏，江樹人，等. 苯并噻二唑類和苯并噻唑類化合物的合成及生物活性[J].農藥，2006，45(12)：812-817.

[5] Schurter R Kunz． New and known 1,2,3-benzothiadiazole derivatives-usefulf or immunizing plants against microbial infections[P].EP 313 512,1989.

[6] Breitschuh R Pugin. Process for the cyanation preparation of 3-amino-2(organothio)-benzonitriles from 3-chloro-2-(organothio) anilines[P].WO 9 611 906,1996.

[7] Schurter Rolf, Kunz Walter, Xyfeier Robert. Process and a composition for immunizing plants againstd iseases[P].ES 4 931 581,1990.

[8] 顧可權. 重要有機化學反應(第二版)[M].上海:科學技術出版社,1984．

[9] 沈淑娟. 波譜分析法[M].上海：華東化工學院出版社，1994．