N-(4-氯-3-三氟甲基苯基)-N′-(對取代苯基)脲的合成

閆鳳美， 郭彥春， 劉賀欽

(1． 黃淮學院 化學化工系，河南 駐馬店 463000； 2． 鄭州大學 化學系，河南 鄭州 450052)

取代脲類化合物因結構中存在抑制酶活性的基本骨架脲橋鍵(-NHCONH-)，已被廣泛開發為植物生長調節劑、除草劑、殺蟲劑及醫藥中間體[1,2]。近年來,取代脲在分子識別、自組裝等超分子化學領域也顯示良好的應用前景,已引起超分子化學家的廣泛關注[3，4]。因此進行取代脲類化合物的合成研究，對建立此類有效活性農藥篩選庫及合成選擇性受體具有十分重要的意義。

本文在文獻[5～8]方法的基礎上，以4-氯-3-三氟甲基苯胺(1)，固體光氣和對取代苯胺為原料，采用一鍋法合成了N-(4-氯-3-三氟甲基苯基)-N′-(對甲基苯基)脲(3a)和N-(4-氯-3-三氟甲基苯基)-N′-(對溴苯基)脲(3b)(Scheme 1)，其結構經1H NMR， IR和元素分析表征。

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-4型數字顯微熔點儀(北京泰克儀器有限公司)；DPX-400型超導核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)；PE-1710型紅外光譜儀(KBr壓片)；PE-2400CHN型元素分析儀。

所用試劑均為市售分析純或化學純。

1．2 合成

(1) 1的合成[9]

在反應瓶中加入2-氯-5-硝基三氟甲苯10.15 g(45 mmol)的乙醇(95%, 120 mL)溶液和Pd/C 0.1 g,攪拌下于室溫反應2.5 h。過濾，濾液蒸除溶劑得無色液體，冷卻，有琥珀色晶體析出，過濾，濾餅干燥得微黃色針狀晶體，用無水乙醇重結晶得白色針狀晶體1，收率82.6%，純度99.87%(HPLC，下同), m.p.36 ℃～38 ℃；1H NMR(CDCl3)δ： 7.26～7.21(d，J=2.0 Hz, 1H, ArH)，6.96～6.95(d，J=4.0 Hz, 1H, ArH), 6.71～6.70(d，J=4.0 Hz, 1H, ArH)， 3.82(s， 2H, NH)； IRν： 3 403(N-H)， 3 030， 1 628, 1 486, 1 175, 1 132, 748, 666, 532, 458, 405 cm-1； Anal．calcd for C7H5ClF3N： C 42.99， H 2.58， N 7.16; found C 42.96， H 2.59， N 7.15。

(2) 3的合成

在三頸燒瓶中加入固體光氣1.48 g(5 mmol)和1，2-二氯乙烷10 mL，冰水浴冷卻，于0 ℃～5 ℃攪拌至固體光氣全部溶解。滴加1 1.95 g(10 mmol)的1，2-二氯乙烷(20 mL)溶液，滴畢，于室溫反應約30 min；回流(約50 ℃)反應約4 h(TLC跟蹤)得含4-氯-3-三氟甲基苯異氰酸酯(2)的微黃油狀物。控溫50 ℃，回流狀態下通N2(帶出反應生成的氯化氫氣體和過量的光氣)至反應液呈中性。停止通N2，滴加對甲基苯胺1.07 g(10 mmol)的1，2-二氯乙烷(10 mL)溶液，滴畢，繼續反應1.5 h(TLC跟蹤)。冷卻、靜置、抽濾，濾餅用1，2-二氯乙烷洗滌，干燥得粗品，用混合溶劑[V(乙醇) ∶V(水)=1 ∶1]重結晶得3a。

用對溴苯胺代替對甲基苯胺，同法制得3b。

3a: 白色晶體,收率71.8 %，純度98.9%, m.p.235 ℃～237 ℃；1H NMRδ： 9.07～8.46(s, 2H， NH)， 8.08～7.04(m， 7H, ArH)， 2.23～2.22(s, 3H， CH3)； IRν： 3 288(N-H)， 1 684(C=O)， 1 562， 1 481 cm-1； Anal．calcd for C15H12N2OF3Cl： C 54.80， H 3.68， N 8.52； found C 54.76， H 3.67， N 8.55。

3b: 白色晶體，收率75.3%，純度99.8%， m.p.267 ℃～269 ℃；1H NMRδ： 8.85(s， 2H, NH)， 7.47～7.41(m， 7H， ArH)； IRν： 3 298(N-H)， 1 634(C=O)， 1 590， 1 549 cm-1； Anal．calcd for C14H9N2OF3ClBr： C 42.72， H 2.30， N 7.12； found C 42.68， H 2.30， N 7.14。

2 結果與討論

2．1 表征

在3的IR譜中，3 200 cm-1～3 400 cm-1處有N-H吸收，C=O雙鍵受兩個氮的影響，產生p-π共軛效應，極性增強，雙鍵性降低，向低波數移動至1 630 cm-1～1 730 cm-1。元素分析結果表明，實測值與理論值基本一致。

2.2 合成

采用二氯甲烷作為溶劑，反應溫度控制在50 ℃左右，可以防止高溫下生成的取代苯異氰酸酯(2)發生自聚，有效地避免了對稱脲副產物的生成。苯胺與三光氣的摩爾比十分重要。本反應采用固體光氣稍過量的方法，因為1 mol固體光氣可產生3 mol光氣，若苯胺過量，則2仍可繼續與溶液中未反應的伯胺反應，生成副產物對稱脲。另外,加料次序對反應也有極大的影響，先加入1才能得到目標產物。

另外，取代基對反應溫度產生一定的影響，對位為甲基時需加熱到45 ℃～50 ℃；對位為溴時則需加熱至50 ℃～55 ℃。這可能是由于取代苯胺和2發生親核加成反應時，對溴苯胺中的溴雖同時具有-I效應和+C效應，但-I>+C效應，溴的-I效應起主要作用，溴的吸電性使氨基N原子上的電子云密度降低，導致親核能力下降，不利于反應的進行；而甲基則同時具有+I效應和+C效應，使N原子上的電子云密度升高，有利于反應的發生。

3 結論

以稍過量的固體光氣和取代苯胺為起始原料，先得到相應的異氰酸酯，不經分離純化，再與其他取代苯胺反應合成了兩種雙芳基取代脲。該法具有操作安全方便，反應條件溫和,反應計量準確，能有效避免對稱脲副產物的生成等優點，期待通過進一步的研究合成出具有更為優良特性的化合物。

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