6—三氟甲基—3，4，5，6—四氫嘧啶—2（1H）—（硫）酮類化合物的合成及其除草活性

李公春+張洪浩+朱鳳祥+吳長增

摘要：以取代苯甲醛、三氟乙酰乙酸乙酯和脲（或硫脲）為原料，以氨基磺酸作催化劑，以無水乙醇為溶劑，在加熱攪拌條件下回流反應3 h，得到6個6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物。初步生物活性測試表明該類化合物具有一定的除草活性，但活性不強，在濃度100 μg/mL時，最佳抑制效果是化合物d對油菜根長生長抑制率為45%。

關鍵詞：6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮;合成;除草活性

中圖分類號：O626.4;S482.4 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2015）02-0352-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.024

Synthesis and Herbicidal Activities of 6-Trifluoromethyl-3，4，5，6-tetrahydropyrimidin-2（1H）-（thi）one Derivatives

LI Gong-chun，ZHANG Hong-hao，ZHU Feng-xiang，WU Chang-zeng

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Xuchang University， Xuchang 461000， Henan， China ）

Abstract： Six derivatives of 6-trifluoromethyl-3，4，5，6-tetrahydropyrimidin-2（1H）-（thi）one were synthesized by substituted benzaldehyde， ethyl 4，4，4-trifluoroacetoacetate and urea （or thiurea）， with catalyst of sulfamicacid， solvent of ethanol， refluxing for 3 h under the condition of stirring. The preliminary bioassay results showed that compounds had herbicidal activities， but the herbicidal activities were not strong. When compounds exhibited herbicidal activities of 45% against Brassica napus at 100 μg/mL， the effect was best.

Key words： 6-trifluoromethyl-3，4，5，6-tetrahydropyrimidin-2（1H）-（thi）one; synthesis; herbicidal activity

嘧啶類衍生物是一類非常重要的雜環化合物， 因低毒、高效和作用方式獨特而受到農藥界廣泛重視，其中一些嘧啶酮類化合物表現出較好的除草活性。在除草劑領域，嘧啶類衍生物按化學結構不同分為嘧啶醚、嘧啶胺、含嘧啶的磺酰脲、二苯基嘧啶、嘧啶磺酰胺、嘧啶酰胺、脲嘧啶和嘧啶酮等多類除草劑[1-4]。1893年Biginelli 首次報道了由乙酰乙酸乙酯、芳香醛和脲在濃鹽酸催化下縮合反應得到3，4-二氫嘧啶-2-酮類化合物，此后這一合成方法稱為Biginelli 反應。3，4-二氫嘧啶-2-酮類化合物可以作為鈣通道劑、抗過敏劑、降壓劑、拮抗劑，還具有抗病毒、抗腫瘤、抗菌和消炎等生物活性。Biginelli反應的研究引起了人們的極大重視[5-9]。Biginelli 反應可以得到3，4-二氫嘧啶-2-酮類化合物，但是1，3-二羰基化合物改用三氟乙酰乙酸乙酯后，由于強吸電子基團三氟甲基的影響，反應得到了3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物[10]。為了進一步研究嘧啶類化合物結構與除草活性關系，以取代苯甲醛、三氟乙酰乙酸乙酯和脲（或硫脲）為原料，設計合成了6個6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物，并測試了其除草活性。

1 ?材料與方法

1.1 ?儀器與試劑

SZCL-2A型磁力攪拌器（鞏義市予華儀器有限責任公司），XT4A型顯微熔點測定儀（北京科儀電光儀器廠，溫度未校正），FTS-2100型紅外光譜儀（美國Bio-Rad公司）;試驗所用試劑均為分析純或化學純。

1.2 ?化合物的合成

以取代苯甲醛、三氟乙酰乙酸乙酯和脲（或硫脲）為原料，設計合成了6種6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物。合成路線見圖 1。在50 mL圓底瓶中加入5.00 mmol 取代苯甲醛、6.00 mmol 三氟乙酰乙酸乙酯、7.50 mmol 脲（或硫脲）、0.15 g 氨基磺酸和5 mL無水乙醇，在磁力攪拌下回流反應 3 h，反應結束后冷卻至室溫，然后將反應液倒入20 mL 冷水中，抽濾，干燥，稱重。目標合成化合物熔點（m.p.）、紅外光譜（IR）的特征如下。

4-鄰氯苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-酮（a）。白色固體， ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 收率94%，熔點166～169 ℃。IR（KBr），ν（cm-1）： ?3 229，3 111，2 984，1 690，1 485，1 211，1 191，853，endprint

762，655。

4-（2，4-二羥基苯基） -5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-酮（b）。淡黃色固體，收率46%，熔點229～230 ℃。IR（KBr），ν（cm-1）：3 219，3 110，2 979，1 714，1 516，1 461，852，

774，717， 1 671，1 172。

4-對氟苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-酮（c）。白色固體，收率88%，熔點103～104 ℃。IR（KBr），ν（cm-1）： 3 518，3 412，3 105，2 912，1 737，1 696，1 508，1 450， ? 1 204，840，770，711，2 942。

4-（2，4，5-三甲氧基苯基） -5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-酮（d）。白色固體，收率38%，熔點242～244 ℃。IR（KBr），

ν（cm-1）：3 440，3 326，3 076，2 942，1 757，1 674，

1 594，1 206，756，693。

4-對氟苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫脲嘧啶-2（1H）-硫酮（e）。淡黃色固體，收率53%，熔點171～173 ℃。IR（KBr），ν（cm-1）：3 367，3 277，3 081，2 903，1 721，1 553，1 494， 1 204，1 098，821，704。

4-（2，4，5-三甲氧基苯基）-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫脲嘧啶-2（1H）-硫酮（f）。白色固體，收率25%， 熔點190～192 ℃。IR（KBr），ν（cm-1）：3 453，3 337，3 198，2 973，2 934，

1 738，1 551，1 142，789，762，687，1 206。

1.3 ?除草活性測試

分別采用油菜（Brassica napus）平皿法和稗草[Echinochloa crusgalli （L.） Beauv.]小杯法測定合成化合物的除草活性。

1）油菜平皿法：直徑6.0 cm的培養皿中鋪一張直徑5.6 cm的濾紙，加2 mL濃度為100 μg/mL的供試化合物溶液，播種浸種4～6小時的油菜種子15粒， （28±1） ℃黑暗培養65 h后測定胚根長度。通過黑暗條件下化合物對油菜胚根的生長抑制來檢測化合物的除草活性。計算油菜根長生長抑制率。

2）稗草小杯法：在覆蓋一層玻璃珠的50 mL的燒杯中鋪一張濾紙片， 加入5 mL 濃度為100 μg/mL的供試化合物溶液，播種露白的稗草種子10粒，（28±1） ℃光照培養65 h后測定地上部分高度。通過光照條件下化合物對稗草地上部分的生長抑制來檢測化合物的除草活性。計算稗草株高生長抑制率。

2 ?結果與討論

2.1 ?目標化合物的合成

以取代苯甲醛、三氟乙酰乙酸乙酯和脲（或硫脲）為原料，氨基磺酸作催化劑，無水乙醇為溶劑，在加熱攪拌條件下回流反應3 h，然后將反應液倒入水中，得到4-取代苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物。Biginelli反應由乙酰乙酸乙酯、芳香醛和脲在濃鹽酸催化下縮合反應得到3，4-二氫嘧啶-2-酮類化合物，但是1，3-二羰基化合物改用三氟乙酰乙酸乙酯后，由于強吸電子基團三氟甲基的影響，Biginelli反應機理最后兩步羥基質子化和失水不能夠進行[11]。因此，所合成的目標化合物中仍然保留羥基，得到4-取代苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物。前期試驗曾合成過此類化合物[12]，并培養出單晶，X-射線單晶衍射確證化合物的結構。

紅外圖譜解析。以4-鄰氯苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-酮（a）為例，IR譜圖數據分析得：3 229 cm-1為N-H伸縮振動吸收峰;3 119 cm-1為苯環C-H伸縮振動吸收峰，此可以與1 485 cm-1苯環骨架吸收峰，853、762、655 cm-1處鄰二取代上苯C-H面外彎曲振動吸收峰相互印證;1 690 cm-1為酯羰基吸收峰;1 211 cm-1為C-F伸縮振動吸收峰;1 191、2 984 cm-1為飽和碳的C-H伸縮振動吸收峰，從紅外圖譜解析可知紅外圖譜與目標化合物結構相吻合。

2.2 ?目標化合物的除草活性

從4-取代苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物的油菜平皿法及稗草小杯法生測結果（表1）來看，在濃度100 μg/mL時，6-三氟甲基-4-取代苯基-5-乙氧羰基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物對油菜根長和稗草株高抑制率都不大，在濃度100 μg/mL時，這類化合物除草活性最好的化合物d對油菜根長生長抑制率僅為45%。取代苯基上的取代基無論是吸電子基團（-F），還是給電子基團（-OCH3），化合物除草活性都不好，說明此類結構的化合物除草活性較差。

3 ?結論

以無水乙醇為溶劑，氨基磺酸作催化劑，用取代苯甲醛、三氟乙酰乙酸乙酯和脲（或硫脲）為原料，在加熱攪拌條件下回流反應3 h，得到4-取代苯基-5-乙氧羰基-6-羥基-6-三氟甲基-3，4，5，6-四氫嘧啶-2（1H）-（硫）酮類化合物。初步生物活性測試表明該類化合物具有一定的除草活性，但活性不強，在濃度100 μg/mL時最佳抑制效果是化合物d對油菜根長生長抑制率為45%。endprint

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