新型含氮雜環(huán)的酰基硫脲衍生物的合成*

曾振芳，韋友歡，黃秋嬋

(廣西民族師范學院廣西高校桂西南特色植物資源化學重點實驗室培育基地，廣西崇左 532200)

自Schroep E等［1］通過酰基異硫氰酸酯與芳胺的加成反應首次合成了酰基硫脲衍生物，并發(fā)現(xiàn)其具有良好的殺蟲活性以來，人們發(fā)現(xiàn)這類化合物還具有很多重要的生物活性，如抗病毒、抗結(jié)核、抗菌、除草及促進植物生長等［2］。在新農(nóng)藥的研究開發(fā)中，含氮雜環(huán)化合物占有愈來愈重要的地位［3］，將含氮雜環(huán)引入農(nóng)藥的化學結(jié)構(gòu)中，不但可以提高生物活性，而且可改變其選擇性，使農(nóng)藥向超高效、無公害的方向發(fā)展［4］。

在氮雜環(huán)化合物中，噻唑類衍生物因具有殺蟲、殺菌、除草、植物生長調(diào)節(jié)等特點而最為令人關(guān)注［5－7］。為了尋找新型含氮雜環(huán)的酰基硫脲衍生物，本文以取代苯甲酸(1a～1d)為原料，經(jīng)酰氯化和酰化反應制得取代苯甲酰基異硫氰酸酯(3a～3e);3與2-氨基-4-對硝基苯基噻唑(4)經(jīng)加成反應合成了5個含氮雜環(huán)的苯甲酰基硫脲衍生物——N-(取代苯甲酰基)-N'-(4-對硝基苯基噻唑-2-基)硫脲(5a～5e，其中5a～5c為新化合物)(Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，IR和元素分析表征。

Scheme 1

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

X-4型顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker AV-300型超導核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標);IR-400型紅外分光光度計(KBr壓片);Vario EL III型元素分析儀。

4按文獻［8］方法合成;其余所用試劑均為化學純或分析純，其中1a～1e，SOCl2和乙腈用前經(jīng)干燥重蒸純化;硫氰酸鉀(KSCN)用前于105℃干燥12 h，碾碎。

1.2 合成

(1)3a～3e的合成(以3a為例)

在干燥的三口燒瓶中加入對甲氧基苯甲酸(1a)3.04 g(20 mmol)和氯化亞砜30 mL，裝上干燥管，攪拌下回流反應5 h。蒸除過量氯化亞砜至沒有液體滴出，再常溫減壓抽1 h以盡量除盡氯化亞砜得取代苯甲酰氯(2a)。加入無水乙腈50 mL，硫氰酸鉀2.91 g(30 mmol)及 PEG-600 1 mL，攪拌下回流反應2 h。過濾，濾餅用乙腈(10 mL)洗滌，合并濾液與洗液得對甲氧基苯甲酰異硫氰酸酯(3a)的乙腈溶液。

用類似的方法合成3b～3e的乙腈溶液。

(2)5a～5e的合成(以5a為例)

在反應瓶中依次加入3a的乙腈溶液和4 3.54 g(16 mmol)，攪拌下回流反應4 h。減壓蒸除部分溶劑，殘余物冷卻至室溫。抽濾，濾餅用石油醚洗滌以除去未反應的3a，用無水EtOH/DMF=5/2重結(jié)晶得黃色固體N-(對甲氧基苯甲酰基)-N'-(4-對硝基苯基噻唑-2-基)硫脲(5a)。

用類似的方法合成黃色固體5b～5d和橙色固體5e。

5a:收率 38.1%，m.p.233 ℃ ～235 ℃;1H NMR δ:14.47(s，1H，NH)，12.10(s，1H，NH)，8.32 ～7.11(m，9H，ArH)，3.88(s，3H，CH3);IR ν:3 331，3 107，1 673，1 606，1 525，1 501，1 328，1 248 cm－1;Anal.calcd for C18H14N4O4S2:C 52.16，H 3.40，N 13.52;found C 52.51，H 3.43，N 13.32。

5b:收率 42.5%，m.p.248℃ ～250℃;1H NMR δ:14.19(s，1H，NH)，11.76(s，1H，NH)，8.32～7.18(m，9H，ArH)，4.00(s，3H，OCH3);IR ν:3 282，3 001，1 662，1 601，1 524，1 481，1 347，1 243 cm－1;Anal.calcd for C18H14N4O4S2:C 52.16，H 3.400，N 13.52;found C 51.67，H 3.39，N 13.43。

5c:收率 52.3%，m.p.233 ℃ ～234℃;1H NMR δ:8.33 ～ 7.24(m，8H，ArH)，2.95(s，3H，CH3);IR ν:3 249，2 918，1 675，1 600，1 533，1 445，1 346，1 262 cm－1;Anal.calcd for C18H13N5O5S2:C 48.75，N 2.950，N 15.79;found C 48.49，H 2.90，N 15.43。

5d:收率 55.8%，m.p.224 ℃ ～226 ℃;1H NMR δ:13.95(s，1H，NH)，9.23(s，1H，NH)，8.31 ～ 7.45(m，9H，ArH);IR ν:3 270，2 974，1 672，1 598，1 523，1 484，1 339，1 248 cm－1;Anal.calcd for C17H11N4O3S2Cl:C 48.75，H 2.65，N 13.38;found C 48.56，H 2.64，N 13.28。

5e:收率 57.2%，m.p.293 ℃;1H NMR δ:14.03(s，1H，NH)，10.21(s，1H，NH)，8.21 ～7.36(m，8H，ArH);IR ν:3 400，3 153，1 641，1 594，1 539，1 411，1 323，1 205 cm－1;Anal.calcd for C17H10N4O3S2Cl2:C 45.04，H 2.22，N 12.36;found C 44.74，H 2.16，N 12.42。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

合成2時氯化亞砜的加入方式采用滴加方式，其滴加速度不能過快，以減少副反應的發(fā)生。整個反應過程一定要保證體系無水，反應結(jié)束后定要減壓除盡過量的氯化亞砜，否則在2乙睛溶液中加入KSCN后，因發(fā)生副反應(變黑)而容易導致反應失敗。KSCN在空氣中容易發(fā)生吸潮，用前須于105℃烘干12 h，再碾碎，且稱量要迅速。氯化亞砜和乙腈用前也經(jīng)重蒸純化。

2.2 表征

以5a為例。1H NMR分析表明，14.47是CONH-R中NH的氫質(zhì)子化學位移;12.10是ArNH中氫質(zhì)子的化學位移(5c沒有活潑氫的吸收，其原因可能是溶劑DMSO中存在少量水與活潑氫發(fā)生了交換，使N－H的吸收峰消失或很微弱);8.32～7.11是苯環(huán)、噻唑上氫質(zhì)子的化學位移;3.88是甲基氫質(zhì)子的化學位移。

IR分析表明，仲酰胺中的N－H的伸縮振動吸收峰位于3 331 cm－1，苯環(huán)上質(zhì)子的伸縮振動吸收峰位于3 107 cm－1，羰基伸縮振動吸收峰位于1 673 cm－1，苯環(huán)骨架振動吸收峰分別位于1 606 cm－1，1 501 cm－1和1 328 cm－1;N －H 變形振動和C－N的伸縮振動之間的偶合導致其吸收峰分別位于1 525 cm－1和1 248 cm－1。

［1］ 杜子秀，葉文法.酰基硫脲的發(fā)展概況［J］.雁北師范學院學報，2002，18(5):7 －11.

［2］張彰.酰基硫脲、酰氨基硫脲的綠色合成研究［D］.蘭州:西北師范大學，2005.

［3］ 萬義，薛振祥.新農(nóng)藥研究與開發(fā)［M］.北京:北京大學工業(yè)出版社，1999.

［4］王大翔.雜環(huán)化合物在農(nóng)藥發(fā)展中的重要作用［J］.農(nóng)藥，1995，34(1):6 －9.

［5］ 陳才俊，宋寶安.噻唑類殺蟲劑的研究進展［J］.農(nóng)藥，2005，44(2):53 －55.

［6］ 胡德禹，宋寶安，何偉，等.噻唑類殺菌劑的合成及生物活性研究進展［J］.合成化學，2006，14(4):319 －328.

［7］張榮華，陸芳，朱志良.噻唑環(huán)衍生物的合成［J］.化學研究與應用，2006，18(2):186 －188.

［8］劉慧玲.2-氨基-4-芳基噻唑的合成［J］.沈陽化工，1998，27(1):13－14.