一种1,2,4-***[4,3-α]吡啶环的腙衍生物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种腙类化合物的制备方法,具体涉及一种微波条件下的[1,2,4]***[4,3-a]吡啶环的腙类化合物的制备方法。
背景技术
现如今,无论是在农药化学、医疗化学、高分子化学、配位化学,还是在工业化学领域含氮杂环化合物的合成都是一重要方向。一些报道显示稠杂环化合物通常具有单杂环的混合属性。吡啶环并***环被证明是合成新型活性化合物的一种好方法。其中1,2,4-***和吡啶类衍生物往往显示广泛和多样的活性。而酰腙作为一种Schiff碱由于其配位能力强,生物药理活性较好,能与生物体内许多微量元素反应,具有独特的生物活性和较强的的抑菌、抗病毒和抗肿瘤的活性,在新药研发中此类衍生物也具有非常重要的价值。此外,微波辅助合成方法在合成化学中已经成为一种加速反应时间、提高反应效率、提升反应安全环保性的重要手段。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明目的是提供一种微波的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法。
本发明的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物,其结构式如式(I)所示:
(I)
式(I)中:R为亚乙基,苯亚乙基,2-羟基-4-甲氧基苯亚甲基,2-羟基苯亚甲基,3-硝基苯亚甲基,5-氯-2-羟基苯亚甲基,5-溴-2-羟基苯亚甲基,1-(4-氟苯基)亚乙基,4-(二乙氨基)-2-羟基苯亚甲基,4-(二甲氨基)-2-羟基苯亚甲基,呋喃-2-基亚甲基,3,4,5-三甲氧基苯亚甲基,4-硝基苯亚甲基,2,4-二氯苯亚甲基,2-甲基苯亚甲基或4-(三氟甲基)苯亚甲基,R’为氢或者甲基。
本发明一种1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其包括如下步骤:
1)在乙醇为溶剂条件下,2,3-二氯吡啶与水合肼微波制得化合物(II);
2)然后将化合物(II)和草酸二乙酯通过微波反应合成化合物(III)的粗产物;
3)将步骤2)化合物(III)的粗产物经重结晶纯化,而后与水合肼反应微波制备得到化合物(IV);
4)最后,化合物(IV)与酮或醛以乙醇为溶剂,微波反应获得式(I)所示的含***吡啶环的腙类化合物;
制备过程如下所示:
。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于步骤3)中重结果用的重结晶溶剂为石油醚、乙酸乙酯、正己烷或乙醇中的一种或多种。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于:所述的2,3-二氯吡啶与水合肼的物质的量之比为1:1.0~5.0,优选为1:3。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于步骤1)中的2,3-二氯吡啶,乙醇与水合肼的反应温度为70-100℃;所述的2,3-二氯吡啶、乙醇与水合肼的反应时间为10-100min。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于所述的反应温度为80℃,反应时间为30 min。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于步骤2)中的化合物(II)与草酸二乙酯物质的量之比为1:1.0~1.5;化合物(II)与草酸二乙酯的反应温度为170-200℃;化合物(II)与草酸二乙酯的反应时间为10-100min。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于化合物(II)与草酸二乙酯物质的量之比为1:1.2,反应温度为190℃,反应时间为30 min。如权利要求6所述的,其特征在于所述的物质的量之比优选为1:3,反应温度优选为80℃,反应时间优选为30 min;
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于步骤3)中的化合物(III)与水合肼物质的量之比为1:1~5,优选为1:3;化合物(III)与水合肼的反应温度为70-100℃;化合物(III)与水合肼的反应时间为10-100min,反应温度优选为80℃,反应时间优选为30 min。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于步骤4)中化合物(IV)与醛或酮物质的量之比为1:1~5;化合物(IV)与醛或酮的反应温度为70-100℃;化合物(IV)与醛或酮的反应时间为1-100min。
所述的1,2,4-***[4,3-a]吡啶环的腙衍生物的制备方法,其特征在于化合物(IV)与醛或酮物质的量之比为1:1.2,反应温度为80℃,反应时间为10 min。
与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:本发明提供了一种含[1,2,4]***[4,3-a]吡啶环的腙类化合物的制备方法,该方法采用在微波条件下制备,其操作简单、对设备要求低,后处理方法,且产品收率高,纯度高,与其他方法相比,收率提高15%以上,而且该化合物具有杀菌活性,特别是针对番茄细菌性斑点病、黄瓜枯萎病、番茄灰霉病等的防治具有良好的效果,为新农药的研发提供了基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此,应明确的是,在本发明的权利要求所限定范围内,可进行各种变换和改动。
本发明的含[1,2,4]***[4,3-a]吡啶环的腙类化合物(I)可以如下方法合成:
将2,3-二氯吡啶(7.5 mmol)溶解在乙醇(300 mL)中,然后逐滴加入水合肼(22.5 mmol),然后在CEM 单模聚焦微波反应器中,在80oC下微波辐射30min,得到3-氯-2-肼吡啶式(II)。式(II)化合物(1 mmol)与草酸二乙酯(1.2mmol), 然后在CEM 单模聚焦微波反应器中,在190oC下反应30min,反应完成后倒入碎冰中(40 mL)形成沉淀后过滤。粗产物在乙醇中重结晶得到式(III)化合物,式(III)化合物(10 mmol)与水合肼(30 mmol) 然后在CEM 单模聚焦微波反应器中,在80oC下反应30min,得到式(IV)化合物。最后,将化合物(IV)和酮类或醛类化合物以1:1.2的摩尔比,然后在CEM 单模聚焦微波反应器中,在80oC下反应10min,在乙醇做溶剂下反应制得式I。
实施例1~17,只是通过改变酮类和醛类化合物,其它合成条件不改变。
实施例1
8-氯-N'-(1-苯亚乙基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体, 产率 95%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 2.51(s, 3H, CH3),
7.08(t, J=7.0Hz, 1H, Py), 7.46(s, 3H, Ar), 7.56(d, J=7.5Hz, 1H,
Py), 7.94(s, 2H, Ar), 9.38(d, J=7.0Hz, 1H, Py), 10.35(s, 1H, NH). MS
(ESI), m/z: 314(M+1) +. Elemental anal. For C15H12ClN5O
(%), calculated: C, 57.42; H, 3.86; N, 22.32; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例2
8-氯-N'-亚乙基-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色晶体,产率93%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 1.95(s, 3H, CH3),
7.24(t, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.82(d, J=7.3Hz, 1H, Py), 9.11(d, J=7.0Hz,
1H, Py), 10.03(s, 1H, CH), 11.02(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 238(M+1) +.
Elemental anal. For C9H8ClN5O (%), calculated:
C, 45.49; H, 3.39; N, 29.47; found: C, 51.65; H, 3.76; N, 22.71。
实施例3
8-氯-N'-(2-羟基-4-甲氧基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼,黄白色固体,产率92%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 3.79(s, 3H, OCH3),
6.55(t, J=9.0Hz, 1H, Ar), 7.25(t, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.43(d, J=8.5Hz,
1H, Py), 7.83(d, J=7.3Hz, 1H, Ar), 8.74(s, 1H, Ar), 9.22(d, J=7.0Hz,
1H, Py), 11.49(s, 1H, CH), 11.97(s, 1H, NH), 13.01(s, 1H, OH). MS (ESI), m/z:
346(M+1) +. Elemental anal. For C15H12ClN5O3
(%), calculated: C, 52.11; H, 3.50; N, 20.26; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例4
8-氯-N'-(2-羟基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率 97%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 6.92-6.96(m, 2H, Ar), 7.23-7.33(m,
2H, Ar), 7.54(t, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.82(s, 1H, CH), 8.28(d, J=7.3Hz,
1H, Py), 9.21(d, J=7.0Hz, 1H, Py), 11.13 (s, 1H, NH), 13.10(s, 1H, OH).
MS (ESI), m/z: 316(M+1)+. Elemental anal. For C14H10ClN5O2
(%), calculated: C, 53.26; H, 3.19; N, 22.18; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例5
8-氯-N'-(3-硝基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率 94%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 7.28(m, 1H, Ar), 7.79-7.85(m, 2H,
Ar), 8.17(m, 1H, Py), 8.31(m, 1H, Py), 8.58(s, 1H, CH), 8.75(s, 1H, Ar),
9.21(s, 1H, Py), 13.09(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 345(M+1)+.
Elemental anal. For C14H9ClN6O3
(%), calculated: C, 48.78; H, 2.63; N, 24.38; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例6
8-氯-N'-(5-氯-2-羟基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率92%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 6.98(d, J=8.7Hz, 1H, Ar),
7.28(t, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.35(d, J=8.5Hz, 1H, Py), 7.68(s, 1H,
Ar), 7.93(d, J=7.4Hz, 1H, Ar), 8.82(s, 1H, CH), 9.21(d, J=6.9Hz,
1H, Py), 11.05(s, 1H, NH), 13.16(s, 1H, OH). MS (ESI), m/z: 350(M+1) +.
Elemental anal. For C14H9Cl2N5O2
(%), calculated: C, 48.02; H, 2.59; Cl, 20.25; N, 20.00; found: C, 51.65; H,
3.76; N, 22.71。
实施例7
8-氯- N'-(5-溴-2-羟基苯亚甲基) -[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄变色固体,产率 91%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 6.92(d, J=8.7Hz, 1H, Ar),
7.27(t, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.45(d, J=8.5Hz, 1H, Py), 7.80(s, 1H,
Ar), 7.84(d, J=7.4Hz, 1H, Ar), 8.82(s, 1H, CH), 9.21(d, J=6.9Hz,
1H, Py), 11.10(s, 1H, NH), 13.15(s, 1H, OH). MS (ESI), m/z: 350(M+1) +.
Elemental anal. For C14H9Cl2N5O2
(%), calculated: C, 48.02; H, 2.59; Cl, 20.25; N, 20.00; found: C, 51.65; H,
3.76; N, 22.71。
实施例8
8-氯-N'-(1-(4-氟苯基)亚乙基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率 98%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 2.47(s, 3H, CH3),
7.05-7.13(m, 3H, Ar and Py), 7.54(t, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.90-7.93(m, 2H,
Ar), 9.35(d, J=6.9Hz, 1H, Py), 10.31(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 332(M+1)
+. Elemental anal. For C15H11ClFN5O (%),
calculated: C, 54.31; H, 3.34; N, 21.11; found: C, 51.65; H, 3.76; N, 22.71。
实施例9
8-氯-N'-(4-(二乙氨基)-2-羟基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率90%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 1.18-1.25(m, 6H, 2CH3),
3.36-3.42(m, 4H, 2CH2), 6.62(m, 2H, Ar), 7.03-7.10(m, 2H, Py and
Ar), 7.52(d, J=7.2Hz, 1H, Py), 8.25(s, 1H, Ar), 8.45(s, 1H, CH), 9.34(d,
J=7.1Hz, 1H, Py), 10.22(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 387(M+1) +.
Elemental anal. For C18H19ClN6O2
(%), calculated: C, 55.89; H, 4.95; N, 21.73; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例10
8-氯-N'-(4-(二甲氨基)-2-羟基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率92%, m.p.280-281C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 2.99(s, 6H, 2CH3),
6.78(d, J=8.8Hz, 2H, Ar), 7.24(t, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.54(d, J=8.7Hz,
1H, Ar), 7.81(d, J=7.2Hz, 1H, Py), 8.49(s, 1H, CH), 9.21(d, J=6.9Hz,
1H, Py), 12.50(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 343(M+1) +. Elemental
anal. For C16H15ClN6O (%), calculated: C,
56.06; H, 4.41; N, 24.52; found: C, 51.65; H, 3.76; N, 22.71。
实施例11
8-氯-N'-(呋喃-2-基亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率90%, m.p.278-279C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 6.93(d, 2H, Furan), 7.07(t, J=6.9Hz,
1H, Py), 7.54-7.57(m, 2H, Py and Furan), 8.32(s, 1H, CH), 9.33(d, J=6.9Hz,
1H, Py), 11.20(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 290(M+1) +. Elemental
anal. For C12H8ClN5O2 (%),
calculated: C, 49.75; H, 2.78; N, 24.18; found: C, 51.65; H, 3.76; N, 22.71。
实施例12
8-氯-N'-(3,4,5-三甲氧基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率94%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 3.96(s, 9H, 3OCH3),
7.04(s, 2H, Ar), 7.28(t, J=7.0Hz, 1H, Py), 7.84(d, J=6.9Hz, 1H,
Py), 8.55(s, 1H, CH), 9.21(d, J=7.2Hz, 1H, Py), 12.83(s, 1H, NH). MS
(ESI), m/z: 390(M+1) +. Elemental anal. For C17H16ClN5O4
(%), calculated: C, 52.38; H, 4.14; N, 17.97; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例13
8-氯-N'-(4-硝基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率96%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 7.27(t, J=7.0Hz, 1H, Py),
7.72(t, J=7.8Hz, 1H, Py), 7.84-7.87(m, 2H, Ar), 8.10-8.17(m, 2H, Ar),
9.08(s, 1H, CH), 9.21(d, J=6.8Hz, 1H, Py), 12.21(s, 1H, NH). MS (ESI),
m/z: 345(M+1) +. Elemental anal. For C14H9ClN6O3
(%), calculated: C, 48.78; H, 2.63; N, 24.38; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例14
8-氯-N'-(2,4-二氯苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率98%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 7.27(t, J=7.0Hz, 1H, Py),
7.53(d, J=8.3Hz, 1H, Ar), 7.74(s, 1H, Ar), 7.85(d, J=7.2Hz, 1H,
Py), 8.03(d, J=8.5Hz, 1H, Ar), 9.05(s, 1H, CH), 9.21(d, J=6.9Hz,
1H, Py), 12.13(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 369(M+1) +. Elemental
anal. For C17H16ClN5O4 (%),
calculated: C, 45.62; H, 2.19; N, 19.00; found: C, 51.65; H, 3.76; N, 22.71。
实施例15
8-氯-N'-(2-甲基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率97%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 2.37(s, 3H, CH3),
7.24-7.28(m, 1H, Ar), 7.37(t, J=7.5Hz, 1H, Py), 7.53(d, J=7.5Hz,
1H, Ar), 7.57(s, 1H, Ar), 7.73(d, J=7.2Hz, 1H, Py), 7.84(d, J=7.2Hz,
1H, Py), 8.51(s, 1H, CH), 9.21(d, J=6.9Hz, 1H, Py), 12.91(s, 1H, NH). MS
(ESI), m/z: 369(M+1) +. Elemental anal. For C17H16ClN5O4
(%), calculated: C, 45.62; H, 2.19; N, 19.00; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例16
8-氯-N'-(4-(三氟甲基)苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼黄白色固体,产率90%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 7.28(t, J=7.2Hz, 1H, Py),
7.82-7.85(m, 3H, Ar and Py), 7.97(d, J=8.0Hz, 2H, Ar) 8.72(s, 1H, CH),
9.21(d, J=6.9Hz, 1H, Py), 13.02(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 369(M+1)
+. Elemental anal. For C15H9ClF3N5O
(%), calculated: C, 48.99; H, 2.47; N, 19.05; found: C, 51.65; H, 3.76; N,
22.71。
实施例17
8-氯-N'-(4-甲基苯亚甲基)-[1,2,4]***[4,3-a]吡啶-3-碳酰肼,黄白色固体,产率95%, m.p.>300C;
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ: 2.36(s, 3H, CH3),
6.68(t, J=7.5Hz, 1H, Py), 7.65(d, J=7.5Hz, 2H, Ar), 7.85(d, J=7.4Hz,
2H, Ar), 8.07(d, J=4.4Hz, 1H, Py), 8.51(s, 1H, CH), 9.21(d, J=6.9Hz,
1H, Py), 12.78(s, 1H, NH). MS (ESI), m/z: 369(M+1) +. Elemental
anal. For C17H16ClN5O4 (%),
calculated: C, 45.62; H, 2.19; N, 19.00; found: C, 51.65; H, 3.76; N, 22.71。
实施例18 杀菌活性测试
试验对象:番茄细菌性斑点病、黄瓜枯萎病、番茄灰霉病。
试验方法:采用盆栽试验法。分别将黄瓜种子和番茄种子经过50℃浸泡后,催芽后播种于育苗钵中,待生长至2片真叶供试验。
药剂准备:供试药,取药配成100 ppm,取实施例1-17种化合物各5 mg,加丙酮溶解后再加10 %吐温80,最后加水充分溶解。因100ppm为100 mg/L所以加水量=5 mg*1000/100 mg=50 ml,因有机溶剂最终含量≤1% 所以加丙酮的量=50 ml*1%=0.5 ml(溶解),因吐温最终含量为0.1% 所以50 ml水里应有吐温0.05 ml,即:应加10 %吐温0.05 ml。
对照药剂:3%中生菌素WP→800倍液0.01 g药+8 ml水;75%甲基托布津WP→1000倍液0.01 g药+15 ml水;50%嘧菌环胺水分散粒剂→1000倍液0.01 g药+15ml水。
施药方法:番茄细菌性斑点病和番茄灰霉病实验中,番茄苗长出两片复叶时,用喷壶将供试药剂与对照药剂均匀喷施在供试植株上。黄瓜枯萎病实验中,将黄瓜种子浸泡于各要处理2h后进行接种处理。
接种方法:
番茄细菌性斑点病采用菌悬液喷雾法接种:将培养好的番茄细菌性斑点病菌兑蒸馏水稀释成3×107cfu/ml菌悬液,用喷壶喷雾接种。接种后保湿培养。
番茄灰霉病采用打菌丝接种法接种:通过纱布过滤把液体培养基和菌块分开,用粉碎仪把带有少量液体的培养基的菌块打碎,再用过滤好的液体培养基与打碎的菌块混合配成一定浓度的溶液,并用分光光度计测定溶液透光率(λ=630 nm,OD=9.8)。
黄瓜枯萎病采用培根浸种法接种:将在PD培养基中培养好的黄瓜枯萎病菌用纱布过滤菌丝,调节孢子浓度到1×106 cfu/ml浸泡种子。
待清水充分发病后进行病情调查,并计算病情指数和防治效果。
杀菌活性测试试验结果如表1所示。
表
1 100ppm
下各化合物的杀菌活性(
%
防效)
从上表1 杀菌活性结果表明,与对照药剂中生菌素、甲基托布津和嘧菌环胺相比,本发明的制得的含[1,2,4]***[4,3-a]吡啶环的腙类化合物(I)对番茄细菌性斑点病、黄瓜枯萎病及番茄灰霉病都有优异的杀菌效果,其使用范围更广,药效更明显,适于推广应用。