栗廣龍, 江卓媛, 周 聰, 須志平, 李 忠, 程家高

(華東理工大學(xué) 藥學(xué)院，上海市化學(xué)生物學(xué) (芳香雜環(huán)) 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200237)

氟蟲腈 (fipronil)[1]等苯基吡唑類殺蟲劑，廣泛應(yīng)用于作物保護(hù)及衛(wèi)生害蟲的防治[2]，且對哺乳動(dòng)物安全[3-4]，一直是殺蟲劑研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一[5-8]。自氟蟲腈上市以來，乙蟲腈 (ethiprole)、氟吡唑蟲 (vaniliprole)、啶吡唑蟲胺 (pyrafluprole)、吡唑蟲啶 (pyriprole) 以及丁烯氟蟲腈 (flufiprole) 等苯基吡唑殺蟲劑[7]陸續(xù)上市。

隨著氟蟲腈被廣泛使用，害蟲對其產(chǎn)生抗性[9]及其對蜜蜂[10-11]、魚類[12-13]等非靶標(biāo)生物的毒性問題凸顯。因氟蟲腈對魚類高毒，中國自2009 年10 月1 日起，已停止銷售和使用除衛(wèi)生用及用于玉米等部分旱田種子包衣劑外的含氟蟲腈成分的農(nóng)藥制劑[14]。苯基吡唑類殺蟲劑[15]作用于昆蟲γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA) 受體，通過阻塞TM2 跨膜螺旋圍成的通道[16]抑制氯離子內(nèi)流，最終引起害蟲過度興奮而導(dǎo)致死亡[17-18]。氟蟲腈對魚類高毒的原因在于其可以與魚類GABA 受體高度結(jié)合，其中氟蟲腈中的氨基與GABA 受體的6’Thr間形成的氫鍵起到關(guān)鍵作用[19-20]。在氟蟲腈的低能構(gòu)象中，氨基氫原子與亞砜氧原子形成了N－H···O 的分子內(nèi)氫鍵[21]。本課題組在之前的研究中，曾以脂肪環(huán)模擬氟蟲腈分子內(nèi)氫鍵，得到的化合物對小菜蛾有殺蟲活性，如化合物D10 在100 mg/L下對小菜蛾的致死率為62.5% (圖1)[22]。

基于氟蟲腈結(jié)構(gòu)，本研究采用芳香環(huán)模擬氟蟲腈分子內(nèi)氫鍵，開展了基于骨架躍遷策略的分子設(shè)計(jì) (圖1)，合成了25 個(gè)未見報(bào)道的苯基吡唑并嘧啶胺 (A1～A8) 和苯基吡唑并嘧啶酮 (B1～B17) 兩個(gè)系列化合物，合成路線分別見圖式1 和圖式2；同時(shí)開展理化性質(zhì)預(yù)測、殺蟲活性測試以及與GABA受體結(jié)合模式研究，以期發(fā)現(xiàn)高殺蟲活性化合物。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker AM-400 核磁共振儀 (內(nèi)標(biāo)：TMS，氘代試劑：DMSO-d6或CDCl3)；電噴霧 (ESI)-高分辨飛行時(shí)間質(zhì)譜儀 (Xevo G2 TOF MS)；電子轟擊(EI)-高分辨飛行時(shí)間質(zhì)譜儀 (GCT Premier)；Büchi Melting Point B-540 熔點(diǎn)儀；Bruker APEX-II CCD 單晶X 射線衍射儀等。除特殊說明外，實(shí)驗(yàn)中所用的試劑均為市售分析純。

1.2 化合物合成

1.2.1 中間體2、4、5、7、9～11 的合成 中間體2 參考文獻(xiàn)[23]的方法合成：將24.8 g 1,2,3-三氯-5-(三氟甲基) 苯 (1) 加入350 mL 耐壓瓶中，加入150 mL 吡啶和37.5 g 80%水合肼，體系密封后置于油浴鍋中，逐漸升溫至150 ℃并攪拌12 h，降溫至室溫后，緩慢擰開瓶塞，薄層層析[TLC，V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) =2 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去吡啶，得黏稠油狀物。加入100 mL 水，有大量固體析出，抽濾，得淡黃色固體18.5 g，收率76%，m.p. 52.3～53.4 ℃。

中間體4 參考文獻(xiàn)[24]的方法合成，并以硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 4 : 1] 提純，得黃色固體，收率78%，m.p. 107.5～109.3 ℃。

中間體5 的合成：在25 mL 圓底瓶中加入1 035 mg 中間體4 和10 mL 原甲酸三乙酯，于120 ℃下反應(yīng)，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) =4 : 1) 監(jiān)測至反應(yīng)完成。靜置，降溫至室溫，有大量白色固體析出，抽濾，干燥，得白色絮狀物758 mg，收率63%。

化合物5：m.p. 185.1～185.9 ℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.51 (s, 1H), 7.77 (s, 2H), 4.18 (q,J= 7.1 Hz, 2H),1.28 (t,J= 7.1 Hz, 3H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ:162.58, 152.72, 135.69, 135.31, 134.61 (q,2JCF= 34.5 Hz),129.00, 125.88 (q,3JCF= 3.6 Hz), 121.91 (q,1JCF= 272.2 Hz),110.63, 110.40, 84.89, 65.34, 13.51。HRMS (EI):C15H8N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值401.005 8, 測試值401.005 9;C15H8N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值403.002 9, 測試值403.003 2;C15H8N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值404.999 9, 測試值405.000 5。

中間體7 參照文獻(xiàn)[24]的方法合成，硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 提純，得白色粉末，收率65%，m.p.154.9～156.3 ℃。

中間體9 參照文獻(xiàn)[25]的方法合成，硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 提純，得白色粉末，收率72%，m.p. 140.6～142.1 ℃。

中間體10 的合成：于25 mL 圓底瓶中加入1.1 g 中間體9 和10 mL 原甲酸三乙酯，120 ℃下反應(yīng)，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1] 監(jiān)測反應(yīng)完成。靜置，降溫至室溫，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑。硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯)= 4 : 1]純化，得淡黃色固體0.9 g，收率78%。

化合物10：m.p. 80.0～81.1 ℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.56 (s, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.71 (s, 2H), 4.30 (q,J=7.1 Hz, 2H), 4.11 (q,J= 7.1 Hz, 2H), 1.36 (t,J= 7.1 Hz, 3H),1.21 (t,J= 7.1 Hz, 3H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ:163.27, 162.75, 150.45, 143.93, 137.46, 136.15, 133.23 (q,2JCF= 34.1 Hz), 125.46 (q,3JCF= 3.7 Hz), 122.22 (q,1JCF=271.8 Hz), 102.12, 63.41, 60.23, 14.33, 13.64。HRMS (EI):C16H14N3O3F335Cl2(M+), 計(jì)算值423.036 4, 測試值423.036 8;C16H14N3O3F335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值425.033 5, 測試值425.033 8;C16H14N3O3F337Cl2(M+), 計(jì)算值427.030 5, 測試值427.031 4。

中間體11 參照文獻(xiàn)[26]的方法合成。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液倒入冰水中，有大量固體析出，抽濾，干燥得白色粉末，收率71%，m.p. 234.7～236.0 ℃。

1.2.2 目標(biāo)化合物A1 的合成 于25 mL 圓底瓶中加入401 mg 中間體5 和5 mL 甲醇，冰浴攪拌下滴加2 mL 氨水，有固體析出。滴加完畢后繼續(xù)在冰浴下攪拌，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) =1 : 1] 監(jiān)測反應(yīng)至結(jié)束。抽濾，甲醇洗滌，得白色固體242 mg，收率65%。

4-氨基-1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-3-腈 (A1)：m.p. 244.8～246.0 ℃。1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 8.37 (s, 2H), 8.35 (s, 1H), 7.74 (s, 2H)。13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 158.40, 157.17, 155.04, 135.37,134.96, 133.29 (q,2JCF= 33.5 Hz), 126.65 (q,3JCF= 3.2 Hz), 122.13(q,1JCF= 272.5 Hz), 119.53, 112.14, 100.32。HRMS (ESI):C13H635Cl2F3N6(M+H)+, 計(jì)算值372.998 3, 測試值372.999 4;C13H635Cl37ClF3N6(M+H)+, 計(jì)算值374.995 4, 測試值374.996 7;C13H637Cl2F3N6(M+H)+, 計(jì)算值376.992 4, 測試值376.991 2。

1.2.3 目標(biāo)化合物A2 的合成 參考文獻(xiàn)[27]的方法合成。將6.4 g 中間體7 加入100 mL 圓底瓶中，室溫?cái)嚢柘录尤?0 mL 甲酰胺，逐漸升溫至200 ℃，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 2 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)結(jié)束。冷卻至室溫，將反應(yīng)液倒入100 mL冰水中，抽濾，干燥，得灰白色固體5.3 g，收率76%。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺 (A2)：m.p. 230.7～232.1 ℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.44 (s, 1H), 8.26 (s, 1H), 7.81 (s, 2H), 5.81 (s,2H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ:157.62, 156.97, 155.14,136.56, 136.40, 133.76, 133.74 (q,2JCF= 34.1 Hz), 125.98 (q,3JCF= 3.7 Hz), 122.20 (q,1JCF= 271.8 Hz), 100.55。HRMS (EI):C12H6N5F335Cl2(M+), 計(jì)算值346.995 2, 測試值346.994 9;C12H6N5F335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值348.992 3, 測試值348.992 6;C12H6N5F337Cl2(M+), 計(jì)算值350.989 3, 測試值350.989 8。

1.2.4 目標(biāo)化合物A3～A6 的合成 將0.5 mmol 化合物A2 置于干燥的兩口瓶中，在氬氣保護(hù)及冰浴下注射加入3 mL 無水1,2-二氯乙烷 (DCE) 和1.5 mmol 三乙胺，滴加0.6 mmol 酰氯溶于1 mL無水DCE 的溶液，滴加完畢后升溫至回流，TLC[V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成。用DCM (10 mL × 3) 萃取。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，經(jīng)硅膠柱層析 [V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 : 1] 提純，得到目標(biāo)化合物A3～A6。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-基) 乙酰胺 (A3)：白色固體142 mg，收率73%，m.p. 150.3～150.5 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 9.24 (s,1H), 9.02 (s, 1H), 8.64 (s, 1H), 7.82 (s, 2H), 2.41 (s, 3H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 168.60, 156.03, 155.35, 151.87,139.91, 136.58, 136.18,133.85 (q,2JCF= 34.2 Hz), 125.98 (q,3JCF= 3.6 Hz), 122.17 (q,1JCF= 271.9 Hz), 103.92, 24.53。HRMS (EI): C14H8N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值389.005 8, 測試值389.005 4; C14H8N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值391.002 9, 測試值391.003 3; C14H8N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值392.999 9, 測試值393.000 5。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-基) 丙酰胺 (A4)：白色固體161 mg，收率80%，m.p. 147.5～148.1 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.97 (s,1H), 8.86 (s, 1H), 8.55 (s, 1H), 7.72 (s, 2H), 2.55 (q,J= 7.5 Hz, 2H), 1.26 (t,J= 7.5 Hz, 3H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 172.16, 156.06, 155.46, 151.85, 139.96,136.60, 136.22, 133.83 (q,2JCF= 34.2 Hz), 125.97 (q,3JCF=3.7 Hz), 122.19 (q,1JCF= 271.9 Hz), 103.86, 30.58, 9.00。HRMS (EI): C15H10N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值403.021 5, 測試值403.021 0; C15H10N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值405.018 5, 測試值405.019 0; C15H10N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值407.015 6, 測試值407.015 7。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-基) 丁酰胺 (A5)：白色固體161 mg，收率77%，m.p. 141.2～141.9 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 9.05 (s,1H), 8.64 (s, 1H), 8.63 (s, 1H), 7.82 (s, 2H), 2.58 (t,J= 7.4 Hz,2H), 1.92-1.83 (m, 2H), 1.10 (t,J= 7.4 Hz, 3H)。13C NMR(101 MHz, CDCl3),δ: 171.24, 156.08, 155.57, 151.65, 139.90,136.61, 136.25, 133.82 (q,2JCF= 34.1 Hz), 125.98 (q,3JCF=3.7 Hz), 122.20 (q,1JCF= 272.1 Hz), 103.83, 39.32, 18.53,13.64。HRMS (EI): C16H12N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值417.037 1,測試值417.036 9; C16H12N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值419.034 2,測試值419.034 0; C16H12N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值421.031 2，測試值421.030 4。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-1H-吡唑并[3,4-d] 嘧啶-4-基) 異丁酰胺 (A6)：白色固體173 mg，收率83%，m.p. 141.5～143.1 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.99 (s, 1H), 8.67 (s, 1H), 8.55 (s, 1H), 7.73 (s, 2H), 2.72-2.65 (m,1H), 1.29 (d,J= 6.9 Hz, 6H)。13C NMR (101 MHz,CDCl3),δ: 175.63, 156.02, 155.39, 152.17, 140.12, 136.60,136.20, 133.81 (q,2JCF= 34.2 Hz), 125.96 (q,3JCF= 3.6 Hz),122.17 (q,1JCF= 272.0 Hz), 103.98, 36.45, 19.25。HRMS(EI): C16H12N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值417.037 1, 測試值417.037 2;C16H12N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值419.034 2, 測試值419.034 6; C16H12N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值421.031 2, 測試值421.031 6。

1.2.5 目標(biāo)化合物A7～A8 的合成 將1 044 mg A2置于25 mL 圓底瓶中，加入10 mL 原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯，升溫至回流，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 4 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，加入10 mL 甲醇，冰浴下分批加入285 mg NaBH4，室溫下繼續(xù)攪拌30 min，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去甲醇，用乙酸乙酯 (10 mL × 3) 萃取。合并有機(jī)相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯，經(jīng)硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 提純，得到目標(biāo)化合物。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-N-(甲氧基甲基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺 (A7)：白色固體845 mg，收率72%，m.p. 138.6～139.5 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 9.38(s, 1H), 8.63 (s, 1H), 8.39 (s, 1H), 8.30 (s, 2H), 5.10 (s, 2H),3.36 (s, 3H)。13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 156.77,156.58, 154.62, 136.50, 135.75, 135.32, 132.41 (q,2JCF= 33.7 Hz),126.21 (q,3JCF= 3.3 Hz), 122.22 (q,1JCF= 272.1 Hz), 100.45,71.61, 55.19。HRMS (EI): C14H10N5OF335Cl2(M+),計(jì)算值391.021 5,測試值391.022 2; C14H10N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值393.018 5,測試值393.019 2; C14H10N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值395.015 6,測試值395.016 3。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-N-(乙氧基甲基)-1H-吡唑并[3,4-d] 嘧啶-4-胺 (A8)：白色固體753 mg，收率62%，m.p. 124.4～126.1 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 9.31 (t,J= 6.0 Hz, 1H), 8.56 (s, 1H), 8.33 (s, 1H), 8.29 (s,2H), 5.05 (d,J= 6.0 Hz, 2H), 3.59 (q,J= 6.9 Hz, 2H), 1.14 (t,J= 7.0 Hz, 3H)。13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 156.85,156.67, 154.57, 136.47, 135.71, 135.15, 132.43 (q,2JCF= 33.6 Hz),126.44 (q,3JCF= 3.6 Hz), 122.26 (q,1JCF= 272.0 Hz), 100.34,70.00, 62.91, 15.03。HRMS (EI): C15H12N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值405.037 1, 測試值405.036 5; C15H12N5OF335Cl37Cl (M+),計(jì)算值407.034 2, 測試值407.034 8; C15H12N5OF337Cl2(M+),計(jì)算值409.031 2, 測試值409.033 1。

1.2.6 目標(biāo)化合物B1 的合成 參照文獻(xiàn)[26]的方法合成。

化合物B1：白色固體282 mg，收率78%，m.p.234.0～234.6 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.38 (s, 1H),8.00 (s, 1H), 7.79 (s, 2H), 3.63 (s, 3H)。13C NMR (101 MHz,CDCl3),δ: 157.19, 153.40, 150.42, 137.88, 136.42, 136.08,133.94 (q,2JCF= 34.2 Hz), 125.95 (q,3JCF= 3.7 Hz), 122.14(q,1JCF= 272.2 Hz), 106.28, 34.01。HRMS (EI):C13H7N4OF335Cl2(M+), 計(jì)算值361.994 9, 測試值361.994 8;C13H7N4OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值363.992 0, 測試值363.991 9;C13H7N4OF337Cl2(M+), 計(jì)算值365.989 0, 測試值365.989 2。

1.2.7 目標(biāo)化合物B2～B6 的合成 室溫下將1 mmol中間體11 置于25 mL 圓底瓶中，加入5 mL 丙酮、3 mmol 碳酸鉀和1.2 mmol 溴代烴或碘代烴，升溫至回流，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 :1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，用乙酸乙酯萃取 (20 mL × 3)。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯，經(jīng)硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 分離提純，得到目標(biāo)化合物。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-5-乙基-1,5-二氫-4H-吡唑并[3,4-d] 嘧啶-4-酮 (B2)：白色固體271 mg，收率72%，m.p. 231.4～232.2 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.39 (s, 1H), 8.00 (s, 1H), 7.80 (s, 2H), 4.12 (q,J= 7.2 Hz,2H), 1.47 (t,J= 7.2 Hz, 3H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ:156.60, 153.27, 150.04, 137.89, 136.36, 136.09, 133.76 (q,2JCF=34.2 Hz), 125.89 (q,3JCF= 3.6 Hz), 122.12 (q,1JCF= 272.0 Hz), 106.42, 42.04, 15.18。HRMS (EI): C14H9N4OF335Cl2(M+), 計(jì)算值376.010 6, 測試值376.010 2; C14H9N4OF335Cl37Cl(M+),計(jì)算值378.007 6, 測試值378.007 4; C14H9N4OF337Cl2(M+), 計(jì)算值380.004 7, 測試值380.004 5。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-5-丙基-1,5-二氫-4H-吡唑并[3,4-d] 嘧啶-4-酮 (B3)：白色固體293 mg，收率75%，m.p.180.3～180.7 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.40 (s, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.81 (s, 2H), 4.02 (t,J= 7.3 Hz,2H), 1.91 - 1.81 (m, 2H), 1.04 (t,J= 7.4 Hz, 3H)。13C NMR(101 MHz, CDCl3),δ: 156.77, 153.23, 150.27, 138.01, 137.60,136.41, 133.85 (q,2JCF= 34.1 Hz), 125.93 (q,3JCF= 3.6 Hz),122.14 (q,1JCF= 272.0 Hz), 106.45, 48.41, 23.00, 11.07。HRMS (EI): C15H11N4OF335Cl2(M+), 計(jì)算值390.026 2, 測試值390.025 8; C15H11N4OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值392.023 3, 測試值392.023 7; C15H11N4OF337Cl2(M+), 計(jì)算值394.020 3, 測試值394.020 3。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-5-異丙基-1,5-二氫-4H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮 (B4)：白色固體265 mg，收率68%，m.p. 183.7～184.8 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.30 (s, 1H), 7.96 (s, 1H), 7.72 (s, 2H), 5.20-5.13 (m, 1H), 1.43 (d,J= 6.9 Hz, 6H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 156.55,152.74, 147.50, 138.10, 136.41, 136.13, 133.80 (q,2JCF= 34.2 Hz), 125.90 (q,3JCF= 3.7 Hz), 122.14 (q,1JCF= 272.0 Hz),106.19, 45.98, 22.41。HRMS (EI): C15H11N4OF335Cl2(M+),計(jì)算值390.026 2, 測試值390.025 9; C15H11N4OF335Cl37Cl(M+), 計(jì)算值392.023 3, 測試值392.023 0; C15H11N4OF337Cl2(M+), 計(jì)算值394.020 3, 測試值394.020 6。

2-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基) 乙腈 (B5)：白色固體240 mg，收率62%，m.p. 207.6～208.2 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.34 (s, 1H), 8.02 (s, 1H), 7.73 (s, 2H), 4.88 (s, 2H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 155.45, 152.74, 148.47, 138.17,136.30, 135.67, 134.52 (q,2JCF= 34.3 Hz), 126.00 (q,3JCF=3.7 Hz), 122.08 (q,1JCF= 272.1 Hz), 113.49, 105.78, 33.30。HRMS (EI): C14H6N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值386.990 2, 測試值386.990 1; C14H6N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值388.987 2, 測試值388.987 8; C14H6N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值390.984 2, 測試值390.984 7。

5-芐基-1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-1,5-二氫-4H-吡唑并[3,4-d] 嘧啶-4-酮 (B6)：白色固體263 mg，收率60%，m.p. 160.2～162.0 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.38 (s, 1H), 8.08 (s, 1H), 7.75 (s, 2H), 7.43 - 7.35 (m, 5H),5.24 (s, 2H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 156.80, 150.18,138.16, 137.74, 136.39, 135.33, 133.90 (q,2JCF= 34.3 Hz)129.18, 128.62, 128.29, 128.17, 125.93 (q,3JCF= 3.6 Hz),122.14 (q,1JCF= 272.0 Hz), 106.42, 49.41。HRMS (EI):C19H11N4OF335Cl2(M+), 計(jì)算值438.026 2, 測試值438.025 7;C19H11N4OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值440.023 3, 測試值440.023 4;C19H11N4OF337Cl2(M+), 計(jì)算值442.020 3, 測試值442.020 8。

1.2.8 目標(biāo)化合物B7 的合成 室溫下將8.5 g 中間體10 置于250 mL 圓底瓶中，加入80 mL 乙醇和2.5 g 80%水合肼，升溫至回流，TLC [V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，用乙酸乙酯萃取 (50 mL × 3)。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯，經(jīng)硅膠柱層析 [V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 :1] 分離提純，得白色固體3 g，收率42%。

5-氨基-1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基)苯基)-1,5-二氫-4H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮(B7)：m.p. 235.8～236.8 ℃。1H NMR(400 MHz, CDCl3),δ: 8.39 (s, 1H), 8.29 (s, 1H), 7.79 (s, 2H),4.86 (s, 2H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 157.11, 152.94,151.11, 137.83, 136.39, 135.93, 134.00 (q,2JCF= 34.2 Hz),125.97 (q,3JCF= 3.7 Hz), 122.12 (q,1JCF= 272.0 Hz),105.90。HRMS (EI): C12H6N5OF335Cl2(M+), 計(jì)算值362.990 2, 測試值362.990 0; C12H6N5OF335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值364.987 2, 測試值364.987 4; C12H6N5OF337Cl2(M+), 計(jì)算值366.984 2, 測試值366.984 4。

1.2.9 目標(biāo)化合物B8～B11 的合成 將0.5 mmol化合物B7 置于干燥的25 mL 兩口瓶中，在氬氣保護(hù)下加入5 mL 無水DCE 和1.5 mmol 三乙胺。將0.65 mmol 酰氯溶于1 mL 無水DCE 中并滴加到上述反應(yīng)液中，之后升溫至回流，TLC [V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完全。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，用乙酸乙酯萃取 (15 mL × 3)。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯，經(jīng)硅膠柱層析 [V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 :1] 分離提純，得到目標(biāo)化合物B8～B11。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基) 乙酰胺 (B8)：白色固體166 mg，收率82%，m.p. 275.3～275.8 ℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.64 (s, 1H), 8.39 (s, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.80 (s, 2H),2.30 (s, 3H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 168.12, 157.41,152.75, 151.23, 137.69, 136.52, 135.87, 134.11 (q,2JCF= 34.1 Hz),125.97 (q,3JCF= 3.7 Hz), 122.15 (q,1JCF= 272.1 Hz), 106.10,20.40。HRMS (EI): C14H8N5O2F335Cl2(M+), 計(jì)算值405.000 7,測試值405.000 2; C14H8N5O2F335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值406.997 8,測試值406.998 2; C14H8N5O2F337Cl2(M+), 計(jì)算值408.994 8,測試值408.994 4。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基)-2,2,2-三氟乙酰胺 (B9)：白色固體181 mg，收率79%，m.p. 250.7～252.0 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 13.28 (s, 1H), 8.70 (s, 1H), 8.67 (s,1H), 8.35 (s, 2H)。13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ:156.29(q,2JCF= 38.0 Hz), 153.07, 152.45, 151.95, 138.53,135.44, 135.36, 133.01 (q,2JCF= 33.8 Hz), 126.57 (q,3JCF=3.5 Hz), 122.15 (q,1JCF= 272.2 Hz), 115.37 (q,1JCF= 286.0 Hz), 105.55。HRMS (EI): C14H5N5O2F635Cl2(M+), 計(jì)算值458.972 4, 測試值458.972 1; C14H5N5O2F635Cl37Cl (M+), 計(jì)算值460.969 5, 測試值460.969 2; C14H5N5O2F637Cl2(M+), 計(jì)算值462.966 5, 測試值462.966 5。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基) 異丁酰胺 (B10)：白色粉末163 mg，收率75%，m.p. 260.2～262.0 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.54 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 7.97 (s, 1H), 7.79(s, 2H), 2.78-2.68 (m, 1H), 1.32 (d,J= 6.9 Hz, 6H)。13C NMR(101 MHz, CDCl3),δ: 178.07, 154.95, 152.45, 151.06, 138.16,136.37, 135.80, 134.07 (q,2JCF= 34.3 Hz), 125.97 (q,3JCF=3.7 Hz), 122.11 (q,1JCF= 272.2 Hz), 106.30, 33.87, 19.20。HRMS (EI): C16H12N5O2F335Cl2(M+), 計(jì)算值433.032 0,測試值433.032 2; C16H12N5O2F335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值435.029 1,測試值435.029 3; C16H12N5O2F337Cl2(M+), 計(jì)算值437.026 1,測試值437.026 6。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基) 丙酰胺 (B11)：白色固體170 mg，收率81%，m.p. 242.6～243.1 ℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.52 (s, 1H), 8.38 (s, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.79 (s, 2H),2.55 (q,J= 7.5 Hz, 2H), 1.28 (t,J= 7.5 Hz, 3H)。13C NMR(101 MHz, CDCl3),δ: 175.43, 158.31, 153.45, 151.43, 137.41,136.47, 135.75, 134.05(q,2JCF= 34.2 Hz), 125.97(q,3JCF= 3.7 Hz), 122.12(q,1JCF= 272.0 Hz), 106.40, 31.40, 11.30。HRMS(EI): C15H10N5O2F335Cl2(M+), 計(jì)算值419.016 4, 測試值419.016 3;C15H10N5O2F335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值421.013 4, 測試值421.013 2;C15H10N5O2F337Cl2(M+), 計(jì)算值423.010 5, 測試值423.010 0。

1.2.10 目標(biāo)化合物B12～B13 的合成 將0.5 mmol化合物B7 置于干燥的25 mL 兩口瓶中，氬氣保護(hù)下加入5 mL 無水DCE 和3 mL 三乙胺。將2 mL酰氯溶于1 mL 無水DCE 中，冰浴下滴加到上述反應(yīng)液中，之后升溫至回流，TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)結(jié)束。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，用乙酸乙酯萃取 (15 mL × 3)。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯，經(jīng)硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 :1] 分離提純，得到目標(biāo)化合物B12～B13。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基)-N-丙?；０?(B12)：白色固體178 mg，收率75%，m.p. 168.4～169.6 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6),δ: 8.71 (s, 1H), 8.58 (s, 1H), 8.36 (s,2H), 2.70 (q,J= 7.2 Hz, 4H), 1.04 (t,J= 7.2 Hz, 6H)。13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 173.49, 153.91, 153.31,152.14, 138.76, 135.43, 135.34, 133.00 (q,2JCF= 33.8 Hz),126.59 (q,3JCF= 3.6 Hz), 122.15 (q,1JCF= 272.2 Hz), 105.74,29.58, 8.24。HRMS (EI): C18H14N5O3F335Cl2(M+), 計(jì)算值475.042 6, 測試值475.042 8; C18H14N5O3F335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值477.039 6, 測試值477.038 5; C18H14N5O3F337Cl2(M+),計(jì)算值479.036 7, 測試值479.035 7。

N-丁酰基-N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基) 丁酰胺 (B13)：白色固體179 mg，收率71%，m.p. 150.4～151.2 ℃。1H NMR(400 MHz, CDCl3),δ: 8.42 (s, 1H), 7.81 (s, 2H), 7.77 (s, 1H),2.70 (t,J= 7.2 Hz, 4H), 1.77-1.68 (m, 4H), 0.98 (t,J= 7.4 Hz,6H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 172.88, 154.16, 152.25,151.03, 138.65, 136.28, 135.67, 134.16 (q,2JCF= 34.3 Hz), 126.00(q,3JCF= 3.6 Hz), 122.09 (q,1JCF= 272.1 Hz), 106.56, 38.42,17.54, 13.42。HRMS (EI): C20H18N5O3F335Cl2(M+), 計(jì)算值503.073 9, 測試值503.074 3; C20H18N5O3F335Cl37Cl (M+), 計(jì)算值505.070 9, 測試值505.071 4; C20H18N5O3F337Cl2(M+),計(jì)算值507.068 0, 測試值507.067 8。

1.2.11 目標(biāo)化合物B14 的合成 合成方法同化合物B8～B11。

N-(1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基)苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基)甲磺酰胺(B14)：白色固體183 mg，收率83%，m.p. 238.5～239.6 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 11.44 (s, 1H), 8.66 (s, 1H), 8.49 (s, 1H),8.34 (s, 2H), 3.24 (s, 3H)。13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ:154.47, 153.86, 152.02, 138.50, 135.52, 135.38, 132.97 (q,2JCF=33.8 Hz), 126.51 (q,3JCF= 3.5 Hz), 122.14 (q,1JCF= 272.2 Hz), 105.63, 42.09。HRMS (EI): C13H8N5O3F3S35Cl2(M+),計(jì)算值440.967 7, 測試值440.967 4; C13H8N5O3F3S35Cl37Cl(M+), 計(jì)算值442.964 8, 測試值442.964 1; C13H8N5O3F3S37Cl2(M+), 計(jì)算值444.961 8, 測試值444.961 4。

1.2.12 目標(biāo)化合物B15 的合成 將364 mg 化合物B7 置于25 mL 圓底瓶中，加入10 mL 乙醇和106 mg 苯甲醛，升溫至回流。待反應(yīng)完全，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，加入10 mL 甲醇，冰浴攪拌下分多批加入95 mg NaBH4，加完后室溫?cái)嚢?。TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，用乙酸乙酯萃取 (15 mL ×3)。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，經(jīng)硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) =3 : 1] 分離提純，得白色固體199 mg，收率44%。

5-(芐基氨基)-1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基)苯基)-1,5-二氫-4H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-酮(B15)： m.p. 216.8～217.2 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 9.23 (s, 1H), 8.04 (s, 1H), 7.73(s, 2H), 7.71-7.66 (m, 2H), 7.42-7.36 (m, 3H), 5.10 (d,J= 6.0 Hz, 2H), 4.87 (t,J= 6.0 Hz, 1H)。13C NMR (101 MHz,CDCl3),δ: 159.65, 153.35, 149.51, 140.64, 136.15, 135.76,134.78, 133.88 (q,2JCF= 34.3 Hz), 130.39, 128.67, 127.37,126.02 (q,3JCF= 3.7 Hz), 122.03 (q,1JCF= 272.1 Hz), 103.86,65.07。HRMS (ESI): C19H11N5OF335Cl2(M-H)-, 計(jì)算值452.029 3,測試值452.029 5; C19H11N5OF335Cl37Cl (M-H)-, 計(jì)算值454.026 3,測試值 454.026 6; C19H11N5OF337Cl2(M-H)-, 計(jì)算值456.023 4,測試值456.024 2。

1.2.13 目標(biāo)化合物B16 的合成 將2 070 mg 鹽酸羥胺置于50 mL 圓底瓶中，加入25 mL 乙醇，室溫?cái)嚢柘录尤肴野氛{(diào)節(jié)pH 值至7～8，加入1 269 mg 中間體10，升溫至回流。TLC [V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)結(jié)束。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，用乙酸乙酯萃取 (30 mL × 3)。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，經(jīng)硅膠柱層析 [V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 10 : 1] 分離提純，得白色固體381 mg，收率35%。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基) 苯基)-5-羥基-1,5-二氫-4H-吡唑并[3,4-d] 嘧啶-4-酮 (B16)：m.p. 218.2～218.8 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 10.73 (s, 1H), 8.42 (s, 1H),8.42 (s, 1H), 7.82 (s, 2H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ:154.74, 151.97, 144.95, 137.46, 136.37, 135.68, 134.16 (q,2JCF= 34.3 Hz), 126.02 (q,3JCF= 3.6 Hz), 122.09 (q,1JCF=272.0 Hz), 105.98。HRMS (EI): C12H5N4O2F335Cl2(M+), 計(jì)算值363.974 2, 測試值363.975 0; C12H5N4O2F335Cl37Cl (M+),計(jì)算值365.971 2, 測試值365.971 2; C12H5N4O2F337Cl2(M+),計(jì)算值367.968 3, 測試值367.968 6。

1.2.14 目標(biāo)化合物B17 的合成 將182 mg 化合物B16 置于干燥的25 mL 兩口瓶中，在氬氣保護(hù)下加入5 mL 乙酸酐，升溫至120 ℃。TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 監(jiān)測至反應(yīng)完成。冷卻至室溫，將反應(yīng)液倒入30 mL 冰水中，用乙酸乙酯萃取 (30 mL × 3)。合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫去溶劑，經(jīng)硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 分離提純，得白色固體168 mg，收率83%。

1-(2,6-二氯-4-(三氟甲基)苯基)-4-氧代-1,4-二氫-5H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-5-基乙酸酯(B17)：m.p. 186.6～187.4 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.41 (s, 1H), 7.97 (s, 1H), 7.80(s, 2H), 2.47 (s, 3H)。13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 166.61,154.48, 151.58, 146.86, 138.32, 136.34, 135.72, 134.05 (q,2JCF=34.3 Hz), 125.96 (q,3JCF= 3.6 Hz), 122.10 (q,1JCF= 272.1 Hz), 107.40, 17.77。HRMS (EI): C14H7N4O3F335Cl2(M+), 計(jì)算值405.984 7, 測試值405.985 2; C14H7N4O3F335Cl37Cl (M+),計(jì)算值407.981 8, 測試值407.982 1; C14H7N4O3F337Cl2(M+), 計(jì)算值409.978 8, 測試值409.978 9。

為進(jìn)一步確證化合物B2～B6 的結(jié)構(gòu)，對化合物B2 進(jìn)行了X 射線衍射研究。將30 mg 化合物B2 置于核磁管中，加入0.6 mL 氘代氯仿溶解，蓋上核磁帽，室溫靜置7 d 后析出無色透明晶體。單晶衍射結(jié)果表明，化合物B2 為酮式結(jié)構(gòu) (圖2)。

1.3 生物活性測試

試驗(yàn)靶標(biāo)：小菜蛾P(guān)lutella xylostella、黏蟲Mythimna separate、苜蓿蚜Aphis craccivora的3 齡幼蟲以及朱砂葉螨Tetranychus cinnabarinus成螨。

采用《農(nóng)藥室內(nèi)生物測定試驗(yàn)準(zhǔn)則》規(guī)定的浸蟲法和浸葉法[28]進(jìn)行殺蟲活性測試。對黏蟲和小菜蛾的活性測試在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，溫度25 ℃，光照14 h(L) : 10 h(D)，相對濕度 ≥ 50%；對朱砂葉螨和苜蓿蚜的測試在觀察室中進(jìn)行，溫度15～25 ℃，光照14 h(L) : 10 h(D)，相對濕度50%～80%。目標(biāo)化合物的測試質(zhì)量濃度為500 mg/L(40 mL，其中吐溫-80 的體積分?jǐn)?shù)為0.05%，DMF的體積分?jǐn)?shù)為5%)，對照藥劑氟蟲腈的測試濃度為20 mg/L。不同靶標(biāo)的測試方法如下。

小菜蛾：將油菜苗 (2 片葉) 浸入藥液中10 s，晾干后放入培養(yǎng)皿 (8 株/皿)，接入小菜蛾3 齡幼蟲 (10 頭/皿) 并蓋嚴(yán)培養(yǎng)皿。3 組重復(fù)。置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)，于藥后72 h 統(tǒng)計(jì)死亡蟲數(shù)。

黏蟲：將9 株新鮮玉米苗剪成葉段，浸入藥液中10 s，晾干后放入培養(yǎng)皿內(nèi) (3 株/皿)，接入黏蟲3 齡幼蟲 (10 頭/皿) 并蓋嚴(yán)培養(yǎng)皿。3 組重復(fù)。置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)，于藥后72 h 統(tǒng)計(jì)死亡蟲數(shù)。

朱砂葉螨：采用浸螨法。將帶柄的蠶豆單葉插入加滿水的青霉素瓶中，接雌成螨 (≥15 頭/葉)。將帶螨單葉浸藥10 s 并用吸水紙吸走多余液體，用帶孔的塑料杯罩住。3 組重復(fù)。置于觀察室內(nèi)，于藥后72 h 統(tǒng)計(jì)死亡蟲數(shù)。

苜蓿蚜：將帶柄的蠶豆單葉插入加滿水的青霉素瓶中，每葉接成蚜5 頭，用帶孔的塑料杯罩住。于接蟲16 h 時(shí)去除成蚜。選取 ≥15 頭若蚜的單葉，浸藥10 s，晾干，用帶孔的塑料杯罩住。3 組重復(fù)。置于觀察室內(nèi)，于72 h 后統(tǒng)計(jì)死亡蟲數(shù)。

1.4 理化性質(zhì)預(yù)測及分子對接

用B3LYP/6-311G(d,p) 方法對氟蟲腈進(jìn)行構(gòu)象優(yōu)化，用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器ALOGPS 2.1 (http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.html) 對目標(biāo)化合物的logP和logS進(jìn)行預(yù)測，用軟件ACD/Labs 預(yù)測化合物的pKa，用MOE 預(yù)測化合物的極性表面積(TPSA)?；诒菊n題組前期構(gòu)建的褐飛虱GABA受體模型[29]，采用Glide 方法進(jìn)行分子對接，活性口袋設(shè)置為以 -2′Pro 到9′Leu 氨基酸殘基為中心周圍20 ? 的區(qū)域。

2 結(jié)果與分析

2.1 目標(biāo)化合物合成

以1,2,3-三氯-5-(三氟甲基) 苯為原料，在高溫高壓下合成對應(yīng)的苯肼，然后分別通過環(huán)加成合成中間體4、7、10，再經(jīng)過1～2 步合環(huán)生成相應(yīng)的嘧啶胺、嘧啶酮結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行取代衍生，所有終產(chǎn)物的合成均控制在6 步之內(nèi)。

在合成化合物B16 時(shí)，因中間體10 對酸不穩(wěn)定，在pH 值等于5 的鹽酸羥胺乙醇溶液中室溫?cái)嚢?～3 min，席夫堿即可斷裂而形成中間體9，所以調(diào)節(jié)pH 值到7～8 是關(guān)鍵步驟。

2.2 殺蟲活性

測試結(jié)果 (表1) 表明：在500 mg/L 下，部分目標(biāo)化合物對小菜蛾表現(xiàn)出中等活性，其中化合物A3～A5 的活性隨氨基取代基鏈長的增加而提高；在嘧啶酮骨架的化合物中，化合物B1、B4及B5 對小菜蛾的致死率分別為43%、73%和40%。

表1 目標(biāo)化合物的理化性質(zhì)以及殺蟲活性 (500 mg/L)Table 1 The physicochemical properties and insecticidal activities of the target compounds (500 mg/L)

續(xù)表1Table 1 (Continued)

2.3 理化性質(zhì)及結(jié)合模式研究

化合物理化性質(zhì)預(yù)測結(jié)果 (表1) 表明，化合物logP值在2.69～4.25 之間，處于合理的范圍，但目標(biāo)化合物logS比氟蟲腈小，溶解度較差；而pKa以及TPSA 均與氟蟲腈差異較大，尤其化合物B8、B10、B11 和B16，pKa值接近7，在中性溶液中容易解離，親水性較強(qiáng)、親脂性較差，導(dǎo)致難以通過細(xì)胞膜到達(dá)靶標(biāo)，這些都可能是導(dǎo)致其活性降低的原因。

如圖3 所示，化合物B4 與氟蟲腈都能結(jié)合在GABA 受體TM2 區(qū)域-2′Pro 到9′Leu 氨基酸殘基所圍成的口袋中。比較它們的結(jié)合模式發(fā)現(xiàn)，B4 的氧原子可以和6′Thr 形成氫鍵，距離為2.0 ?，氟蟲腈的氰基、氨基分別和6′Thr 形成距離為2.1 ?和2.4 ?的氫鍵相互作用。氨基的缺失可能是化合物B4 比氟蟲腈活性低的關(guān)鍵因素。另外，B4 在結(jié)合口袋中的構(gòu)象較為傾斜，與氟蟲腈在結(jié)合口袋中的構(gòu)象存在差異，這也可能是導(dǎo)致其活性降低的原因之一。

3 結(jié)論

本研究基于氟蟲腈低能構(gòu)象，用芳香環(huán)模擬氟蟲腈分子內(nèi)氫鍵，合成了25 個(gè)未見報(bào)道的苯基吡唑并嘧啶胺和苯基吡唑并嘧啶酮類化合物，并初步測定了其對小菜蛾、黏蟲、苜蓿蚜以及朱砂葉螨的殺蟲活性。結(jié)果表明，化合物B4 等4 個(gè)化合物對小菜蛾表現(xiàn)出中等的殺蟲活性，但活性仍低于氟蟲腈?；衔锘钚暂^差的原因可能是理化性質(zhì)及結(jié)合模式和氟蟲腈存在差異。