呂 燕

(唐山學(xué)院 環(huán)境與化學(xué)工程系， 河北 唐山 063000)

1 引言

近十年來，新型無公害農(nóng)藥是發(fā)展的重要趨向，其中是雜環(huán)化合物在無公害農(nóng)藥的發(fā)展中顯示了十分重要的作用[1]。雜環(huán)化合物的發(fā)展，使農(nóng)藥進(jìn)入到一個(gè)超高效、無公害的新階段。而在雜環(huán)化合物中，含氮七元雜環(huán)是無公害農(nóng)藥的重要中間體。作為重要中間體，其充斥在我們生活的方方面面，隨著研究的深入，含氮雜環(huán)化合物及其衍生物的應(yīng)用越來越廣泛。尤其在新型農(nóng)藥領(lǐng)域，含氮雜環(huán)化合物更是無公害農(nóng)藥研究的熱點(diǎn)，逐步發(fā)展成為農(nóng)藥研制開發(fā)的主流。不但有各種殺菌劑、除草劑，而且也成功開發(fā)出很多超高效地殺蟲劑 ，開拓了無公害農(nóng)藥的新紀(jì)元[2]。

本文研究了一種具有特定結(jié)構(gòu)的含氮七元雜環(huán) 的合成路線，這將對(duì)無公害農(nóng)藥的合成提供理論指導(dǎo)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器

電子天平，三用紫外分析儀，循環(huán)水式多用真空泵，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，磁力攪拌器，集熱式恒溫加熱磁力攪器，低溫冷卻液循環(huán)泵，紅外干燥箱，旋片式真空泵，超聲波清洗器，高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，核磁共振儀，真空冷凍干燥機(jī)，中壓快速純化制備系統(tǒng)。

2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑

四氫呋喃，乙醇，柱層層析硅膠(100～200目)，呋喃，無水硫酸鈉，BF3乙醚溶液，石油醚，乙酸乙酯，二氯甲烷，甲醇，丙酮，四氧化鋨，三乙胺，氮甲基嗎啉氮氧化物，1,2-二氯乙烷，冰醋酸，三醋酸硼氫化鈉，芐氨，高碘酸鈉，1,4二氧雜六環(huán)，三氟化硼。以上試劑均為分析純。

3 合成路線研究

3.1 合成路線設(shè)計(jì)

合成路線設(shè)計(jì)如下圖 1所示[3-6]：

圖1 合成路線

3.2 合成路線分步研究

3.2.1 合成路線第一步

合成路線第一步見圖2。

圖2 合成路線第一步

用電子天平稱量呋喃20.6 g置于250 mL的三頸燒瓶中密封，冰醇浴降溫至零下20 ℃，加入Sm2在磁力攪拌下充分?jǐn)嚢?0 min，加入三氟化硼保持溫度零下20 ℃，磁力攪拌下充分?jǐn)嚢?6 h。反應(yīng)結(jié)束后加入冰水淬滅，加入5%的NaHCO3和飽和食鹽水水洗，用乙酸乙酯萃取，萃取時(shí)要充分靜置，用分液漏斗分層取上層油狀物，萃取3～4次。使用中壓快速純化系統(tǒng)提純生成物。使用梯度純石油醚5 min，0%～10%乙酸乙酯20 min。分梯度收取用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器旋去溶劑后送核磁確定產(chǎn)物Sm3.核磁確定其結(jié)構(gòu)?？芍?%乙酸乙酯是得到產(chǎn)物Sm3，重20.317 g。

3.2.2 合成路線第二步

合成路線第二步見圖3。

圖3 合成路線第二步

本反應(yīng)為劇毒反應(yīng)，嚴(yán)格執(zhí)行極毒物品“五雙”管理制度。用電子天平稱量Sm3，20.303 g置于500 mL的三頸燒瓶中加入MNNO(氮甲基嗎啉氮氧化物)18.753 g密封氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入丙酮∶水=10∶1溶解，在磁力攪拌下充分?jǐn)嚢柚芯徛尤胨难趸~，反應(yīng)2 h。反應(yīng)結(jié)束后加入硫代硫酸鈉淬滅，加入5%的NaHCO3和飽和食鹽水水洗，用乙酸乙酯萃取，萃取時(shí)要充分靜置，用分液漏斗分層取上層油狀物，萃取3～4次。該產(chǎn)物Sm4含有2個(gè)氫氧根，提純時(shí)損失較大，故直接進(jìn)行下一步反應(yīng)，核磁確定其結(jié)構(gòu)。

3.2.3 合成路線第三步

合成路線第三步見圖4。

圖4 合成路線第三步

用電子天平稱量Sm4，2.088 g置于100 mL的三頸燒瓶中加入高碘酸鈉3.565 g密封氣球保護(hù)，1,4二氧雜六環(huán)溶解在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢柚屑尤肷倭克蛊淙芙獬浞?，反?yīng)2 h。反應(yīng)結(jié)束后加入冰水淬滅，加入百5%的NaHCO3和飽和食鹽水水洗，用乙酸乙酯萃取，萃取時(shí)要充分靜置，用分液漏斗分層取上層油狀物，萃取3～4次。該產(chǎn)物Sm5含有2個(gè)羰基，提純時(shí)容易掛柱子損失比較大，故直接進(jìn)行下一步反應(yīng)，核磁確定其結(jié)構(gòu)。

3.2.4 合成路線第四步

合成路線第四步見圖5。

圖5 合成路線第四步

用電子天平稱量Sm5粗品，10g置于100 mL的三頸燒瓶中加入芐氨11.38 g和冰醋酸6.308 g，磁力攪拌下充分?jǐn)嚢柚屑尤?,2二氯乙烷使其溶解充分密封氣球保護(hù)。反應(yīng)1 h。加入三醋酸硼氫化鈉，反應(yīng)5h后加冰水啐滅，加入5%的碳酸氫鈉和飽和食鹽水水洗，用乙酸乙酯萃取，萃取時(shí)要充分靜置，用分液漏斗分層取上層油狀物，萃取3～4次。使用中壓快速純化系統(tǒng)提純生成物Sm6，得產(chǎn)品2.79 g，純度88%。

3.2.5 合成路線第五步

合成路線第五步見圖6。

圖6 合成路線第五步

用電子天平稱量Sm6，2.00 g置于50 mL的三頸燒瓶中加入1 mol/L的氫氧化鈉10 mL，磁力攪拌下充分?jǐn)嚢柚屑尤爰状际蛊淙芙獬浞置芊鈿馇虮Ｗo(hù)維持溫度在40 ℃。反應(yīng)1 h后點(diǎn)板查看反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)完成后加冰水啐滅，加入5%的NaHCO3和飽和食鹽水水洗，用甲醇∶二氯甲烷=1∶20萃取，萃取時(shí)要充分靜置，用分液漏斗分層取上層油狀物，萃取3～4次。使用中壓快速純化系統(tǒng)提純生成物Sm7。

3.2.6 合成路線第六步

合成路線第六步見圖7。

圖7 合成路線第六步

用電子天平稱量Sm7，50 mg置于50 mL的三頸燒瓶中加入氯化銨54.035 g，加入HATU115.14 mg,加入DIEA182 mg磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢柚屑尤隓MF使其溶解充分密封氣球保護(hù)維持室溫。反應(yīng)1 h后點(diǎn)板查看反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)完成后加冰水啐滅，加入5%的碳酸氫鈉和飽和食鹽水水洗，用甲醇∶二氯甲烷=1∶20萃取，萃取時(shí)要充分靜置，用分液漏斗分層取上層油狀物，萃取3～4次。使用中壓快速純化系統(tǒng)提純生成物Sm8。

3.2.7 合成路線第七步

合成路線第七步見圖8。

圖8 合成路線第七步

用電子天平稱量Sm8，50 mg,氫氧化鈉115 mg加入3 mL水在超聲處理器下充分溶解，置于50 mL的三頸燒瓶中密封氣球保護(hù)，降溫至0 ℃，在磁力攪拌的充分?jǐn)嚢柘率褂米⑸淦骶徛尤氪温人徕c2 mL,恢復(fù)到室溫反應(yīng)1h后，在油浴鍋下保持75 ℃反應(yīng)2 h后加冰水啐滅，加入5%的碳酸氫鈉和飽和食鹽水水洗，用乙酸乙酯萃取，萃取時(shí)要充分靜置，用分液漏斗分層取上層油狀物，萃取3～4次。使用中壓快速純化系統(tǒng)提純生成物Sm9。核磁確定其結(jié)構(gòu)，將產(chǎn)品做氫譜核磁得圖9。

圖9 最終產(chǎn)物氫譜核磁出峰位置

分析該氫譜核磁波普?qǐng)D，芳基氫出峰位置為7.3PPM左右，氨基活潑氫出峰位置為5PPM左右，芐的亞甲基氫出峰位置為3.5PPM左右，芐的氨基位氫在3PPM左右，芐保護(hù)的氨基旁邊的四個(gè)氫，出兩到三堆，多重峰位置大概1.5PPM到2.5PPM之間，但氨基活潑氫不一定出，基本確定該物質(zhì)為所要產(chǎn)物。

4 結(jié)論