付騁宇，張 波 編譯

(西安海關技術中心，陜西西安 710068)

商業(yè)化合物庫是醫(yī)藥和農藥產品開發(fā)的潛在寶貴來源。最近對29個不同供應商數據庫的790萬個化合物進行了化學信息分析，結果表明，其中多達39%的化合物可能具有適合于高通量篩選（HTS）開發(fā)試驗的特性（Lipinski五規(guī)則、滲透性、親油性、溶解性）。因此，從這些數據庫篩選化合物作為農化產品開發(fā)起點策略的一部分。

為了發(fā)現(xiàn)殺蟲劑產品開發(fā)起點，Willian TLambert等人購買了具有商業(yè)化殺蟲劑常見結構特征的商業(yè)化合物。由于3-取代吡啶廣泛存在于商業(yè)化防治刺吸式害蟲的殺蟲劑中，故Willian TLambert選擇進一步開發(fā)這種亞結構。含3-吡啶基的殺蟲劑有雙丙環(huán)蟲酯（afidopyropen)、吡蚜酮、吡蟲啉、氟吡呋喃酮、氟啶蟲酰胺和氟啶蟲胺腈（圖1）。值得注意的是，盡管這些化合物都具有3-吡啶基團，但它們并不具有相同的殺蟲作用機制。例如，雙丙環(huán)蟲酯和吡蚜酮為弦音器官TRPV通道調節(jié)劑（分別是IRAC組9D和9B），氟啶蟲酰胺是未知靶標位點的弦音器調節(jié)劑（IRAC組29），而吡蟲啉、氟啶蟲胺腈和氟吡呋喃酮是煙堿乙酰膽堿受體（nAChR）競爭性調節(jié)劑（分別為IRAC組4A、4C和4D）。因此，可通過開發(fā)其他含3-吡啶基骨架的化合物發(fā)現(xiàn)作用于新的或正在開發(fā)的靶標位點的殺蟲活性化合物。根據這一目標，搜索了商業(yè)化合物數據庫中含有3-吡啶基亞結構的化合物，對這些苗頭化合物（hit）進行排序，并在溫室條件下，測定了它們的殺蟲活性（圖2）。通過該試驗，最終發(fā)現(xiàn)了對有重要商業(yè)危害的刺吸式害蟲桃蚜（Myzuspersicae）具有殺蟲活性的化合物3-氨基吡啶脲1。

圖1 具有3-取代吡啶環(huán)的商業(yè)化殺蟲劑

圖2 苗頭化合物3-氨基吡啶脲1的確定

雖然3-氨基吡啶脲1有令人欣喜的殺桃蚜活性，但它對另一種重要害蟲煙粉虱（Bemisiatabaci）沒有活性。因此，制定了一個方案（圖3）對3-氨基吡啶脲1進行后續(xù)合成，以實現(xiàn)2個重要目標：（1）發(fā)現(xiàn)對桃蚜有活性的其他化合物；（2）確定對煙粉虱有活性的化合物。這一策略對分子的4個方面進行了修飾：（1）對3-氨基吡啶取代；（2）尿素氮的N-烷基化；（3）尾部取代（如嗎啉）；（4）用其他環(huán)仲胺取代嗎啉環(huán)。在整個過程中，脲橋保留。

圖3 對化合物1進行SAR開發(fā)的策略

1 材料和方法

1.1 概述

除另有說明，所有試劑和溶劑均購買，并按說明直接使用。除另有說明外，反應均在氮氣環(huán)境下進行。液相色譜-質譜（LC-MS）分析：帶有2777型的自動進樣器（進樣體積8μL）的Waters液質聯(lián)用系統(tǒng)（LCMS）；光電二極管陣列（PDA）檢測器（2996型）、蒸發(fā)光散射檢測器（ELSD，2420型）和單四極桿（SQ）質譜檢測器（ZQMM1型）。LCMS系統(tǒng)使用Sunfire?C18，5μm，4.6 mm×50 mm色譜柱，流動相為水（0.1%乙酸）+乙腈，梯度（5%乙腈至95%乙腈）洗脫，流速為3.0 mL/min，洗脫時間6.0 min，乙腈高濃度保持或不保持1.0 min均可。Bruker（400 MHz）光譜儀（除非另有說明），以氘代氯仿（CDCl3）、氘代二甲基亞砜（DMSO-d6）或氘代丙酮（DMSO-d6）作溶劑測定1H-NMR光譜，適當參考殘留溶劑信號。1H-1H耦合為一階，峰多重性被報告為s（單峰），d（雙峰），t（三重峰），q（四重峰），p（五重峰），m（多重峰）或br（寬峰）。

1.1.1N-（3-吡啶基）嗎啉-4-甲酰胺的典型合成方法

在室溫向3-異氰酸吡啶（100 mg，0.833 mmol）的CH2Cl2（0.83mL）懸浮液中加入嗎啉（72.5 mg，0.833 mmol）。在10 min內把混合物混合均勻，通過薄層色譜法或LCMS分析法確定反應完成。將該混合物直接倒入硅膠柱（Isco，甲醇的二氯甲烷溶液（DCM）梯度洗脫）純化，得到白色結晶固體（164 mg，0.750 mmol，產率90%）。M.p.：146.5-147.8℃；1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ8.64(d,J=2.3 Hz,1H),8.21(dd,J=4.8,1.3 Hz,1H),8.04(ddd,J=8.4,2.6,1.4 Hz,1H),7.39(ddd,J=8.4,4.8,0.7 Hz,1H),3.88-3.81(m,4H),3.20-3.13(m,4H);LCMSm/z208(M+H),206(M-H)。

按照上述方法制備以下化合物。

1.1.2N-（3-吡啶基）-2-甲基嗎啉-4-甲酰胺（2）

分離得到白色半固體（206 mg，產率75%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.42(d,J=2.5 Hz,1H),8.26(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.96(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.23(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.88(s,1H),4.02-3.76(m,3H),3.58(dddd,J=14.1,11.4,7.4,3.2 Hz,2H),3.07(td,J=12.7,3.5 Hz,1H),2.71(dd,J=12.8,10.5 Hz,1H),1.20(d,J=6.2 Hz,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.84,144.27,141.34,136.07,127.69,123.78,71.78,66.38,50.13,43.77,18.80;LCMSm/z222(M+H),220(M-H)。

1.1.3N-（3-吡啶基）-2-乙基嗎啉-4-甲酰胺（3）

分離得到淡黃色油狀物（233 mg，產率80%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.43-8.38(m,1H),8.24(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.95(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.21(dd,J=8.3,4.7 Hz,1H),7.12(s,1H),3.97-3.88(m,2H),3.88-3.80(m,1H),3.56(td,J=11.7,2.8 Hz,1H),3.31(dddd,J=10.1,7.7,5.4,2.6 Hz,1H),3.07(ddd,J=12.8,11.9,3.5 Hz,1H),2.70(dd,J=12.8,10.5 Hz,1H),1.63-1.39(m,2H),0.96(t,J=7.5 Hz,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ155.06,144.15,141.39,136.22,127.75,123.75,66.36,48.63,44.10,26.35,9.75;LCMSm/z236(M+H),234(M-H)。

1.1.4N-（3-吡啶基）-2-（三氟甲基）嗎啉-4-甲酰胺（4）

分離得到淺黃色泡沫化合物（267 mg，收率78%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.40(d,J=2.2 Hz,1H),8.26(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.92(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.34(s,1H),7.24(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),4.20(dt,J=13.0,2.2 Hz,1H),4.11-4.00(m,1H),3.96-3.84(m,2H),3.64(td,J=11.6,2.9 Hz,1H),3.19(ddd,J=13.2,11.5,3.5 Hz,1H),3.07(dd,J=13.0,10.6 Hz,1H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ155.03,144.51,141.49,135.90,128.12,127.15,124.37,123.92,121.59,118.80,73.63,73.32,73.00,72.69,66.24,43.92,42.46,42.43;LCMS m/z 276(M+H),274(M-H)。

1.1.5 N-（3-吡啶基）-2-（3-吡啶基）嗎啉-4-甲酰胺（6）

分離得到白色泡沫狀化合物（222 mg，89%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.62-8.48(m,2H),8.43(d,J=2.5 Hz,1H),8.24(d,J=3.5 Hz,1H),7.96(d,J=8.4 Hz,1H),7.72(d,J=7.9 Hz,1H),7.61(s,1H),7.31(dd,J=7.8,4.9 Hz,1H),7.22(dd,J=8.2,4.8 Hz,1H),4.51(d,J=10.5 Hz,1H),4.16(d,J=13.1 Hz,1H),4.11(d,J=11.6 Hz,1H),4.00(d,J=13.0 Hz,1H),3.75(t,J=11.8 Hz,1H),3.19(t,J=12.5 Hz,1H),3.02-2.82(m,1H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 154.99,149.74,147.85,144.47,141.53,136.01,134.71 ,134.13,127.86,123.80,75.69,66.71,50.29,43.85;LCMS m/z 283(M-H)。

1.1.6 N-（吡啶-4-基）-2-甲基嗎啉-4-甲酰胺（10）

分離得到白色泡沫狀化合物（163 mg，產率59%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.46-8.28(m,2H),7.40-7.30(m,2H),7.02(s,1H),4.01-3.76(m,3H),3.67-3.47(m,2H),3.08(ddd,J=12.8,11.9,3.5Hz,1H),2.72(dd,J=12.8,1 0.5 Hz,1H),1.20(d,J=6.2 Hz,3H);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ153.93,150.45,146.61,113.46,71.79,66.35,50.16,43.85,18.78;LCMS m/z 222(M+H),220(M-H)。

1.1.7 N-（嘧啶-5-基）-2-甲基嗎啉-4-甲酰胺（11）

分離得到黃色膠狀物（107 mg，產率23%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.90(s,1H),8.40(s,2H),6.58(s,1H),3.97(ddd,J=11.7,3.5,1.3 Hz,1H),3.86(ddt,J=20.6,12.9,1.7 Hz,2H),3.68-3.54(m,2H),3.13(ddd,J=12.8,11.9,3.6 Hz,1H),2.77(dd,J=12.8,10.5 Hz,1H),1.24(d,J=6.2 Hz,3H);IR?max3281,2973,1643,1525,1426,1273 cm-1;LCMS m/z223(M+H),221(M-H)。

1.1.8 N-（5-氟吡啶-3-基）-2-甲基嗎啉-4-甲酰胺（12）

分離得到黃色半固體（81.2 mg，收率38%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.24-8.09(m,2H),7.98(dt,J=10.9,2.3 Hz,1H),6.68(s,1H),3.97(ddd,J=11.6,3.5,1.2 Hz,1H),3.91-3.79(m,2H),3.67-3.54(m,2H),3.11(ddd,J=12.8,11.9,3.6 Hz,1H),2.75(dd,J=12.8,10.5 Hz,1H),1.24(d,J=6.2 Hz,3H);IR?max3303,2974,1643, 1533,1423,1278,1255 cm-1;LCMS m/z 240(M+H),238(M-H)。

1.1.9 N-（噻唑-5-基）-2-甲基嗎啉-4-甲酰胺（13）

分離得到黃色固體（37.4 mg，產率25%）：m.p.168-175℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.39(s,1H),7.50(s,1H),7.11(br,1H),4.06-3.71(m,1H),3.90-3.74(m,2 H),3.70-3.49 (m,2H),3.13(td,J=12.3,3.6 Hz,1H),2.77(dd,J=12.8,10.5 Hz,1H),1.24(d,J=6.2 Hz,3H);LCMS m/z 228(M+H),226(M-H)。

1.1.10 4-甲基-N-（3-吡啶基）哌嗪-1-甲酰胺（14）

分離得到無色油狀物（135 mg，產率46%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.51-8.37(m,1H),8.21(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),7.95(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.23(s,1H),7.19(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),3.66-3.47(m,4H),2.46-2.35(m,4H),2.30(s,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.75,144.33,141.30,136.02,127.47,123.71,54.75,46.23,44.21;LCMS m/z 221(M+H),219(M-H)。

1.1.11 4-乙基-N-（3-吡啶基）哌嗪-1-甲酰胺（15）

分離得到白色固體（142 mg，產率49%）：m.p.138-140℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.42(d,J=2.4 Hz,1H),8.25(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.97(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.22(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.72(s,1H),3.60-3.35(m,4H),2.52-2.44(m,4H),2.48-2.40(m,2H),1.10(t,J=7.2 Hz,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.85,144.14,141.32,136.23,127.54,123.70,52.53,52.39,44.24,12.06;LCMS m/z 235(M+H),233(M-H)。

1.1.12 4-（氰甲基）-N-（3-吡啶基）哌嗪-1-甲酰胺（17）

分離得到淡橙色固體（94 mg，產率31%）：m.p.183-185℃;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ8.16(dd,J=2.6,0.7 Hz,1H),7.76(dd,J=4.8,1.4 Hz,1H),7.50(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),6.93(ddd,J=8.4,4.8,0.7 Hz,1H),3.73(s,2H),3.73(s,2H),3.27-3.10(m,4H),2.27-2.13(m,4H);13C NMR(101 MHz,CD3OD)δ157.20,144.00,142.51,138.66,129.73,125.04,115.91,52.51,46.09,44.88;LCMS m/z 236(M+H)。

1.1.13 4-（環(huán)丙基甲基）-3-氧代-N-（3-吡啶基）哌嗪-1-甲酰胺（22）

分離得到米白色固體（95.8 mg，產率27%）：m.p.172-175℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.67(d,J=2.4 Hz,1H),8.28(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),8.04(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.74(s,1H),7.22(dd,J=8.3,4.7 Hz,1H),4.34(s,2H),4.01-3.76(m,2H),3.63-3.45(m,2H),3.35(d,J=7.1 Hz,2H),0.99(dddd,J=15.1,7.2,4.8,2.3 Hz,1H),0.66-0.49(m,2H),0.37-0.19(m,2H);LCMSm/z275(M+H),273(M-H)。

1.1.14 4-甲基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（23）

分離得到黃色油狀物（173 mg，產率90%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.41(d,J=2.3 Hz,1H),8.25(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.99(ddd,J=8.4,2.7,1.5 Hz,1H),7.22(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.57(s,1H),4.11-4.01(m,2H),2.90(td,J=13.2,2.7 Hz,2H),1.76-1.68(m,2H),1.67-1.54(m,2H),1.30-1.12(m,2H),0.98(d,J=6.5 Hz,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.70,144.08,141.21,136.32,127.31,123.66,44.83,34.03,31.03,21.87;LCMSm/z220(M+H),218(M-H)。

1.1.15 4-異丙基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（24）

分離得到淡粉色固體（160 mg，產率73%）：m.p.114.5-116.5℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.41(d,J=2.3 Hz,1H),8.24(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.99(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.21(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.65(s,1H),4.12(d,J=12.4 Hz,2H),2.84(t,J=12.3 Hz,2H),1.79-1.66(m,2H),1.46(dt,J=13.4,6.7 Hz,1H),1.32-1.15(m,3H),0.89(d,J=6.8 Hz,6H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.65,144.04,141.20,136.35,127.31,123.66,45.08,42.60,32.49,29.23,19.79;LCMSm/z248(M+H),246(M-H)。

1.1.16 4-三氟甲基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（25）

分離得到白色固體（206 mg，產率87%）：m.p.158.0-159.5℃;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ8.61-8.55(m,1H),8.17(dd,J=4.8,1.4 Hz,1H),7.91(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.35(ddd,J=8.4,4.8,0.7 Hz,1H),4.29(d,J=13.7 Hz,2H),2.94(td,J=13.5,2.4 Hz,2H),2.47(dddp,J=16.0,12.1,8.3,4.1 Hz,1H),1.98-1.90(m,2H),1.54(qd,J=12.8,4.3 Hz,2H);LCMSm/z274(M+H),272(M-H)。

1.1.17 3-甲基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（26）

分離得到米白色固體（169 mg，產率73%）:m.p.127-129.5℃,1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.41(d,J=2.5 Hz,1H),8.22(dd,J=4.7,1.2 Hz,1H),7.97(ddd,J=8.3,2.4,1.5 Hz,1H),7.20(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.86(s,1H),4.06-3.83(m,2H),2.85(td,J=13.0,3.0 Hz,1H),2.51(dd,J=13.0,10.8 Hz,1H),1.87-1.77(m,1H),1.77-1.58(m,2H),1.58-1.42(m,1H),1.11(qd,J=12.4,3.9 Hz,1H),0.91(d,J=6.6 Hz,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.73,143.89,141.23,136.50,127.38,123.64,51.92,44.95,32.99,31.20,25.29,19.11;LCMSm/z220(M+H),218(M-H)。

1.1.18 3-三氟甲基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（27）

分離得到米白色固體（215 mg，產率63%）：m.p.122-126℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.42-8.37(m,1H),8.24(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.93(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.24-7.20(m,2H),4.42-4.27(m,1H),4.06-3.95(m,1H),3.00-2.90(m,1H),2.85(dd,J=13.2,11.1 Hz,1H),2.29(dtt,J=15.3,7.7,3.9 Hz,1H),2.13-2.04(m,1H),1.93(s,1H),1.88-1.79(m,1H),1.62-1.47(m,1H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.93,144.19,141.43,136.23,130.61,127.83,125.06,123.74,122.29,46.30,45.09,43.34,43.30,43.27,43.23,40.71,40.45,40.18,39.92,31.08,23.93,23.47,23.45。

1.1.19 3-乙氧基-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（28）

分離得到淡黃色固體（276 mg，產率89%）：m.p.132.5-134.5℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.44(d,J=2.6 Hz,1H),8.24(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),8.04(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.20(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.45(s,1H),4.15-4.06(m,1H),3.61-3.52(m,4H),3.49(q,J=7.0 Hz,2H),2.17-1.96(m,2H),1.20(t,J=7.0 Hz,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ153.84,144.04,141.07,136.13,127.02,123.66,77.59,64.61,51.41,44.12,31.48,15.48;LCMSm/z236(M+H),234(M-H)。

1.1.20 3-（吡啶-2-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（30）

分離得到淡黃色固體（49 mg，產率26%）：m.p.143-146℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.57(ddd,J=4.8,1.7,0.9 Hz,1H),8.47-8.43(m,1H),8.25(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),8.07(ddd,J=8.4,2.7,1.5 Hz,1H),7.66(td,J=7.7,1.8 Hz,1H),7.25-7.14(m,3H),6.37(s,1H),4.02-3.91(m,1H),3.84-3.72(m,2H),3.71-3.53(m,2H),2.40(dtd,J=13.3,6.8,3.2 Hz,1H),2.36-2.19(m,1H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ160.19,153.69,149.67,144.06,140.98,136.83,136.15,126.92,123.69,122.27,122.18,51.00,46.12,45.98,31.94;LCMSm/z268(M+H)。

1.1.21 3-（5-氯嘧啶-2-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（31）

分離得到粉紅色固體（231 mg，產率61%）：m.p.112-114℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.65(s,2H),8.45(d,J=2.3 Hz,1H),8.25(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),8.08(ddd,J=8.4,2.7,1.5 Hz,1H),7.22(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.36(s,1H),4.01-3.86(m,2H),3.86-3.69(m,2H),3.60(dt,J=9.6,7.5 Hz,1H),2.52-2.29(m,2H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ167.86,155.86,153.61,144.14,140.97,136.07,129.87,126.94,123.71,50.45,46.41,45.88,31.25;LCMSm/z304(M+H),302(M-H)。

1.1.22 4-（1-甲基咪唑-2-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（43）

分離得到米白色固體（98 mg，產率66%）：m.p.192-198℃;1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ8.41(d,J=2.2 Hz,1H),8.23(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.95(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.25(s,1H),7.20(dd,J=8.3,4.7 Hz,1H),6.93(d,J=1.3 Hz,1H),6.80(d,J=1.2 Hz,1H),4.22(dt,J=13.3,2.9 Hz,2H),3.62(s,3H),3.05(ddd,J=13.6,10.1,5.1 Hz,2H),2.88(ddd,J=15.0,9.8,6.2 Hz,1H),2.00-1.85(m,4H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ155.08,150.06,144.05,143.99,141.47,141.44,136.47,127.65,127.58,12 7.21,127.13,123.67,121.01,120.91,44.41,33.73,33.64,3 2.69,32.60,30.49。

1.1.23 4-（苯并[d]噻唑-2-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（44）

分離得到米白色固體（285 mg，產率87%）：m.p.177-179℃;1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ8.44(d,J=2.5 Hz,1H),8.24(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),8.00-7.92(m,2H),7.87-7.81(m,1H),7.46(ddd,J=8.3,7.3,1.2 Hz,1H),7.36(td,J=7.7,1.1 Hz,1H),7.21(dd,J=8.3,4.7 Hz,1H),7.18(s,1H),4.28-4.16(m,2H),3.32(tt,J=11.3,3.9 Hz,1H),3.17-2.98(m,2H),2.29-2.16(m,2H),2.02-1.85(m,2H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ174.48,154.89,153.10,144.09,141.41,136.38,134.60,127.68,126.25,125.09,123.72,122.85,121.80,44.30,41.23,32.02;LCMSm/z339(M+H),337(M-H)。

1.1.24 1-甲基-（吡啶-3-基氨甲酰）哌啶-4-羧酸酯

分離得到無色油狀物（2.02 g，產率87%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.39(d,J=2.3 Hz,1H),8.21(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.94(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.23-7.14(m,2H),4.01(dt,J=13.6,3.6 Hz,3H),3.69(s,2H),3.01(ddd,J=13.8,11.3,3.0 Hz,2H),2.53(tt,J=10.7,4.0 Hz,1H),2.00-1.85(m,2H),1.71(dtd,J=14.9,11.0,4.0 Hz,2H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ174.75,154.90,143.99,141.35,136.40,127.66,123.69,52.04,43.78,40.78,27.96;LCMSm/z264(M+H),262(M-H)。

1.1.25 1-甲基-（吡啶-3-基氨甲酰）吡咯烷-3-羧酸酯

分離得到米白色固體（178 mg，產率70%）：m.p.110-113℃;1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ8.45(d,J=2.5 Hz,1H),8.27(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),8.05(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.23(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.27(s,1H),3.75(d,2H),3.74(s,3H),3.65(dt,J=9.5,6.7 Hz,1H),3.52(dt,J=9.5,7.3 Hz,1H),3.19(p,J=7.2 Hz,1H),2.37-2.22(m,2H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ173.20,153.47,144.34,141.07,135.87,127.05,123.72,52.48,48.25,45.44,42.98,28.81;LCMSm/z250(M+H),248(M-H)。

1.1.26 4-苯基噠嗪-氨基甲酸酯的合成工藝

將噠嗪-4-胺（2.5 g，26 mmol）加入四氫呋喃（THF）（10 mL）和乙腈（10 mL）中形成懸浮液。加入吡啶（2.3mL，29 mmol），然后逐滴加入氯甲酸苯酯（3.63 mL，28.9 mmol）的THF（10 mL）溶液。在室溫（23℃）攪拌棕褐色黏稠物1 h，然后用冷碳酸氫鈉水溶液稀釋。真空過濾收集棕褐色固體。用CH2Cl2:己烷研磨提純固體，獲得棕褐色固體（3.4 g,57%）：m.p.186.5-190.0℃；1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ9.23(d,J=2.2 Hz,1H),8.97(d,J=6.0 Hz,1H),7.97(dd,J=6.0,2.8 Hz,1H),7.43(t,J=7.9 Hz,2H),7.28(t,J=7.4 Hz,1H),7.26-7.18(m,2H);LCMSm/z216(M+H),214(M-H)。

1.1.27N-（噠嗪-4-基）-2-甲基嗎啉-4-甲酰胺（9）的合成方法

將苯基噠嗪-4-基氨基甲酸酯（150 mg，0.70 mmol）加入PhCH3（929μL）中，然后加入2-甲基嗎啉鹽酸鹽（96 mg，0.70 mmol），再加入碳酸氫鈉（88 mg，1.0 mmol）。將形成的棕褐色的漿狀物加熱到60℃，保持1 h，冷卻到室溫，然后直接上硅膠柱。用硅膠層析法（MeOH/CH2Cl2梯度洗脫）提純，得到米白色固體（86.9 mg，產率56%）：m.p.119-123℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ9.06(dd,J=2.8,0.8 Hz,1H),8.90-8.82(m,1H),8.84(s,1H),8.02(dd,J=6.1,2.8 Hz,1H),4.15-3.98(m,2H),3.96-3.82(m,1H),3.62-3.38(m,2H),3.07(ddd,J=13.0,12.0,3.5 Hz,1H),2.71(dd,J=13.1,10.5 Hz,1H),1.15(d,J=6.2 Hz,3H);13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ154.13,151.25,144.14,140.67,114.41,71.88,66.45,50.30,44.00,18.70;LCMSm/z223(M+H),221(M-H)。

1.2 4-（3-甲基-1,2,4-噁二唑-5-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（38）的典型合成方法

將1-甲基（吡啶-3-基氨甲酰）哌啶-4-羧酸甲酯(159mg,0.604mmol)和(Z)-N′-羥乙酸二甲酰胺（49.2 mg，0.664 mmol）放入一小瓶中，用攪拌棒攪拌混合，然后加入2.0 mL甲苯，再加入碳酸鉀（92.0 mg，0.664 mmol），加熱到115℃，保持3 h，然后冷卻到室溫。用NaHCO3水溶液稀釋，用乙酸乙酯（×3）提取。合并有機層后，用鹽水沖洗，然后濃縮到硅藻土上。用硅膠層析法（0-20%MeOH/DCM梯度）提純，得到無色油狀化合物(65.0 mg,24%)：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.43-8.39(m,1H),8.26(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),7.95(ddd,J=8.4,2.7,1.5 Hz,1H),7.23(dd,J=8.5,4.7 Hz,1H),6.88(s,1H),4.09(dt,J=13.7,3.7 Hz,2H),3.23-3.07(m,3H),2.39(s,3H),2.23-2.08(m,2H),1.92(dtd,J=14.7,10.8,4.0 Hz,2H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ180.60,167.27,154.74,144.34,141.39,136.09, 127.65,123.74,43.67,34.13,29.05,11.72;IR?max3294,2953,2859,1642,1580,1533,1482,1423,1394,1340,1268,1224,978,911,728,707 cm-1;LCMSm/z264(M+H),262(M-H)。

根據上述方法制備了以下化合物。

1.2.1 3-（3-甲基-1,2,4-噁二唑-5-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-羧酰胺（39）

分離得到白色泡沫物（18.4 mg，10%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.45(d,J=2.3 Hz,1H),8.26(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),8.03(ddd,J=8.4,2.6,1.5 Hz,1H),7.22(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.48(s,1H),3.97(dd,J=10.2,7.6 Hz,1H),3.86(dd,J=10.2,6.2 Hz,1H),3.74(tt,J=7.7,4.6 Hz,2H),3.63(dt,J=9.6,7.2 Hz,1H),2.57-2.40(m,2H),2.39(s,3H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ178.79,167.46,153.47,144.41,141.17,135.81,127.20,123.73,49.41,45.29,36.21,30.08,11.70;?max3292,2957,2884,1651,1584,1534,1486,1421,1379,1273,912,802,727,707 cm-1;LCMSm/z274(M+H),272(M-H)。

1.2.2 4-（3-環(huán)丙基-1,2,4-噁二唑-5-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（40）

經反相制備色譜二次純化后，分離得到黃色油狀物（18.4 mg，10%）：1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ8.43(d,J=2.2 Hz,1H),8.19(d,J=3.9 Hz,1H),8.01(ddd,J=8.4,2.5,1.4 Hz,1H),7.41(s,1H),7.23(dd,J=8.4,4.8 Hz,1H),4.09(dt,J=13.7,3.7 Hz,2H),3.16-3.04(m,3H),2.13-2.00(m,3H),1.86(dtd,J=14.6,10.9,4.0 Hz,2H),1.10-0.92(m,4H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ180.31,172.47,154.95,143.03,140.65,136.78,128.30,123.93,43.60,34.22,29.06,7.85,6.90;LCMSm/z314(M+H),312(M-H)。

1.2.3 3-（3-環(huán)丙基-1,2,4-噁二唑-5-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（41）

分離得到深橙色油狀物（27.6 mg，22%）：1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ8.47(d,J=2.4 Hz,1H),8.25-8.17(m,1H),8.08(ddd,J=8.4,2.6,1.4 Hz,1H),7.22(dd,J=8.4,4.8 Hz,1H),6.92(s,1H),3.93(dd,J=10.3,7.7 Hz,1H),3.81(dd,J=10.3,6.5 Hz,1H),3.75-3.64(m,2H),3.59(dt,J=9.8,7.3 Hz,1H),2.43(td,J=12.7,7.2 Hz,1H),2.38-2.27(m,1H),2.10-1.98(m,1H),1.08-0.94(m,4H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ178.46,175.00,172.65,153.68,143.28,140.56,136.36,127.83,123.90,49.39,45.35,36.24,30.04,21.40,7.92,6.86;LCMSm/z300(M+H),298(M-H)。

1.3 4-氰基哌啶-1-羧酸叔丁酯的典型合成方法

在氬氣環(huán)境下將4-氰基哌啶（2.0 g，1.0 mmol）加入10 mL干燥的DCM中。在室溫下滴加二碳酸二叔丁酯（2.38 g，1.09 mmol）。然后，攪拌混合物18 h，減壓除去溶劑，得到無色油狀化合物（2.1 g，96%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ3.69-3.61(m,2H),3.37-3.30 (m,2H),2.79(dt,J=7.8,3.8,3.8 Hz,1H),1.92-1.84(m,2H),1.79(ddd,J=13.7,6.7,3.9 Hz,2H),1.47(s,9H)。

根據上述方法制備以下化合物。

1.4 3-氰基吡咯烷-1-羧酸叔丁酯

產率98%，1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ3.75-3.37(m,4H),3.14-3.04(m,1H),2.25(q,J=7.7,7.2,7.2 Hz,2H),1.46(s,9H)。

1.5 （E）-4-（N′-羥基氨基甲酰胺基）哌啶-1-羧酸叔丁酯的典型合成方法

將4-氰基哌啶-1-羧酸叔丁酯（2.0 g，9.5 mmol）和鹽酸羥胺（1.9 g，28 mmol）加入比例為8:2的乙醇/水混合液（30 mL）中，冷卻到10℃，然后分批滴加碳酸鉀（2.1 g，15 mmol），室溫下攪拌1 h，然后加熱到85℃，保持18 h。過濾掉固體，減壓濃縮過濾液。然后將濃縮物重新溶解在50 mL乙醇中并回流10 min，從熱混合物中過濾掉固體，減壓濃縮過濾液，得白色固體（2 g，86%）：m.p.164-166℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ7.99(s,1H),4.52(s,2H),4.15(s,2H),2.72(t,J=12.6 Hz,2H),2.25(tt,J=12.1,3.6 Hz,1H),1.81(d,J=13.1 Hz,2H),1.62-1.47(m,2H),1.45(s,9H);LCMSm/z244(M+H)。

根據上述方法制備以下化合物。

1.5.1 （E）-3-（N′-羥基氨基甲酰胺基）吡咯烷-1-羧酸叔丁酯

產率 97%；m.p.143-145℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ7.95(s,1H),4.59(s,2H),3.68-3.26(m,4H),2.89(p,J=8.0 Hz,1H),2.15-1.98(m,2H),1.45(s,9H)。

1.6 4-（5-乙基-1,2,4-噁二唑-3-基）哌啶-1-羧酸叔丁酯的典型合成方法

在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中加入丙酸（0.30 g，4.0 mmol），然后依次加入N,N-二異丙基乙胺（DIPEA）（0.73 ml，4.0 mmol）和四甲基氟甲脒六氟磷酸（TFFH）（1.1 g，4.0 mmol）。在室溫攪拌混合物0.5 h后，加入（E）-4-（N′-羥基氨基甲酰胺基）哌啶-1-羧酸叔丁酯（0.985 g，4.05 mmol），加熱到110℃，保持3 h。冷卻混合物至室溫，加入冰水，然后用乙酸乙酯進行萃取。依次用1M HCl溶液、水和鹽水沖洗有機相，碳酸鈉干燥，減壓濃縮，得到橙色油狀物（1.05 g，90%）。該物質不需進一步凈化。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ4.12(s,2H),2.90(dtd,J=15.2,7.5,3.7 Hz,5H),1.98(d,J=12.9 Hz,2H),1.75(dtd,J=13.4,11.5,4.3 Hz,2H),1.46(s,9H),1.38(t,J=7.6 Hz,3H);LCMSm/z181(M-Boc+H)。

根據上述方法制備以下化合物。

1.6.1 4-（5-甲基-1,2,4-噁二唑-3-基）哌啶-1-羧酸叔丁酯

產率93%；1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ4.12(s,2H),2.91(ddt,J=12.8,9.3,4.9 Hz,3H),2.56 (s,3H),2.04-1.91(m,2H),1.74(dtd,J=13.4,11.5,4.3 Hz,2H),1.46(s,9H);LCMSm/z167(M-Boc+H)。

1.6.2 4-（5-環(huán)丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）哌啶-1-羧酸叔丁酯

產率95%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ4.18-4.06(m,2H),2.94-2.83(m,2H),2.81(d,J=2.0 Hz,1H),2.22-2.04(m,2H),1.96(d,J=12.8 Hz,2H),1.83-1.65(m,1H),1.46(d,J=2.0 Hz,9H),1.25-1.17(m,4H)。

1.6.3 3-（5-甲基-1,2,4-噁二唑-3-基）吡咯烷-1-羧酸叔丁酯

產率93%；1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ3.86-3.69(m,1H),3.68-3.30(m,4H),2.57(s,3H),2.34-2.08(m,2H),1.46(s,9H);LCMSm/z180(M-Boc+H)。

1.6.4 3-（5-乙基-1,2,4-噁二唑-3-基）吡咯烷-1-羧酸叔丁酯

產率98%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ3.87-3.70(m,1H),3.67-3.48(m,3H),3.48-3.36(m,1H),2.90(q,J=7.7 Hz,2H),2.38-2.13(m,2H),1.46(s,9H),1.39(t,J=7.8 Hz,3H);LCMSm/z194(M+Boc+H)。

1.6.5 3-（5-環(huán)丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）吡咯烷1-羧酸叔丁酯

產率91%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ3.81-3.68(m,1H),3.65-3.31(m,4H),2.32-2.11(m,2H),1.66-1.57(m,1H),1.46(s,9H),1.25-1.19(m,4H)。

1.7 4-（2-乙酰肼羰基）哌啶-1-羧酸叔丁酯的合成方法

將1-（叔丁氧羰基）哌啶-4-羧酸（0.66 g，2.9 mmol）加入CH2Cl2（5.76 mL）中混合均勻，再加入DMF（0.022 mL，0.29 mmol）和草酰氯（0.302 mL，3.45 mmol）。攪拌混合物1 h，然后真空濃縮。濃縮殘留物用CH2Cl2(5.76 mL)溶解，然后加入4-二甲氨基吡啶（0.035 g，0.29 mmol）和三乙胺（0.58 mL，4.0 mmol），最后加入乙酰肼（0.256 g，3.45 mmol）。攪拌反應混合物過夜，然后用水淬滅。分離有機相與水相，并用CH2Cl2洗滌水相。合并有機相，濃縮成灰白色的半固態(tài)物質。將該物質溶解在乙酸乙酯中，并用0.5 M HCl水溶液 (×2)洗滌，去除殘留的三乙胺。然后用NaHCO3水溶液洗滌有機層，用硫酸鈉干燥，濃縮產生淡黃色固體狀化合物：m.p.197-201℃;1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ9.12-8.87(m,2H),4.45-3.97(brm,2H),2.75(brm,2H),2.41(tdd,J=11.4,6.6,2.7 Hz,1H),2.07(s,3H),1.80(d,J=12.3 Hz,2H),1.68(qd,J=12.2,4.4 Hz,2H),1.45(s,9H);LCMSm/z284(M-H)。

1.8 4-（5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基）哌啶-1-羧酸叔丁酯的合成方法

將4-（2-乙酰肼羰基）哌啶-1-羧酸叔丁酯（110 mg，0.386 mmol）溶解于CH3CN（1.3 mL）中，再加入三苯基膦（222 mg，0.848 mmol）和四氯化碳（40.9μL，0.424 mmol）。將混合物加熱回流1 h后，將混合物冷卻到室溫并過濾。濾液經SGC（乙酸乙酯/正己烷梯度）濃縮純化，得到白色半固態(tài)產物：1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ4.07(s,2H),3.08-2.95(m,1H),2.96-2.90(m,2H),2.48(s,3H),2.04-1.94(m,2H),1.75(dtd,J=13.6,11.3,4.2 Hz,2H),1.44(s,9H)。

1.9 4-（5-乙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（34）的典型合成方法

將 4-（5-乙基-1,2,4-噁二唑-3-基）哌啶-1-羧酸叔丁酯（1.0 g，3.6 mmol）加入含有4 M HCl的5 mL 1,4-二氧六環(huán)中，室溫條件下攪拌1 h，減壓除去溶劑，得到的殘留物用5 mL二甲基亞砜（DMSO）重新溶解，并冷卻到10～15℃。在氬氣環(huán)境下，先添加三乙胺（1.5 mL，11 mmol），然后一次加入苯基吡啶-3-基氨基甲酸酯（0.761 g，3.55 mmol）。在室溫下攪拌混合物18 h，反應完成后，用冰水稀釋反應混合物，然后用乙酸乙酯萃取。用水和鹽水洗滌乙酸乙酯層，硫酸鈉干燥，然后減壓濃縮。柱層析法純化粗品（用3%-5%甲醇的DCM溶液洗脫）得到白色固體：m.p.106-108℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.42(d,J=2.6 Hz,1H),8.26(dd,J=4.5,1.5 Hz,1H),7.98(ddd,J=8.2,2.5,1.4 Hz,1H),7.23(dd,J=8.3,4.8 Hz,1H),6.77(s,1H),4.12(dt,J=13.7,3.9 Hz,2H),3.13(ddd,J=13.8,11.5,2.9 Hz,2H),3.03(tt,J=10.9,4.0 Hz,1H),2.90(q,J=7.6 Hz,2H),2.15-2.04(m,2H),1.88(dtd,J=14.7,11.3,4.0 Hz,2H),1.39(t,J=7.6 Hz,3H);LCMS m/z 302(M+H)。

根據上述方法制備以下化合物。

1.9.1 4-（5-甲基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（32）

產率66%；m.p.102-104℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.43(s,1H),8.26(d,J=4.6 Hz,1H),7.98(d,J=8.6 Hz,1H),7.23(dd,J=7.6,4.5 Hz,1H),6.97(s,1H),4.21-4.08(m,2H),3.13(t,J=11.8 Hz,2H),3.02(dq,J=10.8,5.8,4.5 Hz,1H),2.59(s,3H),2.14-2.03(m,2H),1.89(qd,J=14.3,13.8,7.2 Hz,2H);LCMS m/z 288(M+H)。

1.9.2 3-（5-甲基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（33）

產率55%；m.p.116-118℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ8.44(d,J=2.7 Hz,1H),8.26(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),8.05(ddd,J=8.3,2.6,1.4 Hz,1H),7.23(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.34(s,1H),3.91(dd,J=10.0,7.6 Hz,1H),3.81-3.69(m,2H),3.68-3.56(m,2H), 2.58(s,3H),2.40(tdd,J=12.1,9.3,4.1 Hz,2H);LCMS m/z 274(M+H)。

1.9.3 3-（5-乙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（35）

產率55%；m.p.116-118℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ8.44(d,J=2.7 Hz,1H),8.26(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),8.05(ddd,J=8.3,2.6,1.4 Hz,1H),7.23(dd,J=8.4,4.7 Hz,1H),6.34(s,1H),3.91(dd,J=10.0,7.6 Hz,1H),3.81-3.69(m,2H),3.68-3.56(m,2H),2.58(s,3H),2.40(tdd,J=12.1,9.3,4.1Hz,2H);LCMS m/z 274(M+H)。

1.9.4 4-（5-環(huán)丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（36）

產率64%；m.p.148-150℃;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.42(d,J=2.7 Hz,1H),8.26(d,J=4.6 Hz,1H),8.01-7.91(m,1H),7.23(dd,J=8.4,4.8 Hz,1H),6.74(s,1H),4.10(dt,J=14.0,3.8 Hz,2H),3.12(ddd,J=13.9,11.3,2.9 Hz,2H),2.98(ddt,J=10.9,8.0,4.1 Hz,1H),2.18(p,J=6.7 Hz,1H),2.07(dd,J=13.9,4.0 Hz,2H),1.95-1.80(m,2H),1.22(d,J=6.6 Hz,4H);LCMS m/z 313(M+H)。

1.9.5 3-（5-環(huán)丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（37）

產率42%；m.p.110-112℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ8.44(d,J=2.6 Hz,1H),8.26(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),8.06(ddd,J=8.4,2.6,1.4 Hz,1H),7.24-7.19(m,1H),6.31(s,1H),3.89(dd,J=9.9,7.6 Hz,1H),3.81-3.68(m,2H),3.59(dt,J=9.7,7.4 Hz,2H),2.36(dtd,J=14.4,7.4,5.3 Hz,2H),2.18(tt,J=7.3,5.9 Hz,1H),1.23(d,J=6.6 Hz,4H);LCMS m/z 300(M+H)。

1.9.6 4-（2-甲基-1,3,4-噁二唑-5-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（42）

分離得到淡黃色油狀物（14 mg，28%）：1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ8.43(s,1H),8.24(d,J=4.1 Hz,1H),7.95(ddd,J=8.3,2.5,1.4 Hz,1H),7.24-7.18(m,2H),4.10(dt,J=13.7,3.7 Hz,2H),3.19-3.05(m,3H),2.51(s,3H),2.15-2.07(m,2H),1.92-1.82(m,2H);13C NMR(126 MHz,CDCl3)δ168.34,164.00,154.94,144.13,141.46,136.34,127.72,123.72,43.64,33.14,28.94,11.13;LCMS m/z 288(M+H),286(M-H)。

1.1 0 4-（5-乙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-甲基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（50）的典型合成方法

將 4-（5-乙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（0.407 g，1.35 mmol）加入四氫呋喃（THF）中溶解后，在氬氣環(huán)境下冷卻到0℃，加入氫化鈉（0.060 g，1.5 mmol）。在此溫度下持續(xù)攪拌10 min，滴加碘甲烷（0.211 g，1.48 mmol），然后將混合物緩慢加熱到室溫，保持2 h以上。反應完成后，減壓濃縮混合物，柱層析純化形成的粗產品(用3%-5%甲醇的DCM溶液洗脫)，得到淡黃色油狀物（0.370 g，74%）：1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ 8.44(d,J=2.6 Hz,1H),8.34(dd,J=4.8,1.5 Hz,1H),7.44(ddd,J=8.3,2.7,1.5 Hz,1H),7.28(d,J=4.7 Hz,1H),3.79(dt,J=13.7,3.6 Hz,2H),3.25(s,3H),2.90-2.79(m,5H),1.89(dt,J=13.6,3.7 Hz,2H),1.75-1.57(m,2H),1.36(t,J=7.6 Hz,3H);13C NMR(300 MHz,CDCl3)δ172.10,160.53,145.13,144.84,143.09,129.94,123.75,77.19,76.99,76.55,45.29,38.99,33.78,29.56,28.86,20.11,10.61;LCMS m/z 316(M+H)。

按照上述方法制備以下化合物。

1.10.1 4-（5-甲基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-甲基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（49）

產率 54%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.45(d,J=2.6 Hz,1H),8.34(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.44(ddd,J=8.3,2.6,1.4 Hz,1H),7.32-7.27(m,1H),3.79(dt,J=14.0,3.8 Hz,2H),3.25(s,3H),2.84(tdt,J=11.2,6.7,3.4 Hz,3H),2.54(s,3H),1.93-1.80(m,2H),1.63(dtd,J=15.0,11.5,4.0 Hz,2H);13C NMR(300 MHz,CDCl3)δ145.17,144.89,129.95,123.74,77.19,76.99,76.56,45.27,39.01,33.68,28.84,12.21;LCMS m/z 302(M+H)。

1.10.2 N-甲基-N-（3-吡啶基）-3-甲基哌啶-4-甲酰胺（47）

分離得到棕色油狀物（99.0 mg，產率62%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.42(d,J=2.3 Hz,1H),8.33(dd,J=4.7,1.4 Hz,1H),7.40(ddd,J=8.3,2.7,1.5 Hz,1H),7.28-7.22(m,1H),3.68(dt,J=13.0,1.9 Hz,2H),3.23(s,3H),2.65-2.50(m,1H),2.26(dd,J=13.0,10.7 Hz,1H),1.78-1.64(m,1H),1.57-1.21(m,3H),0.96(ddd,J=23.8,12.4,3.9 Hz,1H),0.77(d,J=6.6Hz,3H);IR?max3496,2927,1645,1265 cm-1;LCMS m/z 234(M+H)。

1.10.3 N-（丙炔-3-基）-N-（3-吡啶基）-3-甲基哌啶-4-甲酰胺（48）

分離得到黑色油狀物（90.0 mg，產率51%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.49(dd,J=2.7,0.6 Hz,1H),8.41(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),7.52(ddd,J=8.2,2.7,1.5 Hz,1H),7.30(ddd,J=8.2,4.7,0.7 Hz,1H),4.45-4.25(m,2H),3.70(dt,J=13.1,2.0 Hz,2H),2.64-2.45(m,1H),2.34-2.12(m,2H),1.74-1.62(m,1H),1.52-1.14(m,3H),0.95(ddd,J=23.6,12.5,4.0 Hz,1H),0.75(d,J=6.6 Hz,3H);IR?max3236,2927,1545,1418,1264,1222 cm-1;LCMS m/z 258(M+H)。

1.10.4 3-（5-氯嘧啶-2-基）-N-甲基-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（45）

分離得到橙色油狀物（23.4 mg，產率24%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.58(s,2H),8.47(d,J=2.5 Hz,1H),8.36(dd,J=4.7,1.3 Hz,1H),7.46(ddd,J=8.2,2.7,1.5 Hz,1H),7.30-7.22(m,1H),3.62-3.48(m,2H),3.45(p,J=5.5 Hz,1H),3.33(ddd,J=10.8,7.7,5.1 Hz,1H),3.27(s,3H),3.26-3.19(m,1H),2.27-2.04 (m,2H);IR?max3034,2951,2880,1639,1427,1384;LCMS m/z 318(M+H)。

1.10.5 3-（5-氯嘧啶-2-基）-N-乙基-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（46）

分離得到無色油狀物（22.0 mg，產率27%）：1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ8.58(s,2H),8.44(d,J=2.1 Hz,1H),8.37(dd,J=4.7,1.5 Hz,1H),7.44(ddd,J=8.2,2.6,1.5 Hz,1H),7.30-7.27(d,J=4.7 Hz,1H),3.73(q,J=7.0,3.9 Hz,2H),3.59-3.14(m,5H),2.23-2.07(m,2H),1.17(t,J=7.1 Hz,3H);IRVmax2971,2874,1638,1395 cm-1;LCMS m/z 332(M+H)。

1.11 生物測定

1.11.1 對桃蚜的生物測定

根據前文所述方法，對桃蚜進行了殺蟲生物活性測定。簡要地說，先把桃蚜混合種群接種于甘藍植株（Brassica oleracea）（每株20～50頭桃蚜）上，然后用手持Devilbis噴霧器（美國亞利桑那州斯科茨代爾市卡萊爾流體技術公司）噴施待測化合物溶液[含有 0.025 Tween-20的 20%丙酮/甲醇（50∶50）水溶液，200 mg/L]于甘藍葉上。在葉片的正反面均勻噴霧。每個處理設4個重復。以溶劑作為空白對照，設4～6個重復。各處理植株在26℃，光/暗周期為16∶8 h條件下培養(yǎng)。3 d后，統(tǒng)計活蚜蟲數量，計算死亡率，用Abott公式矯正死亡率。用JMPPro（美國北卡羅來納州卡里SAS公司，v12.2）計算平均死亡率和標準誤差。如果處理過的植株上蚜蟲存活量大于溶劑對照（要計算負死亡率），死亡率記為0%。

1.11.2 對煙粉虱的生物測定

將生長期為14 d的棉株每株留有一片真葉。然后將其放在被煙粉虱侵染的植株旁邊2 d，煙粉虱成蟲會侵染并產卵。輕輕吹風去除棉株上的煙粉虱成蟲，然后放置4～5 d卵孵化。卵孵化后約24 h，用待測化合物溶液處理棉株，評估對1齡幼蟲的殺蟲效果。用手持Devilbis噴霧器對供試藥液(含有0.025%Tween-20的10%丙酮溶液，200 mg/L)噴霧處理棉葉的正反面。以溶劑作為空白對照。每個處理設4個重復。處理過的植株在27.8℃、50%相對濕度下放置7～9 d。然后統(tǒng)計3齡和4齡幼蟲數量，計算死亡率，用Abott公式矯正死亡率。用JMPPro（美國北卡羅來納州卡里SAS公司，v12.2）計算平均死亡率和標準誤差。如果處理過的植株上蚜蟲存活量大于溶劑對照（要計算負死亡率），死亡率記為0%。

2 結果與討論

2.1 合成與表征

3-氨基吡啶脲類似物的合成路線為不同仲胺與3-（異氰酰基）吡啶反應生成，如圖4所示。盡管異氰酸酯為不溶于反應溶劑DCM的黃色固體，但隨著脲的形成，加入胺后，反應混合物慢慢變得均勻。這些化合物的收率在25%～90%。

4-氨基噠嗪類似物的合成如圖5所示。4-氨基噠嗪與氯甲酸苯酯縮合得到如圖所示的鄰苯基氨基甲酸酯。然后在60℃、固體碳酸氫鈉的甲苯溶液中，鄰苯基氨基甲酸酯與2-甲基嗎啉鹽酸鹽反應生成脲9。

圖4 脲類似物的常見合成方法

圖5 4-氨基噠嗪脲類似物的合成

如圖6所示，合成了含1,2,4-噁二唑-5-基端的3-氨基吡啶脲。4-甲氧羰基哌啶和3-異氰基吡啶反應得到脲加合物，隨后和乙酰胺肟縮合，得到低收率（未優(yōu)化）的1,2,4-噁二唑類似物38。以3-甲氧羰基吡咯烷為原料，以類似的方式制備吡咯烷類似物39。

圖6 5-（1,2,4-噁二唑）類似物的合成

對上述方法稍加修改來制備“翻轉”噁二唑類似物。因此，如圖7所示的4-氰基哌啶衍生物暴露于羥胺得到酰胺肟中間體。在四甲基氟甲酰胺六氟磷酸鹽存在下，酰胺肟與乙酸縮合，得到相應的N-BOC-4-（1,2,4-噁二唑-3-基）-哌啶 12487617。最后，去除N-Boc保護基并與苯基吡啶-3-基氨基甲酸酯反應，得到3-氨基吡啶脲12426611。

圖7 3-（1,2,4-噁二唑）類似物的合成

從相應的N-H脲制備了幾種N-烷基化脲。如圖8所示，利用氫化鈉的四氫呋喃溶液與適當的親電試劑（如碘甲烷）很容易實現(xiàn)這種轉化。

圖8 N-烷基化脲的制備

嗎啉脲類似物的殺蟲活性見表1。苗頭化合物1對桃蚜表現(xiàn)出好的活性，但對煙粉虱不起作用。在嗎啉環(huán)2-位烷基取代后，其中2種類似物（Y=Me，2；Y=Et，3）對桃蚜表現(xiàn)出良好的活性。然而，這些取代物仍舊對煙粉虱沒有活性。而在2-位引入吸電子取代基（Y=CF3，4；Y=CN，5；Y=3-吡啶基，6；Y=苯基，7），或者將烷基從 2-位移到 3-位（X=Et，8），會導致殺蟲活性喪失。

表1 嗎啉端構效關系

同時進行了3-氨基吡啶取代的研究（表2）。在此研究系列中，2-甲基嗎啉骨架保持不變，因為這個基團對于3-氨基吡啶系列化合物對桃蚜有強活性有關（如化合物2）。結果表明，4-氨基噠嗪衍生物9對桃蚜有活性，對煙粉虱的活性略有提高（但與對桃蚜的活性相比仍較弱）。其他基團（4-吡啶基，10；5-嘧啶基，11；5-氟-3-吡啶基，12；和 5-噻唑基，13）的取代會導致殺蟲活性喪失。

表2 頭端基團的構效關系

除嗎啉尾端基團外，還檢測了其他環(huán)胺，以探討該環(huán)對殺蟲活性的影響。制備了一系列哌嗪脲，其具有3-氨基吡啶頭端（表3）。在這一組中，顯示出對桃蚜有顯著活性的類似物是哌嗪環(huán)的末端氮具有吸電子基團（X=CH2CF2H，16；X=CH2CN，17；X=2-嘧啶基，18）的類似物。另外，2-酮哌嗪類似物22對桃蚜也有活性。這表明分子的該區(qū)域可能不能容忍堿性氮原子，因為哌嗪氮的吸電子取代基可減弱其堿性。不幸的是，盡管對桃蚜的活性增強，但哌嗪系列對煙粉虱依舊沒有活性。

表3 哌嗪尾端構效關系

還研究了哌啶和吡咯烷作為尾基的情況，表4列出了研究的初步結果。哌啶環(huán)（n=1）的4-位可以耐受較小的取代基（X=Me，23；X=CF3;25），而較大的取代基（X=i-Pr，24）則會導致殺蟲活性的喪失。將甲基移動到3-位（26）會導致對桃蚜活性的喪失，但此化合物卻對煙粉虱有活性。而3-CF3哌啶27對這些害蟲只有弱活性。對吡咯烷環(huán)3-位的芳基和雜芳基取代的研究表明，苯基（29）不能在該位點。2-吡啶基化合物30對桃蚜具有一定的活性，5-氯嘧啶化合物31則表現(xiàn)出更強的活性。這些結果使得William T Lambert等人對雜芳基取代的吡咯烷和哌啶進行進一步的研究（見下文）。

表4 對哌啶和吡咯烷尾端構效關系的初步研究

繼續(xù)合成了一系列具有雜芳基取代的吡咯烷（n=0）和哌啶（n=1）（表5）。在這組化合物中，多種噁二唑類似物對桃蚜具有活性。構效關系（SAR）表明，噁二唑環(huán)被小基團取代效果更好，1,2,4-噁二唑系列（32和33）中的甲基取代類似物比乙基取代類似物（34和35）活性更強。環(huán)丙基取代物（36和37）也具有活性。幾種不同的噁二唑異構體也有一定活性，其中包括5-烷基-1,2,4-噁二唑-3-基（32-37）、3-烷基-1,2,4-噁二唑-5-基（38-41）和2-烷基-1,3,4-噁二唑-5-基（42）。其他雜環(huán)，包括1-甲基咪唑-2-基（43）和苯并噻唑-2-基（44）有微弱的殺蟲活性。盡管這些類似物對桃蚜都有很好的活性，但對煙粉虱均沒有明顯活性。

到目前為止，所有工作都集中在含有與脲鏈的羰基相鄰的NH基團的類似物上。另外，還制備了一些N-烷基化類似物，以探討這種取代對殺蟲活性的影響。如表6所示，N-烷基化類似物普遍耐受性良好。31（R=H）的N-烷基化物（R=Me，45；R=Et，46）也對桃蚜具有活性。然而，在殺蟲譜方面沒有任何改善。26（對煙粉虱活性很?。┑腘-烷基化物——化合物47和48不僅對桃蚜無活性，就連對煙粉虱的一點活性也喪失了。噁二唑系列化合物也可發(fā)生N-烷基化反應?；衔?9（R=Me）保留了32（R=H）對桃蚜的活性。然而，對于化合物34（R=H）和50（R=Me）來說，與NH化合物34相比，N-甲基化合物50對桃蚜的活性沒有增加。令人失望的是，與N-H化合物相比，N-烷基化化合物對煙粉虱的活性沒有提高。

表5 哌啶和吡咯烷雙環(huán)尾端的構效關系

表6 N-取代構效關系

3 結 論

通過對從商業(yè)化合物數據庫確定的1個殺蟲劑苗頭化合物的研究，發(fā)現(xiàn)了一類新的對桃蚜具有活性的脲類化合物。盡管進行了許多研究想發(fā)現(xiàn)殺蟲譜增加，即對另一種重要害蟲煙粉虱有殺蟲活性的相關化合物，但收效甚微。