含氮杂环在农药研究中占有重要地位^{[1, 2, 3, 4, 5]} ，其 中吡唑类化合物因具有除草、杀菌、杀虫等多种 生物活性而受到广泛关注^{[6, 7]}。此外，在已经商品 化的农药品种中，双酰肼类化合物具有高选择 性、不易产生抗药性以及环境友好性等优点被认 为是一类理想的农药。笔者依据活性基团亚结构 拼接原理，将吡唑环与酰肼结构进行拼接，设计 并合成了一系列未见报道的吡唑双酰肼类化合物 (合成路线见图式 1)，以期发现具有更高活性的农 药先导化合物。采用核磁共振氢谱和高分辨质谱 (HRMS) 对目标化合物的结构进行了表征。初步测 定了其除草活性。

图式 1

Scheme 1

图式 1 目标化合物 6a～6m 合成路线 Scheme 1 Synthetic route of compound 6a-6m

质谱仪 (LCQ-Advantage)；X-4 熔点测定仪 (北京泰克有限公司，温度计未校正)；美国 Varian 600 核磁共振仪 (以 TMS 为内标)；MP200B 型电 子天平 (上海永亭光学仪器制造有限公司)。试剂 均为分析纯。

参考 文献^{[8, 9]}方法。在 100 mL 单口烧瓶中，依次加入 0.1 mol 取代苯酚、40 mL 丙酮、14.64 g (0.12 mol) 氯乙酸乙酯、16.56 g (0.12 mol) 碳酸钾和催化量的 碘化钾，加热回流，用气相色谱追踪反应至原料 消失。反应结束后冷却至室温，除去丙酮后加入 100 mL 冰水，用二氯甲烷 (20～30 mL) 萃取 3 次。合并有机相，依次用质量分数为 10% 的氢氧 化钠水溶液、水及饱和食盐水溶液各洗 1 次，无 水硫酸钠干燥，过滤，脱溶，得化合物 2a～2m，不经处理直接用于下一步反应。

参考文 献^{[10, 11]}方法。在化合物 2 中加入 40 mL 乙醇，冰 浴下缓慢滴加 6 g (0.1 mol) 85% 的水合肼，滴毕 升温至回流，反应 4～5 h。冷却至室温，将反应 液倒入 100 g 冰水中，抽滤，洗涤，干燥，得粗品，经乙醇重结晶得中间体 3a～3m。其理化性质 见表 1。

表 1 (Table 1)

表 1 中间体取代芳氧乙酰肼 3a～3m 的理化性质 Table 1 The physicochemical data of substituted aryloxy acetohydrazide 3a-3m 化合物 Compd. 熔点 m.p./℃ 收率 Yield/% 外观 Appearance 3a 170～172 71 白色晶体 White crystal 3b 151～153 65 白色晶体 White crystal 3c 169～172 70 浅黄色晶体 Pale yellow crystal 3d 179～181 71 白色晶体 White crystal 3e 167～169 68 白色晶体 White crystal 3f 177～180 75 白色晶体 White crystal 3g 172～174 69 白色晶体 White crystal 3h 179～182 73 白色晶体 White crystal 3i 166～168 71 白色晶体 White crystal 3j 149～153 76 白色晶体 White crystal 3k 180～182 73 黄色晶体 Yellow crystal 3l 187～189 67 浅黄色晶体 Pale yellow crystal 3m 125～128 70 白色晶体 White crystal

表 1 中间体取代芳氧乙酰肼 3a～3m 的理化性质 Table 1 The physicochemical data of substituted aryloxy acetohydrazide 3a-3m

以化合物 6a 的合成为例。参考文献^[12]的方法合成 3-二氟 甲基-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸(4)。在 50 mL 圆底烧 瓶中，加入 0.352 g (2.00 mmol) 化合物 4，搅拌条 件下缓慢滴加 1.428 g (12.00 mmol) 亚硫酰氯 (SOCl₂)，室温下搅拌 1 h，加热至回流，2～3 h 后 停止加热，旋蒸除去多余的 SOCl₂，得黄色溶液 3-二氟甲基-1-甲基-1H-吡唑-4-酰氯(5)。在 50 mL 反应瓶中，依次加入 3a (1.80 mmol)、三乙胺 (5.40 mmol) 和乙酸乙酯 (10 mL)，滴加化合物 5 (2.00 mmol) 与乙酸乙酯 (15 mL) 的混合溶液，室 温下搅拌过夜，有固体析出，薄层层析[V (乙酸乙 酯) : V (石油醚) = 2 : 1] 监测至原料点消失后停止 反应。抽滤，水洗，得到浅色固体粉末；经 V (乙 酸乙酯) : V (二氯甲烷) = 2 : 1 重结晶，得到白色针 状固体 6a。采用同样的方法合成化合物 6b～6m。

3-(二氟甲基)-1-甲基-N'-(2-(对-甲苯氧基) 乙酰 基)-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6a)： 白色固体，产率 57%。m. p. 175～177 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：2.30 (s，3H，CH₃)，3.95 (s，3H，NCH₃)，4.64 (s，2H，OCH₂)，6.86 (d，J = 8.4 Hz，2H，Ph-H)，6.91 (t，J_F-H = 54.1 Hz，1H，CHF₂)，7.13 (d，J = 8.4 Hz，2H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，8.84 (s，1H，CONH)，8.95 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₅H₁₅F₂N₄O₃[M-H]^-，计 算值 337.111 2，测定值 337.111 5。

N'-(2-(2,3-二氯苯氧基) 乙酰基)-3-(二氟甲基)- 1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6b)：白色固体，产率 65%。m. p. 129～131 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：2.30 (s，3H，CH₃)，3.95 (s，3H，NCH₃)，4.64 (s，2H，OCH₂)，6.86 (d，J = 8.4 Hz，2H，Ph-H)，6.94 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，7.13 (d，J = 8.4 Hz，2H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，8.84 (s，1H，CONH)，8.95 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₄H₁₂Cl₂F₂N₄O₃Na [M + Na] ,计算值 415.015 2，测定值 415.015 2。

3-(二氟甲基)-N'-(2-(3,5-二甲基苯氧基) 乙酰 基)-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6c)：白色固体，产 率 63%。m. p. 182～185 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：2.30 (s，6H，CH₃)，3.93 (s，3H，NCH₃)，4.62 (s，2H，OCH₂)，6.58 (s，2H，Ph- H)，6.94 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，7.13 (d，J = 8.4 Hz，2H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，8.98 (d，J = 3.6 Hz，1H，CONH)，9.09 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₆H₁₇F₂N₄O₃[M-H]^-，计算值 351.126 9，测定值 351.127 0。

3-(二氟甲基)-1-甲基-N'- (2-(邻甲苯氧基) 乙酰 基)-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6d)：白色固体，产率 68%。m. p. 83～86 ℃; ¹ H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：2.34 (s，3H，CH₃)，3.94 (s，3H，NCH₃)，4.68 (s，2H，OCH₂)，6.82 (d，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，6.94 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，6.96 (t，J = 7.2 Hz，1H，Ph-H)，7.19 (t，J = 7.2 Hz，2H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，9.02 (s，2H，CONH)。HRMS：C₁₅H₁₅F₂N₄O₃[M-H]^-，计算值 337.111 2，测定值 337.111 6。

N'-(2-(2-氯苯氧基) 乙酰基)-3-(二氟甲基)-1-甲 基- 1 H -吡唑- 4 -甲酰肼 ( 6 e )：白色固体，产率 74%。m. p. 93～97 ℃；¹ H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：3.93 (s，3H，NCH₃)，4.72 (s，2H，OCH₂)，6.93 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，6.95 (d，J = 7.8 Hz，2H，Ph-H)，7.01 (t，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，7.42 (d，J = 7.8 Hz，1H，Ph- H)，7.99 (s，1H，CH)，9.05 (s，1H，CONH)，9.14 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₄H₁₂ClF₂N₄O₃ [M-H]^-，计算值 357.056 6，测定值 357.057 2。

N'-(2-(4-(叔丁基) 苯氧基) 乙酰基)-3-(二氟甲 基)-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6f)：白色固体，产 率 79%。m. p. 115～118 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：1.30 (s，9H，(CH₃)₃)，3.91 (s，3H，NCH₃)，4.63 (s，2H，OCH₂)，6.88 (d，J = 9.0 Hz，2H，Ph-H)，6.94 (t，J_F-H = 54.0Hz，1H，CHF₂)，7.34 (d，J = 9.0 Hz，2H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，9.01 (s，1H，CONH)，9.17 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₈H₂₁F₂N₄O₃[M-H]^-，计 算值 379.158 2，测定值 379.158 6。

3-(二氟甲基)-1-甲基-N'-(2-(间-甲苯氧基) 乙酰 基)-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6g)：白色固体，产率 13%。m. p. 147～150 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：2.35 (s，3H，CH₃)，3.93 (s，3H，NCH₃)，4.64 (s，2H，OCH₂)，6.75 (d，J = 8.4 Hz，1H，Ph-H)，6.78 (s，1H，Ph-H)，6.86 (d，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，6.93 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，7.21 (t，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，8.99 (s，1H，CONH)，9.06 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₅H₁₅F₂N₄O₃[M-H]^-，计算值 337.111 2，测定值 337.111 6。

3-(二氟甲基)-N'-(2-(2,6-二甲基苯氧基) 乙酰基)- 1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6h)：白色固体，产率 30%。m. p. 148～151 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：2.29 (s，3H，CH₃)，2.33(s，3H，C H ₃ )，3 . 9 4 ( s，3 H，N C H ₃ )，4 . 6 6 ( s，2 H，OCH₂)，6.64 (s，1H，Ph-H)，6.77 (d，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，6.94 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，7.06 (d，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，9.01 (s，1H，CONH)，9.09 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₆H₁₇F₂N₄O₃[M-H]^-，计 算值 51.126 9，测定值 351.127 3。

N'-(2-(2,4-二氯苯氧基) 乙酰基)-3-(二氟甲基)- 1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6i)：白色固体，产率 75%。m. p. 162～165 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：3.92 (s，3H，NCH₃)，4.69 (s，2H，OCH₂)，6.88 (d，J = 9.0 Hz，1H，Ph-H)，6.94 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，7.23 (d，J = 11.4 Hz，1H，Ph-H)，7.42 (d，J = 2.4 Hz，1H，Ph- H)，7.99 (s，1H，CH)，9.09 (s，1H，CONH)，9.15 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₄H₁₂C_l2F₂N₄O₃Na [M + Na]，计算值 415.015 2，测定值 415.015 1。

3-(二氟甲基)-N'-(2-(2,5-二甲基苯氧基) 乙酰基)- 1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6j)：白色固体，产率 26%。m. p. 143～147 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：2.29 (s，3H，CH₃)，2.33 (s，3H，C H ₃ )，3 . 9 5 ( s，3 H，N C H ₃ )，4 . 6 6 ( s，2 H，OCH₂)，6.64 (s，1H，Ph-H)，6.78 (d，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，6.92 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，7.07 (d，J = 7.8 Hz，1H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，9.01 (s，2H，CONH)。HRMS： C₁₆H₁₇F₂N₄O₃[M-H]^-，计算值 351.126 9，测定值 351.127 2。

3-(二氟甲基)-1-甲基-N'-(2-(2-硝基苯氧基) 乙 酰基)-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6k)：白色固体，产率 45%。m. p. 167～171 ℃; 1H NMR (600 MHz，CDCl3)，δ：3.93 (s，3H，NCH3)，4.65 (s，2H，OCH2)，6.94 (t，JF-H = 54.0 Hz，1H，CHF2)，6.98 (d，J = 10.2 Hz，1H，Ph-H)，7.13 (t，J = 8.4 Hz，1H，Ph-H)，7.59 (t，J = 2.4 Hz，1H，Ph-H)，7.63 (d，J = 8.4 Hz，1H，Ph-H)，7.99 (s，1H,CH)，9.02(s，1H，CONH)，9.06 (s，1H，CONH)。HRMS：C14H12F2N5O5[M-H]-，计算值 368.080 6，测定值 368.081 0。 3-(二氟甲基)-1-甲基-N'-2-(4-硝基苯氧基) 乙 酰基)-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6l)：白色固体，产率 64%。m. p. 179～182 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ: 3.95 (s，3H，NCH₃)，4.64 (s，2H，OCH₂)，6.93 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，6.98 (d，J = 10.2 Hz，1H，Ph-H)，7.13 (t，J=8.4 Hz，1H，Ph-H)，7.59 (t，J = 2.4 Hz，1H，Ph- H)，7.63 (d，J = 8.4 Hz，1H，Ph-H)，7.99 (s，1H，CH)，9.02(s，1H，CONH)，9.06 (s，1H，CONH)。HRMS：C₁₄H₁₂F₂N₅O₅[M-H]^-，计算值 368.080 6，测定值 368.081 0。

3-(二氟甲基)-1-甲基-N'-(2-(2,4,6-三氯苯氧基) 乙酰基)-1H-吡唑-4-甲酰肼 (6m)：白色固体，产率 47%。m. p. 187～190 ℃; ¹H NMR (600 MHz，CDCl₃)，δ：3.95 (s，3H，NCH₃)，4.69 (s，2H，OCH₂)，6.94 (t，J_F-H = 54.0 Hz，1H，CHF₂)，7.36 (s，2H，Ph-H)，8.01 (s，1H，CH)，9.03 (s，1H，CONH)，9.29 (s，1H，CONH)。HRMS： C₁₄H₁₀Cl₃F₂N₄O₃[M-H]^-，计算值 424.978 7，测定 值 424.979 0。

委托国家南方农药创制中心浙江基地生测部 参照文献^[13]方法进行。准确称取一定质量 (精确 至 0.000 1 g) 的供试化合物，先用含 1% 吐温-80 的 N,N-二甲基甲酰胺溶解，配制成含有效成分 0.01～0.05 g/mL 的母液，再用蒸馏水稀释至所需 浓度备用。以 5 % 异丙酯草醚 ( p y r i b a m b e n z isopropyl) 乳油 (浙江省化工研究院有限公司提供) 为对照药剂，以喷施同等液量清水为空白对照。 1.3.1 培养皿法 (普筛)

供试靶标为萝卜 Raphanus sativus Linn.、黄瓜 Cucumis sativus Linn.、油菜 Brassica campestris L.、小麦 Triticum aestivum、高粱 Sorghum bicolor Moench和稗草 Echinochloa crusgalli Beauv.，其中小麦、高粱和 萝卜种子预先催芽，取均匀一致的露白种子供 试。将靶标放入铺有双层滤纸、内径为 9 cm 的培 养皿内，加入 200 mg/L 的供试化合物溶液 9 mL，置于人工气候箱中培养，设置温度 28 ℃，照度 3 000 lx，光照时间为 16 h 光照/8 h 黑暗，相对湿度 75%。7 d 后调查靶标根、茎长度，计算抑 制率。

供试靶标为苘麻 Abutilon theophrasti Medicus 、马唐 Digitaria sanguinalis Scop.、反枝苋 Amaranthus retroflexus、 稗草 Echinochloa crusgalli Beauv.、鳢肠 Eclipta prostrata 和狗尾草 Setaria viridis Beauv.。取内径 7.5 cm 花盆，装复合土 [V (菜园土) : V (育苗基质) = 1 : 2] 至花盆的 3/4 处，播种供试杂草靶标(发芽 率 ≥ 85%)，覆土 0.2 cm，待杂草长至 3 叶期待 用。苗前土壤封闭处理为于药剂处理前 24 h 种 植。采用 3WPSH-700E 自动喷雾塔分别向杂草叶 面喷施各供试药液，有效剂量为 150 g/hm²，待药 液晾干后移入温室培养 (培养条件同 1.3.1 节)，15 d 后调查化合物对杂草的防治效果 (%)。

在由化合物 3 与 5 反应合成目标产物 6a～6m 时，不同的缚酸剂对反应影响较大。当选用碳酸 钾为缚酸剂时，化合物 3 反应不完全；而选用氢 氧化钠或氢氧化钾为缚酸剂时，可能因为其碱性 太强也不利于反应；通过试验发现，以三乙胺作 缚酸剂效果较好，该反应在常温下即可反应，且后处理简便，生成的三乙胺盐酸盐可以直接用水 冲洗，抽滤后得固体产物。

培养皿法测定结果 (表 2) 表明：目标化合物 在 200 mg/L 下对 6 种靶标作物的生长具有不同的 抑制作用，其中，6i 对小麦和油菜的根、茎抑制 率均达 90%，对高粱、黄瓜和萝卜的根、茎抑制 率也达 80%，作用谱较宽，表现出较高的除草活 性；相同剂量下，化合物 6b 和 6c 对油菜、黄瓜 和小麦的根、茎抑制率以及化合物 6a、6e、6f、 6g、6h、6j、6l 和 6m 对油菜和黄瓜的根茎的抑制 率也均达到了 80%。

表 2 (Table 2)

表 2 培养皿法测定化合物 6a～6m 在 200 mg/L 剂量下的除草活性 (抑制率/%) Table 2 Herbicidal activity of compounds 6a-6m at the dosage of 200 mg/L (Inhibition rate/%) 化合物 Compd. R 小麦 T. aestivum 高粱 S. bicolor 稗草 E. crusgalli 黄瓜 C. sativus 油菜 B. campestris 萝卜 R. sativus 根 Root 茎 Stem 根 Root 茎 Stem 根 Root 茎 Stem 根 Root 茎 Stem 根 Root 茎 Stem 根 Root 茎 Stem 6a 4-CH3 30 30 30 30 0 0 80 80 80 80 70 70 6b 2,3-Cl2 80 80 40 40 50 50 80 80 80 80 70 70 6c 3,5-(CH3)2 80 80 40 40 30 30 80 80 90 90 60 60 6d 2-CH3 70 70 40 40 0 0 70 70 80 80 70 70 6e 2-Cl 70 70 40 40 0 0 80 80 90 90 70 70 6f 4-C(CH3)3 70 70 50 50 0 0 80 80 80 80 50 50 6g 3-CH3 30 30 30 30 30 30 80 80 80 80 50 50 6h 2,6-(CH3)2 70 70 60 60 30 30 80 80 80 80 50 50 6i 2,4-Cl2 90 90 80 80 70 70 80 80 90 90 80 80 6j 2,5-(CH3)2 70 70 70 70 30 30 80 80 80 80 60 60 6k 2-NO2 70 70 50 50 30 30 70 70 80 80 40 40 6l 4-NO2 70 70 50 50 30 30 80 80 80 80 50 50 6m 2,4,6-Cl3 60 60 50 50 30 30 80 80 80 80 60 60 异丙酯草醚 pyribambenz-propyl 95 95 100 90 100 95 95 90 100 100 100 90

表 2 培养皿法测定化合物 6a～6m 在 200 mg/L 剂量下的除草活性 (抑制率/%) Table 2 Herbicidal activity of compounds 6a-6m at the dosage of 200 mg/L (Inhibition rate/%)

通过盆栽试验对 6i 进行了复筛，结果 (表 3) 表明：在有效成分 150 g/hm² 剂量下，采用苗后茎 叶喷雾处理，化合物 6i 对反枝苋和鳢肠的抑制率 均达 80%，其除草活性与对照药剂异丙酯草醚接 近，对苘麻和稗草的抑制率为 50%，对马唐和狗 尾草无活性；相同剂量下，若采用苗前土壤喷雾 处理，则其对反枝苋的抑制率仍有 80%，但对稗 草和鳢肠的抑制率下降，只有 30%，对苘麻、马 唐和狗尾草等杂草均无活性。

表 3 (Table 3)

表 3 温室盆栽法测定化合物 6i 在 150 g/hm2 剂量下的除草活性 (抑制率/%) Table 3 The pot experiment result of compound 6i at the dosage of 150 g/hm2 (Inhibition rate/%) 处理方式 Treatment 化合物 Compd. 苘麻 A. theophrasti 马唐 D. sanguinalis 反枝苋 A. retroflexus 稗草 E. crusgalli 鳢肠 E. prostrata 狗尾草 S. viridis 苗后茎叶处理 6i 50 0 80 50 80 0 Post-emergencetreatment 硝磺草酮 mesotrione 95 80 100 85 100 80 苗前土壤封闭处理 6i 0 0 80 30 30 0 Pre-emergence treatment 异丙酯草醚 pyribambenz-propyl 100 97 95 97 75 97

表 3 温室盆栽法测定化合物 6i 在 150 g/hm2 剂量下的除草活性 (抑制率/%) Table 3 The pot experiment result of compound 6i at the dosage of 150 g/hm2 (Inhibition rate/%)

笔者根据活性亚结构拼接原理，将活性基团 吡唑环与双酰肼结构进行拼接，设计合成了 13 个 未见报道的含吡唑环的双酰肼类化合物。初步构效关系研究分析发现： 当苯环的邻位或对位上连 接吸电子取代基时，化合物的除草活性比连接供 电子取代基时高，且吸电子基的电负性越强，除 草活性越高，如除草活性 6d < 6e < 6k，6a < 6k； 无论苯环上连接吸电子或供电子取代基，含有两 个取代基的化合物的除草活性均高于单取代的化 合物，如除草活性 6i > 6e，6b > 6e，6c > 6g，且 当苯环上 2，4 位同时被 Cl 取代时除草活性最 高；而当苯环上 2，6 位同时被取代时，除草活性 较 2，4 位或 2，3 位取代有所降低，如除草活性 6c > 6h,6i > 6b > 6m，由此可见，取代基的位阻 效应对目标化合物除草活性有影响。进一步的结 构改造及构效关系研究正在进行中。