2015, Vol. 
氯虫苯甲酰胺(chlorantraniliprole,Scheme 1,A) 是一种昆虫鱼尼丁受体激活剂(ryanodine receptor activator)[1,2,3,4]，对鳞翅目和鞘翅目等害虫具有优异的杀虫活性，对哺乳动物安全，是近几年研究较多的杀虫剂品种之一[5,6,7]。
氟虫腈(fipronil,Scheme 1,B)的作用机理是阻碍γ-氨基丁酸(GABA) 控制的氯化物传递[8]。由于氟虫腈对甲壳类水生生物和蜜蜂具有高风险，在水和土壤中降解慢，因此自2009 年10 月1日起，除卫生用及玉米等部分旱田种子包衣剂外，我国已停止销售和使用其他用途的含氟虫腈成分的农药制剂。但由于该杀虫剂对鳞翅目、蝇类和鞘翅目等害虫具有极高的杀虫活性且与其他杀虫剂无交互抗性，因而对其结构进行改造的研究兴趣仍方兴未艾[9,10,11,12,13,14]。
对氯虫苯甲酰胺与氟虫腈骨架结构的拼接已有报道。本课题组[15]通过活性亚结构拼接，合成了16 个含吡唑杂环的新型二酰胺类化合物，初步生物活性测试结果表明：在500 mg/L下，部分化合物对粘虫和苜蓿蚜的致死率在60%～100%之间；在100 mg/L下，化合物对茶尺蠖幼虫的最高致死率为80%，其中毒症状表现为拒食。李正名课题组[16]依据生物合理设计思想，在氯虫苯甲酰胺与氟虫腈活性亚结构分子中引入酰胺键活性基团，设计合成了一系列新型不对称草酰二胺类化合物，虽然其在200 mg/L时未表现出良好的杀粘虫活性，但具有一定的抑菌活性，在50 mg/L下，化合物对番茄早疫病菌的最高抑制率为45.0%，对苹果轮纹病菌的最高抑制率为51.9%。上述研究结果显示，以氯虫苯甲酰胺和氟虫腈活性亚结构拼接方法所得化合物具有一定的杀虫(螨)或杀菌活性，值得进一步研究。因此，笔者根据生物合理设计方法，重新设计了一类新型含吡啶杂环邻氨基苯甲酰胺类化合物(Scheme 1,C)。
 | Scheme 1 Design of the title compounds 图式1 标题化合物的设计 |
为更加有效地设计、合成具有潜在生物活性的邻氨基苯甲酰胺类化合物，笔者在前期研究中[17]利用分子建模软件Discovery Studio 2.5，对鱼尼丁受体类杀虫剂的药效团模型进行了研究，得到了一个具有较好活性预测能力和库筛能力的模型Hypo 1。在此基础上，利用该药效团模型Hypo 1对本文所设计的目标化合物的活性进行预测，结果表明，所设计的目标化合物具有较好的活性。据此，笔者以氯虫苯甲酰胺和氟虫腈的结构为基础，设计并合成了24个新型含吡唑杂环邻氨基苯甲酰胺类化合物，对其结构进行了表征，并初步测定了其对朱砂叶螨的杀螨活性。目标化合物合成路线见Scheme 2。 1 实验部分 1.1 仪器与试剂
Bruker AVANCE III 500 MHz 核磁共振波谱仪(以CDCl3或DMSO-d6为溶剂，TMS为内标)；Bruker Equinox 55红外光谱仪；Büchi Melting Point B-545熔点仪(温度计未校准)；Thermo Fisher Scientific DSQ II气-质联用仪；Thermo LCQ fleet ESI源质谱仪；岛津LC-10AT液相色谱仪。
N-甲基-(5-取代-2-氨基-3-甲基)苯甲酰胺(3a～3c)由3-甲基-2-硝基苯甲酸依照文献方法[18]合成，其余试剂均为市售分析纯或化学纯。对照药剂97.8%阿维菌素(abamectin)原药，由浙江钱江生物化学股份有限公司提供。 1.2 化合物的合成 1.2.1 5-氨基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-4-三氟甲硫基吡唑-3-羧酸(2a)的合成
参考文献方法[19]由化合物1制备而得。收率85%，熔点200～201 ℃(文献值[18]199 ℃)。 1.2.2 中间体2b～2d的合成
参考文献方法[15]制备。化合物2b收率70%，熔点157～159 ℃；2c收率45%，熔点184～185 ℃；2d收率57%，熔点189～191 ℃。
 | Scheme 2 |
以化合物4a合成为例：向100 mL三口瓶中，加入4.40 g(10 mmol) 化合物2a、1.64 g(10 mmol) N-甲基-(2-氨基-3-甲基)苯甲酰胺(3a)、1.58 g(20 mmol)吡啶和30 mL乙腈，于20～30 ℃下，缓慢滴加10 mL含1.72 g(15 mmol) 甲基磺酰氯的乙腈溶液，30 min滴加完毕(逐渐析出白色固体)，保温反应5 h，加入40 mL水，过滤得浅棕色固体，用V(水)∶V(乙醇)=2∶1重结晶得白色固体5.26 g，高效液相色谱(HPLC) 检测其纯度为99.1%，收率为89%。
以同样的方法得到化合物4b～4l。 1.2.4 化合物5-取代-N-[4-取代-2-甲基-6-(甲氨基甲酰基)苯基]-1-1-[2,6-二氯-4-(三氟甲基)苯基]-4-三氟甲基亚磺酰基-1H-吡唑-3-甲酰胺( 5a～5l)的合成
以化合物5a合成为例：向50 mL三口瓶中，加入2.93 g(5 mmol) 化合物4a和8.55 g(75 mmol) 三氟乙酸，冰水浴冷却至0～10 ℃，缓慢滴入0.79 g(7 mmol) 30%的双氧水，20 min滴加完毕，保温反应4 h，加入0.25 g(2 mmol) 无水亚硫酸钠和30 mL水，过滤得淡黄色固体，用乙酸乙酯重结晶得白色固体2.93 g,HPLC检测其纯度为98.5%，收率为96%。
同法合成化合物5b～5l。 1.3 杀螨活性测试 1.3.1 供试药液配制
参考《国家南方农药创制中心生测标准程序》[20]中创制农药生物活性评价SOP(杀虫剂卷)方法进行。准确称取一定质量(精确至0.000 1 g) 的原药及对照药剂阿维菌素，分别用DMF溶解并配制成质量分数为5%的母液。量取一定量的母液，用含有0.1% 吐温-80的蒸馏水稀释，配制成测定所需浓度的药液，备用。 1.3.2 杀螨活性试验方法
采用Potter喷雾法[20]测试化合物4b～4l和5b～5l对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinu成螨的杀螨活性。将蚕豆叶片打成叶碟，接朱砂叶螨成螨,待成螨于叶片上稳定后，将叶碟置于Potter喷雾塔下进行喷雾处理，自然晾干后置于24～26 ℃、14 h光照培养，2 d后调查结果，以毛笔触动虫体，无反应者视为死虫。
2 结果与讨论 2.1 化合物的合成
在合成中间体2b～2d的过程中发现，原料2a吡唑环上的氨基不管是被氯代还是被溴代均会产生少量重氮盐被还原的副产物2b。其可能的原因是：重氮盐与具有还原性的氯化亚铜或溴化亚铜酸性水溶液发生了少量的重氮盐还原反应(Scheme 3)。由于主产物与副产物结构相似，导致提纯过程损失较大，收率偏低。
 | Scheme 3 |
目标化合物的理化参数和质谱数据见表 1; 核磁共振氢谱和红外光谱数据见表 2。
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表 1 目标化合物4和5的理化参数和质谱数据(n=3) Table 1 The physical data and APCI-MS of target compounds 4 and 5 |
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表 2 目标化合物4和5的核磁共振氢谱和红外光谱数据(n=3) Table 2 1H NMR and IR data of target compounds 4 and 5 |
杀螨测试结果显示：在500 mg/L时，仅有化合物5k和5l对朱砂叶螨成螨具有一定的杀螨活性，其致死率为100%，其余化合物的致死率均为0；当5k和5l的质量浓度降为100 mg/L时，其致死率分别降至30%和50%，而此时阿维菌素对朱砂叶螨的致死率仍为100%。
从化合物结构上看，5k和5l在吡唑环上的4位均为三氟甲基亚砜基，R1基团均为Br，R2基团分别为Cl和Br。R2基团的杀螨活性顺序为：Br(5l) > Cl(5k) > H(5j)；R1基团为Br时才具有杀螨活性(5k)，而当R1基团为NH2(5b)、H(5e) 或Cl(5h) 时其致死率均为0；吡唑环上的4位为三氟甲基亚砜基(5k)时有杀螨活性，为三氟甲基硫基(4k)时则无活性。
与阿维菌素相比，所有目标化合物均未表现出良好的杀螨活性，可能由两个原因造成：1)与吡唑连接的苯环上4位取代基团的存在使其生物活性大为降低，这与文献[21]的结果一致； 2)与吡唑相连的苯环上2,6位同时为氯原子取代时，相当于在邻近苯环这个芳环中心的两边同时引入了两个疏水中心，与氯虫苯甲酰胺相比，其位阻更大，疏水性更强，因此无法与靶标很好地结合，导致活性降低。
致谢：感谢浙江省化工研究院有限公司为本文提供生物活性测试数据。
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