The Synthesis of Some N-Acyl Carbamates & Thionocarbamates

Yang Guangliang, Si Zongxing
(Department of Applied Chemistry , China Agricultural University, Beijing, 100094)

Abstract Two series of carbamates were synthesized and all compounds were confirmed by 1HNMR , IR and elementary analysis . The synthetic methods and the spectrum properties of new compounds were discussed.
Key words carbamate, synthesis
摘要 合成了9种新的N-酰基取代(硫代)氨基甲酸酯化合物，它们的结构均通过IR、1HNMR及元素分析予以确证。
关键词 氨基甲酸酯 合成

一些N-酰基取代（硫代）氨基甲酸酯的合成

杨光亮# 司宗兴**
（中国农业大学应用化学系 北京 100094）

    农用有机杀菌剂到目前为止已有300多种，结构类型多种多样，其中杂环化合物作为杀菌剂发展十分迅速；作用机制已从保护性向内吸性过渡。例如我国六十年代开发使用并沿用至今的二硫代氨基甲酸酯类多是保护性的，七、八十年代以后国内外开发的萎锈灵、苯菌灵、十二吗啉、噻氨灵等多为带杂环的氨基甲酸酯类内吸性农用杀菌剂，这些品种的主要缺点是用量高、杀菌谱窄、抗性产生较快。为筛选高杀菌活性的化合物，本文设计以下路线把活性单元接在一个分子中，以改变作用靶标，扩大作用谱。选用的杂环为1,2,3-噻二唑、5-取代的呋喃，该两种杂环有较好的生物活性[1]，另一端是具有杀菌活性的长链烷基[2]，中间以氨基甲酸连接，合成了一些未见报道的新化合物. 通过IR、 1HNMR和元素分析方法确证了结构并进行了杀菌活性的测定，其中9种化合物有较好的杀菌活性。现报道如下：

a-e:(I)系列, a: X=O, n=7, Y=H; f-i:(II)系列, f: R=Cl, X=S, n=7, Y=H;
b: X=O, n=10, Y=H; g: R=Cl, X=O, n=9, Y=Br;
c: X=O, n=13, Y=H; h: R=Cl, X=S, n=15, Y=H;
d: X=O, n=9, Y=Br; i: R=NO2, X=S, n=15, Y=H;

e: X=S, n=7, Y=H;

1 实验部分
1.1 仪器和试剂
    IR-435型红外光谱仪(Shimadzu)，KBr 压片法；JEOL FX-90Q型核磁共振仪(日本电子)，TMS作内标，溶剂为CDCl3或DMSO-d6；Yanagimoto 型熔点仪(MFG Co)，温度计未经校正。试剂均为市售试剂，使用前均经处理。
1.2 化合物的合成
    按文献[3,4]分别制得杂环甲酰胺，熔点均与文献值相同。在50ml三口圆底瓶中,放入对应的杂环甲酰胺4.5mmol和20ml精制无水1，2－二氯乙烷，隔绝湿气下搅拌加热，用恒压漏斗从侧管缓慢滴加草酰氯(杂环甲酰胺和草酰氯摩尔比为1：4)，20～30min加完，回流12h。减压蒸除过量的草酰氯及大部分的1，2－二氯乙烷，不经分离作下步反应用。
    上法制得杂环甲酰异氰酸酯后，加入精制10ml，1，2－二氯乙烷及比酰胺摩尔数略少量的醇或硫醇[5]。加入催化量的三乙胺，根据碳链长短，隔绝湿气回流7～12h。旋转蒸出溶剂后，得灰白固体，真空柱层析分离，正己烷或正己烷＋四氢呋喃重结晶。收率40%87%。
    目标化合物的物理性质和波谱数据见表1～3。

表1 新化合物的物理性质及元素分析数据

No

颜色

 熔点（℃）

收率

C(%)(计算值)

H(%)(计算值)

N(%)(计算值)

a

白色

94.5-96.5

87%

50.78(50.51)

6.54(6.71)

14.72(14.73)

b

白色

101-103

67%

54.84(55.02)

7.66(7.70)

12.87(12.84)

c

白色

109-111

63%

58.50(58.51)

8.24(8.46)

10.96(11.37)

d

白色

87-89

41%

43.06(42.86)

5.80(5.65)

10.63(10.71)

e

白色

75-77

58%

48.13(47.82)

6.23(6.35)

13.66(13.94)

f

黄绿色

134-136

67%

61.04(60.98)

5.89(6.14)

3.66(3.56)

g

浅黄色

液体

 73%

52.19(52.59)

5.31(5.08)

2.97(3.07)

h

绿黄色

117-119

 69%

66.14(66.45)

7.60(7.97)

2.87(2.77)

i

浅黄色

96-98

80%

64.71(65.09)

7.85(7.80)

5.44(5.42)

表2 新化合物的 1HNMR 数据

No

1 H-NMR (δ ,ppm)

a

 0.84(t, 3H, J=7.2Hz ,CH3); 1.04-1.76(m, 12H, CH2); 4.12(t, 2H, J=7.2Hz ,OCH2); 9.84(s, 1H, Het-H); 11.08( s, 1H, N-H )

b

 0.86(t, 3H, CH3); 1.12-1.80(m, 18H, CH2); 4.16(t, 2H, J=7.2Hz ,OCH2); 9.88( s, 1H, Het-H ); 11.20( s, 1H, N-H )

c

 0.88(t, 3H, CH3); 1.16-1.80(m, 24H, CH2); 4.16(t, 2H, J=7.2Hz ,OCH2); 9.88(s, 1H, Het-H); 11.19(s, 1H, N-H)

d

 1.20-2.00 (m, 16H, CH2); 3.40 ( t, 2H, J=7.2Hz ,CH2Br); 4.28 ( t, 2H, J=7.2Hz ,CH2O); 9.38 ( s, 1H, Het-H); 9.46 (S, 1H, N-H)

e

 0.88 ( t, 3H, CH3); 1.12-1.84 (m, 12H, CH2); 3.00 (t, 2H, J=7.2Hz ,SCH2); 9.40( s, 1H, Het-H); 9.92 ( s,1H, N-H)

f

 0.88 ( t, 3H , CH3 ); 1.12-1.84 ( m , 12H, CH2 ); 2.98 ( t , 2H, J=7.2Hz ,SCH2); 6.76 ( d , 1H, J=3.5Hz ,Fu-H); 7.32-7.76 ( m, 5H, Ar-H, Fu-H); 8.84 ( s, 1H, N-H)

g

 1.20-2.00 (m, 16H, CH2); 3.40 ( t, 2H, J=7.2Hz ,CH2Br); 4.28 ( t, 2H, J=7.2Hz ,CH2O); 6.76(d,1H, J=3.5Hz ,Fu-H);7.32-7.76(m,5H,Ar-H,Fu-H); 8.24(s,1H,N-H)

h

 0.88 ( t, 3H, CH3); 1.12-1.80 ( m, 28H, CH2); 2.98 ( t, 2H, J=7.2Hz ,SCH2); 6.80 (d, 1H, J=3.5Hz ,F-H); 7.32-7.76(m, 5H , Ar-H, F-H ); 8.86 (s, 1H, N-H )

i

 0.88 ( t, 3H, CH3); 1.16-1.76 ( m, 28H, CH2); 3.00 ( t, 2H, J=7.2Hz ,SCH2); 7.02 (d), 7.46 (d) (2H, J=3.5Hz ,Fu-H); 7.88 (d), 8.32 (d) (4H , J=7.5Hz ,Ar-H); 8.88 (s, 1H, N-H )

　

表3 新化合物的IR数据

No

IR( cm-1 )

a

3380 3320 3120 3100 2930 2900 2850 1775 1700 1510 1465 1400 1230 1155 1100 940 775 720

b

3320 3105 2900 2850 1770 1760 1700 1510 1465 1400 1230 1180 950 770 715

c

3320 3110 2900 2850 1775 1760 1700 1510 1400 1230 1185 955 770 720 650

d

3350 3100 2900 2850 1770 1760 1700 1510 1465 1400 1230 1180 950 770 630

e

3400 3200 3100 2900 2850 1705 1655 1500 1440 1400 1305 1265 860 740 670

f

3400 3200 2900 2850 1695 1635 1520 1465 1400 1270 1200 790 730 680

g

3250 3100 2900 2850 1760 1690 1585 1565 1520 1500 1475 1410 1270 1200 1090 1020 920 830 800 770

h

3400 3230 3150 2920 2860 1700 1635 1525 1470 1400 1275 795 740 690

i

3400 3200 3150 2900 2850 1695 1635 1520 1470 1400 1290 1270 1200 1035 790 740 680

2 结果与讨论
2.1 产物的1HNMR分析
    在1H-NMR 图谱中，以b为例，当以 CDCl3为溶剂时，Het-H在9.42ppm处，而此峰有一肩峰，且重水交换不掉，疑为N-H峰。改以 DMSO-d6为溶剂，两峰分开，N-H之H在9.88ppm处，重水交换后消失，此现象在(I)系列化合物中均存在，可能是化合物在CDCl3中形成了分子间氢键。
2.2 产物的IR分析
    中间体杂环酰基异氰酸酯的红外光谱图中,在2220 cm-1 处有一强的特征吸收峰，与(硫)醇反应后，该峰消失。目标化合物在1770cm-1和1700cm-1附近有两个明显的羰基吸收峰，同时在3200－3400cm-1间出现N-H的伸缩吸收峰。
2.3 有不少文献报道芳基酰胺、芳基甲酰胺与草酰氯反应制备对应的异氰酸酯。
    杂环甲酰胺与草酰氯反应制备相应的杂环甲酰异氰酸酯，仅见欧洲专利[6]有一篇文献报道了2－呋喃甲酰胺与草酰氯反应制备相应的酰基异氰酸酯，但无具体的反应描述。根据草酰氯和1，2，3－噻二唑－4－甲酰胺的不同摩尔比所得到的异氰酸酯的收率见表4。

表4 不同量原料比产物的收率

酰胺：草酰氯（mol)

溶剂

时间(h)

收率（％）

1：1

1，2－二氯乙烷

12

45

1：2

1，2－二氯乙烷

12

63

1：4

1，2－二氯乙烷

12

82

1：6

1，2－二氯乙烷

12

71

    本文选择 1，2 - 二氯乙烷作溶剂，以三乙胺作催化剂，控制酰胺和草酰氯的用量摩尔比为1：4，成功地制备了两个未见报道的杂环酰基异氰酸酯,IR ( cm-1 ):2220( N=C=O ).
2.4 杀菌活性
    测定方法为生长速率法。a、b、c、g（均50ppm）对小麦赤霉病的抑制率为81％、78％、100％、100％；f(50ppm)对蕃茄炭疽病、犁黑斑病的抑制率分别为81％和80％。由生物测定结果看几种新化合物对不同的菌种都有效，而且用量大为减少，有开发的前途，但需进一步的田间药效试验的证明。
3 参考文献
[1] U.S.P 3,830,641
[2] Jpn Kokai Tokkyo Koho JP 81,115,704
[3] Speziale, A J, Smith，L R and Fedder，J E，The Reaction of Oxalyl Chloride With Amides, Ⅳ.Synthesis of Acyl Isocyanates. J. Org. Chem., 1965 , 30(12):4306
[4] Bacaloglu R , Cotarca L . Reactions of Aryl Isocyanates With Alcohols. J. Prakt. Chem., 1988, 330(3):428
[5] Pharma，S A，Cephalosporin Derivatives,EP,C 07D,55 562, 1982.
[6] E.P 55, 562

# 现在化工部规划院工作 ** 联系人
98-11-30收稿，99-02-16修回