c01013

Synthesis of N-(b-Aryloxy) propionyl-N'-Arylthioureas

Li Yingjun, Su Ying, Zhang Jiandong, Xu Yongting^#, An Yue^#
(Department of Chemistry, ^#Experiment Center, Liaoning Normal University, Dalian 116029)

Abstract twelve N-(b-arlyoxy)propionyl-N'-arylthioureas were synthesized using phase transfer catalyst PEG-400 under ultrasonic irradiation. Their structures were characterized by IR, ¹H NMR, ¹³C NMR and elemental analysis.
Key words N-(b-aryloxy) propionyl-N'-arylthioureas, synthesis, ultrasonic irradiation, phase transfer catalysis
摘要利用超声波辐射固——液相转移催化法合成了12种N-(b-芳氧基)丙酰基-N'-芳基硫脲新化合物，经IR、¹H NMR、¹³C NMR和元素分析确定了它们的结构。
关键词 N-(b-芳氧基)丙酰基-N'-芳基硫脲合成超声波辐射相转移催化

N-(b-芳氧基)丙酰基-N'-芳基硫脲合成

李英俊苏瑛张健东许永廷^# 安悦^#
(辽宁师范大学化学系 ^#实验中心大连 116029)

b-芳氧基丙酸及其衍生物是一类非常重要的化合物，具有多种生物活性，如：具有杀菌、杀虫，除莠和调节植物生长的作用^[1-3]，同时，酰基取代的硫脲衍生物也具有杀真菌^[4]、杀虫^[5]、以及调节植物生长^[6]的作用。考虑到这两类化合物的特性，作者根据活性子叠加^[7]原理，将既含有b-芳氧丙酰基又含有硫脲基的两种活性基团结合在一起，设计并合成出了一系列N-(b-芳氧基)丙酰基-N'-芳基硫脲化合物。由于超声波辐射可以加快有机合成反应速度，提高产率，因此作者采用超声波辐射下的固-液相转移催化法^[8]合成了目标分子。由具有生物活性的b-芳氧基丙酸为原料合成b-芳氧基丙酰基异硫氰酸酯，不经分离直接与芳胺类化合物进行加成反应，合成了12种新的N-(b-芳氧基)丙酰基-N'-芳基硫脲化合物。有关这些化合物的生物活性正在研究之中。
合成路线如下：


Ar:	C₆H₅-,	Ar':	Ⅳ_a,p-BrC₆H₄-；	Ⅳ_b,o-CH₃C₆H₄-；	Ⅳ_c,o-CH₃OC₆H₄-；
			Ⅳ_d,α-C₁₀H₇-；	Ⅳ_e,o-O₂NC₆H₄-；	Ⅳ_f,m-O₂NC₆H₄-；
			Ⅳ_g,p-O₂NC₆H₄-；
Ar:	p-CH₃C₆H₄-,	Ar':	Ⅳ_h,p-ClC₆H₄-；	Ⅳ_i,m-ClC₆H₄-；	Ⅳ_j,m-O₂NC₆H₄-；
			Ⅳ_k,p-O₂NC₆H₄-；	Ⅳ_l,p-CH₃COC₆H₄-；
	图1 一锅法合成N-(b-芳氧基)丙酰基-N'-芳基硫脲化合物

1 实验部分
    仪器：岛津IR-408型红外光谱仪，KBr压片；BRUKER AC-80型核磁共振仪，CDCl₃或CDCl₃+ DMSO-d₆为溶剂,TMS为内标； CQ—250型超声波清洗器，频率33±2 kHz；意大利1106型有机元素分析仪。
    所用药品均为市售的分析纯化合物。原料b-芳氧基丙酸参考文献^[9]合成。
1.1 b-芳氧基丙酰氯的合成
    称取2mmolb-芳氧基丙酸放入干燥磨口的锥形瓶中，加入10mL C₆H₆ 、5mL 新蒸馏的SOCl₂，回流反应14～16h后，在水泵减压下蒸去过量的SOCl₂及苯溶剂，即得到b-芳氧基丙酰氯，所得酰氯不经分离可直接使用。
1.2 目标分子N-（b-芳氧基）丙酰基-N'-芳基硫脲Ⅳ_a～l的合成
    在干燥的三角瓶中分别加入3mmol(0.23g) NH₄SCN、0.15g PEG-400 (相转移催化剂，聚乙二醇-400)和含有上述制得的酰氯的15mL CH₂Cl₂溶液，超声波辐射1h，此期间超声波清洗器水槽内水温控制在15～28°C。然后加入1.67mmol芳胺、5mL CH₂Cl₂继续在原温度超声波辐射作用0.5h后停止反应。加入10mL H₂O使反应混合物中的无机盐溶解，分出有机相，水相用CH₂Cl₂萃取两次(5mL×2)，合并有机相，水浴蒸去CH₂Cl₂后得粘稠状液体，放置冷却后固化，用适当溶剂重结晶，即得到纯净的产物Ⅳ_a～l。

2 结果与讨论
化合物(Ⅳ_a～l)的熔点、产率及其分析数据见表1-4。

表1 化合物Ⅳ_a～l的熔点、产率及IR数据

No.

分子式

晶形与颜色

m.p./°C

产率/%

IR(KBr)/n,cm^-1

Ⅳ_a	C₁₆H₁₅O₂N₂SBr	淡黄色针状晶体	144	74.6	3130	1685	1600	1480	1528	1172	1237
Ⅳ_b	C₁₇H₁₈O₂N₂S	淡黄色针状晶体	146.5～147.5	66.6	3110	1690	1595	1490	1540	1161	1245
Ⅳ_c	C₁₇H₁₈O₃N₂S	桔黄色针状晶体	153	90.9	3140	1696	1595	1490	1540	1176	1240
Ⅳ_d	C₂₀H₁₈O₂N₂S	淡黄色针状晶体	148～148.5	42.8	3140	1681	1595	1495	1529	1169	1241
Ⅳ_e	C₁₆H₁₅O₄N₃S	桔黄色针状晶体	92～92.5	62.5	3150	1700	1595	1580	1520	1170	1231
Ⅳ_f	C₁₆H₁₅O₄N₃S	黄色针状晶体	100～101	65.6	3140	1695	1595	1489	1522	1175	1240
Ⅳ_g	C₁₆H₁₅O₄N₃S	黄色片状晶体	140.5～141	69.4	3260	1688	1611	1481	1512	1170	1245
Ⅳ_h	C₁₇H₁₇O₂N₂SCl	淡黄色针状晶体	160～160.5	69.0	3300	1679	1590	1490	1515	1170	1241
Ⅳ_i	C₁₇H₁₇O₂N₂SCl	桔黄色针状晶体	157.5～158	71.5	3200	1691	1592	1505	1525	1174	1240
Ⅳ_j	C₁₇H₁₇O₄N₃S	黄色针状晶体	122～123	52.6	3200	1708	1595	1490	1525	1173	1235
Ⅳ_k	C₁₇H₁₇O₄N₃S	红棕色针状晶体	134～134.5	50.0	3240	1685	1605		1520	1180	1250
Ⅳ_l	C₁₉H₂₀O₃N₂S	土黄色针状晶体	126～127	50.5	3320	1682 1674	1599	1479	1511	1176	1270

由表1可知，目标化合物Ⅳ_a～l 的IR光谱在1674～1708cm^-1处均有尖锐的强吸收峰，为C=O伸缩振动吸收；在3110～3320cm^-1处有尖锐的吸收峰，为-NH-伸缩振动吸收；在1511～1540cm^-1处有强、宽的吸收峰，为-C-N-弯曲振动吸收；在1161～1180cm^-1处有尖锐的吸收峰，为C=S伸缩振动特征吸收；在1231～1270cm^-1处有尖锐的强吸收峰，为Ar-O-C伸缩振动吸收；在1590～1611和1479～1580cm^-1处的吸收峰为苯环的骨架振动吸收。

表2 化合物Ⅳ_a～l的元素分析数据

No.	元素分析(计算值)/%
	C	H	N

No.	元素分析(计算值)/%
	C	H	N

Ⅳ_a	50.44	3.93	7.39
Ⅳ_a	(50.66)	(3.96)	(7.39)
Ⅳ_b	64.69	5.58	8.70
Ⅳ_b	(64.97)	(5.73)	(8.92)
Ⅳ_c	61.78	5.37	8.51
Ⅳ_c	(61.82)	(5.45)	(8.48)
Ⅳ_d	68.32	4.86	7.92
Ⅳ_d	(68.57)	(5.14)	(8.00)
Ⅳ_e	55.40	4.25	11.93
Ⅳ_e	(55.65)	(4.35)	(12.17)
Ⅳ_f	55.37	4.06	11.91
Ⅳ_f	(55.65)	(4.35)	(12.17)

Ⅳ_g	55.48	4.15	11.89
Ⅳ_g	(55.65)	(4.35)	(12.17)
Ⅳ_h	58.36	4.76	8.01
Ⅳ_h	(58.54)	(4.88)	(8.03)
Ⅳ_i	58.38	4.85	8.13
Ⅳ_i	(58.54)	(4.88)	(8.03)
Ⅳ_j	56.65	4.71	11.68
Ⅳ_j	(56.82)	(4.73)	(11.70)
Ⅳ_k	56.58	4.60	11.55
Ⅳ_k	(56.82)	(4.73)	(11.70)
Ⅳ_l	64.12	5.74	7.60
Ⅳ_l	(64.04)	(5.62)	(7.87)

表3 化合物Ⅳ_a～l的¹H NMR数据

No.

Ⅳ_a	2.90～3.06(2H,t,-CH₂CO-)，4.21～4.39(2H,t,-OCH₂-)，6.89～7.39(5H,m,Ar-H)，7.44～7.71(4H,q,Ar-H)，11.60(1H,s,-CONH-)，12.59(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_b	2.38(3H,s,Ar-CH₃)，2.91～3.09(2H,t,-CH₂CO-)，4.25～4.40(2H,t,-OCH₂-)，6.89～7.79(9H,m, Ar-H)，11.50(1H,s,-CONH-)，12.20(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_c	2.90～3.09(2H,t,-CH₂CO-)，4.21～4.39(2H,t,-OCH₂-)，3.89(3H,s,-OCH₃)，6.85～7.39(8H,m,Ar-H)，8.60～8.71(1H,d,Ar-H)，11.44(1H,s,-CONH-)，12.77(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_d	2.99～3.15(2H,t,-CH₂CO-)，4.29～4.42(2H,t,-OCH₂-)，6.90～7.98(12H,m,Ar-H)，11.69(1H,s,-CONH-)，12.69(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_e^*	2.80～2.99(2H,t,-CH₂CO-)，4.29～4.10(2H,t,-OCH₂-)，6.90～8.41(9H,m,Ar-H)，9.62(1H,s,-CONH-)，13.05(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_g	2.88～3.09(2H,t,-CH₂CO-)，4.22～4.39(2H,t,-OCH₂-)，6.85～7.39(5H,m,Ar-H)，7.99～8.30(4H,q,Ar-H)，11.75(1H,s,-CONH-)，13.00(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_h	2.33(3H,s,CH₃-Ar)，2.89～3.01(2H,t,-CH₂CO-)，4.19～4.32(2H,t,-OCH₂-)，6.75～7.11(4H,q,Ar-H)，7.30～7.74(4H,q,Ar-H)，11.59(1H,s,-CONH-)，12.59(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_i	2.30(3H,s,CH₃-Ar)，2.89～3.02(2H,t,-CH₂CO-)，4.19～4.34(2H,t,-OCH₂-)，6.73～7.55(7H,m,Ar-H)，7.90(1H,s,Ar-H)，11.59(1H,s,-CONH-)，12.60(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_j^*	2.31(3H,s,CH₃-Ar)，2.80～2.95(2H,t,-CH₂CO-)，4.24～4.39(2H,t,-OCH₂-)，6.80～8.19(7H,m,Ar-H)，8.68～8.71(1H,t,Ar-H)，9.52(1H,s,-CONH-)，12.57(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_k	2.29(3H,s,CH₃-Ar)，2.90～3.02(2H,t,-CH₂CO-)，4.19～4.33(2H,t,-OCH₂-)，6.75～7.10(4H,q,Ar-H)，7.97～8.29(4H,q,Ar-H)，11.70(1H,s,-CONH-)，13.00(1H,s,-CSNH-)
Ⅳ_l^*	2.31(3H,s,CH₃-Ar),2.61(3H,s,CH₃CO-),2.80～2.95(2H,t,-CH₂CO-),4.22～4.39(2H,t,-OCH₂-)，6.80～7.19(4H,q,Ar-H)，7.79～8.08(4H,q,Ar-H)，9.44(1H,s,-CONH-)，12.55(1H,s,-CSNH-)

注：带*者溶剂为CDCl₃，其余均为CDCl₃+DMSO-d₆混合溶剂

在化合物Ⅳ_a～l 的¹H NMR谱中，由于两个氮原子上的质子所处的化学环境不同,在d12.20～13.05处有单、宽峰，为-CSNH-中的质子吸收峰，在d9.44～11.75处有单、宽峰，为-CONH-中的质子吸收峰，其中在d12.20～13.05处的吸收峰,根据文献^[10]报道,可能是目标分子R-CO-NH(b)-CSNH(a)-Ar'中的NH(a)质子与羰基形成分子内氢键所致；在d4.19～4.42处有三重峰，为-OCH₂-中的质子吸收峰；在d2.80～3.15处有三重峰，为-CH₂CO-中的质子吸收峰；在d2.29～2.38处有单峰，为CH₃-Ar中的质子吸收峰。
对化合物Ⅳ_d,Ⅳ_g,Ⅳ_h所做的¹³C-NMR(质子噪声去偶)结果表明在d178.963～180.690处有单峰，为C=O碳的吸收峰；在d172.897～173.177处有单峰，为C=S碳的吸收峰；在d114.441～158.325处有多重峰，为苯环碳的吸收峰；在d62.966～63.110处有单峰，为-OCH₂-碳的吸收峰；在d36.405～36.420处有单峰，为-CH₂CO-中CH₂碳的吸收峰；在d20.172处有单峰，为-CH₃碳的吸收峰。

表4 化合物Ⅳ_d, Ⅳ_g, Ⅳ_h,的¹³C NMR数据

No.

Ⅳ_d	36.405； 63.045； 114.577, 120.864, 121.717, 123.901, 125.097, 126.145, 126.560, 127.208, 128.286, 128.484, 129.317, 133.790, 158.316； 173.026； 180.690
Ⅳ_g	36.420； 62.966； 114.590, 120.958, 123.196, 124.110, 129.400, 143.747, 144.524, 158.325； 173.177； 178.963
Ⅳ_h	20.172； 36.294； 63.110； 114.441, 125.493, 128.425, 129.701, 130.620, 136.657, 156.188； 172.897； 179.025

3 参考文献
[1] Romazanovich N P, Tsibul's'ka G M, Vasil'eva Z O. Derivatives of b-aryloxypropionic acids as stimulators of growth and as herbicides. Visn. Sil's'Kogospodar. Nauki, 1964,7(3):51-3； (CA,61:7627c).
[2] Masatoshi H, Kojiro W, Katsura M. synthesis and nematocidal activity of phenoxypropionic acid derivatives. Agric. Biol. Chem., 1983, 47(11):2653-5.
[3] 李英俊,付兴吉,许永廷等.b-芳氧基丙酸衍生物的合成及生物活性.应用化学,1995,12(2)：47-50.
[4] Josef J. Preparation of N-benzoylthioureas with herbicidal and fungicidal effects. Czech. CS245,088, 15Dec 1987；(CA, 110:7876p).
[5] Wegner P, Krueger H R, Franke H et al. Acylureas and insecticidal compositions containing them.Eur. Pat., EP190,611；(CA, 105:221039h).
[6] 魏太保,陈继畴, 王秀春等. N-芳基-N'-(5-芳基-2-呋喃甲酰基)硫脲衍生物的合成及其生物活性的研究. 高等学校化学学报, 1992,13(9):1217-1221.
[7] 王元正.活性子方法及其在农药设计中的作用. 化学世界, 1994,35(3):122-123.
[8] 李英俊,郭文生,许永廷等.超声波辐射下的固-液相转移催化法合成苯乙酰基芳基硫脲化合物.应用化学,1998,15(1)：95-97.
[9] 李英俊,付兴吉,许永廷等.超声波辐射固-液相芳氧(硫)基羧酸的合成.应用化学,1993,10(6)：97-98.
[10] 董燕红,司宗兴.硫脲化合物的合成及其生物活性.应用化学,1995,12(6): 62-64.

李英俊 女，39岁，副教授，主要从事有机合成方面的教学与研究工作。
辽宁省教委科研基金资助项目(9802211056)。 2000-07-28收稿，2000-11-18修回。