新型杀虫3-氨基吡啶脲的发现

付骋宇，张 波 编译

(西安海关技术中心，陕西西安 710068)

商业化合物库是医药和农药产品开发的潜在宝贵来源。最近对29个不同供应商数据库的790万个化合物进行了化学信息分析，结果表明，其中多达39%的化合物可能具有适合于高通量筛选（HTS）开发试验的特性（Lipinski五规则、渗透性、亲油性、溶解性）。因此，从这些数据库筛选化合物作为农化产品开发起点策略的一部分。

为了发现杀虫剂产品开发起点，Willian TLambert等人购买了具有商业化杀虫剂常见结构特征的商业化合物。由于3-取代吡啶广泛存在于商业化防治刺吸式害虫的杀虫剂中，故Willian TLambert选择进一步开发这种亚结构。含3-吡啶基的杀虫剂有双丙环虫酯（afidopyropen)、吡蚜酮、吡虫啉、氟吡呋喃酮、氟啶虫酰胺和氟啶虫胺腈（图1）。值得注意的是，尽管这些化合物都具有3-吡啶基团，但它们并不具有相同的杀虫作用机制。例如，双丙环虫酯和吡蚜酮为弦音器官TRPV通道调节剂（分别是IRAC组9D和9B），氟啶虫酰胺是未知靶标位点的弦音器调节剂（IRAC组29），而吡虫啉、氟啶虫胺腈和氟吡呋喃酮是烟碱乙酰胆碱受体（nAChR）竞争性调节剂（分别为IRAC组4A、4C和4D）。因此，可通过开发其他含3-吡啶基骨架的化合物发现作用于新的或正在开发的靶标位点的杀虫活性化合物。根据这一目标，搜索了商业化合物数据库中含有3-吡啶基亚结构的化合物，对这些苗头化合物（hit）进行排序，并在温室条件下，测定了它们的杀虫活性（图2）。通过该试验，最终发现了对有重要商业危害的刺吸式害虫桃蚜（Myzuspersicae）具有杀虫活性的化合物3-氨基吡啶脲1。

图1 具有3-取代吡啶环的商业化杀虫剂

图2 苗头化合物3-氨基吡啶脲1的确定

虽然3-氨基吡啶脲1有令人欣喜的杀桃蚜活性，但它对另一种重要害虫烟粉虱（Bemisiatabaci）没有活性。因此，制定了一个方案（图3）对3-氨基吡啶脲1进行后续合成，以实现2个重要目标：（1）发现对桃蚜有活性的其他化合物；（2）确定对烟粉虱有活性的化合物。这一策略对分子的4个方面进行了修饰：（1）对3-氨基吡啶取代；（2）尿素氮的N-烷基化；（3）尾部取代（如吗啉）；（4）用其他环仲胺取代吗啉环。在整个过程中，脲桥保留。

图3 对化合物1进行SAR开发的策略

1 材料和方法

1.1 概述

除另有说明，所有试剂和溶剂均购买，并按说明直接使用。除另有说明外，反应均在氮气环境下进行。液相色谱-质谱（LC-MS）分析：带有2777型的自动进样器（进样体积8μL）的Waters液质联用系统（LCMS）；光电二极管阵列（PDA）检测器（2996型）、蒸发光散射检测器（ELSD，2420型）和单四极杆（SQ）质谱检测器（ZQMM1型）。LCMS系统使用Sunfire™C18，5μm，4.6 mm×50 mm色谱柱，流动相为水（0.1%乙酸）+乙腈，梯度（5%乙腈至95%乙腈）洗脱，流速为3.0 mL/min，洗脱时间6.0 min，乙腈高浓度保持或不保持1.0 min均可。Bruker（400 MHz）光谱仪（除非另有说明），以氘代氯仿（CDCl3）、氘代二甲基亚砜（DMSO-d6）或氘代丙酮（DMSO-d6）作溶剂测定1H-NMR光谱，适当参考残留溶剂信号。1H-1H耦合为一阶，峰多重性被报告为s（单峰），d（双峰），t（三重峰），q（四重峰），p（五重峰），m（多重峰）或br（宽峰）。

1.1.1N-（3-吡啶基）吗啉-4-甲酰胺的典型合成方法

在室温向3-异氰酸吡啶（100 mg，0.833 mmol）的CH2Cl2（0.83mL）悬浮液中加入吗啉（72.5 mg，0.833 mmol）。在10 min内把混合物混合均匀，通过薄层色谱法或LCMS分析法确定反应完成。将该混合物直接倒入硅胶柱（Isco，甲醇的二氯甲烷溶液（DCM）梯度洗脱）纯化，得到白色结晶固体（164 mg，0.750 mmol，产率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)。

按照上述方法制备以下化合物。

1.1.2N-（3-吡啶基）-2-甲基吗啉-4-甲酰胺（2）

分离得到白色半固体（206 mg，产率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-乙基吗啉-4-甲酰胺（3）

分离得到淡黄色油状物（233 mg，产率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）吗啉-4-甲酰胺（4）

分离得到浅黄色泡沫化合物（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）吗啉-4-甲酰胺（6）

分离得到白色泡沫状化合物（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-甲基吗啉-4-甲酰胺（10）

分离得到白色泡沫状化合物（163 mg，产率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-甲基吗啉-4-甲酰胺（11）

分离得到黄色胶状物（107 mg，产率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);IRʋmax3281,2973,1643,1525,1426,1273 cm-1;LCMS m/z223(M+H),221(M-H)。

1.1.8 N-（5-氟吡啶-3-基）-2-甲基吗啉-4-甲酰胺（12）

分离得到黄色半固体（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);IRʋmax3303,2974,1643, 1533,1423,1278,1255 cm-1;LCMS m/z 240(M+H),238(M-H)。

1.1.9 N-（噻唑-5-基）-2-甲基吗啉-4-甲酰胺（13）

分离得到黄色固体（37.4 mg，产率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）

分离得到无色油状物（135 mg，产率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）

分离得到白色固体（142 mg，产率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）

分离得到淡橙色固体（94 mg，产率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-（环丙基甲基）-3-氧代-N-（3-吡啶基）哌嗪-1-甲酰胺（22）

分离得到米白色固体（95.8 mg，产率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）

分离得到黄色油状物（173 mg，产率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-异丙基-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（24）

分离得到淡粉色固体（160 mg，产率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）

分离得到白色固体（206 mg，产率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）

分离得到米白色固体（169 mg，产率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）

分离得到米白色固体（215 mg，产率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）

分离得到淡黄色固体（276 mg，产率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）

分离得到淡黄色固体（49 mg，产率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）

分离得到粉红色固体（231 mg，产率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）

分离得到米白色固体（98 mg，产率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）

分离得到米白色固体（285 mg，产率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

分离得到无色油状物（2.02 g，产率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

分离得到米白色固体（178 mg，产率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-苯基哒嗪-氨基甲酸酯的合成工艺

将哒嗪-4-胺（2.5 g，26 mmol）加入四氢呋喃（THF）（10 mL）和乙腈（10 mL）中形成悬浮液。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。在室温（23℃）搅拌棕褐色黏稠物1 h，然后用冷碳酸氢钠水溶液稀释。真空过滤收集棕褐色固体。用CH2Cl2:己烷研磨提纯固体，获得棕褐色固体（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-（哒嗪-4-基）-2-甲基吗啉-4-甲酰胺（9）的合成方法

将苯基哒嗪-4-基氨基甲酸酯（150 mg，0.70 mmol）加入PhCH3（929μL）中，然后加入2-甲基吗啉盐酸盐（96 mg，0.70 mmol），再加入碳酸氢钠（88 mg，1.0 mmol）。将形成的棕褐色的浆状物加热到60℃，保持1 h，冷却到室温，然后直接上硅胶柱。用硅胶层析法（MeOH/CH2Cl2梯度洗脱）提纯，得到米白色固体（86.9 mg，产率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

将1-甲基（吡啶-3-基氨甲酰）哌啶-4-羧酸甲酯(159mg,0.604mmol)和(Z)-N′-羟乙酸二甲酰胺（49.2 mg，0.664 mmol）放入一小瓶中，用搅拌棒搅拌混合，然后加入2.0 mL甲苯，再加入碳酸钾（92.0 mg，0.664 mmol），加热到115℃，保持3 h，然后冷却到室温。用NaHCO3水溶液稀释，用乙酸乙酯（×3）提取。合并有机层后，用盐水冲洗，然后浓缩到硅藻土上。用硅胶层析法（0-20%MeOH/DCM梯度）提纯，得到无色油状化合物(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;IRʋmax3294,2953,2859,1642,1580,1533,1482,1423,1394,1340,1268,1224,978,911,728,707 cm-1;LCMSm/z264(M+H),262(M-H)。

根据上述方法制备了以下化合物。

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）

分离得到白色泡沫物（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;ʋmax3292,2957,2884,1651,1584,1534,1486,1421,1379,1273,912,802,727,707 cm-1;LCMSm/z274(M+H),272(M-H)。

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

经反相制备色谱二次纯化后，分离得到黄色油状物（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-环丙基-1,2,4-噁二唑-5-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（41）

分离得到深橙色油状物（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

在氩气环境下将4-氰基哌啶（2.0 g，1.0 mmol）加入10 mL干燥的DCM中。在室温下滴加二碳酸二叔丁酯（2.38 g，1.09 mmol）。然后，搅拌混合物18 h，减压除去溶剂，得到无色油状化合物（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)。

根据上述方法制备以下化合物。

1.4 3-氰基吡咯烷-1-羧酸叔丁酯

产率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′-羟基氨基甲酰胺基）哌啶-1-羧酸叔丁酯的典型合成方法

将4-氰基哌啶-1-羧酸叔丁酯（2.0 g，9.5 mmol）和盐酸羟胺（1.9 g，28 mmol）加入比例为8:2的乙醇/水混合液（30 mL）中，冷却到10℃，然后分批滴加碳酸钾（2.1 g，15 mmol），室温下搅拌1 h，然后加热到85℃，保持18 h。过滤掉固体，减压浓缩过滤液。然后将浓缩物重新溶解在50 mL乙醇中并回流10 min，从热混合物中过滤掉固体，减压浓缩过滤液，得白色固体（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)。

根据上述方法制备以下化合物。

1.5.1 （E）-3-（N′-羟基氨基甲酰胺基）吡咯烷-1-羧酸叔丁酯

产率 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-二异丙基乙胺（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）。在室温搅拌混合物0.5 h后，加入（E）-4-（N′-羟基氨基甲酰胺基）哌啶-1-羧酸叔丁酯（0.985 g，4.05 mmol），加热到110℃，保持3 h。冷却混合物至室温，加入冰水，然后用乙酸乙酯进行萃取。依次用1M HCl溶液、水和盐水冲洗有机相，碳酸钠干燥，减压浓缩，得到橙色油状物（1.05 g，90%）。该物质不需进一步净化。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)。

根据上述方法制备以下化合物。

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

产率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-环丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）哌啶-1-羧酸叔丁酯

产率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

产率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

产率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-环丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）吡咯烷1-羧酸叔丁酯

产率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

将1-（叔丁氧羰基）哌啶-4-羧酸（0.66 g，2.9 mmol）加入CH2Cl2（5.76 mL）中混合均匀，再加入DMF（0.022 mL，0.29 mmol）和草酰氯（0.302 mL，3.45 mmol）。搅拌混合物1 h，然后真空浓缩。浓缩残留物用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）。搅拌反应混合物过夜，然后用水淬灭。分离有机相与水相，并用CH2Cl2洗涤水相。合并有机相，浓缩成灰白色的半固态物质。将该物质溶解在乙酸乙酯中，并用0.5 M HCl水溶液 (×2)洗涤，去除残留的三乙胺。然后用NaHCO3水溶液洗涤有机层，用硫酸钠干燥，浓缩产生淡黄色固体状化合物：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

将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）。将混合物加热回流1 h后，将混合物冷却到室温并过滤。滤液经SGC（乙酸乙酯/正己烷梯度）浓缩纯化，得到白色半固态产物：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

将 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 1,4-二氧六环中，室温条件下搅拌1 h，减压除去溶剂，得到的残留物用5 mL二甲基亚砜（DMSO）重新溶解，并冷却到10～15℃。在氩气环境下，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）。在室温下搅拌混合物18 h，反应完成后，用冰水稀释反应混合物，然后用乙酸乙酯萃取。用水和盐水洗涤乙酸乙酯层，硫酸钠干燥，然后减压浓缩。柱层析法纯化粗品（用3%-5%甲醇的DCM溶液洗脱）得到白色固体：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)。

根据上述方法制备以下化合物。

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）

产率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）

产率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）

产率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-环丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）哌啶-1-甲酰胺（36）

产率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-环丙基-1,2,4-噁二唑-3-基）-N-（3-吡啶基）吡咯烷-1-甲酰胺（37）

产率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）

分离得到淡黄色油状物（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

将 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）加入四氢呋喃（THF）中溶解后，在氩气环境下冷却到0℃，加入氢化钠（0.060 g，1.5 mmol）。在此温度下持续搅拌10 min，滴加碘甲烷（0.211 g，1.48 mmol），然后将混合物缓慢加热到室温，保持2 h以上。反应完成后，减压浓缩混合物，柱层析纯化形成的粗产品(用3%-5%甲醇的DCM溶液洗脱)，得到淡黄色油状物（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)。

按照上述方法制备以下化合物。

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）

产率 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）

分离得到棕色油状物（99.0 mg，产率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);IRʋmax3496,2927,1645,1265 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）

分离得到黑色油状物（90.0 mg，产率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);IRʋmax3236,2927,1545,1418,1264,1222 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）

分离得到橙色油状物（23.4 mg，产率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);IRʋmax3034,2951,2880,1639,1427,1384;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）

分离得到无色油状物（22.0 mg，产率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 生物测定

1.11.1 对桃蚜的生物测定

根据前文所述方法，对桃蚜进行了杀虫生物活性测定。简要地说，先把桃蚜混合种群接种于甘蓝植株（Brassica oleracea）（每株20～50头桃蚜）上，然后用手持Devilbis喷雾器（美国亚利桑那州斯科茨代尔市卡莱尔流体技术公司）喷施待测化合物溶液[含有 0.025 Tween-20的 20%丙酮/甲醇（50∶50）水溶液，200 mg/L]于甘蓝叶上。在叶片的正反面均匀喷雾。每个处理设4个重复。以溶剂作为空白对照，设4～6个重复。各处理植株在26℃，光/暗周期为16∶8 h条件下培养。3 d后，统计活蚜虫数量，计算死亡率，用Abott公式矫正死亡率。用JMPPro（美国北卡罗来纳州卡里SAS公司，v12.2）计算平均死亡率和标准误差。如果处理过的植株上蚜虫存活量大于溶剂对照（要计算负死亡率），死亡率记为0%。

1.11.2 对烟粉虱的生物测定

将生长期为14 d的棉株每株留有一片真叶。然后将其放在被烟粉虱侵染的植株旁边2 d，烟粉虱成虫会侵染并产卵。轻轻吹风去除棉株上的烟粉虱成虫，然后放置4～5 d卵孵化。卵孵化后约24 h，用待测化合物溶液处理棉株，评估对1龄幼虫的杀虫效果。用手持Devilbis喷雾器对供试药液(含有0.025%Tween-20的10%丙酮溶液，200 mg/L)喷雾处理棉叶的正反面。以溶剂作为空白对照。每个处理设4个重复。处理过的植株在27.8℃、50%相对湿度下放置7～9 d。然后统计3龄和4龄幼虫数量，计算死亡率，用Abott公式矫正死亡率。用JMPPro（美国北卡罗来纳州卡里SAS公司，v12.2）计算平均死亡率和标准误差。如果处理过的植株上蚜虫存活量大于溶剂对照（要计算负死亡率），死亡率记为0%。

2 结果与讨论

2.1 合成与表征

3-氨基吡啶脲类似物的合成路线为不同仲胺与3-（异氰酰基）吡啶反应生成，如图4所示。尽管异氰酸酯为不溶于反应溶剂DCM的黄色固体，但随着脲的形成，加入胺后，反应混合物慢慢变得均匀。这些化合物的收率在25%～90%。

4-氨基哒嗪类似物的合成如图5所示。4-氨基哒嗪与氯甲酸苯酯缩合得到如图所示的邻苯基氨基甲酸酯。然后在60℃、固体碳酸氢钠的甲苯溶液中，邻苯基氨基甲酸酯与2-甲基吗啉盐酸盐反应生成脲9。

图4 脲类似物的常见合成方法

图5 4-氨基哒嗪脲类似物的合成

如图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-异氰基吡啶反应得到脲加合物，随后和乙酰胺肟缩合，得到低收率（未优化）的1,2,4-噁二唑类似物38。以3-甲氧羰基吡咯烷为原料，以类似的方式制备吡咯烷类似物39。

图6 5-（1,2,4-噁二唑）类似物的合成

对上述方法稍加修改来制备“翻转”噁二唑类似物。因此，如图7所示的4-氰基哌啶衍生物暴露于羟胺得到酰胺肟中间体。在四甲基氟甲酰胺六氟磷酸盐存在下，酰胺肟与乙酸缩合，得到相应的N-BOC-4-（1,2,4-噁二唑-3-基）-哌啶 12487617。最后，去除N-Boc保护基并与苯基吡啶-3-基氨基甲酸酯反应，得到3-氨基吡啶脲12426611。

图7 3-（1,2,4-噁二唑）类似物的合成

从相应的N-H脲制备了几种N-烷基化脲。如图8所示，利用氢化钠的四氢呋喃溶液与适当的亲电试剂（如碘甲烷）很容易实现这种转化。

图8 N-烷基化脲的制备

吗啉脲类似物的杀虫活性见表1。苗头化合物1对桃蚜表现出好的活性，但对烟粉虱不起作用。在吗啉环2-位烷基取代后，其中2种类似物（Y=Me，2；Y=Et，3）对桃蚜表现出良好的活性。然而，这些取代物仍旧对烟粉虱没有活性。而在2-位引入吸电子取代基（Y=CF3，4；Y=CN，5；Y=3-吡啶基，6；Y=苯基，7），或者将烷基从 2-位移到 3-位（X=Et，8），会导致杀虫活性丧失。

表1 吗啉端构效关系

同时进行了3-氨基吡啶取代的研究（表2）。在此研究系列中，2-甲基吗啉骨架保持不变，因为这个基团对于3-氨基吡啶系列化合物对桃蚜有强活性有关（如化合物2）。结果表明，4-氨基哒嗪衍生物9对桃蚜有活性，对烟粉虱的活性略有提高（但与对桃蚜的活性相比仍较弱）。其他基团（4-吡啶基，10；5-嘧啶基，11；5-氟-3-吡啶基，12；和 5-噻唑基，13）的取代会导致杀虫活性丧失。

表2 头端基团的构效关系

除吗啉尾端基团外，还检测了其他环胺，以探讨该环对杀虫活性的影响。制备了一系列哌嗪脲，其具有3-氨基吡啶头端（表3）。在这一组中，显示出对桃蚜有显著活性的类似物是哌嗪环的末端氮具有吸电子基团（X=CH2CF2H，16；X=CH2CN，17；X=2-嘧啶基，18）的类似物。另外，2-酮哌嗪类似物22对桃蚜也有活性。这表明分子的该区域可能不能容忍碱性氮原子，因为哌嗪氮的吸电子取代基可减弱其碱性。不幸的是，尽管对桃蚜的活性增强，但哌嗪系列对烟粉虱依旧没有活性。

表3 哌嗪尾端构效关系

还研究了哌啶和吡咯烷作为尾基的情况，表4列出了研究的初步结果。哌啶环（n=1）的4-位可以耐受较小的取代基（X=Me，23；X=CF3;25），而较大的取代基（X=i-Pr，24）则会导致杀虫活性的丧失。将甲基移动到3-位（26）会导致对桃蚜活性的丧失，但此化合物却对烟粉虱有活性。而3-CF3哌啶27对这些害虫只有弱活性。对吡咯烷环3-位的芳基和杂芳基取代的研究表明，苯基（29）不能在该位点。2-吡啶基化合物30对桃蚜具有一定的活性，5-氯嘧啶化合物31则表现出更强的活性。这些结果使得William T Lambert等人对杂芳基取代的吡咯烷和哌啶进行进一步的研究（见下文）。

表4 对哌啶和吡咯烷尾端构效关系的初步研究

继续合成了一系列具有杂芳基取代的吡咯烷（n=0）和哌啶（n=1）（表5）。在这组化合物中，多种噁二唑类似物对桃蚜具有活性。构效关系（SAR）表明，噁二唑环被小基团取代效果更好，1,2,4-噁二唑系列（32和33）中的甲基取代类似物比乙基取代类似物（34和35）活性更强。环丙基取代物（36和37）也具有活性。几种不同的噁二唑异构体也有一定活性，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）。其他杂环，包括1-甲基咪唑-2-基（43）和苯并噻唑-2-基（44）有微弱的杀虫活性。尽管这些类似物对桃蚜都有很好的活性，但对烟粉虱均没有明显活性。

到目前为止，所有工作都集中在含有与脲链的羰基相邻的NH基团的类似物上。另外，还制备了一些N-烷基化类似物，以探讨这种取代对杀虫活性的影响。如表6所示，N-烷基化类似物普遍耐受性良好。31（R=H）的N-烷基化物（R=Me，45；R=Et，46）也对桃蚜具有活性。然而，在杀虫谱方面没有任何改善。26（对烟粉虱活性很小）的N-烷基化物——化合物47和48不仅对桃蚜无活性，就连对烟粉虱的一点活性也丧失了。噁二唑系列化合物也可发生N-烷基化反应。化合物49（R=Me）保留了32（R=H）对桃蚜的活性。然而，对于化合物34（R=H）和50（R=Me）来说，与NH化合物34相比，N-甲基化合物50对桃蚜的活性没有增加。令人失望的是，与N-H化合物相比，N-烷基化化合物对烟粉虱的活性没有提高。

表5 哌啶和吡咯烷双环尾端的构效关系

表6 N-取代构效关系

3 结 论

通过对从商业化合物数据库确定的1个杀虫剂苗头化合物的研究，发现了一类新的对桃蚜具有活性的脲类化合物。尽管进行了许多研究想发现杀虫谱增加，即对另一种重要害虫烟粉虱有杀虫活性的相关化合物，但收效甚微。