CN102675339A - 一种螺环氧化吲哚类杂环化合物及其合成方法和用途 - Google Patents

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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种螺环氧化吲哚类杂环化合物，具有如下结构式：
Figure DDA0000158044620000011
结构式中Ar为C2-18不饱和烃基、
Figure DDA0000158044620000013
R1为H、C1-14的烷基或C2-14的不饱和烃基；R2为H、C1-14不饱和烃基、烷烃、R3O或R4R5N，其中R3、R4、R5为H、C1-14的不饱和烃基或烷烃。本发明化合物结构稳定，且可以用作为昆虫拒食剂。本发明以路易斯酸为催化剂专一性地合成了呋喃醇化合物，避免使用锂试剂，降低了成本；同时该合成方法具有反应条件温和、简便而专一的特点，并可用于工业化生产。

Description

一种螺环氧化吲哚类杂环化合物及其合成方法和用途
技术领域
本发明涉及一种螺环氧化吲哚类杂环化合物，即具有饱和侧链和含有烯醇硫醚结构的螺环氧化吲哚类杂环化合物以及路易斯酸为催化剂合成该类化合物的方法，以及该类化合物具有昆虫拒食活性，可用作昆虫拒食剂。
背景技术
当前农作物的防护手段主要依赖于广谱化学杀虫剂的应用，这些化合物尽管非常实用有效，可其存在的缺点同样显而易见；首先因为这些化合物在杀虫时很少具有选择性，常常在杀死害虫的同时，害虫的天敌也难逃厄运，而害虫在产生抗药性后，则需要加大杀虫剂的剂量才能达到灭害的目的，如此恶性循环的后果是生态环境的破坏。其次合成农药一般很难分解，也很难被农作物吸收代谢，残留在的农药长期滞留在农产品上，对人体、牲畜、环境造成了很大的危害。为了解决这些问题，根据自然界中各种植物向我们展示的多姿多彩的病虫害防治手段——昆虫拒食剂。昆虫拒食剂是指昆虫取食而不直接杀死它们的化合物。昆虫常继续留在经拒食剂处理的植物上并可能因饥饿而死。
茼蒿又名蓬蒿，为菊科菊属植物，在江南地区为春秋两季常见蔬菜，因茼蒿有独特香味而免受昆虫侵袭。Z.H.Wu，J.C.Li，Y.Z.Chen，A.J.Yu，Z.R.Feng，J.Shen，Y.L.Wu，P.F.Guo，Y.L.Wang，Natural Product R&D公开了剖析茼蒿素精油成分而分离出的一种具有明显拒食活性的化合物——茼蒿素：1-Z和1-E，即一个结构独特的带有一个长链共轭炔烃支链的螺环缩酮烯醇醚化合物。可单纯从茼蒿中分离出茼蒿素活性成分是难以满足要求的，况且在分离过程中，其活性组分易变，试图通过合成类似化合物，进一步改进其活性，因此吴毓林等在ZL93112444.1“茼蒿素类新化合物”中提供了茼蒿素类新化合物，具有下列化学式A或B：
Figure BDA0000158044610000011
A 呋喃式茼蒿素类似物     B 螺环式茼蒿素类似物
该茼蒿素类化合物的合成方法系采用价廉易得的糠醛作原料，按Org.Syn.Coll.425中的方法制备呋喃丙烯酸，再用Raney镍还原得到呋喃丙酸，经氢化铝锂还原得呋喃丙醇，继与丁基锂作用得5-位锂化合物，在同一反应瓶中与不饱和醛反应得到。
吴毓林等在ZL97106696.5“一种茼蒿素类化合物的制备方法极其用途”中又提供了另一类新的茼蒿素类化合物，即具有不饱和侧链的二氧杂螺环化合物：
Figure BDA0000158044610000021
并提供了制备该类化合物的几种合成方法：
(1)、呋喃丙醇或丁醇与丁基锂及不饱和醛或酮反应得得呋喃二醇化合物。
(2)、呋喃丙醇或丁醇用乙酰基保护得到乙酰化合物，经Vilsmier-Hack反应获2-甲醛的呋喃乙酰化合物，与炔基负离子反应后，再脱乙酰基得呋喃二醇化合物。
(3)、将上述(1)、(2)的二醇化合物在溶剂中和室温或回流温度下用质子酸、硅胶、离子交换树脂或路易斯酸催化脱水发生环化反应。
(4)、将(3)产物用Pa-C催化下通氢气。
可由于该方法中中间体-呋喃二醇化合物的合成须通过锂试剂反应获得，这样导致成本过高而难以工业化生产。吴毓林等有在专利ZL00127944.0提供了另一种具有不饱和侧链的氧杂螺环化合物，其分子通式为：
Figure BDA0000158044610000022
其中：呋喃丙醇或丁醇R＝CmH2m+1，m＝1-6、F、Cl、BrCH3COO、CH3O、C2H5、NO2、苯基、萘基；x＝C、O；n＝1～3；该发明的另一目的就是提供一种以路易斯酸为催化剂专一性合成茼蒿素类化合物——具有不饱和侧链的氧杂螺环化合物的方法，是通过如下方案实现的，即以
Figure BDA0000158044610000023
为原料，经乙酰化后，在路易斯酸催化下与相应的酰氯化合物发生傅-克反应，得到相应的5-位呋喃酮，然后还原得到相应的呋喃二醇化合物。再将此呋喃二醇化合物经环化反应后即得到具有不饱和侧链的氧杂螺环的茼蒿素类化合物。
尽管这些专利所提供的化合物对一些鳞支目昆虫显示较好的拒食活性，但由于这些结构含有不稳定的螺环缩酮烯醇硫醚结构片段，影响其药效发挥。
发明内容
本发明的目的就是克服现有茼蒿素类拒食剂结构不稳定的缺点，提供一种结构较为稳定，生产成本较低的含烯醇硫醚的螺环氧化吲哚类杂环化合物。
本发明的另一目的是提供上述螺环羟基吲哚类化合物的合成方法及其用途。
一种螺环氧化吲哚类杂环化合物，具有如下结构式：
Figure BDA0000158044610000031
结构式中环外双键可为顺式或反式；结构式中Ar为C2-18不饱和烃基、
Figure BDA0000158044610000032
R1为H、C1-14的烷基或C2-14的不饱和烃基；R2为H、C1-14不饱和烃基、烷烃、R3O或R4R5N，其中R3、R4、R5为H、C1-14的不饱和烃基或烷烃；所述Ar、R1和R2中的不饱和烃基为含卤素的苯基、Ph、PhZ、PhW、PhC≡C、ZPhC≡C、WPhC≡C、PhC≡C-C≡C、ZPhC≡C-C≡C、WPhC≡C-C≡C、萘、ZPhW或R6C≡C，R6为C3-14的烷基或C3-14的不饱和烃基，其中Z为推电子基团，W为吸电子基团。
优选地，所述推电子基团为HO、CH3O、OC2H5、N(CH3)2、N(C2H5)2、Cl或Br，吸电子基团为NO2、CN或CF3。优选地，所述的卤素为F、Cl或Br。
本发明的化合物优选为以下化合物：
Figure BDA0000158044610000034
Figure BDA0000158044610000041
本发明提供一种简便的合成方法。现有的螺环缩酮烯醇醚类化合物合成方法是以呋喃二醇在酸性条件下发生分子内脱水为关键步骤，本发明含烯醇硫醚的螺环氧化吲哚类杂环化合物合成方法是以噻吩甲酰胺在酸性条件发生付克反应为关键步骤合成得到。
本发明的的含烯醇硫醚的螺环氧化吲哚类杂环化合物的制备方法，可以用下述路线制得：
Figure BDA0000158044610000051
其中Ar、R、R1、R2的含义同权利要求1所述。
所述螺环氧化吲哚类杂环化合物的制备方法的具体步骤如下：
(1)在DME和水混合溶剂中，在50℃～100℃温度氮气保护条件下，在过渡金属催化剂催化下，芳基溴甲烷ArCH2Br与
Figure BDA0000158044610000052
反应(4-24小时)，得到化合物
Figure BDA0000158044610000053
(2)将DMF和有机溶剂二氯甲烷混合搅拌20～40min(室温)后，放置于冰浴中滴加POCl3，然后取出搅拌20～40min(室温)，再放置于冰浴中滴加
Figure BDA0000158044610000054
再取出搅拌20～40min(室温)后，在50℃～100℃温度下反应2-12小时后，用强碱水溶液中和处理得到
Figure BDA0000158044610000055
(3)在丙酮与水混合溶剂中，在室温条件下，
Figure BDA0000158044610000056
与KMnO4反应1-2小时后酸化到pH为2-3得到
Figure BDA0000158044610000057
(4)在50-80℃条件下，
Figure BDA0000158044610000058
与氯化亚砜反应2-6小时得到
Figure BDA0000158044610000059
(5)在二氯甲烷溶剂中，0～40℃条件下，
Figure BDA00001580446100000510
与
Figure BDA00001580446100000511
反应10～30分钟得到
(6)在甲醇溶剂中，0～40℃温度条件下，
Figure BDA0000158044610000062
在还原剂的作用下反应0.5～1小时得到
Figure BDA0000158044610000063
(7)在有机溶剂中，0～110℃温度条件下，
Figure BDA0000158044610000064
在酸的作用下反应0.5～24小时得到
Figure BDA0000158044610000065
本发明的室温通常指20-30℃。
优选地，步骤(1)中，所述金属催化剂为钯类催化剂；金属催化剂与
Figure BDA0000158044610000066
的摩尔比为1∶0.01～1∶0.05；ArCH2Br与
Figure BDA0000158044610000067
的摩尔比为1∶0.7～1∶1.3；DME和水混合的体积比为2∶1；
步骤(2)中，所述
Figure BDA0000158044610000068
与DMF的摩尔比为1∶1～1∶1.5；DMF与POCl3的摩尔比为1∶1～1∶1.5，DMF与强碱的摩尔比为1∶1～1∶1.5；
步骤(3)中，所述丙酮与水的体积比为2∶1，与KMnO4质量比为1∶2；
步骤(4)中，所述与氯化亚砜的摩尔比范围是1∶1～1∶5；
步骤(5)中，所述
Figure BDA00001580446100000611
与
Figure BDA00001580446100000612
的摩尔比为0.5∶1～1∶1.05；
步骤(6)中，所述
Figure BDA00001580446100000613
与还原剂的摩尔比为1∶1-1∶1.5；
步骤(7)中，所述
Figure BDA00001580446100000614
与酸的摩尔比为1∶0.1-1∶1.5。
优选地，步骤(1)中，所述钯类催化剂为四三苯基膦钯、氯化钯、醋酸钯或二氯二乙腈钯；
步骤(2)中，所述强碱为NaOH、KOH或LiOH；
步骤(3)中，酸化用的酸为HCl、H2SO4或H3PO4；
步骤(6)中，所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。
优选地，步骤(7)中，所述有机溶剂为甲苯、DMF、DMSO、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃或乙醚；所述酸为路易斯酸、有机酸或无机酸。
优选地，步骤(7)中，所述路易斯酸为二价铜盐、三价铁盐、二价镱盐、二价锡盐、四价锡盐、银盐、锌盐、复合盐或硼化合物，所述有机酸为甲酸、乙酸、对甲基苯甲酸、苯乙酸、樟脑磺酸、对甲苯磺酸、对甲苯磺酸吡啶盐，所述无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氯酸或高氯酸。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明以路易斯酸为催化剂专一性地合成了呋喃醇化合物，避免使用锂试剂，降低了成本。
(2)本发明的方法将分子中引入烯醇硫醚化，将螺环缩酮烯醇醚结构改造成螺环氧化吲哚类化合物，药理上多了一个与生物体相关蛋白作用的位点，提高了其拒食活性，可以用作为昆虫拒食剂。
(3)本发明的化合物都含有含烯醇硫醚的螺环氧化吲哚类杂环这样一个共同的特定结构，与现有文献和专利所报道的化合物相比，该结构较为稳定。
(4)本发明的合成路线具有反应条件温和、简便而专一的特点，并可用于工业化生产。
具体实施方式
以下实施例有助于了解本发明，但本发明要求保护的范围不局限于实施例的内容。
本发明的合成方法其原理是芳基苄卤与噻吩硼酸发生Sizuki反应生成
Figure BDA0000158044610000071
Figure BDA0000158044610000072
上醛基，氧化，再制成酰氯与胺反应生成酰胺
Figure BDA0000158044610000073
Figure BDA0000158044610000074
还原得到侧链带有羟基的噻吩酰胺化合物
Figure BDA0000158044610000075
此化合物在酸性条件下脱去水生成碳正离子，再发生去芳香化和分子内付克反应得到产物
Figure BDA0000158044610000076
实施例1
(1).在500mL单口烧瓶中加入100mmol的苄溴、120mmol的噻吩硼酸、1.2mmol的Pd(PPh3)4、200mL乙二醇二甲醚与100mL水，200mmol的Na2CO3，在氮气的保护下100℃加热回流，反应5小时后减压脱除溶剂，分离得到
Figure BDA0000158044610000081
产率90％。
(2).在500mL单口烧瓶中加入80mmol的DMF和100mL的二氯甲烷，搅拌半个小时后冰浴条件缓慢滴加80mmol POCl3，室温(25℃)下搅拌半个小时后冰浴条件缓慢滴加20mmol
Figure BDA0000158044610000082
再置于室温(25℃)下搅拌半个小时后，50℃加热回流12h后，加入强碱的碱化直至体系pH＝7，分离液体产物得到，
Figure BDA0000158044610000083
产率约95％。
(3).在500mL单口烧瓶中加入5g
Figure BDA0000158044610000084
10g KMnO4，200mL丙酮与100mL水的混合溶液，室温(25℃)搅拌2小时。酸化处理到PH为2-3过滤浓缩母液得到产率50％。
(4).在500mL单口烧瓶中加入76mmol
Figure BDA0000158044610000086
加入二氯亚砜(200mL)，50℃加热回流，反应5小时后得到
Figure BDA0000158044610000087
产率100％。
(5).在500mL单口烧瓶中加入76mmol的
Figure BDA0000158044610000088
和76mmol的
Figure BDA0000158044610000089
室温(25℃)下反应10min，分离得到
Figure BDA00001580446100000810
产率100％。
(6).在500mL单口烧瓶中加入76mmol的
Figure BDA00001580446100000811
和100mL的甲醇，加入80mmol的硼氢化钠，室温(25℃)下反应0.5小时，分离得到
Figure BDA00001580446100000812
产率100％。
(7).在500mL单口烧瓶中加入76mmol的
Figure BDA00001580446100000813
和100mL的甲苯，加入7.6mmol的对甲苯磺酸，110℃加热回流，反应2小时后分离得到
Figure BDA0000158044610000091
产率90％。经过前，7个步骤制得化合物：
Figure BDA0000158044610000092
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.46-7.44(m，2H)，7.34-7.30(m，2H)，7.19-7.15(m，1H)，6.72(d，J＝6.0Hz，1H)，6.70(s，1H)，6.25(s，1H)，5.82(d，J＝6.0Hz，1H)，3.92(s，3H)，3.87(s，3H)，3.80(s，3H)，3.76(q，J＝7.2Hz，2H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.6，155.6，152.1，143.0，138.4，138.3，137.5，137.0，131.4，128.4，128.2，126.6，120.5，111.9，90.1，69.0，61.3，61.1，56.6，35.6，12.9.
MS(ESI)：m/z＝410(M+H)+.
元素分析：C23H23NO4S计算值：C，67.46；H，5.66；N，3.42；O，15.63；S，7.83实测值：C，67.25；H，5.78；N，3.30；S，7.59.
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤(5)的反应物
Figure BDA0000158044610000093
为
Figure BDA0000158044610000094
制得化合物为：
Figure BDA0000158044610000095
其物理常数为：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.46-7.44(m，2H)，7.33-7.26(m，2H)，7.20-7.17(m，1H)，6.87(s，1H)，6.73(s，1H)，6.69(d，J＝6.0Hz，1H)，6.48(s，1H)，5.80(d，J＝6.0Hz，1H)，3.93(s，3H)，3.82(s，3H)，3.78(q，J＝7.2Hz，2H)，1.31(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.6，150.8，145.8，142.8，137.3，136.7，135.8，132.4，128.5，128.2，126.8，121.0，119.5，109.8，94.5，56.8，56.6，35.6，30.1，12.9.
MS(ESI)：m/z＝280(M+H)+.
元素分析：C22H21NO3S计算值：C，69.63；H，5.58；N，3.69；O，12.65；S，8.45实测值：C，69.52；H，5.71；N，3.80；S，8.59.
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于步骤(5)的反应物
Figure BDA0000158044610000101
为制得化合物为：
Figure BDA0000158044610000103
其物理常数为：
1H NMR(400MHz，Acetone)δ＝7.47-7.45(m，2H)，7.38-7.34(m，2H)，7.21-7.17(m，1H)，6.73(s，1H)，6.73(d，J＝6.0Hz，1H)，6.37(s，1H)，6.29(s，1H)，5.88(d，J＝6.0Hz，1H)，3.86(s，3H)，3.76(q，J＝7.2Hz，2H)，3.75(s，3H)，1.22(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，Acetone)δ174.76，164.20，158.86，145.52，145.35，138.32，137.76，133.62，129.33，128.75，127.17，119.64，105.97，93.56，89.86，69.88，56.10，56.08，36.04，13.14.
MS(ESI)：m/z＝380(M+H)+.
元素分析：C22H21NO3S计算值：C，69.63；H，5.58；N，3.69；O，12.65；S，8.45实测值：C，69.82；H，5.69；N，3.77；S，8.21.
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000104
制得化合物为：
Figure BDA0000158044610000105
其物理常数为：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.43-7.40(m，2H)，7.03-6.99(m，2H)，6.70(d，J＝6.0Hz，1H)，6.66(s，1H)，6.26(s，1H)，5.82(d，J＝6.0Hz，1H)，3.92(s，3H)，3.88(s，3H)，3.79(s，3H)，3.76(q，J＝7.2Hz，2H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.56，160.03，155.80，152.08，142.69，138.35，138.30，137.34，133.19，131.46，129.76，119.21，115.47，111.67，90.07，68.88，61.34，61.13，56.59，35.62，12.90.
MS(ESI)：m/z＝428(M+H)+.
元素分析：C23H22FNO4S计算值：C，64.62；H，5.19；F，4.44；N，3.28；O，14.97；S，7.50实测值：C，64.79；H，5.46；N，3.17；S，7.62.
实施例5
本实施例与实施例3的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000111
制得化合物为：
Figure BDA0000158044610000112
其物理常数为：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.43-7.40(m，2H)，7.02-6.98(m，2H)，6.66(d，J＝6.0Hz，1H)，6.62(s，1H)，6.14(s，1H)，6.12(s，1H)，5.77(d，J＝6.0Hz，1H)，3.84(s，3H)，3.76(s，3H)，3.75(q，J＝7.2Hz，2H)，1.28(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.93，162.97，162.40，157.92，144.20，143.21，137.34，133.36，131.53，129.67，118.72，115.19，105.64，92.71，88.97，68.80，55.85，55.69，35.72，12.87.
MS(ESI)：m/z＝398(M+H)+.
元素分析：C22H20FNO3S计算值：C，66.48；H，5.07；F，4.08；N，3.52；O，12.08；S；8.07实测值：C，66.72；H，5.15；N，3.69；S，8.11.
实施例6
本实施例与实施例2的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为制得化合物为：
Figure BDA0000158044610000114
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.44-7.41(m，2H)，7.04-7.00(m，2H)，6.87(s，1H)，6.69(s，1H)，6.68(d，J＝6.0Hz，1H)，6.48(s，1H)，5.80(d，J＝6.0Hz，1H)，3.94(s，3H)，3.83(s，3H)，3.78(q，J＝7.2Hz，2H)，1.31(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.48，162.64，150.85，145.82，142.43，137.09，135.78，132.99，132.43，129.70，119.78，119.33，115.57，109.73，94.47，70.13，56.74，56.54，35.59，12.92.
MS(ESI)：m/z＝398(M+H)+.
元素分析：C22H20FNO3S计算值：C，66.48；H，5.07；F，4.08；N，3.52；O，12.08；S；8.07实测值：C，66.59；H，5.24；N，3.80；S，8.21.
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为制得化合物为：
Figure BDA0000158044610000122
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.92(s，1H)，7.78-7.76(m，3H)，7.58-7.56(m，1H)，7.43-7.40(m，2H)，6.85(s，1H)，6.79(d，J＝6.0Hz，1H)，6.27(s，1H)，5.86(d，J＝6.0Hz，1H)，3.92(s，3H)，3.88(s，3H)，3.79(s，3H)，3.80(q，J＝7.2Hz，2H)，1.31(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.65，155.80，152.11，143.64，138.39，138.31，137.60，134.56，133.53，132.14，131.58，128.05，127.89，127.55，126.82，126.72，126.20，125.81，120.52，111.75，90.10，69.12，61.37，61.13，56.61，35.65，12.94.
MS(ESI)：m/z＝460(M+H)+.
元素分析：C27H25NO4S计算值：C，70.57；H，5.48；N，3.05；O，13.93，S，6.98实测值：C，70.65；H，5.35；N，3.15；S，6.78
实施例8
本实施例与实施例3的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000123
制得化合物为：
Figure BDA0000158044610000124
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.92(s，1H)，7.77-7.75(m，3H)，7.58-7.56(m，1H)，7.42-7.40(m，2H)，6.82(s，1H)，6.74(d，J＝6.0Hz，1H)，6.14(s，1H)，6.15(s，1H)，5.82(d，J＝6.0Hz，1H)，3.84(s，3H)，3.77(q，J＝7.2Hz，2H)，3.76(s，3H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ175.03，162.97，157.95，144.22，144.16，137.63，134.71，133.56，132.08，131.63，128.05，127.82，127.53，126.82，126.72，126.14，125.70，120.03，105.72，92.72，89.00，69.04，55.88，55.71，35.75，12.90.
MS(ESI)：m/z＝430(M+H)+.
元素分析：C26H23NO3S计算值：C，72.70；H，5.40；N，3.26；O，11.17；S，7.47实测值：C，72.90；H，5.55；N，3.43；S，7.58.
实施例9
本实施例与实施例2的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000131
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000132
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.93(s，1H)，7.79-7.76(m，3H)，7.58-7.56(m，1H)，7.43-7.42(m，2H)，6.90(s，1H)，6.88(s，1H)，6.75(d，J＝6.0Hz，1H)，6.49(s，1H)，5.84(d，J＝6.0Hz，1H)，3.94(s，3H)，3.81(s，3H)，3.80(q，J＝7.2Hz，2H)，1.32(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.56，150.83，145.84，143.35，137.35，135.79，134.32，133.52，132.55，132.25，128.08，128.01，127.57，126.87，126.57，126.26，125.94，121.07，119.40，109.74，94.49，70.35，56.75，56.56，35.61，12.96.
MS(ESI)：m/z＝430(M+H)+.
元素分析：C26H23NO3S计算值：C，72.70；H，5.40；N，3.26；O，11.17；S，7.47实测值：C，72.86；H，5.32；N，3.34；S，7.58.
实施例10
本实施例与实施例1的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000133
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000134
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.37(d，J＝8.4Hz，2H)，7.28(d，J＝8.4Hz，2H)，6.70(d，J＝6.0Hz，1H)，6.64(s，1H)，6.26(s，1H)，5.84(d，J＝6.0Hz，1H)，3.92(s，3H)，3.87(s，3H)，3.80(s，3H)，3.76(q，J＝7.2Hz，2H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.4，155.8，152.0，143.8，138.4，138.3，137.3，135.5，132.0，131.9，129.3，128.5，119.1，111.5，90.1，69.1，61.3，61.1，56.6，35.6，12.9.
MS(ESI)：m/z＝444(M+H)+.
元素分析：C23H22ClNO4S计算值：C，62.23；H，4.99；Cl，7.99；N，3.16；O，14.42；S，7.22实测值：C，62.43；H，4.86；N，3.36；S，7.43.
实施例11
本实施例与实施例1的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000141
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000142
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.70-7.72(m，1H)，7.38-7.35(m，1H)，7.22-7.19(m，1H)，7.12-7.08(s，1H)，7.02(s，1H)，6.79(d，J＝6.0Hz，1H)，6.25(s，1H)，5.88(d，J＝6.0Hz，1H)，3.91(s，3H)，3.88(s，3H)，3.78(s，3H)，3.75(q，J＝7.2Hz，2H)，1.29(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.4，155.8，152.7，145.7，138.4，138.3，137.4，134.9，133.4，132.5，129.6，128.1，127.7，126.6，116.4，111.5，90.1，68.7，61.3，61.1，56.6，35.6，12.9.
MS(ESI)：m/z＝444(M+H)+.
元素分析：C23H22ClNO4S计算值：C，62.23；H，4.99；Cl，7.99；N，3.16；O，14.42；S，7.22实测值：C，62.43；H，4.56；N，3.34；S，7.35.
实施例12
本实施例与实施例2的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000143
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000144
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.74-7.72(m，1H)，7.38-7.36(m，1H)，7.24-7.20(m，1H)，7.14-7.10(m，1H)，7.04(s，1H)，6.87(s，1H)，6.75(d，J＝6.0Hz，1H)，6.48(s，1H)，5.86(d，J＝6.0Hz，1H)，3.93(s，3H)，3.83(s，3H)，3.77(q，J＝7.2Hz，2H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.3，150.8，145.8，145.5，137.2，135.7，134.7，133.4，133.4，129.7，128.0，127.9，126.7，119.1，116.9，109.7，94.5，69.9，56.7，56.5，35.6，12.9.
MS(ESI)：m/z＝414(M+H)+.
元素分析：C22H20ClNO3S计算值：C，63.84；H，4.87；Cl，8.57；N，3.38；O，11.60；S，7.75实测值：C，63.67；H，4.74；N，3.20；S，7.87.
实施例13
本实施例与实施例2的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000151
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000152
其物理常数为：1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝8.01(d，J＝8.4Hz，2H)，7.42(d，J＝8.4Hz，2H)，6.87(s，1H)，6.75(d，J＝6.0Hz，1H)，6.48(s，1H)，5.86(d，J＝6.0Hz，1H)，3.93(s，3H)，3.83(s，3H)，3.77(q，J＝7.2Hz，2H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ174.3，160.2，151.7，144.6，143.5，138.9，134.4，132.6，131.9，131.4，128.8，127.4，126.3，126.7，118.9，116.2，108.5，93.2，68.7，54.4，54.2，34.9，12.6.
MS(ESI)：m/z＝381(M+H)+.
元素分析：C21H20N2O3S计算值：C，66.29；H，5.30；N，7.36；O，12.62；S，8.43实测值：C，66.35；H，5.42；N，7.49；S，8.58.
实施例14
本实施例与实施例2的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000153
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000154
其物理常数为：1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.31(d，J＝6.6Hz，1H)，7.11(m，1H)，7.06(d，J＝3.2Hz，1H)，6.82(s，1H)，6.64(d，J＝5.6Hz，1H)，6.57(s，1H)，5.54(d，J＝5.6Hz，1H)，3.90(s，3H)，3.85(s，3H)，3.74(q，J＝7.2Hz，2H)，1.25(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ172.1，146.7，144.2，136.92，135.9，133.5，133.6，133.0，129.5，128.4，127.6，127.4，118.6，117.2，109.0，95.7，68.5，56.5，55.3，34.9，13.1.
MS(ESI)：m/z＝386(M+H)+.
元素分析：C20H19NO3S2计算值：C，62.31；H，4.97；N，3.63；O，12.45；S，16.64实测值：C，62.45；H，4.85；N，3.75；S，16.79.
实施例15
本实施例与实施例1的不同之处在于步骤(5)的反应物
Figure BDA0000158044610000161
为
Figure BDA0000158044610000162
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000163
其物理常数为：1H NMR(400MHz，Acetone)δ＝7.49-7.47(m，2H)，7.36-7.30(m，2H)，7.24-7.15(m，1H)，6.63(s，1H)，6.65(d，J＝6.0Hz，1H)，6.34(s，1H)，6.25(s，1H)，5.84(d，J＝6.0Hz，1H)，3.80(s，3H)，3.72(q，J＝7.2Hz，2H)，3.21(s，6H)，1.24(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，Acetone)δ174.4，164.0，158.5，145.0，144.5，137.8，137.1，132.9，128.9，128.1，127.6，118.5，105.3，93.1，89.7，69.2 55.7，37.0，35.5，12.7.
MS(ESI)：m/z＝393(M+H)+.
元素分析：C23H24N2O2S计算值：C，70.38；H，6.16；N，7.14；O，8.15；S，8.17实测值：C，70.21；H，6.24；N，7.25；S，8.32.
实施例16
本实施例与实施例2的不同之处在于步骤(1)的反应物ArCH2Br为
Figure BDA0000158044610000164
制得化合物：
Figure BDA0000158044610000165
其物理常数为：1H NMR(400MHz，CDCl3)δδ＝7.31-7.28(m，2H)，7.24-7.20(m，2H)，7.16-7.15(m，1H)，7.08(s，1H)，7.04(d，J＝5.6Hz，1H)，6.87(s，1H)，6.75(d，J＝6.0Hz，1H)，6.48(d，J＝7.6Hz，1H)，5.86(d，J＝6.0Hz，1H)，3.93(s，3H)，3.83(s，3H)，3.77(q，J＝7.2Hz，2H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ164.8，152.6，145.5，145.0，136.9，135.8，134.5，133.4，132.7，131.7，128.9，128.5，127.2，126.4，126.2，118.2，116.4，109.4，94.2，69.1，56.3，56.7，35.3，12.5.
MS(ESI)：m/z＝404(M+H)+.
元素分析：C24H23NO3S计算值：C，71.09；H，5.72；N，3.45；O，11.84；S，7.91实测值：C，71.00；H，5.86；N，3.59；S，7.64.
实施例17
本实施例与实施例1的不同之处在于步骤(5)的反应物为制得化合物：
Figure BDA0000158044610000171
其物理常数为：
NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.45-7.43(m，2H)，7.32-7.30(m，2H)，7.18-7.14(m，1H)，6.71(d，J＝6.0Hz，1H)，6.68(s，1H)，6.15(s，1H)，5.80(d，J＝6.0Hz，1H)，3.90(s，3H)，3.87(s，3H)，3.80(s，3H)，3.74(s，3H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ173.5，154.5，151.1，142.0，138.3，137.3，136.5，136.0，130.4，127.4，127.2，126.6，120.5，110.9，90.1，69.5，60.3，60.1，56.6，34.6，
MS(ESI)：m/z＝395(M+H)+.
元素分析：C22H21NO4S计算值：C，66.82；H，5.35；N，3.54；O，16.18；S，8.11实测值：C，66.80；H，5.31；N，3.51；S，8.10.
实施例18
本实施例与实施例3的不同之处在于步骤(5)的反应物
Figure BDA0000158044610000172
为
Figure BDA0000158044610000173
制得化合物：其物理常数为：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.48-7.46(m，2H)，7.40-7.36(m，2H)，7.23-7.19(m，1H)，6.75(s，1H)，6.74(d，J＝6.0Hz，1H)，6.39(s，1H)，6.31(s，1H)，5.90(d，J＝6.0Hz，1H)，3.88(s，3H)，3.77(s，3H)，1.42(s，9H)；
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ176.66，166.10，160.86，147.52，147.35，140.32，139.76，135.62，131.33，130.75，129.17，121.64，107.97，95.56，91.86，71.88，70.68，58.10，58.08，28.04.
MS(ESI)：m/z＝407(M+H)+.
元素分析：C24H25NO3S计算值：C，70.73；H，6.18；N，3.44；O，11.78；S，7.87实测值：C，70.78；H，6.15；N，3.41；S，7.89.
实施例19
实施例1-18所得的螺环氧化吲哚类杂环化合物均用丙酮-水(1∶1)混合物稀释到浓度为500PPm。采用叶碟法测定选择性与非选择性拒食活性。将新鲜木薯叶片用打孔器打成直径2cm的叶碟，处理叶碟浸入待测药液中1秒，取出晾干后放入垫有滤纸保湿的培养皿(直径9cm)中。对照叶碟用丙酮+水(1∶1)浸渍。选择性试验的每个培养皿交叉放入2片处理叶碟和2片对照叶碟，非选择性试验的每个培养皿放入4片处理叶碟，然后分别接入1头已饥饿4小时的供试大采粉蝶，每处理设15次重复。处理完毕后将培养皿置于25土1℃养虫室中，分别于24小时和48小时调查试虫取食情况，计算拒食率。上述实施例的检测结果见表1。
Figure BDA0000158044610000181
Figure BDA0000158044610000182
表1 化合物对大采粉蝶拒食活性(选择性)
  化合物   拒食率(％)   化合物   拒食率(％)
  实施例1   100   实施例10   97
  实施例2   89   实施例11   95
  实施例3   100   实施例12   100
  实施例4   100   实施例13   100
  实施例5   87   实施例14   65
  实施例6   86   实施例15   100
  实施例7   90   实施例16   90
  实施例8   96   实施例17   90
  实施例9   89   实施例18   89
从以上拒食活性测定可以看出：所合成的化合物大部分对大采粉蝶具有较好的拒食活性。

Claims (9)

1.一种螺环氧化吲哚类杂环化合物，其特征在于，具有如下结构式：
Figure FDA0000158044600000011
结构式中Ar为C2-18不饱和烃基、
Figure FDA0000158044600000012
R1为H、C1-14的烷基或C2-14的不饱和烃基；R2为H、C1-14不饱和烃基、烷烃、R3O或R4R5N，其中R3、R4、R5为H、C1-14的不饱和烃基或烷烃；所述Ar、R1和R2中的不饱和烃基为含卤素的苯基、Ph、PhZ、PhW、PhC≡C、ZPhC≡C、WPhC≡C、PhC≡C-C≡C、ZPhC≡C-C≡C、WPhC≡C-C≡C、萘、ZPhW或R6C≡C，R6为C3-14的烷基或C3-14的不饱和烃基，其中Z为推电子基团，W为吸电子基团。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述推电子基团为HO、CH3O、OC2H5、N(CH3)2、N(C2H5)2、Cl或Br，吸电子基团为NO2、CN或CF3。
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，所述的卤素为F、Cl或Br。
4.权利要求1～3任意一项所述的化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在DME和水混合溶剂中，在50℃～100℃温度氮气保护条件下，在过渡金属催化剂催化下，芳基溴甲烷ArCH2Br与反应，得到化合物
Figure FDA0000158044600000014
(2)将DMF和有机溶剂二氯甲烷混合搅拌20～40min后，放置于冰浴中滴加POCl3，然后取出搅拌20～40min，再放置于冰浴中滴加
Figure FDA0000158044600000015
再取出搅拌20～40min后，在50℃～100℃温度下反应2-12小时后，用强碱水溶液中和处理得到
Figure FDA0000158044600000016
(3)在丙酮与水混合溶剂中，在室温条件下，
Figure FDA0000158044600000017
与KMnO4反应1-2小时后酸化到pH为2-3得到
Figure FDA0000158044600000018
(4)在50-80℃条件下，
Figure FDA0000158044600000019
与氯化亚砜反应2-6小时得到
Figure FDA00001580446000000110
(5)在二氯甲烷溶剂中，0～40℃条件下，
Figure FDA00001580446000000111
与
Figure FDA00001580446000000112
反应10～30分钟得到
Figure FDA0000158044600000021
(6)在甲醇溶剂中，0～40℃温度条件下，
Figure FDA0000158044600000022
在还原剂的作用下反应0.5～1小时得到
Figure FDA0000158044600000023
(7)在有机溶剂中，0～110℃温度条件下，
Figure FDA0000158044600000024
在酸的作用下反应0.5～24小时得到
Figure FDA0000158044600000025
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属催化剂为钯类催化剂；金属催化剂与
Figure FDA0000158044600000026
的摩尔比为1∶0.01～1∶0.05；ArCH2Br与
Figure FDA0000158044600000027
的摩尔比为1∶0.7～1∶1.3；DME和水混合的体积比为2∶1；
步骤(2)中，所述
Figure FDA0000158044600000028
与DMF的摩尔比为1∶1～1∶1.5；DMF与POCl3的摩尔比为1∶1～1∶1.5，DMF与强碱的摩尔比为1∶1～1∶1.5；
步骤(3)中，所述丙酮与水的体积比为2∶1，
Figure FDA0000158044600000029
与KMnO4质量比为1∶2；
步骤(4)中，所述
Figure FDA00001580446000000210
与氯化亚砜的摩尔比范围是1∶1～1∶5；
步骤(5)中，所述
Figure FDA00001580446000000211
与
Figure FDA00001580446000000212
的摩尔比为0.5∶1～1∶1.05；
步骤(6)中，所述
Figure FDA00001580446000000213
与还原剂的摩尔比为1∶1-1∶1.5；
步骤(7)中，所述
Figure FDA00001580446000000214
与酸的摩尔比为1∶0.1-1∶1.5。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钯类催化剂为四三苯基膦钯、氯化钯、醋酸钯或二氯二乙腈钯；
步骤(2)中，所述强碱为NaOH、KOH或LiOH；
步骤(3)中，酸化用的酸为HCl、H2SO4或H3PO4；
步骤(6)中，所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，所述有机溶剂为甲苯、DMF、DMSO、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃或乙醚；所述酸为路易斯酸、有机酸或无机酸。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，所述路易斯酸为二价铜盐、三价铁盐、二价镱盐、二价锡盐、四价锡盐、银盐、锌盐、复合盐或硼化合物，所述有机酸为甲酸、乙酸、对甲基苯甲酸、苯乙酸、樟脑磺酸、对甲苯磺酸、对甲苯磺酸吡啶盐，所述无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氯酸或高氯酸。
9.根据权利要求1或2或3所述的螺环氧化吲哚类杂环化合物用作昆虫拒食剂。
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