3,5-二氯苯腈的合成及其应用

简介

3,5-二氯苯腈可以作为有机合成的中间体，它可以作为含氮杂环化合物合成的原料。3,5-二氯苯腈具有较好的催化活性，是环氧树脂和聚氨酯的很好固化剂。许多二氯苯腈化合物可作为药物使用[1-2]。3,5-二氯苯腈类化合物具有抗原虫、抗真菌以及抗细菌等抑菌活性，在农药和医药领域有广泛的应用。3,5-二氯苯腈可用做消炎药、驱虫药、利尿药和治疗糖尿病及心血管疾病药物。近年来发现3,5-二氯苯腈具有抗癌活性，其可以阻断癌细胞的发展，用作抗癌药[3-4]。

图1 3,5-二氯苯腈的结构式。

合成

图2 3,5-二氯苯腈的合成路线[5]。

在装有搅拌棒的20 mL小瓶中，芳基硼酸溶解在2.5 mL MeOH中。在反应瓶中加入3H2O (242 mg, 1.00 mmol)， Zn(CN)2 (176 mg, 1.50 mmol)和CsF (76.0 mg, 0.500 mmol)，然后加入H2O (1.0 mL)。在空气气氛下，用内衬特氟龙的盖子密封反应，加热至80°C 2小时。加热后，将反应混合物冷却至室温。加入NH4Cl饱和溶液(4ml)，用乙酸乙酯(4 × 15ml)提取产物。有机层被组合，用盐水洗涤，用Na2SO4(无水)干燥，过滤，并在真空下浓缩。然后用5%乙酸乙酯:95%己烷的混合硅胶洗脱柱层析纯化产物。粗混合物经闪柱层析(100:0 ~ 95:5己烷:etac)纯化得到白色固体3,5-二氯苯腈产品，收率69% (59.0 mg, 0.343 mmol)。1H NMR (CDCl3): δ 7.59 (s, 1H)， 7.53 (s, 2H)。13C NMR (CDCl3): δ 136.4, 133.6, 130.5, 116.4, 115.2。C7H3Cl2N: C, 48.88;H, 1.76;8.14 N,。Found: C, 48.60;H, 1.53;7.92 N。合成路线如图2所示。

 图3 3,5-二氯苯腈的合成路线[6]。

5 mL的玻璃微波反应管中充入聚合物支撑的三苯基膦树脂(50 mg, 0.15 mmol, 3 mmol三苯基膦每克树脂)，二甲基甲酰胺(3 mL)和钯(II)醋酸酯(15 mg, 0.07 mmol)。悬浮液用氮气净化，然后用橡胶隔片密封管子。混合物搅拌2h，在此期间，溶解的醋酸钯(II)的黄色消散，产生黄色悬浮液和无色上清液。这一观察结果被认为是钯膦配合物形成的标志(这一观察结果得到了对照实验的进一步支持，对照实验:(a)在DMF中，Pd(OAc)2 (7 mol%)和Zn(CN)2 (1.0 eq)在50 W下反应3分钟，没有聚合物负载的三苯基膦。在这种条件下，1b只产生微量的2b。(b)在另一个对照实验中，从树脂中除去溶液[在与Pd(OAc)2预混后]，然后加入新鲜溶剂1b和锌(CN)2，定量收率得到所需的丁腈2b。)从管中取出隔膜，加入三氟乙酸芳酯(1 mmol)和氰化锌(II) (1.0 mmol)。再次用氮气清洗溶液，用橡胶隔层将试管密封。反应混合物暴露在50 W功率的微波照射下，经薄层色谱(TLC)分析确定反应完成后，将溶液冷却至室温。液体通过玻璃熔块过滤除去树脂，用乙醚(3 x 10 mL)清洗树脂。合成的有机滤液用清水(3 × 5ml)和盐水(1 × 10ml)洗涤并干燥(MgSO4)。然后将溶剂集中在旋转蒸发器上，通过1H NMR和HPLC分析获得所需的3,5-二氯苯腈，收率高，纯度高(>90%)。合成路线如图3所示。

应用

3,5-二氯苯腈可用于蔬菜、果树、咖啡、可可、棉花、大豆（种子处理）以及其他大田作物等，高选择性地防治主要刺吸式口器害虫，如蚜虫、粉虱、木虱、叶蝉、介壳虫、甲虫、潜叶蝇、粉蚧、软蚧、柑橘木虱、象甲和蓟马等，对包括幼虫和成虫在内的所有生长期害虫皆有效[7-9]。其用量根据作物种类和果树树冠来确定，通常有效成分用药量为50～200 g/hm2。3,5-二氯苯腈是作用于烟碱乙酰胆碱受体的杀虫剂中唯一起抑制作用的化合物，即烟碱乙酰胆碱受体抑制剂。昆虫中毒后，呆滞不动，无兴奋或痉挛现象，随后麻痹、瘫痪，直至死亡。其具有良好的内吸传导性、渗透性，耐雨水冲刷[10]。3,5-二氯苯腈高效、广谱，对鳞翅目、同翅目害虫具有很好的防效，可用于棉花、水稻、玉米和大豆等作物。目前，陶氏杜邦将其开发用于水稻，防治水稻飞虱、叶蝉等，特别是防治褐飞虱（Nilaparvata lugens）。3,5-二氯苯腈啶还可用于叶面喷雾，也可用于土壤处理。

参考文献

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