2-取代氨基环烷基磺酰胺化合物及其制备方法和应用技术领域
本发明涉及农用化学品领域，具体涉及一种含有2-取代胺基环烷基磺酰胺类化合
物的合成和作为杀菌剂和除草剂。
背景技术
新型环烷基磺酰胺类化合物在农用杀菌剂中的应用起源于王道全研究组于1997
年报道的2-氧代环十二烷基磺酰胺类化合物(汪晓平,等.高等学校化学学报,1997,18(6):
889-893)，其对小麦赤霉病菌Gibberllazeae和梨黑星病菌Venturianashicola具有较好抑
制活性。在随后的研究基础上，候选创制杀菌剂-环己磺菌胺A(开发代号CAUWL-2004-L-13)
被开发出来，可用于防治番茄灰霉病、油菜菌核病、黄瓜褐斑病及黑星病等病害。
为了进一步获得杀菌活性优异的新化合物，先后有2-羟基环烷基磺酰胺类化合物
(Li Xing-hai,et al.JAgr Food Chem,2010,58(21):11384–11389)，2-酰氧基环己烷基磺
酰胺类化合物(Li Xing-hai,etal.Int J MolSci,2013,14(11):22544-22557)，1-氧代四
氢萘基-2-磺酰胺类化合物，5-烃氧基-2-氧代环己烷基磺酰胺类化合物，1-氯环丙基羰基
甲磺酰胺类化合物被合成得到，它们都具有良好的杀菌活性。
发明内容
在上述研究的基础上，本发明合成得到一种新的，具有良好杀菌活性和除草活性
的2-取代氨基环烷基磺酰胺化合物，具体的，本发明提供的2-取代氨基环烷基磺酰胺化合
物，具有如式(I)所示的结构，
其中：R1选自H或C1-C6的烷基；R2选自C1-C8的取代或非取代的烷基、取代或非取代
的苯乙基、取代或非取代的苯丙基、取代或非取代的吡啶基、取代或非取代的噻唑基、取代
或非取代的羧酸酯、取代或非取代的乙酰胺基中的一种；m选自1、2或3。
优选地，所述R1选自H、4-CH3-、5-C2H5-、5-n-C3H7-、5-n-C5H11-中的任意一种；
所述取代基R2选自CH2＝CHCH2-、CH3(CH2)2-、CH3(CH2)3-、CH3(CH2)4-、C6H5CH2-、4-
CH3C6H4-CH2-、3-CH3C6H4-CH2-、4-BrC6H4-CH2-、3-FC6H4-CH2-、2-CH3C6H4-CH2-、4-FC6H4-CH2-、
2-FC6H4-CH2-、4-CF3OC6H4-CH2-、2-Cl-5-FC6H3-CH2-、2-BrC6H4-CH2-、3-ClC6H4-CH2-、4-
CNC6H4-CH2-、4-NO2C6H4-CH2-、4-FC6H4-(CH2)2-、C6H5(CH2)2-、4-NO2C6H4-(CH2)2-、C6H5(CH2)3-、
CH3CH2COOCH2-、CH3COOCH2-、CH3CH2COOCH(CH3)-、CH3COOCH(CH3)-、2-chloro-
chloromethylpyridine、2-Chloro-5-chloromehtylthiazole、2-CH3C6H4NHCO-CH2-、4-
FC6H4NHCO-CH2-、4-CH3OC6H4NHCO-CH2-、C6H5NHCO-CH2-、3-BrC6H4NHCO-CH2-、3-FC6H4NHCO-
CH2-、3-CH3OC6H4NHCO-CH2-、3-CF3C6H4NHCO-CH2-、2-CF3OC6H4NHCO-CH2-、2-BrC6H4NHCO-CH2-、
2,5-2FC6H3NHCO-CH2-、2,4-2FC6H3NHCO-CH2-、3-F-4-Br-C6H3NHCO-CH2-、2-F-4-Br-C6H3NHCO-
CH2-、3,5-2CF3C6H3NHCO-CH2-、2-CF3-4-F-C6H3NHCO-CH2-、2-F-4-Cl-C6H3NHCO-CH2-、3-CN-4-
F-C6H3NHCO-CH2-、2-CF3C6H4NHCO-CH2-、3,4-2FC6H3NHCO-CH2-、2,4,5-3FC6H2NHCO-CH2-、2,3,
4-3FC6H2NHCO-CH2-、3-CF3C6H4-CH2NHCO-CH2-、2-CH3C6H4-CH2NHCO-CH2-、2-CH3OC6H4-CH2NHCO-
CH2-中的任意一种。
更优选地，所述化合物选自以下结构式中的一种:
本发明还提供了上述任一2-取代氨基环烷基磺酰胺化合物的制备方法，上述式
(Ⅰ)所示的化合物的合成路线为：
式(II)-(Ⅴ)中，R1和R2的定义同权利要求1；
具体合成方法为：以式(Ⅴ)所示的环烷酮为原料，经磺化反应生成、氯化反应、胺
化反应生成式(Ⅳ)所示的2-氧代环烷基磺酰胺化合物；
再以式(Ⅳ)所示的2-氧代环烷基磺酰胺化合物为原料，经还原氨化反应合成式
(Ⅲ)所示的2-氨基环烷基磺酰胺化合物；
再以式(Ⅲ)所示的2-氨基环烷基磺酰胺化合物为原料，与式(II)所示的烷基化试
剂进行反应，得到式(Ⅰ)所示的2-取代氨基环烷基磺酰胺化合物。
本发明还提供了上述任一2-取代氨基环烷基磺酰胺化合物的用途，具体用作农业
杀菌剂。
优选地，用于杀灭番茄灰霉、水稻纹枯、水稻稻瘟、玉米大斑、小麦根腐、瓜类枯萎、
辣椒疫病病原菌中的一种或多种。
本发明还提供了上述任一2-取代氨基环烷基磺酰胺化合物的另一种用途，具体用
作农业除草剂。
优选地，用于农田单子叶杂草和双子叶杂草的防治。
本发明还提供了一种除草剂，主要成分为上述任一所述的2-取代氨基环烷基磺酰
胺化合物。
本发明的提供的2-取代氨基环烷基磺酰胺化合物对番茄灰霉、水稻纹枯、水稻稻
瘟、玉米大斑、小麦根腐、瓜类枯萎、辣椒疫病等病原菌有抑制作用，用于其病害的防治；对
反枝苋、苘麻、稗草、马唐等常见农田单双子叶杂草具有抑制生长的作用。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体
实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下述各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，
如无特殊说明，均可在市场上购买得到。
实施例1
化合物Ⅳ-1～Ⅳ-8的制备，制备方法具体参考文献1-3，具体的合成工艺路线如
下：
主要的原料取代环烷酮、2-三氟甲基-4-氯苯胺和其它药品及试剂均为市场销售
的产品，其中化合物Ⅳ-1N-(2-三氟甲基-4-氯苯基)-2-氧代环己烷基磺酰胺、化合物Ⅳ-
2N-(2-三氟甲基-4-氯苯基)-2-氧代环戊烷基磺酰胺、化合物Ⅳ-3N-(2-三氟甲基-4-氯苯
基)-2-氧代环庚烷基磺酰胺为实验室自主合成，具体合成方法参照文献1和文献2。
对于化合物Ⅳ-4～Ⅳ-8的合成，上述取代的环烷酮分别为CH3-、C2H5-、C3H7-、C5H11-
等取代基取代。
化合物Ⅳ-4到Ⅳ-8的合成方法为：将0.2mol取代环烷酮，50mL 1,2-二氯乙烷加入
100mL三口瓶中，冰浴冷却到-5℃，氮气保护和搅拌下分批加入摩尔比1:1为0.2mol三氧化
硫和二氧六环的复合物，其中三氧化硫和二氧六环的摩尔比为1:1；在-5-5℃之间反应2h
后，向反应液中加入30mL水，分出水层，二氯乙烷层用水(30mL×3)萃取，合并水层，用Ba
(OH)2·8H2O中和H2SO4，有BaSO4沉淀生成，当达到滴定终点时，抽滤，滤液在冰水冷却下用碳
酸钾中和到pH＝7-8，再次抽滤，滤液在60℃左右减压浓缩，得黄色粘稠液，冷却后有黄色晶
体析出，抽滤得黄色固体产物，用甲醇重结晶得2-氧代环烷基磺酸盐，将其在真空干燥箱中
100℃干燥5h后备用。
将干燥后的0.01mol 2-氧代环烷基磺酸盐、15mL二氯甲烷、0.1mL DMF加入50mL三
口瓶中，氮气保护下，室温搅拌10min；加入0.01mol草酰氯，反应器内温度在5-15℃，反应
1h，至不产生气泡；冰水冷却至0℃，抽滤掉固体，所得溶液移至滴液漏斗中。
在另一50mL三口烧瓶中，加入0.01mol三乙胺、0.008mol 2-三氟甲基-4-氯苯胺、
10mL二氯甲烷，冷却至0-5℃，滴加上步所得的溶液，控制温度<10℃；加完后自然升到室温
继续搅拌2h，停止反应。
向所得溶液中加入20mL二氯甲烷，搅拌10min，随后加入10mL水充分搅拌后抽滤，
分出二氯甲烷层，用6mol/L的HCl(5mL×2)洗涤、水(5mL×2)洗涤后，用无水Na2SO4干燥过
夜；抽滤，减压浓缩，经丙酮与石油醚的混合溶剂结晶得到目标产物。
化合物Ⅳ-4～Ⅳ-8的收率及理化性质见表1，核磁氢谱与红外光谱数据见表2。
参考文献1：王道全，李兴海，梁晓梅，杨新玲，陈馥衡.2-氧代环烷基磺酰胺，其制
备方法和作为杀菌剂的用途，中国发明专利，申请号200510085408.4，2005-7-20。
参考文献2：Li Xing-hai,Wu De-cai,Qi Zhi-qiu,Li Xiu-wei,Gu Zu-min,Wei
Song-hong,Zhang Yang,Wang Ying-zi,Ji Ming-shan.Synthesis,Fungicidal Activity,
and Structure-Activity Relationship of 2-Oxo and 2-
Hydroxycycloalkylsulfonamides.Journal ofAgricultural and Food Chemistry,2010,
58(21):11384–11389.
参考文献3：Li Xing-hai,Yang Xin-ling,Liang Xiao-mei,Kai Zhen-peng,Yuan
Hui-zu,Yuan De-kai,Zhang Jian-jun,Wang Rui-qing,Ran Fu-xiang,Qi Shu-hua,Ling
Yun,Chen Fu-heng,Wang Dao-quan.Synthesis and biological activities of2-
oxocycloalkylsulfonamides.Bioorganic&Medicinal Chemistry,2008,16(8):4538-
4544.
表1化合物Ⅳ-4～Ⅳ-8的理化性质及收率
表2化合物Ⅳ-4～Ⅳ-8的核磁共振氢谱与红外光谱
实施例2
化合物Ⅲ-1～Ⅲ-8的制备
参照参考文献4的方法制备化合物Ⅲ-1～Ⅲ-8，具体的合成工艺路线如下：
其主要的原料为实施例1合成的化合物Ⅳ-4～Ⅳ-8，其它药品及试剂均为市场销
售的产品。
在室温N2保护下，将0.03mol实施例1提供的化合物Ⅳ-1、150mL无水乙醇加入
250mL反应烧瓶中，搅拌溶解后移取0.06mol四异丙氧基钛加入到烧瓶中。关闭N2通入阀，改
为向反应系统中通入氨气，置换反应瓶中的N210min后，再将反应烧瓶密闭，持续通入氨气，
并将反应装置连接到U型水银压力计上，维持氨气的压力在20mmHg左右；搅拌反应12h，TLC
监测(乙酸乙酯：石油醚：甲醇(V:V:V＝10:10:3))反应完全后，停止通氨气。
向反应瓶中加入还原剂硼氢化钠45mmol，反应液中产生大量气泡，继续反应3h。加
入120mL的2mol/L的氨水使反应猝灭，抽滤，滤液减压浓缩除去乙醇，滤饼用乙酸乙酯150mL
洗涤，乙酸乙酯与浓缩后的滤液合并再次抽滤，分液后水层用乙酸乙酯(200mL×2)萃取，合
并有机层，用300mL饱和食盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥后抽滤，浓缩得产物，经甲醇重结晶
得Ⅲ-1的白色粉末状固体7.8g。收率：72.9％；m.p.252-254℃；状态：无色晶体；1H NMR
(DMSO-d6,600MHz),δ(ppm)：1.32-2.00(m,8H,4CH2),2.89(dt,J＝12.5,3.2Hz,1H,CH-N),
3.79(d,J＝2.1Hz,1H,CH-SO2),7.27-7.42(m,3H,Ph-H),8.21(s,3H,NH2+NH)。
参考文献4：Miriyala B,Bhattacharyya S,Johh S.Chemoselective reductive
alkylation ofammoniawith carbonyl compounds:synthesis ofprimary and
symmetrical secondary amines.Tetrahedron,2004,60:1463-1471.
按照上述的方法合成得到其它7个N-(2-三氟甲基-4-氯苯基)-2-氨基环烷基磺酰
胺Ⅲ-2～Ⅲ-8，化合物Ⅲ-2～Ⅲ-8的理化数据见表3，波谱数据见表4。
表3化合物Ⅲ-2～Ⅲ-8的理化性质及收率
表4化合物Ⅲ-2～Ⅲ-8的核磁共振氢谱与红外光谱
实施例3
化合物I-1～I-60的制备方法及其表征
制备化合物I-1～I-60的主要原料为实施例2提供的化合物Ⅲ-2～Ⅲ-8，其它药品
及试剂均为市场销售的产品。
具体的合成工艺路线如下：
具体合成方法为：首先连接气路，通入N2以赶走反应瓶中的空气，保持通入N2，在室
温下，将10mL干燥的DMF作为溶剂，0.5g干燥的4A分子筛，2mmol干燥的氢氧化铯加入烧瓶
中，搅拌10分钟后加入1.5mmol的实施例2提供的化合物，搅拌20分钟后，待磺酰胺溶解后，
缓慢滴加1.8mmol卤代物，搅拌反应6-10小时，根据TLC监测结果终止反应。
之后减压抽滤，滤液加入100mL的蒸馏水，转入分液漏斗中并用100mL×3的乙醚萃
取，合并乙醚层并用无水硫酸钠干燥，抽滤，然后浓缩，得到粗产物。粗产物经柱层析(石油
醚：乙酸乙酯＝10：1)得到纯品。
按照上述方法合成得到2-取代氨基环烷基磺酰胺，共60个。这些化合物的理化数
据见表5，核磁共振数据见表6。
表5化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60的结构与理化性质及收率
表6化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60的核磁共振氢谱和红外光谱数据
实施例4
化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60对灰霉病菌的杀菌活性
具体方法参照农药室内生物测定试验准则，采用平板法测量菌丝生长抑制率，用
浓度为50mg/L的含药培养基，测定目标化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60分别对采制不同地区的多种番茄
灰霉病菌的杀菌活性。以多菌灵和腐霉利为对照药剂，设置丙酮溶剂为空白对照，每个处理
重复三次。待空白对照中的菌落充分生长后，以十字交叉法测量各处理的菌落直径，取其平
均值，用以下公式计算抑制率：
抑制率(％)＝(空白对照菌落直径-含药介质菌落直径)/(空白对照菌落直径-菌
饼直径)×100％
灰霉病菌存在着多个生理小种，因为生存环境和用药水平的不同，采制不同地区
的菌株对新化合物的敏感性也是不同的。测定了所有新化合物对CY-09(采自辽宁朝阳)、
DL-11(采自辽宁大连)和HLD-15(采自辽宁葫芦岛)3种番茄灰霉病菌的抑制活性，具体试验
结果见表7。
表7化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60对番茄灰霉病菌菌株CY-09、HLD-15和DL-11的抑制率(50mg/
L)
结果表明，实施例3中制备的化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60对3种灰霉菌株均表现出了较高的
杀菌活性，普遍高于对照药剂多菌灵与腐霉利。其中，化合物Ⅰ-24，Ⅰ-38，Ⅰ-39，Ⅰ-40，Ⅰ-41，
Ⅰ-44，Ⅰ-45，Ⅰ-46，Ⅰ-47，Ⅰ-48，Ⅰ-49，Ⅰ-50，Ⅰ-54，Ⅰ-55，Ⅰ-56的抑制率高于80％。
实施例5
化合物Ⅰ-24，Ⅰ-54，Ⅰ-55，Ⅰ-56对灰霉病菌的精密毒力测定
参照农药室内生物测定试验准则，采用平板法(抑制菌丝生长实验)，将样品化合
物分别用丙酮制成5000，1250，312.5，78.25mg/L 4个原始浓度。无菌状态下，用PDA(马铃薯
葡萄糖培养基)稀释100倍得到50，12.5，3.125，0.7825mg/L 4个浓度的含药培养基。以腐霉
利、嘧霉胺、嘧菌环胺、啶酰菌胺和多菌灵为对照药剂。接种直径6mm的菌块，在23℃左右培
养3-5天。测量菌落直径(十字交叉法)，利用EXCEL软件按照文献(刘霞，等，2009)的统计方
法计算EC50值，比较药毒力大小。实施例3制备的4个2-取代胺基环己烷基磺酰胺类化合物对
3种灰霉病菌Botrytis cinerea的毒力测定的EC50见表8，菌株代号分别为CY-09(采自辽宁
朝阳)、DL-11(采自辽宁大连)、HLD-15(采自辽宁葫芦岛)。
表8 4种化合物对3种灰霉病菌的毒力(EC50,mg/L)
化合物
灰霉CY-09
灰霉DL-11
灰霉HLD-15
Ⅰ-24
3.17
2.37
1.41
Ⅰ-54
2.54
3.03
1.13
Ⅰ-55
2.63
2.74
3.04
Ⅰ-56
1.99
1.26
0.86
嘧霉胺
7.12
11.57
15.36
嘧菌环胺
3.582
2.58
6.79
腐霉利
10.31
3.88
6.03
啶酰菌胺
4.46
5.56
7.88
多菌灵
867.83
6550.50
733.72
试验结果表明，实施例3制备的4个2-取代胺基环己烷基磺酰胺类化合物对3种病
原菌都有很高的杀菌活性。从EC50值看，化合物Ⅰ-24，Ⅰ-54，Ⅰ-55，Ⅰ-56对3种病原菌的活性均
高于对照药剂嘧霉胺、啶酰菌胺、腐霉利和多菌灵，其中化合物56的EC50值在0.86-1.99mg/
L。
同时，上述试验结果还表明，当胺基上连接取代乙酰胺和取代苄基，化合物活性普
遍较高，且苄基上的二取代活性高于一取代的活性，试验结果还发现取代苯乙基的活性高
于取代苄基和取代苯丙基；当胺基上连接烷基和取代羧酸酯类时，化合物活性稍差。以2-
氯-5氯甲基噻唑与不同的2-氨基环烷基磺酰胺对接合成的2-取代噻唑胺基环己烷基磺酰
胺类化合物有非常高的杀菌活性，普遍高于对照药剂。从化合物Ⅰ-24、Ⅰ-48、Ⅰ-49的杀菌活
性可以看出环烷基的大小对杀菌活性有着较大的影响，其中六元环类化合物的活性最高，
当六元环上有取代基时，化合物活性随着取代基的大小和取代基的位置差异较大，当取代
基是甲基并且在4-位时，取代基活性最高。
实施例6
化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60对6种植物病原真菌的杀菌活性
参照农药室内生物测定试验准则，采用平板法(抑制菌丝生长实验)，用浓度为
50mg/L的含药培养基，测定目标化合物1-60对水稻纹枯病菌、水稻稻瘟病菌、玉米大斑病
菌、小麦根腐病菌、瓜类枯萎病菌、辣椒疫病病菌的杀菌活性。以腐霉利、多菌灵为对照药
剂，设置丙酮溶剂为空白对照，每个处理重复三次。待空白对照中的菌落充分生长后，以十
字交叉法测量各处理的菌落直径，取其平均值，用以下公式计算抑制率，试验结果见表9。
抑制率(％)＝(空白对照菌落直径-含药介质菌落直径)/(空白对照菌落直径-菌
饼直径)×100％
表9化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60对6种病原菌的抑制活性(50mg/L)
结果表明，实施例3制备的化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60对这6种病原菌都有杀菌活性，大部分
化合物对水稻稻瘟病菌的活性高于对照药剂腐霉利，其中化合物Ⅰ-24、Ⅰ-54、Ⅰ-55、Ⅰ-56、Ⅰ-
57对水稻稻瘟病菌的抑制率达到100％；此外，大部分化合物对瓜类枯萎、辣椒疫病和小麦
根腐病菌有较高的活性，但对水稻纹枯和玉米大斑病菌的抑制效果稍差。
实施例7
化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60的除草活性测定
参照农药室内生物测定试验准则(农业部农药检定所，2008)，将实施例3制备的化
合物配制成浓度为1000mg/L的丙酮溶液，吸取0.5mL药液加入铺有滤纸的6cm培养皿中，待
丙酮挥发干后，加入5mL 0.05％吐温80水溶液，稀释得到100mg/L的水溶液，然后将刚刚萌
发的种子整齐地排列在培养皿中，放在23-26℃的环境中培养，以0.05％吐温80水溶液为空
白对照，每处理3个重复。3-6天后，分别测量单子叶杂草稗草、马唐(以等浓度乙草胺为对照
药剂)和双子叶杂草反枝苋、苘麻(以等浓度莠去津为对照药剂)的芽长及根长，计算除草活
性，公式如下：
抑制率(％)＝(空白对照长度-处理长度)/空白对照长度×100％
化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60的除草活性实验结果见表10。
表10化合物Ⅰ-1～Ⅰ-60的除草活性(100mg/L)
通过上述数据可以看出，实施例3制备的化合物1-60对双子叶杂草的抑制效果比
单子叶的好，化合物3对稗草的芽和根都有很好的抑制作用，高于对照药剂乙草胺，化合物
Ⅰ-2、Ⅰ-4、Ⅰ-47、Ⅰ-48对稗草的跟有很好的抑制活性。化合物Ⅰ-46和Ⅰ-57可明显抑制马唐的
芽和根生长，抑制率高于乙草胺，此外，化合物Ⅰ-24、Ⅰ-38、Ⅰ-54、Ⅰ-55、Ⅰ-56、Ⅰ-57对马唐的
芽生长有明显抑制作用。
对双子杂草反枝苋和苘麻的试验表明：化合物Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-10、Ⅰ-13、Ⅰ-14、Ⅰ-16、Ⅰ-
24、Ⅰ-30、Ⅰ-40、Ⅰ-41、Ⅰ-42、Ⅰ-47、Ⅰ-48、Ⅰ-55、Ⅰ-56、Ⅰ-58可明显抑制反枝苋的芽与根的生
长，效果均优于莠去津；大部分化合物对苘麻的芽和根生长均表现出了良好的抑制效果，化
合物Ⅰ-9、Ⅰ-16、Ⅰ-24、Ⅰ-32、Ⅰ-34、Ⅰ-35、Ⅰ-37、Ⅰ-39、Ⅰ-40、Ⅰ-42、Ⅰ-43、Ⅰ-44、Ⅰ-45、Ⅰ-46、Ⅰ-
47、Ⅰ-50、Ⅰ-59对苘麻的根与芽生长抑制活性均优于莠去津。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限
于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护
范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。