新型N－苯甲酰基硝基胍類化合物的合成及其殺菌活性

馮菊紅，龔 昕，榮 霞，巨修練

（武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院，綠色化工過(guò)程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074）

0 引 言

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，但植物病害可能會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失，而使用殺菌劑是防治植物病害、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定豐產(chǎn)的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法.我國(guó)殺菌劑品種相對(duì)較少，苯并咪唑類、三唑類乃至代森類等一些傳統(tǒng)的品種仍占有較大的市場(chǎng)份額，而這些產(chǎn)品使用了多年，已出現(xiàn)嚴(yán)重的抗藥性，因此開(kāi)發(fā)具有不同作用機(jī)理、結(jié)構(gòu)新穎的殺菌劑是我國(guó)殺菌劑產(chǎn)業(yè)研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn).

近年來(lái)，胍類化合物的殺菌活性引起人們的重視［1］.胍類化合物含有的胍基是該類化合物的主要活性基團(tuán)，可以與生物體中的某些基團(tuán)或元素相互作用，破壞其正常的物質(zhì)和能量代謝［2］.具有殺菌活性的胍類化合物結(jié)構(gòu)多種多樣，如烷基胍－多果定是第一個(gè)胍類殺菌劑，它在防治商品作物真菌性病害中具有特別的經(jīng)濟(jì)意義；雙胍類殺菌劑Befran能很好的抑制某些對(duì)苯并咪唑類殺菌劑有抗性的病菌的生長(zhǎng)；一些雜環(huán)的胍類如嗎啉胍可用于防治黃瓜細(xì)菌性角斑病、霜霉病，西瓜炭疽病等.最近有文獻(xiàn)報(bào)道，在胍的結(jié)構(gòu)中引入硝基，形成穩(wěn)定的硝基胍后，再將硝基胍芳甲?；⒎家阴；蟮玫较趸翌愌苌?，這些衍生物對(duì)蘋果腐爛病菌和葡萄黑豆病菌有較強(qiáng)的抑制活性［3］.

為了系統(tǒng)研究硝基胍基團(tuán)上不同取代基對(duì)該類化合物殺菌活性的影響，本研究將文獻(xiàn)［2］中的芳甲?；潭楸郊柞；谙趸一鶊F(tuán)上引入甲基、乙基等烷基取代基，或者將胍基中的兩個(gè)胺基與亞甲基形成五元環(huán)、六元環(huán)，合成了6個(gè)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的苯甲?；趸翌惢衔铮⒉捎闷矫笊L(zhǎng)速率法對(duì)合成的目標(biāo)化合物進(jìn)行了初步的殺菌活性測(cè)試.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

RY－1G 型 熔 點(diǎn) 儀；Varian Mercury－VX 300型核磁共振儀（CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)）；TRACEMS 2000型質(zhì)譜儀.

所有試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純或者化學(xué)純.反應(yīng)過(guò)程采用的TLC薄層硅膠板和柱層析所用的硅膠，由青島海洋硅膠干燥劑廠生產(chǎn).

1.2 化合物合成

1.2.1 中間體1的合成路徑 具體方法如下：

1a，參照文獻(xiàn)［4］，白色粉末固體，m.p.159～162℃ （文獻(xiàn)值：156～157℃）。

1b，參照文獻(xiàn)［5］，白色粉末固體，m.p.151～154℃ （文獻(xiàn)值：146～149℃）。

1c，參照文獻(xiàn)［6］，白色粉末固體，m.p.102～103℃ （文獻(xiàn)值：99～100℃）。

1d，參照文獻(xiàn)［7］，白色粉末固體，m.p.159～163℃ （文獻(xiàn)值：158～160℃）。

1e，參照文獻(xiàn)［8］，白色針狀晶體，m.p.221～223℃ （文獻(xiàn)值：219～220℃）。

圖1 中間體硝基胍1a－1f的合成路徑Fig.1 The synthetic routes of intermediates 1a－1f

圖2 目標(biāo)化合物2a～2f的合成路徑Fig.2 The synthetic routes of target compounds 2a～2f

1f，參照文獻(xiàn)［9］，黃色粉末固體，m.p.245～247℃ （文獻(xiàn)值：251～252℃）.

1.2.2 目標(biāo)化合物1－甲基－1－苯甲?；?－硝基胍2a的合成 在100mL三口燒瓶中加入0.35g（3mmol）中間體1a，30mL二氯甲烷.冰鹽浴下攪拌，控制溫度0℃以下，加入0.6mL三乙胺，然后小心加入0.4mL苯甲酰氯，反應(yīng)0.5h.反應(yīng)完畢，過(guò)濾，濾液加15mL蒸餾水萃取，再用25mL二氯甲烷萃取兩次，有機(jī)層減壓旋蒸除去溶劑，過(guò)濾，濾液減壓旋蒸除去溶劑得粗品，將粗品柱層析［洗脫劑V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）＝2∶1］得白色粉末固體0.48g，收率50.1%，m.p.157～159℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.102（s，1H，NH），9.632（s，1H，NHNO2），7.542～7.937（m，5H，ArH），3.097（d，J＝4.8Hz，3H，CH3）；MS（ESI）∶Calcd for C9H11N4O3（M＋H）＋∶223.083 1，found 223.085 0.

同樣的方法合成目標(biāo)化合物2b－2f.

目標(biāo)化合物1－乙基－1－苯甲?；?－硝基胍2b：黃色針狀固體0.56g，收率56%，m.p.75～78℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.137（s，1H，NH），9.628（s，1H，NHNO2），7.541～7.935（m，5H，ArH），3.559（q，J＝6.0Hz，2H，CH2），1.319（t，J＝7.2Hz，3H，CH3）；MS（ESI）∶Calcd for C10H13N4O3（M＋H）＋∶237.098 8，found 237.100 2.

目標(biāo)化合物1－丙基－1－苯甲?；?－硝基胍2c：白色針狀固體0.63g，收率60.8%，m.p.50～53℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.157（s，1H，NH），9.694（s，1H，NHNO2），7.545～ 7.942（m，5H，ArH），3.487（t，J＝6.8Hz，2H，CH2CH2CH3），1.718（m，2H，CH2CH2CH3），1.023（t，J ＝7.2Hz，3H，CH2CH2CH3）；MS（ESI）∶Calcd for C11H15N4O3（M ＋ H）＋∶251.114 4，found 251.123 0.

目標(biāo)化合物1－異丙基－1－苯甲?；?－硝基胍2d：淡黃色針狀固體0.76g，收率73%，m.p.103～105℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.163（s，1H，NH），9.573（s，1H，NHNO2），7.541～7.933（m，5H，ArH），4.341（m，1H，CH），1.321（d，6H，J＝6.4 Hz，CH3）；MS（ESI）∶ Calcd for C11H15N4O3（M＋H）＋∶251.114 4，found 251.120 5.

目標(biāo)化合物1－苯甲?；璑－硝基咪唑烷－2－亞胺2e：得黃色粉末狀固體0.58g，收率58.4%，m.p.194～196℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶7.041～ 7.594（m，5H，ArH），4.027（t，J ＝0.8 Hz，2H，CH2CH2NH），3.724（t，J＝0.8Hz，2H，CH2CH2NH）；MS（ESI）∶Calcd for C10H11N4O3（M＋H）＋∶235.0831，found 235.092 2.

目標(biāo)化合物1－苯甲?；璑－硝基－1，4，5，6－四氫吡啶－2－胺2f：淡黃色針狀固體0.36g，收率35%，m.p.128～130 ℃，1H NMR（CDCl3，400 MHz），δ∶9.902（s，1H，NHNO2），7.394～7.602（m，5H，ArH），3.921（t，J ＝6.4Hz，2H，NCH2CH2CH2N），3.669（t，J＝6.4Hz，2H，NCH2CH2CH2N），2.268（t，J ＝6Hz，2H，NCH2CH2CH2N）；MS（ESI）∶ Calcd for C11H13N4O3（M＋H）＋∶249.098 8，found 249.101 0.

2 生物活性測(cè)試

2.1 供試菌種

草坪褐斑病菌（Rhizoctomia solani AG－1－IB融合群），由武漢工程大學(xué)韓新才教授提供.

2.2 測(cè)試方法

參照文獻(xiàn)方法［10］測(cè)試抑菌活性.在150mL三角瓶中加入PDA培養(yǎng)基60mL，滅菌備用.用滅菌水配成質(zhì)量濃度為200μg·mL－1的待測(cè)樣品，加入培養(yǎng)基中，充分搖勻后倒入直徑為9cm的滅菌的培養(yǎng)皿中，每組三個(gè)重復(fù)，以等量的溶劑為空白對(duì)照.以打孔器（內(nèi)徑5mm）將生長(zhǎng)正常的草坪褐斑菌打孔制成若干菌餅.用接種針將菌餅放于各培養(yǎng)皿中，置于28℃無(wú)菌恒溫箱內(nèi)培養(yǎng).待空白對(duì)照接近長(zhǎng)滿培養(yǎng)皿時(shí)，根據(jù)十字交叉法用游標(biāo)卡尺測(cè)量培養(yǎng)皿內(nèi)菌落直徑，每個(gè)處理重復(fù)三次，取其平均值作為處理菌落直徑，計(jì)算抑菌率.

3 結(jié)果與討論

初步測(cè)試了目標(biāo)化合物2a～2f在200μg·mL－1的質(zhì)量濃度下對(duì)草坪褐斑菌的抑制活性，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1.結(jié)果表明所有的目標(biāo)化合物對(duì)草坪褐斑菌都有一定的抑制活性，當(dāng)硝基胍基團(tuán)上引入乙基和丙基時(shí)，化合物2b和2c的抑菌活性強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照品惡霉靈.而當(dāng)硝基胍與亞甲基形成環(huán)狀后（化合物2e和2f），抑菌活性較弱.對(duì)該系列化合物進(jìn)一步的構(gòu)效關(guān)系研究還在進(jìn)行中.

表1 化合物2a～2f在200μg·mL－1下對(duì)草坪褐斑病菌的抑菌率Table 1 Fungicidal activity of compounds 2a－2f at concentration of 200μg·mL－1

4 結(jié) 語(yǔ)

本研究以不同結(jié)構(gòu)的硝基胍與苯甲酰氯為原料，通過(guò)?；磻?yīng)合成了6個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的苯甲?；趸已苌?，并采用平皿生長(zhǎng)速率法初步研究了不同取代基對(duì)苯甲?；趸一衔餁⒕钚缘挠绊懀Y(jié)果表明當(dāng)硝基胍結(jié)構(gòu)中引入烷基時(shí)，衍生物的殺菌活性較好；其中引入乙基和丙基時(shí)，化合物2b和2c的殺菌活性強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照惡霉靈.而當(dāng)硝基胍與亞甲基成環(huán)后，活性明顯下降.此結(jié)果為進(jìn)一步研究該類硝基胍化合物的構(gòu)效關(guān)系奠定了基礎(chǔ).

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