新型桃金娘烯醛基雙酰胺-噻二唑化合物的合成及其抗真菌活性*

白　雪，段文貴，林桂汕，黃鐸云，劉陸智，雷福厚(.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西南寧　530004; .廣西林產(chǎn)化學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧　530008)

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新型桃金娘烯醛基雙酰胺-噻二唑化合物的合成及其抗真菌活性*

白雪1，段文貴1，林桂汕1，黃鐸云1，劉陸智1，雷福厚2
(1.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西南寧530004; 2.廣西林產(chǎn)化學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧530008)

摘要:以α-蒎烯為起始原料，經(jīng)氧化制得桃金娘烯酸(3);脂肪族二酸在POCl3作用下與氨基硫脲經(jīng)脫水環(huán)合制得脂肪族雙噻二唑(4a～4h); 4a～4h分別與3經(jīng)脫水反應(yīng)合成了8個(gè)新型的桃金娘烯醛基雙酰胺噻二唑化合物(5a～5h)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR，IR和ESI-MS表征?？拐婢钚詼y試結(jié)果表明，在用藥量為50 μg·mL－1時(shí)，5a～5h對黃瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、蘋果輪紋病菌、番茄早疫病菌和小麥赤霉病菌均有一定的抑制作用，其中桃金娘烯醛-辛二酸基雙酰胺-噻二唑(5f)對蘋果輪紋病菌的抑制率為60.3%，桃金娘烯醛-丁二酸基雙酰胺-噻二唑(5b)和桃金娘烯醛-癸二酸基雙酰胺-噻二唑(5h)對小麥赤霉病菌的抑制率分別為52.8%和54.4%。

關(guān)鍵詞:α-蒎烯;桃金娘烯醛;雙酰胺-噻二唑;合成;抗真菌活性

研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃資助項(xiàng)目(YCSZ2014043)

通信聯(lián)系人:段文貴，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail:wgduan@ gxu.edu.cn

松節(jié)油是我國(尤其是廣西)的天然優(yōu)勢物質(zhì)資源，其主要成分為α-蒎烯(1)。1分子中具有雙鍵和四元環(huán)兩個(gè)特征反應(yīng)性官能團(tuán)，對其進(jìn)行化學(xué)改性研究可獲得多種功能性深加工產(chǎn)品。桃金娘烯醛(2)，化學(xué)名為6，6-二甲基-2-甲醛基-二環(huán)［3.1.1］-2-庚烯，又名香桃木烯醛，是1的烯丙位氧化產(chǎn)物，天然存在于桉葉油、枯茗子、胡椒和薄荷中，主要用作香料、有機(jī)合成中間體等。研究表明，2具有擴(kuò)張支氣管、抗炎、抗溶血、抗凝聚［1］、殺滅瘧原蟲［2］、抗肝癌［3］、抗菌［4］和驅(qū)蚊［5］等廣泛的生物活性。

1，3，4-噻二唑是含一個(gè)硫原子和兩個(gè)氮原子的五元芳香性雜環(huán)，大量研究結(jié)果表明，該類化合物具有抗菌［6］、除草［7］、殺蟲［8］和植物生長調(diào)節(jié)［9］等廣泛的生物活性。酰胺類化合物具有CO－NH功能基團(tuán)，表現(xiàn)出抗菌［10］、除草［11］、抗病毒［12］及殺蟲［13］等廣泛的生物活性。

本文結(jié)合本課題組近年來對松香松節(jié)油基生物活性化合物的研究成果［14－19］，設(shè)計(jì)合成2，1，3，4-噻二唑和酰胺等活性單元為一體的系列桃金娘烯醛基雙酰胺-噻二唑化合物。以1為原料，經(jīng)氧化制得桃金娘烯酸(3);脂肪族二酸在POCl3作用下與氨基硫脲經(jīng)脫水環(huán)合制得脂肪族雙噻二唑(4a～4h); 4a～4h分別與3經(jīng)脫水反應(yīng)合成了8個(gè)未見文獻(xiàn)報(bào)道的桃金娘烯醛基雙酰胺噻二唑化合物(5a～5h，Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR，IR和ESI-MS表征。并對其抗真菌活性進(jìn)行了測試。

Scheme 1

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

MP420型全自動熔點(diǎn)儀(溫度未校正); Bruker AV 600 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)); Nicolet iS50 FT-IR型紅外光譜儀(KBr壓片); TSQ Quantum Access MAX型液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

3按文獻(xiàn)［20］方法合成; 1，98%(GC)，廣西梧州松脂股份有限公司;其余所用試劑均為分析純。

1.2合成

(1)2的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入SeO220.00 g(0.18 mol)和無水乙醇32.89 g(0.71 mol)，攪拌下回流反應(yīng)10 min;旋蒸除溶得氧化劑(A)。

在反應(yīng)瓶中依次加入1 26.76 g(0.20 mol)，

苯20 mL及對苯二酚0.50 g，在油水分離器中注入水2 mL，攪拌下升溫至60℃，滴加A的苯(10 mL)溶液，滴畢(約1 h)，反應(yīng)至油水分離器中無水珠出現(xiàn)。過濾除去單質(zhì)硒，旋蒸除苯，加入亞硫酸鈉1.00 g和對苯二酚0.50 g，經(jīng)水蒸氣蒸餾，餾出液經(jīng)氯化鈉飽和后用乙醚萃取，合并萃取液，用無水硫酸鎂干燥，旋蒸除去乙醚，減壓蒸餾收集81.00℃～81.50℃/0.67 Kpa餾分得無色透明液體2。

(2)4a～4h的合成(以4a為例)

在反應(yīng)瓶中依次加入丙二酸3.13 g(30 mmol)和氨基硫脲6.02 g(66 mmol)，攪拌下于67 ℃(油浴)滴加POCl320 mL，滴畢(0.5 h)，于75℃反應(yīng)0.5 h。冷卻至室溫，緩慢加入去離子水22 mL，于110℃反應(yīng)1.5 h。冷卻至室溫。用10% NaOH溶液調(diào)至pH 8～9(析出白色沉淀)。抽濾，濾餅用去離子水洗滌3～4次，干燥得黃色固體4a。

用類似方法合成白色固體4b～4h。

(3)5a～5h的合成通法

在反應(yīng)瓶中依次加入4a～4h 3.60 mmol，3 1.32 g(7.92 mmol)和POCl35 mL，攪拌下于65℃反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC檢測)。倒入100 mL去離子水中，攪拌，過濾，濾餅干燥后經(jīng)硅膠柱層析［洗脫劑:V(甲醇)∶V(二氯甲烷)=1∶40］純化得白色固體5a～5h。

1.3生物活性測試

采用瓊脂稀釋法。將供試化合物溶解在丙酮中，然后用200 μg·mL－1sorporl-144乳化劑稀釋成500 μg·mL－1藥液。取藥液1 mL，注入培養(yǎng)皿內(nèi)，然后加入9 mL PSA培養(yǎng)基，最終制成濃度為50 μg·mL－1含供試藥平板。將培養(yǎng)好的供試菌用打孔器打取直徑5 mm菌餅，置于含藥平板內(nèi)，每皿3塊呈等邊三角形排放。以不加藥劑者做空白對照。置于培養(yǎng)箱于(24±1)℃培養(yǎng)48 h，計(jì)量各處理菌絲擴(kuò)展直徑，并與對照相比較，計(jì)算相對抑制百分率?；钚苑旨壷笜?biāo):A級:≥90%; B級:70～90%; C級:50～70%; D級:＜50%。

2　結(jié)果與討論

2.1表征

4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和IR數(shù)據(jù)見表1。由表1可見，在4的IR譜圖中出現(xiàn)了噻二唑環(huán)的特征吸收峰:1 525 cm－1附近的C=N吸收峰和684 cm－1附近的C－S－C吸收峰;在3 309 cm－1和3 112 cm－1處出現(xiàn)了氨基上兩個(gè)NH的伸縮振動吸收峰。與文獻(xiàn)［21］報(bào)道一致。

5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，IR和MS數(shù)據(jù)見表2，NMR數(shù)據(jù)見表3。由表2可見，3 353 cm－1～3 224 cm－1處的N－H伸縮振動吸收峰變?yōu)閱畏?，同時(shí)出現(xiàn)了1 672 cm－1附近的C=O吸收峰，1 622 cm－1附近的C=C吸收峰，1 538 cm－1附近的C=N吸收峰，1 304 cm－1附近的峰(amideⅢ)及685 cm－1附近的C－S－C吸收峰。由此說明4 與3經(jīng)脫水反應(yīng)生成了5。

表1　4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和IR數(shù)據(jù)Table 1　Experimental results and IR data of 4

表2　5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，IR和MS數(shù)據(jù)Table 2　Experimental results，IR and MS data of 5

表3　5的NMR數(shù)據(jù)Table 3　NMR data of 5

2.2合成

我們預(yù)計(jì)通過4與桃金娘烯酸酰氯的N-?；磻?yīng)合成5，但4為白色粉末狀固體，極性較大，無論是用二氯甲烷、丙酮、四氫呋喃、二氧六環(huán)、甲苯、乙腈或吡啶等單一溶劑，還是用二氯甲烷/四氫呋喃、二氧六環(huán)/丙酮、四氫呋喃/吡啶等混合溶劑，均不能將其溶解，故該反應(yīng)不能有效進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，三氯氧磷不但能溶解4，同時(shí)三氯氧磷作為脫水劑有利于3與4的脫水反應(yīng)，而且采用一鍋法，操作簡單，副反應(yīng)少，易于純化。2.3抗真菌活性

5的抗真菌活性數(shù)據(jù)見表4。由表4可知，在

50 μg·mL－1濃度下，5a～5h對黃瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、蘋果輪紋病菌、番茄早疫病菌和小麥赤霉病菌均有一定的抑制作用，其中5f(n=6)對蘋果輪紋病菌的抑制率為60.3%，5b(n=2)和5h(n=8)對小麥赤霉病菌的的抑制率分別為52.8%和54.4%。

表4　5的抗真菌活性*Table 4　Antifungal activities of 5

3　結(jié)論

以α-蒎烯為原料，經(jīng)桃金娘烯醛中間體，設(shè)計(jì)并合成了8個(gè)未見文獻(xiàn)報(bào)道的桃金娘烯醛基雙酰胺-噻二唑化合物(5a～5h)。初步的抑菌活性測試表明，5a～5h對5種供試植物病原菌均有一定的抑制作用，除桃金娘烯醛-辛二酸基雙酰胺-噻二唑(5f)對蘋果輪紋病菌，桃金娘烯醛-丁二酸基雙酰胺-噻二唑(5b)和桃金娘烯醛-癸二酸基雙酰胺-噻二唑(5h)對小麥赤霉病菌的抑制活性為C級外，其余均為D級。

致謝:生物活性委托南開大學(xué)元素有機(jī)化學(xué)研究所生測室測定，謹(jǐn)表謝意!

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·研究論文·

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Synthesis and Antifungal Activities of
Novel Myrtenal-based Bisamide-thiadiazole Compounds

BAI Xue1，DUAN Wen-gui1，LIN Gui-shan1，HUANG Duo-yun1，LIU Lu-zhi1，LEI Fu-hou2
(1.College of Chemistry and Chemical Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China; 2.Guangxi Key Laboratory of Chemistry and Engineering of Forest Products，Nanning 530008，China)

Abstract:Myrtenic acid(3)was prepared by oxidation of α-pinene.Aliphatic bis-thiadiazoles(4a～4h)were prepared by reaction of aliphatic dicarboxylic acids with thiosemicarbazide in the presence of POCl3.Eight novel myrtenal-based bisamide-thiadiazole compounds(5a～5h)were synthesized by condensation of 4a～4h with 3，respectively.The structures were characterized by1H NMR，13C NMR，IR and ESI-MS.Antifungal activities test showed that 5a～5h exhibited certain antifungal activities against Fusarium oxysporum f.cucumerinum，Cercospora arachidicola，Physalospora piricola，Alternaria solani and Fusarium graminearum at 50 μg·mL－1.Myrtenal-suberic acid-based bisamide-thiadiazole(5f)had inhibition rate of 60.3% against Physalospora piricola，myrtenal-amber acid-based bisamide-thiadiazole(5b)and myrtenal-sebacic acid-based bisamide-thiadiazole(5h)had inhibition rates of 52.8% and 54.4% against Fusarium graminearum，respectively.

Keywords:α-pinene; myrtenal; bisamide-thiadiazole; synthesis; antifungal activity

作者簡介:白雪(1989－)，女，漢族，河南南陽人，碩士研究生，主要從事天然資源化學(xué)與有機(jī)合成研究。

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31460173);廣西林產(chǎn)化學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(GXFC13-02);廣西

收稿日期:2014-12-04;

修訂日期:2015-08-14

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.11.1000 *

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

中圖分類號:O621.3