2-烷氧基-3-芳基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成及其抑菌活性

章平平，唐傳球，孫　勇

(漢江師范學(xué)院生物化學(xué)與環(huán)境工程系，湖北 十堰 442000)

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2-烷氧基-3-芳基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成及其抑菌活性

章平平，唐傳球，孫勇

(漢江師范學(xué)院生物化學(xué)與環(huán)境工程系，湖北 十堰 442000)

摘要：以自制2-氨基-4-甲基-5-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩-3-甲酸乙酯、三苯基膦、芳基異氰酸酯、伯醇為原料，合成了6種新型的2-烷氧基-3-芳基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1HNMR、MS和元素分析表征，并用6種常見農(nóng)作物病菌對目標(biāo)化合物的抑菌活性進(jìn)行了測試。結(jié)果表明，在用藥濃度為5×10-5g·L-1時，目標(biāo)化合物均表現(xiàn)出一定的抑菌活性，其中以2-甲氧基-3-對氯苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的活性最高，對小麥赤霉病菌的抑菌率達(dá)到75%。

關(guān)鍵詞：2-烷氧基；1，2，4-三氮唑；噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮；合成；抑菌活性

噻吩并[2,3-d]嘧啶酮類雜環(huán)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)多變，表現(xiàn)出良好的抗菌、抗病毒、抗腫瘤、消炎、抗過敏、抗瘧疾[1-7]等作用，因此，在有機(jī)化學(xué)、藥物學(xué)和農(nóng)藥學(xué)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。許多1-取代的三氮唑類雜環(huán)化合物也表現(xiàn)出較好的生物活性[8-10]，且三氮唑取代噻吩并嘧啶酮在農(nóng)藥和醫(yī)藥方面的潛在價值引起了研究者的關(guān)注，但目前相關(guān)研究報道不多。鑒于此，作者通過Gewald反應(yīng)合成噻吩衍生物，將1H-1，2，4-三唑-1-基引入噻吩環(huán)上，利用自制噻吩衍生物與三苯基膦、芳基異氰酸酯和伯醇合成了6種2-烷氧基-3-芳基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物，采用1HNMR、MS和元素分析對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并初步測試了其抑菌活性。

1實(shí)驗(yàn)

1.1試劑與儀器

乙醇、乙醚、乙腈、石油醚、二氯甲烷、三乙基胺、六氯乙烷、三苯基膦、伯醇、芳基異氰酸酯等均為市售分析純，使用前經(jīng)常規(guī)純化處理。

X4型熔點(diǎn)儀，北京第三光學(xué)儀器廠；Mercury400型核磁共振波譜儀(TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑)，美國Varian公司；FinniganTrace型質(zhì)譜儀(70eV)，美國ThermoFinnigan公司；VarioELⅢ型元素分析儀，德國Elementar公司。

1.2方法[9]

1.2.1目標(biāo)化合物的合成

以Ⅲa的合成為例：向裝有40mL乙腈的圓底燒瓶中依次加入2.02g自制的2-氨基-4-甲基-5-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩-3-甲酸乙酯、3.14g三苯基膦、2.84g六氯乙烷，在室溫攪拌下緩慢滴加2.42g三乙基胺，繼續(xù)室溫攪拌4h后過濾，沉淀依次用水和20mL無水乙醇各洗滌2次，最后用無水乙醇∶石油醚=20∶1的混合溶劑重結(jié)晶，得到3.32g淺黃色針狀晶體膦亞胺(Ⅰ)；在室溫氮?dú)獗Ｗo(hù)下，取1.02g中間體Ⅰ溶于10mL二氯甲烷中，再加入2mmol芳基異氰酸酯，在0～5 ℃下靜置6～12h，待中間體Ⅰ反應(yīng)完后，減壓脫去二氯甲烷，加入20mL乙醚-石油醚(1∶2)，過濾除去三苯氧磷副產(chǎn)物，脫去乙醚-石油醚混合溶劑，得到黃色油狀碳二亞胺(Ⅱ)，無需分離直接用于目標(biāo)化合物的合成；在中間體Ⅱ的反應(yīng)瓶中加入15mL絕對無水甲醇，再加入催化劑量醇鈉的甲醇溶液，室溫攪拌2～4h，過濾，濾液脫去部分無水甲醇，殘余物用無水乙醇重結(jié)晶，得到淺黃色(或白色)的目標(biāo)化合物(Ⅲ)。合成路線如圖1所示。

1.2.2抑菌活性測試

1.2.2.1培養(yǎng)基的制備

將10 g去皮馬鈴薯切碎，加入蒸餾水，煮爛，濾去固體，在濾液中加入0.75 g葡萄糖和0.9 g瓊脂，加蒸餾水至50 mL，即制成培養(yǎng)基，滅菌備用。

1.2.2.2抑菌實(shí)驗(yàn)

取10 mg目標(biāo)化合物Ⅲa～Ⅲf，溶解在1 mL二甲基亞砜中，再加入1滴吐溫-80，得到濃度為100 μg·L-1的溶液，取10 mL該溶液，加入10 mL培養(yǎng)基，即制成50 μg·L-1的試樣。

用直徑為5 mm的打孔器取含有不同菌種的瓊脂片，放入上述試樣的培養(yǎng)皿內(nèi)，菌絲面朝下，置于無菌培養(yǎng)箱中于27 ℃培養(yǎng)48～72 h，每種菌種做3組平行。以不加待測試樣作為空白對照，按下式計(jì)算抑菌率：

2結(jié)果與討論

2.1合成條件探索

中間體Ⅰ的合成需在較低溫度下進(jìn)行，同時要進(jìn)行攪拌；合成中間體Ⅱ時，控制反應(yīng)溫度在0～5 ℃，產(chǎn)物無需分離可直接用于目標(biāo)化合物的合成；合成目標(biāo)化合物Ⅲ時，由于醇鈉的堿性較強(qiáng)，所以只能加入催化劑量醇鈉的醇溶液，同時反應(yīng)時間不能過長，否則副反應(yīng)增多，目標(biāo)化合物Ⅲ難以分離且收率下降，反應(yīng)時間一般在2～4 h。

2.2目標(biāo)化合物的波譜特征

Ⅲa：淺黃色，收率81%，m.p.194～196 ℃；1HNMR，δ：8.38(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.54～7.23(m，5H，Ph-H)，3.98(s，3H，CH3O)，2.46(s，3H，CH3)；MS，m/z，%：339(M+，36)，311(22)，283(29)，251(6)，151(20)，134(26)，119(100)，91(61)，77(68)；Anal.calcd for C16H13N5O2S：C 56.63，H 3.86，N 20.64；found C 56.81，H 4.01，N 20.86。

Ⅲb：淺黃色，收率78%，m.p.145～147 ℃；1HNMR，δ：8.36(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.53～7.22(m，5H，Ph-H)，4.46(q，J=7.2 Hz，2H，CH2)，2.45(s，3H，CH3)，1.27(t，J=7.2 Hz，3H,CH3)；MS,m/z，%：353(M+，34)，325(9)，297(8)，270(12)，233(19)，205(22)，178(34)，152(29)，118(49)，91(59)，77(100)；Anal.calcd for C17H15N5O2S：C 57.78，H 4.29，N 19.82；found C 57.79，H 4.49，N 20.01。

Ⅲc：淺黃色，收率85%，m.p.202～204 ℃；1HNMR,δ：8.38(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.42～7.05(m，4H，Ar-H)，3.98(s，3H，OCH3)，2.46(S，3H，CH3)，2.44(S，3H，CH3)；MS，m/z，%：353(M+，37)，325(15)，298(14)，133(100)，104(49)，91(74)，77(51)；Anal. calcd for C17H15N5O2S：C 57.78，H 4.28，N 19.82；found C 57.88，H 4.35，N 20.01。

Ⅲd：淺黃色，收率80%，m.p.141～143 ℃；1HNMR，δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.42～7.02(m，4H，Ar-H)，4.46(q，J=6.8 Hz，2H，OCH2)，2.46(s，3H，CH3)，2.44(s，3H，CH3)，1.27(t，J=6.8 Hz，3H，CH3)；MS，m/z，%：367(M+，67)，339(10)，311(13)，283(9)，232(44)，205(92)，178(61)，91(100)；Anal. calcd for C18H17N5O2S：C 58.84，H 4.66，N 19.06；found C 59.05，H 4.87，N 19.22。

Ⅲe：淺黃色，收率78%，m.p.184～186 ℃；1HNMR，δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.52～7.18(m，4H，At-H)，3.98(s，3H，CH3O)，2.46(s，3H，CH3)；MS，m/z，%：373(M+，14)，318(9)，152(100)，124(29)，111(44)，90(37)；Anal.calcd for C16H12ClN5O2S：C 51.41，H 3.24，N 18.73；found C 51.44，H 3.33，N 18.91。

Ⅲf：淺黃色，收率73%，m.p. 148～150 ℃；1HNMR，δ：8.36(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.51～7.17(m，4H，Ar-H)，4.45(q，J=6.8 Hz，2H，CH2)，2.45(s，3H，CH3)，1.28(t，J=6.8 Hz，3H，CH3)；MS，m/z，%：387(M+，30)，359(12)，330(13)，232(21)，206(100)，178(40)，153(52)，111(44)，90(47)；Anal. calcd for C17H14ClN5O2S：C 52.65，H 3.64，N 18.06；found C 52.69，H 3.55，N 18.11。

從1HNMR結(jié)果可知，1，2，4-三唑-1-基的3位和5位上氫質(zhì)子吸收峰的化學(xué)位移值分別在8.38～8.34和8.15～8.13之間，各自表現(xiàn)為一單峰；芳香環(huán)上氫質(zhì)子吸收峰的化學(xué)位移值在7.90～6.89之間，表現(xiàn)為較復(fù)雜的多重峰；芳環(huán)上甲基氫質(zhì)子吸收峰的化學(xué)位移值均在2.48～2.36之間，表現(xiàn)為一單峰；側(cè)鏈烷基上氫質(zhì)子吸收峰的化學(xué)位移與分子結(jié)構(gòu)一致。

從MS結(jié)果可知，目標(biāo)化合物的分子離子峰都很強(qiáng)，有的達(dá)到了100%：鹵素、烷基、三唑基及芳香環(huán)的特征碎片離子峰都很明顯；噻吩環(huán)和嘧啶環(huán)破裂碎片離子峰都得到了滿意的解釋，與預(yù)期結(jié)構(gòu)相符。

從元素分析數(shù)據(jù)可以看出，其理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測試值接近。

綜上表明，合成的目標(biāo)化合物的波譜特征與其化學(xué)結(jié)構(gòu)一致。

2.3反應(yīng)機(jī)理

目標(biāo)化合物的反應(yīng)機(jī)理可能是：首先碳二亞胺中間體與伯醇反應(yīng)生成類胍中間體，再在RONa的催化下發(fā)生分子內(nèi)的成環(huán)反應(yīng)生成目標(biāo)化合物，如圖2所示。

圖2目標(biāo)化合物的反應(yīng)機(jī)理

Fig.2Reaction mechanism of target compound

2.4目標(biāo)化合物的抑菌活性

采用含毒介質(zhì)法初步測試了目標(biāo)化合物Ⅲa～Ⅲf對棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporum，A)、水稻紋枯病菌(Rhizoctoniasolani，B)、黃瓜灰霉病菌(Botrytiscinereapers，C)、小麥赤霉病菌(Gibberellazeae，D)、蘋果輪紋病菌(Dothiorellagregaria，E)及棉花炭疽病菌(Colletotrichumgossypii，F(xiàn))等6種常見農(nóng)作物病菌的抑菌活性，試樣濃度為5×10-5g·L-1，測試結(jié)果為3次測定平均值，如表1所示。

從表1可知，6種目標(biāo)化合物對測試病菌均有一定的抑菌活性，其中以Ⅲe活性最高，對小麥赤霉病菌的抑菌率達(dá)到75%。

表1目標(biāo)化合物的抑菌活性

3結(jié)論

采用操作簡便、反應(yīng)條件溫和的aza-Wittig反應(yīng)合成了6種新型的2-烷氧基-3-芳基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物，收率較高。抑菌活性測試表明，在用藥濃度為5×10-5g·L-1時，目標(biāo)化合物對6種常見農(nóng)作物病菌有較好的抑菌作用，其中以2-甲氧基-3-對氯苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的抑菌活性最高，對小麥赤霉病菌的抑菌率達(dá)到75%。

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Synthesis of 2-Alkoxyl-3-aryl-5-methyl-6-(1H-1，2，4-triazol-1-yl)-thieno[2，3-d] pyrimidin-4(3H)-ones and Their Fungicidal Activities

ZHANG Ping-ping,TANG Chuan-qiu,SUN Yong

(DepartmentofBiochemicalandEnvironmentalEngineering,HanjiangNormalUniversity,Shiyan442000,China)

Keywords：2-alkoxyl；1，2，4-triazole；thieno[2，3-d]pyrimidin-4(3H)-one；synthesis；fungicidalactivity

Abstract：Sixnovel2-alkoxyl-3-aryl-5-methyl-6-(1H-1,2，4-triazol-1-yl)-thieno[2，3-d]pyrimidin-4(3H)-onesweresynthesizedbyusingself-made2-amino-4-methyl-5-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-thiophene-3-ethylformate,triphenylphosphine,arylisocynateandprimaryalcoholasrawmaterials.Theirstructureswerecharacterizedby1HNMR,MSandelementalanalysis.Andtheirfungicidalactivitieswerealsotestedbysixkindsofcommoncropsbacteria.Resultsshowedthat,alltargetcompoundswithaconcentrationof5×10-5g·L-1hadcertainfungicidalactivities.Amongthem,2-methoxy-3-(4-chlorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-thieno[2，3-d]pyrimidin-4(3H)-onedisplayedthehighestfungicidalactivityof75%againstGibberella zeae．

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Q20135001)

收稿日期：2016-01-28

作者簡介：章平平(1980-)，女，安徽安慶人，講師，研究方向：現(xiàn)代分離分析技術(shù)，E-mail：zpp34@163.com；通訊作者：孫勇，博士，教授，E-mail：sunyong376111@yahoo.com.cn。

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2016.06.007

中圖分類號：O 621.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-5425(2016)06-0035-04