3種含1，2，4三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物的合成及抗菌活性

唐傳球，孫勇，章平平

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

?

唐傳球，孫勇，章平平

(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]以自制膦亞胺與芳基異氰酸酯、正丙醇經(jīng)aza-Wittig串聯(lián)反應(yīng)合成了3個(gè)新型的2-正丙氧基-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(3a-3c)，利用1H NMR、MS和元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。目標(biāo)化合物對(duì)選用的農(nóng)作物部分菌體均表現(xiàn)出較好的殺菌效果，其中以2-正丙氧基-3-對(duì)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)-酮對(duì)黃瓜灰霉菌的抑制效果最優(yōu)。

[關(guān)鍵詞]1，2，4-三氮唑；噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮；衍生物；合成；抗菌活性

噻吩并嘧啶酮類(lèi)雜環(huán)化合物以其優(yōu)良的抗菌、抗腫瘤、抗瘧疾、抗過(guò)敏、消炎[1～6]等生物活性，廣泛應(yīng)用在藥物化學(xué)、農(nóng)藥化學(xué)和有機(jī)化學(xué)等領(lǐng)域。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，取代三氮唑類(lèi)雜環(huán)化合物也有較好的抗菌和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)作用[7～9]，但目前有關(guān)三氮唑取代噻吩并嘧啶酮的研究報(bào)道較少。筆者在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)Gewald反應(yīng)將三氮唑引入噻吩環(huán)上，再與PPh3、芳基異氰酸酯和正丙醇通過(guò)串聯(lián)aza-Witting反應(yīng)合成了3個(gè)新型含1，2，4-三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并初步測(cè)試了其生物活性。

1試驗(yàn)

1.1儀器及試劑

1)儀器X4型熔點(diǎn)儀(北京第三光學(xué)儀器廠，溫度計(jì)未經(jīng)校正)； Mercury 400型核磁共振儀(美國(guó)Varian公司，TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑)；Finnigan Trace質(zhì)譜儀(美國(guó)Thermo Electron公司，70eV)； Vario EL Ⅲ型元素分析儀(德國(guó)Elementar公司)。

2)試驗(yàn)藥品三苯基膦、正丙醇、三乙基胺、六氯乙烷、乙醚、乙醇、石油醚、二氯甲烷均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，芳基異氰酸酯購(gòu)自阿拉丁試劑(上海)有限公司。所采用試劑使用前均經(jīng)常規(guī)處理。

1.2目標(biāo)化合物的合成

1)中間體(1)膦亞胺的合成將自制2-氨基-4-甲基-5-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩-3-甲酸乙酯、三苯基膦和六氯乙烷溶于乙腈，室溫?cái)嚢?，緩慢滴加三乙胺，反?yīng)4h后過(guò)濾，沉淀用水和無(wú)水乙醇分別洗滌2次，再用無(wú)水乙醇和石油醚混合溶劑重結(jié)晶，制得中間體(1)膦亞胺。

2)中間體(2)碳二亞胺的合成在氮?dú)獗Ｗo(hù)作用下，中間體(1)溶于二氯乙烷中，加入芳基異氰酸酯，在室溫下靜置6～12h，反應(yīng)結(jié)束，減壓脫去二氯乙烷，加入乙醚/石油醚混合溶劑，過(guò)濾固體副產(chǎn)物，減壓除去溶劑，得到黃色油狀碳二亞胺中間體(2)，直接用于下一步合成。

3)目標(biāo)化合物(3)的合成在中間體(2)的反應(yīng)瓶中加入無(wú)水正丙醇，再加入催化劑正丙醇鈉的相應(yīng)醇溶液，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h，過(guò)濾，減壓除去大部分溶劑，殘余物用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，得到淺黃色(或白色)的目標(biāo)產(chǎn)物(3a～3c)。合成路線見(jiàn)圖1所示。

圖1　目標(biāo)化合物的合成路線

2結(jié)構(gòu)表征

2-正丙氧基-3-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(3a)：白色，產(chǎn)率74%,熔點(diǎn)117～119℃；1H NMR(TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑)δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1 H,triazolyl-5-H)，7.53～7.23(m，5H，Ph-H)，4.34(t，J=6.4Hz，2H，OCH2)，2.46(s，3H，CH3)，1.64～1.61(m，2H，CH2)，0.81 (t，J=7.2Hz，3H，CH3)；MS m/z(%)：367(M+，100)，324(47)，297(13)，270(7)，233(16)，206(45)，178(28)，119(18)；Aanal.calcd for C18H17N5O2S：C 58.84，H 4.66，N 19.06：found C 59.00，H 4.82，N 19.11。

2-正丙氧基-3-(3-甲基苯基)-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(3b)：淺黃色，產(chǎn)率77%，熔點(diǎn)120～122℃；1H NMR(TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑)δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.40～7.04(m，4H，Ar-H)，4.33(t，J=7.2Hz，2H，OCH2)，2.46(s，3H，CH3)，2.45(s，3H，CH3)，1.65～1.62(m，2H，CH2)，0.82(t，J=7.6Hz，3H，CH3)；MS m/z(%)：381(M+，3)，338(6)，311(3)，283(5)，233(18)，206(51)，91(100)，43(88)；Aanal. Calcd for C19H19N5O2S：C 59.83，H 5.02，N 18.36；found C 59.99，H 4.87，N 18.54。

2-正丙氧基-3-(4-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(3c)：淺黃色，產(chǎn)率76%，熔點(diǎn)126～128℃；1H NMR(TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑)δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.51～7.18(m，4H，Ar-H)，4.34(t，J=6.4 Hz，2H，OCH2)，2.45(s，3H，CH3)，1.68～1.62(m，2H，CH2)，0.83(t，J=7.2Hz，3H，CH3)；MS m/z(%)：401(M+，1)，358(1)，293(16)，287(9)，219(27)，183(100)，109(45)，77(96)；Aanal. calcd for C18H16ClN5O2S：C 53.80，H 4.01，N 17.43；found C 54.01，H 3.95，N 17.58。

通過(guò)對(duì)所合成化合物的1H NMR、MS及元素分析圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 可以確定目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)(所有數(shù)據(jù)來(lái)自華中師范大學(xué)分析測(cè)試中心)。

1H NMR譜在δ8.35～8.38和8.13～8.15的吸收峰為1，2，4-三唑-1-基的3位和5位上氫的質(zhì)子吸收峰，呈一單峰；δ6.89～7.90的吸收峰為芳環(huán)上氫的質(zhì)子吸收峰，表現(xiàn)為三級(jí)譜圖，為較復(fù)雜的多重峰；δ2.36～2.48的吸收峰為芳環(huán)上甲基氫的質(zhì)子吸收峰，均呈一單峰；側(cè)鏈烷基上氫的質(zhì)子吸收峰與分子結(jié)構(gòu)吻合。從MS數(shù)據(jù)可以看出，目標(biāo)化合物的MS譜中，有很強(qiáng)的分子離子峰出現(xiàn)，M+—Cl、M+—CH3、M+—R、M+—Ar、M+—三唑基及芳香環(huán)的特征碎片離子峰都很明顯；其他噻吩環(huán)和嘧啶環(huán)破裂碎片離子峰與預(yù)期結(jié)構(gòu)相符合。從元素分析數(shù)據(jù)可以看出，其理論計(jì)算值與試驗(yàn)測(cè)試值相接近(數(shù)據(jù)中 Aanal. calcd for C18H16ClN5O2S代表元素分析理論計(jì)算值，found代表元素分析測(cè)試值)。

以上分析表明目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)參數(shù)與其化學(xué)結(jié)構(gòu)一致。

3可能的反應(yīng)機(jī)理

目標(biāo)化合物的形成機(jī)理，可能是正丙醇與碳二亞胺中間體反應(yīng)，生成類(lèi)胍中間體后，再由正丙醇鈉催化進(jìn)行分子內(nèi)成環(huán)反應(yīng)，生成目標(biāo)化合物?？赡艿姆磻?yīng)機(jī)理見(jiàn)圖2。

圖2　目標(biāo)化合物的可能反應(yīng)機(jī)理

4目標(biāo)化合物的殺菌活性

將目標(biāo)化合物配制成質(zhì)量濃度為5×10-5g/L的二甲基亞砜溶液，并將其制成固體培養(yǎng)基，滅菌后備用。含有菌種的瓊脂片用直徑為5mm的打孔器取出，菌絲面朝下，放在新制固體培養(yǎng)基上，置于恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)48～72h，培養(yǎng)箱的溫度控制在27℃，每個(gè)菌種做3個(gè)平行試驗(yàn)，并以空白培養(yǎng)基作對(duì)照，觀察殺菌效果，以校正后的空白對(duì)照和處理的樣品菌斑平均直徑計(jì)算殺菌率，結(jié)果見(jiàn)表1。從測(cè)試結(jié)果可以看出，新制化合物對(duì)所選常見(jiàn)農(nóng)作物菌種具有一定的殺菌活性，其中以3c活性最好，殺菌率在55%以上，特別是對(duì)黃瓜灰霉菌的抑制率達(dá)到76%。

表1　目標(biāo)化合物的殺菌活性

注：A為棉花枯萎菌(Fusarium oxysporum)；B為水稻紋枯菌(Rhizoctonia solani)；C為黃瓜灰霉菌(Botrytis cinereapers)；

D為小麥赤霉菌(Gibberella zeae)；E為蘋(píng)果輪紋(Dothiorella gregaria)；F為棉花炭疽(Colletotrichum gossypii)。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上研究可以發(fā)現(xiàn)，該試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，條件溫和，產(chǎn)率達(dá)70%以上。初步的生物活性測(cè)試結(jié)果表明，含1，2，4-三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物對(duì)常見(jiàn)農(nóng)作物病菌抗菌作用較好，大部分新制化合物對(duì)病菌抑制率達(dá)到了50%以上。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Balasubramanian N, Meenai K, Mitin J, et al. Correlation of antibacterial activity of some N-[5-(2-furanyl)-2-methyl-4-oxo-4H-thieno[2,3-d]pyrimidin-3-yl]-carboxamide and 3-substituted-5-(2-furanyl)-2-methyl-3H-thieno[2,3-d]pyrimidin-4-ones with topological indices using Hansch analysis[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2006, 16(18):4951～4958.

[2] Hafez Hend N, Hussein Hoda A R, El-Gazzar Abdel-Rahman B A, et al. Synthesis of substituted thieno[2,3-d]pyrimidine-2,4-dithiones and their S-glycoside analogues as potential antiviral and antibacterial agents[J]. Eur J Med Chem，2010, 45(9):4026～4034.

[3] Alagarsamy V, Meena S, Ramseshu K V, et al. Synthesis, analgesic, anti-inflammatory, ulcerogenic index and antibacterial activities of novel 2-methylthio-3-substituted-5,6,7,8-tetrahydrobenzo (b) thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones[J]. Eur J Med Chem，2006, 41(11):1293～1300.

[4] Wang Yanong D, Steven J,Dennis P, et al. Inhibition of tumor cell proliferation by thieno[2,3- d]pyrimidin-4(1H)-one-based analogs[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2005, 15(16):3763～3766.

[5] Cohen A, Suzanne P, Lancelot J C, et al. Discovery of new thienopyrimidinone derivatives displaying antimalarial properties toward both erythrocytic and hepatic stages of Plasmodium[J]. Eur J Med Chem, 2015,95(5):16～28.

[6] Mavrova A T, Vuchev D, Anichina K, et al. Synthesis, antitrichinnellosis and antiprotozoal activity of some novel thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones containing benzimidazole ring[J]. Eur J Med Chem, 2010, 45(12):5856～5861.

[7] 孫勇，丁明武.2-二烷氨基-3-苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成及其殺菌活性[J].合成化學(xué)，2009，17(5)：548～552.

[8] 孫勇，潘坤，曾沽瓊. 新型的2-烷氨基-3-苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-l-基)-噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成及其抑菌活性[J]. 合成化學(xué)，2010，18(6)：721～724.

[9] Mavrova A T, Wesselinova D, Tsenov J A, et al. Synthesis and antiproliferative activity of some new thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones containing 1,2,4-triazole and 1,3,4-thiadiazole moiety[J]. Eur J Med Chem, 2014,86(30):676～683.

[編輯]趙宏敏

[收稿日期]2016-01-25

[基金項(xiàng)目]湖北省教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目(Q20135001)。

[作者簡(jiǎn)介]唐傳球(1980-)，男，碩士，講師，現(xiàn)主要從事有機(jī)中間體合成方面的教學(xué)與研究工作；通信作者：章平平，zpp34@163.com。

[中圖分類(lèi)號(hào)]O621；TQ226.34

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)16-0042-04

[引著格式]唐傳球，孫勇，章平平.3種含1，2，4-三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物的合成及抗菌活性[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2016,13(16)：42～46.