N-(4-異丙基苯甲?；?-4-甲基哌啶水溶性液劑的制備及其抑菌活性研究

楊　建，高　揚，高素美，王雪松，唐孝榮

(西華大學理學院，四川 成都　610039)

?

·基礎學科·

N-(4-異丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液劑的制備及其抑菌活性研究

楊建，高揚，高素美，王雪松，唐孝榮*

(西華大學理學院，四川 成都610039)

以對異丙基苯甲酸和4-甲基哌啶為原料，采用酰氯胺解法合成一種具有抑菌活性的新型化合物N-(4-異丙基苯甲?；?-4-甲基哌啶，并用1H NMR和13C NMR對其結構進行表征。將其制成水溶性液劑，并以水稻紋枯病菌、小麥赤霉病菌、玉米小斑病菌、油菜菌核病菌、番茄灰霉病菌、馬鈴薯晚疫病菌、瓜類炭疽病菌、葡萄白腐病菌、柑橘綠霉病菌和蘋果輪紋病菌等10種病原真菌為靶標對其抑菌活性進行研究。結果顯示，該制劑性能穩(wěn)定，具有較好的抑菌效果。

抑菌活性；酰胺；水溶性液劑

酰胺類化合物早在1966年就加入了農藥的大家庭，至今已有近50年了，它以其低毒低污染，且活性和選擇性都很突出的特點而備受人們的重視。酰胺類農藥的開發(fā)儼然已成為農藥領域研究的熱點和前沿[1-3]。

由于對異丙基苯甲酸其本身對多種植物病原真菌就有很好的抑菌效果，而且有著較為廣泛的抑菌譜[4-6]，所以我們選擇其作為反應物之一，進行目標產物合成。

為了盡量避免農藥本身及其所用試劑對環(huán)境的污染，降低污染程度，本文采用創(chuàng)新性的設計合成出一種新型結構的酰胺類物質[7-12]，并在測定殺菌活性[13-15]后，利用其優(yōu)秀的殺菌活性開發(fā)研制出一種水溶性農藥制劑，不僅使得農藥殘留問題得到有效解決，而且成功避免了農藥使用時因加入有機溶劑而造成的二次環(huán)境污染。在對環(huán)保要求越來越高的今天，水溶性制劑的開發(fā)無疑是契合當今主題的，是促進農藥領域研究進步的重要組成部分。

1　實驗部分

1.1實驗儀器與試劑

儀器：X-4數(shù)字顯微熔點測定儀(北京福凱儀器有限公司)；Bruker核磁共振波譜儀(300 MHz，氘代二甲亞砜作為溶劑)；SGSP-02恒溫隔水式培養(yǎng)箱(黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司)； BHC-1300 A2生物安全柜(蘇州安泰技術有限公司)。

試劑：水稻紋枯病菌、小麥赤霉病菌、玉米小斑病菌、油菜菌核病菌、番茄灰霉病菌、馬鈴薯晚疫病菌、瓜類炭疽病菌、葡萄白腐病菌、柑橘綠霉病菌和蘋果輪紋病菌都從中國農業(yè)微生物菌種保藏管理中心購得，在4 ℃條件下保存?zhèn)溆?；對異丙基苯甲?西亞試劑，分析純)；對甲基哌啶(西亞試劑，分析純)；其他試劑除各種有機溶劑為分析純外均為化學純。

1.2化合物N-(4-異丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶的制備

將0.01 mol 對異丙基苯甲酸和15 mL二氯亞砜加到50 mL三頸瓶中，加熱到80 ℃回流2 h，減壓蒸餾除去過量的二氯亞砜，直到無液體流出為止，冷卻至室溫，即得對異丙基苯甲酰氯。

將0.01 mol 4-甲基哌啶和10 mL二氯甲烷加入50 mL三頸瓶中，加入3 mL吡啶或三乙胺, 在室溫攪拌下，逐滴加入新制的對異丙基苯甲酰氯。滴加完畢后，于30～50 ℃下繼續(xù)反應5 h，反應完成后，依次用10 %鹽酸、10 %NaOH和蒸餾水洗滌反應混合物至中性，在2～6 ℃冰箱中放置，直到固體析出后，過濾，洗滌，用無水乙醇重結晶，得白色固體產物，產率為81 %。反應方程式如圖1所示。

圖1　目標化合物的合成方法

產物的波譜數(shù)據(jù)如下：

1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz)(ppm): 0.92 (3H,d,J=6.0 Hz), 1.031.06 (2H, m), 1.21 (6H,d,J=6.6 Hz)，1.601.61 (3H, m)，2.892.94 (3H, m)，3.593.60 (1H, m)，4.42 (1H, m), 7.30 (4H, s)。

13C NMR (DMSO-d6, 300 MHz)(ppm) : 21.50 (1C), 23.61 (2C), 30.21 (1C), 30.40 (1C), 33.20 (2C), 33.74 (2C), 126.11 (2C), 126.74 (2C), 133.97 (1C), 149.52 (1C), 168.89 (1C)。

1.3化合物N-(4-異丙基苯甲?；?-4-甲基哌啶水溶性液劑的制備

稱取1 g N-(4-異丙基苯甲?；?-4-甲基哌啶于7.499 g二甘醇中，加入0.001 g鄰苯二甲酸二丁酯，在50 ℃恒溫攪拌下，慢慢加入1.5 g OP-7直到溶液完全澄清透明，再恒溫攪拌30 min，即得10 %N-(4-異丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液劑。

1.4水溶性液劑穩(wěn)定性實驗

1.4.1乳液穩(wěn)定性實驗

將制得的水溶性液劑取1 mL置于刻度量杯中，往量杯中加入342 mg/L的標準硬水99 mL，攪拌均勻，將此量杯放入溫度為(30±2) ℃的恒溫水浴中，1 h后對其外觀進行觀察。

1.4.2熱穩(wěn)定性實驗

將制得的水溶性液劑樣品密封于安瓿瓶內，置于(54±2 ) ℃的恒溫箱中貯存14 d后，對其外觀進行觀察。

1.4.3貯存穩(wěn)定性實驗

將制得的水溶性液劑樣品密封于安瓿瓶內，于室溫下貯存1年后，對其外觀進行觀察。

1.4.4實驗結果

實驗開發(fā)的水溶性農藥制劑穩(wěn)定性實驗結果見表1。

表1　10%目標產物水溶性液劑的穩(wěn)定性實驗結果

表1的結果表明，該水溶性制劑具有很好的乳液穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性。

1.5化合物N-(4-異丙基苯甲?；?-4-甲基哌啶水溶性液劑的抑菌活性測定

1.5.1實驗方法

將目標產物用DMSO溶解后，加入含有0.1 %吐溫-80的自來水，混合均勻后配成100 mg/L的供試溶液。將所配溶液加入到已滅菌的PDA培養(yǎng)基中，同時再加入50 mg/L的鏈霉素。以不含目標化合物的相應溶液作為空白對照，制成厚薄均勻的含藥平板備用，重復三次。用已滅菌的打孔器取φ5 mm生長良好、無污染、長勢均勻的菌餅，在無菌條件下接入含毒培養(yǎng)基和對照培養(yǎng)基的中心位置(每個平板接種一個菌餅)。在28 ℃恒溫條件下培養(yǎng)。當空白對照的菌落直徑長到50 mm左右時，采用十字交叉法測量菌落的直徑，取其平均值，用下列公式計算相對抑菌率：

(1)

1.5.2抑菌活性實驗結果

從表2可知，該水溶性液劑對水稻紋枯病菌、馬鈴薯晚疫病菌、小麥赤霉病菌、柑橘綠霉病菌、蘋果輪紋病菌均有較好的抑制效果，對玉米小斑病菌、油菜菌核病菌和番茄灰霉病菌有極好的抑制效果。

表2　10 %目標產物水溶性液劑在100 mg/L時對植物病原菌的抑菌活性　%

2　結果與討論

本文采用酰鹵的胺解法，以對異丙基苯甲酸和對甲基哌啶為原料，合成了N-(4-異丙基苯甲?；?-4-甲基哌啶這種新型化合物，并經過了1H NMR和13C NMR的結構確認。并以此為基礎，進行研究開發(fā)，制得了一種全新的酰胺類水溶性農藥制劑。其后對此制劑的抑菌性進行生物活性實驗。實驗結果表明，制劑對10種病原真菌都一定的抑制效果，其中對玉米小斑、油菜菌核、番茄灰霉這3種菌的抑菌率達到90%以上，表現(xiàn)出了極好的抑菌效果。

[1]張宗慶,張寅,張睿,等.多重創(chuàng)新視角下我國農藥行業(yè)發(fā)展趨勢研究[J].東南大學學報(哲學社會科版),2010,12(6):53.

[2]楊吉春,張金波,柴寶山,等.酰胺類殺菌劑新品種開發(fā)進展[J].農藥,2008,47(1):6.

[3]吳嶠,焦嬌,劉長令,等.殺菌劑開發(fā)的新進展[J].農藥,2012,51(1):46.

[4]胡林峰,陳從珍,易曉華,等.孜然種子提取物枯茗醛抑菌作用研究[J].西北植物學報,2008,28(11):2349.

[5]胡林峰,馮俊濤,張興,等.孜然種子中殺菌活性成分分離及結構鑒定[J].農藥學學報,2007,9(4)：330.

[6]馮俊濤,韓立榮,范瑞娟,等.枯茗酸對辣椒疫霉病菌生長發(fā)育的影響[J].中國農業(yè)學,2012,45(13):2628.

[7]張平,王海榮,王建晨,等.水溶性氧雜酰胺類化合物的合成及表征[J].有機化學,2008,28(2):335.

[8]胡久榮,鄭大貴.DDQ/PPh3催化的N-苯甲酰胺衍生物中間體的有效合成及晶體結構[J].無機化學報,2014,30(2):459.

[9]吳雪,唐劍鋒,王丹丹,等.新型殺菌劑氟醚菌酰胺的合成[J].山東化工,2013,42(1):5.

[10]徐俊英,董衛(wèi)莉,熊麗霞,等.含N-吡啶聯(lián)吡唑雜環(huán)的(磺)酰胺類化合物的設計、合成及生物活性[J].高等學?；瘜W學報,2012,33(2):298.

[11]李文紅,張玲芬,劉薇,等.C(2)-酰胺基-4-芳基-1,5-苯并硫氮雜(卄卓)的合成及抑菌活性的研究[J].有機化學,2011,31(8):1252.

[12]劉斌,董宏波,韓金濤,等.5-[4-羥(氨)基芐基-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮磺酸酯(酰胺)的合成及其生物活性[J].有機化學,2013,33(12):2538.

[13]劉開義,陳方新.撲海因,多菌靈復配對油菜菌核病菌的毒力測定[J].安徽農業(yè)科學,2007,35(3):756.

[14]齊永霞,陳方新,蘇賢巖,等.安徽省油菜菌核病菌對多菌靈的抗藥性監(jiān)測[J].中國農學通報,2006,22(9):371.

[15]國家農藥創(chuàng)制中心.殺菌劑生物活性測定方法[M].北京:中國科技出版社，2003：390.

(編校：葉超)

Preparation of Water-soluble Liquid of N-(4-isopropylphenyl)-4-methyl Piperidine and Research on Its Antifungal Activity

YANG Jian, GAO Yang, GAO Sumei,WANG Xuesong, TANG Xiaorong*

(InstituteofScienceXihuaUniversity,Chengdu610039China)

4-isopropyl benzoic acid and 4-methylplperidine was taken as raw materials and a new compoundN-(4-isopropylphenyl)-4-methyl piperidine with antifungal activity was synthesized by acyl chloride aminolysis. The compound structure was characterized by means of1H NMR and13C NMR. Meanwhile, its water-soluble liquid was prepared and its antifungal activity was evaluated againstRhizoctorziasolani,Fusariumgraminearum,Helminthosporiummaydis,Sclerotiniasclerotiorum,Botrytiscinerea,Phytopthorainfestans,Colletotrichumlagenarium,Conielladiplodiella,PeniciliumdigitatumSaccandPhysalosporaPiricola. Results showthat its performance is stable and it has good antifungal activity.

antifungal activity; amide derivatives; water-soluble liquid

2015-06-17

唐孝榮(1963—)，男，教授，博士，主要研究方向為有機化學、農藥工業(yè)、天然產物化學與植物源農藥。E-mail:txrlaoshi_xhu@126.com.

Q624

A

1673-159X(2016)04-0048-3

10.3969/j.issn.1673-159X.2016.04.010