烯效唑Fe(II)配合物的合成、結(jié)構(gòu)及生物活性研究

任國瑜 任旭 李健 亢玉紅 高勇 李霄

摘 ?????要： 合成了新的配合物[FeL4Cl2] （L=（E）-1-對氯苯基-2-（1，2，4-三唑-1-基）-4，4-二甲基-1-戊烯-3-醇，采用元素分析EA、紅外光譜IR和X射線單晶衍射方法對配合物的組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。該配合物晶體屬于三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數(shù)如下：a =8.989 6（5） （?）， b=13.0714（9） （?）， c =14.717 5（12）（?） ，α= 93.089（3）°， β= 99.809（3）°， γ =104.408 （4）°， V =1 642.1（2） ?3 ，Dc= 1.308 g?cm-3， F（000）= 676。研究了配合物及烯效唑?qū)μO果干腐I、蘋果輪紋II、小麥赤霉III和葡萄黑豆IV四種病菌的抑制活性。結(jié)果表明：配合物的抑菌活性優(yōu)于配體。對于葡萄黑豆病菌IV，配合物毒力指數(shù)是配體的3.66倍。與配體相比，F(xiàn)eCl2與烯效唑配位后可提高生物活性。

關(guān) ?鍵 ?詞：金屬配合物;晶體結(jié)構(gòu);生物活性增強(qiáng)

中圖分類號：TQ453.3 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）08-1682-04

Abstract： The Fe（II） complex of uniconazole [FeL4Cl2] （L =uniconazole） was synthesized and characterized by elemental analysis， IR， single crystal X-ray diffraction. The crystal is in the triclinic system， space group P-1， with cell parameters：a=8.9896（5）（?），b=13.0714（9）（?），c=14.7175（12）（?），α=93.089（3）°，β=99.809（3）°，γ=104.408（4）°，V=1642.1（2）?3 Dc= 1.308 g?cm-3， F（000）= 676. The antifungal activities of this complex and its ligand were then evaluated against four selected fungi using the mycelial growth rate method. Four important phytopathogens of Botryosphaeria ribis（I）， Botryosphaeria berengriana （II）， Wheat gibberellic （III）， and Grape anthracnose （IV） （Shaanxi Microbiology Institute， China） were screened for antifungal activities. The results displayed that the complex showed better antifungal activities than the free ligand. And the complexs toxicity was 3.66 times higher than that of ligand L for Grape Anthracnose IV. And compared with the free ligand uniconazole， the biological activities of Fe（II） complex based on uniconazole were enhanced.

Key words： Metal complex; Crystal structure; Enhanced biological activities

隨著人口的增長，耕作土地面積的減少，需要提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。在增產(chǎn)保質(zhì)的進(jìn)程中，有效防治病蟲害的各類殺菌劑起到了作用。在各種殺菌劑中，三唑類殺菌劑的使用位居榜首，品種最多[1，2]。三唑類殺菌劑是一種高效、低毒、低殘留、持效期長、內(nèi)吸性強(qiáng)的殺菌劑。三唑類殺菌劑的種類繁多，繼首個(gè)三唑類殺菌劑三唑酮被拜耳公司推出，相繼有聯(lián)苯三唑醇、氟環(huán)唑、戊唑醇、環(huán)唑醇、丙環(huán)唑、烯效唑等推出。其中，烯效唑既具有內(nèi)吸傳導(dǎo)性和保護(hù)治療作用，對稻瘟病、小麥根腐病、玉米小斑病、水稻惡苗病、小麥赤霉病、菜豆炭疽病顯示良好的抑菌作用，還可對植物生長調(diào)節(jié)?？捎糜谒?、小麥、玉米、花生、大豆、棉花、果樹、花卉等作物，可莖葉噴灑或土壤處理，增加著花數(shù)[3，4]。但是，三唑類殺菌劑由于長期頻繁的使用，使其產(chǎn)生了單一的作用機(jī)制和位點(diǎn)，真菌對其產(chǎn)生了抗藥性，失去了原有的優(yōu)勢[6-8] ，加大用量，不僅浪費(fèi)，也會對環(huán)境造成一定程度的污染。所以，尋找高效的、高安全性的真菌類殺菌劑勢在必行。相對于耗時(shí)耗力合成一種新的藥物，對現(xiàn)有殺菌劑進(jìn)行改性和修飾使其功能更強(qiáng)大，同時(shí)也能改良農(nóng)作物原有的抗藥性[9]，達(dá)到成本低見效快的目的。

近年來以三唑類化合物為配體，與過渡金屬合成三唑類金屬有機(jī)配合物，其生物活性得到研究者們的關(guān)注，成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[10，11]。分析原因主要是：（1） 1，2，4-三唑環(huán)其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)是許多抗病毒、抗驚厥、抗腫瘤等藥物的活性基團(tuán)，具有顯著的生物特性，是藥物合成典型的活性基團(tuán)，可合成結(jié)構(gòu)多樣的1，2，4-三唑類生物活性藥物，在醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域具有重要的地位;（2） 1，2，4-三唑環(huán)屬于含氮五元雜環(huán)，具有大π鍵的特性，4位上的N原子具有孤對電子，容易與過渡金屬鹽配位，形成形式各異的金屬配合物。正是由于這些特性，使1，2，4-三唑化合物得到廣泛應(yīng)用。

本文以烯效唑?yàn)榕潴w，與氯化亞鐵配位，形成三唑類的金屬配合物，并對配合物的生物活性進(jìn)行研究。

1 ?實(shí)驗(yàn)部分

1.1 ?實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

烯效唑來自江蘇鹽城利民有限公司，經(jīng)過多次重結(jié)晶，純度達(dá)99%以上，乙醇和金屬鹽均為實(shí)驗(yàn)分析純。

儀器：德國IKARET control-vise型磁力攪拌器;超澤衡器設(shè)備有限公司JMB2003型電子天平;上海一恒科學(xué)儀器有限公司PHG-9013型電熱鼓風(fēng)干燥箱;德國Perkins-Elmer PE-2400型元素分析儀;德國Bruker Equinox-550型傅立葉紅外光譜儀（KBr壓片）。

1.2 ?配合物的合成

[FeL4Cl2]：將配體烯效唑（0.583 6 g， 2 mmol）和FeCl2 （0.126 7 g， 1 mmol）分別溶于6和6 mL的乙醇溶液中，將FeCl2溶液逐滴滴加到烯效唑溶液中，攪拌4 h，最終得淡黃色的澄清溶液。將其過濾后在室溫條件下緩慢蒸發(fā)，20 d后得到淡黃色晶體。C60H72Cl6FeN12O4（1 293.84）產(chǎn)率82%，元素分析結(jié)果，計(jì)算值（%）：C 49.21，H 5.98，N 12.23;實(shí)測值（%）：C 48.26，H 6.24，N 11.44;IR（KBr， σ/cm-1）：3 413 （s）， 3 165 （m）， 2 956 （m）， 2 578（w）， 1 645 （w）， 1 280 （m）， 1 014 （s）， 823（m）。

1.3 ?晶體結(jié)構(gòu)的測定

在Bruker Smart ApexⅡ單晶衍射儀上利用經(jīng)石墨單色化的MoKa（λ=0.0710 73 nm）射線，檢測單晶結(jié)構(gòu)。在293（2） K，以掃描方式收集衍射數(shù)據(jù)。在2.251≤θ≤26.396范圍內(nèi)，共收集18 649個(gè)衍射點(diǎn)，所有非氫原子坐標(biāo)通過直接法和差值傅立葉合成法得到[12]。晶體數(shù)據(jù)列于表1， CCDC：1 921 476。

1.4 ?生物實(shí)驗(yàn)

采用生長速率法，配制不同濃度（0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L）烯效唑和金屬配合物的PDA平板。在含藥平板接種直徑為7.0 mm的菌落，同時(shí)不加藥劑為對照實(shí)驗(yàn)。每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。然后將接種菌落的平板置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d后，測量菌落生長直徑，計(jì)算出抑制率和EC50值[3]。

2 ?結(jié)果與討論

2.1 ??[FeL4Cl2]晶體結(jié)構(gòu)

配合物[FeL4Cl2]的晶體分子結(jié)構(gòu)圖見圖1，氫鍵圖和堆積圖分別見圖2和圖3，部分鍵長鍵角見表2，氫鍵信息見表3。

由圖1知，配合物[FeL4Cl2]中，F(xiàn)e（II）與四個(gè)烯效唑配體中的四個(gè)N原子和兩個(gè)Cl-配位，最終形成中心對稱的多面體配合物。由表2知，F(xiàn)e-Cl鍵的鍵長2.535 2（6） ?，F(xiàn)e-N鍵的鍵長在2.16～2.00 ?范圍內(nèi)。說明Fe-Cl鍵比Fe-N鍵的鍵長長，Cl1-Fe-Cl1i和N3i-Fe-N3鍵角為180°，故為直線，N-Fe-Cl的鍵角接近90°，故配合物[FeL4Cl2]形成以Cl1和Cl1i為頂點(diǎn)的規(guī)則八面體結(jié)構(gòu)。由圖2知，配合物有兩種形式的氫鍵，分子內(nèi)的氫鍵有C12-H12A···O1、C12-H12A···O1、C15-H15···O1、C22-H22··N5、C26-H26C···O2、C22-H22··N5、C26-H26C···O2、C28-H28A···O2和C29-H29···O2，氫的供體是三唑環(huán)上的C15、C29和叔丁基上的C12、C29，受體是醇羥基上的O1、O2和三唑環(huán)上N1、N5。分子間的氫鍵O1-H1···Cl1i、O2-H2···Cl1i、C2-H2A···N2i和C29ii-H29ii···Cl1i。氫鍵的鍵長鍵角如表3所示。因此，通過分子內(nèi)和分子間的氫鍵使配合物連接成較為穩(wěn)定的二維鏈狀結(jié)構(gòu)。圖3是通過范德華力和靜電引力而組成三維堆積圖。

2.2 ?生物活性

圖4是配合物[FeL4Cl2]、配體L和金屬鹽FeCl2 對所選的四種病菌（蘋果干腐I、蘋果輪紋II、小麥赤霉III和葡萄黑豆IV）的抑菌率。由圖4可知，對所選的四種病菌，隨著藥劑濃度的增加，抑菌率隨之增加，當(dāng)濃度達(dá)到4.0 mg/L，配合物對蘋果干腐I的抑菌率達(dá)到81%。三種藥物的抑菌活性由大到小依次是：配合物>配體>金屬鹽。金屬鹽的抑菌率明顯較小。在相同濃度下，配合物和配體對四種病菌的抑制效果從大到小依次為：I>II>III>IV。由表4知，配合物的EC50值小于配體，故配體烯效唑與金屬鹽經(jīng)過配位后形成的配合物的抑菌活性提高。對于四種病菌I-IV，配合物的毒力指數(shù)依次是配體的2.39、1.81、1.73、3.66倍。由此可見，對于葡萄黑病菌IV，烯效唑與氯化亞鐵配位后抑菌活性增加的倍數(shù)最大。其次是蘋果干腐I、蘋果輪紋II和小麥赤霉III。與配體相比，配合物的生物活性增大的原因可能是：一是增加了金屬鹽FeCl2的活性位點(diǎn)，金屬鹽與烯效唑配體以協(xié)同的方式起殺菌作用;二是配位后，降低了配合物分子的整體極性，從而增加了其進(jìn)入真菌膜內(nèi)的通透性[13]，增加了配合物的抑菌活性。

3 ?結(jié) 論

[FeL4Cl2]是單齒配合物，F(xiàn)e（II）與四個(gè)配體、和兩個(gè)氯離子形成中心對稱的多面體構(gòu)型。配體烯效唑與金屬鹽FeCl2 配位后，對所選的四種病菌的抑菌活性明顯提高，對葡萄黑豆病菌IV的抑菌活性提高最顯著，是配體的3.66倍。因此，與配體烯效唑比較，配合物[FeL4Cl2]的生物活性明顯提高，說明FeCl2與烯效唑配位后可提高其生物活性。

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