幾種新型甲氧基酰腙化合物的合成與抗真菌活性研究

王曉雅,梁 宇,楊偉祥,衛(wèi) 怡,曹國標

(安康學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院, 陜西 安康 725000)

農(nóng)作物病蟲害發(fā)病率較高，使其成為導(dǎo)致農(nóng)業(yè)產(chǎn)品減產(chǎn)和質(zhì)量下降的主要原因之一[1]。當前主要以藥物防治為主，研究和探索新型低毒農(nóng)藥一直是相關(guān)科研工作者研究熱點。近年來關(guān)于酰腙內(nèi)化合物作為新型潛在農(nóng)藥的研究也常有報道[2，3]。有研究表明，嗎啉基吲哚取代酰腙類化合物對柑橘潰瘍病菌和煙草青枯病菌具有一定的抑菌活性[4]。王彩霞等研究合成了腺嘌呤酰腙作為農(nóng)藥先導(dǎo)化合物，該類化合物對對小麥莖腐病菌、棉花枯萎病菌的抑菌活性優(yōu)于三唑酮[5]。文獻[6]報道了對硝基苯甲醛對氯苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的殺蟲活性較好。

李建超等[7]利用活性亞結(jié)構(gòu)拼接理論，設(shè)計合成了系列新型N’-芳基亞甲基-N-(4-取代苯甲酰氧基噻唑-2-基)取代苯甲酰腙，并測試了這類化合物對水稻紋枯霉菌、黃瓜灰霉菌等的活性，結(jié)果表明其具有中等抑菌活性。段志芳[8]合成了含1,3,4-噁二唑啉苯氧乙氧基黃酮酰腙，生物活性研究結(jié)果表明：其能較好地抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌。

還有報道，新型的β-咔啉-3-酰腙衍生物對白菜具有除草活性[9]。王應(yīng)紅等[10]合成了9個新型硫基乙酰腙化合物，并研究了這類化合物的構(gòu)效關(guān)系，認為：酰腙基團上有強吸電子取代基比有給電子基團具有更好的抑菌活性，尤其是枯草桿菌生長影響較大。許雪棠等[11]合成了11個馬來松香酸酰腙類化合物，并初步測試它們的抑菌活性，所有化合物均對供試菌種具有殺菌活性，其中一個化合物對小麥赤霉菌抑制率達到68.3%。

從以上的研究文獻報道說明，酰腙類化合物具有作為新型農(nóng)藥研究的價值。研究工作是在我們前期研究工作基礎(chǔ)上[12]，進一步合成了系列新型酰腙類化合物，并考查了目標化合物對茄鐮刀菌、淡紫擬青霉、葡萄青霉菌、米曲霉、灰霉病菌、黑斑病、念珠菌、克魯賽念珠菌、假熱帶念珠菌的抑菌活性。目標化合物的合成路線如圖1。

圖1 目標化合物合成路線

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

BRUKE 400M 型核磁共振儀， BRUKE內(nèi)標TMS；Bruker micrOTOF-Q Ⅱ ESI-Q-TOF LC/MS(德國Bruker公司)， DC-0515型循環(huán)低溫槽(金壇良友公司)； SHP 250生化培養(yǎng)箱(上海精宏實驗設(shè)備有限公司)，XXQ-L.S -50S2立式壓力蒸汽滅菌鍋(上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)；SKJH-109生化超凈工作臺(上海蘇坤實業(yè)有限公司)。

水合肼(80%)、無水乙醇、二氯亞砜、苯乙酮、間氯苯乙酮、鄰氯苯乙酮、對甲氧基苯乙酮、DMSO、葡萄糖、瓊脂粉、醫(yī)用酒精(75%)(分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。

1.2 供試菌株

鐮刀菌，淡紫擬青霉，葡萄青霉菌，米曲霉，灰霉病菌，黑斑病。

1.3 合成與結(jié)構(gòu)表征

1.3.1 酰氯(2)的合成 稱取0.1 mol(16.6 g)2-甲基-3-甲氧基苯甲酸(1)，放入到裝有恒壓滴液漏斗、冷凝管、尾氣吸收裝置的三口燒瓶中、然后加入15 mL甲苯，油浴，升溫至80℃后，滴加0.2 mol的二氯亞砜，反應(yīng)體系慢慢變?yōu)槌吻迦芤?，滴加完后，保? h。然后，冷卻至室溫，改為減壓蒸餾，蒸去甲苯和多余的二氯亞砜，粗產(chǎn)物酰氯，密閉放置備用。

1.3.2 酰肼(3)的合成 將帶有冷凝管的250mL 三口燒瓶固定在磁力攪拌低溫槽中，將95%的乙醇40 mL 、0.01mol(0.4g)氫氧化鈉加入到燒瓶內(nèi)，開動磁力攪拌使堿溶解。再加入10 mL 80%的水合肼，然后將反應(yīng)液冷卻到-15 mol時，開始滴加0.01 mol(1.7g)酰氯，維持反應(yīng)溫度-15～ -10 ℃，大約6分鐘后開始有白色固體物質(zhì)析出，保溫反應(yīng)0.5h后，停止反應(yīng)，用10%的氫氧化鈉水溶液中和反應(yīng)體系，然后減壓蒸去乙醇，用乙酸乙酯萃取，無水硫酸鎂干燥萃取液，過濾，減壓蒸去乙酸乙酯，冷卻得到白色固體物質(zhì)，即為酰肼的粗產(chǎn)物，然后用二氯甲烷重結(jié)晶。

1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ ：7.43 (s，1H)， 7.15 (t， J = 7.9 Hz，1H)， 6.89 (s， 1H)， 6.87 (s， 1H)， 3.82 (s， 5H)， 2.23 (s， 3H)。13C NMR (101 MHz，CDCl3) δ： 170.84，157.98， 135.70， 126.63，125.14，118.90，111.76， 55.63， 12.62。

1.3.3 酰肼酰腙(4)的合成 將酰肼和苯乙酮等摩爾混合，加入到三口燒瓶中，并加入適量的乙醇使之完全溶解，磁力攪拌，油浴，70℃下反應(yīng)，用薄層色譜跟蹤反應(yīng)至完全，停止反應(yīng) ，冷卻，即有大量白色固體析出，抽濾，干燥濾餅，用甲醇重結(jié)晶。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼苯乙酮酰腙(4a)：白色固體，產(chǎn)率45%。1H NMR (400 MHz， DMSO-d6) δ 10.89 (d，J = 95.2， 2.3 Hz, 1H)， 7.89 - 7.81 (m, 1H)， 7.43 (dt，J = 5.6， 2.5 Hz， 3H)， 7.35 - 7.17 (m， 2H)， 7.08 (d， J = 8.2 Hz， 1H)， 7.05 - 6.77 (m，1H)， 3.83 (d，J = 2.2 Hz， 3H)，2.29 (d， J = 6.0 Hz，3H)， 2.14 (dd， J = 51.8，1.9 Hz，3H)。 13C NMR (101 MHz，DMSO) δ 172.62，166.19，148.47，138.66， 138.52， 137.89， 129.38，128.80， 128.72，127.04，126.90，122.94，119.53，112.03，56.13， 39.35，15.01。ESI-MS，C17H18N2O2，實測值( 計算值) ，m/z: 283.1435 (282.1368)[M+H]+。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼鄰氯苯乙酮酰腙(4b)：白色固體，產(chǎn)率85 %。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ： 10.92 (d， J = 74.4 Hz， 1H)， 7.59 - 7.49 (m， 1H)， 7.43 (qd， J = 8.8， 4.2 Hz， 2H)， 7.36 - 7.22 (m，1H)， 7.22 - 7.11 (m， 1H)，7.05 (dd，J = 21.4， 7.9 Hz， 1H)， 6.87 (dd， J = 35.9， 7.9 Hz，1H)， 3.79 (d， J = 28.6 Hz， 3H)， 2.26 (d， J = 7.4 Hz， 3H)，2.13 (d，J = 50.9 Hz， 3H)。13C NMR (101 MHz，DMSO) δ 172.65， 166.33，157.85， 137.64， 131.52，130.70，130.49，130.40，130.12， 127.71， 126.61， 122.84，119.42，112.11， 56.14，18.67，13.22。ESI-MS，C17H17ClN2O2，實測值( 計算值) ，m/z: 317.1045 (316.0979)[M+H]+。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼間氯苯乙酮酰腙(4c)：白色固體，產(chǎn)率80 %。1H NMR (400 MHz， DMSO-d6) δ ：11.00 (d， J = 104.3 Hz， 1H)， 7.88 (d，J = 2.1 Hz， 1H)， 7.79 (dt， J = 6.7， 1.9 Hz， 1H)， 7.57 - 7.43 (m， 1H)， 7.43 - 7.32 (m， 1H)， 7.26 (dq， J = 15.1，7.7 Hz，1H)， 7.15 - 6.78 (m， 2H)，3.83 (s， 3H)， 2.29 (d， J = 10.0 Hz， 3H)，2.13 (d， J = 53.7 Hz，3H)。13C NMR (101 MHz， DMSO) δ：166.34， 157.85， 146.64， 138.37， 137.70， 133.74， 133.64， 130.61， 129.56， 126.62，126.41， 122.97， 119.47，112.13，56.15， 14.87， 13.17。ESI-MS，C17H17ClN2O2，實測值( 計算值) ，m/z: 339.0884 (316.0979)[M+Na]+。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼對甲氧基苯乙酮酰腙(4d)：白色固體，產(chǎn)率50 %。1H NMR (400 MHz， DMSO-d6) δ： 7.98 - 7.74 (m， 4H)， 7.19 - 6.65 (m，4H)， 3.81 (s， 6H)， 2.28 (s， 6H)。 13C NMR (101 MHz，DMSO-d6) δ ：161.05， 158.06，131.08， 128.48， 114.23， 55.74， 14.94。ESI-MS，C17H17ClN2O2，實測值( 計算值) ，m/z: 311.1755 (310.1681)[M+H]+。

1.4 抑菌活性初步篩選

參考文獻[15，16]，以PDA為培養(yǎng)基、采用菌絲生長速率法測定目標化合物對鐮刀菌、淡紫擬青霉、葡萄青霉菌、米曲霉、灰霉病菌、黑斑病菌的抑菌活性。藥劑濃度100 μg·mL-1，用十字交叉法測定72 h的菌絲生長大小，每病菌重復(fù)3次，計算平均值，對這些化合物進行體外抑菌活性評價，見表1。

表1 藥劑濃度100μg·mL-1目標化合物的抑菌活性

2 結(jié)果和討論

2.1 合成

在現(xiàn)代有機合成中，無論是工業(yè)上還是實驗室中制備酰氯，一般采用兩種方法：一種是羧酸[17，18]和固光反應(yīng)[19，20]，還一種是二氯亞砜和羧酸反應(yīng)得到，以上兩種方法合成產(chǎn)率均可以達到100%，用固光作為氯源，需要密閉反應(yīng)設(shè)備以及尾氣光氣吸收裝置，因此這種方法不太適合在實驗室普遍使用，但是，這種制備酰氯方法具有反應(yīng)溫度低，室溫下就可以完成反應(yīng)，副產(chǎn)物酸酐含量低等優(yōu)點。用二氯亞砜和芳香酸反應(yīng)來制備酰氯具有成本低，反應(yīng)裝置簡單，產(chǎn)率高等優(yōu)點，但這種方法，需要過量的氯化亞砜，酸與氯化亞砜最佳摩爾比為1∶1.8。酰肼的合成常用的兩種方法有羧酸酯和肼通過酯的氨解反應(yīng)以及酰氯的氨解反應(yīng)來制備，我們本次合成方法采用酰氯的氨解方法來制備，這種方法的優(yōu)點就是比酯的氨解反應(yīng)時間短，反應(yīng)溫度低，本次合成產(chǎn)率達到90%，相比我們在前面研究所采用的酯的氨解合成方法產(chǎn)率偏低，而且這種方法后處理，比相對復(fù)雜點。目標化合物合成進程采用薄層色譜跟蹤，合成化合物4a、4d 反應(yīng)在70℃反應(yīng)所需要時間為4h,產(chǎn)率較低分別為45%和50%，而合成化合物4b、4c在室溫下，2h就可以完成反應(yīng)，反應(yīng)速度快，且產(chǎn)率較高，分別達到85%和80%，這可能與苯乙酮苯環(huán)上的取代基有關(guān)，吸電子基氯原子能使酮羰基碳原子電正性增強，從而有利于酮羰基的親核加成反應(yīng)。

2.2 結(jié)構(gòu)解析

在化合物3的1H NMR 譜圖中δ ：7.43 (s，1H)為酰肼化合物中 -CONH- 的氫峰，-NH2中的氫位移與基團-OCH3中的甲基氫位移值重合，因此在δ：3.82 處形成了單峰、5H。當用酰肼作底物進一步合成酰肼酰腙化合物后，-NH2基團變?yōu)榱藖啺坊?-N=C ，在化合物4的氫譜圖中 2個-NH2消失，在目標化合物1H NMR 譜圖中3.82 處形成了單峰、3H，即-OCH3；同時， -CONH- 的氫位移進一步處于低場區(qū)δ： 10.89，峰型也由原來的單峰變?yōu)榱穗p重峰。

在化合物4的1H NMR 譜圖中 4a， δ：2.29 (d， J = 6.0 Hz，3H)， 2.14 (d， J = 51.8，1.9 Hz，3H)；4b， δ：2.26 (d, J = 7.4 Hz, 3H), 2.13 (d, J = 50.9 Hz, 3H)；4c ，2.29 (d， J = 10.0 Hz， 3H)，2.13 (d， J = 53.7 Hz，3H)的位移分別為苯環(huán)甲基和亞乙基的甲基，并且均出現(xiàn)雙重峰，這些現(xiàn)象產(chǎn)生原因是因為順反異構(gòu)體所致。

2.3 抑菌活性

從表1，我們可以看出， 4a、4b、4c、4d對以上6種供試菌種具有一定的抑菌活性菌種數(shù)目分別為3、5、4、2。4b表現(xiàn)出較好廣譜抑菌活性，尤其是對鐮刀菌的抑菌活性在藥劑濃度100 μg ·mL-1時，能夠達到80%的抑菌率。以上現(xiàn)象的存在表明結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)生物活性，同時也表明進一步優(yōu)化酰腙的結(jié)構(gòu)作為真菌抑制劑具有廣闊的研究前景。結(jié)合我們前面報道的結(jié)果，再一次表明苯環(huán)上含有拉電子基的酰腙抑菌活性大。