雙雜環(huán)基甲酮類化合物的設計、合成及殺線蟲活性

邱 蝶, 曹曉峰, 李 忠, 徐曉勇

(華東理工大學 藥學院 上海市化學生物學 (芳香雜環(huán)) 重點實驗室，上海 200237)

植物寄生線蟲對農(nóng)作物的健康生長構(gòu)成了巨大威脅，嚴重影響作物產(chǎn)量，其造成的經(jīng)濟損失占全球作物產(chǎn)量損失的14%，每年約1730 億美元[1-2]，其中根結(jié)線蟲(Meloidogynespp.)種類繁多，能侵染多種作物的根系，造成的農(nóng)業(yè)損失也最為顯著[3-4]。目前世界各地已使用多種化學殺線蟲劑控制線蟲，然而大多數(shù)化學殺線蟲劑作用譜廣、選擇性差、對有益土壤微生物和環(huán)境產(chǎn)生了不利影響，正越來越多地被停用或被淘汰[5-6]，只有少數(shù)幾個新開發(fā)的殺線蟲劑安全性較好[7-8]，如氟噻蟲砜[9]、tioxazafen[10]、氟吡菌酰胺[11]、三氟咪啶酰胺[12]、cyclobutrifluram[13]和三氟殺線酯[14]等。因此，亟待開發(fā)更多新型高效、低毒、低殘留和環(huán)境兼容性好的殺線蟲劑。

稠環(huán)的優(yōu)化策略在先導發(fā)現(xiàn)的藥物分子設計中十分常見，一般是將稠環(huán)部分變?yōu)閱苇h(huán)。例如，拜耳對杜邦推出的三氟咪啶酰胺的優(yōu)化就采用了類似的策略，在保留苯基磺?；０方Y(jié)構(gòu)的基礎上，拜耳的研究人員通過將吡啶并咪唑修改為咪唑或吡唑，并引入不同類型結(jié)構(gòu)片段，得到了化合物P1與P2(圖式1)，這兩個化合物均展現(xiàn)出對線蟲良好的殺蟲活性，其中化合物P2在0.03125 mg/L 下對馬鈴薯胞囊線蟲Heterodera pallida的抑制率達到90%[15-16]。此外，苯環(huán) (脂肪環(huán)) 連雜環(huán)化合物和雜環(huán)連雜環(huán)化合物也被廣泛應用于藥物分子設計中，如今已有許多此類農(nóng)藥登記上市，例如殺線蟲劑tioxazafen、殺蟲劑nicofluprole[17]、isocycloseram[18-19]和tyclopyrazoflor[20]、殺菌劑pyridachlometyl[21]和唑菌酯 (pyraoxystrobin)[22]以及除草劑氯氟吡啶酯 (florpyrauxifen-benzyl)[23]、methiozolin[24]和氯丙嘧啶酸 (aminocyclopyrachlor)[25]等 (圖式2)。

圖式1 三氟咪啶酰胺的稠環(huán)優(yōu)化策略Scheme 1 Fused ring optimization strategy of fluazaindolizine

本課題組在先前的工作中得到了高活性化合物A(圖式3) ，其在離體條件下在質(zhì)量濃度為40 mg/L 時對南方根結(jié)線蟲的致死率為85.68%，在5 mg/L 下，其在沙土中因南方根結(jié)線蟲造成的根結(jié)抑制率為81.39%，在40 mg/L 下，其在基質(zhì)中的根結(jié)抑制率為53.09%[26]。為了繼續(xù)探究對南方根結(jié)線蟲具有更高活性的化合物，本文采用類似于三氟咪啶酰胺的稠環(huán)優(yōu)化策略，將化合物A中苯并呋喃的稠環(huán)部分變換成苯連呋喃，得到了先導化合物B1，并通過生物電子等排設計合成了27 個未見文獻報道的化合物。目標化合物的優(yōu)化策略見圖式3，合成路線見圖式4。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

圖式2 雙環(huán)相連結(jié)構(gòu)的商品化農(nóng)藥品種Scheme 2 Commercialized pesticides varieties containing biscyclo structure

圖式3 目標化合物的分子設計Scheme 3 Molecular design of target compounds

Bruker AM-400 核磁共振分析儀 (德國Bruker公司，以CDCl3或者DMSO-d6為溶劑，TMS 為內(nèi)標)；Buchi Melting Point B-540 熔點儀(瑞士Buchi 公司)，未經(jīng)校正；MIicroMass GCT CA055高分辨質(zhì)譜儀 (HRMS-EI-TOF，美國Waters 公司)；ThermoFisher Q-Exactive (ESI-Orbitrap) 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 (中國賽默飛世爾科技公司)；Agilent 7890A/5975C 氣質(zhì)聯(lián)用儀 (GC-MS，美國惠普公司)。

本文試驗所用的試劑及溶劑均為分析純或市售分析純。對照藥劑為99%噻唑膦 (fosthiazate)原藥，從湖北常鑫盛化工有限公司購買。

1.2 化合物的合成

1.2.1 中間體的合成

圖式4 目標化合物的合成路線Scheme 4 Synthetic routes of target compounds

1.2.1.1 中間體1～3 的合成 參考文獻方法[27]合成中間體1。向100 mL 圓底燒瓶中依次加入40 mL 1,4-二氧六環(huán)、4 mL 水、碳酸鉀 (10 mmol)、苯硼酸 (6 mmol)、5-溴-2-糠酸甲酯/5-溴噻吩-2-甲酸甲酯 (5 mmol) 和四三苯基磷鈀 (0.05 mmol)，氬氣置換，攪拌加熱至100 ℃，反應6 h 后，薄層色譜(TLC) 跟蹤反應進程 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) =3 : 1)。待反應完畢將反應液倒入硅藻土中抽濾，并用二氯甲烷 (20 mL × 2) 洗滌濾餅，減壓濃縮。用二氯甲烷萃取 (20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，得到粗產(chǎn)物1。

參考文獻方法[27]合成中間體2。向100 mL 圓底燒瓶中依次加入10 mL 濃度為2 mol/L 的氫氧化鈉溶液、30 mL 甲醇和中間體1，攪拌加熱至65 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 1 : 1) 跟蹤反應進程。待反應完畢，減壓濃縮，向燒瓶中加入20 mL 水，室溫下攪拌，緩慢加入1 mol/L 的鹽酸溶液使溶液pH = 5，攪拌4 h 后抽濾得到中間體2，產(chǎn)率55%。X 為O 時：1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ：7.80～7.69 (m, 2H), 7.50～7.41 (m,2H), 7.37～7.29 (m, 1H), 7.02～6.95 (m, 2H).X 為S 時：1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 7.71 (d,J=7.4 Hz, 2H), 7.57 (d,J= 4.0 Hz, 1H), 7.49 (d,J= 4.0 Hz,1H), 7.47～7.42 (m, 2H), 7.41～7.31 (m, 1H)。

參考文獻方法[28]合成中間體3。向100 mL 圓底燒瓶中依次加入35 mL 甲苯、2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪 (CDMT) (10 mmol) 和N-甲基嗎啡啉(10 mmol)，室溫下攪拌，將15 mL 甲苯與對應的中間體2 (10 mmol) 依次加入恒壓滴液漏斗并滴加，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 跟蹤反應進程。反應結(jié)束后，減壓濃縮，用二氯甲烷萃取 (20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，得到粗產(chǎn)物中間體3。

1.2.1.2 中間體4～7、10～14 的合成 參考文獻方法[29-30]合成中間體4～6。向100 mL 圓底燒瓶中依次加入35 mL 二氯甲烷、對應的2-氨基苯乙酮鹽酸鹽 (2 mmol) 和三乙胺 (4.8 mmol)，室溫下攪拌，將10 mL 二氯甲烷和2-噻吩乙酰氯 (2.4 mmol)依次加入恒壓滴液漏斗中并滴加，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 跟蹤至反應結(jié)束。向燒瓶中加入適量的飽和氯化鈉水溶液，用二氯甲烷萃取 (20 mL × 3)，收集下層有機相，用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，得到粗品中間體4。向50 mL圓底燒瓶中依次加入15 mL 三氯氧磷和粗產(chǎn)物中間體4 (2 mmol)，氬氣置換，攪拌加熱至107 ℃，反應4 h 后，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1)跟蹤至反應完畢。將反應液緩慢加入飽和碳酸氫鈉的冰水溶液中，用乙酸乙酯萃取 (20 mL × 3)，收集上層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，硅膠柱層析分離提純得到中間體5，產(chǎn)率62%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 7.69～7.65(m, 2H), 7.60 (s, 1H), 7.50～7.41 (m, 3H), 7.38～7.33(m, 1H), 7.06 (dd,J= 3.2, 1.0 Hz, 1H), 7.00 (dd,J=5.0, 3.2 Hz, 1H), 4.45 (s, 2H)。向100 mL 圓底燒瓶中依次加入40 mL 甲苯、中間體4 (2 mmol) 和勞森試劑 (3.0 mmol)，攪拌加熱至110 ℃，TLC(V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1) 跟蹤反應進程，待反應完畢，減壓濃縮，向燒瓶中加入適量的飽和氯化鈉水溶液，用二氯甲烷萃取 (20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，硅膠柱層析分離提純，得到中間體6，產(chǎn)率67%。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 7.88 (s, 1H),7.53 (d,J= 7.4 Hz, 2H), 7.43～7.36 (m, 1H),7.36～7.31 (m, 1H), 7.29～7.23 (m, 1H), 7.08～6.97 (m,2H), 4.57 (s, 2H)。

參考文獻方法[31]合成中間體7。向50 mL 圓底燒瓶中依次加入15 mL 三氯氧磷、苯甲酰肼(2 mmol) 和2-噻吩乙酸 (2.4 mmol)，氬氣置換，攪拌加熱至107 ℃，反應4 h 后，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1) 跟蹤反應進程，待反應完畢，將反應液緩慢加入含飽和碳酸氫鈉的冰水溶液中，用乙酸乙酯萃取 (20 mL × 3)，收集上層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，硅膠柱層析分離提純得到中間體7，產(chǎn)率32%。1H NMR(400 MHz, CDCl3),δ: 7.98～7.91 (m, 2H), 7.48～7.35(m, 3H), 7.16 (dd,J= 5.2, 1.0 Hz, 1H), 6.96 (dd,J=3.2, 1.0 Hz, 1H), 6.90 (dd,J= 5.2, 3.2 Hz, 1H), 4.41(s, 2H)。

參考文獻方法[32-33]合成中間體10～11。向100 mL圓底燒瓶中依次加入40 mL 乙醇、鹽酸羥胺 (2.5 mmol)、N,N-二異丙基乙胺 (2.5 mmol) 和苯甲腈(2 mmol)，攪拌加熱至60 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1) 跟蹤反應進程，待反應完畢，減壓濃縮，得到粗品中間體10。向100 mL圓底燒瓶中依次加入40 mL1,4-二氧六環(huán)、N-羥基苯甲酰胺 (2 mmol) 和N,N-二異丙基乙胺 (3 mmol)，室溫下攪拌，將10 mL1,4-二氧六環(huán)和2-噻吩乙酰氯 (2 mmol) 依次加入恒壓滴液漏斗中并滴加，原料消失后室溫下額外攪拌1 h，隨后反應加熱至100 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1) 跟蹤反應進程，待反應完畢，減壓濃縮，向燒瓶中加入適量的飽和氯化鈉水溶液，用二氯甲烷萃取(20 mL × 3)，收集上層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，硅膠柱層析分離提純得到中間體11，產(chǎn)率45%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 8.03～7.97 (m, 2H), 7.64～7.53 (m, 3H), 7.50 (dd,J= 5.2, 1.2 Hz, 1H), 7.14 (dd,J= 3.6, 1.2 Hz, 1H),7.03 (dd,J= 5.2, 3.6 Hz, 1H), 4.72 (s, 2H)。

中間體12 的合成步驟與中間體10 相同，產(chǎn)率45%；中間體13 的合成步驟與中間體11 相同，產(chǎn)率40%。中間體13:1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.03～7.94 (m, 2H), 7.47～7.30 (m, 3H),7.16 (dd,J= 5.2, 1.0 Hz, 1H), 6.97 (dd,J= 3.4, 1.0 Hz, 1H), 6.89 (dd,J= 5.2, 3.4 Hz, 1H), 4.41 (s,2H)。

參考文獻方法[34]合成中間體14。向100 mL圓底燒瓶中依次加入40 mL 的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、2-(2-噻吩基)硫代乙酰胺 (1 mmol) 和溴代苯乙酮 (1.2 mmol)，攪拌加熱至90 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1) 跟蹤反應進程，向燒瓶中加入適量的飽和氯化鈉水溶液，待反應完畢，用乙酸乙酯萃取 (20 mL × 3)，收集上層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，硅膠柱層析分離提純，得到中間體14，產(chǎn)率75%。1H NMR(400 MHz, CDCl3),δ: 7.87～7.78 (m, 2H), 7.80～7.71(m, 3H), 7.36 (s, 1H), 7.19～7.15 (m, 1H), 6.97～6.95(m, 1H), 6.94～6.89 (m, 1H), 4.52 (s, 2H)。

1.2.1.3 中間體16-1、16-2、16-3、16 的合成 向250 mL 圓底燒瓶中依次加入40 mL 二氯甲烷、2-氨基苯乙酮鹽酸鹽 (40 mmol) 和三乙胺 (96 mmol)，冰浴下攪拌，將10 mL 二氯甲烷和草酰氯單乙酯(48 mmol) 依次加入恒壓滴液漏斗中并滴加，滴加完成后轉(zhuǎn)至室溫下攪拌，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1) 跟蹤至反應結(jié)束。向燒瓶中加入適量飽和氯化鈉水溶液，使用二氯甲烷萃取 (20 mL ×3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓除去二氯甲烷，硅膠柱層析分離提純，得到中間體16-1，產(chǎn)率30%。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.10 (s, 1H), 8.00 (d,J= 7.4 Hz, 2H), 7.65 (t,J=7.4 Hz, 1H), 7.52 (t,J= 7.8 Hz, 2H), 4.84 (d,J=4.8 Hz, 2H), 4.40 (q,J= 7.2 Hz, 2H), 1.41 (t,J= 7.2 Hz, 3H)。

向100 mL 圓底燒瓶中依次加入30 mL1,2-二氯乙烷、中間體16-1 (9 mmol) 和勞森試劑 (10.8 mmol)，攪拌加熱至60 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1) 跟蹤至反應結(jié)束后，停止加熱。減壓除去1,2-二氯乙烷，使用二氯甲烷萃取(20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓除去二氯甲烷，硅膠柱層析分離提純，得到中間體16-2，產(chǎn)率88%。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.16 (s, 1H), 7.63 (dd,J= 8.0, 1.4 Hz, 2H), 7.50～7.38 (m, 3H), 4.50 (q,J= 7.2 Hz, 2H),1.46 (t,J= 7.2 Hz, 3H)。

向100 mL 圓底燒瓶中依次加入10 mL 濃度為2 mol/L 的氫氧化鋰水溶液、30 mL1,4-二氧六環(huán)和中間體16-2，室溫攪拌，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 跟蹤反應進程。待反應完畢，減壓濃縮除去1,4-二氧六環(huán)。向燒瓶中加入20 mL水，室溫下攪拌，緩慢加入2 mol/L 的鹽酸溶液使溶液pH = 2。攪拌4 h 后，使用二氯甲烷萃取(20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓除去二氯甲烷，得到中間體16-3，產(chǎn)率50%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 9.10 (s,1H), 8.33 (s, 1H), 7.74～7.67 (m, 2H), 7.50～7.43 (m,2H), 7.42～7.35 (m, 1H)。

向100 mL 圓底燒瓶中依次加入30 mL 二氯甲烷、中間體16-3 (3 mmol) 和0.1 mL DMF，冰浴下攪拌，將10 mL 二氯甲烷和草酰氯 (12 mmol)依次加入恒壓滴液漏斗中并滴加，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 10 : 1) 跟蹤至反應完畢。減壓濃縮除去二氯甲烷，得到中間體16。

1.2.1.4 中間體17-1、17-2 的合成 向100 mL 圓底燒瓶中依次加入50 mL 乙酸乙酯、2-乙?；茧s環(huán) (10 mmol) 與溴化銅 (12 mmol)，攪拌加熱至77 ℃，通過氣相色譜-質(zhì)譜 (GC-MS) 跟蹤反應。反應結(jié)束后，用乙酸乙酯萃取 (20 mL × 3)，用飽和氯化鈉水溶液洗滌，合并有機相使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得到中間體17-1。

向100 mL 圓底燒瓶中依次加入40 mL 乙腈、中間體17-1 (2 mmol) 和二甲酰胺鈉 (2.4 mmol)，加熱至81 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1)跟蹤至反應結(jié)束。減壓濃縮，用二氯甲烷萃取(20 mL × 3)，加入飽和氯化鈉水溶液洗滌，合并有機相使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮。將所得殘留物與30 mL 濃度為5 mol/L 的鹽酸一起加入100 mL 圓底燒瓶中，加熱至100 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1) 跟蹤反應進程，反應結(jié)束后使用二氯甲烷萃取 (20 mL × 2)，加入去離子水溶液洗滌，合并水相，減壓濃縮得到中間體17-2。

1.2.1.5 中間體18 的合成 向100 mL 圓底燒瓶中依次加入30 mL 丙酮、中間體17 (3 mmol) 和高錳酸鉀 (6 mmol)，室溫下攪拌，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 跟蹤至反應完畢。將反應液使用硅藻土抽濾，并用二氯甲烷 (10 mL × 2) 洗滌濾餅，減壓濃縮，柱層析分離，得到中間體18，產(chǎn)率48%。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.57 (d,J=3.8 Hz, 1H), 8.13 (s, 1H), 7.74 (d,J= 4.8 Hz, 1H),7.53 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 7.46 (d,J= 8.4 Hz, 2H),7.17 (t,J= 4.4 Hz, 1H)。

1.2.1.6 中間體8～9、15-1、15、17-3、17 的合成

中間體8、15-1、17-3 的合成步驟與中間體4 相同，中間體9、15、17 的合成步驟與中間體6 相同。中間體9:1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:7.95～7.86 (m, 2H), 7.52～7.39 (m, 3H), 7.25 (dd,J=5.2, 1.2 Hz, 1H), 7.03 (dd,J= 3.4, 1.2 Hz, 1H), 6.99(dd,J= 5.2, 3.4 Hz, 1H), 4.68 (s, 2H)。

1.2.2 目標化合物的合成

1.2.2.1 目標化合物B1～B2 的合成 參考文獻方法[28]合成。向100 mL 圓底燒瓶中依次加入30 mL甲苯、中間體3 (10 mmol)、2-噻吩硼酸 (12 mmol)、雙三苯基磷二氯化鈀 (0.2 mmol) 和磷酸鉀 (40 mmol)，氬氣置換，攪拌加熱至110 ℃，反應30 min，停止加熱待反應冷卻至室溫，將反應液使用硅藻土抽濾，并用二氯甲烷 (10 mL × 2) 洗滌濾餅，合并有機相，減壓濃縮，柱層析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 分離，得到化合物B1-B2。

1.2.2.2 目標化合物C1 和D2 的合成 向50 mL圓底燒瓶中依次加入10 mL 二甲基亞砜、芳雜環(huán)丙氨酸 (5 mmol)、九水合硫化鈉 (3 mmol)、碘單質(zhì) (5 mmol) 和醋酸 (1.25 mmol)，攪拌加熱至100 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 跟蹤反應進程，待反應完畢，向燒瓶中加入飽和硫代硫酸鈉的水溶液淬滅，用二氯甲烷萃取 (20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，柱層析分離，得到化合物C1 和D2。

1.2.2.3 目標化合物C3 的合成 向100 mL 圓底燒瓶中依次加入30 mL 無水二氯甲烷和中間體20(5 mmol)，冰浴下攪拌30 min，將10 mL 無水二氯甲烷和吡咯 (5 mmol) 依次加入恒壓滴液漏斗中并滴加，滴加完成后轉(zhuǎn)至室溫下攪拌，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 跟蹤至反應完畢。加入冰水和1 mol/L 鹽酸淬滅，淬滅完成后將反應液使用硅藻土抽濾，并用二氯甲烷 (10 mL × 2) 洗滌濾餅，用二氯甲烷萃取 (20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，柱層析分離，得到化合物C3。

1.2.2.4 目標化合物D6 的合成 向100 mL 圓底燒瓶中依次加入30 mL DMF、中間體18 (5 mmol)、4-甲苯硫酚 (10 mmol)、碳酸銫 (10 mmol) 和碘化亞銅 (1 mmol)，攪拌加熱至90 ℃，TLC (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 5 : 1) 跟蹤至反應反應。將反應液使用硅藻土抽濾，并用二氯甲烷 (10 mL × 2)洗滌濾餅，用二氯甲烷萃取 (20 mL × 3)，收集下層有機相，使用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，柱層析分離，得到化合物D6。

1.2.2.5 目標化合物B3～B9、C2、C4、D1、D3～D5、E1～E9 的合成 合成步驟與中間體18 相同。

1.3 殺線蟲活性測試

所有試驗所用的南方根結(jié)線蟲2 齡幼蟲(J2)，均由中國科學院上海生命科學研究院湖州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心培養(yǎng)。1.3.1 離體活性測試方法 參考文獻方法[35]進行。將供試化合物溶解于有機溶劑 (丙酮或二甲基亞砜) 中，配制成質(zhì)量濃度為1 × 104mg/L 母液，繼而使用含曲拉通 (體積占比不超過0.15%) 的水溶液稀釋，配制為待測藥液。以噻唑膦 (fosthiazate)作為陽性對照，不含藥物僅含有機溶劑的曲拉通水溶液作為空白對照。向96 孔板中加入所配制的藥液，每孔加入50 μL (每個化合物每個濃度平行3 組)，隨后加入50 μL 含南方根結(jié)線蟲2 齡幼蟲懸浮液 (線蟲約100～150 條)，加蓋，置于溫度為25 ℃的避光環(huán)境中，分別于24、48 和72 h 使用體視顯微鏡觀察統(tǒng)計死亡線蟲數(shù)，于72 h 統(tǒng)計線蟲死亡數(shù)與總數(shù)，并分別按 (1) 式和 (2) 式計算化合物對線蟲的死亡率和校正死亡率。

(1) 式中：M0為死亡率，N1為孔板中死亡線蟲數(shù)，N2為孔板中線蟲總數(shù)；(2) 式中：M為校正死亡率，M1為處理組死亡率，M2為空白對照組死亡率。1.3.2 活體活性測試方法 參考文獻方法[35]，分別測試化合物在沙土和基質(zhì)土壤中對因南方根結(jié)線蟲造成的植物根結(jié)的抑制率。其中供試沙土為洗凈的河沙；基質(zhì)土壤為浙江湖州地區(qū)的紅壤(組成成分為沙子、腐殖土和細土壤，對應的體積比為2 : 1 : 1)。

測試藥液配制方法與1.3.1 節(jié)相同，有機溶劑為丙酮。使用噻唑膦作為陽性對照，僅含有機溶劑的曲拉通水溶液作為陰性組，僅加入線蟲蟲卵及純水為空白對照?；衔镌谏惩林械臏y試方法與基質(zhì)土壤中的測試方法相同。將1 周齡黃瓜幼苗種植于裝有沙土或基質(zhì)土壤的試管中，向每個試管中依次加入3 mL 的藥液與3 mL 約含有2000 個南方根結(jié)線蟲蟲卵的懸浮液 (每個化合物每個濃度平行4 組)，將試管置于20～25 ℃環(huán)境中，每天光照10 h、澆水，21 d 后將黃瓜幼苗從沙土或基質(zhì)土壤中拔出，統(tǒng)計每株黃瓜根系上的根結(jié)數(shù)，按 (3) 式計算藥物對根結(jié)的平均抑制率。

(3) 式中：根結(jié)抑制率I，陰性對照根結(jié)數(shù)S1，處理組根結(jié)數(shù)S2。

2 結(jié)果與討論

2.1 目標的化合物合成

在合成目標化合物的過程中，一共進行了4 輪優(yōu)化。第1 輪優(yōu)化時，首先將先導化合物B1的芳香環(huán)部分用雜環(huán)進行替換，設計合成了化合物B2～B9；第2 輪優(yōu)化時，基于B2～B9 中選出的化合物，將呋喃環(huán)更換為噻唑環(huán)，并對噻吩環(huán)部分做了生物電子等排，設計合成了化合物C1～C4；第3 輪優(yōu)化時，保留2-噻唑(2-噻吩) 甲酮部分，用雜環(huán)替換結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)，設計合成了化合物D1～D6；第4 輪優(yōu)化時，固定活性結(jié)構(gòu)為噻吩-2-基(5-(噻吩-2-基))噻唑-2-基)甲酮，對噻吩環(huán)上的取代基進行變換，最終設計合成化合物E1～E9。化合物結(jié)構(gòu)鑒定相關(guān)譜圖數(shù)據(jù)如下。

(5-苯基-2-呋喃基)-2-噻吩甲酮 (B1): 白色固體，產(chǎn)率67%，m.p.94.5～95.3 ℃;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ:8.28 (dd,J= 3.8, 1.2 Hz, 1H), 8.14 (dd,J= 4.8, 1.2 Hz, 1H),7.98～7.91 (m, 2H), 7.68 (d,J= 3.8 Hz, 1H), 7.58～7.51 (m,2H), 7.50～7.43 (m, 1H), 7.37 (dd,J= 4.8, 3.8 Hz, 1H), 7.34 (d,J= 3.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6),δ: 172.0,157.3, 150.5, 141.5, 135.2, 133.9, 129.4, 129.2, 129.0, 128.8,124.8, 121.7, 108.9.HRMS (EI): C15H10O2S (M+)，計算值254.0402，測試值254.0400。

(5-苯基-2-噻吩基)-2-噻吩甲酮 (B2): 白色固體，產(chǎn)率63%，m.p.126.4～127.9 ℃;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 8.13～8.10 (m, 2H), 8.08 (d,J= 4.0 Hz, 1H), 7.83 (d,J= 7.2 Hz, 2H), 7.72 (d,J= 4.0 Hz, 1H), 7.53～7.47 (m, 2H),7.47～7.41 (m, 1H), 7.38～7.31 (m, 1H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6),δ: 177.6, 151.5, 141.9, 140.8, 135.1, 135.0, 133.7,132.5, 129.3, 129.2, 128.9, 126.1, 125.2 ppm.HRMS (EI):C15H10OS2(M+)，計算值270.0173，測試值270.0172。

(5-苯基-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (B5): 黃褐色固體，產(chǎn)率45%，m.p.142.5～143.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.64 (dd,J= 3.8, 1.2 Hz, 1H), 8.22 (s, 1H), 7.80 (dd,J=5.0, 1.2 Hz, 1H), 7.70～7.64 (m, 2H), 7.49～7.39 (m, 3H), 7.24(dd,J= 5.0, 3.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ:175.8, 165.6, 146.8, 140.3, 139.8, 136.8, 136.3, 130.6, 129.7,129.4, 128.4, 127.3.HRMS (EI): C14H9NOS2(M+)，計算值271.0126，測試值 271.0129。

(5-苯基-1,3,4-噻二唑-2-基)-2-噻吩甲酮 (B6): 白色固體，產(chǎn)率51%，m.p.173.2～174.1 ℃;1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 8.64 (dd,J= 4.0, 1.2 Hz, 1H), 8.31 (dd,J= 4.8,1.2 Hz, 1H), 8.21～8.09 (m, 2H), 7.71～7.57 (m, 3H), 7.42 (dd,J= 4.8, 4.0 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6),δ:174.6, 172.1, 168.2, 138.9, 138.8, 137.7, 132.4, 129.6, 129.3,128.8, 128.3.HRMS (EI): C13H8N2OS2(M+)，計算值272.0078，測試值272.0081。

(4-苯基-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (B9): 粉色固體，產(chǎn)率58%，m.p.133.5～134.0 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.62 (dd,J= 4.0, 1.2 Hz, 1H), 7.98～7.91 (m, 2H), 7.79 (s, 1H),7.76 (dd,J= 4.8, 1.2 Hz, 1H), 7.47～7.39 (m, 2H), 7.37～7.30(m, 1H), 7.19 (dd,J= 4.8, 4.0 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 175.7, 166.7, 157.5, 139.5, 136.9, 136.7, 133.7,129.0, 128.9, 128.3, 126.5, 119.8.HRMS (EI): C14H9NOS2(M+)，計算值271.0126，測試值271.0129。

(5-苯基-2-噻唑基)-2-苯基甲酮 (C1): 褐色固體，產(chǎn)率：45%m.p.122.9～123.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.44～8.36 (m, 2H), 8.16 (s, 1H), 7.65～7.54 (m, 3H), 7.51～7.44(m, 2H), 7.43～7.33 (m, 3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ:184.17, 166.29, 146.81, 140.38, 135.24, 133.51, 131.00,130.55, 129.60, 129.37, 128.41, 127.30.HRMS (EI):C16H11NOS (M+)，計算值265.0561，測試值265.0563。

(5-苯基-2-噻唑基)-2-呋喃甲酮 (C2): 褐色固體，產(chǎn)率42%，m.p.119.8～120.8 ℃;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 8.61 (s, 1H), 8.23 (s, 1H), 8.18 (d,J= 3.6 Hz, 1H), 7.84 (d,J= 7.6 Hz, 2H), 7.61 (d,J= 7.6 Hz, 1H), 7.55～7.46 (m, 3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 171.29, 165.13, 148.60,140.58, 130.66, 129.76, 129.54, 129.20, 127.40, 126.82,124.15, 112.93.HRMS (EI): C14H9NO2S(M+)，計算值255.0354，測試值222.0352。

(5-苯基-2-噻唑基)-2-吡咯甲酮 (C3): 黃色固體，產(chǎn)率32%，m.p.155.8～156.6 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:11.08 (s, 1H), 8.10 (s, 1H), 7.59 (t,J= 1.8 Hz, 1H), 7.58～7.57(m, 1H), 7.54～7.47 (m, 1H), 7.42～7.33 (m, 3H), 7.12～7.08 (m,1H), 6.34 (dt,J= 4.0, 2.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 145.71, 139.75, 130.57, 129.50, 129.38, 128.67,127.31, 127.17, 127.11, 126.55, 126.08, 111.78.HRMS (EI):C14H10N2OS (M+)，計算值254.0514，測試值254.0516。

(5-苯基-2-噻唑基)-3-噻吩甲酮 (C4): 黃色固體，產(chǎn)率25%，m.p.119.5～120.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:9.07 (dd,J= 3.0, 1.2 Hz, 1H), 8.14 (s, 1H), 7.89 (dd,J= 5.2,1.2 Hz, 1H), 7.61 (t,J= 1.4 Hz, 1H), 7.59 (t,J= 1.4 Hz, 1H),7.42～7.34 (m, 3H), 7.30 (dd,J= 5.2, 3.0 Hz, 1H).13C NMR(100 MHz, CDCl3),δ: 177.23, 166.58, 146.55, 140.30, 138.56,137.20, 130.61, 129.56, 129.38, 128.81, 127.25, 125.65.HRMS (EI): C14H9NOS2(M+)，計算值271.0126，測試值271.0130。

(5-(2-呋喃基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (D1): 黃色固體，產(chǎn)率46%，m.p.123.5～124.3 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.62 (dd,J= 4.0, 1.0 Hz, 1H), 8.17 (s, 1H), 7.79(dd,J= 4.8, 1.0 Hz, 1H), 7.54 (d,J= 1.8 Hz, 1H), 7.23 (dd,J= 4.8, 4.0 Hz, 1H), 6.77 (d,J= 3.4 Hz, 1H), 6.53 (dd,J= 3.4,1.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 175.69, 164.55,145.91, 143.91, 139.76, 139.49, 136.73, 136.21, 135.81,128.34, 112.39, 109.81.HRMS (EI): C12H7NO2S2(M+)，計算值260.9915，測試值260.9918。

(5-(2-噻吩基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (D2): 褐色固體，產(chǎn)率22%，m.p.132.6～133.3 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.55 (dd,J= 3.8, 1.2 Hz, 1H), 8.03 (s, 1H), 7.73(dd,J= 4.8, 1.2 Hz, 1H), 7.34 (dd,J= 5.0, 1.0 Hz, 1H), 7.31(dd,J= 3.6, 1.0 Hz, 1H), 7.17 (t,J= 4.8, 4.0 Hz, 1H), 7.05(dd,J= 5.0, 3.6 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ:177.73, 158.14, 140.22, 139.71, 136.72, 136.21, 132.44,131.12, 128.43, 128.32, 127.40, 127.38.HRMS (ESI):C12H7NOS3(M + H)+，計算值277.9763，測試值277.9773。

(5-(3-噻吩基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (D3): 黃色固體，產(chǎn)率25%，m.p.152.6～153.3 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.63 (dd,J= 3.8, 1.2 Hz, 1H), 8.13 (s, 1H), 7.79(dd,J= 5.0, 1.2 Hz, 1H), 7.61 (dd,J= 3.0, 1.4 Hz, 1H), 7.45(dd,J= 5.0, 3.0 Hz, 1H), 7.38 (dd,J= 5.0, 1.4 Hz, 1H), 7.23(dd,J= 5.0, 3.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ:175.75, 164.62, 141.29, 140.32, 139.77, 136.72, 136.19,131.33, 128.32, 127.49, 126.29, 123.63.HRMS (EI):C12H7NOS3(M+)，計算值276.9690，測試值276.9688。

(5-([1,1 '-聯(lián)苯基]-4-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (D4):黃色固體，產(chǎn)率35%，m.p.162.3～163.1 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.57 (dd,J= 4.0, 1.2 Hz, 1H), 8.19 (s, 1H),7.73 (dd,J= 5.0, 1.2 Hz, 1H), 7.69 (t,J= 1.8 Hz, 1H), 7.66 (t,J= 2.2 Hz, 1H), 7.63 (t,J= 2.2 Hz, 1H), 7.61 (t,J= 1.8 Hz,1H), 7.57 (t,J= 1.6 Hz, 1H), 7.56～7.54 (m, 1H), 7.44～7.37(m, 2H), 7.35～7.29 (m, 1H), 7.17 (dd,J= 4.9, 3.9 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 175.81, 165.51, 146.49, 142.44,140.26, 139.93, 139.75, 136.79, 136.26, 129.45, 129.01,128.35, 128.00, 127.98, 127.65, 127.04.HRMS (ESI):C20H13NOS2(M + H)+，計算值348.0511，測試值348.0507。

(5-(4-苯氧基苯酚)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (D5): 黃色固體，產(chǎn)率38%，m.p.150.5～151.2 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.63 (dd,J= 3.8, 1.0 Hz, 1H), 8.15 (s, 1H), 7.79(dd,J= 4.8, 1.0 Hz, 1H), 7.63 (t,J= 2.0 Hz, 1H), 7.61 (t,J=2.0 Hz, 1H), 7.39 (td,J= 7.6, 2.0 Hz, 2H), 7.23 (dd,J= 4.9,4.0 Hz, 1H), 7.18 (t,J= 7.4 Hz, 1H), 7.11～7.03 (m, 4H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 175.79, 165.10, 158.93, 156.15,146.39, 139.80, 139.75, 136.71, 136.19, 130.02, 128.79,128.32, 125.25, 124.20, 119.63, 118.99.HRMS (ESI):C20H13N O2S2(M + H)+,計算值3 6 4.0 4 6 0，測試值:364.0454。

(5-(4-對甲苯硫基)苯基-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (D6): 褐色固體，產(chǎn)率42%，m.p.163.4～164.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.62 (dd,J= 3.8, 1.2 Hz, 1H), 8.17 (s, 1H),7.79 (dd,J= 4.8, 1.2 Hz, 1H), 7.54 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.52(d,J= 2.0 Hz, 1H), 7.41 (d,J= 1.8 Hz, 1H), 7.39 (t,J= 1.8 Hz, 1H), 7.25～7.19 (m, 5H), 2.39 (s, 3H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 175.75, 165.26, 146.30, 140.76, 140.06, 139.71,138.85, 136.74, 136.24, 133.72, 130.45, 129.15, 128.82,128.32, 127.93, 127.60, 21.29.HRMS (ESI): C21H15NOS3(M + H)+，計算值394.0388，測試值394.0383。

(5-(3-甲基噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E1)：黃色固體，產(chǎn)率51%，m.p.142.6～143.3 ℃;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 8.59 (dd,J= 4.0, 1.0 Hz, 1H), 8.35 (s,1H), 8.23 (dd,J= 4.8,1.0 Hz,1H), 7.69 (d,J= 5.0 Hz, 1H),7.38 (t,J= 4.4 Hz, 1H), 7.12 (d,J= 5.0 Hz, 1H), 3.35 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 175.82, 165.15, 141.62,139.82, 139.38, 137.51, 136.70, 136.19, 131.94, 128.32,126.80, 125.96, 15.84.HRMS (ESI): C13H9NOS3(M + H)+，計算值291.9919，測試值291.9929。

(5-(4-甲基噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E2)：褐色固體，產(chǎn)率42%，m.p.132.5～133.1 ℃;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 8.57 (dd,J= 4.0, 1.2 Hz, 1H), 8.41 (s,1H), 8.23 (dd,J= 4.8, 1.2 Hz,1H), 7.50 (s, 1H), 7.40～7.34 (m,2H), 3.35 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6),δ: 175.21,163.98, 141.23, 140.41, 139.48, 139.32, 138.39, 137.36,131.56, 130.87, 129.39, 124.66, 15.76.HRMS (ESI):C13H9NOS3(M + H)+，計算值291.9919，測試值291.9929。

(5-(5-甲基噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E3)：褐色固體，產(chǎn)率43%，m.p.141.6～142.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.64 (d,J= 3.6 Hz, 1H), 8.04 (s, 1H), 7.82(d,J= 4.4 Hz, 1H), 7.28～7.23 (m, 1H), 7.20 (d,J= 2.2 Hz,1H), 6.79 (d,J= 2.2 Hz, 1H), 2.56 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6),δ: 175.18, 163.58, 143.45, 140.84, 140.52,139.34, 138.33, 137.29, 129.57, 129.37, 129.04, 127.91, 15.56.HRMS (ESI): C13H9NOS3(M + H)+，計算值291.9919，測試值291.9916。

(5-(3-溴噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E4)：黃色固體，產(chǎn)率38%，m.p.135.1～135.6 ℃;1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 8.61 (dd,J= 3.8, 1.0 Hz, 1H), 8.58 (s, 1H), 8.26(dd,J= 5.0, 1.0 Hz, 1H), 7.91 (d,J= 5.4 Hz, 1H), 7.41～7.38(m, 1H), 7.35 (d,J= 5.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6),δ: 175.57, 165.40, 144.03, 142.47, 139.31, 138.67,137.60, 136.79, 132.77, 130.07, 129.51, 112.22.HRMS (ESI):C12H679BrNOS3(M + H)+，計算值355.8868，測試值355.8873; HRMS (ESI): C12H681BrNOS3(M + H)+，計算值357.8847，測試值357.8858。

(5-(4-溴噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E5)：黃色固體，產(chǎn)率33%，m.p.145.8～146.4 ℃;1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 8.58 (d,J= 3.8 Hz, 1H), 8.54 (s, 1H), 8.24 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 7.90 (d,J= 1.2 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 1.2 Hz,1H), 7.38 (t,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6),δ: 175.23, 165.13, 142.36, 139.19, 138.67, 138.51, 137.57,133.63, 130.45, 129.49, 126.61, 110.85.HRMS (ESI):C12H679BrNOS3(M + H)+，計算值355.8868，測試值355.8876; HRMS (ESI) C12H681BrNOS3(M + H)+，計算值357.8847，測試值357.8861。

(5-(5-溴噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E6)：黃色固體，產(chǎn)率37%，m.p.143.1～143.9 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.54 (dd,J= 3.8, 1.2 Hz, 1H), 7.95 (s, 1H), 7.73(dd,J= 4.8, 1.2 Hz, 1H), 7.16 (t,J= 4.8, 3.8 Hz, 1H), 7.04 (d,J= 3.8 Hz, 1H), 6.99 (d,J= 3.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6),δ: 175.21, 164.75, 141.99, 139.34, 138.76, 138.61,137.51, 132.69, 129.67, 129.47, 126.24, 114.55.HRMS (ESI):C12H679BrNOS3(M + H)+，計算值355.8868，測試值355.8874; HRMS (ESI): C12H681BrNOS3(M + H)+，計算值357.8847，測試值357.8849。

(5-(3-氯噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E7)：黃色固體，產(chǎn)率34%，m.p.136.5～137.2 ℃;1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 8.59 (dd,J= 3.6, 0.8 Hz, 1H), 8.54 (s, 1H), 8.23(dd,J= 4.8, 0.8 Hz, 1H), 7.90 (d,J= 5.4 Hz, 1H), 7.37 (t,J=4.4 Hz, 1H), 7.30 (d,J= 5.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6),δ: 175.52, 165.49, 143.63, 139.30, 138.65, 137.57,136.06, 130.02, 129.49, 129.26, 126.17, 124.76.HRMS (ESI):C12H635ClNOS3(M + H)+，計算值311.9373，測試值311.9383; HRMS (ESI): C12H637ClNOS3(M + H)+，計算值313.9343，測試值313.9349。

(5-(4-氯噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E8)：黃色固體，產(chǎn)率33%，m.p.127.8～128.4 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.65 (d,J= 3.0 Hz, 1H), 8.11 (s, 1H), 7.83 (d,J=4.2 Hz, 1H), 7.28～7.23 (m, 2H), 7.20 (d,J= 1.0 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 175.50, 165.70, 140.66, 139.59,138.59, 136.97, 136.53, 132.96, 128.45, 127.12, 126.70,121.48.HRMS (ESI): C12H635ClNOS3(M + H)+，計算值311.9373，測試值311.9383; HRMS (ESI): C12H637ClNOS3(M + H)+，計算值313.9343，測試值313.9351。

(5-(5-氯噻吩-2-基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮 (E9)：褐色固體，產(chǎn)率31%，m.p.134.3～134.9 ℃;1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ: 8.54 (d,J= 3.8 Hz, 1H), 8.43 (s, 1H), 8.20 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 7.54 (d,J= 4.0 Hz, 1H), 7.34 (t,J= 4.4 Hz,1H), 7.25 (d,J= 4.0 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ:175.51, 165.13, 140.22, 139.65, 139.00, 136.87, 136.41,132.16, 131.07, 128.41, 127.57, 126.66.HRMS (ESI):C12H635ClNOS3(M + H)+，計算值311.9373，測試值311.9384; HRMS (ESI): C12H637ClNOS3(M + H)+，計算值313.9343，測試值313.9352。

2.2 目標化合物對南方根結(jié)線蟲的生物活性

為了進一步判斷目標化合物對南方根結(jié)線蟲是否具有活性，分別進行了離體和活體方面的測試，同時便于分析活性的原因。離體測試是為了判斷化合物是否直接作用于線蟲，導致其死亡?；铙w測試包括在沙土中和基質(zhì)土壤中的測試。在沙土中測試，考察化合物在活體條件下對南方根結(jié)線蟲造成的根結(jié)的抑制率，從而間接判斷對線蟲的抑制活性，只有沙子和植物以及營養(yǎng)液，影響因素少，便于分析化合物的構(gòu)效關(guān)系，沙土中有活性可能是對線蟲卵孵化的影響，或化合物影響了線蟲的其他生理活動，如抑制線蟲的攝食能力和運動能力等，使得線蟲不再侵染根系。基質(zhì)土壤測試則模擬了實際應用中田間的環(huán)境，加入了土壤pH 值和微生物對化合物的影響，有利于評價化合物是否具有使用價值。

2.2.1 化合物B1～B9、C1～C4、D1～D6 對南方根結(jié)線蟲的生物活性 離體和活體測試結(jié)果如表1所示。第1 輪優(yōu)化合成了化合物B2～B9，考察了不同芳環(huán)替換呋喃環(huán)后化合物活性的變化。結(jié)果表明，所合成的8 個化合物在40 mg/L 下72 h 時對南方根結(jié)線蟲幾乎沒有離體致死活性；在活體沙土測試中，在40 mg/L 下含5-苯基噻吩的化合物B2 和含5-苯基噻唑的化合物B5 對南方根結(jié)線蟲的抑制率分別為90.58%和100%，當質(zhì)量濃度降低到5 mg/L 時，化合物B2 和B5 的抑制率依然超過了75%，其中化合物B5 的抑制率最高，達81.84%，且明顯高于先導化合物B1。第2 輪優(yōu)化合成了化合物C1～C4。測定結(jié)果表明，離體條件下，C2 在40 mg/L 下對南方根結(jié)線蟲的致死率達到39.20%；在活體沙土中，含3-噻吩的化合物C4在40 mg/L 下對南方根結(jié)線蟲的抑制率為96.27%，但降低質(zhì)量濃度后抑制率直接降為0。由此可見，依舊是含2-噻吩的化合物B5 的活性最好。第3 輪優(yōu)化合成了化合物D1～D6。測定結(jié)果表明，離體條件下，化合物D1 在40 mg/L 下72 h 時對南方根結(jié)線蟲的致死率為70.03%，D2 的致死率為42.29%。但在沙土中，40 mg/L 的化合物D1 基本喪失了活性，而化合物D2 的抑制率為99.43%，且在5 mg/L 下化合物D2 仍有87.61%的抑制率，略高于化合物B5，明顯高于先導化合物B1，但低于陽性對照噻唑膦?；谏鲜鼋Y(jié)果，經(jīng)綜合比較后，確定D2 為活性最高的骨架化合物，其結(jié)構(gòu)為 (5-(2-噻吩基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮，在此基礎上進行了第4 輪優(yōu)化，合成了化合物E1～E9。

表1 化合物B1～B9、C1～C4、D1～D6 在離體和活體條件下對南方根結(jié)線蟲的活性Table 1 In vitro and in vivo nematicidal activity of compounds B1-B9、C1-C4、D1-D6 against M. incognita

2.2.2 化合物E1～E9 對南方根結(jié)線蟲的生物活性

測試結(jié)果(表2)表明：將取代基引入化合物D2的噻吩環(huán)上，只有化合物E3 (R = 5-CH3) 在40 mg/L下72 h 時對南方根結(jié)線蟲有71.26% 的致死率。在沙土測試中，化合物E3 喪失了活性；化合物E6 (R = 5-Br) 和E9 (R = 5-Cl) 在40 mg/L 下對南方根結(jié)線蟲造成的根結(jié)抑制率分別為91.49%和95.16%，兩者活性與D2 基本相當；相同質(zhì)量濃度下，化合物E2 (R = 4-CH3)、E3 (R = 5-CH3)、E5 (R = 4-Br) 和E8 (R = 4-Cl) 的抑制率也分別達到76.33%、53.31%、65.38%和85.52%。初步的構(gòu)效關(guān)系分析表明，當噻吩環(huán)上的取代基為吸電子基時 (E5 (R = 4-Br)、E6 (R = 5-Br)、E8 (R = 4-Cl) 和E9 (R = 5-Cl) ) 的活性優(yōu)于取代基為給電子基 (E2 (R = 4-CH3) 和E3 (R = 5-CH3) ) 的活性，且5-位 > 4-位 > 3-位，但當質(zhì)量濃度降到5 mg/L時，E6 (R = 5-Br) 和E9 (R = 5-Cl) 的抑制率分別為45.04%和75.35%，均明顯低于D2。

表2 化合物E1～E9 在離體及活體條件下對南方根結(jié)線蟲的活性Table 2 In vitro and in vivo nematicidal activity of compounds E1-E9 against M. incognita

2.2.3 化合物B2、B5、D2、E8 和E9 在不同土壤 (基質(zhì)) 中對南方根結(jié)線蟲的生物活性 考慮到化合物B2、B5、D2、E8 和E9 在低質(zhì)量濃度(5 mg/L)沙土中表現(xiàn)出較好的對由南方根結(jié)線蟲造成的根結(jié)抑制活性，進一步測試了這5 種化合物在基質(zhì)土壤中對植物根結(jié)的抑制活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化合物B2、B5、D2 和E9 在40 mg/L 質(zhì)量濃度下的根結(jié)抑制率均在55%以上，其中B5 的抑制率最高，達77.67%，優(yōu)于化合物A，也優(yōu)于B1，但還低于噻唑膦?；衔顱2 和E9 在40 mg/L 下對植物根結(jié)的抑制率分別為75.90% 和64.30%，高于B1 和D2，但低于B5。

分析3 種測試結(jié)果，可以看出，只有少數(shù)幾個化合物C2、D1、D2 和E3 在離體條件下對南方根結(jié)線蟲具有一定的致死率，推測可能是其作用于線蟲神經(jīng)系統(tǒng)等導致線蟲直接死亡，但直接致死作用不強。在沙土中，化合物B2、B5、E1、E2、E6、E8 和E9 對由南方根結(jié)線蟲造成的植物根結(jié)的抑制活性明顯，但這些化合物在離體條件下基本沒有活性，說明化合物可能主要影響了線蟲的其他生理活動，如抑制卵孵化、攝食能力和運動能力等[26]，使得線蟲不易侵染植物根系；也有可能是化合物誘導了植物產(chǎn)生系統(tǒng)性抗性，使得線蟲不易侵染植物根系[36-37]；化合物D2 不僅對南方根結(jié)線蟲具有中等的離體致死作用，而且也可以影響線蟲侵染植物根系，最終可能是對線蟲的直接致死作用和抑制線蟲其他生理活動的協(xié)同作用的結(jié)果。在基質(zhì)土壤中，化合物B2、B5、D2和E9表現(xiàn)出較好對植物根結(jié)的抑制率，其中B5活性最高。以上結(jié)果表明雙雜環(huán)基甲酮結(jié)構(gòu)并不是直接作用于南方根結(jié)線蟲而產(chǎn)生生物活性，可能對線蟲的卵孵化和其他線蟲生理活動造成影響或者誘導植物產(chǎn)生系統(tǒng)性抗性，深入的作用機制還待進一步研究。

3 結(jié)論

本文基于稠環(huán)優(yōu)化策略，將苯并呋喃變換為苯連呋喃，設計合成了27 個未見文獻報道的雙雜環(huán)基甲酮類化合物，并對這些化合物進行了殺線蟲活性的測定。結(jié)果表明：除化合物D1和E3在40 mg/L 下72 h 時對南方根結(jié)線蟲的致死率分別為70.03%和71.26%外，其余大部分化合物對其沒有直接的致死活性；在40 mg/L 時化合物B1、B2、B5、C4、D2、E6和E9在沙土中對由南方根結(jié)線蟲造成的植物根結(jié)的抑制率均在90% 以上，其中D2在5 mg/L 時抑制率最高，為87.61%，且高于先導化合物B1；而在基質(zhì)土壤中的測試結(jié)果表明，化合物B5的抑制活性最高，在40 mg/L時抑制率為77.67%，化合物D2的活性低于B5，但均高于先導化合物B1，說明將苯并呋喃變換為苯連呋喃的設計策略是成功的。初步的構(gòu)效關(guān)系研究表明，不含任何取代基的(5-(2-噻吩基)-2-噻唑基)-2-噻吩甲酮化合物具有更好的殺線蟲活性，這為進一步的分子設計提供了思路。