几种新型甲氧基酰腙化合物的合成与抗真菌活性研究

王晓雅,梁 宇,杨伟祥,卫 怡,曹国标

(安康学院 化学化工学院, 陕西 安康 725000)

农作物病虫害发病率较高，使其成为导致农业产品减产和质量下降的主要原因之一[1]。当前主要以药物防治为主，研究和探索新型低毒农药一直是相关科研工作者研究热点。近年来关于酰腙内化合物作为新型潜在农药的研究也常有报道[2，3]。有研究表明，吗啉基吲哚取代酰腙类化合物对柑橘溃疡病菌和烟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为农药先导化合物，该类化合物对对小麦茎腐病菌、棉花枯萎病菌的抑菌活性优于三唑酮[5]。文献[6]报道了对硝基苯甲醛对氯苯甲酰腙对菜粉蝶幼虫的杀虫活性较好。

李建超等[7]利用活性亚结构拼接理论，设计合成了系列新型N’-芳基亚甲基-N-(4-取代苯甲酰氧基噻唑-2-基)取代苯甲酰腙，并测试了这类化合物对水稻纹枯霉菌、黄瓜灰霉菌等的活性，结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黄酮酰腙，生物活性研究结果表明：其能较好地抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌。

还有报道，新型的β-咔啉-3-酰腙衍生物对白菜具有除草活性[9]。王应红等[10]合成了9个新型硫基乙酰腙化合物，并研究了这类化合物的构效关系，认为：酰腙基团上有强吸电子取代基比有给电子基团具有更好的抑菌活性，尤其是枯草杆菌生长影响较大。许雪棠等[11]合成了11个马来松香酸酰腙类化合物，并初步测试它们的抑菌活性，所有化合物均对供试菌种具有杀菌活性，其中一个化合物对小麦赤霉菌抑制率达到68.3%。

从以上的研究文献报道说明，酰腙类化合物具有作为新型农药研究的价值。研究工作是在我们前期研究工作基础上[12]，进一步合成了系列新型酰腙类化合物，并考查了目标化合物对茄镰刀菌、淡紫拟青霉、葡萄青霉菌、米曲霉、灰霉病菌、黑斑病、念珠菌、克鲁赛念珠菌、假热带念珠菌的抑菌活性。目标化合物的合成路线如图1。

图1 目标化合物合成路线

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

BRUKE 400M 型核磁共振仪， BRUKE内标TMS；Bruker micrOTOF-Q Ⅱ ESI-Q-TOF LC/MS(德国Bruker公司)， DC-0515型循环低温槽(金坛良友公司)； SHP 250生化培养箱(上海精宏实验设备有限公司)，XXQ-L.S -50S2立式压力蒸汽灭菌锅(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)；SKJH-109生化超净工作台(上海苏坤实业有限公司)。

水合肼(80%)、无水乙醇、二氯亚砜、苯乙酮、间氯苯乙酮、邻氯苯乙酮、对甲氧基苯乙酮、DMSO、葡萄糖、琼脂粉、医用酒精(75%)(分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。

1.2 供试菌株

镰刀菌，淡紫拟青霉，葡萄青霉菌，米曲霉，灰霉病菌，黑斑病。

1.3 合成与结构表征

1.3.1 酰氯(2)的合成 称取0.1 mol(16.6 g)2-甲基-3-甲氧基苯甲酸(1)，放入到装有恒压滴液漏斗、冷凝管、尾气吸收装置的三口烧瓶中、然后加入15 mL甲苯，油浴，升温至80℃后，滴加0.2 mol的二氯亚砜，反应体系慢慢变为澄清溶液，滴加完后，保温2 h。然后，冷却至室温，改为减压蒸馏，蒸去甲苯和多余的二氯亚砜，粗产物酰氯，密闭放置备用。

1.3.2 酰肼(3)的合成 将带有冷凝管的250mL 三口烧瓶固定在磁力搅拌低温槽中，将95%的乙醇40 mL 、0.01mol(0.4g)氢氧化钠加入到烧瓶内，开动磁力搅拌使碱溶解。再加入10 mL 80%的水合肼，然后将反应液冷却到-15 mol时，开始滴加0.01 mol(1.7g)酰氯，维持反应温度-15～ -10 ℃，大约6分钟后开始有白色固体物质析出，保温反应0.5h后，停止反应，用10%的氢氧化钠水溶液中和反应体系，然后减压蒸去乙醇，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥萃取液，过滤，减压蒸去乙酸乙酯，冷却得到白色固体物质，即为酰肼的粗产物，然后用二氯甲烷重结晶。

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 将酰肼和苯乙酮等摩尔混合，加入到三口烧瓶中，并加入适量的乙醇使之完全溶解，磁力搅拌，油浴，70℃下反应，用薄层色谱跟踪反应至完全，停止反应 ，冷却，即有大量白色固体析出，抽滤，干燥滤饼，用甲醇重结晶。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼苯乙酮酰腙(4a)：白色固体，产率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，实测值( 计算值) ，m/z: 283.1435 (282.1368)[M+H]+。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼邻氯苯乙酮酰腙(4b)：白色固体，产率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，实测值( 计算值) ，m/z: 317.1045 (316.0979)[M+H]+。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼间氯苯乙酮酰腙(4c)：白色固体，产率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，实测值( 计算值) ，m/z: 339.0884 (316.0979)[M+Na]+。

2-甲基-3-甲氧基苯甲酰肼对甲氧基苯乙酮酰腙(4d)：白色固体，产率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，实测值( 计算值) ，m/z: 311.1755 (310.1681)[M+H]+。

1.4 抑菌活性初步筛选

参考文献[15，16]，以PDA为培养基、采用菌丝生长速率法测定目标化合物对镰刀菌、淡紫拟青霉、葡萄青霉菌、米曲霉、灰霉病菌、黑斑病菌的抑菌活性。药剂浓度100 μg·mL-1，用十字交叉法测定72 h的菌丝生长大小，每病菌重复3次，计算平均值，对这些化合物进行体外抑菌活性评价，见表1。

表1 药剂浓度100μg·mL-1目标化合物的抑菌活性

2 结果和讨论

2.1 合成

在现代有机合成中，无论是工业上还是实验室中制备酰氯，一般采用两种方法：一种是羧酸[17，18]和固光反应[19，20]，还一种是二氯亚砜和羧酸反应得到，以上两种方法合成产率均可以达到100%，用固光作为氯源，需要密闭反应设备以及尾气光气吸收装置，因此这种方法不太适合在实验室普遍使用，但是，这种制备酰氯方法具有反应温度低，室温下就可以完成反应，副产物酸酐含量低等优点。用二氯亚砜和芳香酸反应来制备酰氯具有成本低，反应装置简单，产率高等优点，但这种方法，需要过量的氯化亚砜，酸与氯化亚砜最佳摩尔比为1∶1.8。酰肼的合成常用的两种方法有羧酸酯和肼通过酯的氨解反应以及酰氯的氨解反应来制备，我们本次合成方法采用酰氯的氨解方法来制备，这种方法的优点就是比酯的氨解反应时间短，反应温度低，本次合成产率达到90%，相比我们在前面研究所采用的酯的氨解合成方法产率偏低，而且这种方法后处理，比相对复杂点。目标化合物合成进程采用薄层色谱跟踪，合成化合物4a、4d 反应在70℃反应所需要时间为4h,产率较低分别为45%和50%，而合成化合物4b、4c在室温下，2h就可以完成反应，反应速度快，且产率较高，分别达到85%和80%，这可能与苯乙酮苯环上的取代基有关，吸电子基氯原子能使酮羰基碳原子电正性增强，从而有利于酮羰基的亲核加成反应。

2.2 结构解析

在化合物3的1H NMR 谱图中δ ：7.43 (s，1H)为酰肼化合物中 -CONH- 的氢峰，-NH2中的氢位移与基团-OCH3中的甲基氢位移值重合，因此在δ：3.82 处形成了单峰、5H。当用酰肼作底物进一步合成酰肼酰腙化合物后，-NH2基团变为了亚胺基 -N=C ，在化合物4的氢谱图中 2个-NH2消失，在目标化合物1H NMR 谱图中3.82 处形成了单峰、3H，即-OCH3；同时， -CONH- 的氢位移进一步处于低场区δ： 10.89，峰型也由原来的单峰变为了双重峰。

在化合物4的1H NMR 谱图中 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)的位移分别为苯环甲基和亚乙基的甲基，并且均出现双重峰，这些现象产生原因是因为顺反异构体所致。

2.3 抑菌活性

从表1，我们可以看出， 4a、4b、4c、4d对以上6种供试菌种具有一定的抑菌活性菌种数目分别为3、5、4、2。4b表现出较好广谱抑菌活性，尤其是对镰刀菌的抑菌活性在药剂浓度100 μg ·mL-1时，能够达到80%的抑菌率。以上现象的存在表明结构决定物质生物活性，同时也表明进一步优化酰腙的结构作为真菌抑制剂具有广阔的研究前景。结合我们前面报道的结果，再一次表明苯环上含有拉电子基的酰腙抑菌活性大。