薛 偉， 熊 壯， 鄭玉國,2， 何 勇， 魏 學(xué)， 祁慧雪， 盧 平

(1． 貴州大學(xué) 精細化工研究開發(fā)中心 教育部綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2． 興義民族師范學(xué)院 化學(xué)生物系，貴州 興義 562400)

近年來,為了發(fā)現(xiàn)新的具有更高生物活性的化合物,進而創(chuàng)制高效、廣譜、低毒、對環(huán)境友好的綠色新農(nóng)藥,人們將研究重點放在雜環(huán)化合物方面。雜環(huán)化合物在植物體內(nèi)具有良好的內(nèi)吸傳導(dǎo)性能以及結(jié)構(gòu)多樣易于修飾,已經(jīng)成為當(dāng)今新農(nóng)藥研究的重要對象。在繁多的雜環(huán)化合物中,苯并噻唑類雜環(huán)化合物因具有廣譜的生物活性，在農(nóng)藥和醫(yī)藥研究領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注。自從1962年Merck公司成功開發(fā)噻菌靈以來，已成功開發(fā)了很多噻唑類農(nóng)藥品種，如噻蟲胺、噻蟲嗪等[1～9]。本課題組對噻唑基進行結(jié)構(gòu)修飾,引入雜環(huán)后合成了系列具有高活性的化合物[10]。

自日本農(nóng)藥公司[11]、拜耳公司[12]和杜邦公司[13]分別發(fā)現(xiàn)了作用于魚尼丁受體的雙酰胺類殺蟲劑后，雙酰胺類化合物已成為農(nóng)用化學(xué)品工業(yè)中合成的焦點。研究發(fā)現(xiàn),雙酰胺類衍生物具有廣泛的生物活性,如消炎、抗菌、抗腫瘤、除草、殺蟲和抗病毒等[14～17],引起了人們的廣泛研究興趣[18～23]。

CompabcdefghijRHHHH3-Me3-Me3-Me3-Me3-Me3-MeR16-OEt6-Me4-MeH6-OMe6-Me4-MeH6-Cl6-F

Scheme1

為了尋找具有新型高效、低毒性、易生物降解和環(huán)境相容性好的先導(dǎo)化合物,本文采用活性因子疊加原理，將苯并噻唑基引入雙酰胺結(jié)構(gòu)中，設(shè)計并合成了10個未見文獻報道的含苯并噻唑基雙酰胺類衍生物(4a～4j, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR， IR及元素分析表征。并初步測試了4a～4j對黃瓜花葉病毒(CMV)的抑制作用。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-5型熔點儀(溫度計未校正)；JEOL-ECX 500 NMR型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為標(biāo))；Prestige-21型紅外光譜儀(KBr壓片)；Elementar Vario-Ⅲ型元素分析儀。

所用試劑均為分析純。

1．2 合成

(1) 2-(2-甲基苯甲酰胺)取代苯甲酸(2a,2e)的合成

在單口圓底燒瓶中加入鄰甲基苯甲酸408 mg(3 mmol)和二氯亞砜6 mL,攪拌下回流反應(yīng)12 h。減壓蒸除過量的二氯亞砜得2-甲基苯甲酰氯(1)。

在三口圓底燒瓶中加入鄰氨基苯甲酸(Ⅰa)3 mmol和二氯甲烷40 mL，攪拌下滴加縛酸劑三乙胺2 mL。冰浴冷卻下緩慢滴加1 的二氯甲烷(15 mL)溶液，滴畢，于室溫反應(yīng)至終點(TCL檢測)。加入飽和氯化鈉溶液40 mL，分液，水層用乙酸乙酯(2×40 mL)萃取，合并有機層，依次用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉溶液、飽和氯化鈉溶液洗滌，無水Na2SO4干燥。減壓脫溶得2-(2-甲基苯甲酰胺)苯甲酸(2a)粗品(直接用于下一步反應(yīng))。

用類似的方法合成2e。

(2) 2-(2-甲基苯基)-4(3H)-3,1-取代苯并噁嗪酮(3a,3e)的合成

在裝有分餾器(200 mm)和蒸餾裝置(裝無水氯化鈣干燥管)的反應(yīng)瓶中加入2a25.5 g(100 mmol)和醋酐100 mL,攪拌下回流(餾出液速度1滴/10 s)反應(yīng)至終點(TCL檢測)。冷卻至室溫，抽濾,濾餅干燥得白色晶體2-(2-甲基苯基)-4(3H)-3,1-苯并噁嗪酮(3a)。

用類似的方法合成3e。

(3)4a～4j的合成(以4a為例)

在反應(yīng)瓶中加入3a1.41 g(5 mmol),乙腈40 mL和碳酸鉀0.7 g(5 mmol)，攪拌下回流反應(yīng)5 min。慢慢加入6- 乙基苯并噻唑胺(Ⅱa) 5 mmol的乙腈(15 mL)溶液,回流反應(yīng)至終點(TCL檢測)。傾入冷水中，靜置析晶，抽濾，濾餅經(jīng)兩次硅膠柱層析[洗脫劑：V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=2 ∶1]純化得4a。用類似的方法合成4b～4j。

1．3 抗CMV活性實驗

以長勢一致的莧色藜做枯斑寄主，用毛筆將病毒人工摩擦接種于撒有金剛砂的適齡葉片上，0.5 h后用清水將葉片清洗干凈，光照培養(yǎng)1.5 h。準(zhǔn)確稱取適量4于稱量瓶中，加入30 μL～50 μL DMF使其充分溶解，用含1%Tween 20的二次蒸餾水稀釋成500 mg·L-1溶液。另取125 μL 2%寧南霉素水劑，加入30 μL DMF，用含1% Tween 20的二次蒸餾水5 mL稀釋成500 mg·L-1的寧南霉素溶液做對照,將兩者分別涂施葉片的左右半葉。以溶媒為對照，每藥劑處理3株，每株6片葉，將其在(28±1) ℃， 10 000 Lux光照培養(yǎng)箱中保濕培養(yǎng)6 d～7 d，記錄產(chǎn)生枯斑的數(shù)目，按下公式計算枯斑相對抑制率(X/%)。

式中： CK為對照組(右半葉)枯斑數(shù)(個)；T為化合物處理組(左半葉)枯斑數(shù)(個)

2 結(jié)果與討論

2．1 實驗結(jié)果與表征

4的實驗結(jié)果和元素分析數(shù)據(jù)見表1，表征數(shù)據(jù)見表2和表3。以4a為例，其IR分析表明，兩組酰胺鍵由于所處的化學(xué)環(huán)境不同，受外部基團的影響也不同，因此N-H和C=O峰都出現(xiàn)兩組伸縮振動峰(表3)。由于酰胺基氮原子的孤對電子垂直于芳環(huán)的兀軌道，使得氮原子不能與芳環(huán)有效共軛，進而酰胺氮原子可能會與羰基形成有效的共軛，降低羰基中C=O的能量，引起羰基吸收波數(shù)降低(1 681 cm-1)。與噻唑環(huán)相鄰的酰胺鍵中的C=O受噻唑環(huán)及氨基的共同影響，伸縮振動波數(shù)也較低(1 647 cm-1)。與噻唑環(huán)相鄰的N-H(3 263 cm-1)受噻唑共軛吸電子效應(yīng)的影響，伸縮振動波數(shù)較低，而另一個N-H(3 165 cm-1)伸縮振動波數(shù)則相對較高。其它化合物的IR譜圖也體現(xiàn)了類似規(guī)律。

1H NMR分析表明，對苯環(huán)來講，在7.03～8.07均出現(xiàn)苯環(huán)質(zhì)子的多重峰。當(dāng)兩個苯環(huán)分別受到多個不同取代基的影響時，其質(zhì)子裂分比較復(fù)雜，并且化學(xué)位移有一定程度的重疊。12.78和10.87處的峰為NH的質(zhì)子峰。

表 1 4的實驗結(jié)果和元素分析數(shù)據(jù)Table 1 Experimental results and elemental analysis data of 4

表 2 4的1H NMR和13C NMR數(shù)據(jù)Table 2 1H NMR and 13C NMR data of 4

續(xù)表2

Comp1H NMR δ(J/Hz)13C NMR δ4b12.89(s, 1H, NH), 10.94(s, 1H, NH), 8.11(s, 1H, ArH), 7.95(s, 1H, ArH), 7.75(s, 1H, ArH), 7.62(m, 3H, ArH), 7.41(t, J=17.8, 1H, ArH), 7.35^7.30(m, 3H, ArH), 7.26(d, J=8.0, 1H, ArH), 2.42(s, 3H, CH3), 2.41(s, 3H, CH3)168.0, 136.4, 133.6, 133.0, 131.4, 130.6, 128.1, 127.7, 126.4, 124.4, 121.9, 31.2, 21.5, 20.04c12.91(s, 1H, NH), 10.73(s, 1H, NH), 8.00(s, 1H, ArH), 7.92(s, 1H, ArH), 7.79(d, J=7.5, 1H, ArH), 7.62(q, 2H, ArH), 7.40(t, J=17.8, 1H, ArH), 7.32(q, 3H, ArH), 7.27(d, J=6.9, 1H, ArH), 7.22^7.21(m, 1H, ArH), 2.61(s, 3H, CH3), 2.42(s, 3H, CH3)168.0, 137.0, 136.4, 133.0, 131.4, 130.6, 127.7, 126.3, 124.1, 119.6, 20.0, 18.64d12.97(s, 1H, NH), 10.95(s, 1H, NH), 8.08(s, 1H, ArH), 7.98(t, J=6.3, 2H, ArH), 7.76(d, J=8.1, 1H, ArH), 7.65^7.61(q, 2H, ArH), 7.46(t, J=17.8, 1H, ArH), 7.41(t, J=17.8, 1H, ArH), 7.34^7.30(m, 4H, ArH), 2.43(s, 3H, CH3)168.0, 162.8, 137.0, 136.4, 133.0, 131.4, 130.6, 127.7, 126.3, 124.2, 122.4, 20.04e12.60(s, 1H, NH), 9.94(s, 1H, NH), 7.66(d, J=8.6, 1H, ArH), 7.60(s, 1H, ArH), 7.54^7.50(m, 3H, ArH), 7.34(t, J=17.8, 2H, ArH), 7.25(q, J=7.5, 2H, ArH), 7.04(d, J=9.2, 1H, ArH), 3.82(s, 3H, OCH3), 2.37(s, 3H, CH3), 2.34(s, 3H, CH3)168.5, 167.1, 156.9, 156.6, 137.4, 136.3, 136.0, 133.5, 131.0, 130.0, 127.7, 126.9, 126.7, 126.0, 115.4, 105.2, 56.1, 19.8, 18.64f12.65(s, 1H, NH), 10.02(s, 1H, NH), 7.78(s, 1H, ArH), 7.65^7.50(m, 4H, ArH), 7.35^7.25(m, 5H, ArH), 2.42(s, 3H, CH3), 2.36(s, 3H, CH3), 2.34(s, 3H, CH3)168.5, 167.4, 158.4, 147.1, 130.0, 130.0, 127.9, 127.8, 127.0, 126.0, 121.8, 21.5, 19.84g12.74(s, 1H, NH), 9.96(s, 1H, NH), 7.79(s, 1H, ArH), 7.65(d, J=8.0, 1H, ArH), 7.54^7.50(m, 3H, ArH), 7.34^7.32(m, 2H, ArH), 7.28^7.23(m, 3H, ArH), 2.42(s, 3H, CH3), 2.37(s, 3H, CH3), 2.33(s, 3H, CH3)168.5, 167.2, 158.1, 147.2, 136.1, 130.9, 130.0, 127.7, 126.0, 121.8, 21.6, 19.8, 18.64h12.74(s, 1H, NH), 9.96(s, 1H, NH), 8.01(d, J=8.0, 1H, ArH), 7.77(d, J=8.0, 1H, ArH), 7.50^7.48(m, 3H, ArH), 7.45(t, J=17.8, 1H, ArH), 7.30^7.29(m, 3H, ArH), 7.28^7.23(m, 2H, ArH), 2.37(s, 3H, CH3), 2.34(s, 3H, CH3)168.5, 167.4, 159.0, 149.2, 130.9, 130.0, 127.8, 126.7, 126.0, 124.0, 122.2, 19.8, 18.64i12.85(s, 1H, NH), 9.97(s, 1H, NH), 8.16(s, 1H, ArH), 7.76(d, J=8.6, 1H, ArH), 7.50^7.44(m, 4H, ArH), 7.30^7.28(m, 2H, ArH), 7.20^7.18(m, 2H, ArH), 2.37(s, 3H, CH3), 2.34(s, 3H, CH3)168.5, 167.6, 160.0, 137.3, 136.0, 133.7, 130.9, 127.8, 127.0, 126.6, 122.2, 19.8, 18.64j12.78(s, 1H, NH), 9.97(s, 1H, NH), 7.93^7.87(m, 1H, ArH), 7.77^7.76(m, 1H, ArH), 7.53^7.52(m, 3H, ArH), 7.35^7.25(m, 5H, ArH), 2.37(s, 3H, CH3), 2.34(s, 3H, CH3)168.5, 167.5, 160.1, 159.0, 158.2, 145.9, 137.3, 136.1, 136.0, 134.6, 133.6, 130.9, 130.0, 127.7, 127.0, 126.6, 19.8, 18.6

表 3 4的IR數(shù)據(jù)Table 3 IR data of 4

表4 4對黃瓜花葉病毒的抑制活性Table 4 Antibacterial activities for CMV of 4

2．2 抗菌活性

4對CMV的抑制活性見表4。從表4可見，4對CMV表現(xiàn)了一定抑制能力。當(dāng)R2為6-CH3時，活性好于R2為H。這表明，R2取代基的電子效應(yīng)對化合物的活性有較大的影響，甲基等具有較強的推電子效應(yīng)的基團對活性提高有利。其中4f和4h對CMV抑制率可達45.3%和47.3%,略低于對照藥劑寧南霉素對CMV的抑制率,有進一步優(yōu)化的潛力。

3 結(jié)論

以鄰甲基苯甲酸和取代鄰氨基苯甲酸為起始原料，設(shè)計并合成了10個未見文獻報道的含苯并噻唑基雙酰胺類衍生物。初步的抗菌活性測試結(jié)果表明，在500 mg·L-1濃度下，4f和4h對黃瓜花葉病毒有一定抑制作用。

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