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含肟酯的吡唑衍生物的合成及其抑菌活性

2021-02-05 09:36沈安澤胡恩暢劉函如王宇佳馬志卿馮俊濤
農(nóng)藥學(xué)學(xué)報 2021年1期
關(guān)鍵詞:苯基吡唑收率

沈安澤, 胡恩暢, 劉函如, 王宇佳, 王 勇,馬志卿, 馮俊濤, 雷 鵬

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院 陜西 楊凌 712100)

肟類化合物 (肟醚和肟酯) 具有優(yōu)良的殺菌[1]、殺蟲[2]、除草[3]等農(nóng)用活性,是農(nóng)藥結(jié)構(gòu)中的有效活性基團(tuán),已商品化的農(nóng)藥品種中殺菌劑便有烯肟菌胺 (fenaminstrobin)、肟菌酯 (trifloxystrobin)和醚菌酯 (kresoxim-methyl) 等 (圖式1)。肟酯類化合物是農(nóng)用殺菌劑研發(fā)中的熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)之一,Huang等[4]報道了系列肟酯類化合物,其中DL (圖式1)在50 μg/mL 時對蘋果輪紋病菌Physalospora piricola 和水稻紋枯病菌Rhizoctonia solani 的抑制率分別為97.1%和93.9%,活性較好。姜林等[5]設(shè)計合成了系列3,3-二甲基-1-(吡啶-3-基)-丁-2-酮肟酯類新分子,其中化合物JL (圖式1) 對茄子菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum 和番茄灰霉病菌Botrytis cinerea 的殺菌活性較好,EC50值分別為5.07 和 4.98 μg/mL。

吡唑衍生物具有廣譜、優(yōu)良的生物活性,如殺蟲[6]、殺菌[7]、除草[8]、抗癌[9]、抗炎[10]等,近些年越來越受到人們的重視,其中,農(nóng)用殺菌劑新品種有苯并烯氟菌唑 (benzovindiflupyr)、氟苯吡菌胺 (fluxapyroxad)、呋吡菌胺 (furametpyr) 和氟唑菌酰羥胺 (pydiflumetofen) 等。本研究組前期設(shè)計合成了系列含四氫喹啉的吡唑衍生物,其中,化合物L(fēng)1 (圖式2) 具有較好的抑菌活性,尤其對小麥全蝕病菌Gaeumannomyces graminis 在16.7 μg/mL的質(zhì)量濃度下依舊表現(xiàn)出100%的抑制率[11]。為了發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單的高抑菌活性農(nóng)藥新分子,本研究以L1 為先導(dǎo)化合物,將肟醚引入到吡唑結(jié)構(gòu)中,設(shè)計合成了17 個未見文獻(xiàn)報道的含肟酯的吡唑衍生物 (圖式2 和圖式3),并測定了其對蘋果樹腐爛病菌、油菜菌核病菌、番茄灰霉病菌和小麥全蝕病菌的抑菌活性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker AVANCE III 500 MHz 核磁共振儀 (以CDCl3為溶劑,TMS 為內(nèi)標(biāo));AB SCIEX 高分辨質(zhì)譜儀;Bruker D8 Venture X 射線單晶衍射儀;X-6 型數(shù)字熔點(diǎn)儀 (北京泰克儀器有限公司);柱層析硅膠 (200~300 目) 和薄層層析硅膠板 (GF 254 型) 均購自青島海洋化工廠;所用試劑均為市售分析純或化學(xué)純,除特別注明外,所用溶劑未經(jīng)無水處理。

1.2 化合物的合成

1.2.1 化合物取代苯甲醛肟 (2) 的合成 參考文獻(xiàn)方法[12],在100 mL 單口瓶中加入NaOAc (3.28 g,40 mmol)、NH2OH·HCl (2.08 g,30 mmol)和40 mL 80%的乙醇水溶液,室溫下攪拌0.5 h。向體系中加入取代苯甲醛 (20 mmol),加熱回流1 h,采用薄層色譜 (TLC,V (石油醚) : V (乙酸乙酯) = 5 : 1) 監(jiān)測至反應(yīng)終點(diǎn)。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后加入50 mL 二氯甲烷溶解,用50 mL 水萃取3 次,有機(jī)相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫除溶劑,通過柱層析(V (石油醚) : V (乙酸乙酯) = 15 : 1)純化,干燥后得化合物2。

1.2.2 化合物 1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯(5) 的合成 參考文獻(xiàn)方法[13],在250 mL 單口瓶中加入100 mL 無水乙醇,室溫下攪拌后向其緩慢加入切成小塊的金屬鈉 (1.38 g,60 mmol)。待反應(yīng)瓶中無固體后,加入草酸二乙酯 (7.31 g,50 mmol),室溫下攪拌10 min。緩慢加入苯乙酮 (6.00 g,50 mmol),室溫下攪拌2 h。加入冰醋酸 (3.60 g,60 mmol),繼續(xù)攪拌30 min 后緩慢加入甲基肼(2.76 g,60 mmol),攪拌過夜。減壓脫去溶劑,加入100 mL 水,大力攪拌。用二氯甲烷 (50 mL × 2)萃取,有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓脫去溶劑,柱層析 (V (石油醚) : V (乙酸乙酯) = 10 :1)純化 ,干燥后得化合物5。

1.2.3 化合物 1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-甲酸 (6)的合成 參考文獻(xiàn)方法[14],在50 mL 單口瓶中加入化合物5 (2.30 g,10 mmol) 和10 mL 無水甲醇,室溫攪拌后加入8 mL 1.5 mol/L 的氫氧化鈉水溶液,繼續(xù)攪拌3 h。反應(yīng)完畢,減壓脫去溶劑,用20 mL 乙酸乙酯與50 mL 水萃取,舍棄有機(jī)相,水相在室溫下攪拌,用濃鹽酸酸化至pH = 2,析出大量固體,過濾,干燥后得化合物6。1.2.4 目標(biāo)化合物7 的合成 參考文獻(xiàn)方法[15],在50 mL 單口瓶中加入化合物6 (1.01 g,5 mmol)、取代苯甲醛肟 (5 mmol)、二環(huán)己基碳二亞胺(DCC) (1.03 g,5 mmol) 和20 mL 二氯甲烷,室溫下攪拌,TLC (V (石油醚) : V (乙酸乙酯) = 4 : 1) 監(jiān)測至反應(yīng)終點(diǎn)。柱層析 (V (石油醚) : V (乙酸乙酯) =10 : 1)純化 ,干燥后即得目標(biāo)化合物7。

化合物7 的結(jié)構(gòu)均經(jīng)1H NMR、13C NMR 和HRMS 的驗(yàn)證,相關(guān)數(shù)據(jù)如下。

(E)-2-甲基苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基)肟 (7a):白色固體,收率54%,m.p. 114.6~116.4 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ: 8.80 (s, 1H), 7.91 (d, J = 7.7 Hz, 1H),7.83 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.44~7.38 (m, 3H), 7.34 (t, J =7.3 Hz, 1H), 7.30~7.26 (m, 2H), 7.23 (s, 1H), 4.30 (s, 3H),2.54 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ: 157.55, 156.17,150.11, 138.41, 132.42, 131.70, 131.47, 131.17, 128.79,128.53, 128.25, 128.18, 126.49, 125.60, 107.74, 39.77,20.07。HRMS:C19H17N3O2[M + H]+,計算值 320.139 9,測試值320.139 4。

(E)-3-甲基苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基)肟 (7b):白色固體,收率80%,m.p. 128.8~130.1 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.50 (s, 1H), 7.82 (d, J = 7.6 Hz, 2H),7.67 (s, 1H), 7.54 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 7.43 (t, J = 7.4 Hz, 2H),7.36~7.31 (m, 3H), 7.21 (s, 1H), 4.29 (s, 3H), 2.41 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.53, 157.28, 150.12,138.94, 132.92, 132.41, 131.45, 129.76, 128.90, 128.79,128.66, 128.18, 126.14, 125.60, 107.75, 39.77, 21.24。HRMS:C19H17N3O2[M + H]+,計算值320.139 9,測試值320.139 5。

(E)-4-甲基苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基)肟 (7c):白色固體,收率58%,m.p. 143.6~145.9 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.50 (s, 1H), 7.82 (d, J = 7.6 Hz, 2H),7.69 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 7.42 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 7.34 (t, J =7.2 Hz, 1H), 7.26 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 7.20 (s, 1H), 4.29 (s,3H), 2.41 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.57,157.12, 150.09, 142.70, 132.42, 131.50, 129.78, 128.78,128.54, 128.17, 127.06, 125.60, 107.72, 39.76, 21.68。HRMS:C19H17N3O2[M + H]+,計算值320.139 9,測試值320.139 4。

(E)-2-氟苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7d):白色固體,收率90%,m.p. 145.9~147.5 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.83 (s, 1H), 8.11~8.08 (m, 1H),7.83~7.82 (m, 2H), 7.53~7.48 (m, 1H), 7.43 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.34 (t,J = 7.4 Hz, 1H), 7.24 (d, J = 5.5 Hz, 2H), 7.18~7.14 (m, 1H),4.30 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 161.76 (d,1J =254.6 Hz), 157.34, 150.84 (d,3J = 5.2 Hz), 150.17, 133.87 (d,3J = 8.6 Hz), 132.33, 131.20, 128.81, 128.22, 127.86 (d,4J =1.7 Hz), 125.60, 124.79 (d,4J = 3.6 Hz), 117.90 (d,2J = 20.8 Hz),116.14 (d,2J = 20.8 Hz), 107.90, 39.81。HRMS:C18H14FN3O2[M + H]+,計算值324.114 8,測試值324.115 0。

(E)-3-氟苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7e):白色固體,收率81%,m.p. 127.2~129.0 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.52 (s, 1H), 7.82 (d, J = 7.5 Hz, 2H),7.58~7.54 (m, 2H), 7.47~7.33 (m, 4H), 7.22 (d, J = 10.7 Hz,2H), 4.30 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 162.95 (d,1J = 248.0 Hz), 157.25, 155.93 (d,4J = 2.8 Hz), 150.16, 132.34,132.02 (d,3J = 7.9 Hz), 131.18, 130.70 (d,3J = 8.1 Hz), 128.80,128.23, 125.60, 124.65 (d,4J = 3.0 Hz), 119.08 (d,2J = 21.5 Hz),114.81 (d,2J = 23.0 Hz), 107.82, 39.78。HRMS:C18H14FN3O2[M + H]+,計算值324.114 8,測試值324.115 0。

(E)-4-氟苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7f):白色固體,收率72%,m.p. 136.1~137.6 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.52 (s, 1H), 7.83~7.80 (m, 4H), 7.43(t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.34 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.21 (s, 1H), 7.16(t, J = 8.6 Hz, 2H), 4.29 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz,CDCl3), δ : 165.02 (d,1J = 253.6 Hz), 157.44, 155.89, 150.13,132.34, 131.29, 130.66 (d,3J = 8.9 Hz), 128.81, 128.23,126.13, 125.59, 116.40 (d,2J = 22.2Hz), 107.77, 39.81。HRMS:C18H14FN3O2[M + H]+,計算值324.114 8,測試值324.113 6。

(E)-2-氯苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7g):白色固體,收率51%,m.p. 154.2~154.7 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.48 (s, 1H), 7.82 (d, J = 8.6 Hz, 3H),7.66 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.48 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.44~7.38(m, 3H), 7.34 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.21 (s, 1H), 4.29 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.23, 155.73, 150.15,135.24, 132.31, 132.00, 131.64, 131.13, 130.29, 128.79,128.22, 128.15, 126.74, 125.59, 107.82, 39.79。HRMS:C18H14ClN3O2[M + H]+,計算值340.085 3,測試值340.084 3。

(E)-3-氯苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7h):白色固體,收率92%,m.p. 135.4~137.2 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.97 (s, 1H), 8.15 (d, J = 7.8 Hz, 1H),7.82 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.43 (q, J = 7.9 Hz, 4H), 7.34 (s, 2H),7.24 (s, 1H), 4.29 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3),δ : 157.31, 154.06, 150.16, 135.27, 132.96, 132.34, 131.17,130.13, 128.79, 128.48, 128.21, 127.86, 127.36, 125.61,107.94, 39.79。HRMS:C18H14ClN3O2[M + H]+,計算值340.085 3,測試值340.084 5。

(E)-4-氯苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7i):白色固體,收率51%,m.p. 156.2~167.5 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.51 (s, 1H), 7.81 (d, J = 7.6 Hz, 2H),7.74 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.46~7.33 (m, 5H), 7.21 (s, 1H), 4.29(s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.33, 155.90,150.14, 138.23, 132.33, 131.22, 129.70, 129.43, 128.80,128.37, 128.23, 125.59, 107.79, 39.79。HRMS:C18H14ClN3O2[M + H]+,計算值340.085 3,測試值340.084 8。

(E)-2-溴苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7j):白色固體,收率79%,m.p. 129.6~130.7 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.94 (s, 1H), 8.14 (d, J = 7.6 Hz, 1H),7.83 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.64 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.44~7.32(m, 5H), 7.25 (s, 1H), 4.29 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz,CDCl3), δ : 157.32, 156.35, 150.16, 133.40, 133.15, 132.32,131.15, 129.46, 128.87, 128.81, 128.22, 127.95, 125.61,125.13, 107.96, 39.81。HRMS:C18H14BrN3O2[M + H]+,計算值384.034 8,測試值384.033 8。

(E)-3-溴苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7k):白色固體, 收率 47%,m.p. 154.4~156.1 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.49 (s, 1H), 8.00 (s, 1H), 7.82 (d, J =7.5 Hz, 2H), 7.71 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.64 (d, J = 7.9 Hz, 1H),7.43 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 7.35 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.21 (s, 1H),4.30 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.26,155.64, 150.17, 134.94, 132.32, 131.87, 131.14, 131.06,130.54, 128.81, 128.24, 127.21, 125.60, 123.21, 107.84,39.80。HRMS:C18H14BrN3O2[M + H]+,計算值 384.034 8,測試值384.033 3。

(E)-4-溴苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟(7l):白色固體,收率50%,m.p. 149.8~151.3 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3), δ : 8.49 (s, 1H), 7.81 (d, J = 7.7 Hz, 2H),7.67 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.61 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.43 (t, J =7.5 Hz, 2H), 7.34 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 7.20 (s, 1H), 4.29 (s,3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.31, 156.01,150.15, 132.40, 132.33, 131.21, 129.85, 128.81, 128.23,126.69, 125.59, 107.80, 39.80。HRMS:C18H14BrN3O2[M +H]+,計算值384.034 8,測試值384.033 1。

(E)-4-叔丁基苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟 (7m):白色固體,收率77%,m.p. 148.0~149.7 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ : 8.52 (s, 1H), 7.82 (d, J = 7.6 Hz,2H), 7.73 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.48 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.42 (t,J = 7.4 Hz, 2H), 7.34 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.21 (s, 1H), 4.29 (s,3H), 1.35 (s, 9H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.58, 157.04,155.79, 150.09, 132.42, 131.52, 128.79, 128.42, 128.17,127.00, 126.04, 125.60, 107.73, 39.78, 35.13, 31.14。HRMS:C22H23N3O2[M + H]+,計算值362.186 9,測試值362.186 6。

(E)-4-三氟甲氧基苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟 (7n):白色結(jié)晶,收率58%,m.p. 124.7~126.3 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ : 8.54 (s, 1H), 7.89~7.78 (m,4H), 7.43 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.38~7.28 (m, 3H), 7.21 (s, 1H),4.30 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.28,155.55, 151.76, 150.13, 132.32, 131.17, 130.16, 128.81,128.41, 128.24, 125.58, 121.17, 120.36 (q,1J = 259.6 Hz),107.80, 39.79。HRMS:C19H14F3N3O3[M + H]+,計算值390.106 6,測試值390.105 8。

(E)-4-三氟甲基苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟 (7o):白色固體,收率79%,m.p. 134.4~135.6 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ : 8.57 (s, 1H), 7.92 (d, J =8.1 Hz, 2H), 7.81 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.72 (d, J = 8.2 Hz, 2H),7.42 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.34 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.21 (s, 1H),4.29 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 157.17,155.59, 150.18, 133.52 (q,2J = 32.8 Hz), 133.31, 132.28,131.03, 128.82, 128.77, 128.27, 126.02 (q,4J = 3.7 Hz),125.59, 123.64 (q,1J = 272.5 Hz), 107.87, 39.81。HRMS:C19H14F3N3O2[M + H]+,計算值374.111 6,測試值374.111 1。

(E)-3,5-二 (三氟甲基) 苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟 (7p):白色固體,收率80%,m.p. 116.4~118.4 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ : 8.62 (s, 1H), 8.25(s, 2H), 8.02 (s, 1H), 7.82 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.43 (t, J = 7.6 Hz,2H), 7.35 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.22 (s, 1H), 4.31 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 156.88, 154.15, 150.20, 132.72(q,2J = 34.1 Hz), 132.21, 132.14, 130.71, 128.83, 128.33,128.25 (q,4J = 2.8 Hz), 125.57, 125.19 (q,4J = 3.4 Hz), 122.83(q,1J = 273.0 Hz), 107.93, 39.80。HRMS:C20H13F6N3O2[M + H]+,計算值442.099 0,測試值442.098 1。

(E)-2-氯-6-氟苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基) 肟 (7q):白色固體,收率42%,m.p. 137.1~137.7 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ : 8.86 (s, 1H), 7.83 (d, J =7.7 Hz, 2H), 7.44~7.31 (m, 5H), 7.26 (s, 1H), 7.16 (t, J =9.0 Hz, 1H), 4.30 (s, 3H)。13C NMR (125 MHz, CDCl3), δ : 161.42(d,1J = 261.5 Hz), 157.04, 151.32, 150.16, 135.87, 132.80 (d,3J = 10.0 Hz), 132.34, 131.07, 128.79, 128.21, 126.14 (d,4J =3.5 Hz), 125.61, 115.40 (d,2J = 21.9 Hz), 107.93, 39.80。HRMS:C18H13ClFN3O2[M + H]+,計算值358.075 9,測試值358.075 4。

為進(jìn)一步確定化合物的結(jié)構(gòu),選取化合物7q進(jìn)行了X 射線單晶衍射分析,晶體學(xué)數(shù)據(jù)已保存于劍橋晶體學(xué)數(shù)據(jù)中心,保存號為CCDC 2025649。將7q 溶解于乙酸乙酯中,配制成適當(dāng)濃度的溶液,靜置,緩慢揮發(fā)溶劑,析出無色透明的符合單晶衍射要求的晶體,用于X 射線衍射分析。結(jié)果表明其為E 構(gòu)型。晶體結(jié)構(gòu)見圖1。

1.3 生物活性測試

采用菌絲生長速率法[16]測定目標(biāo)化合物對4 種植物病原菌的抑制活性。供試菌種分別為蘋果樹腐爛病菌Valsa mali、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum 和小麥全蝕病菌Gaeumannomyces gramini,由西北農(nóng)林科技大學(xué)無公害農(nóng)藥研究服務(wù)中心提供。試驗(yàn)藥劑為目標(biāo)化合物7a~7q、先導(dǎo)化合物L(fēng)1 和肟類商品化對照藥劑肟菌酯。

選取50 μg/mL 時抑制率大于80%的目標(biāo)化合物測定其EC50值。根據(jù)上述方法,采用等倍稀釋,分別測試質(zhì)量濃度為50、25、12.5、6.25、3.13 和1.56 μg/mL 時的抑制率,然后用軟件SPSS計算EC50值和95%置信限。

2 結(jié)果與討論

2.1 目標(biāo)化合物的合成

在合成目標(biāo)化合物時,首先以取代苯甲醛 (1)與鹽酸羥胺為原料,經(jīng)縮合反應(yīng)制備取代苯甲醛肟 (2);再以苯乙酮 (3) 和草酸二乙酯為原料,經(jīng)Claisen 酯縮合反應(yīng),生成β-酮酸酯 (4),再與甲基肼經(jīng)過Knorr 反應(yīng),生成化合物1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯 (5)。本研究將兩步反應(yīng)采取一鍋法進(jìn)行,操作簡單,并且整個反應(yīng)過程在常溫下即可順利地進(jìn)行,條件較為溫和。化合物5 經(jīng)水解、酸化生成1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-甲酸 (6),然后,再與化合物2 反應(yīng),生成目標(biāo)化合物7。

β-酮酸酯與甲基肼反應(yīng),可以生成中間體5 或者1-甲基-5-苯基-1H-吡唑-3-甲酸乙酯,化合物7q 的結(jié)構(gòu)經(jīng)單晶衍射確證,表明化合物5 為1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,同時證明目標(biāo)化合物的構(gòu)型為E 式。

2.2 化合物的波譜分析

以目標(biāo)化合物7a (圖式4) 的核磁氫譜與核磁碳譜為例進(jìn)行說明。在核磁氫譜中,化學(xué)位移值(δ)在8.80 處的吸收峰為亞胺碳上的質(zhì)子,與吡唑環(huán)相連的苯環(huán)上5 個質(zhì)子的吸收峰為δ 7.83 處的雙峰、7.44~7.38 處多重峰中的2 個質(zhì)子和7.34 處的三重峰,7.91 處的雙峰、7.44~7.38 處多重峰中的1 個質(zhì)子和7.30~7.26 處的多重峰為另一苯環(huán)上的 4 個質(zhì)子,吡唑環(huán)上 1 個質(zhì)子在 δ 7.23,δ 4.30處的單峰為吡唑環(huán)上甲基質(zhì)子的吸收峰,苯環(huán)上甲基質(zhì)子δ 為2.54。在核磁碳譜中,δ 157.55 處的吸收峰為羰基碳的信號峰,δ 156.17 處的吸收峰為亞胺碳的信號峰,吡唑環(huán)上無取代基的碳吸收峰在 107.74,在 δ 39.77 和 20.07 處的峰分別為吡唑環(huán)上和苯環(huán)上甲基碳的吸收峰。

2.3 抑菌活性

目標(biāo)化合物在50 μg/mL 下對供試4 種植物病原菌的抑制活性結(jié)果列于表1,以先導(dǎo)化合物L(fēng)1 和肟類商品化殺菌劑肟菌酯為對照。從表中數(shù)據(jù)可以看出,所合成的17 個目標(biāo)化合物對測試的4 種植物病原菌均表現(xiàn)出一定的抑制活性。對小麥全蝕病菌,先導(dǎo)化合物L(fēng)1 的活性優(yōu)異,在引入肟酯結(jié)構(gòu)后活性有所下降,只有7c 和7m 的活性較好,抑制率分別為79%和70%,優(yōu)于肟菌酯,但不如L1。對于油菜菌核病菌,化合物7j 和7q 的抑制率分別為79%和77%,與L1 和肟菌酯的活性相當(dāng)。對于番茄灰霉病菌,化合物7h、7j 和7q 的活性較好,抑制率分別為79%、83% 和87%,優(yōu)于L1 和肟菌酯。初步構(gòu)效關(guān)系分析表明,當(dāng)取代基R 為供電子基時,對位取代的活性要優(yōu)于間位取代的活性,優(yōu)于鄰位取代的活性(7c > 7b > 7a);當(dāng)取代基 R 為吸電子基時,構(gòu)效關(guān)系不顯著;當(dāng)取代基R 為氟或溴時,鄰位取代的活性相對較好;雙取代的活性要優(yōu)于單取代的活性 (7p > 7o, 7q > 7d~7i)。化合物 7c、7j 和7q 整體活性較好,對測試的4 種植物病原菌表現(xiàn)出中等至較好的抑制水平。

選取在50 μg/mL 下抑制率大于80%的化合物進(jìn)行了EC50值的測試。結(jié)果 (表2) 表明,目標(biāo)化合物7j 和7q 對番茄灰霉病菌的抑制活性較好,EC50值分別為 11.82 和 7.04 μg/mL,優(yōu)于先導(dǎo)化合物 L1 (23.58 μg/mL) 和肟菌酯 (19.79 μg/mL)。

表1 目標(biāo)化合物 7a~7q 在 50 μg/mL 下離體抑菌活性Table 1 Antifungal activities in vitro of target compounds 7a-7q at 50 μg/mL

表2 目標(biāo)化合物7j 和7q 對番茄灰霉病菌的EC50 值Table 2 EC50 values of target compounds 7j and 7q against Botrytis cinerea

3 結(jié)論

本文結(jié)合本課題組前期研究,合成了17 個未見文獻(xiàn)報道的新型含肟酯結(jié)構(gòu)的吡唑衍生物,并對其抑菌活性及構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了研究。抑菌活性結(jié)果表明,目標(biāo)化合物對所測試的4 種植物病原菌均表現(xiàn)出一定的抑制活性,尤其對番茄灰霉病菌活性較好,化合物7j 和7q 的EC50值分別為11.82和7.04 μg/mL,優(yōu)于先導(dǎo)化合物L(fēng)1 和肟菌酯?;衔?j 和7q 具有活性較高、結(jié)構(gòu)簡單、易于合成等優(yōu)點(diǎn),可以作為先導(dǎo)化合物進(jìn)一步優(yōu)化研究。

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