齊 兵， 馮 磊， 陳 達(dá)， 吳引超， 巨修練

(湖北省新型反應(yīng)器與綠色化學(xué)工藝重點實驗室； 武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院， 湖北 武漢 430074)

0 引言

水楊酸是植物體中一種重要的內(nèi)源信號分子，其能夠激活一系列抗逆性防衛(wèi)反應(yīng)，并且在植物體內(nèi)普遍存在，具有一些重要的生理作用.例如：促進(jìn)植物開花、提高植物抗性、減少植物水分散失、抑制乙烯合成等.

水楊酸也是重要的精細(xì)有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、合成香料、植物保護(hù)等領(lǐng)域.最早的水楊酸用于合成醫(yī)藥阿司匹林(ASA)，后來用于合成香料冬青油.在水楊酸分子中引入酰胺基[1-4]之后，由于酰胺化反應(yīng)是在分子中引入酰胺基的反應(yīng)過程，可用于許多具有重要藥用價值的肽類激素、神經(jīng)肽、毒素等的碳端酰胺化修飾，既保持了有機(jī)高分子的特性，又具有酰胺基的特性，所以對酰胺化材料的設(shè)計、合成、結(jié)構(gòu)和性能研究成為近年來十分活躍的領(lǐng)域，而且它跨越了有機(jī)化學(xué)特別是高分子化學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，所以該類水楊酸衍生物具有廣泛的生物活性，尤其在農(nóng)藥領(lǐng)域已經(jīng)成為一個新的研究熱點，比如上世紀(jì)70年代后用于合成農(nóng)藥水胺硫磷、甲基異柳磷等殺蟲劑品種，并用于合成染料等[5].

因此，水楊酸衍生物的研究具有重要的學(xué)術(shù)價值和藥學(xué)意義.為尋找新型的農(nóng)藥先導(dǎo)化合物，以新方法合成了6個已見文獻(xiàn)的水楊酸衍生物，并且6個化合物都引入了具有廣泛生物活性的酰胺基.文獻(xiàn)[6-7]中的方法均是先將水楊酸(鄰羥基苯甲酸)?；舌徚u基苯甲酰氯，然后再與芳胺縮合得到目標(biāo)化合物，單步產(chǎn)率都在80%以上，總產(chǎn)率為50%左右.而本研究則是以DMAP(4-N,N-二甲基吡啶)和EDCI(1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺)為催化劑，直接將水楊酸與芳胺縮合得到目標(biāo)化合物.

文中所有目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)均由熔點、1H NMR、MS表征確證.大量國內(nèi)外文獻(xiàn)[8-11]報道了這6個水楊酸衍生物抗菌方面的活性，如對type I MetAP， Type III Secretion in Yersinia病菌等都有非常高的活性.然而卻沒有文獻(xiàn)報道這6個化合物對草坪褐斑病菌[12]和水稻紋枯病菌[13]的抑菌效果.本實驗采用平皿生長速率法測定了6個化合物對草坪褐斑病菌和水稻紋枯病菌的抑制效果，所有化合物均表現(xiàn)出一定的抑菌活性.

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

RY-1型熔點儀；BRUKER Avance400核磁共振儀; LGQ AB Thermo Finigan質(zhì)譜儀.

實驗中所用試劑均為分析純或化學(xué)純，柱層析硅膠為孔徑為4 nm，青島海洋化工；阿司匹林參照文獻(xiàn)[14]方法制備；6個含氨基的芳環(huán)和雜環(huán)原料由實驗室購買；草坪褐斑病菌和水稻紋枯病菌由武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院韓新才教授提供.

1.2 目標(biāo)化合物的合成

1.2.1 目標(biāo)化合物2a,2b,2c的合成 以水楊酸為起始原料，經(jīng)過乙?；玫桨⑺蛊チ?ASA)，再與芳胺縮合反應(yīng)，得到化合物2a, 2b, 2c.合成路線如圖1所示.

圖1 化合物2a-2c的合成路線

ASA的合成：在250 mL的錐形瓶中，加入水楊酸2.0 g，醋酐5.0 mL；然后用滴管加入5滴濃硫酸，緩緩地旋搖錐形瓶，使水楊酸溶解.將錐形瓶放在水浴上慢慢加熱至85～90 ℃，維持溫度10 min.然后將錐形瓶從熱源上取下，使其慢慢冷卻至室溫.在冷卻過程中，阿司匹林漸漸從溶液中析出.在冷到室溫，結(jié)晶形成后，加入水50 mL；并將該溶液放入冰浴中冷卻.待充分冷卻后，大量固體析出，抽濾得到固體，冰水洗滌，并盡量壓緊抽干，得到阿司匹林粗品.空氣中風(fēng)干，稱重，粗產(chǎn)物約1.8 g.將阿司匹林粗品放在150 mL燒杯中，加入飽和的碳酸氫鈉水溶液25 mL.攪拌到?jīng)]有二氧化碳放出為止(無氣泡放出，嘶嘶聲停止).有不溶的固體存在，真空抽濾，除去不溶物并用少量水(5～10 mL)洗滌.另取150 mL燒杯一只，放入濃鹽酸4～5 mL和水10 mL，將得到的濾液慢慢地分多次倒入燒杯中，邊倒邊攪拌.阿司匹林從溶液中析出.將燒杯放入冰浴中冷卻，抽濾固體.并用冷水洗滌，抽緊壓干固體，轉(zhuǎn)入表面皿上，干燥約1.5 g.收率為58%, mp: 133～135 ℃.

攪拌下, 依次加入二氯甲烷20 mL，阿司匹林0.9 g(0.5 mol)，苯胺0.47 g(0.5 mol)和DMAP 0.73 g(0.5 mol)，室溫反應(yīng)30 min后，加入1.15 g (0.5 mol) EDCI，TLC追蹤反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，趁熱過濾，濾液減壓至干，殘余物加入50 mL氯仿溶解，15 mL×2水洗滌氯仿層，氯仿層用無水硫酸鈉干燥，抽濾之后蒸除溶劑，柱層析純化得到0.55 g白色固體，產(chǎn)率為43%.即得目標(biāo)化合物2a.同方法可得目標(biāo)化合物2b和2c.

2-(苯氨基甲?；?乙酸苯酯(2a): 白色固體0.55 g, 產(chǎn)率: 43%, mp: 138～139 ℃,1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 2.46 (s, 3H, CH3), 7.1～7.3 (m, 5H, ArH), 7.6 (m, 3H, ArH), 8.1 (d, 1H, ArH), 7.9 (s, 1H, NH); MS (ESI): 256 (M+1).

2-(噻唑-2-氨基甲酰基)乙酸苯酯(2b): 白色固體0.61 g, 產(chǎn)率: 46%, mp: 140～142 ℃,1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 2.46 (s, 3H, CH3), 6. 52 (d, 1H, ArH), 6. 93 (d, 1H, ArH), 7.14 (d, 2H, ArH), 7.42 (d, 2H, ArH), 7.88 (s, 1H, NH); MS (ESI): 263 (M+1).

2-(4-甲基噻唑-2-氨基甲?；?乙酸苯酯(2c): 淺黃色固體0.48 g, 產(chǎn)率: 35%, mp: 153～155 ℃,1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 1.7 (s, 3H, CH3), 2.45 (s, 3H, CH3), 6.7 (s, 1H, ArH), 7.18 (d, 2H, ArH), 7.44 (d, 2H, ArH), 7.82 (s, 1H, NH); MS (ESI): 277 (M+1).

1.2.2 目標(biāo)化合物3a,3b,3c的合成 以水楊酸為起始原料，與芳胺縮合反應(yīng)，得到化合物3a, 3b, 3c.合成路線如圖2所示.

圖2 化合物3a-3c的合成路線

攪拌下, 依次加入二氯甲烷20 mL, 水楊酸0.69 g(0.5 mol)，鄰氯苯胺0.64 g(0.5 mol)和DMAP 0.73 g(0.5 mol)，室溫反應(yīng)30 min后，加入1.15 g (0.5 mol) EDCI，TLC追蹤反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，趁熱過濾，濾液減壓至干，殘余物加入50 mL氯仿溶解，15 mL×2水洗滌氯仿層，氯仿層用無水硫酸鈉干燥，抽濾之后蒸除溶劑，柱層析純化得到0.47 g白色固體，產(chǎn)率為38%.即得目標(biāo)化合物3a.同方法可得目標(biāo)化合物3b和3c.

N-(2-氯苯基)-2-羥基苯甲酰胺(3a): 白色固體0.47 g, 產(chǎn)率: 38%, mp: 166～168 ℃,1H NMR (DMSO, 400 MHz) δ: 6.9～7.1 (m, 2H, ArH), 7.16 (m, 1H, ArH), 7.4～7.55 (m, 3H, ArH), 8.1 (m, 1H, ArH), 8.4 (m, 1H, ArH), 10.9 (s, 1H, OH), 11.9 (s, 1H, NH); MS (ESI): 246 (M-1).

N-(3-氯苯基)-2-羥基苯甲酰胺(3b): 白色固體0.49 g, 產(chǎn)率: 40%, mp: 172～173 ℃,1H NMR (DMSO, 400 MHz) δ: 6.9～7.0 (m, 2H, ArH), 7.2 (m, 1H, ArH), 7.37～7.6 (m, 2H, ArH), 7.7 (m, 1H, ArH), 7.9 (m, 2H, ArH), 8.4 (m, 1H, ArH), 10.47 (s, 1H, OH), 11.54 (s, 1H, NH); MS (ESI): 246 (M-1).

N-(4-氯苯基)-2-羥基苯甲酰胺(3c): 白色固體0.53 g, 產(chǎn)率: 43%, mp: 170～171 ℃,1H NMR (DMSO, 400 MHz) δ: 6.9～7.0 (m, 2H, ArH), 7.37～7.5 (m, 3H, ArH), 7.8 (m, 2H, ArH), 7.95 (m, 1H, ArH), 10.45 (s, 1H, OH), 11.63 (s, 1H, NH); MS (ESI): 246 (M-1).

1.3 抑菌活性研究

采用平皿生長速率法測定6個化合物對草坪褐斑病菌和對水稻紋枯病菌病的抑制效果.

1.3.1 樣品配制 將6個待測化合物分別用DMSO配制成濃度為10 000 μg·mL-1的溶液，各10 mL.

1.3.2 測定方法 在無菌操作臺上用移液槍吸取1 mL配制好的(以DMSO為對照)加到直徑為7.5 cm的培養(yǎng)皿中，然后用無菌玻璃注射器注入9 mL融化后約60 ℃的PDA培養(yǎng)基，使藥液與培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中混勻，室溫冷卻，再在培養(yǎng)皿內(nèi)的培養(yǎng)基正中間位置接種5 mm的草坪褐斑病菌塊(水稻紋枯病菌同法)，每個處理3個重復(fù).接種后的培養(yǎng)皿倒放在28 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)30～40 h，待對照接近長滿培養(yǎng)皿，用尺測量菌落直徑，每個培養(yǎng)皿重復(fù)十字交叉測量3次，取其平均值，最后計算藥劑的菌絲抑菌率.

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

在目標(biāo)化合物的合成中，文獻(xiàn)中的方法均是先將水楊酸(鄰羥基苯甲酸)?；舌徚u基苯甲酰氯，然后再與芳胺縮合得到目標(biāo)化合物，單步產(chǎn)率都在80%以上，總產(chǎn)率為50%左右.該方法操作復(fù)雜(尤其后處理的減壓蒸餾)，反應(yīng)條件要求較高，中間體酰氯難以保存、難以提純，且對人的身體和自然環(huán)境都有很大危害.而本實驗則是以DMAP和EDCI為催化劑，直接將水楊酸與芳胺縮合得到目標(biāo)化合物，省去制備酰氯這一步.此法不僅能縮短反應(yīng)步驟，簡化操作過程，節(jié)省許多試劑和原料，而且反應(yīng)條件溫和，后處理簡單，對人的身體和自然環(huán)境都比較友好，并與文獻(xiàn)方法得到的總產(chǎn)率50%幾乎一致.

2.2 抑菌活性

對6個目標(biāo)化合物進(jìn)行抑制草坪褐斑病菌和水稻紋枯病菌的活性測試.結(jié)果如表1所示.

表1 目標(biāo)化合物對草坪褐斑病菌和對水稻紋枯病菌的抑菌率

初步測試結(jié)果表明：6個目標(biāo)化合物對兩種病菌都有一定的抑制效果.10 000 μg·mL-1濃度下化合物3a, 3b, 3c對草坪褐斑病菌具有較高的抑制活性，分別達(dá)到25.56%，22.51%，21.05%，約為2a, 2b, 2c的2～3倍.而化合物3a，3b，3c在10 000 μg·mL-1濃度下對水稻紋枯病菌也具有較高的抑制活性，分別達(dá)到44.26%, 34.44%, 31.43%, 與2a, 2b, 2c的抑制活性相比約為3～4倍.因此，從結(jié)構(gòu)-活性的關(guān)系判斷：水楊酸的衍生物要比乙酰水楊酸的衍生物抑菌活性高，含氯芳環(huán)的衍生物要比含雜環(huán)的衍生物抑菌活性高.而所有目標(biāo)化合物對水稻紋枯病菌的抑菌活性相對草坪褐斑病菌的略高.

3 結(jié) 語

以水楊酸為起始原料，以新方法合成了6個已見文獻(xiàn)的水楊酸衍生物，6個目標(biāo)化合物都引入了具有廣泛生物活性的酰胺基.與文獻(xiàn)中的合成方法相比，此法不僅縮短了反應(yīng)步驟，簡化了操作過程，節(jié)省了許多試劑和原料，而且反應(yīng)條件溫和，后處理簡單，并對人的身體和自然環(huán)境都比較友好.目標(biāo)化合物均由熔點確證，1H NMR、MS表征.并對其進(jìn)行抑制草坪褐斑病菌和水稻紋枯病菌的活性測試，其中目標(biāo)化合物3a，3b，3c對兩種病菌都表現(xiàn)出了較好的抑制效果，其機(jī)理有待于進(jìn)一步研究.

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