鄭玉國，付如凱，鄧　釗，余忠林，黃　勇，騰園園，吳　用，郭晴晴(興義民族師范學(xué)院綠色化學(xué)合成技術(shù)研究所民族藥用生物資源研究與開發(fā)實驗室，貴州興義　562400)

新型含2，4-二氯苯基-1，2，4-三唑Schiff堿Mannich堿衍生物的合成及生物活性*

鄭玉國，付如凱，鄧釗，余忠林，黃勇，騰園園，吳用，郭晴晴
(興義民族師范學(xué)院綠色化學(xué)合成技術(shù)研究所民族藥用生物資源研究與開發(fā)實驗室，貴州興義562400)

摘要:3-巰基-4-氨基-5-(2，4-二氯)苯基-1，2，4-三唑與取代苯甲醛經(jīng)縮合反應(yīng)制得中間體4-(取代苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a～3d) ; 3a～3d在甲醛溶液中分別與嗎啉于75℃反應(yīng)4 h合成了4個新型的含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff堿Mannich堿衍生物——4-(取代苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮，收率69%～81%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR，IR及元素分析表征。初步生物活性測試結(jié)果表明:部分目標(biāo)化合物在用藥量為100 mg·L－1時對黃瓜霜霉病的抑制率達100%。

關(guān)鍵詞:2，4-二氯苯基; 1，2，4-三唑;曼尼希堿;合成;生物活性

質(zhì)量與教學(xué)改革工程資助項目{黔教高發(fā)［2013］446號} ;貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201410666001) ;興義民族師

范學(xué)院自然科學(xué)重點資助項目(llxyy202)

在農(nóng)用化學(xué)品中，含2，4-二氯苯基衍生物具有如抗菌、殺蟲、除草等廣泛的生物活性。目前商品化農(nóng)藥品種中有很多含2，4-二氯苯基，如己唑醇、戊菌唑和啶斑肟等。1，2，4-三唑及其衍生物具有廣泛的生物活性，如抗菌、殺蟲、除草、抗病毒、抗炎和心血管等活性［1－5］。短短幾十年已開發(fā)了數(shù)十個高效低毒的農(nóng)藥品種，如三唑酮、唑啶草酮、唑蚜威等，以其為母體結(jié)構(gòu)進行修飾在藥物研發(fā)中備受關(guān)注。而Schiff堿衍生物因具有如抗菌、殺蟲、除草、抗病毒及除草等廣泛的生物活性［6－8］，在新藥設(shè)計中常被作為活性藥效基團。許多具有生物活性的Schiff堿衍生物陸續(xù)被報道［9－10］。

Scheme 1

Mannich反應(yīng)是構(gòu)筑有機分子骨架的經(jīng)典方法，由其衍生而得到的Mannich堿具有抗菌、消炎、抗腫瘤等廣泛的生物活性，常具有比母體分子更好的生物活性、更低的毒副作用性［11－12］，其合成和生物活性研究一直是農(nóng)藥化學(xué)研究的熱點之一。

為了篩選新的農(nóng)藥先導(dǎo)結(jié)構(gòu)，本文根據(jù)藥物設(shè)計中的活性基團拼接原理，將2，4-二氯苯基官能團和1，2，4-三唑連接到Schiff堿骨架上，利用Mannich反應(yīng)，設(shè)計并合成了含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff堿Mannich堿衍生物。3-巰基-4-氨基-5-(2，4-二氯)苯基-1，2，4-三唑(1)與取代苯甲醛(2a～2d)經(jīng)縮合反應(yīng)制得中間體4-(取代苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a～3d) ; 3a～3d在甲醛溶液中分別與嗎啉于75℃反應(yīng)4 h合成了4個新型的含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff堿Mannich堿衍生物——4-(取代苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4a～4d，Scheme 1)，收率69%～81%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR，IR及元素分析表征。采用幼苗盆栽法進行生物活性測試，結(jié)果表明: 3a，4a，4b及4c對黃瓜霜霉病的抑制率達100%，說明該類化合物通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化尋求高活性的農(nóng)藥先導(dǎo)化合物值得進一步研究開發(fā)。

1　實驗部分

1．1儀器與試劑

X-5型熔點儀(溫度未校正) ; JEOL-ECX 400 NMR型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)) ; IR Prestige-21型紅外光譜儀(KBr壓片) ; Elementar Vario-Ⅲ型元素分析儀。

1按文獻［7］方法合成;其余所用試劑均為分析純。

1．2合成

(1) 3a～3d的合成(以3a為例)

在反應(yīng)瓶中加入1 0．26 g(10 mmol)和2-甲氧基苯甲醛(2a) 1．36 g(12 mmol)的無水乙醇(30 mL)溶液，攪拌下于65℃反應(yīng)4 h(TLC檢測)。冷卻至室溫，抽濾，濾餅干燥后經(jīng)硅膠柱層析［洗脫劑: A = V(石油醚)∶V(乙酸乙酯) =2∶1］純化得白色片狀固體4-［3-(2-甲氧基苯次甲亞胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a)，產(chǎn)率82%，m．p．192℃～194℃;1H NMR (DMSO-d6)δ: 14．35(s，1H，NH)，10．24(s，1H，N = CH)，7．01～7．87(m，7H，ArH)，3．87 (s，3H，OCH3) ; IR ν: 3 098，2 936，1 691，1 612，1 591，1 525，1 485，1 448，1 230，823，667 cm－1; Anal．calcd for C16H12N4OSCl2: C 50．67，H 3．19，N 14．77; found C 50．96，H 3．48，N 15．02。

用類似的方法合成3b～3d，其表征數(shù)據(jù)與Scheme 1預(yù)期結(jié)構(gòu)吻合。

(2) 4a～4d的合成(以4a為例)

在反應(yīng)瓶中加入3a 3．79 g(10 mmol)，甲醛水溶液20 mL和嗎啉1．3 g(15 mmol)的無水乙醇(30 mL)溶液，攪拌下回流反應(yīng)4 h(TLC檢測)。冷卻至室溫，靜置析出固體。抽濾，濾餅經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑: A =5∶1)純化得4a。

用類似的方法合成4b～4d。

4-(2-甲氧基苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4a) :白色粉末，產(chǎn)率78%，m．p．177℃～179 ℃;1H NMR δ: 10．13(s，1H，a-H)，7．02～7．89 (m，7H，ArH)，5．19(s，2H，b-H)，3．57(t，J = 4．4 Hz，4H，c-H)，2．75(t，J = 4．4 Hz，4H，d-H) ;13C NMR δ: 39．37，50．78，56．51，66．57，69．49，112．85，120．24，121．45，124．19，126．80，128．28，129．93，134．55，134．92，135．29，137．36，159．78，161．09，163．20; IR ν: 3 080，2 966，1 602，1 561，1 488，1 468，680 cm－1; Anal．calcd for C21H21N5O2SCl2: C 52．72，H 4．42，N 14．64; found C 52．94，H 4．63，N，14．87。

4-(4-甲基苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4b) :白色晶體，產(chǎn)率72%，m．p．155℃～157℃;1H NMR δ: 9．73 (s，1H，a-H)，8．66 (s，1H，ArH)，7．88(d，J =2．0 Hz，1H，ArH)，7．77(d，J = 8．4 Hz，1H，ArH)，7．65～7．67(m，3H，ArH)，7．31(d，J =8．0 Hz，1H，ArH)，5．19(s，2H，b-H)，3．57(t，J =4．4 Hz，4H，c-H)，2．75 (t，J =4．4 Hz，4H，d-H)，2．37(s，3H，CH3) ;13C NMR δ: 21．73，50．80，69．58，124．07，128．31，128．78，129．17，129．50，129．99，130．28，134．45，134．90，137．41，143．93，145．80，163．35，166．87; IR ν: 3 066，2 965，1 604，1 569，1 553，1 511，1 477，1 457，1 425，1 394，1 282，820，763，681 cm－1; Anal．calcd for C21H21N5OSCl2: C 54．55，H 4．58，N 15．15; found C 54．82，H 4．69，N 15．36。

4-(2，4-二氯苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4c) :黃色粉末，產(chǎn)率69%，m．p．124℃～125 ℃;1H NMR δ: 10．66(s，1H，a-H)，7．92(s，1H，ArH)，7．55～7．85(m，5H，ArH)，5．20(s， 2H，b-H)，3．57(t，J =4．4 Hz，4H，c-H)，2．75 (t，J =4．4 Hz，4H，d-H) ;13C NMR δ: 50．76，56．49，66．56，69．45，123．91，128．32，129．06，129．08，130．00，130．41，134．66，134．96，136．45，137．47，138．53，146．16，157．96，163．05; IR ν: 3 076，2 962，1 609，1 552，1 471，1 453，1 432，1 394，1 286，802，774，678 cm－1; Anal．calcd for C20H17N5OSCl4: C 46．44，H 3．31，N 13．54; found C 46．62，H 3．52，N 13．72。

4-(4-氟苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4d) :黃色粉末，產(chǎn)率81%，m．p．132℃～134℃;1H NMR δ: 9．86(s，1H，a-H)，7．83～7．89(m，3H，ArH)，7．78 (d，J = 8．4 Hz，1H，ArH)，7．64～7．66(m，1H，ArH)，7．33(t，J =8．8 Hz，2H，ArH)，5．20(s，2H，b-H)，3．57(t，J =4．4 Hz，4H，c-H)，2．75(t，J =4．4 Hz，4H，d-H) ;13C NMR δ: 50．79，66．56，69．61，116．86，117．08，124．00，128．33，128．83，128．86，130．01，131．68，131．78，134．45，134．90，137．46，145．86，163．31，164．04，165．38，166．54; IR ν: 3 070，2 964，1 602，1 553，1 510，1 477，1 458，1 426，1 375，1 297，817，770，681 cm－1; Anal．calcd for C20H18N5OSFCl2: C 51．51，H 3．89，N 15．02; found C 51．62，H 4．03，N 15．31。

1．3生物活性測試

(1)抑菌活性測試

待測化合物用混合溶劑A［V(丙酮)∶V(甲醇) =1∶1］溶解后，用0．1%吐溫80溶液將其稀釋至100 mg·L－1。取溫室培養(yǎng)的黃瓜苗作為黃瓜霜霉病、黃瓜炭疽病的寄主植物，小麥苗作為小麥白粉病的寄主植物，玉米苗作為玉米銹病的寄主植物。其中黃瓜霜霉病、黃瓜炭疽病、玉米銹病及小麥白粉病采用幼苗盆栽法進行抑菌活性測試，稻瘟病菌和蔬菜灰霉病菌采用離體孢子萌發(fā)抑制法進行抑菌活性測試。實驗方法按文獻［13］方法進行，每個樣品重復(fù)3次，對照藥劑采用相應(yīng)濃度計算防效。

(2)殺蟲活性測試

待測化合物用混合溶劑A溶解后，用0．1%吐溫80溶液稀釋至600 mg·L－1。以黏蟲、小菜蛾、桃蚜、朱砂葉螨為靶標(biāo)，采用Airbrush噴霧法按文獻［14］方法進行殺蟲活性測定。處理后的試材移至標(biāo)準(zhǔn)觀察室內(nèi)(23～25)℃。幼蟲處理后逐日觀察其取食、生長發(fā)育和死亡情況，處理后3 d調(diào)查試蟲的死亡情況，用供試化合物對靶標(biāo)致死率來表示。

2　結(jié)果與討論

2．1表征

以4a為例，對其進行結(jié)構(gòu)表征。1生成3a后，NH2質(zhì)子峰(δ 5．53)消失，NH質(zhì)子峰(δ 14．03)仍存在，在低場出現(xiàn)亞胺(N = CH)質(zhì)子峰(δ 10．13)，說明NH2與醛基發(fā)生了反應(yīng)。經(jīng)Mannich反應(yīng)生成4a后，無NH質(zhì)子信號，出現(xiàn)了CH2質(zhì)子峰(δ 5．19)，說明發(fā)生了反應(yīng)生成了新的化合物。

在4a中，由于受三唑環(huán)的去屏蔽作用影響，N = CH質(zhì)子吸收峰向低場移動，其化學(xué)位移出現(xiàn)在δ 10．13。嗎啉環(huán)上的CH2NCH2(c-H)，由于受鄰位亞甲基的耦合，裂分為三重峰(δ 3．59)。嗎啉環(huán)上的CH2OCH2(d-H)由于受鄰位亞甲基的耦合，裂分為三重峰(δ 2．77)。這兩組質(zhì)子相互偶合，偶合常數(shù)J = 4．4 Hz。苯環(huán)上質(zhì)子峰化學(xué)位移值出現(xiàn)在δ 7．02～7．89。

IR分析表明，3a在1 691 cm－1處出現(xiàn)C = N吸收峰。經(jīng)Mannich反應(yīng)生成4a后，NH吸收峰消失; 3 080 cm－1和2 966 cm－1為苯環(huán)上C = C－H伸縮振動峰;在1 602 cm－1的吸收峰為C = N伸縮振動，由于三唑環(huán)的供電子的共軛效應(yīng)，比一般C = N的紅外吸收偏低;苯環(huán)C = C骨架伸縮振動吸收在1 468 cm－1～1561 cm－1。

2．2生物活性

(1)抑菌活性

3a～3d和4a～4d對植物病菌的抑制活性結(jié)果見表1。從表1可見，所有化合物在用藥量為100 mg·L－1時對玉米銹病、黃瓜炭疽病、稻瘟病及蔬菜灰霉病無抑制活性，但對黃瓜霜霉病具有優(yōu)良的抑制活性，其中3a，4a，4b及4c對黃瓜霜霉病的抑制率達100%。從構(gòu)效關(guān)系看，3通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化為4后對黃瓜霜霉病的防治效果相對升高。

(2)殺蟲活性

化合物對黏蟲、小菜蛾、桃蚜及朱砂葉螨的殺蟲抑制活性結(jié)果見表2。

表1　　　化合物對植物病菌的抑制活性Table 1 　Inhibition activities of compounds on phytopathogenic fungi

表2　　　化合物的殺蟲活性*Table 2 　Insecticidal activities of compounds

從表2可以看出，3a～3d和4a～4d對小菜蛾和粘蟲無抑制活性，對桃蚜具有一定的防治效果。3通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化為4后對桃蚜的防治效果相對升高。

參考文獻

［1］魏學(xué)，鄭玉國，薛偉，等．新型1，2，4-三唑并［3，4-b］-1，3，4-噻二唑類衍生物合成及抗病毒活性［J］．合成化學(xué)，2010，18(5) : 595－598．

［2］Li F L，Dai B，Song H B，et al．Synthesis，structure，and fungicidal activity of triorganotin (4H-1，2，4-triazol-4-yl) benzoates［J］．Heteroat Chem，2009，20(7) : 411－417．

［3］李黔柱，宋寶安，蔡學(xué)健，等．N-(1，2，4-三唑)含氟肉桂醛亞胺的合成及生物活性［J］．有機化學(xué)，2010，30(4) : 569－575．

［4］Wang B L，Shi Y X，Ma Y，et al．Synthesis and biological activity of some novel trifluoromethyl-substituted 1，2，4-triazole and bis(1，2，4-triazole) Mannich bases containing piperazine rings［J］．J Agric Food Chem，2010，58(23) : 5515－5522．

［5］Wang M H，Zhu R Z，F(xiàn)an Z J，et al．Bitriazolyl acyclonucleosides synthesized via Huisgen reaction using internal alkynes show antiviral activity against tobacco mosaic virus［J］．Bioorg Med Chem Lett，2011，21 (1) : 354－357．

［6］楊金鳳，陶晶，李炳奇，等．芳基吡唑腙及其雙雜環(huán)化合物的合成與抗菌活性［J］．合成化學(xué)，2009，17 (2) : 151－154．

［7］鄭玉國，郭晴晴，唐文杰，等．新型三氮唑席夫堿吡唑衍生物的合成［J］．合成化學(xué)，2013，21(5) :543－546．

［8］鄭玉國，宋澤斌，宋松，等．三唑Schiff堿鄰甲酰胺基苯甲酰胺衍生物的合成及生物活性［J］．應(yīng)用化學(xué)，2014，31(11) : 1290－1296．

［9］鄭玉國，薛偉，郭晴晴，等．三唑席夫堿苯并吡喃酮衍生物合成及其抗病毒活性［J］．合成化學(xué)，2012，20(3) : 316－319．

［10］于賽男，李智超，胡英芝，等．含三氟甲基和雙希夫堿化合物的合成與表征［J］．合成化學(xué)，2010，18 (2) : 226－228．

［11］Almajan G L，Barbuceanu S F，Almajan E R，et al． Synthesis，characterization and antibacterial activity of some triazole Mannich bases carrying diphenylsulfone moieties［J］．Eur J Med Chem，2009，44(7) : 3083－3089．

［12］唐雪梅，晏菊芳，張映霞，等．4-［3-(4-溴苯基) -3-氧代-1-芳基丙氨基］-N-(嘧啶-2-基)苯磺酰胺的合成及其葡萄糖苷酶抑制活性初步研究［J］．有機化學(xué)，2009，29(11) : 1790－1798．

［13］LIU C L，LI L，LI Z M．Desigan，synthesis，and biological activity of novel 4-(3，4-dimethoxyphenyl) -2-methylthiazole-5-carboxylic acid derivatives［J］．Bioorg Med Chem，2004，14(12) : 2825－2830．

［14］李淼，劉若霖，楊浩，等．(E) -2-{ 2-［3-(2，4-二甲基苯基) -1，4-二甲基-1H-吡唑-5-基氧基］甲基}苯基-3-甲氧基丙烯酸甲酯(SYP-4903)的合成及殺蟲殺螨活性［J］．農(nóng)藥，2008，42(12) : 874－876．

［15］4-［3-(4-甲基苯甲亞胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3b) :黃色晶體，產(chǎn)率67%，m．p．181℃～183℃;1H NMR(DMSO-d6，下同) δ: 14．36(s，1H，NH)，9．80(s，1H，N = CH)，7．31～7．87(m，7H，ArH)，2．36(s，3H，CH3) ; IR ν: 3 435，2 925，1 651，1 464，1 263，1 047，998，826，667 cm－1; Anal．calcd for C16H12N4SCl2: C 52．90，H 3．33，N 15．42; found C 53．12，H 3．61，N 15．57．4-［3-(2，4-二氯苯甲亞胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3c) :黃色片狀固體，產(chǎn)率84%，m．p．200℃～202℃;1H NMR δ: 14．49(s，1H，NH)，10．77(s，1H，N = CH)，7．54～7．90 (m，6H，ArH) ; IR ν: 3 257，3 045，2 933，1 707，1 612，1 591，1 525，1 485，1 448，1 237，829，663 cm－1; Anal．calcd for C15H8N4SCl4: C 43．09，H 1．93，N 13．40; found C 43．41，H 2．26，N 13．81．4-［3-(4-氟苯次甲亞胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3d) :白色晶體，產(chǎn)率72%，m．p．156℃～158 ℃;1H NMR δ: 14．40(s，1H，NH)，9．93(s，1H，N = CH)，7．33～7．88 (m，7H，ArH) ; IR ν: 3 077，2 934，1 601，1 584，1 552，1 483，1 465，1 296，837，651 cm－1; Anal．calcd for C15H9N4SFCl2: C 49．06，H 2．47，N 15．26; found C 49．42，H 2．74，N 15．47．

Synthesis and Bioactivities of Novel Mannich Base Derivatives Containing 1，2，4-Triazole Schiff Base and 2，4-Dichlorophenyl Units

ZHENG Yu-guo，F(xiàn)U Ru-kai，DENG Zhao，YU Zhong-lin，HUANG Yong，TENG Yuan-yuan，WU Yong，GUO Qing-qing
(Institute of Green Chemistry-Synthesis Technology，Key Laboratory of Research and Development of Ethnomedicinal Biological Resources，Xingyi Normal University for Nationalities，Xingyi 562400，China)

Abstract:Four intermediates，5-(2，4-dichlorophenyl) -4-(substituted benzylideneamino) -2H-1，2，4-triazole-3(4H) -thione(3a～3d)，were prepared by the condensation reaction of 4-amino-5-(2，4-dichlorophenyl) -2H-1，2，4-triazole-3(4H) -thione with substituted benzaldehyde．Four novle Mannich base derivatives containing 1，2，4-triazole Schiff base and 2，4-dichlorophenyl units，4-(substituted benzylideneamino) -5-(2，4-dichlorophenyl) -2-(morpholinomethyl) -2H-1，2，4-triazole-3(4H) -thiones，were synthesized in yield of 69%～81% by reaction of 3a～3d with morpholine in formaldehyde and ethanol at 75℃for 4 h，respectively．The structures were characterized by1H NMR，13C NMR，IR and elemental analysis．The preliminary bioassay showed that some compounds exhibited the best activities against P．cubensis at 100 mg·L－1．

Keywords:2，4-dichlorophenyl; 1，2，4-triazolo; Mannich base; synthesis; bioactivity

作者簡介:鄭玉國(1982－)，男，漢族，山東壽光人，副教授，主要從事新農(nóng)藥的創(chuàng)制研究。E-mail: yuguobaolong@163．com

基金項目:2012年貴州省高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程資助項目{黔教高發(fā)［2012］426號} ; 2013年貴州省高等學(xué)校教學(xué)

*收稿日期:2014-01-16;

修訂日期:2015-05-06

中圖分類號:O626．26; O621．3

文獻標(biāo)識碼:A

DOI:10．15952/j．cnki．cjsc．1005－1511．2015．07．0589