仇立干,錢存衛(wèi),黃海軍,費(fèi)正皓,顧 翔,宗乾收
(1.鹽城師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,江蘇鹽城 224007;2.鹽城利民農(nóng)化有限公司,江蘇 鹽城 224002;3.嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院,浙江嘉興 314001)
噻唑類化合物是含氮雜環(huán)類藥物研發(fā)的主流方向之一。其殺蟲[1]、除草[2]、殺菌[3-4]、抗炎[5]及抗腫瘤[6-7]等生物活性,在藥物開發(fā)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)外藥物化學(xué)公司已成功研發(fā)了多種含噻唑環(huán)結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥新品種,如殺蟲劑噻蟲胺[8]、殺菌劑苯噻菌胺[9]和抗植物病毒劑毒氟磷[10]等。
含氧醚類化合物也具有良好的抗菌活性[11],其研究工作是新藥合成的熱點(diǎn)之一。
為尋找新型的含噻唑雜環(huán)先導(dǎo)化合物,本文根據(jù)活性基團(tuán)拼接原理,以對(duì)羥基硫代苯甲酰胺(1)和 4,4,4-三氟-2-氯乙酰乙酸乙酯(2)為原料,經(jīng)環(huán)化反應(yīng)制得中間體2-(4'-羥基)苯基-4-三氟甲基-5-噻唑甲酸乙酯(3);3與取代芐基氯(4a~4d)或氯乙酸(4e)反應(yīng)合成了5個(gè)新型的含醚結(jié)構(gòu)噻唑類化合物(5a~5e,Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,ESI-MS和元素分析表征。并用離體平皿法考察了5a~5e對(duì)小麥赤霉病和紋枯病細(xì)菌的抑菌活性。
Scheme 1
XT-4型熔點(diǎn)儀(溫度未校正);Dpx 400 Hansun 400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));AB SCIEX Triple 5600型液質(zhì)聯(lián)用儀;Yanaco-CHN CORDER MT-3型元素分析儀;KQ-250DB型數(shù)控超聲波清洗器;GXZ型智能光照培養(yǎng)箱。
1[12]和 2[13]按文獻(xiàn)方法合成;其余所用試劑均為分析純,使用前經(jīng)常規(guī)無(wú)水處理。
(1)3的合成
在三口燒瓶中加入1 3.0 g(19.6 mmol)和無(wú)水乙醇25 mL,攪拌使其溶解;加熱至回流,緩慢滴加2 5.0 g(22.8 mmol),滴畢,回流反應(yīng) 10 h。冷卻至室溫,過(guò)濾,旋干濾液溶劑后經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑:A=V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶5]純化得淡黃色固體3,收率57%,m.p.141℃ ~143 ℃;1H NMR δ:7.89(d,J=8.4 Hz,1H,ArH),7.83(d,J=8.4 Hz,1H,ArH),6.96(d,J=8.4 Hz,1H,ArH),6.89(d,J=8.4 Hz,1H,ArH),4.61(s,1H,OH),4.19(q,J=7.2 Hz,2H,CH2),1.23(t,J=6.8 Hz,3H,CH3);ESI-MS m/z:318.042 6{[M+H]+}。
(2)5的合成(以5a為例)
在三口燒瓶中加入3 634 mg(2 mmol),氯芐(4a)250 mg(2 mmol),K2CO3330 mg和 DMF 8 mL,攪拌下于60℃反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC檢測(cè))。過(guò)濾,濾液蒸除溶劑后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1∶10)純化得白色固體2-(4'-芐氧基苯基)-4-三氟甲基噻唑-5-甲酸乙酯5a。
用類似方法合成白色固體5b~5e。
5a:收率 67%,m.p.132℃ ~134℃;1H NMR δ:7.93(d,J=8.8 Hz,2H,ArH),7.45 ~7.33(m,5H,ArH),7.04(d,J=8.8 Hz,2H,ArH),5.13(s,2H,CH2in Bn),4.40(q,J=6.8 Hz,2H,α-H),1.40(t,J=7.2 Hz,3H,β-H);ESI-MS m/z:408.088 5{[M+H]+};Anal.calcd for C20H16NO3SF3:C 58.96,H 3.96,N 3.44;found C 58.94,H 3.99,N 3.43。
2-(4'-對(duì)氟芐氧基苯基)-4-三氟甲基噻唑-5-甲酸乙酯(5b):收率74%,m.p.121℃ ~123℃;1H NMR δ:7.94(d,J=8.8 Hz,2H,ArH),7.40~7.34(m,1H,ArH),7.21~7.15(m,2H,ArH),7.05 ~7.02(m,3H,ArH),5.13(s,2H,CH2in Bn),4.40(q,J=6.8 Hz,2H,α-H),1.40(t,J=7.2 Hz,3H,β-H);ESI-MS m/z:426.078 7{[M+H]+};Anal.calcd for C20H15NO3SF4:C 56.47,H 3.55,N 3.29;found C 56.49,H 3.51,N 3.27。
2-(4'-間氟芐氧基苯基)-4-三氟甲基噻唑-5-甲酸乙酯(5c):收率61%,m.p.114℃ ~116℃;1H NMR δ:7.94(d,J=8.8 Hz,2H,ArH),7.40~7.34(m,1H,ArH),7.21~7.15(m,2H,ArH),7.05 ~7.02(m,3H,ArH),5.13(s,2H,CH2in Bn),4.40(q,J=6.8 Hz,2H,α-H),1.40(t,J=7.2 Hz,3H,β-H);ESI-MS m/z:426.077 8{[M+H]+};Anal.calcd for C20H15NO3SF4:C 56.47,H 3.55,N 3.29;found C 56.34,H 3.59,N 3.31。
2-(4'-對(duì)甲氧基芐氧基苯基)-4-三氟甲基噻唑-5-甲酸乙酯(5d):收率59%,m.p.102℃ ~104 ℃;1H NMR δ:8.00(d,J=8.8 Hz,1H,ArH),7.92(d,J=9.2 Hz,1H,ArH),7.37 ~7.34(m,2H,ArH),7.03(d,J=8.8 Hz,1H,ArH),6.98(d,J=8.8 Hz,1H,ArH),6.94 ~6.91(m,2H,ArH),5.03(s,2H,CH2in Bn),4.34(q,J=7.2 Hz,2H,α-H),3.82(s,3H,OCH3),1.38(t,J=6.8 Hz,3H,β-H);ESI-MS m/z:438.098 8{[M+H]+};Anal.calcd for C21H18NO4SF3:C 57.66,H 4.15,N 3.20;found C 57.65,H 4.15,N 3.22。
2-(4'-羧甲氧基苯基)-4-三氟甲基噻唑-5-甲酸乙酯(5e):收率76%,m.p.109℃ ~111℃;1H NMR δ:7.37 ~7.34(m,2H,ArH),6.94 ~6.91(m,2H,ArH),4.93(s,2H,CH2in Ac),4.32(q,J=7.2 Hz,2H,α-H),1.39(t,J=6.8 Hz,3H,β-H);ESI-MS m/z:374.030 8{[M -H]-};Anal.calcd for C15H12NO5SF3:C 48.00,H 3.22,N 3.73;found C 48.01,H 3.23,N 3.72。
采用離體平皿法考察5a~5e的抗菌活性。實(shí)驗(yàn)菌體為小麥赤霉病和紋枯病兩種菌體,測(cè)試濃度50 μg·mL-1。無(wú)菌條件下,稀釋5a ~5e 至一定濃度,分別吸取藥液(500 μg·mL-1)1 mL注入培養(yǎng)皿,加入9 mL 培養(yǎng)基,搖勻制得 50 μg·mL-1含藥平板,以滅菌水為空白組。用直徑4 mm的打孔器沿菌絲外緣切取菌盤,移至含藥平板上,每次處理重復(fù)三次。將培養(yǎng)皿置于(25±1)℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)72 h,統(tǒng)計(jì)處理組各菌盤擴(kuò)展直徑(D),計(jì)算平均值,與空白組比較計(jì)算相對(duì)抑菌率[相對(duì)抑制率/%=(D對(duì)照-D藥液)/D對(duì)照×100%]。
由于5a~5d中含有兩個(gè)苯環(huán),導(dǎo)致部分芳環(huán)氫的δ發(fā)生重疊,但其他特征氫的δ仍易于辨認(rèn)。如芐基中的亞甲基氫的δ位于5.03~5.13,特征峰為單峰;再如 α-H 的 δ位于4.32~4.40,特征峰為四重峰;β-H 的 δ位于1.38~1.40,特征峰為三重峰。
表1為5a~5e的抑菌活性。由表1可見,5a~5e具有一定的抑菌活性,但均低于對(duì)照藥噻氟菌胺。其中,5c對(duì)小麥赤霉病和紋枯病細(xì)菌的抑制率分別為37.8%和53.3%。
表1 5a~5e的抑菌活性Table 1 Anti-fungal activities of 5a~5e
以對(duì)羥基硫代苯甲酰胺和 4,4,4-三氟-2-氯乙酰乙酸乙酯為原料,合成了5個(gè)新型的含醚結(jié)構(gòu)噻唑類化合物5a~5e。初步的抑菌活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,5a~5e具有一定的抑菌活性,其中2-(4'-間氟芐氧基苯基)-4-三氟甲基噻唑-5-甲酸乙酯(5c)的抑菌活性最強(qiáng),對(duì)小麥赤霉病和紋枯病細(xì)菌的抑制率分別為37.8%和53.3%。
5a~5e的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究正在進(jìn)行中。
[1]康鐵牛,凌云,芮昌輝,等.新型含氮五元雜環(huán)E-β-法尼烯類似物的合成及生物活性研究[J].有機(jī)化學(xué),2008,28:617 -621.
[2]胡德禹,朱寶安,何偉,等.噻唑類殺菌劑的合成及生物活性研究進(jìn)展[J].合成化學(xué),2006,14(4):319 -328.
[3]Kim D S,Chun S J,Jeon J J,et al.Synthesis and fungicidal activity of ethaboxam against oomycetes[J].Pest Manage Sci,2004,60:1007 -1012.
[4]Huang W,Yang G F.Microwave-assisted,one-pot syntheses and fungicidal activity of polyfluorinated 2-benzylthio benzothiazoles[J].Bioorg Med Chem,2006,14:8280 -8285.
[5]Rai N P,Venu T D,Manuprasad B K,et al.Synthesis of some novel 2-[2-(aroyl-aroxy)-methyl]-4-phenyl-1,3-thiazoles as potent anti-inflammatory agents[J].Chem Biol Drug Des,2010,75:400 -406.
[6]Aberle N,Catimel J,Nice E C,et al.Synthesis and biological evaluation of analogues of the anti-tumor alkaloid naamidine A[J].Bioorg Med Chem Lett,2007,17:3741-3744.
[7]李英俊,李春燕,靳焜,等.新型含噁二唑環(huán)的苯并噁/噻唑啉酮衍生物的合成、表征及生物活性[J].化學(xué)學(xué)報(bào),2012,70:151 -160.
[8]Yokota T,Mikata K,Nagasaki H,et al.Absorption,tissue distribution,excretion and metabolism of clothianidin in rats[J].J Agric Food Chem,2003,51:7066 -7072.
[9]王敏,張一賓.具咪唑基殺菌劑的研究開發(fā)進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2003,2(1):36 -38.
[10]李娜,魏學(xué),范會(huì)濤,等.2-氰基-3-(4-甲基苯并[d]噻唑-2-氨基)-3-苯基丙烯酸酯類化合物的合成及抗病毒活性[J].有機(jī)化學(xué),2011,31:1300-1311.
[11]陳超南,陳瓊,楊光富.取代 1,2,4-三唑并[1,5-c]嘧啶衍生物的合成與生物活性[J].有機(jī)化學(xué),2009,29:245 -251.
[12] 張振學(xué),薛明星,趙勇,等.2-(3-氰基-4-羥基)苯基-4-甲基-5-噻唑甲酸乙酯的合成[J].沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報(bào),2010,27(5):365 -368.
[13]肖捷,李巍,周雪琴,等.2-甲基-4-三氟甲基-5-噻唑甲酸的合成工藝改進(jìn)[J].化學(xué)工業(yè)與工程,2011,28(4):30-33.