趙軍，楊玉瓊，楊?yuàn)?，石謙

（1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，a.化學(xué)工程學(xué)院，b.貴州省應(yīng)用化學(xué)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 畢節(jié) 551700）

含二茂鐵基α-氨基膦酸酯類衍生物的合成與抗煙草花葉病毒研究

趙軍1a,b，楊玉瓊1a,b，楊?yuàn)?a,b，石謙1a,b

（1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，a.化學(xué)工程學(xué)院，b.貴州省應(yīng)用化學(xué)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 畢節(jié) 551700）

采用活性基團(tuán)拼接法將二茂鐵基引入到α-氨基磷酸酯的分子中合成一系列新型的含二茂鐵基的α-氨基膦酸酯衍生物，其結(jié)構(gòu)經(jīng)元素分析，1H NMR，13C NMR進(jìn)行表征。初步生物活性測(cè)試結(jié)果表明，所合成的化合物具有一定的抗煙草花葉病毒活性。

α-氨基膦酸酯；二茂鐵；合成；抗煙草花葉病毒

二茂鐵具有芳香型、穩(wěn)定性及低毒性，其衍生物在材料、電化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。[1-4]α-氨基膦酸酯類衍生物由于在殺蟲、殺菌、除草、抗癌、抗植物病毒等方面表現(xiàn)出很好的活性而備受人們的關(guān)注。[5-13]

本文采取活性基團(tuán)拼接法，結(jié)合構(gòu)效關(guān)系原理將二茂鐵基引入α-氨基膦酸酯的分子中，期望尋找到具有高生物活性或具有特殊性能的化合物。為此，以二茂鐵甲醛、芳香胺（雜環(huán)胺）、二烷基亞磷酸酯按照物質(zhì)的量比為1:1:1的類Mannich反應(yīng)合成二茂鐵基α-氨基膦酸酯類衍生物，其結(jié)構(gòu)經(jīng)元素分析1H NMR，13CNMR進(jìn)行表征。目標(biāo)化合物合成路線如圖1所示。

圖1 合成路線

1 儀器與試劑

日本JOEL-ECX500MHz核磁共振儀（溶劑CDCl3，內(nèi)標(biāo)TMS）；予華X-5型數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(溫度計(jì)未經(jīng)校正)；德國Elementar Vario-Ⅲ型元素分析儀。

O，O’-二甲基亞磷酸酯，O，O’-二乙基亞磷酸酯，二茂鐵甲醛，對(duì)三氟甲基苯胺，苯胺從麥克林試劑購得。其余試劑均為市售AR或CP級(jí)。實(shí)驗(yàn)室所用有機(jī)溶劑用標(biāo)準(zhǔn)方法干燥處理。

2 實(shí)驗(yàn)步驟

2.1 O，O’-二甲基-α-苯氨基-二茂鐵基甲基膦酸酯(4a)的合成

在一個(gè)裝有回流冷凝管、溫度計(jì)的三口瓶中加入二茂鐵甲醛(200mg，0.93mmol，1 eq.)，并用甲苯溶解。然后依次加入苯胺(87mg，0.93mmol，1 eq.)和O，O’-二甲基亞磷酸酯(102mg，0.93mmol，1 eq.)，攪拌均勻后加熱到120℃回流18小時(shí)，TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后，把反應(yīng)液倒入水(30mL)里，乙酸乙酯(20mL×3)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液在減壓下濃縮至干得到棕黃色固體。所得固體經(jīng)甲醇重結(jié)晶，干燥得到目標(biāo)化合物(4a)。

用類似的方法合成O，O’-二乙基-α-苯氨基-二茂鐵基甲基膦酸酯(4b)。

2.2 O，O’-二甲基-α-（對(duì)三氟甲基）苯氨基-二茂鐵基甲基膦酸酯（4c）的合成

在一個(gè)裝有回流冷凝管、溫度計(jì)的三口瓶中加入二茂鐵甲醛(200mg，0.93mmol，1eq.)，并用甲苯溶解。然后依次加入對(duì)三氟甲基苯胺(150mg，0.93mmol，1eq.)，O，O’-二甲基亞磷酸酯(102mg，0.93mmol，1 eq.)及催化劑冰乙酸(5.6mg，0.093mmol，0.1 eq.)，攪拌均勻后加熱到80oC反應(yīng)18小時(shí)，TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后，把反應(yīng)液倒入水(30mL)里，用乙酸乙酯(20mL×3)萃取，合并有機(jī)相，用硫酸鈉干燥，過濾，濾液在減壓下濃縮至干得到棕黃色固體。所得固體經(jīng)甲醇重結(jié)晶，干燥得到目標(biāo)化合物(4c)。

用類似的方法合成O，O’-二乙基-α-（對(duì)三氟甲基）苯氨基-二茂鐵基甲基膦酸酯(4d)。

2.3 目標(biāo)化合物生物活性測(cè)試

采用半葉枯斑法測(cè)定。[14]選擇健康、生長旺盛、長勢(shì)一致心葉煙，用毛筆將備用的TMV毒源均勻抹在全葉上，接種后用水進(jìn)行沖洗。待葉片干后，在左半葉涂施藥劑，右半葉涂施對(duì)應(yīng)濃度的溶劑作對(duì)照，3～4天后記錄枯斑數(shù)，另外還設(shè)有一組為商品寧南霉素的處理作為對(duì)比。按下式計(jì)算抑制率：

其中，未涂施藥劑半葉的平均枯斑數(shù)和涂施藥劑半葉的平均枯斑數(shù)都采用各組三次重復(fù)的平均數(shù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 化合物(4a)～(4d)的理化性質(zhì)及結(jié)果表征

化合物(4a)：棕黃色固體，收率70.3%，m.p.121～124℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.24(2H，d，Ph-H)，6.82(2H，d，J=8.0 Hz，Ph-H)，6.78(1H，s，Ph-H)，4.50(1H，d，J=16.8 Hz，Cp-H)，4.31(1H，s，Cp-H)，4.19(1H，s，Cp-H)，4.17(1H，s，Cp-H)，4.11(s，1H，Cp-H)，4.06(5H，s，Cp-H)，1.19(6H，dt，J= 18.7，7.1Hz，-C H3).13CNMR(126MHz，CDCl3)δ129.48，118.52，113.73，77.39，77.14，76.88，68.84，68.19，67.85，66.02，63.37，63.32，62.77，62.71，52.58，51.30，16.46。C19H22FeNO3P元素分析：實(shí)驗(yàn)值（理論值）%：C58.74（57.16）H5.67（5.55）N3.01（3.51）。

化合物(4b)：棕黃色固體，收率70.8%，m.p.130～132℃；1H NMR(500 MHz，CDCl3)δ7.24(2H，s，Ph-H)，6.83(3H，s，Ph-H)，4.52(1H，d，J=16.6 Hz，Cp-H)，4.30(1H，s，Cp-H)，4.18(2H，s，Cp-H)，4.06 (5H，s，Cp-H)，3.67(5H，d，J=10.1Hz，--C H2C H3)，3.61(5H，d，J=10.4Hz，-C H2C H3).13CNMR(126MHz，CDCl3)δ129.59，118.69，113.66，77.41，77.03，76.83–76.65，68.86，68.34，68.01，65.98，54.05，53.81–53.26。C21H26FeNO3P元素分析：實(shí)驗(yàn)值（理論值）%：C58.74（59.03）H6.25（6.13）N3.01（3.28）。

化合物(4c)：棕黃色固體，收率60.4%，m.p.163～164℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.47(2H，d，J= 8.4 Hz，Ph-H)，6.84(2H，d，J=8.4 Hz，Ph-H)，4.64(1H，d，J=11.6 Hz，Cp-H)，4.52(1H，dd，J=16.2，8.9 Hz，Cp-H)，4.32(1H，s，Cp-H)，4.20(2H，d，J=7.6 Hz，Cp-H)，4.08(5H，s，Cp-H)，1.19(6H，dt，J=16.8，7.0 Hz，-C H3).13C NMR(126 MHz，CDCl3)δ149.68，126.87，112.65，84.89，77.38，77.12，76.87，69.26–68.67，68.46，67.96，65.97，63.29，63.28–62.84，51.85，50.57，16.53。C20H21F3FeNO3P元素分析：實(shí)驗(yàn)值（理論值）%：C52.04（51.42）H4.25（4.53）N3.16（3.00）。

化合物(4d)：棕黃色固體，收率72.5%，m.p.154～157℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.49(2H，d，J= 8.3 Hz，Ph-H)，6.83(2H，d，J=8.3 Hz，Ph-H)，4.63(1H，d，J=8.1 Hz，Cp-H)，4.53(2H，dd，J=16.0，8.8 Hz，Cp-H)，4.32(1H，s，Cp-H)，4.21(1H，s，Cp-H)，4.08(5H，s，Cp-H)，3.63(10H，dd，J=26.5，10.5 Hz，-C H2C H3).13CNMR(126MHz，CDCl3)δ149.45，126.99，123.77，120.10，112.58(s)，84.75，77.38，77.12，76.87，68.87，68.59，68.11，65.95，53.86，53.62，51.66，50.38。C22H25F3FeNO3P元素分析：實(shí)驗(yàn)值（理論值）%：C52.74（53.35）H5.21（5.09）N2.92（2.83）。

3.2 合成方法分析

α-氨基膦酸酯類化合物的常用的合成方法是亞胺加成法，該方法合成產(chǎn)率低，反應(yīng)時(shí)間較長，產(chǎn)品不易提純。[15]本文采用物質(zhì)的量比為1:1:1的類Mannich反應(yīng)，該方法具有副產(chǎn)物少、原子經(jīng)濟(jì)性高、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。在合成目標(biāo)化合物時(shí)，從簡便、經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，研究溶劑、催化劑、溫度對(duì)反應(yīng)的影響。經(jīng)過合成試驗(yàn)優(yōu)選出合成(4a)～(4b)的較佳條件為：在無催化劑、甲苯作為溶劑，反應(yīng)溫度為120℃。合成(4c)～(4d)的較佳條件為：冰醋酸作為催化劑，甲苯為溶劑，反應(yīng)溫度為80℃。

3.3 波譜分析

在化合物的1H NMR中，α-氨基膦酸酯中膦酸酯上兩個(gè)烷氧基是核磁不等價(jià)的，這種現(xiàn)象可能是由于在化合物的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象中兩個(gè)烷氧基分別受到α位手性碳原子上不同取代基的影響產(chǎn)生的。由于磷酸酯基團(tuán)的α位手性碳原子上連有兩個(gè)較大的取代基，致使P-C單鍵的自由旋轉(zhuǎn)受到阻礙，使與磷相連的兩個(gè)烷氧基處于不同的位移環(huán)境之中，表現(xiàn)出了不等價(jià)現(xiàn)象。

3.4 生物活性

在藥劑的質(zhì)量濃度均為500mg·L-1時(shí)，對(duì)化合物進(jìn)行抗煙草花葉病毒活性測(cè)試。

表1 化合物抗煙草花葉病毒活性

由表1可知，目標(biāo)化合物表現(xiàn)出一定的抗煙草花葉病毒活性，其中化合物(4d)活性較好，與對(duì)照藥劑寧南霉素效果相當(dāng)。化合物(4a)、(4b)、(4c)對(duì)TMV的活體治療結(jié)果都有一定活性，抑制率分別為24.5%，29.2%，31.5%。生物活性測(cè)試結(jié)果說明，O，O’-二乙基-α-（對(duì)三氟甲基）苯氨基-二茂鐵基甲基膦酸酯具有較好的抗TMV活性。通過對(duì)該類化合物結(jié)構(gòu)再進(jìn)一步修飾，有可能篩選出抗煙草花葉病毒的藥劑。

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The Synthesisof Ferrocene-Containingα-Am inophosphonate Derivativesand Anti-TM V

ZHAO Jun，YANGYu-qiong，YANGShan，SHIQian
(Guizhou University ofEngineering Science,a.SchoolofChemical Engineering, b.Guizhou key Laboratory of Applied Chemistry,Bijie,Guizhou 551700,China)

A series of ferrocene-containingα-aminophosphonate derivativeswere synthesized by introducing ferrocenes into themolecules ofα-aminophosphates by reactive group splicingmethod.Their structures were characterized by elemental analysis，1H NMR and13C NMR.After preliminary biological activity test，the resultsshowed that the compoundsplayed a certain role in anti-tobaccomosaic virus(TMV)activity.

α-Aminophosphonate；Ferrocene；Synthesis；Anti-TMV Activity

B84

A

2096-0239（2016）06-0149-04

（責(zé)編：任秀秀 責(zé)校：明茂修）

2016-11-01

貴州省教育廳自然科學(xué)研究一般項(xiàng)目“含二茂鐵基的α-氨基膦酸酯類化合物的合成與生物活性研究”，項(xiàng)目編號(hào)：2008073。

趙軍（1973-），男，貴州畢節(jié)人，貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院副教授，碩士。研究方向：有機(jī)合成。