摘" " " 要：噻唑環(huán)是重要的芳香雜環(huán)，其環(huán)上電子豐富、結(jié)構(gòu)活潑，是一種重要的化工和醫(yī)藥中間體。噻唑類化合物具有良好的生物活性，且其對(duì)人類毒性低，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥及染料領(lǐng)域，在醫(yī)藥上噻唑類化合物具有抗癌、抗細(xì)菌、抗病毒等作用，在農(nóng)藥上具有抗菌、殺蟲(chóng)、除草和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)等作用，在染料上可以用作偶氮染料及生物染料。噻唑衍生物在諸多領(lǐng)域都顯示出了廣泛的應(yīng)用前景及開(kāi)發(fā)價(jià)值。

關(guān)" 鍵" 詞：噻唑化合物；抗癌藥物；抗細(xì)菌藥物；噻唑類農(nóng)藥

中圖分類號(hào)：TQ252.5" " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " "文章編號(hào)： 1004-0935（2023）05-0736-04

在有機(jī)化學(xué)命名中，將有機(jī)化合物中含有的氧元素、硫元素、氮元素等元素稱為雜元素，并將含有這些雜原子的有機(jī)化合物稱為雜環(huán)化合物[1]。隨著近代化工工業(yè)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，雜環(huán)化合物在精細(xì)化工、醫(yī)藥、生物和功能材料等多領(lǐng)域發(fā)展迅速，受到廣泛關(guān)注。

其中噻唑環(huán)是一類含有硫原子和氮原子的五元芳香雜環(huán)，1因其環(huán)上擁有豐富的電子而較活潑，1容易與金屬離子配位，1容易形成氫鍵，1以及靜電和疏水鍵等多種非共價(jià)鍵，1易發(fā)生π-π堆積等相互作用[2]。因此噻唑類化合物在化學(xué)化工、1生物醫(yī)藥學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，1顯示出了其巨大的開(kāi)發(fā)價(jià)值，1噻唑類化合物因此受到眾多科研人員的關(guān)注。

1" 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1" 抗真菌藥物

抗生素廣泛應(yīng)用于人類、1動(dòng)植物疾病的預(yù)防與治療，1以及作為生長(zhǎng)促進(jìn)劑，1促進(jìn)魚(yú)類、畜禽等的生長(zhǎng)，1是世界上使用量最大、1使用范圍最廣的藥物之一[3]。1其中磺胺噻唑和醋胺硝唑是噻唑類抗菌藥物中應(yīng)用最廣的，其結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

磺胺噻唑[4]可由氯化對(duì)硝基苯磺酰胺和2-氨基噻唑縮合，1再經(jīng)還原制得，1主要用于治療溶血性鏈球菌、1腦膜炎球菌和肺炎球菌等真菌感染性疾病。

醋胺硝唑[5]由121-1氨基噻唑?yàn)樵现频茫?主要用于治療毛滴蟲(chóng)病和阿米巴腸道真菌感染。

1.2" 抗結(jié)核藥物

結(jié)核病是當(dāng)今社會(huì)主要疾病，全球結(jié)核病的患病人數(shù)僅次于癌癥。但是隨著結(jié)核分枝桿菌耐藥菌株的出現(xiàn)，特別是多重耐藥菌株的出現(xiàn)，使結(jié)核病的治療方案復(fù)雜化，并引發(fā)了人們對(duì)結(jié)核病可能再次成為不治之癥的擔(dān)憂。因此研發(fā)具有與目前使用的抗結(jié)核藥物不同的作用機(jī)制的新藥物至關(guān)重要，最近發(fā)現(xiàn)的咪唑并[2，1-b]噻唑進(jìn)入科研人員對(duì)結(jié)核病抗菌藥物的篩選中。2-氯-6-苯基咪唑并[21，11-1b]噻唑和5-亞硝基-161-對(duì)氯苯基咪唑并[21，11-1b]噻唑在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了抗結(jié)核的活性，其結(jié)構(gòu)式如圖2所示[6]。

1.3" 抗癌、抗腫瘤藥物

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人們生活節(jié)奏過(guò)快，工作壓力大導(dǎo)致癌癥患病率居高不下，其種類繁多，繁殖速度快，生殖能力強(qiáng)，致使癌癥成為危害人們健康的首要疾病，受到世界醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的重視，因此研發(fā)各類抗癌藥物仍是研究者們亟需解決的重要課題[7]。

伊沙匹隆[8]可由埃博霉素B（I）半合成制得。伊沙匹隆與卡培他濱聯(lián)用，可用于轉(zhuǎn)移性或局部進(jìn)展的晚期乳腺癌。伊沙匹隆是一種微管抑制劑，1其作用機(jī)制是與微管蛋白結(jié)合，1使乳腺癌細(xì)胞無(wú)法順利進(jìn)行有絲分裂，1使得乳腺癌細(xì)胞凋亡。并且伊沙匹隆可以用于治療使用紫杉醇無(wú)效的晚期乳腺癌，伊沙匹隆的安全性、1水溶性、1抗腫瘤活性及合成方法等方面均優(yōu)于紫杉醇。達(dá)帕菲尼[9]可以硫代酰胺和α-1羰基鹵代物為原料，1直接閉環(huán)制得。達(dá)帕菲尼是一種激酶抑制劑，其與曲美替尼聯(lián)用，可治療轉(zhuǎn)移性的或不可切除的惡性黑色素腫瘤。阿培利司[10]是2020年歐洲醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)會(huì)新公布的乳腺癌新藥，1是一種磷脂酰肌醇-13激酶（1P1I131K）抑制劑，能夠抑制1P1I131K1α（1P1I1K13C1A）活性，1誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞中雌激素受體的轉(zhuǎn)錄增加，可與氟維司群聯(lián)用協(xié)同抗腫瘤。它們的結(jié)構(gòu)式如圖3所示。

2" 農(nóng)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1" 取代噻唑類

噻唑環(huán)上的活性位點(diǎn)可被氟、氯、溴、氨基、烷基和苯基等基團(tuán)取代，取代噻唑種類廣泛，在農(nóng)藥方面有廣泛應(yīng)用。

噻呋酰胺[11]是以三氟乙酰乙酸乙酯為原料11經(jīng)氯化反應(yīng)、1閉環(huán)反應(yīng)、1水解反應(yīng)、1酰氯化反應(yīng)制得酰氯中間體，以對(duì)氨基苯酚為原料合成121， 16-1二" " 溴-4-1三氟甲氧基苯胺中間體，1最后將兩個(gè)中間體結(jié)合，1反應(yīng)制得噻呋酰胺。噻呋酰胺是一種新型的苯酰胺類殺菌劑，可用于水稻和禾谷類作物殺菌，以及對(duì)草坪莖葉處理。

噻唑菌胺[12]可以丙酰乙酸乙酯和噻酚-121-甲醛為原料合成噻唑菌胺。噻唑菌胺是噻唑酰胺類殺菌劑，對(duì)卵菌綱屬類病菌導(dǎo)致的病害（ 如馬鈴薯晚疫病、1葡萄霜霉病、1瓜類霜霉病等）具有良好的預(yù)防、治療效果以及強(qiáng)內(nèi)吸活性。

噻蟲(chóng)嗪[13]是第二代煙堿類殺蟲(chóng)劑，其殺蟲(chóng)的作用機(jī)理是以抑制害蟲(chóng)體內(nèi)煙酸乙酰膽堿酯酶的受體活性，來(lái)阻斷昆蟲(chóng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常傳導(dǎo)，使害蟲(chóng)出現(xiàn)麻痹現(xiàn)象，導(dǎo)致害蟲(chóng)死亡。噻蟲(chóng)嗪不僅具有內(nèi)吸性、1觸殺性、1胃毒性，而且具有安全性強(qiáng)、活性高、1作用速度快、1有效期長(zhǎng)等特點(diǎn)，能夠取代有機(jī)磷、有機(jī)氯及氨基甲酸酯類等毒性高、有殘留和有環(huán)境污染的殺蟲(chóng)劑。部分取代噻唑類農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)式如圖4所示。

2.2" 稠雜環(huán)類

稠雜環(huán)化合物是指雜環(huán)與雜環(huán)或苯與雜環(huán)稠合的化合物，含有多并環(huán)骨架，具有多樣化的結(jié)構(gòu)，因此有多個(gè)取代活性位點(diǎn)，具有良好的除草和殺菌作用。

苯噻菌胺[14]是以121-1氨基-15-1氟硫酚為原料，經(jīng)N1-羰基-1D-1丙氨酸酐脫羧環(huán)合制得（1R1）-1-（6-1氟-1苯并噻唑-121-）乙胺中間體，1L1-1纈氨酸經(jīng)過(guò)酰胺化、羧基活化后與中間體反應(yīng)制得。苯噻菌胺對(duì)霉病病菌有良好的殺菌活性，對(duì)馬鈴薯和番茄的晚疫病以及黃瓜和葡萄的霜霉病都有很好的預(yù)防和治療作用。

苯噻草胺[15]是以1N1-甲基苯胺、氯乙酰氯和苯并噻唑?yàn)樵希?jīng)乙?；磻?yīng)、酯化反應(yīng)、酯醇解反應(yīng)和縮合反應(yīng)等幾步反應(yīng)制得。苯噻草胺是一種苯酰胺類除草劑，能抑制細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)，主要應(yīng)用于水稻稻田的除草，可以有效防治禾本科的雜草。苯噻草胺通過(guò)抑制椑草植物的細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，從而阻礙稗草植物的生長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致椑草植物死亡。

三環(huán)唑[16]是以鄰甲苯胺為原料與硫酸和硫氰酸鈉反應(yīng)，然后通氯氣閉環(huán)，得到7-甲基-2-氨基苯并噻唑鹽酸鹽，再與水合肼反應(yīng)，生成的7-甲" " "基-121-1肼基苯并噻唑與甲酸進(jìn)行擴(kuò)環(huán)反應(yīng)制得三環(huán)唑。三環(huán)唑是一種內(nèi)吸性能較強(qiáng)的保護(hù)性殺菌劑，抗沖刷力強(qiáng)，具有很強(qiáng)的內(nèi)吸性能和運(yùn)轉(zhuǎn)性能，在植株體內(nèi)和土壤中分解緩慢，對(duì)防治水稻稻瘟病有特效。

噻菌靈[17]是以4-1噻唑羧基酰胺和鄰苯二胺為原料，在縮合磷酸中反應(yīng)制得。噻菌靈是一種高效、廣譜、國(guó)際上通用的殺菌劑，具有內(nèi)吸向頂傳導(dǎo)的性能，但不能從頂向基傳導(dǎo)，其持效期長(zhǎng)，可與苯并咪唑類殺菌劑聯(lián)用，有交互抗性，可抑制子囊菌、1擔(dān)子菌和半知菌的生物活性，常用于作物的真菌病害防治及果蔬的防腐保鮮。部分稠雜環(huán)類農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)式如圖5所示。

2.3" 其他類

噻唑類農(nóng)藥對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面有著很強(qiáng)的建樹(shù)，噻唑衍生物——噻二唑類化合物也可應(yīng)用在農(nóng)藥領(lǐng)域。

噻枯唑[18]是以水合肼、1硫氰酸銨和二硫化碳為原料，經(jīng)幾步反應(yīng)制得。噻枯唑是一種內(nèi)吸性的殺菌劑，主要用于防治細(xì)菌導(dǎo)致的植物病害，1具有內(nèi)吸性強(qiáng)、1持效期長(zhǎng)、1藥效穩(wěn)定的特點(diǎn)，且對(duì)作物無(wú)藥害，是防治水稻白葉枯病、水稻細(xì)菌性條斑病、柑橘潰瘍病的優(yōu)良藥劑。

噻酰菌胺[19]是以乙酰乙酸乙酯和肼基甲酸酯為原料，1經(jīng)縮合反應(yīng)、1閉環(huán)反應(yīng)、1水解反應(yīng)、氯化反應(yīng)等幾步反應(yīng)制得4-甲基-11， 121， 13-噻二唑-5-甲酰氯，在縛酸劑的作用下與3-氯-4-甲基苯胺反應(yīng)制得。噻酰菌胺是一種內(nèi)吸性的殺菌劑，噴灑后可通過(guò)水稻根部迅速吸收并傳導(dǎo)到水稻的其他部位，其對(duì)病菌的抑制活性較差，是通過(guò)阻止病菌菌絲侵入鄰近健康細(xì)胞，并誘導(dǎo)其產(chǎn)生抗病基因，以達(dá)到防治作用，具有內(nèi)吸性強(qiáng)、持效期長(zhǎng)的特點(diǎn)，對(duì)葉稻瘟病和穗稻瘟病有較好的防治效果，特別適用于水稻育苗箱。噻枯唑和噻酰菌胺結(jié)構(gòu)式如圖6所示。

3" 染料領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1" 偶氮類染料

偶氮類染料是印染行業(yè)中的一類重要的合成染料，1具有色譜齊全、1品種繁多、1結(jié)構(gòu)多變、1性能優(yōu)良、1制備步驟短、1反應(yīng)簡(jiǎn)單、1成本低廉等特點(diǎn)，因此偶氮類分散染料具有廣泛的應(yīng)用前景，1是印染行業(yè)中廣泛應(yīng)用的一類染料。

當(dāng)偶氮染料中的苯環(huán)被噻唑環(huán)所取代之后，染料在不同溶劑或相同溶劑不同酸堿性中的顏色和性質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化，并且噻唑環(huán)上連接吸電子基團(tuán)或供電子基團(tuán)時(shí)，還會(huì)引起可見(jiàn)吸收波的紅移或藍(lán)移，吸電子和供電子能力不同，染料的顏色深淺也不" "同[20]。以2-氨基噻唑?yàn)樵系呐嫉玖?，還被證明具有良好的抗菌和抗癌的生物活性，并且對(duì)滌綸織物提供了更好的顏色評(píng)估和牢度性能，具有高色強(qiáng)度以及良好的整體牢度性能[21]。

3.2" 生物染色劑

生物染色劑作為一種普遍應(yīng)用于生物學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的特殊物質(zhì)，常用于標(biāo)示肌肉纖維或細(xì)胞器，對(duì)于細(xì)胞中的蛋白質(zhì)及核酸等有選擇性著色表達(dá)能力，能夠識(shí)別中心體等特殊構(gòu)造，使臨床醫(yī)生和生物學(xué)家能夠區(qū)分各種細(xì)胞器[22]。

因?yàn)猷邕蝾惿锶旧珓┚哂谐瑥?qiáng)的核酸親和力，使得噻唑類化合物在生命科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，從而使得嵌入核酸后能夠表現(xiàn)出突出的熒光特性。噻唑橙寡核苷酸探針是設(shè)計(jì)用于通過(guò)熒光或雙鏈熔解檢測(cè)靶核酸的探針，對(duì)DNA和RNA的熒光增強(qiáng)高達(dá)44倍，提高了穩(wěn)定性，并且易于合成[23]。

4" 結(jié)束語(yǔ)

噻唑作為一種重要的雜環(huán)化合物，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料以及生物染色劑等多個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用，隨著現(xiàn)代綠色合成方法的改進(jìn)和發(fā)展，噻唑衍生物的應(yīng)用領(lǐng)域定會(huì)更加廣泛，新的噻唑衍生物必將為人類社會(huì)的進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉展.系列含氮雜環(huán)有機(jī)化合物的合成及其配合物性質(zhì)的探究[D].南京：南京理工大學(xué)，2017.

［2］崔勝峰，王艷，呂敬松，等.噻唑類化合物應(yīng)用研究新進(jìn)展[J].中國(guó)科學(xué)（化學(xué)），2012，42（8）：1105-1131.

［3］高俊紅.抗生素磺胺噻唑和恩諾沙星在水環(huán)境中的吸附和光解行為研究[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2016.

［4］任玉林，李偉，郭曄，等.偏最小二乘-近紅外漫反射光譜法分析磺胺噻唑[J].分析化學(xué)，1997，25（10）：1238.

［5］VOOGD C E， VAN DER STEL J J， VERHAREN H W.The capacity of some nitro- and amino-heterocyclic sulfur compounds to induce base-pair substitutions[J]. Mutat Res.，1983，118（3）：153-165.

［6］ANDREANI A， GRANAIOLA M， LEONI A， et al. Synthesis and antitubercular activity of imidazo[2，1-b]thiazoles[J]. Eur J Med Chem.， 2001，36（9）：743-746.

［7］袁靜，黃長(zhǎng)江，張士俊，等.氨基噻唑衍生物的合成與藥理活性研究[J].中國(guó)新藥雜志，2010，19（9）：801-804.

［8］CONLIN A， FORNIER M， HUDIS C， et al.Ixabepilone[J]. Nature Reviews Drug Discovery，2007，6：953-954.

［9］PUSZKIEL A， NOé G， BELLESOEUR A， et al. Clinical pharmaco- kinetics and pharmacodynamics of dabrafenib[J]. Clin Pharmacokinet， 2019，58（4）：451-467.

［10］STIRRUPS R. Alpelisib plus fulvestrant for PIK3CA-mutated breast cancer[J]. Lancet Oncol.，2019，20（7）：e347.

［11］YAO X F， ZHANG F W， QIAO Z H，et al. Toxicity of thifluzamide in earthworm （Eisenia fetida）[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety，2020，188：109880.

［12］SCOTT K， EYRE M， MCDUFFEE D， et al. The efficacy of ethaboxam as a soybean seed treatment toward phytophthora， phytopythium， and pythium in ohio [J]. Plant Dis.， 2020， 104 （5）： 1421-1432.

［13］ALTHIéRIS S S， RENATO A S， ANDREIA C M R， et al. Assessment of thiamethoxam toxicity to Chironomus riparius [J].Ecotoxicology and Environmental Safety，2017，137：240-246.

［14］ARENA M， AUTERI D， et al. Peer review of the pesticide risk assessment of the active substance etoxazole[J]. EFSA J.， 2017，15 （10）：e04988.

［15］SUMA N， ARULDHAS D， JOE I H， et al. Vibrational spectra， hydrogen bonding analysis and herbicidal activity study of mefenacet： a DFT approach[J].Journal of Molecular Structure， 2020， 1201：127203.

［16］QIU L， JIA K， HUANG L， et al. Hepatotoxicity of tricyclazole in zebrafish （Danio rerio）[J]. Chemosphere，2019，232：171-179.

［17］BARRóN-BRAVO O G， HERNáNDEZ-MARíN J A， GUTIéRREZ- CHáVEZ A J， et al. Susceptibility of entomopathogenic nematodes to ivermectin and thiabendazole[J]. Chemosphere， 2020，253： 126658.

［18］ZHOU P， MO X， WANG W， et al. The commonly used bactericide bismerthiazol promotes rice defenses against herbivores[J]. Int J Mol Sci.，2018，19（5）：1271.

［19］KEFIALEW Y， KUNWAR S， ABATE D， et al. Direct antifungal activity of tiadinil， a systemic acquired resistance inducer， and thymol formulations on Stagonosporopsis citrulli and control of watermelon gummy stem blight[J]. J Gen Plant Pathol.， 2018， 84： 284-295.

［20］馬梅珍.2-氨基噻唑衍生物衍生的偶氮染料的合成與光譜性能[J].國(guó)外絲綢，1997（4）：22-25.

［21］ABU-MELHA S. Synthesis of novel biologically active thiazole dyes and their applications [J]. Preprints，2018， 2018110011.

［22］HOPE-ROBERTS M， HOROBIN R W. A review of curcumin as a biological stain and as a self-visualizing pharmaceutical agent[J]. Biotech Histochem.，2017，92（5）：315-323.

［23］KLIMKOWSKI P， DE ORNELLAS S， SINGLETON D， et al. Design of thiazole orange oligonucleotide probes for detection of DNA and RNA by fluorescence and duplex melting[J]. Org Biomol Chem.， 2019，17（24）：5943-5950.

Abstract： Thiazole ring is an important aromatic heterocycle with abundant electrons and active structure. It is an important chemical and pharmaceutical intermediate. Thiazole compounds have good biological activity and low toxicity to humans， so they are widely used in the fields of medicine， pesticides and dyes. Thiazole compounds have anticancer， antibacterial and antiviral effects in medicine， and have antibacterial， insecticidal， weeding and plant growth regulation in pesticides， and can be used as azo dyes and biological dyes in dyes. Thiazole derivatives have shown wide application prospects and development value in many fields.

Key words： Thiazole compounds; Anticancer drugs; Antibacterial drugs; Thiazole pesticides