李 敏, 員春霞, 房雅麗, 張治家, 王德龍

(山西農業(yè)大學 植物保護學院，山西 太谷 030801)

天然產物因其結構的多樣性和新穎性表現(xiàn)出豐富多樣的生物活性，其中一些不僅可以直接作為農藥使用，而且為許多商品化農藥提供了重要的結構上的借鑒[1-2]。人們常以具有農用活性的天然產物或其活性結構片段為先導物，通過進一步結構改造優(yōu)化，得到具有商品化潛力的農藥分子。例如，近些年來登記的新煙堿類殺蟲劑氟吡呋喃酮就是以百部葉堿中的丁烯羥酸內酯結構片段為先導經結構優(yōu)化而來[3]；而殺蟲劑afidopyropen則是在原有天然產物結構上經過衍生修飾而來的[4-5]；對天然產物UK-2A 進行衍生修飾得到吡啶酰胺類殺菌劑fenpicoxamid，進一步提取其活性結構片段進行類似物合成得到殺菌劑florylpicoxamid[6-7]。

具有異喹啉-1(2H)-酮骨架的天然生物堿在自然界中分布廣泛。Cava 早在1966 年就從蓮葉桐Hernandia ovigeraL.中分離出有此骨架結構的生物堿N-methylcorydaldine[8]。后來，人們又相繼從其他植物、動物和微生物中分離得到了該類化合物[9-14]，其主要以3,4 位飽和的 (1) 或者以其不飽和的 (2) 形式存在[9](圖式1)。異喹啉-1(2H)-酮類生物堿及其衍生物具有廣泛的生物活性。在醫(yī)藥方面，該類化合物表現(xiàn)出抗腫瘤[15-19]、抗病毒[20]、抗菌消炎[21-22]、抗胃潰瘍[10]、保肝[11]、治療中樞神經系統(tǒng)疾病[23]和心血管疾病[24]等生物活性；在農業(yè)方面，異喹啉-1(2H)-酮類化合物不僅可以防治植物病害[25]，還能增強植物對非生物脅迫的抗逆能力[26]，同時具有出一定的除草活性[27]。

圖式1 3,4 位飽和(1) 和不飽和(2) 的天然異喹啉-1(2H)-酮骨架Scheme 1 The skeleton of saturated (1) and unsaturated(2) natural isoquinoline-1(2H)-one at C3 and C4 positions

目前國內外對異喹啉-1(2H)-酮類化合物的農用活性研究報道較少，有文獻報道具該骨架的N 和C3 位取代的四氫異喹啉酮類化合物對小麥白粉病、小麥葉銹病、番茄灰霉病和葡萄霜霉病有一定的室內防效[25]。由于Castagnoli-Cushman 反應具有操作簡單、反應條件溫和與后處理較簡便等優(yōu)點，在基于多樣性導向合成構建化合物庫中有重要的應用[28-29]，因此本研究通過該反應合成了一系列具有異喹啉-1(2H)-酮骨架的衍生物——四氫異喹啉酮-4-羧酸類化合物(合成路線見圖式2)，并測定其抑菌活性，以期能發(fā)現(xiàn)有較高活性的化合物，同時對所合成化合物進行構效關系分析，旨在為進一步結構優(yōu)化提供參考。

圖式2 目標化合物的合成路線Scheme 2 Synthetic route of target compounds

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與藥劑

Bruker Avance III 400 MHz 核磁共振儀，以DMSO-d6和CDCl3為溶劑；用Waters Xevo G2-XS QTof 高分辨質譜儀 (ESI 離子源)。SZCL-3B 數(shù)顯智能控溫磁力攪拌器(鞏義市英峪博研儀器設備廠)；DF-101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責任公司)；RE-52AA 旋轉蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)；ZF-6 型三用紫外線分析儀(上海嘉鵬科技有限公司)；北京恒奧德X-5 數(shù)字顯微熔點儀。

試劑均為分析純(AR)，均購于麥克林試劑網(上海麥克林生化科技有限公司)。二氯甲烷(DCM)和甲苯(toluene) 在氮氣保護下分別經氫化鈣和鈉絲干燥后蒸餾除水使用，其他試劑除特別注明外，均未經進一步處理。對照藥劑為98%啶酰菌胺(boscalid)原藥，購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 供試菌株及材料

供試菌株：油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporumf.sp.niveum、膠孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides、粉紅聚端孢菌Trichothecium roseum、蘋果斑點落葉病菌Alternaria mali和立枯絲核菌Rhizoctonia solani，均由山西農業(yè)大學植物保護學院植物病害研究室糧食作物病害課題組提供并保存。

供試材料：將品氏基質(PINDSTRUP) 和蛭石按照體積比8 : 2 的比例混合作為培養(yǎng)基質，在64 cm2盆中種植油菜種子(品種為早熟938，每盆留苗3～5 棵)，并在溫室中(25 ℃、12 h/12 h 的光周期) 培養(yǎng)。取6～8 葉期的離體葉片為供試材料。

1.3 目標化合物的合成

1.3.1 中間體亞胺3 的合成 參考文獻方法[30]制備。將無水硫酸鈉(15 mmol) 加入到25 mL 圓底燒瓶中，再依次加入醛(5.5 mmol)、胺(5 mmol)和無水二氯甲烷(10 mL)，室溫下攪拌24 h，用薄層層析(TLC，展開劑為V(石油醚) :V(乙酸乙酯) =9 : 1) 監(jiān)測至反應完成。過濾得濾液，減壓蒸出溶劑，加少量乙醇，充分溶解后減壓除去溶劑，得中間體亞胺3，無需純化，直接用于下一步反應。

1.3.2 四氫異喹啉酮-4-羧酸類化合物(5a～6f) 的合成 參考文獻方法[31]制備。向25 mL 的圓底燒瓶中依次加入相應的亞胺3 (3 mmol)、高酞酸酐(3 mmol) 和無水甲苯 (20 mL)，升溫至120 ℃回流攪拌6 h。待反應完成后，若生成固體，則抽濾并用5 mL 乙腈洗滌后得固體粉末；若未生成固體，則減壓除去溶劑，將析出的固體用10 mL 乙腈攪拌懸浮，抽濾并用5 mL 乙腈洗滌，得固體粉末。上述固體粉末在乙腈中重結晶得目標化合物5a～6f。

1-氧代-2-丙基-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5a)：白色粉末，產率86%；熔點171～175 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.10 (s, 1H), 8.00～7.98 (m, 1H),7.38～7.37 (m, 2H), 7.24～7.17 (m, 4H), 7.11～7.09 (m, 2H),5.36 (s, 1H), 4.10 (s, 1H), 3.99～3.93 (m, 1H), 2.83～2.78 (m,1H), 1.67～1.53 (m, 2H), 0.86 (t,J= 5.6 Hz, 3H).13C NMR(100 MHz, DMSO-d6), δ: 172.2, 163.3, 139.6, 133.6, 131.9,129.7, 129.3, 128.7, 128.0, 127.6, 126.9, 126.1, 60.9, 50.8,47.8, 20.8, 11.4.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C19H20NO3計算值：310.1443；測量值：310.1440.

1-氧代-2-異丙基-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5b)：白色粉末，產率81%；熔點179～181 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.10 (s, 1H), 7.96～7.94 (m, 1H),7.38～7.36 (m, 2H), 7.20～7.08 (m, 6H), 5.38 (s, 1H), 4.86～4.80(m, 1H), 4.04 (s, 1H), 1.20 (d,J= 6.8 Hz, 3H), 0.85 (d,J= 7.2 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 172.1, 162.6,141.3, 133.1, 131.5, 130.3, 129.3, 128.3, 127.8, 127.2, 126.9,126.1, 56.3, 51.6, 45.3, 20.2, 19.6.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C19H20NO3計算值：310.1443；測量值：310.1440.

1-氧代-2-戊基-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5c)：白色粉末，產率83%；熔點157～160 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.00 (s, 1H), 8.04～8.02 (m, 1H),7.55～7.50 (m, 2H), 7.45～7.19 (m, 4H), 7.02～7.00 (m, 2H),5.11 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 4.73 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 3.85～3.79(m, 1H), 2.88～2.82 (m, 1H), 1.58～1.52 (m, 1H), 1.47～1.43 (m,1H), 1.23～1.22 (m, 4H), 0.82 (t,J= 5.2 Hz, 3H).13C NMR(100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 162.6, 137.4, 133.5, 131.7,129.1, 128.1, 128.1, 127.9, 127.7, 127.3, 127.2, 61.2, 48.2,45.6, 28.5, 27.0, 21.8, 13.8.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C21H24NO3計算值：338.1756；測量值：338.1752.

1-氧代-2-正十二烷基-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5d)：白色粉末，產率75%；熔點166～168 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.01 (s, 1H), 8.03～8.02 (m, 1H),7.55～7.48 (m, 2H), 7.44～7.00 (m, 6H), 5.10 (d,J= 4.8 Hz,1H), 4.71 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 3.84～3.78 (m, 1H), 2.87～2.82(m, 1H), 1.54～1.43 (m, 2H), 1.27～1.19 (m, 18H), 0.86 (t,J=4.4 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 162.6,137.4, 133.5, 131.7, 129.1, 128.5, 128.1, 127.9, 127.7, 127.3,126.0, 61.2, 48.2, 45.7, 31.3, 29.0, 29.0, 28.9, 28.7, 27.3, 26.3,22.1, 13.9.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C28H38NO3計算值：436.2852；測量值：436.2841.

1-氧代-2,3-二苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5e)：白色粉末，產率89%；熔點203～205 ℃。1H NMR (400 MHz,DMSO-d6), δ: 13.03 (s, 1H), 8.09～8.07 (m, 1H), 7.62～7.57 (m,2H), 7.52～7.48 (m, 1H), 7.33～7.29 (m, 2H), 7.20～7.16 (m,6H), 7.05～7.03 (m, 2H), 5.50 (d,J= 5.6 Hz, 1H), 4.96 (d,J=5.6 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 162.9,141.7, 137.3, 134.3, 132.3, 129.2, 128.6, 128.2, 128.0, 127.9,127.8, 127.6, 127.4, 126.6, 64.4, 49.0.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C22H18NO3計算值：344.1287；測量值：344.1277.

1-氧代-2-(4-氟苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5f)：白色粉末，產率88%；熔點191～193 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.97 (s, 1H), 8.10～8.09 (m, 1H),7.62～7.57 (m, 2H), 7.52～7.49 (m, 1H), 7.24～7.21 (m, 2H),7.19～7.18 (m, 3H), 7.15～7.11 (m, 2H), 7.07～7.05 (m, 2H),5.51 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 4.93 (d,J= 4.8 Hz, 1H).13C NMR(100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.0, 160.2 (d,1JC-F= 244.9 Hz), 137.8 (d,4JC-F= 2.9 Hz), 137.1, 134.4, 132.3, 129.5 (d,3JC-F= 8.6 Hz), 129.0, 128.1, 128.0, 128.0, 127.8, 127.7, 127.6,115.3 (d,2JC-F= 22.7 Hz), 64.4, 49.0.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C22H17FNO3計算值：362.1192；測量值：362.1189.

1-氧代-2-(4-氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5g)：白色粉末，產率79%；熔點201～203 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.03 (s, 1H), 8.08～8.06 (m, 1H),7.60～7.59 (m, 2H), 7.52～7.48 (m, 2H), 7.38～7.35 (m, 2H),7.23～7.17 (m, 4H), 7.06～7.04 (m, 2H), 5.54 (d,J= 5.6 Hz,1H), 4.88 (d,J= 5.6 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6),δ: 170.5, 163.1, 140.4, 137.1, 134.5, 132.5, 130.8, 129.3,128.9, 128.6, 128.2, 128.1, 128.0, 127.9, 127.8, 127.7,64.1, 49.1.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H17ClNO3計算值：378.0897；測量值：378.0888.

1-氧代-2-(4-溴苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5h)：白色粉末，產率82%；熔點223～225 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.99 (s, 1H), 8.09～8.08 (m,1H), 7.60～7.49 (m, 4H), 7.19～7.15 (m, 6H), 7.07～7.05 (m,2H), 5.55 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.0, 140.8, 137.0,134.5, 132.5, 131.5, 129.6, 128.9, 128.2, 128.0, 127.9, 127.9,127.7, 127.7, 119.2, 64.0, 49.1.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H17BrNO3計算值：422.0392；測量值：422.0387.

1-氧代-2-(4-碘苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5i)：白色粉末，產率80%；熔點231～234 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.99 (s, 1H), 8.08～8.07 (m, 1H),7.66～7.59 (m, 4H), 7.51～7.48 (m, 1H), 7.18～7.17 (m, 3H),7.05～7.01 (m, 4H), 5.53 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.9, 163.4,141.8, 137.9, 137.5, 134.9, 133.0, 130.3, 129.4, 128.7, 128.6,128.4, 128.3, 128.2, 125.8, 92.6, 64.5, 49.6.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H17INO3計算值：470.0253；測量值：470.0246.

1-氧代-2-(3-溴苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5j)：白色粉末，產率78%；熔點217～219 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.04 (s, 1H), 8.11～8.10 (m, 1H),7.62～7.58 (m, 2H), 7.52～7.49 (m, 2H), 7.40～7.17 (m, 6H),7.10～7.08 (m, 2H), 5.58 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 4.93 (d,J=4.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 163.1,143.0, 137.0, 134.5, 132.6, 130.5, 130.4, 129.5, 128.9, 128.2,128.1, 128.0, 127.8, 127.7, 126.5, 120.9, 64.1, 49.1.ESIHRMS:m/z[M + H]+C22H17BrNO3計算值：422.0392；測量值：422.0387.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(5k)：白色粉末，產率91%；熔點230～232 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.01 (s, 1H), 8.09～8.08 (m, 1H),7.61～7.58 (m, 2H), 7.57～7.54 (m, 2H), 7.52～7.49 (m, 1H),7.20～7.10 (m, 6H), 5.62 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.86 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 163.2,141.3, 136.8, 134.6, 132.7, 130.7, 130.3, 129.6, 129.0, 128.7,128.3, 128.2, 128.0, 127.9, 127.8, 127.8, 63.8, 49.2.ESIHRMS:m/z[M + H]+C22H16Cl2NO3計算值：412.0507；測量值：412.0500.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(6a)：白色粉末，產率76%；熔點221～224 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.97 (s, 1H),8.07～8.06 (m, 1H), 7.61～7.49 (m, 5H), 7.16～7.14 (m, 1H),6.99～6.74 (m, 4H), 5.54 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.81 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 3.66 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ:170.5, 163.1, 158.9, 141.4, 134.7, 132.6, 130.7, 130.3, 129.6,129.2, 128.9, 128.6, 127.9, 127.9, 127.8, 127.7, 113.6, 63.3,54.9, 49.2.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C23H18Cl2NO4計算值：442.0613；測量值：442.0618.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-(戊氧基) 苯基)-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(6b)：白色粉末，產率80%；熔點208～210 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.96 (s,1H), 8.07～8.06 (m, 1H), 7.61～7.55 (m, 4H), 7.51～7.14 (m,2H), 6.97～6.72 (m, 4H), 5.53 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.80 (d,J=4.4 Hz, 1H), 3.84 (t,J= 4.8 Hz, 2H), 1.65～1.61 (m, 2H),1.34～1.28 (m, 4H), 0.86 (t,J= 5.6 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 163.1, 158.3, 141.4, 134.7, 132.6,130.7, 130.3, 129.6, 129.2, 128.9, 128.7, 128.5, 128.0, 127.9,127.8, 127.8, 114.1, 67.3, 63.4, 49.3, 28.3, 27.7, 21.9, 13.9.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C27H26Cl2NO4計算值：498.1239；測量值：498.1243.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(3,4-二甲氧基苯基)-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(6c)：白色粉末，產率85%；熔點233～235 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.02 (s,1H), 8.09～8.07 (m, 1H), 7.61～7.49 (m, 4H), 7.21～7.14 (m,2H), 6.77～6.65 (m, 3H), 5.56 (d,J= 4.0 Hz, 1H), 4.75 (d,J=4.0 Hz, 1H), 3.65 (s, 3H), 3.53 (s, 3H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6), δ: 170.7, 163.3, 148.5, 148.0, 141.4, 134.9, 132.6,130.6, 130.2, 129.8, 128.9, 128.8, 128.2, 128.0, 127.8, 127.7,125.3, 120.6, 111.7, 111.2, 63.5, 55.3, 55.1, 49.6.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C24H20Cl2NO5計算值：472.0719；測量值：472.0732.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-氟苯基)-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(6d)：白色粉末，產率77%；熔點233～235 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.04 (s, 1H), 8.08～8.07(m, 1H), 7.63～7.51 (m, 5H), 7.17～7.02 (m, 5H), 5.65 (d,J=4.4 Hz, 1H), 4.83 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6), δ: 170.5, 163.1, 161.7 (d,1JC-F= 245.4 Hz), 141.1,134.6, 133.1 (d,4JC-F= 2.7 Hz), 132.7, 130.8, 130.3, 130.1 (d,3JC-F= 8.2 Hz), 129.8, 129.1, 128.5, 127.9, 127.8, 115.1 (d,2JC-F= 21.5 Hz), 63.0, 49.2.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H15Cl2FNO3計算值：430.0413；測量值：430.0416.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-氯苯基)-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(6e)：白色粉末，產率82%；熔點235～237 ℃。

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.09 (s, 1H), 8.11～8.10(m, 1H), 7.66～7.53 (m, 5H), 7.32～7.30 (m, 2H), 7.20～7.18 (m,1H), 7.14～7.12 (m, 2H), 5.68 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J=4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.1,141.1, 135.9, 134.4, 132.8, 132.8, 130.8, 130.4, 129.9, 129.7,128.5, 128.3, 128.0, 128.0, 127.9, 127.7, 63.0, 49.1.ESIHRMS:m/z[M + H]+C22H15Cl3NO3計算值：446.0118；測量值：446.0123.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-溴苯基)-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸(6f)：白色粉末，產率79%；熔點245～247 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.09 (s, 1H), 8.11～8.09(m, 1H), 7.71～7.61 (m, 5H), 7.58～7.53 (m, 2H), 7.23～7.18 (m,1H), 7.07～7.05 (m, 2H), 5.66 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J=4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.0,141.1, 136.3, 134.4, 132.7, 131.6, 130.8, 130.3, 130.2, 129.7,129.1, 128.5, 128.0, 127.9, 127.7, 126.5, 121.4, 63.1, 49.0.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H15BrCl2NO3計算值：489.9612；測量值：489.9607.

1.3.3 四氫異喹啉酮-4-羧酸酯類衍生物(7a～7e)的合成 參考文獻方法[32]制備。化合物5k (1 mmol)加入到25 mL 的圓底燒瓶中，再依次加入無水二氯甲烷(5 mL)、二環(huán)己基碳二亞胺(DCC) (1.1 mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP) (0.1 mmol) 和羥基化合物(1.1 mmol)，室溫下攪拌8 h，TLC 監(jiān)測(展開劑 :V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 8 : 2) 至反應完成。產物經1%碳酸氫鈉溶液洗滌，合并有機相，用無水硫酸鈉干燥，減壓除去溶劑，經硅膠柱層析分離(洗脫劑：V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 15 : 1)得到粗品，用V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 1 : 1 的混合溶劑重結晶，得化合物7a～7e。

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸甲酯(7a)：無色透明油狀物，產率83%。1H NMR(400 MHz, CDCl3), δ: 8.23～8.22 (m, 1H), 7.52～7.51 (m, 1H),7.49～7.47 (m, 2H), 7.41～7.21 (m, 6H), 7.13～7.12 (m, 2H),5.60 (s, 1H), 4.03 (d,J= 0.8 Hz, 1H), 3.76 (s, 3H).13C NMR(100 MHz, CDCl3), δ: 171.3, 163.6, 142.0, 138.8, 133.2, 133.1,132.5, 131.3, 130.9, 130.0, 129.4, 129.2, 129.2, 129.1, 128.9,128.6, 126.6, 126.5, 65.0, 53.4, 51.8.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C23H18Cl2NO3計算值：426.0664；測量值：426.0656.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸苯酯(7b)：白色固體，產率81%；熔點131～134 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3)，δ: 8.30～8.28 (m, 1H),7.54～7.52 (m, 3H), 7.40～7.39 (m, 4H), 7.30～7.28 (m, 3H),7.26～7.23 (m, 2H), 7.20～7.18 (m, 2H), 7.00～6.98 (m, 2H),5.67 (s, 1H), 4.30 (d,J= 0.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,CDCl3)，δ: 169.6, 163.5, 150.7, 141.9, 138.6, 133.4, 133.1,132.0, 131.5, 131.0, 130.0, 130.0, 129.4, 129.4, 129.3, 129.3,129.1, 128.8, 126.8, 126.7, 126.7, 121.5, 64.9, 51.9.ESIHRMS:m/z[M + H]+C28H20Cl2NO3計算值：488.0820；測量值：488.0825.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸芐酯(7c)：白色固體，產率84%；熔點161～163 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3), δ: 8.25～8.23 (m, 1H), 7.49～7.47(m, 2H), 7.41～7.40 (m, 1H), 7.34～7.32 (m, 4H), 7.25～7.20 (m,6H), 7.13～7.12 (m, 2H), 7.06～7.05 (m, 1H), 5.57 (s, 1H),5.24～5.12 (m, 2H), 4.07 (d,J= 0.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3), δ: 170.6, 163.6, 141.9, 138.8, 135.4, 133.2,132.9, 132.5, 131.2, 130.9, 129.9, 129.3, 129.3, 129.1, 129.0,129.0, 128.9, 128.6, 128.4, 126.6, 126.3, 68.0, 65.0, 52.1.ESIHRMS:m/z[M + H]+C29H22Cl2NO3計算值：502.0977；測量值：502.0981.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸苯乙酯(7d)：白色固體，產率87%；熔點161～164 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3), δ: 8.23～8.22 (m, 1H), 7.48～7.45(m, 3H), 7.38～7.37 (m, 1H), 7.25～7.23 (m, 6H), 7.16～7.14 (m,2H), 7.11～7.10 (m, 2H), 7.03～7.02 (m, 2H), 5.53 (s, 1H),4.42～4.33 (m, 2H), 3.97 (d,J= 0.4 Hz, 1H), 2.86 (t,J= 4.4 Hz, 2H).13C NMR (100 MHz, CDCl3), δ: 170.7, 163.5, 141.9,138.8, 137.6, 133.1, 133.0, 132.5, 131.2, 130.9, 130.1, 129.3,129.2, 129.1, 129.1, 129.0, 128.9, 128.8, 128.6, 127.0, 126.6,126.4, 66.7, 64.9, 51.9, 35.2.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C30H24Cl2NO3計算值：516.1133；測量值：516.1137.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氫異喹啉-4-羧酸環(huán)己酯(7e)：白色固體，產率92%；熔點137～139 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3), δ: 8.23～8.22 (m, 1H), 7.53～7.46(m, 3H), 7.40～7.39 (m, 1H), 7.26～7.21 (m, 5H), 7.15～7.14 (m,2H), 5.59 (s, 1H), 4.87～4.84 (m, 1H), 4.01 (d,J= 1.2 Hz, 1H),1.79～1.24 (m, 10H).13C NMR (100 MHz, CDCl3), δ: 170.2,163.7, 142.0, 139.0, 133.0, 133.0, 131.2, 130.9, 129.8, 129.3,129.2, 129.1, 128.9, 128.8, 128.5, 126.6, 126.4, 74.6, 65.1,52.3, 31.6, 31.4, 25.5, 23.5, 23.4.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C28H26Cl2NO3計算值：494.1290；測量值：494.1292.

1.4 生物活性測定

1.4.1 離體抑菌活性測定 采用菌絲生長速率法測定目標化合物在100 μg/mL 下對7 種供試植物病原真菌的抑菌活性[33]。用十字交叉法測量菌落直徑(mm)，按公式(1)計算抑制率(I)：

其中，DC為對照組菌落生長直徑；DT為處理組菌落生長直徑。試驗結果為3 次獨立重復試驗的平均值 ± 標準誤差，每次獨立的重復試驗設置3 個平行重復。

選取初篩活性較好的目標化合物測定其EC50值?；衔镔|量濃度梯度設置為100、50、20、10 和5 μg/mL。陽性對照啶酰菌胺的質量濃度梯度設置為1.0、0.5、0.2、0.1 和0.05 μg/mL。將質量濃度和抑制率分別轉化為對數(shù)值和幾率值后，利用文獻方法[34]計算EC50值和其95%的置信區(qū)間。

1.4.2 室內藥效測定 采用離體葉片組織法測定供試化合物對油菜菌核病的室內藥效。采摘健康、長勢一致的新鮮油菜葉片，用75%酒精擦拭葉面消毒晾干。用打孔器從生長4 d 的油菜菌核病菌菌落邊緣打下菌餅(直徑5 mm)，并在葉片中央用消毒后的針刺傷，將其接種到葉片的傷口處。然后配制500、200 和100 μg/mL 的供試化合物溶液，保護作用需要在接菌前1 d 噴施，治療作用在接菌后1 d 噴施，噴施的藥液應達到葉片的最大持留量。以啶酰菌胺(10 μg/mL)為陽性對照，無菌水處理為空白對照。每處理設置5 個重復。將處理后的葉片置于溫室保濕培養(yǎng)(溫度25 ℃，相對濕度80%)，2 d 后，十字交叉法測量病斑直徑，不規(guī)則病斑采用3 次不同部位十字交叉法測量取均值作為其直徑，然后計算每個濃度下的病斑面積平均值，按公式(2)計算防治效果(E)[35]。

其中：S0為對照組病斑平均面積，cm2；ST為處理組病斑平均面積，cm2。結果為5 個重復的平均值 ± 標準誤差。

2 結果與討論

2.1 目標化合物的合成與表征

合成反應得到的產物存在3,4 位順式和反式兩類立體異構體。由已報道文獻可知，對于C3 位為苯基取代的該類化合物，反式異構體的δH3高于5.0，δH4大多低于4.3，并且3JH3-H4小于2.0 Hz[31,36-38]；對于順式異構體，δH3高于5.0，由于同側苯環(huán)的屏蔽作用δH4高于4.5，兩個氫在氫譜上可看到明顯的耦合裂分且3JH3-H4大于4.0 Hz[39-40]。據此，通過所得化合物的氫譜數(shù)據可知，5a、5b 和7a～7e 為3,4 位反式構型，6c～6f 的順反構型比例分別為10 : 1、5 : 1、10 : 1 和5 : 3，其余化合物為順式構型。已有報道表明，在堿性條件下，如采用N,N′-羰基二咪唑(CDI)合成酯[41]和在氫氧化鈉水溶液中[42]會引起3,4 位構型的翻轉；本研究發(fā)現(xiàn)，5k 在DCC/DMAP 縮合條件下同樣會導致構型翻轉，從而得到反式產物7a～7e。在反式構型化合物5a 的氫譜中，δ13.10 的單峰是羧基上氫的信號峰，δ8.00～7.09 的吸收峰是苯環(huán)上9 個氫的信號峰，δ5.36 和δ4.10 的單峰分別是H3 和H4 的信號峰，其余為N2 上正丙基的信號峰；在其碳譜中，δ172.2 和163.3 分別是羧基碳和羰基碳的信號峰，δ60.9 和50.8 分別是C3 和C4 的信號峰，其余在芳香區(qū)的吸收峰(δ126.1～139.6)是苯環(huán)上碳的信號峰，高場區(qū)的吸收峰為正丙基碳的信號峰。而在順式構型5e 的氫譜中，δ5.50 和δ4.95的雙峰(3JH3-H4= 5.6 Hz)分別是H3 和H4 的信號峰。對于鄰位取代的胺類底物——鄰甲基苯胺、鄰乙基苯胺、鄰苯氧基苯胺、鄰苯甲基苯胺、鄰氟苯胺、2,3-二甲基苯胺和2,6-二甲基苯胺，本研究中未發(fā)現(xiàn)有相應的目標產物生成。

2.2 目標化合物的生物活性

2.2.1 離體抑菌活性 目標化合物5a～5k、6a～6f和7a～7e 在100 μg/mL 下對7 種植物病原真菌的菌絲生長抑制率見表1。由表中數(shù)據可知，在2 號位N 原子上引入不同取代基(5a～5k)對7 種病原真菌的菌絲生長均表現(xiàn)出抑制作用，但抑制程度有所差異。對于油菜菌核病菌，供試化合物對菌絲生長的抑制率均達到80%以上，其中，化合物5g～5k 的抑制率超過90%。化合物5f 對立枯絲核菌菌絲生長的抑制效果最好，抑制率為93.7%，化合物5e 對膠孢炭疽菌菌絲生長的抑制作用最強，抑制率為87.5%，其余化合物對這兩種供試病原菌都具有中等的抑制活性。供試化合物對西瓜枯萎病菌、番茄灰霉病菌和蘋果斑點落葉病菌的抑制活性相對較弱，最高抑制率分別為82.3%、78.0%和78.8%。供試化合物對粉紅聚端孢菌的抑制活性最差。在3 號位引入不同取代基得到的化合物6a～6f 對7 種病原真菌的活性也有類似的趨勢；而酯類化合物7a～7e 的抑制率均低于20%。綜上，所合成的四氫異喹啉酮-4-羧酸類化合物對多種病原菌均有抑制作用，但對油菜菌核病菌的抑制效果最好。

表1 化合物5a～5k、6a～6f 和7a～7e 在100 μg/mL 下對7 種植物病原菌菌絲生長抑制率Table 1 The inhibition rates of compounds 5a-5k、6a-6f and 7a-7e against mycelial growth of 7 plant pathogenic fungi at the concentration of 100 μg/mL

進一步測定化合物5a～5k 和6a～6f 對油菜菌核病菌菌絲生長的EC50值。結果 (表2) 表明，不同化合物對油菜菌核病菌菌絲生長的抑制活性有所差異。其中，化合物5k 對油菜菌核病菌的抑菌活性最好，EC50值為5.8 μg/mL，但活性不及對照藥劑啶酰菌胺(EC50=0.094 μg/mL) (圖1)；對于6a～6f，6f 的抑菌活性最強，EC50值為32.0 μg/mL，但低于先導化合物5k。酯類化合物7a～7e 在200 μg/mL 下對油菜菌核病菌的菌絲生長抑制率均低于30%。以上結果表明，在化合物5k 的3 位苯環(huán)上引取代基以及對4 號位羧基進行酯化均不利于活性提高。

表2 化合物5a～5k、6a～6f 和7a～7e 對油菜菌核病菌皿內菌絲生長的毒力(4 d)Table 2 The toxicities of compounds 5a-5k, 6a-6f and 7a-7e against S.sclerotiorum (4 d)

圖1 不同濃度化合物5k 和啶酰菌胺對油菜菌核病菌皿內菌絲生長的影響Fig.1 Effects of compounds 5k and boscalid against S.sclerotiorum at different concentrations

通過構效關系分析發(fā)現(xiàn)，在N 原子上引入不同的取代基對化合物的抑菌活性會產生不同影響。隨著脂肪烷基鏈長度的增加，抑菌活性呈下降趨勢(5a＞5c＞5d)；N 原子上脂肪烷烴支鏈的增加也會導致活性降低(5a＞5b)；在5e的N 取代的苯環(huán)上引入不同的吸電子取代基，化合物的活性有所提高，且表現(xiàn)出取代基位置和數(shù)目的選擇性，如4-BrC6H4取代(5h)的活性要強于3-BrC6H4取代(5j)，以及4-ClC6H4取代(5g)的活性低于3,4-diClC6H3取代(5k)。另外，抑菌活性隨著N 取代的苯環(huán)上吸電子基團電負性的降低而有所提高，如EC50值的變化為：4-IC6H4(5i) ≈ 4-BrC6H4(5h) ＜4-ClC6H4(5g) ＜ 4-FC6H4(5f)。在C3 位苯環(huán)上引入不同取代基，化合物的活性均有不同程度的下降，這說明該位點是一個敏感部位，在后續(xù)結構改造中應保留或作減小取代基體積的苯環(huán)的電子等排替換；而在C4 位引入不同類型的酯基，化合物的活性顯著降低，因此C4 位的羧基是保持活性所需的基團。

2.2.2 化合物5k的室內藥效測定 采用離體組織法測定了化合物5k對油菜菌核病的室內防治效果。結果見表3 和圖2。從表3 數(shù)據可知，化合物5k在不同質量濃度下對油菜菌核病均表現(xiàn)出一定程度的保護和治療作用效果，且保護作用優(yōu)于治療作用。當供試質量濃度為500 μg/mL 時，保護作用防效為94.6%，與對照藥劑啶酰菌胺在10 μg/mL 下的保護作用防效相當，而在100 μg/mL和200 μg/mL 下均低于對照藥劑。從圖2 中可知，與空白對照相比，隨著化合物5k質量濃度的增加，病斑面積逐漸減小。

表3 化合物5k 對油菜菌核病的防治效果Table 3 The control efficacy of compound 5k against S.sclerotiorum

3 結論

利用Castagnoli-Cushman 反應以及成酯反應合成了22 個具有異喹啉-1(2H)-酮骨架的四氫異喹啉酮-4-羧酸(酯)類化合物。離體抑菌活性測定結果表明，該類化合物對油菜菌核病菌表現(xiàn)出較好的抑制活性，其中化合物5k的活性最高，EC50值為5.8 μg/mL，但低于對照藥劑啶酰菌胺；室內防治效果試驗表明，化合物5k在500 μg/mL 時對油菜菌核病的保護作用與對照藥劑啶酰菌胺在10 μg/mL 時的相當，可作為先導化合物進一步優(yōu)化。構效關系分析表明，在N 原子取代的苯環(huán)上引入不同的取代基時抑菌活性均有所提高，且表現(xiàn)出位置和數(shù)目的選擇性，而在C3 位引入取代基則對活性不利，同時C4 位的羧基是一個必需的活性基團。本研究結果可為該類化合物的進一步結構優(yōu)化提供借鑒。