1,2,4-三唑硫醚类酰胺衍生物的合成及抑菌活性

2019-10-23

1,2,4-三唑类衍生物具有较为广泛的生物活性,如抗真菌、抗病毒、抗微生物、杀菌、杀虫等,在农药和医药开发领域具有重要意义。3,4,5-三甲氧基苯基是天然产物没食子酸经甲基化反应获得的官能团,具有广谱生物活性,在一些天然产物中也存在此结构,如秋水仙素、鬼臼毒素等。此外,酰胺类化合物也具有广泛的生物活性,也一直是研究的热点。基于以上几点,研发结构新颖的三唑生物活性化合物,减少毒性,改善水溶性及生物利用率具有重要意义,本文采用活性亚结构拼接原理,将3,4,5-三甲氧基苯基、1,2,4-三唑硫醇和酰胺进行有机结合,合成了10个新型3,4,5-三甲氧基苯基-1,2,4-三唑硫醚酰胺类化合物(见图1),其结构经1H NMR13C NMRMSIR表征。同时,采用菌丝生长速率法考察了这类化合物的抑菌活性。实验结果表明:目标化合物(6a6j)对猕猴桃软腐病中的葡萄座腔菌(Botrytis dothidea)、拟茎点霉菌(Phomopsis sp.)和灰霉菌(Botrytis cinerea)均表现出一定的抑制活性,其中化合物6a6j对拟茎点霉菌和灰霉菌呈现出较好的抑制活性。具体合成路线见图1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

熔点由YRT-3型熔点测定仪测定(温度计未校正)IRBio-RadExcalibur FTS3000型红外光谱测定仪测定(KBr压片)1H NMR13C NMRBruker AVANCE NEO-600M测定(DMSO-d6为溶剂,TMS为内标)MSAgilent5973 MS测定。所用试剂均为市售分析纯。中间体3参照文献方法[13]进行制备。

1.2 合成

1.2.1 中间体乙基-2-(5-(345-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酸酯(4)的合成

称取化合物3(10.2 g38.2 mmol)NaOH(2.29 g57.3 mmol)置于250 mL三口烧瓶中,加入100 mL蒸馏水,于室温下搅拌至溶液澄清。随后,逐滴加入溴乙酸乙酯(7.02 g42.0 mmol)。滴加完毕,于室温下反应5 hTLC监测反应。待化合物3反应完全,停止搅拌,抽滤,滤饼用蒸馏水洗涤数次,烘干,得白色粉末状固体,用乙醇重结晶得到白色固体,产率85.3%m.p. 109111 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.41(s1HN-H)7.27(s2HPh-H)4.13(qJ=7.0 Hz2HSCH2-)4.03 (s2HCH2O-)3.85(s6HCH3O)3.72 (s3HCH3O)1.19 (tJ =6.9 Hz3HCH3)13C NMR(DMSO -d6150 MHz) δ:169.3159.2155.8153.8139.7132.0129.1122.4104.061.460.656.533.814.5IR (KBr)ν:32552943170115891500146912431126996723

1.2.2 中间体2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酸(5)的合成

称取化合物4(9.69 g27.4 mmol)KOH(2.31 g41.2 mmol)置于250 mL三口烧瓶中,加入150 mL蒸馏水,升温至100℃,回流2 h。冷却至室温,过滤除去不溶物。收集滤液,用10% HCl调节体系pH值至45,有大量白色絮状固体产生,过滤,滤饼用适量蒸馏水洗涤,烘干,得白色块状固体,用乙酸乙酯重结晶得到白色固体,产率92.5%m.p. 151152 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.38(s1HNH)12.84 (brs1HCOOH)7.27 (s2HPh -H)4.00 (s2HSCH2)3.85 (s6HCH3O)3.72 (s3HCH3O)13C NMR(DMSO -d6150 MHz) δ:170.5159.5155.8153.7139.5122.5103.960.656.534.3IR(KBr)ν:347729441721159614771129997743

1.2.3 目标化合物N-取代苯基-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺类化合物6a6j的合成

称取中间体5(0.79 g2.43 mmol)EDCI(0.56 g2.92 mmol)HOBt(0.39 g2.90 mmol)置于50 mL单口烧瓶中,加入15 mL干燥CH2Cl2溶解。向反应体系中逐滴加入取代苯胺的CH2Cl2溶液,滴加完毕,于室温下反应12 h。待反应完全,旋干溶剂,加水抽滤,烘干得到固体,固体经柱层析色谱分离纯化,得到目标化合物6a6j

N-(4-氟苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6a):淡粉色固体,产率78.4%m.p. 151154 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.36(s1HN-H)10.38(s1HN-H)7.63(ddJ1=8.6 HzJ2=4.9 Hz2HPh-H)7.27(s2HPh-H)7.16(tJ=8.8 Hz2HPh-H)4.10(s2HSCH2-)3.81(s6HCH3O )3.71(s3HCH3O)13C NMR(DMSO-d6150 MHz) δ:166.7159.3157.7153.7139.4135.9121.3121.2115.9115.8103.960.656.436.7ESI-MS(m/z)441.0 [M+Na] +IR (KBr)ν:315029261667150914691132844736

N-(4-氯苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6b):白色固体,产率87.3%m.p. 162165 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.40 (s1HN -H)10.20 (s1HN -H)7.48 (dJ =8.2 Hz2HPh-H)7.27(s2HPh-H)7.11(dJ=8.2 Hz2HPh-H)4.06(s2HSCH2)3.81(s6HCH3O)3.71(s3HCH3O)13C NMR(DMSO-d6150 MHz) δ:166.6159.7155.7153.7137.0132.8122.5103.960.656.436.7ESI -MS (m/z)437.0 [M+H]+IR(KBr)ν:3187292416651132824735

N-(4-溴苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6c):白色固体,产率68.4%m.p. 187188 ℃;1H NMR(DMSO-d6, 600 MHz) δ:10.54(s1HN-H)7.59(dJ=8.6 Hz2HPh-H)7.49(dJ=8.8 Hz2HPh-H)7.29(s2HPh-H)4.11(s2HSCH2)3.80(s6HCH3O)3.70(s3HCH3O)13C NMR(DMSO-d6150 MHz) δ:170.5167.0153.7143.3139.4138.9133.1132.1127.8125.0121.4119.6115.4110.1103.960.656.556.436.9ESI-MS(m/z)479.0 [M-H] -IR (KBr)ν:329429401664159214991131824743

N-(4-硝基苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6d):黄色固体,产率85.7%m.p. 184185 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.37(s1HN-H)10.96 (s1HPh-H)8.23 (dJ=9.2 Hz2HPh-H)7.86(dJ=9.2 Hz2HPh-H)7.25(s2HPh-H)4.17(s2HSCH2)3.79 (s6HCH3O)3.70 (s3HCH3O)13C NMR(DMSO -d6150 MHz) δ:167.9153.7145.6142.8139.4125.5119.2103.860.656.437.0ESI -MS (m/z)468.0[M +Na] +IR (KBr)ν:327229381683150913371130858750

N-(2-硝基苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6e):黄色固体,产率80.5%m.p. 156159 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.38(s1HN-H)10.74(s1HN-H)8.01(dJ=8.0 Hz1HPh-H)7.90 (dJ=7.9 Hz1HPh-H)7.72 (tJ=7.2 Hz1HPh-H)7.36(tJ=7.3 Hz1HPh-H)7.28(s2HPh-H)4.15(s2HSCH2)3.82 (s6HCH3O)3.71 (s3HCH3O)13C NMR(DMSO -d6150 MHz) δ:167.5153.7141.5139.5134.9132.0125.6125.0103.960.656.436.4ESI-MS(m/z)468.0 [M +Na] +IR (KBr)ν:3341323916971591150413401131848749

N-(4--3-氯苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6f):白色固体,产率60.4%m.p. 216217 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.36 (s1HN -H)10.62 (s1HN -H)7.98 (dJ =2.2 Hz1HPh-H)7.70 (dJ=8.8 Hz1HPh-H)7.44 (ddJ1=8.8 HzJ2=2.3 Hz1HPh-H)7.25 (s2HPh-H)4.10(s2HSCH2)3.80(s6HCH3O)3.71(s3HCH3O)13C NMR(DMSOd6150MHz) δ:167.4153.7140.1139.4134.4133.6120.6119.7115.0103.860.656.436.8ESI -MS (m/z)536.8 [M+Na] +IR (KBr)ν:325017071593147214201135983846747

N-(3--4-氟苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6g):白色固体,产率79.5%m.p. 103106 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.36(s1HN-H)10.53(s1HN-H)7.92(ddJ1=6.6 HzJ2=2.3 Hz1HPh-H)7.497.48(m1HPh-H)7.38(tJ=9.1 Hz1HPh-H)7.26 (s2HPh-H)4.09(s2HSCH2)3.81 (s6HCH3O)3.71 (s3HCH3O)13C NMR (DMSOd6150MHz) δ:167.2154.4153.7152.8139.5136.7120.9119.8119.7119.6117.6117.4103.860.656.436.7ESI-MS(m/z)475.0 [M+Na]+IR(KBr)ν:3279160915021131997820741

N-(4--3-硝基苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6h):淡黄色固体,产率82.1%m.p. 139142 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.37 (s1HN -H)10.89 (s1HN -H)8.41 (dJ =2.2 Hz1HPh-H)7.81(ddJ1=8.8 HzJ2=2.3 Hz1HPh-H)7.72(dJ=8.9 Hz1HPh-H)7.25(s2HPh-H)4.13(s2HSCH2)3.80 (s6HCH3O)3.70 (s3HCH3O)13C NMR (DMSOd6150MHz) δ:167.8153.7147.8139.5139.3132.6124.3119.1115.8103.860.656.436.8ESI-MS(m/z)502.0 [M+Na]+IR(KBr)ν:32741691160115411131844

N-(4--3-氟苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6i):白色固体,产率72.1%m.p. 195196 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.35(s1HN-H)10.65(s1HN-H)7.78(ddJ1=11.8 HzJ2=1.7 Hz1HPh-H)7.52(tJ=8.6 Hz1HPh-H)7.35(dJ=8.8 Hz1HPh-H)7.26(s2HPh-H)4.11(s2HSCH2)3.81 (s6HCH3O)3.71 (s3HCH3O); 13C NMR (DMSOd6150MHz) δ:167.4158.3156.6153.7140.0139.9139.5131.1116.4113.6113.5107.7107.5103.860.656.436.8ESI-MS(m/z)468.0[M+Na]+IR(KBr)ν:3237170816081497142211341019840747

N-(3--4-甲基苯基)-2-(5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基巯基)乙酰胺(6j):白色固体,产率75.3%m.p. 181183 ℃;1H NMR(DMSO-d6600 MHz) δ:14.34 (s1HN -H)10.41 (s1HN -H)7.79 (dJ =2.2 Hz1HPh-H)7.38(ddJ1=8.3 HzJ2=2.2 Hz1HPh-H)7.28(dJ=8.6 Hz1HPh-H)7.26(s2HPh-H)4.08(s2HSCH2)3.80(s6HCH3O)3.71(s3HCH3O)2.27(s3HCH3)13C NMR (DMSO-d6150 MHz) δ:167.0153.7139.4138.6133.5131.7130.5119.5118.1103.860.656.436.819.4ESI-MS(m/z)471.0 [M +Na] +IR (KBr)ν:3251170759814981132847746

1.3 抑菌活性测试

采用菌丝生长速率法,以猕猴桃软腐病中的葡萄座腔菌、拟茎点霉菌和灰霉菌为供试对象,在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上测试了目标化合物6a6j(50 mg/L)的体外抑菌活性,以商品药嘧霉胺为对照药剂。

2 结果与讨论

2.1 目标化合物的合成及表征

中间体及目标化合物的合成路线见图1。以3,4,5-三甲氧基苯甲酸、氨基硫脲为原料,经缩合、环化等反应制得中间体3;中间体3与溴乙酸乙酯在碱性条件下反应得到中间体4,进一步水解得到中间体5;中间体5与芳香胺在EDCIHOBt存在的条件下,进行缩合反应,合成得到目标化合物6a6j。所合成的目标化合物均通过1H NMR13C NMRMSIR的确证。

2.2 目标化合物抑菌活性测试

采用菌丝生长速率法,以猕猴桃软腐病中的葡萄座腔菌、拟茎点霉菌和灰霉菌为供试对象,在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上测试了目标化合物6a6j(50 mg/L)的体外抑菌活性,测试结果见表1。测试数据表明:目标化合物对葡萄座腔菌、拟茎点霉菌和灰霉菌都表现出一定抑制活性。由表1可以看出:目标化合物对拟茎点霉菌的抑制活性均在70%89%,其中,化合物6e6g6i6j的抑制率都在80%以上,与对照药嘧霉胺的抑制活性相当;目标化合物对灰霉菌的抑制活性普遍较高,均在80%以上,其中,化合物6j对灰霉菌的抑制率达到了90%

3 结论

3,4,5-三甲氧基苯甲酸为原料,经过一系列反应,合成10个三唑硫醚酰胺类化合物,并通过NMRIRMS对其结构进行了确证。此外,测试了目标化合物分别对猕猴桃软腐病中的葡萄座腔菌、拟茎点霉菌和灰霉菌的抑制活性,结果表明:这系列化合物对拟茎点霉菌的抑制率在70%以上,并且化合物6e6g6i6j的抑制率都在80%以上,与对照药嘧霉胺的抑制活性相当;化合物对灰霉菌的抑制率在80%以上,并且化合物6j对灰霉菌的抑制率达到了90%。由此表明,这一系列化合物都表现出良好的抑菌活性,进一步对其修饰,有望获得高生物活性的化合物。

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