鄭玉國，付如凱，鄧　釗，余忠林，黃　勇，騰園園，吳　用，郭晴晴(興義民族師范學院綠色化學合成技術研究所民族藥用生物資源研究與開發(fā)實驗室，貴州興義　562400)

新型含2，4-二氯苯基-1，2，4-三唑Schiff堿Mannich堿衍生物的合成及生物活性*

鄭玉國，付如凱，鄧釗，余忠林，黃勇，騰園園，吳用，郭晴晴
(興義民族師范學院綠色化學合成技術研究所民族藥用生物資源研究與開發(fā)實驗室，貴州興義562400)

摘要:3-巰基-4-氨基-5-(2，4-二氯)苯基-1，2，4-三唑與取代苯甲醛經縮合反應制得中間體4-(取代苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a～3d) ; 3a～3d在甲醛溶液中分別與嗎啉于75℃反應4 h合成了4個新型的含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff堿Mannich堿衍生物——4-(取代苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮，收率69%～81%，其結構經1H NMR，13C NMR，IR及元素分析表征。初步生物活性測試結果表明:部分目標化合物在用藥量為100 mg·L－1時對黃瓜霜霉病的抑制率達100%。

關鍵詞:2，4-二氯苯基; 1，2，4-三唑;曼尼希堿;合成;生物活性

質量與教學改革工程資助項目{黔教高發(fā)［2013］446號} ;貴州省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(201410666001) ;興義民族師

范學院自然科學重點資助項目(llxyy202)

在農用化學品中，含2，4-二氯苯基衍生物具有如抗菌、殺蟲、除草等廣泛的生物活性。目前商品化農藥品種中有很多含2，4-二氯苯基，如己唑醇、戊菌唑和啶斑肟等。1，2，4-三唑及其衍生物具有廣泛的生物活性，如抗菌、殺蟲、除草、抗病毒、抗炎和心血管等活性［1－5］。短短幾十年已開發(fā)了數十個高效低毒的農藥品種，如三唑酮、唑啶草酮、唑蚜威等，以其為母體結構進行修飾在藥物研發(fā)中備受關注。而Schiff堿衍生物因具有如抗菌、殺蟲、除草、抗病毒及除草等廣泛的生物活性［6－8］，在新藥設計中常被作為活性藥效基團。許多具有生物活性的Schiff堿衍生物陸續(xù)被報道［9－10］。

Scheme 1

Mannich反應是構筑有機分子骨架的經典方法，由其衍生而得到的Mannich堿具有抗菌、消炎、抗腫瘤等廣泛的生物活性，常具有比母體分子更好的生物活性、更低的毒副作用性［11－12］，其合成和生物活性研究一直是農藥化學研究的熱點之一。

為了篩選新的農藥先導結構，本文根據藥物設計中的活性基團拼接原理，將2，4-二氯苯基官能團和1，2，4-三唑連接到Schiff堿骨架上，利用Mannich反應，設計并合成了含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff堿Mannich堿衍生物。3-巰基-4-氨基-5-(2，4-二氯)苯基-1，2，4-三唑(1)與取代苯甲醛(2a～2d)經縮合反應制得中間體4-(取代苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a～3d) ; 3a～3d在甲醛溶液中分別與嗎啉于75℃反應4 h合成了4個新型的含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff堿Mannich堿衍生物——4-(取代苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4a～4d，Scheme 1)，收率69%～81%，其結構經1H NMR，13C NMR，IR及元素分析表征。采用幼苗盆栽法進行生物活性測試，結果表明: 3a，4a，4b及4c對黃瓜霜霉病的抑制率達100%，說明該類化合物通過結構優(yōu)化尋求高活性的農藥先導化合物值得進一步研究開發(fā)。

1　實驗部分

1．1儀器與試劑

X-5型熔點儀(溫度未校正) ; JEOL-ECX 400 NMR型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標) ; IR Prestige-21型紅外光譜儀(KBr壓片) ; Elementar Vario-Ⅲ型元素分析儀。

1按文獻［7］方法合成;其余所用試劑均為分析純。

1．2合成

(1) 3a～3d的合成(以3a為例)

在反應瓶中加入1 0．26 g(10 mmol)和2-甲氧基苯甲醛(2a) 1．36 g(12 mmol)的無水乙醇(30 mL)溶液，攪拌下于65℃反應4 h(TLC檢測)。冷卻至室溫，抽濾，濾餅干燥后經硅膠柱層析［洗脫劑: A = V(石油醚)∶V(乙酸乙酯) =2∶1］純化得白色片狀固體4-［3-(2-甲氧基苯次甲亞胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a)，產率82%，m．p．192℃～194℃;1H NMR (DMSO-d6)δ: 14．35(s，1H，NH)，10．24(s，1H，N = CH)，7．01～7．87(m，7H，ArH)，3．87 (s，3H，OCH3) ; IR ν: 3 098，2 936，1 691，1 612，1 591，1 525，1 485，1 448，1 230，823，667 cm－1; Anal．calcd for C16H12N4OSCl2: C 50．67，H 3．19，N 14．77; found C 50．96，H 3．48，N 15．02。

用類似的方法合成3b～3d，其表征數據與Scheme 1預期結構吻合。

(2) 4a～4d的合成(以4a為例)

在反應瓶中加入3a 3．79 g(10 mmol)，甲醛水溶液20 mL和嗎啉1．3 g(15 mmol)的無水乙醇(30 mL)溶液，攪拌下回流反應4 h(TLC檢測)。冷卻至室溫，靜置析出固體。抽濾，濾餅經硅膠柱層析(洗脫劑: A =5∶1)純化得4a。

用類似的方法合成4b～4d。

4-(2-甲氧基苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4a) :白色粉末，產率78%，m．p．177℃～179 ℃;1H NMR δ: 10．13(s，1H，a-H)，7．02～7．89 (m，7H，ArH)，5．19(s，2H，b-H)，3．57(t，J = 4．4 Hz，4H，c-H)，2．75(t，J = 4．4 Hz，4H，d-H) ;13C NMR δ: 39．37，50．78，56．51，66．57，69．49，112．85，120．24，121．45，124．19，126．80，128．28，129．93，134．55，134．92，135．29，137．36，159．78，161．09，163．20; IR ν: 3 080，2 966，1 602，1 561，1 488，1 468，680 cm－1; Anal．calcd for C21H21N5O2SCl2: C 52．72，H 4．42，N 14．64; found C 52．94，H 4．63，N，14．87。

4-(4-甲基苯甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4b) :白色晶體，產率72%，m．p．155℃～157℃;1H NMR δ: 9．73 (s，1H，a-H)，8．66 (s，1H，ArH)，7．88(d，J =2．0 Hz，1H，ArH)，7．77(d，J = 8．4 Hz，1H，ArH)，7．65～7．67(m，3H，ArH)，7．31(d，J =8．0 Hz，1H，ArH)，5．19(s，2H，b-H)，3．57(t，J =4．4 Hz，4H，c-H)，2．75 (t，J =4．4 Hz，4H，d-H)，2．37(s，3H，CH3) ;13C NMR δ: 21．73，50．80，69．58，124．07，128．31，128．78，129．17，129．50，129．99，130．28，134．45，134．90，137．41，143．93，145．80，163．35，166．87; IR ν: 3 066，2 965，1 604，1 569，1 553，1 511，1 477，1 457，1 425，1 394，1 282，820，763，681 cm－1; Anal．calcd for C21H21N5OSCl2: C 54．55，H 4．58，N 15．15; found C 54．82，H 4．69，N 15．36。

4-(2，4-二氯苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4c) :黃色粉末，產率69%，m．p．124℃～125 ℃;1H NMR δ: 10．66(s，1H，a-H)，7．92(s，1H，ArH)，7．55～7．85(m，5H，ArH)，5．20(s， 2H，b-H)，3．57(t，J =4．4 Hz，4H，c-H)，2．75 (t，J =4．4 Hz，4H，d-H) ;13C NMR δ: 50．76，56．49，66．56，69．45，123．91，128．32，129．06，129．08，130．00，130．41，134．66，134．96，136．45，137．47，138．53，146．16，157．96，163．05; IR ν: 3 076，2 962，1 609，1 552，1 471，1 453，1 432，1 394，1 286，802，774，678 cm－1; Anal．calcd for C20H17N5OSCl4: C 46．44，H 3．31，N 13．54; found C 46．62，H 3．52，N 13．72。

4-(4-氟苯次甲亞胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(嗎啉亞甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4d) :黃色粉末，產率81%，m．p．132℃～134℃;1H NMR δ: 9．86(s，1H，a-H)，7．83～7．89(m，3H，ArH)，7．78 (d，J = 8．4 Hz，1H，ArH)，7．64～7．66(m，1H，ArH)，7．33(t，J =8．8 Hz，2H，ArH)，5．20(s，2H，b-H)，3．57(t，J =4．4 Hz，4H，c-H)，2．75(t，J =4．4 Hz，4H，d-H) ;13C NMR δ: 50．79，66．56，69．61，116．86，117．08，124．00，128．33，128．83，128．86，130．01，131．68，131．78，134．45，134．90，137．46，145．86，163．31，164．04，165．38，166．54; IR ν: 3 070，2 964，1 602，1 553，1 510，1 477，1 458，1 426，1 375，1 297，817，770，681 cm－1; Anal．calcd for C20H18N5OSFCl2: C 51．51，H 3．89，N 15．02; found C 51．62，H 4．03，N 15．31。

1．3生物活性測試

(1)抑菌活性測試

待測化合物用混合溶劑A［V(丙酮)∶V(甲醇) =1∶1］溶解后，用0．1%吐溫80溶液將其稀釋至100 mg·L－1。取溫室培養(yǎng)的黃瓜苗作為黃瓜霜霉病、黃瓜炭疽病的寄主植物，小麥苗作為小麥白粉病的寄主植物，玉米苗作為玉米銹病的寄主植物。其中黃瓜霜霉病、黃瓜炭疽病、玉米銹病及小麥白粉病采用幼苗盆栽法進行抑菌活性測試，稻瘟病菌和蔬菜灰霉病菌采用離體孢子萌發(fā)抑制法進行抑菌活性測試。實驗方法按文獻［13］方法進行，每個樣品重復3次，對照藥劑采用相應濃度計算防效。

(2)殺蟲活性測試

待測化合物用混合溶劑A溶解后，用0．1%吐溫80溶液稀釋至600 mg·L－1。以黏蟲、小菜蛾、桃蚜、朱砂葉螨為靶標，采用Airbrush噴霧法按文獻［14］方法進行殺蟲活性測定。處理后的試材移至標準觀察室內(23～25)℃。幼蟲處理后逐日觀察其取食、生長發(fā)育和死亡情況，處理后3 d調查試蟲的死亡情況，用供試化合物對靶標致死率來表示。

2　結果與討論

2．1表征

以4a為例，對其進行結構表征。1生成3a后，NH2質子峰(δ 5．53)消失，NH質子峰(δ 14．03)仍存在，在低場出現亞胺(N = CH)質子峰(δ 10．13)，說明NH2與醛基發(fā)生了反應。經Mannich反應生成4a后，無NH質子信號，出現了CH2質子峰(δ 5．19)，說明發(fā)生了反應生成了新的化合物。

在4a中，由于受三唑環(huán)的去屏蔽作用影響，N = CH質子吸收峰向低場移動，其化學位移出現在δ 10．13。嗎啉環(huán)上的CH2NCH2(c-H)，由于受鄰位亞甲基的耦合，裂分為三重峰(δ 3．59)。嗎啉環(huán)上的CH2OCH2(d-H)由于受鄰位亞甲基的耦合，裂分為三重峰(δ 2．77)。這兩組質子相互偶合，偶合常數J = 4．4 Hz。苯環(huán)上質子峰化學位移值出現在δ 7．02～7．89。

IR分析表明，3a在1 691 cm－1處出現C = N吸收峰。經Mannich反應生成4a后，NH吸收峰消失; 3 080 cm－1和2 966 cm－1為苯環(huán)上C = C－H伸縮振動峰;在1 602 cm－1的吸收峰為C = N伸縮振動，由于三唑環(huán)的供電子的共軛效應，比一般C = N的紅外吸收偏低;苯環(huán)C = C骨架伸縮振動吸收在1 468 cm－1～1561 cm－1。

2．2生物活性

(1)抑菌活性

3a～3d和4a～4d對植物病菌的抑制活性結果見表1。從表1可見，所有化合物在用藥量為100 mg·L－1時對玉米銹病、黃瓜炭疽病、稻瘟病及蔬菜灰霉病無抑制活性，但對黃瓜霜霉病具有優(yōu)良的抑制活性，其中3a，4a，4b及4c對黃瓜霜霉病的抑制率達100%。從構效關系看，3通過結構優(yōu)化為4后對黃瓜霜霉病的防治效果相對升高。

(2)殺蟲活性

化合物對黏蟲、小菜蛾、桃蚜及朱砂葉螨的殺蟲抑制活性結果見表2。

表1　　　化合物對植物病菌的抑制活性Table 1 　Inhibition activities of compounds on phytopathogenic fungi

表2　　　化合物的殺蟲活性*Table 2 　Insecticidal activities of compounds

從表2可以看出，3a～3d和4a～4d對小菜蛾和粘蟲無抑制活性，對桃蚜具有一定的防治效果。3通過結構優(yōu)化為4后對桃蚜的防治效果相對升高。

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Synthesis and Bioactivities of Novel Mannich Base Derivatives Containing 1，2，4-Triazole Schiff Base and 2，4-Dichlorophenyl Units

ZHENG Yu-guo，FU Ru-kai，DENG Zhao，YU Zhong-lin，HUANG Yong，TENG Yuan-yuan，WU Yong，GUO Qing-qing
(Institute of Green Chemistry-Synthesis Technology，Key Laboratory of Research and Development of Ethnomedicinal Biological Resources，Xingyi Normal University for Nationalities，Xingyi 562400，China)

Abstract:Four intermediates，5-(2，4-dichlorophenyl) -4-(substituted benzylideneamino) -2H-1，2，4-triazole-3(4H) -thione(3a～3d)，were prepared by the condensation reaction of 4-amino-5-(2，4-dichlorophenyl) -2H-1，2，4-triazole-3(4H) -thione with substituted benzaldehyde．Four novle Mannich base derivatives containing 1，2，4-triazole Schiff base and 2，4-dichlorophenyl units，4-(substituted benzylideneamino) -5-(2，4-dichlorophenyl) -2-(morpholinomethyl) -2H-1，2，4-triazole-3(4H) -thiones，were synthesized in yield of 69%～81% by reaction of 3a～3d with morpholine in formaldehyde and ethanol at 75℃for 4 h，respectively．The structures were characterized by1H NMR，13C NMR，IR and elemental analysis．The preliminary bioassay showed that some compounds exhibited the best activities against P．cubensis at 100 mg·L－1．

Keywords:2，4-dichlorophenyl; 1，2，4-triazolo; Mannich base; synthesis; bioactivity

作者簡介:鄭玉國(1982－)，男，漢族，山東壽光人，副教授，主要從事新農藥的創(chuàng)制研究。E-mail: yuguobaolong@163．com

基金項目:2012年貴州省高等學校教學質量與教學改革工程資助項目{黔教高發(fā)［2012］426號} ; 2013年貴州省高等學校教學

*收稿日期:2014-01-16;

修訂日期:2015-05-06

中圖分類號:O626．26; O621．3

文獻標識碼:A

DOI:10．15952/j．cnki．cjsc．1005－1511．2015．07．0589