胡春燕，溫世和，聶旭亮,2,3，上官新晨

(1．江西農(nóng)業(yè)大學理學院，江西南昌330045；2．江西省高校天然產(chǎn)物研究與開發(fā)重點實驗室，江西南昌330045；3．江西農(nóng)業(yè)大學林學院，江西南昌330045)

烯唑醇配合物的合成，晶體結構與抑菌活性研究

胡春燕1，溫世和1，聶旭亮1,2,3，上官新晨2，3

(1．江西農(nóng)業(yè)大學理學院，江西南昌330045；2．江西省高校天然產(chǎn)物研究與開發(fā)重點實驗室，江西南昌330045；3．江西農(nóng)業(yè)大學林學院，江西南昌330045)

摘要：合成了6 個新的烯唑醇配合物，通過元素分析、IR光譜和X-射線單晶衍射表征了配合物的結構。結構分析表明:1屬三斜晶系，空間群P-1，晶胞參數(shù):a=0.897 6(2) nm,b=1.355 1(3) nm,c= 1.5 381 (4) nm,α= 92.128(3)°,β=99.029(3)°,γ=106.509(7)°,V=1.764 9(7) nm3,Z=1。在配合物1中，六配位的鎘離子都采取扭曲的八面體配位構型，與分別來自烯唑醇配體的4個氮原子和2個氯原子配位。1由分子間氫鍵連接成一維鏈結構。配合物的抑菌活性均高于配體烯唑醇，而且抑菌活性隨其濃度的增加有不同程度的增強。

關鍵詞：烯唑醇;配合物;合成;晶體結構；抑菌活性

農(nóng)藥配合物主要是將農(nóng)藥有效成分與金屬鹽形成配合物，由于金屬鹽中某些金屬離子本身具有耐高溫、抗菌性能、安全性好和穩(wěn)定性好等特性，這使得農(nóng)藥配合物具有農(nóng)藥用量少、持效期長、原藥的穩(wěn)定性增強、藥效增強、對哺乳動物的毒性降低和農(nóng)藥的環(huán)境友好性增強等優(yōu)點。甚至有些農(nóng)藥金屬絡合

物還可以解決原有產(chǎn)品的抗藥性問題，并且具有多重的生物功能。將金屬離子與具有生物活性的農(nóng)藥有機結合起來，可以為開發(fā)新農(nóng)藥注入新的活力。

烯唑醇(Diniconazole)是日本住友化學公司開發(fā)的三唑類內(nèi)吸性殺菌劑[1]。烯唑醇化學名稱為(E)-(RS)-1-(2,4-二氯苯基)-4,4-二甲基-2-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基)-1-戊烯-3-醇。由于其作用機制和作用位點單一，長期頻繁的使用，已產(chǎn)生了較嚴重的抗藥性。為了尋找高效、低毒、廣譜的新殺菌劑，烯唑醇及其衍生物的合成與應用研究引起人們的廣泛關注[2-8]，而關于其配合物的合成與生物活性研究少有報道[9]。近年來，本課題組報道了4個新的烯唑醇配合物的合成與晶體結構[10-12]。本文合成了6 個烯唑醇配合物，并通過元素分析、IR光譜和X-射線單晶衍射表征了配合物的結構，其中烯唑醇鎘(1)是一個未見報道的新化合物，還研究了6個烯唑醇配合物的抑菌活性。

1材料與方法

1.1試驗試劑與儀器

傅里葉紅外光譜儀FTS-40型，美國BIO-RAD公司生產(chǎn)；Perkin Elmer 240B型自動元素分析儀；CCD-X射線單晶衍射儀SMART-1000型，德國Bruker公司生產(chǎn)。烯唑醇，含量大于99.2%，購自江西農(nóng)業(yè)大學化工有限責任公司；CuCl2·6H2O,CdCl2·2H2O,CoCl2·6H2O,NiCl2·2H2O,AgNO3，Ar 上海國藥集團生產(chǎn)；其他所用試劑均為化學純。

意大利青霉(PenicilliumitalicumACCC 30399)，指狀青霉(PenicilliumDigitatumACCC 30399)由中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏中心提供?；颐?Botrytiscinerea)和水稻紋枯病菌(Rhizoctorziasolani)由江西農(nóng)業(yè)大學生物工程學院提供。

1.2烯唑醇配合物(1-6)的合成和結構表征

將烯唑醇(diniconazole) (0.062 5 g,0.2 mmoL) 溶解在10 mL乙醇中，再將氯化鎘(0.024 g,0.1 mmoL)也溶解在10 mL乙醇中，將氯化鎘的乙醇溶液攪拌下慢慢滴加到烯唑醇乙醇溶液中。室溫攪拌3 h，過濾，得少量白色沉淀和無色溶液。將無色溶液室溫下靜置15 d后得到適合晶體檢測的無色塊狀晶體。配合物Cd(diniconazole)2Cl2(1)的產(chǎn)率:76%。元素分析，計算值(%)：C60H68CdCl10N12O4(1 488.20):C,48.42;H,4.61;N,11.29。實測值(%):C,48.36;H,4.65;N,11.25。

用同樣的方法合成了1-6。配合物Zn(diniconazole)2Cl2(2)的產(chǎn)率:79%，元素分析，計算值(%)：C60H68Cl10N12ZnO4(1 434.23):C,49.72;H,5.29;N,11.60。實測值(%):C,49.65;H,5.350;N,11.55。2屬于Triclinic晶系，P-1空間群，a=0.882 80(7) nm，b=1.370 94(11) nm，c=1.518 29(13) nm，α=91.072(10)°，β=98.597(10)°，γ=106.779(8)°[9]。

配合物Co(diniconazole)2Cl2(3)的產(chǎn)率:74%,元素分析,計算值(%)： C60H68Cl10CoN12O4(1 434.72):C,50.23;H,4.78;N,11.72。實測值(%):C,55.20;H,4.81;N,11.69。3屬于Triclinic晶系，P-1空間群，a=0.880 0(2) nm，b=1.372 9(4) nm，c=1.514 5(4) nm，α=90.918(3)°，β=98.560(3)°，γ=106.775(3)°[10]。

配合物Ni(diniconazole)2Cl2(4)的產(chǎn)率:78%，元素分析，計算值(%)： C60H68Cl10N12NiO4(1 432.17):C,50.24;H,4.78;N,11.72。實測值(%):C,50.21;H,4.80;N,11.70。4屬于Triclinic晶系，P-1空間群，a=0.875 98(6) nm，b=1.378 0(9) nm，c=1.513 4(10) nm，α=90.672(10)°，β=98.521(10)°，γ=106.743(10)°[11]。

配合物Cu(diniconazole)2Cl2(5)的產(chǎn)率:80%(以氯化銅計)，元素分析，計算值(%)： C60H68Cl10CuN12O4(1 439.30):C,50.07;H,4.76;N,11.68。實測值(%):C,49.98;H,4.71;N,11.65。5屬于Triclinic晶系，P-1空間群，a=0.882 3(7) nm，b=1.370 5(10) nm，c=1.516 4(11) nm，α=91.507(11)°，β=97.356(9)°，γ=107.683(9)°[12]。

配合物Ag(diniconazole)2NO3(6)的產(chǎn)率:65%，元素分析，計算值(%)：C30H34AgCl4N7O5(822.31):C,43.82;H,4.17;N,11.92。實測值(%):C,43.79;H,4.20;N,11.90。6屬于Monoclinic晶系，P2(1)/c空間群，a=1.229 2(3) nm，b=1.272 1(3) nm，c=2.431 7(5) nm，α=90°，β=98.694(3)°，γ=90°[12]。

1.3晶體結構的測定

選取合適大小的單晶用于X-射線單晶衍射實驗。在Brucker APEX II CCD[13]衍射儀上收集數(shù)據(jù)，采用MoKα射線(λ=0.071 073 nm)石墨單色器進行檢測，采用ω-2θ掃描方式收集衍射數(shù)據(jù)。全部衍射數(shù)據(jù)經(jīng)Lp因子校正和吸收校正，用直接法進行晶體結構解析。隨后用多輪差值Fourier合成法確定了非氫原子和氫原子坐標，對全部非氫原子坐標進行了各向異性參數(shù)全矩陣的最小二乘法修正。所有結構解析和精修均采用SHELXTL[14-15]程序軟件完成。表1給出了配合物1的晶體學數(shù)據(jù)。

表1　配合物1的晶體學數(shù)據(jù)

aR1=Σ║Fo│-│Fc║/Σ│Fo│;wR2=[Σw(Fo2-Fc2)2/Σw(Fo2)2]1/2。

表2　配合物1的部分鍵長[nm]和鍵角[°]

表3　配合物1氫鍵的鍵長[nm]和鍵角[°]

Symmetry codes:#1:-x+2,-y,-z+1

2結果與討論

2.1晶體結構描述

在配合物(1)的不對稱單元中有1個Cd(II)離子，2個烯唑醇配體，1個氯離子。如圖1所示，來自

圖1　配合物1中鎘離子的配位環(huán)境圖Fig.1　The coordination code of Cd2+ of complexe 1

4個烯唑醇配體的4個氮原子(N1 和N4)和兩個咪唑環(huán)氮原子(N1A 和N4A)占據(jù)了在赤道方向上4個配位位點，來自兩個配位水分子的兩個氯離子(Cl5和Cl5A)占據(jù)了軸向方向的兩個位點，從而形成金屬離子Cd(II)的八面體六配位環(huán)境。如圖2所示，烯唑醇羥基上的氫原子與氯離子Cl5形成的O-H...Cl氫鍵連接相鄰的構筑塊形成一維氫鍵鏈狀結構。

圖2　配合物1的一維氫鍵結構Fig.2　The 1D chain of complexe 1

2.2配合物(1-6)的抑菌活性測試

2.2.1PDA培養(yǎng)基的制備實驗材料：馬鈴薯(去皮)200 g，蔗糖20 g，瓊脂20 g，蒸餾水1 000 mL。

制法：pH值自然，將馬鈴薯去皮，洗凈，切成小塊，稱取200 g加入1 000 mL蒸餾水中，煮沸20 min，用紗布過濾，濾液補足蒸餾水至1 000 mL，再加入20 g蔗糖讓其溶解，另取10個250 mL的錐形瓶，分別稱取2 g瓊脂于每個錐形瓶中，用量筒量取100 mL上述溶液倒入錐形瓶中，輕輕搖動使瓊脂溶解，放進高壓滅菌鍋中滅菌20 min以上。

2.2.2抑菌活性測試(1)對于意大利青霉和指狀青霉采用牛津杯法。將烯唑醇及配合物用DMF分別配成濃度為20，10，5，2.5 mg/mL的溶液并測定它們對意大利青霉和指狀青霉的抑菌活性。將裝在錐形瓶中PDA培養(yǎng)基高壓蒸汽滅菌后冷卻到60 ℃，往其中加入1 mL菌懸液(往試管菌種中加10 mL經(jīng)過高壓滅菌的蒸餾水，然后用筷子刮下試管中的菌，在過濾的菌懸液)，搖勻，倒入已滅菌的培養(yǎng)皿中(100 mL培養(yǎng)基倒5或6個培養(yǎng)皿)，水平放置，即得平板。然后將牛津杯置于培養(yǎng)基中，并用移液槍分別向牛津杯中注入200 μL配體及配合物溶液，在28 ℃下培養(yǎng)48～60 h后，用游標卡尺測定其抑菌圈直徑。

接菌與培養(yǎng)：取10支試管，往每支試管中加入9 mL PDA培養(yǎng)，塞上塞子，放進高壓滅菌鍋中滅菌，滅菌完把試管口部放在玻璃棒上冷卻得試管斜面，用接種針劃線，放進培養(yǎng)箱中，28 ℃下培養(yǎng)48～60 h后。

(2)對于灰霉和水稻紋枯病菌采用菌絲生長速率法。將烯唑醇及配合物分別用DMF溶解，先配制成10 mg/mL母液，然后再稀釋成1 mg/mL的溶液，用量筒量取100 mL土豆培養(yǎng)基，倒入錐形瓶中，加入0.5 mL上述稀釋液，搖勻，分別往3個培養(yǎng)皿中各倒入30 mL制得含藥平板，得烯唑醇及配合物在土豆培養(yǎng)基中濃度為5 ug/mL，同時設無藥平板對照。用打孔器(Φ8.0 mm)打取灰霉，水稻紋枯病菌，將菌塊移至各含藥平板中央，放到28 ℃恒溫箱中培養(yǎng)，同一處理重復3次，等到無藥對照培養(yǎng)基平板上的菌體差不多要長滿培養(yǎng)皿的時候取出測量，通過運用十字交叉法測量直徑取其平均值，按照公式計算菌絲生長抑制率。

接菌與培養(yǎng)：打8.0 mm的菌餅放入含培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中接菌，放入恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，灰霉菌放置到28 ℃恒溫的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4 d左右，水稻紋枯病菌放置到28 ℃恒溫的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 d左右。

(1)

2.2.3抑菌活性數(shù)據(jù)分析烯唑醇及其配合物對意大利青霉，指狀青霉，水稻紋枯病菌，灰霉菌的抑菌效果分別見下面表4，表5，表6和表7。

表4　烯唑醇及其配合物對意大利青霉的抑菌活性

表5　烯唑醇及其配合物對指狀青霉的抑菌活性

綜合表4，表5可知，烯唑醇及其配合物對意大利青霉和指狀青霉均具有很強的抑菌活性，配合物的抑菌活性均高于配體烯唑醇。抑菌活性隨其濃度的增加有不同程度的增強。其中Cu(II)配合物對意大利青霉的抑菌活性最好，20 mg/mL時，配合物與烯唑醇的抑菌活性相差13.8 mm，而烯唑醇Ni(II)配合物對指狀青霉的抑菌活性最好，20 mg/mL時，配合物與烯唑醇的抑菌活性相差12.6 mm。

表6　烯唑醇及其配合物對水稻紋枯病菌抑菌活性

表7　烯唑醇及其配合物對灰霉菌的抑菌活性

綜合表6、表7可知，烯唑醇及其配合物對水稻紋枯病菌和灰霉菌均具有很強的抑菌活性，配合物的抑菌活性略高于配體烯唑醇。其中Cu(II)配合物的抑菌活性對意大利青霉最好，而烯唑醇Co(II)配合物對指狀青霉的抑菌活性最好。

圖3　部分樣品的抑菌效果Fig.3　Antibacterial activity of part of complexes

3小結

以烯唑醇為配體與過渡金屬離子Cu(II)、Zn(II)、Co(II)、Ni(II)、Cd(II)、Ag(I)合成了6個烯唑醇配合物，并表征了它們的結構，測定了烯唑醇鎘配合物的晶體結構。利用牛津杯法和菌絲生長速率法測定了烯唑醇及其配合物對意大利青霉、指狀青霉、水稻紋枯病菌和灰霉菌的抑菌活性。

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Synthesis of Diniconazole Complexes and Their Crystal

Structures and Antibacterial Activities

HU Chun-yan1,WEN Shi-he1,NIE Xu-liang1,2,3,SHANGGUAN Xin-chen2，3

(1.College of Science,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China;2.Key Laboratory of Natural Product Research and Development，Nanchang 330045，China;3.College of Forestry,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China)

Abstract:Six diniconazole complexes were synthesized by solvothermal condition and structurally characterized by element analysis,IR and single crystal X-ray diffraction.Complex 1 is a triclinic system,space group P-1 with a=0.897 6(2) nm,b=1.355 1(3) nm,c=1.538 1 (4) nm,α=92.128(3) °,β=99.029(3) °,γ=106.509(7) °,V=1.764 9(7) nm3,Z=1.In 1,each six-coordinated Cd(II) adopts a distorted octahedral geometry with four nitrogen atoms from triazole ligands and two Cl ions.1 was linked into a one dimensional chain by intermolecular hydrogen bonds.The antibacterial activities of the complexes increased significantly with their concentrations.

Key words:diniconazole；complexes；synthesis；crystal structure；antibacterial activity

作者簡介：胡春燕(1963—)，女，副教授，碩士，主要從事無機化學教學與科學研究，E-mail:13576953044@163.com。

基金項目：江西省教育廳青年基金(GJJ13261)

收稿日期：2014-07-15修回日期：2014-10-22

中圖分類號：O627.23

文獻標志碼：A

文章編號：1000-2286(2015)01-0073-06