鄭廣進(jìn)，張翠忠，曾振芳

(廣西民族師范學(xué)院，廣西高校桂西南特色植物資源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，廣西 崇左 532200)

?

含1,3,4-噻二唑基團(tuán)的Mannich堿的合成與抑菌活性的研究*

鄭廣進(jìn)，張翠忠，曾振芳

(廣西民族師范學(xué)院，廣西高校桂西南特色植物資源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，廣西 崇左 532200)

以5-烷基-2-氨基-1,3,4-噻二唑、芳醛及β-萘酚為原料，在微波輻射下經(jīng)Mannich反應(yīng)合成了10種未見文獻(xiàn)報(bào)道的含1,3,4-噻二唑基團(tuán)的Mannich堿，其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR和1H NMR確證。采用菌絲生長速率法測試了目標(biāo)化合物的抑菌活性，初步抑菌活性測試結(jié)果表明，在50 mg/L的濃度下，所有目標(biāo)化合物對5種供試植物病原菌均有不同程度的抑菌活性，其中化合物b對番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病菌的抑制率達(dá)80%以上。

1,3,4-噻二唑；Mannich堿；合成；抑菌活性

1,3,4-噻二唑衍生物具有抗菌[1-2]、抗病毒[3]，除草[4]、調(diào)節(jié)植物生長[5]等生物活性，受到廣大農(nóng)藥開發(fā)者的青睞，已商品化的含1,3,4-噻二唑基團(tuán)的農(nóng)藥代表品種有除草劑氟噻草胺[6](Flufenacet)，殺菌劑噻菌銅[7](Thiodiazole-copper)等。

Mannich堿類化合物也具有抗真菌[8]、抑菌[9]、除草[10]等多種生物活性。筆者根據(jù)活性基團(tuán)亞結(jié)構(gòu)拼接原理，將1,3,4-噻二唑基團(tuán)引入Mannich堿結(jié)構(gòu)單元中，設(shè)計(jì)并合成了10個未見文獻(xiàn)報(bào)道的含1,3,4-噻二唑基團(tuán)的Mannich堿(合成路線如圖1所示)。采用紅外光譜和核磁共振氫譜對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確認(rèn)，并對其抑菌活性進(jìn)行了初步研究。

1 實(shí) 驗(yàn)

1. 1 儀器與試劑

KJ23B-AN美的微波爐，廣東美的微波爐制造有限公司；SG-WRR目視熔點(diǎn)儀，上海申光儀器有限公司；Spectrum 65型傅里葉紅外光譜儀，美國Perkin Elmer公司；BRUKER AVANCE 600M核磁共振波譜儀，瑞士Bruker 公司。

對照藥劑為噻菌靈(triabendazole)，純度98.5%，北京穎泰嘉和科技股份有限公司生產(chǎn)；其他化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。中間體5-烷基-2-氨基-1,3,4-噻二唑按文獻(xiàn)[11]合成。

圖1 目標(biāo)產(chǎn)物的合成路線

1. 2 目標(biāo)化合物的合成通法

在100 mL燒杯中依次加入5 mmol 5-烷基-2氨基-1,3,4-噻二唑、5 mmol β-萘酚和6 mmol芳醛，混勻，用表面皿蓋上燒杯口，調(diào)節(jié)中火檔位，間歇輻射8-10 min，冷卻，加入適量95%乙醇將之溶解，邊攪拌邊滴加適量蒸餾水，待有大量固體析出后靜置30 min，抽濾，水洗，80%乙醇重結(jié)晶即得目標(biāo)化合物。

1.3 抑菌活性測試

以噻菌靈為陽性對照，采用菌絲生長速率法[12]，測試了10個目標(biāo)化合物在50 mg/L下對5種供試菌株的抑菌活性。抑菌活性的計(jì)算公式為：

(1)

2 結(jié)果與討論

2.1 目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 目標(biāo)產(chǎn)物a

白色粉狀固體，產(chǎn)率50%，熔點(diǎn)：199～200 ℃。

IR(KBr壓片)：3635(OH);3404(NH);3100(Ar-H); 2879(CH2);1625(C=N);1580,1516 (C=C)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：7.16～8.20 (m,2H,Ar-H),7.25～8.30(m,6H,Ar-H), 7.36(s,1H,CH),7.78～7.81(t,2H,Ar-H),7.95(s,1H,OH), 8.61 (s,1H, Ar-H), 8.63(s,1H,N=CH), 10.32 (s,1H,NH)。

2.1.2 目標(biāo)產(chǎn)物b

白色粉狀固體，產(chǎn)率54%，熔點(diǎn)：153～155 ℃。

IR(KBr壓片)：3632(OH);3417(NH);3145(Ar-H); 2981(CH2);1625(C=N);1600,1583 (C=C)。

1H NMR(600 MHz,DMSO-d6/TMS)：7.15～8.20 (m,2H,Ar-H),7.26～8.31(m,6H,Ar-H),7.34 (s,1H,CH), 7.79～7.81(t,2H,Ar-H),7.98(s,1H,OH), 8.61 (s,1H, Ar-H), 10.28 (s,1H,NH)。

2.1.3 目標(biāo)產(chǎn)物c

白色粉狀固體，產(chǎn)率68%，熔點(diǎn)：149～151 ℃。

IR(KBr壓片)：3634(OH);3369(NH);3025(Ar-H);2955,2869(CH3);2928,2706(CH2);1626 (C=N);1580,1518 (C=C)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：0.87(t,3H, CH3),1.29～1.33(q,2H,CH2),1.56～1.59(t,2H, CH2),2.78～2.80(t,2H,CH2),7.19～7.29(m,3H, Ar-H),7.41～7.43(t,2H,Ar-H),7.54～7.65(m,2H,Ar-H),7.81～7.83(q,2H,Ar-H), 7.95(s,1H,OH),8.13(s,1H,CH),8.59～8.60(s,2H,Ar-H), 10.32 (s,1H,NH)。

2.1.4 目標(biāo)產(chǎn)物d

白色粉狀固體，產(chǎn)率70%，熔點(diǎn)：158～159 ℃。

IR(KBr壓片)：3640(OH);3392(NH);3238, 3023 (Ar-H);2985(CH3);1626(C=N);1599(C=C)。

1H NMR(600 MHz,DMSO-d6/TMS)：0.85(t,3H,CH3),1.27～1.30(q,2H,CH2),1.56～1.58(t,2H,CH2),2.38～2.40(t,2H,CH2),2.80～2.81(t,2H,CH2),7.20～7.29(m,3H,Ar-H),7.53～7.65(m,3H,Ar-H),7.83～7.85 (q,2H,Ar-H), 7.81(s,1H,CH),8.15(s,1H,OH),8.60～8.64 (m,3H, Ar-H),10.30 (s,1H,NH)。

2.1.5 目標(biāo)產(chǎn)物e

淺黃色粉狀固體，產(chǎn)率55%，熔點(diǎn)：213～115 ℃。

IR(KBr壓片)：3630(OH);3395(NH);3242,3156 (Ar-H);2984(CH2);1603(C=N);1526 (C=C); 1348 (NO2)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：7.15～7.18 (m,2H,Ar-H),7.25～8.31(m,6H,Ar-H), 7.33(s,1H,CH), 7.68～7.72(t,2H,Ar-H),7.98(s,1H,OH),10.38(s,1H,NH)。

2.1.6 目標(biāo)產(chǎn)物f

淺黃色粉狀固體，產(chǎn)率66%，熔點(diǎn)：172～174 ℃。

IR(KBr壓片)：3632(OH);3408(NH);3059(Ar-H);2969,2869(CH3);2930(CH2);1625(C=N); 1529(C=C);1346 (NO2)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：7.15～7.18 (m,2H,Ar-H),7.25～8.31(m,6H,Ar-H), 7.33(s,1H,CH), 7.68～7.72(t,2H,Ar-H),7.98(s,1H,OH),10.38(s,1H,NH)。

2.1.7 目標(biāo)產(chǎn)物g

淺黃色粉狀固體，產(chǎn)率71%，熔點(diǎn)：216～218 ℃。

IR(KBr壓片)：3395(OH);3241(NH),3155,3025(Ar-H);2984(CH3);2811(CH2);1603(C=N); 1536(C=C),1348 (NO2)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：0.83(t,3H,CH3),1.27～1.30(q,2H,CH2),1.56～1.58(t, 2H,CH2),2.77～2.81(t,2H,CH2), 2.97～2.99(t,2H,CH2),7.20～8.08(m,10H,Ar-H), 8.19(s,1H,CH), 8.60(s,1H,OH),10.36(s,1H,NH)。

2.1.8 目標(biāo)產(chǎn)物h

白色粉狀固體，產(chǎn)率70%，熔點(diǎn)：119～120 ℃。

IR(KBr壓片)：3632(OH);3259(NH);3050(Ar-H); 2919(CH3);1630(C=N);1600,1584(C=C)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：0.85(t,3H,CH3)1.31～1.33(q,2H,CH2),1.54～1.57(t,2H,CH2),2.78～2.84(t,2H,CH2),7.18～8.06(m,10H,Ar-H),8.23(s,1H,CH),8.62(s,1H,OH), 10.28 (s,1H,NH)。

2.1.9 目標(biāo)產(chǎn)物i

白色粉狀固體，產(chǎn)率72%，熔點(diǎn)：203～205 ℃。

IR(KBr壓片)：3630(OH);3437(NH);3281,3190, 3079(Ar-H);1611(C=N);1600,1524(C=C); 1366(CH3)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：0.83(t,3H, CH3),1.23～1.26(q,2H,CH2),1.56～1.58(t,2H,CH2), 2.38～2.40(t,2H,CH2),2.84～2.87(t,2H,CH2),7.20～7.29(m,3H,Ar-H),7.53～7.65(m,3H,Ar-H),7.83～7.85(q,2H,Ar-H), 7.81(s,1H,CH),8.15(s,1H,OH),8.60～8.64 (m,2H, Ar-H),10.30 (s,1H,NH)。

2.1.10 目標(biāo)產(chǎn)物j

白色粉狀固體，產(chǎn)率77%，熔點(diǎn)：162～164 ℃。

IR(KBr壓片)：3404(OH);3289(NH);3150(Ar-H); 2971(CH3);2840(CH2);1606(C=N);1598, 1536(C=C)。

1H NMR(600 MHz, DMSO-d6/TMS)：0.83(t,3H, CH3),1.23～1.26(q,2H,CH2),1.56～1.58(t,2H,CH2), 2.38～2.40(t,2H,CH2),3.78(s,3H,OCH3),6.94～6.96(m, 4H,Ar-H),7.72～7.74(m,4H,Ar-H),7.90～7.92(t,2H, Ar-H),8.00 (s, 1H,CH),8.10(s,1H,OH),11.30(s,1H,NH)。

2.2 抑菌活性

采用菌絲生長速率法測試了10個目標(biāo)化合物在50 mg/L下對5種供試菌株的抑菌活性，結(jié)果見表1。

表1 目標(biāo)化合物對5種植物病原真菌菌絲生長的抑制作用(50 mg/L，72 h)

結(jié)果表明，在50 mg/L的濃度下，所有目標(biāo)化合物對5種供試植物病原菌均有不同程度的抑菌活性，其中化合物b對番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病菌的抑制率達(dá)80%以上。在芳環(huán)結(jié)構(gòu)相同的情況下，比較噻二唑基團(tuán)上不同取代基對活性的影響，發(fā)現(xiàn)b和e的活性比其他化合物的活性高，即噻二唑基團(tuán)上5位連接吸電子基三氟甲基的化合物的抑菌活性高于連接給電子基的化合物活性；在噻二唑基團(tuán)相同的情況下，化合物的抑菌活性隨芳環(huán)結(jié)構(gòu)的變化無明顯規(guī)律。

3 結(jié) 論

本文采用微波輔助合成Mannich堿衍生物，該法簡便快捷，反應(yīng)過程無需額外的溶劑及催化劑，后處理簡便，是一種綠色環(huán)保的方法。本文所合成的10個目標(biāo)化合物在50 mg/L的濃度下對5種供試植物病原菌均有不同程度的抑菌活性，部分化合物的活性較高，可以進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以尋找具有開發(fā)潛力的化合物。

[1] 張奇龍,袁澤利,張?jiān)魄?等.新型含2,5-二-(3,5-二甲基吡唑-4-巰基)-1,3,4-噻二唑-M(M=Co2+,Cd2+,Mn2+) 配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及其抑菌活性研究[J].化學(xué)學(xué)報(bào),2012(3):152-157.

[2] 楊旭,金淑惠,楊彩霞,等.2-(1,5-亞戊基)-5-取代亞氨基-Δ3-1,3,4-噻二唑啉的合成及殺菌活性[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2004(1):22-25.[3] 付一峰,左翔,范志金,等.Ugi反應(yīng)合成4-甲基-1,2,3-噻二唑化合物及其抗煙草花葉病毒活性(文)[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2010(4):408-416.

[4] 孫召慧,黃偉,貢云蕓,等.新型含1,3,4-噻二唑的硫脲化合物的合成及除草活性[J].有機(jī)化學(xué)學(xué),2013,33(12):2612-2617.

[5] 宋新建,王勝,譚小紅,等.N-[5-(4-三氟甲基苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基]-N’-芳?；宓暮铣伞⒔Y(jié)構(gòu)及其生物活性[J].有機(jī)化學(xué),2007(1):72-76.

[6] 姜育田,陳同明,李茂青.氟噻草胺的合成[J].農(nóng)藥,2007(11):734-736.[7] 呂旭健.新型殺菌劑噻菌銅的應(yīng)用技術(shù)研究及推廣[D].杭州:浙江大學(xué),2009.

[8] 齊平,靳穎華,郭春,等.硫色滿酮3位Mannich堿衍生物的合成及其抗真菌活性[J].中國藥物化學(xué)雜志,2003(3):134-137.

[9] 趙明濤.含噻二唑Mannich堿的合成及抑菌活性研究[D].西安:陜西科技大學(xué),2012.

[10]張成路,唐杰,殷立瑩,等.一鍋法合成3-取代-1-嗎啉基-1,2,4-均三唑Mannich堿及其活性評價(jià)[J].有機(jī)化學(xué),2016(2):358-363.[11]樂長高,丁健樺,楊思金.5-烷基-2-氨基-1,3,4-噻二唑的合成及應(yīng)用[J].化學(xué)世界,2002(7):366-368.

[12]吳文君.植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)論[M].西安:陜西科學(xué)與技術(shù)出版社,1988:123-127.

Synthesis and Antifungal Activitiy of Mannich Base Containing 1,3,4-thiadiazole*

ZHENGGuang-jin,ZHANGCui-zhong,ZENGZhen-fang

(Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory Breeding Base of Chemistry of Guangxi Southwest Plant Resources,Guangxi Normal University for Nationalities, Guangxi Chongzuo 532200, China)

Ten novel mannich bases containing 1,3,4-thiadiazole were synthesized using 5-alkyl-2-amine-1,3,4- thiadiazol, aromatic aldehyde and β-naphthol as raw material via mannich reaction under microwave irradiation. The structures of all compounds were confirmed by IR and1H NMR. The antifungal activitiys of the target compounds were tested by mycelium growth rate method, preliminary bioassay showed that all the synthesized compounds had different inhibition on five tested plant pathogenic fungi at the concentration of 50 mg/L, among them, the inhibition rate of b against Pseudomonas syingae pv. tomato was above 80%.

1,3,4-thiadiazol; mannich base; synthesis; antifungal activitiy

2013年度廣西高?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(2013YB271)。

鄭廣進(jìn)(1982-)，男，講師，主要從事有機(jī)合成與抑菌活性研究。

O626.25

B

1001-9677(2016)020-0040-03