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

郑玉国，付如凯，邓　钊，余忠林，黄　勇，腾园园，吴　用，郭晴晴(兴义民族师范学院绿色化学合成技术研究所民族药用生物资源研究与开发实验室，贵州兴义　562400)

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

郑玉国，付如凯，邓钊，余忠林，黄勇，腾园园，吴用，郭晴晴
(兴义民族师范学院绿色化学合成技术研究所民族药用生物资源研究与开发实验室，贵州兴义562400)

摘要:3-巯基-4-氨基-5-(2，4-二氯)苯基-1，2，4-三唑与取代苯甲醛经缩合反应制得中间体4-(取代苯次甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a～3d) ; 3a～3d在甲醛溶液中分别与吗啉于75℃反应4 h合成了4个新型的含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff碱Mannich碱衍生物——4-(取代苯甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(吗啉亚甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮，收率69%～81%，其结构经1H NMR，13C NMR，IR及元素分析表征。初步生物活性测试结果表明:部分目标化合物在用药量为100 mg·L－1时对黄瓜霜霉病的抑制率达100%。

关键词:2，4-二氯苯基; 1，2，4-三唑;曼尼希碱;合成;生物活性

质量与教学改革工程资助项目{黔教高发［2013］446号} ;贵州省大学生创新创业训练计划项目(201410666001) ;兴义民族师

范学院自然科学重点资助项目(llxyy202)

在农用化学品中，含2，4-二氯苯基衍生物具有如抗菌、杀虫、除草等广泛的生物活性。目前商品化农药品种中有很多含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广泛的生物活性，如抗菌、杀虫、除草、抗病毒、抗炎和心血管等活性［1－5］。短短几十年已开发了数十个高效低毒的农药品种，如三唑酮、唑啶草酮、唑蚜威等，以其为母体结构进行修饰在药物研发中备受关注。而Schiff碱衍生物因具有如抗菌、杀虫、除草、抗病毒及除草等广泛的生物活性［6－8］，在新药设计中常被作为活性药效基团。许多具有生物活性的Schiff碱衍生物陆续被报道［9－10］。

Scheme 1

Mannich反应是构筑有机分子骨架的经典方法，由其衍生而得到的Mannich碱具有抗菌、消炎、抗肿瘤等广泛的生物活性，常具有比母体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农药化学研究的热点之一。

为了筛选新的农药先导结构，本文根据药物设计中的活性基团拼接原理，将2，4-二氯苯基官能团和1，2，4-三唑连接到Schiff碱骨架上，利用Mannich反应，设计并合成了含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff碱Mannich碱衍生物。3-巯基-4-氨基-5-(2，4-二氯)苯基-1，2，4-三唑(1)与取代苯甲醛(2a～2d)经缩合反应制得中间体4-(取代苯次甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a～3d) ; 3a～3d在甲醛溶液中分别与吗啉于75℃反应4 h合成了4个新型的含2，4-二氯苯基均三氮唑Schiff碱Mannich碱衍生物——4-(取代苯甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(吗啉亚甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4a～4d，Scheme 1)，收率69%～81%，其结构经1H NMR，13C NMR，IR及元素分析表征。采用幼苗盆栽法进行生物活性测试，结果表明: 3a，4a，4b及4c对黄瓜霜霉病的抑制率达100%，说明该类化合物通过结构优化寻求高活性的农药先导化合物值得进一步研究开发。

1　实验部分

1．1仪器与试剂

X-5型熔点仪(温度未校正) ; JEOL-ECX 400 NMR型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标) ; IR Prestige-21型红外光谱仪(KBr压片) ; Elementar Vario-Ⅲ型元素分析仪。

1按文献［7］方法合成;其余所用试剂均为分析纯。

1．2合成

(1) 3a～3d的合成(以3a为例)

在反应瓶中加入1 0．26 g(10 mmol)和2-甲氧基苯甲醛(2a) 1．36 g(12 mmol)的无水乙醇(30 mL)溶液，搅拌下于65℃反应4 h(TLC检测)。冷却至室温，抽滤，滤饼干燥后经硅胶柱层析［洗脱剂: A = V(石油醚)∶V(乙酸乙酯) =2∶1］纯化得白色片状固体4-［3-(2-甲氧基苯次甲亚胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3a)，产率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。

用类似的方法合成3b～3d，其表征数据与Scheme 1预期结构吻合。

(2) 4a～4d的合成(以4a为例)

在反应瓶中加入3a 3．79 g(10 mmol)，甲醛水溶液20 mL和吗啉1．3 g(15 mmol)的无水乙醇(30 mL)溶液，搅拌下回流反应4 h(TLC检测)。冷却至室温，静置析出固体。抽滤，滤饼经硅胶柱层析(洗脱剂: A =5∶1)纯化得4a。

用类似的方法合成4b～4d。

4-(2-甲氧基苯甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(吗啉亚甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4a) :白色粉末，产率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-甲基苯甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(吗啉亚甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4b) :白色晶体，产率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-(2，4-二氯苯次甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(吗啉亚甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4c) :黄色粉末，产率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-氟苯次甲亚胺基) -5-(2，4-二氯苯基) -2-(吗啉亚甲基) -2H-1，2，4-三唑-3-硫酮(4d) :黄色粉末，产率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生物活性测试

(1)抑菌活性测试

待测化合物用混合溶剂A［V(丙酮)∶V(甲醇) =1∶1］溶解后，用0．1%吐温80溶液将其稀释至100 mg·L－1。取温室培养的黄瓜苗作为黄瓜霜霉病、黄瓜炭疽病的寄主植物，小麦苗作为小麦白粉病的寄主植物，玉米苗作为玉米锈病的寄主植物。其中黄瓜霜霉病、黄瓜炭疽病、玉米锈病及小麦白粉病采用幼苗盆栽法进行抑菌活性测试，稻瘟病菌和蔬菜灰霉病菌采用离体孢子萌发抑制法进行抑菌活性测试。实验方法按文献［13］方法进行，每个样品重复3次，对照药剂采用相应浓度计算防效。

(2)杀虫活性测试

待测化合物用混合溶剂A溶解后，用0．1%吐温80溶液稀释至600 mg·L－1。以黏虫、小菜蛾、桃蚜、朱砂叶螨为靶标，采用Airbrush喷雾法按文献［14］方法进行杀虫活性测定。处理后的试材移至标准观察室内(23～25)℃。幼虫处理后逐日观察其取食、生长发育和死亡情况，处理后3 d调查试虫的死亡情况，用供试化合物对靶标致死率来表示。

2　结果与讨论

2．1表征

以4a为例，对其进行结构表征。1生成3a后，NH2质子峰(δ 5．53)消失，NH质子峰(δ 14．03)仍存在，在低场出现亚胺(N = CH)质子峰(δ 10．13)，说明NH2与醛基发生了反应。经Mannich反应生成4a后，无NH质子信号，出现了CH2质子峰(δ 5．19)，说明发生了反应生成了新的化合物。

在4a中，由于受三唑环的去屏蔽作用影响，N = CH质子吸收峰向低场移动，其化学位移出现在δ 10．13。吗啉环上的CH2NCH2(c-H)，由于受邻位亚甲基的耦合，裂分为三重峰(δ 3．59)。吗啉环上的CH2OCH2(d-H)由于受邻位亚甲基的耦合，裂分为三重峰(δ 2．77)。这两组质子相互偶合，偶合常数J = 4．4 Hz。苯环上质子峰化学位移值出现在δ 7．02～7．89。

IR分析表明，3a在1 691 cm－1处出现C = N吸收峰。经Mannich反应生成4a后，NH吸收峰消失; 3 080 cm－1和2 966 cm－1为苯环上C = C－H伸缩振动峰;在1 602 cm－1的吸收峰为C = N伸缩振动，由于三唑环的供电子的共轭效应，比一般C = N的红外吸收偏低;苯环C = C骨架伸缩振动吸收在1 468 cm－1～1561 cm－1。

2．2生物活性

(1)抑菌活性

3a～3d和4a～4d对植物病菌的抑制活性结果见表1。从表1可见，所有化合物在用药量为100 mg·L－1时对玉米锈病、黄瓜炭疽病、稻瘟病及蔬菜灰霉病无抑制活性，但对黄瓜霜霉病具有优良的抑制活性，其中3a，4a，4b及4c对黄瓜霜霉病的抑制率达100%。从构效关系看，3通过结构优化为4后对黄瓜霜霉病的防治效果相对升高。

(2)杀虫活性

化合物对黏虫、小菜蛾、桃蚜及朱砂叶螨的杀虫抑制活性结果见表2。

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

表2　　　化合物的杀虫活性*Table 2 　Insecticidal activities of compounds

从表2可以看出，3a～3d和4a～4d对小菜蛾和粘虫无抑制活性，对桃蚜具有一定的防治效果。3通过结构优化为4后对桃蚜的防治效果相对升高。

参考文献

［1］魏学，郑玉国，薛伟，等．新型1，2，4-三唑并［3，4-b］-1，3，4-噻二唑类衍生物合成及抗病毒活性［J］．合成化学，2010，18(5) : 595－598．

［2］Li F L，Dai B，Song H B，et al．Synthesis，structure，and fungicidal activity of triorganotin (4H-1，2，4-triazol-4-yl) benzoates［J］．Heteroat Chem，2009，20(7) : 411－417．

［3］李黔柱，宋宝安，蔡学健，等．N-(1，2，4-三唑)含氟肉桂醛亚胺的合成及生物活性［J］．有机化学，2010，30(4) : 569－575．

［4］Wang B L，Shi Y X，Ma Y，et al．Synthesis and biological activity of some novel trifluoromethyl-substituted 1，2，4-triazole and bis(1，2，4-triazole) Mannich bases containing piperazine rings［J］．J Agric Food Chem，2010，58(23) : 5515－5522．

［5］Wang M H，Zhu R Z，Fan Z J，et al．Bitriazolyl acyclonucleosides synthesized via Huisgen reaction using internal alkynes show antiviral activity against tobacco mosaic virus［J］．Bioorg Med Chem Lett，2011，21 (1) : 354－357．

［6］杨金凤，陶晶，李炳奇，等．芳基吡唑腙及其双杂环化合物的合成与抗菌活性［J］．合成化学，2009，17 (2) : 151－154．

［7］郑玉国，郭晴晴，唐文杰，等．新型三氮唑席夫碱吡唑衍生物的合成［J］．合成化学，2013，21(5) :543－546．

［8］郑玉国，宋泽斌，宋松，等．三唑Schiff碱邻甲酰胺基苯甲酰胺衍生物的合成及生物活性［J］．应用化学，2014，31(11) : 1290－1296．

［9］郑玉国，薛伟，郭晴晴，等．三唑席夫碱苯并吡喃酮衍生物合成及其抗病毒活性［J］．合成化学，2012，20(3) : 316－319．

［10］于赛男，李智超，胡英芝，等．含三氟甲基和双希夫碱化合物的合成与表征［J］．合成化学，2010，18 (2) : 226－228．

［11］Almajan G L，Barbuceanu S F，Almajan E R，et al． Synthesis，characterization and antibacterial activity of some triazole Mannich bases carrying diphenylsulfone moieties［J］．Eur J Med Chem，2009，44(7) : 3083－3089．

［12］唐雪梅，晏菊芳，张映霞，等．4-［3-(4-溴苯基) -3-氧代-1-芳基丙氨基］-N-(嘧啶-2-基)苯磺酰胺的合成及其葡萄糖苷酶抑制活性初步研究［J］．有机化学，2009，29(11) : 1790－1798．

［13］LIU C L，LI L，LI Z M．Desigan，synthesis，and biological activity of novel 4-(3，4-dimethoxyphenyl) -2-methylthiazole-5-carboxylic acid derivatives［J］．Bioorg Med Chem，2004，14(12) : 2825－2830．

［14］李淼，刘若霖，杨浩，等．(E) -2-{ 2-［3-(2，4-二甲基苯基) -1，4-二甲基-1H-吡唑-5-基氧基］甲基}苯基-3-甲氧基丙烯酸甲酯(SYP-4903)的合成及杀虫杀螨活性［J］．农药，2008，42(12) : 874－876．

［15］4-［3-(4-甲基苯甲亚胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3b) :黄色晶体，产率67%，m．p．181℃～183℃;1H NMR(DMSO-d6，下同) δ: 14．36(s，1H，NH)，9．80(s，1H，N = CH)，7．31～7．87(m，7H，ArH)，2．36(s，3H，CH3) ; IR ν: 3 435，2 925，1 651，1 464，1 263，1 047，998，826，667 cm－1; Anal．calcd for C16H12N4SCl2: C 52．90，H 3．33，N 15．42; found C 53．12，H 3．61，N 15．57．4-［3-(2，4-二氯苯甲亚胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3c) :黄色片状固体，产率84%，m．p．200℃～202℃;1H NMR δ: 14．49(s，1H，NH)，10．77(s，1H，N = CH)，7．54～7．90 (m，6H，ArH) ; IR ν: 3 257，3 045，2 933，1 707，1 612，1 591，1 525，1 485，1 448，1 237，829，663 cm－1; Anal．calcd for C15H8N4SCl4: C 43．09，H 1．93，N 13．40; found C 43．41，H 2．26，N 13．81．4-［3-(4-氟苯次甲亚胺)］-5-(2，4-二氯苯基) -4H-1，2，4-三唑-3-硫酮(3d) :白色晶体，产率72%，m．p．156℃～158 ℃;1H NMR δ: 14．40(s，1H，NH)，9．93(s，1H，N = CH)，7．33～7．88 (m，7H，ArH) ; IR ν: 3 077，2 934，1 601，1 584，1 552，1 483，1 465，1 296，837，651 cm－1; Anal．calcd for C15H9N4SFCl2: C 49．06，H 2．47，N 15．26; found C 49．42，H 2．74，N 15．47．

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

作者简介:郑玉国(1982－)，男，汉族，山东寿光人，副教授，主要从事新农药的创制研究。E-mail: yuguobaolong@163．com

基金项目:2012年贵州省高等学校教学质量与教学改革工程资助项目{黔教高发［2012］426号} ; 2013年贵州省高等学校教学

*收稿日期:2014-01-16;

修订日期:2015-05-06

中图分类号:O626．26; O621．3

文献标识码:A

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