烯唑醇配合物的合成，晶体结构与抑菌活性研究

胡春燕，温世和，聂旭亮,2,3，上官新晨

(1．江西农业大学理学院，江西南昌330045；2．江西省高校天然产物研究与开发重点实验室，江西南昌330045；3．江西农业大学林学院，江西南昌330045)

烯唑醇配合物的合成，晶体结构与抑菌活性研究

胡春燕1，温世和1，聂旭亮1,2,3，上官新晨2，3

(1．江西农业大学理学院，江西南昌330045；2．江西省高校天然产物研究与开发重点实验室，江西南昌330045；3．江西农业大学林学院，江西南昌330045)

摘要：合成了6 个新的烯唑醇配合物，通过元素分析、IR光谱和X-射线单晶衍射表征了配合物的结构。结构分析表明:1属三斜晶系，空间群P-1，晶胞参数: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，六配位的镉离子都采取扭曲的八面体配位构型，与分别来自烯唑醇配体的4个氮原子和2个氯原子配位。1由分子间氢键连接成一维链结构。配合物的抑菌活性均高于配体烯唑醇，而且抑菌活性随其浓度的增加有不同程度的增强。

关键词：烯唑醇;配合物;合成;晶体结构；抑菌活性

农药配合物主要是将农药有效成分与金属盐形成配合物，由于金属盐中某些金属离子本身具有耐高温、抗菌性能、安全性好和稳定性好等特性，这使得农药配合物具有农药用量少、持效期长、原药的稳定性增强、药效增强、对哺乳动物的毒性降低和农药的环境友好性增强等优点。甚至有些农药金属络合

物还可以解决原有产品的抗药性问题，并且具有多重的生物功能。将金属离子与具有生物活性的农药有机结合起来，可以为开发新农药注入新的活力。

烯唑醇(Diniconazole)是日本住友化学公司开发的三唑类内吸性杀菌剂[1]。烯唑醇化学名称为(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。由于其作用机制和作用位点单一，长期频繁的使用，已产生了较严重的抗药性。为了寻找高效、低毒、广谱的新杀菌剂，烯唑醇及其衍生物的合成与应用研究引起人们的广泛关注[2-8]，而关于其配合物的合成与生物活性研究少有报道[9]。近年来，本课题组报道了4个新的烯唑醇配合物的合成与晶体结构[10-12]。本文合成了6 个烯唑醇配合物，并通过元素分析、IR光谱和X-射线单晶衍射表征了配合物的结构，其中烯唑醇镉(1)是一个未见报道的新化合物，还研究了6个烯唑醇配合物的抑菌活性。

1材料与方法

1.1试验试剂与仪器

傅里叶红外光谱仪FTS-40型，美国BIO-RAD公司生产；Perkin Elmer 240B型自动元素分析仪；CCD-X射线单晶衍射仪SMART-1000型，德国Bruker公司生产。烯唑醇，含量大于99.2%，购自江西农业大学化工有限责任公司；CuCl2·6H2O,CdCl2·2H2O,CoCl2·6H2O,NiCl2·2H2O,AgNO3，Ar 上海国药集团生产；其他所用试剂均为化学纯。

意大利青霉(PenicilliumitalicumACCC 30399)，指状青霉(PenicilliumDigitatumACCC 30399)由中国农业微生物菌种保藏中心提供。灰霉(Botrytiscinerea)和水稻纹枯病菌(Rhizoctorziasolani)由江西农业大学生物工程学院提供。

1.2烯唑醇配合物(1-6)的合成和结构表征

将烯唑醇(diniconazole) (0.062 5 g,0.2 mmoL) 溶解在10 mL乙醇中，再将氯化镉(0.024 g,0.1 mmoL)也溶解在10 mL乙醇中，将氯化镉的乙醇溶液搅拌下慢慢滴加到烯唑醇乙醇溶液中。室温搅拌3 h，过滤，得少量白色沉淀和无色溶液。将无色溶液室温下静置15 d后得到适合晶体检测的无色块状晶体。配合物Cd(diniconazole)2Cl2(1)的产率:76%。元素分析，计算值(%)：C60H68CdCl10N12O4(1 488.20):C,48.42;H,4.61;N,11.29。实测值(%):C,48.36;H,4.65;N,11.25。

用同样的方法合成了1-6。配合物Zn(diniconazole)2Cl2(2)的产率:79%，元素分析，计算值(%)：C60H68Cl10N12ZnO4(1 434.23):C,49.72;H,5.29;N,11.60。实测值(%):C,49.65;H,5.350;N,11.55。2属于Triclinic晶系，P-1空间群，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)的产率:74%,元素分析,计算值(%)： C60H68Cl10CoN12O4(1 434.72):C,50.23;H,4.78;N,11.72。实测值(%):C,55.20;H,4.81;N,11.69。3属于Triclinic晶系，P-1空间群，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)的产率:78%，元素分析，计算值(%)： C60H68Cl10N12NiO4(1 432.17):C,50.24;H,4.78;N,11.72。实测值(%):C,50.21;H,4.80;N,11.70。4属于Triclinic晶系，P-1空间群，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)的产率:80%(以氯化铜计)，元素分析，计算值(%)： C60H68Cl10CuN12O4(1 439.30):C,50.07;H,4.76;N,11.68。实测值(%):C,49.98;H,4.71;N,11.65。5属于Triclinic晶系，P-1空间群，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)的产率:65%，元素分析，计算值(%)：C30H34AgCl4N7O5(822.31):C,43.82;H,4.17;N,11.92。实测值(%):C,43.79;H,4.20;N,11.90。6属于Monoclinic晶系，P2(1)/c空间群，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晶体结构的测定

选取合适大小的单晶用于X-射线单晶衍射实验。在Brucker APEX II CCD[13]衍射仪上收集数据，采用MoKα射线(λ=0.071 073 nm)石墨单色器进行检测，采用ω-2θ扫描方式收集衍射数据。全部衍射数据经Lp因子校正和吸收校正，用直接法进行晶体结构解析。随后用多轮差值Fourier合成法确定了非氢原子和氢原子坐标，对全部非氢原子坐标进行了各向异性参数全矩阵的最小二乘法修正。所有结构解析和精修均采用SHELXTL[14-15]程序软件完成。表1给出了配合物1的晶体学数据。

表1　配合物1的晶体学数据

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

表2　配合物1的部分键长[nm]和键角[°]

表3　配合物1氢键的键长[nm]和键角[°]

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

2结果与讨论

2.1晶体结构描述

在配合物(1)的不对称单元中有1个Cd(II)离子，2个烯唑醇配体，1个氯离子。如图1所示，来自

图1　配合物1中镉离子的配位环境图Fig.1　The coordination code of Cd2+ of complexe 1

4个烯唑醇配体的4个氮原子(N1 和N4)和两个咪唑环氮原子(N1A 和N4A)占据了在赤道方向上4个配位位点，来自两个配位水分子的两个氯离子(Cl5和Cl5A)占据了轴向方向的两个位点，从而形成金属离子Cd(II)的八面体六配位环境。如图2所示，烯唑醇羟基上的氢原子与氯离子Cl5形成的O-H...Cl氢键连接相邻的构筑块形成一维氢键链状结构。

图2　配合物1的一维氢键结构Fig.2　The 1D chain of complexe 1

2.2配合物(1-6)的抑菌活性测试

2.2.1PDA培养基的制备实验材料：马铃薯(去皮)200 g，蔗糖20 g，琼脂20 g，蒸馏水1 000 mL。

制法：pH值自然，将马铃薯去皮，洗净，切成小块，称取200 g加入1 000 mL蒸馏水中，煮沸20 min，用纱布过滤，滤液补足蒸馏水至1 000 mL，再加入20 g蔗糖让其溶解，另取10个250 mL的锥形瓶，分别称取2 g琼脂于每个锥形瓶中，用量筒量取100 mL上述溶液倒入锥形瓶中，轻轻摇动使琼脂溶解，放进高压灭菌锅中灭菌20 min以上。

2.2.2抑菌活性测试(1)对于意大利青霉和指状青霉采用牛津杯法。将烯唑醇及配合物用DMF分别配成浓度为20，10，5，2.5 mg/mL的溶液并测定它们对意大利青霉和指状青霉的抑菌活性。将装在锥形瓶中PDA培养基高压蒸汽灭菌后冷却到60 ℃，往其中加入1 mL菌悬液(往试管菌种中加10 mL经过高压灭菌的蒸馏水，然后用筷子刮下试管中的菌，在过滤的菌悬液)，摇匀，倒入已灭菌的培养皿中(100 mL培养基倒5或6个培养皿)，水平放置，即得平板。然后将牛津杯置于培养基中，并用移液枪分别向牛津杯中注入200 μL配体及配合物溶液，在28 ℃下培养48～60 h后，用游标卡尺测定其抑菌圈直径。

接菌与培养：取10支试管，往每支试管中加入9 mL PDA培养，塞上塞子，放进高压灭菌锅中灭菌，灭菌完把试管口部放在玻璃棒上冷却得试管斜面，用接种针划线，放进培养箱中，28 ℃下培养48～60 h后。

(2)对于灰霉和水稻纹枯病菌采用菌丝生长速率法。将烯唑醇及配合物分别用DMF溶解，先配制成10 mg/mL母液，然后再稀释成1 mg/mL的溶液，用量筒量取100 mL土豆培养基，倒入锥形瓶中，加入0.5 mL上述稀释液，摇匀，分别往3个培养皿中各倒入30 mL制得含药平板，得烯唑醇及配合物在土豆培养基中浓度为5 ug/mL，同时设无药平板对照。用打孔器(Φ8.0 mm)打取灰霉，水稻纹枯病菌，将菌块移至各含药平板中央，放到28 ℃恒温箱中培养，同一处理重复3次，等到无药对照培养基平板上的菌体差不多要长满培养皿的时候取出测量，通过运用十字交叉法测量直径取其平均值，按照公式计算菌丝生长抑制率。

接菌与培养：打8.0 mm的菌饼放入含培养基的培养皿中接菌，放入恒温培养箱中培养，灰霉菌放置到28 ℃恒温的培养箱中培养4 d左右，水稻纹枯病菌放置到28 ℃恒温的培养箱中培养2 d左右。

(1)

2.2.3抑菌活性数据分析烯唑醇及其配合物对意大利青霉，指状青霉，水稻纹枯病菌，灰霉菌的抑菌效果分别见下面表4，表5，表6和表7。

表4　烯唑醇及其配合物对意大利青霉的抑菌活性

表5　烯唑醇及其配合物对指状青霉的抑菌活性

综合表4，表5可知，烯唑醇及其配合物对意大利青霉和指状青霉均具有很强的抑菌活性，配合物的抑菌活性均高于配体烯唑醇。抑菌活性随其浓度的增加有不同程度的增强。其中Cu(II)配合物对意大利青霉的抑菌活性最好，20 mg/mL时，配合物与烯唑醇的抑菌活性相差13.8 mm，而烯唑醇Ni(II)配合物对指状青霉的抑菌活性最好，20 mg/mL时，配合物与烯唑醇的抑菌活性相差12.6 mm。

表6　烯唑醇及其配合物对水稻纹枯病菌抑菌活性

表7　烯唑醇及其配合物对灰霉菌的抑菌活性

综合表6、表7可知，烯唑醇及其配合物对水稻纹枯病菌和灰霉菌均具有很强的抑菌活性，配合物的抑菌活性略高于配体烯唑醇。其中Cu(II)配合物的抑菌活性对意大利青霉最好，而烯唑醇Co(II)配合物对指状青霉的抑菌活性最好。

图3　部分样品的抑菌效果Fig.3　Antibacterial activity of part of complexes

3小结

以烯唑醇为配体与过渡金属离子Cu(II)、Zn(II)、Co(II)、Ni(II)、Cd(II)、Ag(I)合成了6个烯唑醇配合物，并表征了它们的结构，测定了烯唑醇镉配合物的晶体结构。利用牛津杯法和菌丝生长速率法测定了烯唑醇及其配合物对意大利青霉、指状青霉、水稻纹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

作者简介：胡春燕(1963—)，女，副教授，硕士，主要从事无机化学教学与科学研究，E-mail:13576953044@163.com。

基金项目：江西省教育厅青年基金(GJJ13261)

收稿日期：2014-07-15修回日期：2014-10-22

中图分类号：O627.23

文献标志码：A

文章编号：1000-2286(2015)01-0073-06