3种含1，2，4三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物的合成及抗菌活性

唐传球，孙勇，章平平

(汉江师范学院生物化学与环境工程系，湖北 十堰 442000)



唐传球，孙勇，章平平

(汉江师范学院生物化学与环境工程系，湖北 十堰 442000)

[摘要]以自制膦亚胺与芳基异氰酸酯、正丙醇经aza-Wittig串联反应合成了3个新型的2-正丙氧基-3-芳基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物(3a-3c)，利用1H NMR、MS和元素分析对其结构进行表征。目标化合物对选用的农作物部分菌体均表现出较好的杀菌效果，其中以2-正丙氧基-3-对氯苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮对黄瓜灰霉菌的抑制效果最优。

[关键词]1，2，4-三氮唑；噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮；衍生物；合成；抗菌活性

噻吩并嘧啶酮类杂环化合物以其优良的抗菌、抗肿瘤、抗疟疾、抗过敏、消炎[1～6]等生物活性，广泛应用在药物化学、农药化学和有机化学等领域。据文献报道，取代三氮唑类杂环化合物也有较好的抗菌和植物生长调节作用[7～9]，但目前有关三氮唑取代噻吩并嘧啶酮的研究报道较少。笔者在文献研究的基础上，通过Gewald反应将三氮唑引入噻吩环上，再与PPh3、芳基异氰酸酯和正丙醇通过串联aza-Witting反应合成了3个新型含1，2，4-三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物，对其结构进行了表征，并初步测试了其生物活性。

1试验

1.1仪器及试剂

1)仪器X4型熔点仪(北京第三光学仪器厂，温度计未经校正)； Mercury 400型核磁共振仪(美国Varian公司，TMS为内标，CDCl3为溶剂)；Finnigan Trace质谱仪(美国Thermo Electron公司，70eV)； Vario EL Ⅲ型元素分析仪(德国Elementar公司)。

2)试验药品三苯基膦、正丙醇、三乙基胺、六氯乙烷、乙醚、乙醇、石油醚、二氯甲烷均购自国药集团化学试剂有限公司，芳基异氰酸酯购自阿拉丁试剂(上海)有限公司。所采用试剂使用前均经常规处理。

1.2目标化合物的合成

1)中间体(1)膦亚胺的合成将自制2-氨基-4-甲基-5-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩-3-甲酸乙酯、三苯基膦和六氯乙烷溶于乙腈，室温搅拌，缓慢滴加三乙胺，反应4h后过滤，沉淀用水和无水乙醇分别洗涤2次，再用无水乙醇和石油醚混合溶剂重结晶，制得中间体(1)膦亚胺。

2)中间体(2)碳二亚胺的合成在氮气保护作用下，中间体(1)溶于二氯乙烷中，加入芳基异氰酸酯，在室温下静置6～12h，反应结束，减压脱去二氯乙烷，加入乙醚/石油醚混合溶剂，过滤固体副产物，减压除去溶剂，得到黄色油状碳二亚胺中间体(2)，直接用于下一步合成。

3)目标化合物(3)的合成在中间体(2)的反应瓶中加入无水正丙醇，再加入催化剂正丙醇钠的相应醇溶液，室温搅拌反应2～4h，过滤，减压除去大部分溶剂，残余物用无水乙醇重结晶，得到浅黄色(或白色)的目标产物(3a～3c)。合成路线见图1所示。

图1　目标化合物的合成路线

2结构表征

2-正丙氧基-3-苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(3a)：白色，产率74%,熔点117～119℃；1H NMR(TMS为内标，CDCl3为溶剂)δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1 H,triazolyl-5-H)，7.53～7.23(m，5H，Ph-H)，4.34(t，J=6.4Hz，2H，OCH2)，2.46(s，3H，CH3)，1.64～1.61(m，2H，CH2)，0.81 (t，J=7.2Hz，3H，CH3)；MS m/z(%)：367(M+，100)，324(47)，297(13)，270(7)，233(16)，206(45)，178(28)，119(18)；Aanal.calcd for C18H17N5O2S：C 58.84，H 4.66，N 19.06：found C 59.00，H 4.82，N 19.11。

2-正丙氧基-3-(3-甲基苯基)-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(3b)：浅黄色，产率77%，熔点120～122℃；1H NMR(TMS为内标，CDCl3为溶剂)δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.40～7.04(m，4H，Ar-H)，4.33(t，J=7.2Hz，2H，OCH2)，2.46(s，3H，CH3)，2.45(s，3H，CH3)，1.65～1.62(m，2H，CH2)，0.82(t，J=7.6Hz，3H，CH3)；MS m/z(%)：381(M+，3)，338(6)，311(3)，283(5)，233(18)，206(51)，91(100)，43(88)；Aanal. Calcd for C19H19N5O2S：C 59.83，H 5.02，N 18.36；found C 59.99，H 4.87，N 18.54。

2-正丙氧基-3-(4-氯苯基)-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(3c)：浅黄色，产率76%，熔点126～128℃；1H NMR(TMS为内标，CDCl3为溶剂)δ：8.37(s，1H，triazolyl-3-H)，8.15(s，1H，triazolyl-5-H)，7.51～7.18(m，4H，Ar-H)，4.34(t，J=6.4 Hz，2H，OCH2)，2.45(s，3H，CH3)，1.68～1.62(m，2H，CH2)，0.83(t，J=7.2Hz，3H，CH3)；MS m/z(%)：401(M+，1)，358(1)，293(16)，287(9)，219(27)，183(100)，109(45)，77(96)；Aanal. calcd for C18H16ClN5O2S：C 53.80，H 4.01，N 17.43；found C 54.01，H 3.95，N 17.58。

通过对所合成化合物的1H NMR、MS及元素分析图谱数据进行分析, 可以确定目标化合物结构(所有数据来自华中师范大学分析测试中心)。

1H NMR谱在δ8.35～8.38和8.13～8.15的吸收峰为1，2，4-三唑-1-基的3位和5位上氢的质子吸收峰，呈一单峰；δ6.89～7.90的吸收峰为芳环上氢的质子吸收峰，表现为三级谱图，为较复杂的多重峰；δ2.36～2.48的吸收峰为芳环上甲基氢的质子吸收峰，均呈一单峰；侧链烷基上氢的质子吸收峰与分子结构吻合。从MS数据可以看出，目标化合物的MS谱中，有很强的分子离子峰出现，M+—Cl、M+—CH3、M+—R、M+—Ar、M+—三唑基及芳香环的特征碎片离子峰都很明显；其他噻吩环和嘧啶环破裂碎片离子峰与预期结构相符合。从元素分析数据可以看出，其理论计算值与试验测试值相接近(数据中 Aanal. calcd for C18H16ClN5O2S代表元素分析理论计算值，found代表元素分析测试值)。

以上分析表明目标化合物结构参数与其化学结构一致。

3可能的反应机理

目标化合物的形成机理，可能是正丙醇与碳二亚胺中间体反应，生成类胍中间体后，再由正丙醇钠催化进行分子内成环反应，生成目标化合物。可能的反应机理见图2。

图2　目标化合物的可能反应机理

4目标化合物的杀菌活性

将目标化合物配制成质量浓度为5×10-5g/L的二甲基亚砜溶液，并将其制成固体培养基，灭菌后备用。含有菌种的琼脂片用直径为5mm的打孔器取出，菌丝面朝下，放在新制固体培养基上，置于恒温培养箱内培养48～72h，培养箱的温度控制在27℃，每个菌种做3个平行试验，并以空白培养基作对照，观察杀菌效果，以校正后的空白对照和处理的样品菌斑平均直径计算杀菌率，结果见表1。从测试结果可以看出，新制化合物对所选常见农作物菌种具有一定的杀菌活性，其中以3c活性最好，杀菌率在55%以上，特别是对黄瓜灰霉菌的抑制率达到76%。

表1　目标化合物的杀菌活性

注：A为棉花枯萎菌(Fusarium oxysporum)；B为水稻纹枯菌(Rhizoctonia solani)；C为黄瓜灰霉菌(Botrytis cinereapers)；

D为小麦赤霉菌(Gibberella zeae)；E为苹果轮纹(Dothiorella gregaria)；F为棉花炭疽(Colletotrichum gossypii)。

5结语

通过以上研究可以发现，该试验设备简单，条件温和，产率达70%以上。初步的生物活性测试结果表明，含1，2，4-三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物对常见农作物病菌抗菌作用较好，大部分新制化合物对病菌抑制率达到了50%以上。

[参考文献]

[1]Balasubramanian N, Meenai K, Mitin J, et al. Correlation of antibacterial activity of some N-[5-(2-furanyl)-2-methyl-4-oxo-4H-thieno[2,3-d]pyrimidin-3-yl]-carboxamide and 3-substituted-5-(2-furanyl)-2-methyl-3H-thieno[2,3-d]pyrimidin-4-ones with topological indices using Hansch analysis[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2006, 16(18):4951～4958.

[2] Hafez Hend N, Hussein Hoda A R, El-Gazzar Abdel-Rahman B A, et al. Synthesis of substituted thieno[2,3-d]pyrimidine-2,4-dithiones and their S-glycoside analogues as potential antiviral and antibacterial agents[J]. Eur J Med Chem，2010, 45(9):4026～4034.

[3] Alagarsamy V, Meena S, Ramseshu K V, et al. Synthesis, analgesic, anti-inflammatory, ulcerogenic index and antibacterial activities of novel 2-methylthio-3-substituted-5,6,7,8-tetrahydrobenzo (b) thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones[J]. Eur J Med Chem，2006, 41(11):1293～1300.

[4] Wang Yanong D, Steven J,Dennis P, et al. Inhibition of tumor cell proliferation by thieno[2,3- d]pyrimidin-4(1H)-one-based analogs[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2005, 15(16):3763～3766.

[5] Cohen A, Suzanne P, Lancelot J C, et al. Discovery of new thienopyrimidinone derivatives displaying antimalarial properties toward both erythrocytic and hepatic stages of Plasmodium[J]. Eur J Med Chem, 2015,95(5):16～28.

[6] Mavrova A T, Vuchev D, Anichina K, et al. Synthesis, antitrichinnellosis and antiprotozoal activity of some novel thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones containing benzimidazole ring[J]. Eur J Med Chem, 2010, 45(12):5856～5861.

[7] 孙勇，丁明武.2-二烷氨基-3-苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成及其杀菌活性[J].合成化学，2009，17(5)：548～552.

[8] 孙勇，潘坤，曾沽琼. 新型的2-烷氨基-3-苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-l-基)-噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成及其抑菌活性[J]. 合成化学，2010，18(6)：721～724.

[9] Mavrova A T, Wesselinova D, Tsenov J A, et al. Synthesis and antiproliferative activity of some new thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones containing 1,2,4-triazole and 1,3,4-thiadiazole moiety[J]. Eur J Med Chem, 2014,86(30):676～683.

[编辑]赵宏敏

[收稿日期]2016-01-25

[基金项目]湖北省教育厅自然科学基金项目(Q20135001)。

[作者简介]唐传球(1980-)，男，硕士，讲师，现主要从事有机中间体合成方面的教学与研究工作；通信作者：章平平，zpp34@163.com。

[中图分类号]O621；TQ226.34

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2016)16-0042-04

[引著格式]唐传球，孙勇，章平平.3种含1，2，4-三氮唑噻吩并嘧啶酮衍生物的合成及抗菌活性[J].长江大学学报(自科版)，2016,13(16)：42～46.