一类化合物的合成及其抑菌活性

蒋连瑞，田养光，周文明

(西北农林科技大学 理学院，陕西 杨凌 712100)



一类化合物的合成及其抑菌活性

蒋连瑞，田养光，周文明

(西北农林科技大学 理学院，陕西 杨凌 712100)

【目的】 合成高活性的(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基]乙酸甲酯类化合物，为以后优化和设计新化合物提供理论依据。【方法】 以(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2′-(溴甲基)苯基]乙酸甲酯和4-羟基喹啉-2-酮类化合物为原料，通过醚化反应，合成了10a～10k等11种(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基]乙酸甲酯类化合物，对其进行ESI-MS、IR谱及1H NMR谱分析。以嘧菌酯为对照，采用生长速率法测定化合物10a～10k对烟草赤星病菌、棉花枯萎病菌、水稻瘟疫病菌、玉米弯孢病菌、番茄早疫病菌、苹果腐烂病菌的抑菌活性。【结果】 合成了11个(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基]乙酸甲酯类化合物，确认了其结构。除10a和10d外，其他9个化合物在质量浓度为50 mg/L时对6种供试植物病原菌均具有一定的抑菌活性；化合物10a对烟草赤星病菌的抑制率达91.5%，10c对水稻瘟疫病菌的抑制率达93.3%。【结论】 合成了11个(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基]乙酸甲酯类化合物，除个别化合物外均对6种供试病原菌具有较好的抑菌活性。

(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2′-(溴甲基)苯基]乙酸甲酯；4-羟基喹啉-2-酮；抑菌活性

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂作为一类低毒、高效、广谱、内吸性杀菌剂，对几乎所有的病原真菌如白粉病、霜霉病、稻瘟病等均具有良好的抑菌活性[1-2]。目前，已经上市的甲氧基丙烯酸酯类化合物有嘧菌酯、醚菌酯、苯氧菌胺、醚菌胺、唑菌胺酯等[3-4]。4-羟基喹啉-2-酮类化合物作为医药中间体的研究较为常见，但作为农药中间体的研究则相对较少[5]。本课题组前期以苯胺类化合物为原料，通过酰化、缩合两步反应制得4-羟基喹啉-2-酮类化合物，将其引入到甲氧基丙烯酸酯类化合物中，设计并合成了一系列化合物，该系列化合物对供试的6种病原菌有良好的抑菌活性[6]。为了寻找更高活性的先导化合物，本研究利用修饰改造和活性基团拼接方法[7],将4-羟基喹啉-2-酮类化合物与甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的一种活性基团(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2′-(溴甲基)苯基]乙酸甲酯进行反应，合成了11种新的化合物，并测定了其对烟草赤星病菌等6种植物病原菌的抑菌活性，现将结果报道如下。

1　材料与方法

1.1材料

1.1.1供试病原菌烟草赤星病菌(Alternariaalternata)、棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporumvasinfectum)、水稻瘟疫病菌(Pyriculariagrisea)、玉米弯孢病菌(Curvularialunata)、番茄早疫病菌(Alternariasolani)、苹果腐烂病菌(Valsamali)，均由西北农林科技大学无公害农药研究中心提供。

1.1.2仪器与试剂XT-4型显微熔点测定仪(温度计未校正，北京泰克仪器有限公司)，Nicolet Avatar 330 FT-IR型红外光谱仪(美国Nicolet公司)，Bruker Avance DPX500核磁共振仪(以TMS为内标、CDCl3为溶剂，瑞士Bruker BioSpin公司)，Finnigan Trace型质谱仪 (美国 Thermo Finnigan 公司)。

嘧菌酯(Azoxystrobin)原药，由北京颖泰嘉和科技有限公司提供，纯度为98.5%；N,N-二甲基甲酰胺(DMF，进行无水处理：先加入硫酸镁干燥，然后减压蒸馏，收集76 ℃馏分)及其他试剂均为市售分析纯(AR)试剂。

1.2目标化合物的合成

(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基]乙酸甲酯类化合物的具体合成路线见图1。

1.2.1化合物6的合成以邻甲基苯甲酸为原料，参考文献[8-9]合成。合成的化合物6为淡黄色油状液体，产率为49%。

1.2.2化合物9a～9k的合成参考文献[10-11]合成。以9a的合成为例：向100 mL两口瓶中加入0.930 g(10 mmol)苯胺、1.44 g(10 mmol)丙二酯环亚异丙酯， 80 ℃下反应2 h，冷却，向反应瓶中加入20 g多聚磷酸(PPA)，120 ℃继续反应6 h，冷却，加水充分搅拌，抽滤得粗品，乙醇-水重结晶得纯品9a。合成的化合物9a为淡黄色粉末，产率58%，熔点>300 ℃ (与文献[10-11]报道一致)。

1.2.3化合物10a～10k的合成参考文献[12-13]合成。以10a的合成为例：向100 mL 三口瓶中加入0.483 g(3 mmol)9a 、20 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、0.828 g(6 mmol)无水K2CO3、 0.855 g(3 mmol)化合物6，80 ℃下反应6 h，薄层色谱分析(TLC)跟踪检测，反应完毕后将反应液倒入100 mL冰水中，充分搅拌后，用30 mL乙酸乙酯萃取3次，合并萃取液，依次用50 mL 50 g/L 氢氧化钠溶液和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，硅胶柱层析(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=1∶1)分离纯化，得化合物10a。合成的化合物10a为白色晶体(0.571 g)，产率52%。

1.3化合物结构表征方法及抑菌活性的测定

分别对化合物10a～10k进行ESI-MS、IR谱及1H NMR谱分析，确定其化学结构。

以嘧菌酯原药作为阳性对照、以丙酮作为空白对照，采用生长速率法[14-15]测定化合物10a～10k对烟草赤星病菌、棉花枯萎病菌、水稻瘟疫病菌、玉米弯孢病菌、番茄早疫病菌、苹果腐烂病菌等6种供试病原菌的抑菌活性。用丙酮溶解10a～10k样品，并按照1∶9的体积比加到灭菌融化后的PDA培养基中，配制成含50 mg/L化合物的带药培养基，混匀后趁热将其倒入已灭菌的培养皿内，每皿10 mL，冷却备用。将供试病原菌(菌饼直径0.4 cm)接种到上述培养皿中，培养72 h后用十字交叉法测量菌落直径(cm)，计算菌丝生长抑制率。

菌落扩展直径(cm)=菌落直径平均值-0.4 (菌饼直径)。

菌丝生长抑制率=(对照菌落扩展直径-处理菌落扩展直径)/对照菌落扩展直径×100%。

图 1(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基]乙酸甲酯类化合物的具体合成路线

Fig.1Synthetic route of (E)-2-(methoxyimino)-2-(2-(((2-oxo-1,2-dihydroquinolin-4-yl)oxy) methyl)phenyl)acetate

2　结果与分析

2.1化合物10a～10k的结构表征

化合物10a～10k的理化性质及ESI-MS数据见表1，IR谱和1H NMR谱数据见表2。由表2可知，化合物10a～10k的IR谱图中，在3 300～3 400 cm-1有N-H的特征吸收峰，在1 730 cm-1附近有酯羰基吸收峰，在1 650 cm-1附近有喹啉酮环上的羰基吸收峰，在1 600 cm-1附近有C=N吸收峰。化合物的1H NMR谱图中，δ在3.8左右的单峰是COOCH3上的3个氢所致；δ在4.0左右的单峰则是NOCH3上的3个氢所致；δ在5.0～5.1的单峰是活性基团苯环上的2个亚甲基氢所致；δ在6.0左右的单峰是喹啉酮上双键碳上的1个氢所致；而δ在6.9～7.8的多重峰则是2个苯环上的氢所致。当喹啉酮的苯环上有1个甲基时,则δ在2.5左右有1个单峰；喹啉酮苯环上取代基位置的不同，对喹啉酮上N-H键上氢的δ影响比较大，如10b，10c，10d 3种化合物互为异构体,但由于苯环上甲基所处的位置不同,N-H键上氢的δ分别为8.87，11.85，12.19,因此可以将它们区分开来;化合物10f，10g，10h同样可以根据N-H键上氢的δ不同而加以区分。

表 1　(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基]乙酸甲酯类 化合物10a～10k的理化数据和ESI-MS数据Table 1　Physiochemical and ESI-MS data of (E)-2-(methoxyimino)-2-(2-(((2-oxo-1, 2-dihydroquinolin- 4-yl)oxy)methyl)phenyl)acetate compounds 10a-10k

表 2　(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基] 乙酸甲酯类化合物10a～10k的IR(v)和1H NMR(δ)数据Table 2　IR(v) and 1H NMR (δ) data of (E)-2-(methoxyimino)-2-(2-(((2-oxo-1,2-dihydroquinolin- 4-yl)oxy) methyl)phenyl)acetate compounds 10a-10k

2.2化合物10a～10k的抑菌活性

由表3可知，在质量浓度为50 mg/L时，11种目标化合物对供试病原菌均有不同程度的抑菌活性(除10a和10d对苹果腐烂病菌外)，其中对烟草赤星病菌的抑制率明显高于其他病原菌。化合物10a对烟草赤星病菌的抑制率达到了91.5%，10c对水稻瘟疫病菌的抑制率达到了93.3%。通过比较这11种化合物对供试病原菌的抑制率，可以看出初步的构效关系，对单取代化合物而言，无论是单取代的甲基还是氯，邻位取代的活性较间位和对位取代都要好；甲基取代比氯取代化合物的活性要好。

表 3　50 mg/L(E)-2-甲氧亚胺基-2-[2-(2-氧代喹啉-4-氧甲基)苯基] 乙酸甲酯类化合物10a～10k作用72 h对供试病原菌的抑制率Table 3　Inhibition rates of (E)-2-(methoxyimino)-2-(2-(((2-oxo-1,2-dihydroquinolin-4-yl)oxy)methyl) phenyl)acetate compounds 10a-10k against pathogenic bacteria under 50 mg/L,72 h　%

3　结　论

本研究合成了化合物10a～10k，结果显示，除个别化合物外其均对6种供试病原菌有不同程度的抑菌活性。对其初步的抑菌活性构效关系分析表明：由甲基、甲氧基等供电子基取代的化合物，其整体活性要高于由氯取代等吸电子基取代的化合物，其中由甲基取代的化合物活性最好；对于由供电子基团的取代，邻位取代的活性要明显高于间位和对位取代。另外，本试验所选择的单一取代基较多，下一步可以针对活性较好的供电子基团进行多取代反应，力求进一步筛选出高抑菌活性的化合物，对构效关系进行深入探讨。

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Synthesis and antifungal activity of a class of compounds

JIANG Lianrui,TIAN Yangguang,ZHOU Wenming

(CollegeofScience,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 The study synthesized the highly active novel methyl (E)-2-(methoxyimino)- 2-(2-(((2-oxo-1,2-dihydroquinolin-4-yl)oxy)methyl)phenyl)acetate compounds to provide theoretical basis for optimization and design of new compounds.【Method】 Novel methyl (E)-2- (methoxyimino)-2-(2-(((2-oxo-1,2-dihydroquinolin-4-yl)oxy)methyl)phenyl)acetate compounds named 10a-10k were synthesized from (E)-2-methoxyimino-2-[2′-(methyl bromide)phenyl] acetate and 4-hydroxy-1,2-dihydroquinolin-2-one by etherification. Growth rate method was used to test the antifungal activities of these compounds againstAlternariaalternate,Fusariumoxysporumvasinfectum,PyriculariaGrisea,Curvularialunata,Alternariasolani,Valsamaliand compared with the antifungal activity of Azoxystrobin.【Result】 Eleven compounds were synthesized and their structures were confirmed by IR,ESI-MS and1H NMR.When the mass concentration was 50 mg/L,most of the compounds exhibited different inhibiting effect against all the tested strains except 10a and 10d.In particular,the inhibition rate of compound 10a againstAlternariaalternatawas 91.5% and that of compound 10c againstPyriculariagriseawas 93.3%.【Conclusion】 A total of 11 novel methyl (E)-2-(methoxyimino)-2-(2-(((2-oxo-1,2-dihydroquinolin-4-yl)oxy) methyl)phenyl)acetate compounds were synthesized and they exhibited good antifungal activities against tested strains.

(E)-2-methoxyimino-2-[2′-(methyl bromide)phenyl] acetate;4-hydroxy-1,2-dihydroquinolin-2-one;antifungal activity

时间:2016-08-0909:41DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.09.027

2015-02-03

蒋连瑞(1987-),男，山东聊城人，硕士，主要从事有机合成方面的研究。E-mail:jiangdexia@163.com

周文明(1966-)，男，湖南桑植人，教授，博士，硕士生导师，主要从事有机合成和天然产物化学研究。

E-mail:zhouwenming2008@nwsuaf.edu.cn

O621.2；S482.2

A

1671-9387(2016)09-0201-06

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160809.0941.054.html