含1,3,4-噁二唑-2-硫基片段的蛇床子素类衍生物的合成及其杀虫/杀螨活性

任自立, 方珊珊, 徐建伟, 丁海霞, 徐 晖, 吕 敏

(西北农林科技大学 植物保护学院，陕西 杨凌 712100)

以天然产物为母体，通过对其进行结构优化以获得具有高农用活性的衍生物，已成为目前创制绿色农药的重要途径之一[1-5]。蛇床子素的化学名称为7-甲氧基-8-异戊烯基香豆素 (1，图式1)，是一种从传统中药蛇床子Cnidium monnieri中提取的天然化合物，具有抗真菌[6]和杀虫[7]等农用活性。在之前的研究中，我们对其异戊烯基片段进行了改造，合成了系列含肟酯 (I)[8]、异噁唑啉酯 (II)[9]和酯/酰胺 (III)[10]片段等衍生物 (图式1)。活性测定结果表明，异戊烯基的修饰可以不同程度地提高衍生物的杀虫或杀螨活性。这为进一步对蛇床子素的结构改造提供了参考。

图式 1 目标化合物的设计Scheme 1 Design of target compounds

1,3,4-噁二唑是一种重要的杂环片段，被广泛应用于具有抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、杀虫和除草活性的药物研发中[11]，如抗HIV 药物雷特格韦 (raltegravir)[12]和抗高血压药物奈沙地尔(nesapidil)[13](图式1)。此外，硫醚键桥接可有效改善药物性质以降低亲脂性[14]，常存在于医药和农药分子中，如抗癌药物阿昔替尼 (axitinib)[15]和除草剂嘧硫草醚 (pyrithiobac-sodium)[16](图式1)。

为了进一步提高蛇床子素的利用价值，本研究以硫醚键作为桥接片段，将1,3,4-噁二唑片段引入到蛇床子素碳8 位异戊烯基的末端甲基上，合成了一系列含1,3,4-噁二唑-2-硫基片段的蛇床子素类衍生物，并测定了其杀虫、杀螨活性，对其构效关系进行了探讨，并通过扫描电子显微镜进一步研究了化合物对朱砂叶螨体壁表皮角质层的影响，以期为蛇床子素类衍生物作为杀螨剂和杀虫剂的应用提供参考。

目标化合物的设计思路见图式1，合成路线见图式2。

图式 2 目标化合物6a～6z 的合成路线Scheme 2 Synthetic route of target compounds 6a-6z

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

ALC-210.4 电子分析天平 (上海精科天平仪器公司，精度：0.1 mg)；RE-52 旋转蒸发器 (上海嘉鹏科技有限公司)；Bruker Advance III 400/500 MHz 核磁共振仪 (德国Bruker 公司)；Bruker TENSOR27 红外光谱仪 (德国Bruker 公司)；MicroTof Q II 高分辨飞行时间质谱 (德国Bruker公司)；XT-415 型双目显微熔点测定仪 (北京泰克仪器有限公司)。98.32%螺螨酯(spirodiclofen)原药，购于陕西美邦农药有限公司。96.6%高效氯氰菊酯(β-cypermethrin)原药，购于湖北速普尔化工股份有限公司。

所有试剂均为分析纯或化学纯。200～300 目柱层析硅胶 (粒径 54～74 μm) 和 GF254 薄层层析硅胶均购自青岛海洋化工厂。

1.2 化合物的合成

1.2.1 中间体2 和3 的合成 根据文献报道的方法[9]合成。1.2.2 中间体4 的合成 将中间体3 (1 mmol) 和对甲苯磺酰氯 (1.5 mmol) 溶于10 mL 干燥的二氯甲烷中，并在0 ℃下缓慢加入三乙胺 (1.2 mmol)，在室温下搅拌12 h。减压浓缩，硅胶柱层析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 2 : 1) 分离，得到中间体4，产率为31%。

1.2.3 中间体5a～5z 的合成 根据文献报道的方法[17]合成。

1.2.4 目标化合物6a～6z 的合成 将中间体4 (1 mmol)和5a～5z (1.5 mmol) 溶于乙腈 (5 mL) 中，加入K2CO3(1.5 mmol)，室温下搅拌10～12 h。薄层层析(TLC，V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=2 : 1 或V(二氯甲烷) :V(乙酸乙酯) = 20 : 1)监测反应完全后，除去乙腈。加入10 mL 水，用二氯甲烷 (20 mL × 3)萃取，合并有机相并用无水硫酸钠干燥。减压浓缩，硅胶柱层析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 2 : 1)分离，得到目标化合物6a～6z，产率54%～95%。

1.3 生物活性测定

1.3.1 对朱砂叶螨的室内杀螨活性测定 朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinusBoisduval 雌成螨为本实验室饲养多代的敏感品系。

采用玻片浸渍法[9]。以螺螨酯为阳性对照，以0.1 g/L 吐温-80 溶液为空白对照，根据0.5 mg/mL质量浓度下的初筛结果，选取活性较好的化合物进行LC50值的测定。蛇床子素的质量浓度梯度设置为2、1、0.5、0.25 和0.125 mg/mL，6h 和6t 的质量浓度梯度设置为1、0.5、0.25、0.125 和0.0625 mg/mL，螺螨酯的质量浓度梯度设置为0.5、0.25、0.125、0.0625 和0.03125 mg/mL，记录处理48 h 及72 h 后存活螨的数目。

1.3.2 对朱砂叶螨的温室盆栽试验 采用叶片喷雾法[9]进行测定。蛇床子素、待测目标化合物及螺螨酯 (阳性对照)，用1 g/L 吐温-80 溶液配制成质量浓度为0.3 mg/mL 的溶液备用 (以1 g/L 吐温-80 溶液为空白对照)。在每株豇豆苗上接螨龄一致的朱砂叶螨雌成螨50 头，每盆3 株为1 个重复，每个待测化合物设 3 个重复。将 10 mL 供试药液均匀喷至 3 盆植株叶片上。每天记录植株上活螨数，计算施药后第 1、3、5 天的防效。

1.3.3 对小菜蛾的室内杀虫活性测定 3 龄小菜蛾Plutella xyllostellaLinnaeus 幼虫为本实验室饲养多代的敏感品系。

采用叶碟法[18-19]进行测定。以丙酮、高效氯氰菊酯分别为空白和阳性对照。根据1 mg/mL 质量浓度下的初筛结果，选取活性较好的化合物进行LC50值的测定。蛇床子素、6u 和6v 的质量浓度梯度均设置为2、1、0.5、0.25 和0.125 mg/mL，高效氯氰菊酯的质量浓度梯度设置为1、0.5、0.25、0.125 和0.0625 mg/mL。记录处理24 h 及48 h 后存活虫的数目。

数据处理：用IBM SPSS Statistic 22.0 对所得数据进行分析，求得毒力回归方程、LC50值及95%置信区间。

1.3.4 对朱砂叶螨雌成螨表皮角质层的扫描电镜观察 参考文献[20]方法测定。将化合物6h 用0.1 g/L 吐温-80 溶液配制成质量浓度为0.466 mg/mL的溶液备用 (以0.1 g/L 吐温-80 溶液为空白对照)。在新鲜的豇豆苗叶片上每片接种50 头大小均匀、健康的朱砂叶螨雌成螨 (每处理3 片叶)，将叶片浸在相应的溶液中5 s 后取出，用滤纸除去多余的溶液，置于光照培养箱中 (温度26 ℃ ± 1 ℃；相对湿度60%～80%；光照/黑暗14 h/10 h)。分别在24、48 和72 h 后收集相应处理组的死亡螨。在4 ℃下，将死亡螨用4%的戊二醛溶液固定6 h 后，用0.1 mol/L 的PBS 缓冲液洗去残留的戊二醛，然后先用不同体积分数的乙醇溶液 (10%、30%、50%、70%、80%、90%、95%) 及纯乙醇逐级洗脱，再用不同体积分数的叔丁醇乙醇溶液 (25%、50%、75%) 及纯叔丁醇逐级洗脱。最后，样品干燥、喷金，用扫描电子显微镜观察。

2 结果与分析

2.1 化合物的合成及结构表征

取代的苯甲酰肼和CS2在碱性条件下的乙醇中回流，生成具有1,3,4-噁二唑结构的硫醇中间体5a～5z。蛇床子素碳8 位的异戊烯基末端甲基被SeO2氧化，生成具有醛基的中间体2。中间体2被硼氢化钠在甲醇溶液中还原为醇3。化合物3 和对甲苯磺酰氯反应生成4，最后4 与5a～5z 反应生成目标化合物6a～6z。所有合成化合物通过核磁共振氢谱、红外光谱和高分辨质谱进行了结构表征。如图1 所示，通过化合物6c (左；CCDC: 2288268)、6m (中；CCDC: 2288269) 及6t (右；CCDC: 2288270)的X 射线-单晶衍射确定了C2″=C3″双键的空间构型为反式构型。

图1 化合物6c (左)、6m (中) 和6t (右) 的X-射线衍射单晶结构Fig.1 X-ray single-crystal structures of compounds 6c (left), 6m (middle) and 6t (right)

中间体2、3 及目标化合物6a～6z 的结构表征数据如下：

(2′E)-3′-甲醛基蛇床子素 (2): CAS: 2684405-80-7[16], 产率38%, 白色固体, 熔点 (m.p.) 110～112 ℃;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ: 9.37 (s, 1H, CHO), 7.65 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.38 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-5), 6.88 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6),6.52 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 6.27 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),3.94 (s, 3H, OCH3), 3.90 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 1.95 (s, 3H, CH3).

(2′E)-4′-羟基蛇床子素 (3): CAS: 113375-03-4[16], 产率97%, 白色固体, m.p.96～97 ℃;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ: 7.63 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.32 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5),6.84 (d,J=7.5 Hz, 1H, H-6), 6.25 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-3), 5.63(t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.99 (s, 2H, CH2), 3.92 (s, 3H,OCH3), 3.60 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 1.96 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C15H16O4Na ([M + Na]+), 理论值：283.0941;测定值：283.0923.

(2′E)-4′-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6a):产率61%, 白色固体, m.p.135～136 ℃; IR cm-1(KBr): 1740,1612, 1466, 1104, 829;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ: 7.86 (d,J=6.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.42 - 7.48 (m, 4H, Ph-H, H-4), 7.15 (d,J=8.0 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.83 (s,5H, OCH3, SCH2), 3.52 (d,J=6.0 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H,CH3); HRMS (ESI): C23H20N2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：443.1036; 测定值：443.1048.

(2′E)-4′-(5-邻甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6b): 产率95%, 白色固体, m.p.149～150 ℃; IR cm-1(KBr):1712, 1609, 1465, 1111, 836;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ:7.75 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-4),7.34 - 7.38 (m, 1H, Ph-H), 7.29 (d,J=7.6 Hz, 1H, Ph-H), 7.21 -7.25 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.17 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-5),6.73 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.2 Hz, 1H, H-3), 5.59(t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H,OCH3), 3.54 (d,J=7.6 Hz, 2H, CH2), 2.62 (s, 3H, Ph-CH3),2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H22N2O4SNa ([M + Na]+),理论值：457.1192; 测定值：457.1195.

(2′E)-4′-(5-间甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6c): 产率92%, 白色固体, m.p.152～154 ℃; IR cm-1(KBr):1712, 1607, 1464, 1109, 835;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ:7.64 - 7.67 (m, 2H, Ph-H), 7.48 (d,J=9.2 Hz, 1H, H-4), 7.29 -7.33 (m, 2H, Ph-H), 7.16 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.6 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H, OCH3), 3.52(d,J=7.2 Hz, 2H, CH2), 2.39 (s, 3H, Ph-CH3), 2.00 (s, 3H,CH3); HRMS (ESI): C24H22N2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：457.1192; 测定值：457.1193.

(2′E)-4′-(5-对甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6d): 产率77%, 白色固体, m.p.165～167 ℃; IR cm-1(KBr):1741, 1609, 1467, 1103, 825;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.74 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.47 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.22 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.15 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-5),6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57(t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.83 (s, 5H, OCH3, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.40 (s, 3H, Ph-CH3), 2.00 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C24H22N2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：457.1192; 测定值：457.1196.

(2′E)-4′-(5-邻乙基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6e): 产率80%, 白色固体, m.p.114～115 ℃; IR cm-1(KBr):1713, 1606, 1464, 1110, 836;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.72 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.51 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.39 - 7.42 (m, 1H, Ph-H), 7.33 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.22 -7.25 (m, 1H, Ph-H), 7.19 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.60 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.87 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H, OCH3), 3.55(d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 3.05 (q,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.02 (s,3H, CH3), 1.25 (t,J=7.5 Hz, 3H, CH3) HRMS (ESI):C25H25N2O4S ([M + H]+), 理论值：449.1530; 测定值：449.1522.

(2′E)-4′-(5-对乙基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6f): 产率73%, 白色固体, m.p.133～134 ℃; IR cm-1(KBr):1739, 1609, 1468, 1105, 828;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.77 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.47 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-4),7.25 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.15 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-5),6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.15 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57(t,J=8.0 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.72 (q,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00 (s, 3H,CH3), 1.29 (t,J=7.5 Hz, 3H, CH3); HRMS (ESI):C25H24N2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：471.1349; 测定值：471.1345.

(2′E)-4′-(5-邻甲氧基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6g): 产率90%, 白色固体, m.p.134～135 ℃; IR cm-1(KBr): 1739, 1602, 1466, 1082, 837;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.76 - 7.78 (m, 1H, Ph-H), 7.42 - 7.48 (m, 2H, Ph-H, H-4), 7.15 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-5), 6.95 - 7.00 (m, 2H, Ph-H), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.57 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.90 (s, 3H, OCH3), 3.84 (s, 3H,OCH3), 3.83 (s, 2H, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H23N2O5S ([M + H]+), 理论值：451.1322; 测定值：451.1328.

(2′E)-4′-(5-间甲氧基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6h): 产率69%, 白色固体, m.p.148～149 ℃; IR cm-1(KBr): 1713, 1606, 1460, 1111, 837;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.48 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.44 (d,J=7.5 Hz, 1H,Ph-H), 7.36 (s, 1H, Ph-H), 7.32 (t,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.15(d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 7.00 - 7.02 (m, 1H, Ph-H), 6.71 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); MS(ESI): C24H22N2O5SNa ([M + Na]+), 理论值：473.1142; 测定值：473.1138.

(2′E)-4′-(对甲氧基5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6i): 产率89%, 白色固体, m.p.117～118 ℃; IR cm-1(KBr): 1713, 1613, 1461, 1111, 832;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.79 (d,J=9.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.48 (d,J=9.5 Hz, 1H,H-4), 7.15 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.92 (d,J=9.0 Hz, 2H, Ph-H), 6.72 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.56 (t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s, 3H, OCH3), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.82 (s, 2H, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H22N2O5SNa ([M + Na]+), 理论值：473.1142; 测定值：473.1142.

(2′E)-4′-(5-邻氟苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6j): 产率54%, 白色固体, m.p.147～149 ℃; IR cm-1(KBr):1710, 1613, 1463, 1112, 835;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.88 (t,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.45 - 7.49 (m, 2H, Ph-H, H-4),7.23 (t,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.18 (m, 2H, Ph-H, H-5), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.58 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.85 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz,2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19FN2O4SNa([M + Na]+), 理论值：461.0942; 测定值：461.0921.

(2′E)-4′-(5-间氟苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6k): 产率69%, 白色固体, m.p.146～148 ℃; IR cm-1(KBr):1733, 1608, 1464, 1120, 833;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.66 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.55 (d,J=9.0 Hz, 1H, Ph-H),7.51 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.39 - 7.43 (m, 1H, Ph-H), 7.16 -7.19 (m, 2H, Ph-H, H-5), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57 (d,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.85 (s,2H, SCH2), 3.84 (s, 3H, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2),2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19FN2O4SNa ([M +Na]+), 理论值：461.0942; 测定值：461.0930.

(2′E)-4′-(5-对氟苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6l): 产率80%, 白色固体, m.p.170～172 ℃; IR cm-1(KBr):1738, 1607, 1468, 1096, 834;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.84 - 7.87 (m, 2H, Ph-H), 7.50 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.17(d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 7.09 - 7.13 (m, 2H, Ph-H), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-3), 5.58 (t,J=8.0 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz,2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19FN2O4SNa([M + Na]+), 理论值：439.1122; 测定值：439.1102.

(2′E)-4′-(5-邻氯苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6m): 产率91%, 白色固体, m.p.149～151 ℃; IR cm-1(KBr):1720, 1607, 1469, 1113, 836;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ:7.85 (dd,J=7.6, 1.6 Hz, 1H, Ph-H), 7.47 - 7.51 (m, 2H, Ph-H,H-4), 7.39 - 7.43 (m, 1H, Ph-H), 7.31 - 7.35 (m, 1H, Ph-H),7.17 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.19(d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.59 (t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s,3H, OCH3), 3.85 (s, 2H, SCH2), 3.54 (d,J=7.6 Hz, 2H, CH2),2.01 (s, 3H, CH3) HRMS (ESI): C23H19ClN2O4SNa ([M +Na]+), 理论值：477.0646; 测定值：477.0636.

(2′E)-4′-(5-间氯苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6n): 产率94%, 白色固体, m.p.178～180 ℃; IR cm-1(KBr):1732, 1609, 1462, 1081, 833;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.81 (s, 1H, Ph-H), 7.74 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.45 (m, 1H, Ph-H), 7.38 (t,J=8.0 Hz, 1H,Ph-H), 7.16 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.55 (d,J=7.0 Hz, 1H, C=CH),3.84 (s, 5H, OCH3, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19ClN2O4SNa ([M + Na]+),理论值：477.0646; 测定值：477.0649.

(2′E)-4′-(5-对氯苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6o): 产率93%, 白色固体, m.p.183～184 ℃; IR cm-1(KBr):1741, 1609, 1468, 1092, 827;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.77 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.39 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.14 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5),6.70 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.19 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.56(t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.51 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C23H19ClN2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：477.0646; 测定值：477.0653.

(2′E)-4′-(5-邻溴苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6p): 产率90%, 白色固体, m.p.144～145 ℃; IR cm-1(KBr):1727, 1607, 1469, 1116, 834;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.79 - 7.81 (m, 1H, Ph-H), 7.68 - 7.69 (m, 1H, Ph-H), 7.52 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.38 - 7.40 (m, 1H, Ph-H), 7.31 - 7.37(m, 1H, Ph-H), 7.18 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.5 Hz,1H, H-6), 6.19 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=7.5 Hz, 1H,C=CH), 3.87 (s, 3H, OCH3), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.54 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C23H19BrN2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：521.0141; 测定值：521.0127.

(2′E)-4′-(5-间溴苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6q): 产率79%, 白色固体, m.p.179～180 ℃; IR cm-1(KBr):1731, 1609, 1461, 1081, 832;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.98 (s, 1H, Ph-H), 7.78 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.60 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5Hz, 1H, H-4), 7.28 - 7.31(m, 1H, Ph-H), 7.17 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.5 Hz,1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.54 (t,J=7.5 Hz, 1H,C=CH), 3.85 (s, 5H, OCH3, SCH2), 3.51 (d,J=7.5 Hz, 2H,CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19BrN2O4SNa ([M +Na]+), 理论值：521.0141; 测定值：521.0150.

(2′E)-4′-(5-对溴苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6r): 产率85%, 白色固体, m.p.178～180 ℃; IR cm-1(KBr):1742, 1604, 1467, 1105, 825;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.69 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.55 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H),7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.13 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.69(d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.19 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.56 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H, OCH3),3.51 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 1.99 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C23H19BrN2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：521.0141; 测定值：521.0144.

(2′E)-4′-(5-邻三氟甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6s): 产率79%, 白色固体, m.p.122～124 ℃; IR cm-1(KBr): 1732, 1610, 1464, 1126, 834;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.93 - 7.94 (m, 1H, Ph-H), 7.81 - 7.83 (m, 1H, Ph-H), 7.55 - 7.68 (m, 2H, Ph-H), 7.57 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.24 (s, 1H, H-5), 6.80 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-6), 6.22 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.89 (s, 3H,OCH3), 3.88 (s, 2H, SCH2), 3.57 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H19F3N2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：511.0910; 测定值：511.0897.

(2′E)-4′-(5-间三氟甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6t): 产率92%, 白色固体, m.p.149～150 ℃; IR cm-1(KBr): 1719, 1609, 1467, 1121, 839;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ: 8.14 (s, 1H, Ph-H), 8.04 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H),7.74 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.59 (t,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H),7.47 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-4), 7.15 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-5), 6.73(d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.87 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H, OCH3),3.52 (d,J=7.2 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C24H19F3N2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：511.0910; 测定值：511.0903.

(2′E)-4′-(5-对三氟甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6u): 产率93%, 白色固体, m.p.149～150 ℃; IR cm-1(KBr): 1743, 1610, 1467, 1108, 836;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.97 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.68 (d,J=8.5 Hz, 2H,Ph-H), 7.46 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.12 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.69 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.58 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C24H19F3N2O4SNa ([M + Na]+), 理论值：511.0910; 测定值：511.0907.

(2′E)-4′-(5-间氰基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6v): 产率88%, 白色固体, m.p.168～169 ℃; IR cm-1(KBr):1715, 1613, 1461, 1107, 832;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:8.15 - 8.16 (m, 1H, Ph-H), 8.11 - 8.13 (m, 1H, Ph-H), 7.75 -7.77 (m, 1H, Ph-H), 7.60 (t,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.53 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-4), 7.21 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.59 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.88 (s, 2H, SCH2), 3.87 (s, 3H, OCH3), 3.54(d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C24H19N3O4SNa ([M + Na]+), 理论值：468.0988; 测定值：468.0965.

(2′E)-4′-(5-对氰基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6w): 产率77%, 白色固体, m.p.209～210 ℃; IR cm-1(KBr):1735, 1609, 1463, 1107, 836;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:8.00 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.73 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H),7.53 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.18 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.74(d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.20 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=6.5 Hz, 1H, C=CH), 3.88 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H, OCH3),3.54 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C24H19N3O4SNa ([M + Na]+), 理论值：468.0988; 测定值：468.0972.

(2′E)-4′-(5-邻硝基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6x): 产率62%, 淡黄色固体, m.p.157～159 ℃; IR cm-1(KBr): 1727, 1610, 1461, 1116, 838;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ: 7.95 - 7.97 (m, 1H, Ph-H), 7.86 - 7.88 (m, 1H, Ph-H), 7.68 - 7.75 (m, 2H, Ph-H), 7.59 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-4),7.25 (s, 1H, H-5), 6.81 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-6), 6.22 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.90 (s, 3H,OCH3), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.57 (d,J=7.6 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19N3O6SNa ([M + Na]+), 理论值：488.0887; 测定值：488.0873.

(2′E)-4′-(5-间硝基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6y): 产率65%, 白色固体, m.p.188～189 ℃; IR cm-1(KBr):1714, 1608, 1460, 1109, 828;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:8.66 - 8.67 (m, 1H, Ph-H), 8.32 - 8.34 (m, 1H, Ph-H), 8.22 -8.24 (m, 1H, Ph-H), 7.68 (t,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.17 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.60 (t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.89 (s, 2H, SCH2), 3.86 (s, 3H, OCH3), 3.54(d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C23H19N3O6SNa ([M + Na]+), 理论值：488.0887; 测定值：488.0876.

(2′E)-4′-(5-对硝基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6z): 产率67%, 淡黄色固体, m.p.197～199 ℃; IR cm-1(KBr): 1735, 1608, 1462, 1107, 836;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 8.28 - 8.30 (m, 2H, Ph-H), 8.07 (d,J=8.5 Hz, 2H,Ph-H), 7.50 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-4), 7.18 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.74 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.62 (t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.90 (s, 2H, SCH2), 3.86 (s, 3H,OCH3), 3.54 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C23H19N3O6SNa ([M + Na]+), 理论值：488.0887; 测定值：488.0883.

2.2 生物活性

2.2.1 目标化合物对朱砂叶螨雌成螨的室内杀螨活性 测定结果如表1 所示：在0.5 mg/mL 质量浓度下，部分化合物对朱砂叶螨雌成螨的杀螨活性高于蛇床子素 (1，72 h 校正死亡率：32.5%)，其中化合物6h (72 h 校正死亡率：57.2%) 表现最为突出。

表1 化合物1～3 和6a～6z 在0.5 mg/mL 下对朱砂叶螨雌成螨的室内杀螨活性Table 1 Acaricidal activity of compounds 1-3 and 6a-6z against female adults of T.cinnabarinus at 0.5 mg/mL

中间体2 和3 的杀螨活性与母体蛇床子素相比没有明显变化。然而，在引入以硫醚键桥接的不同取代的1,3,4-噁二唑基团后，目标化合物的杀螨活性差异较大。虽然化合物6a (R=Ph) 的72 h校正死亡率低于蛇床子素，但6b (R=2-CH3Ph) 的72 h 校正死亡率高于6c (R=3-CH3Ph) 和6d (R=4-CH3Ph) 的。当R 为氯、溴或硝基取代苯基时，其对应化合物的杀螨活性没有明显提高，但取代基在苯环上不同的位置，其杀螨活性具有相似的规律：当R 为间位氯、溴或硝基取代苯基时，所得化合物的杀螨活性均相对较差 (如6n、6q 和6y)；而当R 为邻位氯、溴或硝基取代苯基时，所得化合物具有相对较好的杀螨活性 (如6m、6p 和6x)。当R 为甲氧基或氟取代苯基时，所得化合物的杀螨活性也随取代基的位置不同而变化：当R 为间位甲氧基或氟取代苯基时，所得化合物具有较高的杀螨活性 (如6h 和6k)；而当R 为对位甲氧基或氟取代苯基时，所得化合物的杀螨活性较差(如6i 和6l)。

进一步测定了化合物6h 和6t 的72 h LC50值。由表2 可知，化合物1、6h、6t 和螺螨酯的LC50值分别为1.200、0.466、0.510 和0.103 mg/mL，其中化合物6h 的杀螨活性为蛇床子素的2.6 倍。

表2 化合物1、6h 和6t 对朱砂叶螨雌成螨的72 h LC50 值Table 2 72 h LC50 values of compounds 1, 6h and 6t against female adults of T.cinnabarinus

温室盆栽试验结果表明：蛇床子素、6h、6t和螺螨酯在0.3 mg/mL 质量浓度下，对朱砂叶螨第5 天的防效分别为30.5%、46.9%、40.7% 和76.6%，其中6h 的防效是蛇床子素的1.5 倍 (图2)。

图2 用螺螨酯(SP)、蛇床子素 (1)、6h 和6t 处理感染朱砂叶螨雌成螨豇豆叶的防效 (A) 和第5 天的症状 (B) (CK：1g/L 吐温-80 溶液)Fig.2 The control efficacy (A) and symptoms on the 5th day (B) of cowpea leaves infected with T.cinnabarinus after treatment with spirodiclofen (SP), 1 (osthole), 6h and 6t (CK: aq.Tween-80 (1 g/L))

2.2.2 对小菜蛾幼虫的杀虫活性 目标化合物对3 龄小菜蛾幼虫的24 和48 h 校正致死率测定结果见表3。结果表明，化合物6u 和6v 对小菜蛾幼虫的杀虫活性较好，48 h 校正死亡率分别为61.0%和54.2%。与杀螨活性不同，中间体2 (48 h 校正死亡率为20.3%) 和3 (48 h 校正死亡率为23.7%)的杀虫活性与蛇床子素 (48 h 校正死亡率38.9%)相比下降。化合物6a 的杀虫活性显著降低。此外，当R 为甲基、乙基、氟、氯、或溴取代苯基时，所得衍生物的杀虫活性也降低；当R 为间位甲氧基取代苯基时，所得衍生物6h 的杀虫活性有一定程度提高；当R 为对位三氟甲基取代苯基时，所得化合物6u 的杀虫活性最好；但当R 为邻位或间位三氟甲基取代苯基时，所得化合物6s 和6t 的杀虫活性下降。当R 为间位氰基取代苯基时，所得化合物6v 的杀虫活性较好 (48 h 校正死亡率：54.2%)；而当R 为对位氰基取代苯基时，所得化合物6w 的杀虫活性显著下降 (48 h 校正死亡率：16.9%)。

表3 化合物1～3 和6a～6z 在1 mg/mL 下对3 龄小菜蛾幼虫的杀虫活性Table 3 Insecticidal activity of compounds 1-3 and 6a-6z against 3rd instar larvae of P.xylostella at 1 mg/mL

进一步测定了化合物6u 和6v 的48 h LC50值。结果 (表4) 表明，蛇床子素 (1) 及化合物6u 和6v 的48 h LC50值分别为1.503、0.617 和0.853 mg/mL，其中6u 的杀虫活性是蛇床子素的2.4 倍。

表4 化合物1、6u 和6v 对3 龄小菜蛾幼虫的48 h LC50 值Table 4 48 h LC50 values of compounds 1, 6u and 6v against 3rd instar larvae of P.xylostella

2.2.3 化合物6h 对朱砂叶螨雌成螨表皮角质层的影响 扫描电子显微镜 (SEM) 测定结果 (图3) 显示：空白对照组中的雌成螨角质层自始至终都整齐而有规律地排列着，而经化合物6 h 处理后，雌成螨角质层在24 h 内出现褶皱塌陷，且症状随时间推移加重，到48 及72 h 时明显加深。这与我们之前报道的蛇床子素类衍生物对朱砂叶螨雌成螨表皮角质层的影响结果[20]相似。

图3 分别用化合物6h (0.466 mg/mL 的0.1g/L 吐温-80 溶液：D～F) 和0.1 g/L 吐温-80 溶液 (空白对照：A～C)处理 24、48 和72 h 后的朱砂叶螨雌成螨表皮角质层的扫描电子显微镜图像Fig.3 The scanning electron microscope images of the cuticle layer of female adults of T.cinnabarinus treated with compound 6h (0.466 mg/mL in 0.1 g/L aq.Tween-80：D-F) and 0.1 g/L aq.Tween-80 (CK：A-C)after 24, 48, and 72 h, respectively

3 结论

本文以蛇床子素为先导化合物，引入1,3,4-噁二唑硫基片段，合成了一系列结构新颖的蛇床子素类衍生物。化合物6h 对朱砂叶螨雌成螨具有较好的杀螨活性，是蛇床子素的2.6 倍。化合物6u 和6v 对3 龄小菜蛾幼虫具有较好的杀虫活性，分别是蛇床子素的2.4 和1.8 倍。此外，还进一步探讨了化合物6h 对朱砂叶螨雌成螨表皮角质层的影响，发现角质层在24 h 内出现褶皱塌陷，且随时间推移症状明显加重。这些研究结果将为蛇床子素类新型杀螨剂和杀虫剂的开发应用提供一定的理论基础。