2-芐硫基-5-甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶-7-氧乙酰腙類衍生物的合成及其抑菌活性*

鮑小平, 熊啟中, 鄒林波, 張 峰, 劉 勇, 蹇軍友

(貴州大學 精細化工研究開發中心 教育部綠色農藥與農業生物工程重點實驗室,貴州 貴陽 550025)

1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶類化合物具有優良的生物活性，在殺菌[1]、除草[2]、抗癌[3，4]等方面有著廣泛的應用。本課題組[5]前期的研究結果表明，在1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶骨架的2-位和7-位分別引入芐基硫醚和三唑硫酮席夫堿單元后，所得到的部分目標化合物表現出一定的抑菌或較好的抗煙草花葉病毒活性。此外，酰腙類化合物在進入生物體內后，易與靶標生物大分子形成多重氫鍵作用，從而增強其與受體的結合力，因此也表現出良好的殺菌[6～8]活性。

為了篩選出更好的1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶類殺菌劑，本文采用活性單元拼接法在1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶環的2-位和7-位分別引入芐基硫醚和不同的酰腙單元，設計并合成了12個新型的2-芐硫基-5-甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶-7-氧乙酰腙類衍生物(1a～1l, Scheme 1),其結構經1H NMR, IR, MS和元素分析表征。初步生物活性測試結果表明，1a～1l對黃瓜灰霉菌具有明顯的抑制活性。

CompabcdefAr-F-NO2-NO2--HO-ClCompghijklAr-OMe-OMeOMeOMe--F-NMe2-CF3

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-4型數字顯示熔點儀(溫度計未校正)；JOEL ECX-500型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)；Shimadzu Prestige-21型紅外光譜儀(KBr壓片)；Agilent ESI-MSD Trap(VL)型質譜儀；Elementar Vario Ⅲ型元素分析儀。

2-芐硫基-5-甲基-7-羥基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶(2)參照文獻[9]方法合成,m.p.255 ℃～256 ℃(252 ℃～253 ℃[9]);1H NMRδ: 2.92(s, 3H), 4.44(s, 2H), 5.82(s, 1H), 7.25～7.46(m, 5H), 13.20(s, 1H)。其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 2-芐硫基-5-甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶-7-氧乙酸乙酯(3)的合成

在圓底燒瓶中依次加入2 2.72 g(10 mmol),無水K2CO32.07 g(15 mmol)和無水丙酮40 mL，攪拌下于室溫反應1 h;滴加溴乙酸乙酯1.32 mL(12 mmol),滴畢，回流反應10 h。冷卻至室溫，濃縮后倒入冰水中析晶，抽濾，濾餅用混合溶劑[V(氯仿) ∶V(石油醚)=1 ∶4]重結晶得白色固體33.28 g,產率91.5%, m.p.173 ℃～175 ℃;1H NMR(CDCl3)δ: 1.31(t,J=7.5 Hz, 3H), 2.34(s, 3H), 4.28(q,J=7.5 Hz, 2H), 4.50(s, 2H), 4.94(s, 2H), 5.93(s, 1H), 7.25～7.44(m, 5H); IRν: 1 614, 1 755 cm-1。

(2) 2-芐硫基-5-甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶-7-氧乙酰肼(4)的合成

在圓底燒瓶中依次加入33.58 g(10 mmol), 80%水合肼1.82 mL(30 mmol)和無水乙醇40 mL，攪拌下回流反應1 h(有大量白色固體生成)。趁熱抽濾，濾餅用無水乙醇洗滌三次,混合溶劑[A=V(DMF) ∶V(水)=1 ∶5]重結晶得白色固體42.34 g，產率68.1%, m.p.179 ℃～180 ℃;1H NMRδ: 2.35(s, 3H), 4.37～4.43(m, 4H), 4.84(s, 2H), 6.02(s, 1H), 7.24～7.46(m, 5H), 9.45(s, 1H); IRν: 1 707, 3 080, 3 242, 3 343 cm-1。

(3)1a～1l的合成(以1a為例)

在圓底燒瓶中依次加入40.344 g(1.0 mmol), 4-氟苯甲醛(Ⅰa) 0.118 mL(1.1 mmol),兩滴冰醋酸和無水乙醇20 mL，攪拌下回流反應1 h。冷卻至室溫，抽濾，濾餅用混合溶劑(A=1 ∶10)重結晶得1a。

用類似方法合成1b～1l。

表 1 合成1的實驗結果Table 1 Experimental result of synthesizing 1

表 2 1的表征數據Table 2 Characteristic data of 1

續表2

Comp1H NMR δ(J/Hz)IR ν/cm-1ESI-MS m/z1g2.32(s, 3H), 3.80(s, 3H), 4.42(s, 2H), 5.43(s, 2H), 6.05(s, 1H), 7.01(d, J=8.6, 2H), 7.22～7.43(m, 5H), 7.70(d, J=8.6, 2H), 8.03(s, 1H), 11.84(s, 1H)3 184, 1 682, 1 607463.2{[M+H]+}1h2.39(s, 3H), 3.70(s, 3H), 3.83(s, 6H), 4.41(s, 2H), 5.46(s, 2H), 6.07(s, 1H), 7.08(s, 2H), 7.22～7.45(m, 5H), 8.00(s, 1H), 12.00(s, 1H)3 183, 1 678, 1 614523.3{[M+H]+}1i2.34(s, 3H), 2.37(s, 3H), 4.40(s, 2H), 5.44(s, 2H), 6.06(s, 1H), 7.25～7.31(m, 5H), 7.44(d, J=7.5, 2H), 7.66(d, J=7.5, 2H), 8.05(s, 1H), 11.91(s, 1H)3 188, 1 695, 1 607447.2{[M+H]+}1j2.37(s, 3H), 4.40(s, 2H), 5.47(s, 2H), 6.06(s, 1H), 7.22～7.42(m, 5H), 7.43(d, J=8.6, 1H), 7.51(t, J=6.3, 1H), 7.59(d, J=8.6, 1H), 7.65(s, 1H), 8.09(s, 1H), 12.06(s, 1H)3 211, 1 697, 1 609451.1{[M+H]+}1k2.37(s, 3H), 2.96(s, 6H), 4.40(s, 2H), 5.40(s, 2H), 6.05(s, 1H), 6.74(d, J=8.6, 2H), 7.22～7.43(m, 5H), 7.54(d, J=8.6, 2H), 7.94(s, 1H), 11.66(s, 1H)3 205, 1 708, 1 611476.2{[M+H]+}1l2.35(s, 3H), 4.40(s, 2H), 5.48(s, 2H), 6.06(s, 1H), 7.22～7.43(m, 5H), 7.81(d, J=8.0, 2H), 7.98(d, J=8.0, 2H), 8.16(s, 1H), 12.15(s, 1H)3 264, 1 707, 1 609501.2{[M+H]+}

2 結果與討論

2.1 1的表征

合成1的實驗結果見表1，表征數據見表2。由表1和表2可見，1的5-CH3質子峰在2.36附近，SCH2在4.40附近，OCH2在5.46左右，三唑并嘧啶環6-H在6.06左右，酰腙亞胺CH在8.05左右，酰胺NH在12.00左右。1的N-H,酰腙CH=N和C=O的伸縮振動峰分別出現在3 200 cm-1, 1 610 cm-1和1 690 cm-1附近。1的ESI-MS譜圖均出現強的準分子離子峰{[M+H]+或[M-H]-},這表明其結構較為穩定。

2.2 1的抑菌活性

采用生長速率法[10]在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基中測試了1對小麥赤霉菌(Gibberellazeae),辣椒枯萎菌(Fusariumoxysporum),黃瓜灰霉菌(Botrytiscinerea),水稻紋枯菌(Pelliculariasasakii),蘋果腐爛菌(Cytosporamandshurica)和半夏立枯菌(Rhizoctoniasolani)的抑制活性，普篩濃度為50 μg·mL-1，重復處理三次。以商品化藥物多菌靈為對照藥劑，等量DMSO為空白對照。

表 3 1的抑菌活性*Table 3 Fungicidal activities of 1

*c50 μg·mL-1; A:Gibberellazeae, B:Fusariumoxysponem, C:Botrytiscinerea, D:Pelliculariasasakii, E:Cytosporamandshurica, F:Rhizoctoniasolani

沿培養的新鮮病原菌菌落邊緣3 mm～4 mm處打取直徑為0.4 cm的菌餅，反向移接到平板中央，置于27 ℃培養箱中培養，待對照菌落長到約培養皿直徑的2/3時，采用十字交叉法測量菌落直徑，計算抑制率，結果見表3。

從表3可以看出，在用藥量為50 μg·mL-1時，1a～1l對黃瓜灰霉菌都表現出較明顯的抑制活性(>60%)。其中，1a,1f和1h對黃瓜灰霉菌的抑制率分別為78%, 77%和75%。此外，絕大部分1對辣椒枯萎菌也有一定的抑制作用。但是幾乎所有1對小麥赤霉菌、水稻紋枯菌、蘋果腐爛菌和半夏立枯菌均無有效抑制活性。簡單的構效關系分析表明，芳環取代基的推拉電子效應對1的抑菌活性并無規律性影響。

[1] Chen Q, Zhu X L, Jiang L L,etal. Synthesis,antifungal activity and CoMFA analysis of novel 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyrimidine derivatives[J].Eur J Med Chem,2008,43:595-603.

[2] Tang W, Shi D Q. Synthesis and herbicidal activity ofO,O-dialkylN-{2-(5,7-dimethyl-[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyrimidin-2-yloxy)benzoxyl}-1-amino-1-substitutedbenzyl phosphonates[J].J Heterocycl Chem,2010,47:162-166.

[3] Zhai X, Zhao Y F, Liu Y J,etal. Synthesis and cytotoxicity studies of novel[1,2,4]triazolo[1,5-a]pyrimidine-7-amines[J].Chem Pharm Bull,2008,56:941-945.

[4] Shaaban M R, Saleh T S, Mayhoub A S,etal. Single step synthesis of new fused pyrimidine derivatives and their evaluation as potent Aurora-A kinase inhibitors[J].Eur J Med Chem,2011,46:3690-3695.

[5] 熊啟中,林選福,劉軍虎,等. 含1,2,4-三唑-5-硫酮席夫堿的新型1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶衍生物的合成及生物活性研究[J].有機化學,2012,32:1255-1260.

[6] 高元磊,林選福,韓菲菲,等.N-[3-(4-喹唑啉基)氨基-1H-吡唑-4-甲?；鵠醛腙類衍生物的合成及抗菌活性研究[J].有機化學,2011,31:1648-1652.

[7] 陳江,劉芳,宋寶安,等. 芳醛-[5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑-2-巰基]乙酰腙衍生物的合成及生物活性研究[J].有機化學,2008,28:894-898.

[8] Aggarwal N, Kumar R, Srivastva C,etal. Synthesis of nalidixic acid based hydrazones as novel pesticides[J].J Agric Food Chem,2010,58:3056-3061.

[9] 楊振平,單尚. 5-甲基-7-羥基-2-芐硫基-1,2,4-三唑[1,5-a]嘧啶的合成與表征[J].有機化學,2003,23(增刊):363-364.

[10] 孔凡彬,高揚帆,陳錫嶺,等. 9種藥劑對玉米小斑病菌的室內抑菌試驗[J].廣西農業科學,2006,37:148-149.