N-取代苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙基氨基甲酸酯的合成及生物活性

2022-08-10 01:55高亚强郭倩男徐志红
农药学学报 2022年4期
关键词:收率化合物药剂

游 江, 高亚强, 周 蒲, 郭倩男, 徐志红*,,2

(1. 长江大学 农学院,湖北 荆州 434025;2. 长江大学 农药研究所,湖北 荆州 434025)

三唑类衍生物在医药和农药领域中应用广泛,有抗病毒[1]、抗细菌[2]、抗真菌[3]、杀虫[4]、除草[5]及植物生长调节[6]等生物活性,其中三唑类杀菌剂对真菌麦角甾醇的生物合成有较好的抑制作用,从而破坏真菌细胞膜的结构和功能[7]。

毒扁豆碱是天然的氨基甲酸酯类化合物,以毒扁豆碱为模板已经开发出不同的氨基甲酸酯类化合物,其中氨基甲酸的肟 (酚) 基酯类可作为杀螨和杀虫剂,如茚虫威和丁硫克百威[8]等;而芳基氨基甲酸酯类则多具有杀菌活性,如乙霉威和异丙菌胺,其中含有杂环的氨基甲酸酯类则具有较好的杀菌活性,如多菌灵、苯菌灵和吡唑醚菌酯等[9]。此外,一些含有三唑环的氨基甲酸酯类化合物具有抗菌和杀虫活性,Kumar 等[10]设计了2-(1-取代-1,2,3-三唑-4-基)-甲氨基-1-苯氨基甲酸叔丁醇酯(1)和2-双 (1-取代-1,2,3-三唑-4-基)-甲氨基-1-苯氨基甲酸叔丁醇(2) (图式1),生物活性测定结果表明,两个化合物均具有一定抑制细菌和真菌的活性,对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度 (MIC)与对照药剂环丙沙星相同。

图式1 两类2-(1,2,3-三唑-4-基)-甲氨基-1-苯基氨基甲酸酯的化学结构Scheme 1 The structures of two classes of 2-(1,2,3-triazol-4-yl)-methylamino-1-phenylcarbamate

贾长青等[11]合成了两个新型1-取代-3-取代苯基-1,2,4-三唑-5-氨基甲酸乙酯(3)及1-取代-3-取代苯基-1,2,4-三唑啉-4-乙氧羰基-5-亚氨基甲酸乙酯(4) (图式2),大部分化合物对桃蚜具有良好的杀虫活性,在500 μg/mL 时致死率大于90%。

图式2 两类1,2,4-三唑-5-氨基甲酸乙酯的化学结构Scheme 2 The structures of two classes of ethyl 1,2,4-triazole-5-carbamate

基于本课题组前期研究结果[12-13],本研究以2′-氯-2,4-二氟苯乙酮为起始原料,将活性亚结构1,2,4-三氮唑和取代苯基氨基甲酸酯拼接入结构中,合成了一系列N-取代苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙基氨基甲酸酯,并进行了杀菌活性和杀螨活性测定,以期筛选出活性较好的新化合物。

目标化合物的合成路线如图式3 所示。

图式3 目标化合物的合成路线Scheme 3 Synthetic route of target compounds

1 材料与方法

1.1 药剂与仪器

所有化学药品均为市售国产试剂。 98%烯唑醇 (diniconazole)原药,江苏常隆化工有限公司;95%阿维菌素B1a (Avermectin B1a) 原药,湖北中隆康盛精细化工有限公司。

Bruker Avance DPX400 型核磁共振仪 (以TMS 作内标物,CDCl3和DMSO-d6作溶剂,德国-瑞士布鲁克光谱公司);WRR 熔点测定仪 (上海精密科学仪器有限公司);Themo scientific QExactive 型高分辨质谱仪 (ESI-MS,赛默飞世尔科技 (中国) 有限公司)。

1.2 供试真菌及螨源

水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani、小麦赤霉病菌Fusarium graminearum、番茄早疫病菌Altemaria solani、油菜菌核病菌Sclerotinia scleotiorum、棉花枯萎病菌Fusarium oxysporium和辣椒疫病病菌Phytophthora capsici,由长江大学农学院植物病理实验室提供。

朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus,为龄期一致、行动活跃的雌成螨,由长江大学昆虫研究所提供。

1.3 化合物的合成

1.3.1 2,4-二氟-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 苯乙酮(2)的合成 参考文献[14]的方法合成,得到白色固体(2),收率70%,熔点 103~105 ℃ (文献[13]值:收率75%,m.p. 103~105 ℃)。

1.3.2 1-(2,4-二氟苯基)-1-羟基-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-乙醇 (3)的合成 参考文献[15]的方法略为改进。将化合物2 (0.01 mol,2.23 g) 溶于50 mL甲醇中,在冰浴下 (-5~0 ℃) 缓慢加入硼氢化钠(0.015 mol,0.56 g),再室温反应1 h 后再加热回流1 h。反应液冷却至室温后减压旋转蒸发除去大部分溶剂,加水50 mL,析出大量白色固体,抽滤、水洗、烘干,得到白色固体2 g,收率90%,熔点 118~120 ℃ (文献[14]值:收率85%,m.p.118~120 ℃)。

1.3.3 不同取代基的苯基异氰酸酯 (5)的合成通法

参考文献[16-17] 的方法合成。将固体光气(0.005 mol, 1.48 g) 充分溶于30 mL 1,2-二氯乙烷溶液中,在冰浴条件 (-5~0 ℃) 下,将溶于20 mL 1,2-二氯乙烷的不同取代基苯胺 (0.01 mol)溶液通过恒压滴定漏斗缓慢滴加至含固体光气的混合液中并搅拌。滴毕室温搅拌1 h,加热至回流4 h,先常压蒸馏出溶剂和杂质,再减压蒸馏出含不同取代基的苯基异氰酸酯5a~5r,收率65%~83%。

1.3.4 目标化合物 (6a~6r)合成 将化合物3 (0.01 mol, 2.25 g) 溶解于40 mL 乙酸乙酯中,加入叔丁醇钠 (0.01 mol, 0.96 g),室温下搅拌10 min,用恒压滴定漏斗缓慢滴加含化合物5a~5r (0.011 mol)的20 mL 乙酸乙酯溶液,室温反应3 h,薄层色谱 (展开剂为V(乙酸乙酯) :V(石油醚)=2 : 1)监测至反应完毕。除去溶剂后,残余物用层析柱分离,洗脱液为V(乙酸乙酯) :V(石油醚)=1 : 1,得到目标化合物6a~6r。

N-邻硝基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙基氨基甲酸酯(6a):淡黄色固体,收率78%,m.p. 139.9~142.1 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:10.00 (s,1H),8.39 (dd,J= 8.4,1.2Hz,1H),8.20 (dd,J= 8.4,1.6 Hz,1H),8.08 (s,1H),7.94 (s,1H),7.63~7.57 (m,1H),7.38~7.31 (m,1H),7.17~7.12 (m,1H),6.92 (dd,J=8.0,2.4 Hz,1H),6.87 (dd,J= 9.6,3.2 Hz,1H),6.38(dd,J= 8.0,4.4 Hz,1H),4.70 (dd,J= 14.4,8.0 Hz,1H),4.61 (dd,J= 14.4,4.4 Hz,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.52 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 13.1 Hz),159.73 (dd,JC-F= 250.5,JC-F= 12.1 Hz ),152.25,151.65,144.99,141.59,134.31,131.65,129.63(dd,J= 9.1,J=5.1 Hz ),125.31,125.05,124.72,120.51 (dd,J= 14.1J= 4.0 Hz),112.07 (dd,J= 21.2,J=2.0 Hz),104.31 (t,J= 26.3 Hz),68.79,51.53; HRMS,计算值C17H13F2N5O4([M + H]+):390.100 8,实测值390.101 8.

N-对硝基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6b):白色固体,收率69%,m.p.203.5~205.2 ℃;1H NMR (400 MHz,DMSO),δ:10.61(s,1H),8.52 (s,1H),8.21~8.18 (m,1H),8.18~8.16(m,1H),7.97 (s,1H),7.66~7.64 (m,1H),7.64~7.61(m,1H),7.46 (td,J= 8.4,6.8 Hz,1H),7.37~7.29 (m,1H),7.15 (td,J= 8.4,2.0 Hz,1H),6.28 (dd,J= 7.6,4.8 Hz,1H),4.82 (dd,J= 14.4,7.6 Hz,1H),4.73 (dd,J= 14.4,4.8 Hz,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.51 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.79 (dd,JC-F=249.5,JC-F= 13.1 Hz),151.90,151.62,145.29,145.05,142.00,129.69 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),125.07,120.5(dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),118.06,112.09 (dd,J= 21.2,J=3.0 Hz),104.34 (t,J= 26.3 Hz),68.55,51.48;HRMS,计算值C17H13F2N5O4([M + H]+); 390.100 8,实测值390.100 4.

N-邻甲基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6c):白色固体,收率77%,m.p.103.4~105.7 ℃;1H NMR (400 MHz,DMSO),δ:9.09 (s,1H),8.49 (s,1H),7.96 (s,1H),7.45 (s,1H),7.36~7.26 (m,1H),7.17 (dd,J= 15.6,7.6 Hz,3H),7.11 (d,J= 7.6 Hz,1H),7.06 (t,J= 7.2 Hz,1H),6.21 (dd,J=7.6,4.4 Hz,1H),4.73 (dd,J= 14.0,7.6 Hz,1H),4.65(dd,J= 14.0,4.0 Hz,1H),2.12 (s,3H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.41 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.69 (dd,JC-F= 249.5,JC-F= 12.1 Hz),152.96,151.56,145.00,135.84,130.40,129.45 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),126.17,125.43,121.11 (dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),112.03(dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.27 (t,J= 25.3 Hz ),67.86,51.86,17.68; HRMS,计算值C18H16F2N4O2([M + H]+):359.131 4,实测值359.132 2.

N-间甲基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6d):白色固体,收率78%,m.p.137.5~139.2 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.02(s,1H),7.93 (s,1H),7.19 (dt,J= 23.2,8.0 Hz,3H),7.08 (d,J= 8.0 Hz,1H),6.98 (s,1H),6.89 (d,J= 2.4 Hz,1H),6.87 (dd,J= 4.0,2.0 Hz,1H),6.86~6.82 (m,1H),6.32 (dd,J= 6.8,4.8 Hz,1H),4.70~4.58 (m,2H),2.31 (s,3H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.41 (dd,JC-F= 247.5,JC-F= 12.1 Hz),159.98 (dd,JC-F=249.5,JC-F= 12.1 Hz),151.97,151.62,138.54,138.10,129.53 (dd,J= 10.1,J=5.1 Hz),128.71,123.61,121.02(dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),118.91,115.64,112.06 (dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.31 (t,J= 26.3 Hz),67.82,51.67,21.24; HRMS,计算值C18H16F2N4O2([M + H]+):359.131 4,实测值359.131 5.

N-对甲基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6e):白色固体,收率75%,m.p.165.6~167.4 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.02(s,1H),7.92 (s,1H),7.26~7.16 (m,3H),7.09 (d,J=8.0 Hz,2H),6.90~6.82 (m,2H),6.80 (s,1H),6.32(dd,J= 6.8,4.8 Hz,1H),4.69~4.58 (m,2H),2.29 (s,3H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.40 (dd,JC-F=248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.72 (dd,JC-F= 250.5,JC-F=13.1 Hz),151.99,151.58,145.01,136.06,131.77,129.54 (dd,J= 10.1,J=5.1 Hz),129.26,121.05 (dd,J=14.1,J= 4.0 Hz),118.29,114.12,112.06 (dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.31 (t,J= 26.3 Hz),67.76,51.69,20.40; HRMS,计算值C18H16F2N4O2([M + H]+):359.131 4,实测值359.132 0.

N-邻氯苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6f):白色固体,收率72%,m.p.102.7~104.1 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.08(s,1H),8.00 (d,J= 8.0 Hz,1H),7.94 (s,1H),7.34(dd,J= 8.0,1.2 Hz,1H),7.33~7.27 (m,1H),7.25~7.19(m,2H),7.05~6.97 (m,1H),6.92~6.85 (m,2H),6.36(dd,J= 7.6,4.4 Hz,1H),4.69 (dd,J= 14.4,7.6 Hz,1H),4.62 (dd,J= 14.4,4.4 Hz,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.43 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 13.1 Hz),159.65 (dd,JC-F= 249.5,JC-F= 12.1 Hz),152.71,151.57,145.07,134.55,129.66,129.26 (dd,J= 10.1,J=5.1 Hz),127.67,126.79,126.46,120.87 (dd,J= 13.1,J=3.0 Hz),112.07 (dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.29 (t,J=25.3 Hz),68.21,51.79; HRMS,计算值C17H13ClF2N4O2([M + H]+):379.076 8,实测值379.077 6.

N-间氯苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6g):白色固体,收率73%,m.p.140.5~142.2 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.03(s,1H),7.95 (s,1H),7.54 (s,1H),7.46 (s,1H),7.24~7.13 (m,3H),7.06~7.01 (m,1H),6.91~6.86 (m,1H),6.84 (dd,J= 8.0,2.4 Hz,1H),6.33 (dd,J= 6.8,4.4 Hz,1H),4.67 (dd,J= 14.8,7.2 Hz,1H),4.62 (dd,J=14.8,4.4 Hz,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.46 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.77 (dd,JC-F=250.5,JC-F=13.1 Hz),151.92,151.61,144.99,140.18,133.29,130.55,129.63 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),122.58,120.71 (dd,J= 14.1 ,J= 4.0 Hz),117.78,116.84,112.06 (dd,J= 22.2,J= 4.0 Hz),104.33 (t,J= 25.3 Hz),68.21,51.54; HRMS,计算值C17H13ClF2N4O2([M +H]+):379.076 8,实测值379.076 7.

N-间氟苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6h):白色固体,收率75%,m.p.143.8~145.1 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.01(s,1H),7.94 (s,1H),7.26 (d,J= 4.8Hz,1H),7.22(ddd,J= 10.8,6.0,3.2 Hz,2H),7.09 (s,1H),6.98(dd,J= 8.0,1.2 Hz,1H),6.87 (ddt,J= 14.0,5.6,2.8 Hz,2H),6.77 (td,J= 8.4,2.0 Hz,1H),6.33 (dd,J=6.8,4.4 Hz,1H),4.67 (dd,J= 15.2,7.6 Hz,1H),4.62(dd,J= 14.4,4.4 Hz,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.48 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 13.1 Hz),162.37 (d,JC-F= 242.4 Hz),159.78 (dd,JC-F= 250.5,JC-F=13.1 Hz),151.93,151.64,145.02,140.51 (d,J= 11.1 Hz),130.57 (d,J= 10.1 Hz),129.65 (dd,J= 10.1,J= 6.1 Hz),120.76 (dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),114.21,112.1 (dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),109.34 (d,J= 21.2 Hz),105.11 (d,J= 27.3 Hz),104.37 (t,J= 25.3 Hz),68.17,51.56; HRMS,计算值C17H13F3N4O2([M + H]+):363.106 3,实测值363.106 8.

N-对氟苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6i):白色固体,收率78%,m.p.140.4~142.3;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.02 (s,1H),7.93 (s,1H),7.33~7.26 (m,2H),7.24~7.17 (m,1H),6.98 (t,J= 8.8 Hz,3H),6.91~6.82 (m,2H),6.32(dd,J= 6.8,4.8 Hz,1H),4.66 (dd,J=16.0,8.0 HZ1H),4.61 (dd,J= 14.4,4.4 Hz,1H).13C NMR (101 MHz ,DMSO ),δ:162.42 (dd,JC-F= 248.5 ,JC-F= 12.1 Hz ),159.73 (dd,JC-F= 250.5 ,JC-F= 13.1 Hz ),157.9 (d,JC-F=240.4 Hz ),152.10,151.59,144.99,134.975 (d,J=1.0 Hz),129.57 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),120.90 (dd,J= 13.1,J= 3.0 Hz),120.10 (d,J= 2.0 Hz),115.43 (d,J= 23.2 Hz),112.05 (dd,J= 21.2 ,J= 3.0 Hz),104.30(t,J= 25.3 Hz),67.94,51.63; HRMS,计算值C17H13F3N4O2([M + H]+); 363.106 3,实测值363.106 8.

N-间溴苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6j):白色固体,收率79%,m.p.145.7~147.2 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.01(s,1H),7.94 (s,1H),7.61 (s,1H),7.27 (s,1H),7.25~7.17 (m,3H),7.16~7.10 (m,1H),6.92~6.82 (m,2H),6.32 (dd,J= 6.8,4.4 Hz,1H),4.67 (dd,J= 14.8,7.2 Hz,1H),4.62 (dd,J= 14.8,4.4Hz,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.45 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.76 (dd,JC-F= 250.5,JC-F= 12.1 Hz),151.89,151.60,144.98,140.30,130.85,129.62 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),125.49,121.72,120.70 (dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),117.22,112.06 (dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.32 (t,J= 26.3 Hz),68.20,51.52; HRMS,计算值C17H13BrF2N4O2([M + H]+):423.026 3,实测值423.026 8.

N-对溴苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6k):白色固体,收率76%,m.p.152.7~154.6 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.18(s,1H),7.97 (s,1H),7.38 (d,J= 8.4 Hz,2H),7.30(s,1H),7.22 (d,J= 12.0 Hz,2H),6.87 (dd,J= 16.0,8.0 Hz,2H),6.32 (s,1H),4.72~4.65 (m,1H),4.65~4.58 (m,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.44 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.75 (dd,JC-F=250.5,JC-F= 13.1 Hz),151.92,151.62,145.00,138.07,131.67,129.61 (dd,J= 10.1,J= 5.1Hz),120.79 (dd,J=14.1,J= 4.0 Hz),120.32,114.52,112.07 (dd,J= 22.2,J= 4.0 Hz),104.33 (t,J= 26.3 Hz),68.08,51.57;HRMS,计算值C17H13BrF2N4O2([M + H]+):423.026 3,实测值423.026 3.

N-间异丙基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6l):白色固体,收率73%,m.p.134.6~136.3 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.03(s,1H),7.93 (s,1H),7.21 (q,J= 7.6 Hz,3H),7.13(d,J= 8.0 Hz,1H),7.04 (s,1H),6.95 (d,J= 7.6 Hz,1H),6.91~6.81 (m,2H),6.33 (dd,J= 6.8,4.8 Hz,1H),4.66 (dd,J= 13.6,6.0 Hz,1H),4.61 (dd,J= 13.6,4.0 Hz,1H),2.92~2.79 (m,1H),1.21 (d,J= 6.8 Hz,6H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.43 (dd,JC-F=248.5,JC-F= 12.1Hz),159.72 (dd,JC-F= 249.5,JC-F=12.1Hz),152.00,151.59,149.20,145.06,138.59,129.51 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),128.80,121.05 (dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),121.03,116.34,115.97,112.09(dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.33 (t,J= 26.3 Hz),67.81,51.73,33.58,23.92,23.90; HRMS,计算值C20H20F2N4O2([M + H]+):387.162 7,实测值387.162 6.

N-对异丙基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6m):白色固体,收率74%,m.p.152.6~154.7 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.03(s,1H),7.92 (s,1H),7.21 (dd,J= 20.0,8.4 Hz,3H),7.14 (d,J= 8.4 Hz,2H),7.08 (s,1H),6.89~6.81 (m,2H),6.32 (dd,J= 6.4,4.8 Hz,1H),4.66 (dd,J=13.6,5.6 Hz,1H),4.61 (dd,J= 13.2,3.6 Hz,1H),2.92~2.76 (m,1H),1.21 (d,J= 6.8 Hz,6H).13C NMR(101 MHz,DMSO),δ:162.42 (dd,JC-F= 248.5,JC-F=12.1 Hz),159.73 (dd,JC-F= 249.5,JC-F= 12.1 Hz),152.04,151.60,145.04,142.99,136.34,129.53 (dd,J=10.1,J= 5.1 Hz ),126.61,121.06 (dd,J= 13.1,J= 3.0 Hz),118.50,112.07 (dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.33 (t,J=25.3 Hz),67.77,51.74,32.87,24.04; HRMS,计算值C20H20F2N4O2([M + H]+):387.162 7,实测值387.163 5.

N-间甲氧基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6n):白色固体,收率75%,m.p.153.7~155.3 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.02(s,1H),7.93 (s,1H),7.25~7.13 (m,3H),7.04 (s,1H),6.85 (dt,J= 9.6,2.0 Hz,3H),6.62 (dd,J= 8.0,1.6 Hz,1H),6.33 (dd,J= 6.4,4.8 Hz,1H),4.66 (dd,J= 13.6,6.4 Hz,1H),4.62 (t,J= 6.4 Hz,1H),3.76(s,3H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.46 (dd ,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.75 (dd,JC-F= 250.5,JC-F= 13.1 Hz),159.74,151.93,151.62,145.06,139.86,129.74,129.57 (dd ,J= 10.1,J=5.1 Hz),120.97(dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),112.10 (dd,J= 21.2,J=3.0 Hz),110.69,108.37,104.36 (t,J= 25.3 Hz),67.91,55.05,51.69; HRMS,计算值C18H16F2N4O3([M + H]+):375.126 3,实测值375.126 0.

N-对甲氧基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙基氨基甲酸酯(6o):白色固体,收率79%. m.p. 137.8~139.5 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.03 (s,1H),7.92 (s,1H),7.25~7.17 (m,2H),6.90~6.86 (m,1H),6.86~6.75 (m,4H),6.34~6.28 (m,1H),4.71~4.55(m,2H),3.77 (s,3H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.42 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.73 (dd,JC-F= 250.5,JC-F= 13.1 Hz),155.12,152.15,151.61,145.04,131.64,129.55 (dd,J= 10.1,J= 6.1 Hz),121.12(dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),119.98,114.08,112.08 (dd,J=21.2,J= 4.0 Hz),104.33 (t,J= 25.3 Hz),67.73,55.25,51.76; HRMS,计算值C18H16F2N4O3([M + H]+):375.126 3,实测值375.126 3.

N-对乙基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6p):白色固体,收率73%,m.p.140.5~142.8 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.02(s,1H),7.92 (s,1H),7.21 (t,J= 10.4 Hz,3H),7.12(d,J= 8.4 Hz,2H),6.94~6.88 (m,1H),6.86 (t,J=2.0 Hz,1H),6.86~6.82 (m,1H),6.32 (dd,J= 6.4,4.8 Hz,1H),4.66 (dd,J= 13.6,6.0 Hz,1H),4.61 (dd,J= 14.4,4.4 Hz,1H),2.59 (q,J= 7.6 Hz,2H),1.19(t,J= 7.6 Hz,3H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.42 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.74 (dd,JC-F=249.5,JC-F= 12.1 Hz),152.04,151.60,145.04,138.32,136.27,129.55 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),128.10,121.06(dd,J= 13.1,J= 3.0 Hz),118.48,112.08 (dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz),104.32 (t,J= 26.3 Hz),67.78,51.73,27.59,15.81; HRMS,计算值C19H18F2N4O2([M + H]+):373.147 1,实测值373.147 2.

N-对叔丁基苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基) 乙基氨基甲酸酯(6q):白色固体,收率73%,m.p.181.9~183.7 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.03(s,1H),7.92 (s,1H),7.28 (t,J= 11.6 Hz,3H),7.26~7.21 (m,2H),7.21~7.17 (m,1H),7.16 (d,J= 8.4 Hz,1H),6.89~6.85 (m,1H),6.82 (dd,J= 7.6,2.4 Hz,1H),6.33 (dd,J= 6.4,4.8 Hz,1H),4.66 (dd,J=13.2,5.2 Hz,1H),4.61 (dd,J= 13.2,3.2 Hz,1H),1.28 (s,9H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.42(dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.73 (dd,JC-F=249.5,JC-F= 12.1 Hz),152.04,151.59,145.25,145.04,136.02,129.52 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),125.51,121.06(dd,J= 14.1,J= 4.0 Hz),118.19,112.07 (dd,J=22.2,J= 4.0 Hz ),104.32 (t ,J= 26.3 Hz ),67.77,51.75,34.01,31.27 ; HRMS,计算值C21H22F2N4O2([M + H]+):401.178 4,实测值401.178 6.

N-苯基-1-(2,4-二氟苯基)-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)乙基氨基甲酸酯(6r):白色固体,收率77%,m.p. 106.1~107.4 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.03 (s,1H),7.93 (s,1H),7.31 (dd,J= 14.4,7.6 Hz,4H),7.21 (dd,J=14.8,8.4 Hz,2H),7.07 (t,J= 7.2 Hz,1H),6.90~6.86(m,1H),6.83 (dd,J= 7.2,2.8 Hz,1H),6.33 (dd,J=6.8,4.4 Hz,1H),4.66 (dd,J= 14.0,6.4 Hz,1H),4.62(dd,J= 14.4,4.4 Hz,1H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ:162.39 (dd,JC-F= 248.5,JC-F= 12.1 Hz),159.71 (dd,JC-F= 250.5,JC-F= 13.1 Hz),151.96,151.56,144.98,138.59,129.53 (dd,J= 10.1,J= 5.1 Hz),128.84,122.87,120.95 (dd ,J= 14.1,J= 4.0 Hz),118.39,112.03(dd,J= 21.2,J= 3.0 Hz ),104.28 (t,J= 26.3 Hz),67.84,51.65; HRMS,计算值C17H14F2N4O2([M + H]+):345.115 8,实测值345.116 3.

1.4 生物活性测定

1.4.1 杀菌活性的测定 采用菌丝生长速率法[18]测定化合物6a~6r 对6 种植物病原真菌的杀菌活性。化合物浓度100 μmol/L,以烯唑醇为对照药剂,每处理设3 个重复。菌饼直径7 mm。按 (1)式计算抑制率。

(1)式中:I为抑制率,%;Dck为空白对照菌落直径,mm;Dt为药剂处理菌落直径,mm。

选择活性好的化合物测定EC50值:根据上述方法,采用等倍稀释,以烯唑醇为对照药剂,计算化合物在100、50、25、12.5 和6.25 μmol/L 时的抑制率,采用软件DPS18.10 计算EC50值和95%置信限。

1.4.2 杀螨活性的测定 参考文献[19]的琼脂保湿浸叶法,略加改进。配制质量分数为0.1%的琼脂水溶液,将待测化合物用1mL 丙酮溶解,加入质量分数为0.1%的吐温80 水溶液配制成浓度为150 μmol/L 供试药液。选取大小一致的豇豆叶片,浸入药液中10 s 后取出晾干。将晾干的带药叶片叶背朝上贴在琼脂表面。用细毛笔将雌成螨挑入叶片,每片30 头。每组处理3 次重复,以阿维菌素B1a 为对照药剂。将处理后的雌成螨转移至恒温箱[ (25±1) ℃,相对湿度65%,光周期12L:12D]内分别饲养24 h 和48 h 后,观察结果并计算死亡率。以小毛笔轻触虫体,以虫体不动无反应判断为死亡。按 (2) 式计算校正死亡率。采用软件DPS18.10 计算死亡率。

(2)式中:Mc为校正死亡率,%;Mt为施药组死亡率,%;Mck为空白对照组死亡率,%

2 结果与讨论

2.1 化合物的合成

在化合物6a~6r 合成中,发现苯基异氰酸酯未能与中间体3 反应,参考相关反应机理[20],加入催化剂叔丁醇钠,叔丁醇钠可与中间体3 形成醇钠结构,其亲核能力强于醇羟基,中间体3 便可与苯基异氰酸酯反应。

2.2 化合物的生物活性

2.2.1 杀菌活性 离体杀菌活性测试结果 (表1)表明:在100 μmol/L 时,目标化合物6m 对于供试的6 种病原真菌的生长均有良好的抑制作用;化合物6m、6o 和6p 对油菜菌核病菌的抑制率分别为66.6%、67.4 %和67.6%,与对照药剂烯唑醇抑菌效果相当;化合物6k 对水稻纹枯病菌也有良好的抑菌活性;但大多数化合物对这6 种真菌的抑菌活性较弱。根据初筛结果,测定了高活性化合物对油菜菌核病菌的EC50值,结果 (表2) 表明,化合物6m 和6p 对油菜菌核病菌的抑菌活性较好,其EC50值分别为9.7 和7.1 μmol/L,其中化合物6p 的EC50值低于对照药剂烯唑醇 (EC50值9.1 μmol/L)。

表1 目标化合物对6 种植物病原真菌的抑制作用Table 1 Inhibition of target compounds against six pathogenic fungi in vitro

表2 部分化合物对油菜菌核病菌的EC50 值Table 2 The EC50 value of some compounds against S. sclerotiorum

由抑菌活性结果可以看出,当与氨基相连的苯环上的取代基为给电子基时,对位取代的化合物的活性均高于邻位和间位取代;当苯环上取代基为吸电子基硝基时,邻位取代的化合物活性强于对位取代。当对位取代基为烷烃时,给电子能力为叔丁基 > 异丙基 > 乙基 > 甲基,但发现当对位取代基为异丙基时,化合物对6 种供试病原菌的抑菌活性较好,而当对位取代基为叔丁基时活性远差于异丙基取代。这些发现对后期以该化合物为母体设计新的三唑类化合物提供了思路。

2.2.2 杀螨活性 杀螨活性测定结果表明:在150 μmol/L 下,用化合物处理朱砂叶螨24 h 的致死效果一般;48 h 时6h、6k 和6o 对朱砂叶螨的致死率分别为67.7%、74.9%和57.5%,但远低于对照药剂阿维菌素B1a (表3)。

表3 目标化合物对朱砂叶螨的杀螨活性Table 3 Insecticidal activities of target compounds against T. cinnabarinu

3 结论

抑菌活性结果表明:在100 μmol/L 时,目标化合物6m 对6 种供试真菌表现出中等的抑制活性,化合物6m 和6p 对油菜菌核病菌表现出良好的抑菌活性,EC50值分别为为9.7 和7.1 μmol/L,其中6p 抑菌活性高于对照药剂烯唑醇 (EC50值9.1 μmol/L)。杀螨活性测定结果表明,化合物6h、 6k 和6o 在150 μmol/L 浓度下对朱砂叶螨表现出良好的杀螨活性,48 h 时致死率均大于50%,但低于对照药剂阿维菌素B1a。化合物6m 抑菌活性较好但无杀螨活性,化合物6k 杀螨活性较好但抑菌活性一般,而6o 具有一定的杀菌、杀螨活性,可为后期设计新型三唑类杀菌杀螨化合物提供思路。

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