1,3-雙(2-取代硫醚-1,3,4-噁二唑-5-基)苯的合成及其殺菌活性*

龍德清, 李德江， 唐傳球， 周 新

(1. 鄖陽師范高等專科學(xué)校 化學(xué)系，湖北 丹江口 442700； 2. 三峽大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

探索雜環(huán)化合物的合成及生物活性是有機(jī)化學(xué)中最具生命力的研究課題之一。在現(xiàn)有的眾多雜環(huán)化合物中，1,3,4-噁二唑類化合物由于具有廣泛的生物活性如消炎、抗菌、抗痙攣、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)、殺蟲等[1-3]及其廣泛的應(yīng)用前景而頗受人們的青睞[4]。雙雜環(huán)化合物的合成及生物活性研究已經(jīng)成為雜環(huán)農(nóng)藥的一個(gè)重要方面，但具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的1,3,4-雙噁二唑硫醚類化合物的合成還未見文獻(xiàn)報(bào)道。

本文以間苯二甲酸二甲酯為原料，設(shè)計(jì)并合成了8個(gè)新型的1,3-雙(2-取代硫醚-1,3,4-噁二唑-5-基)苯(4a～4h， Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR， MS和元素分析表征。4具有結(jié)構(gòu)對(duì)稱、種類多樣、活性強(qiáng)于單二唑環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)其進(jìn)行的初步殺菌活性測(cè)試結(jié)果表明,4a～4h對(duì)水稻紋枯病菌、小麥赤霉病菌、黃瓜灰霉病菌和蘋果輪紋病菌均有很好的抑制活性。其中，4h的活性最好，抑制率達(dá)均90%(A級(jí))以上，這說明氟、氯原子的引入能提高殺菌活性,為新型高效殺菌劑的篩選提供了可靠依據(jù)。

CompabcdefghRMeEtn-propylEtCO2CH2-C6H5CH2-p-O2NC6H4CH2-o-MeC6H4CH2-2-Cl-6-FC6H3CH2-XIBrBrBrClClClCl

Scheme1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

北京泰克儀器有限公司X-6型顯微熔點(diǎn)儀(溫度未經(jīng)校正)；美國(guó)Varian公司Mercury Plus 400型超導(dǎo)核磁共振譜儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；美國(guó)Finnigan公司Trace GC/MS型質(zhì)譜儀；德國(guó)Elementar公司Vario EL Ⅲ CHNSO元素分析儀。

間苯二甲酸二甲酯和間苯雙酰肼(1)按文獻(xiàn)[5]方法合成；其余所用試劑均為國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口分析純。

1．2 合成

(1) 1,3-雙(2-巰基-1,3,4-噁二唑-5-基)苯(2)的合成[6]

在圓底燒瓶中加入1 2.91 g(15 mmol)， CS22.66 g(35 mmol)和乙醇40 mL，攪拌5 min；于10 min內(nèi)緩慢滴加KOH 1.96 g(35 mmol)的乙醇(100 mL)溶液，回流反應(yīng)12 h(TLC監(jiān)測(cè))。脫去溶劑，過濾，濾餅用100 mL水溶解；過濾，濾液用稀鹽酸酸化至pH≈4；抽濾，濾餅干燥后用乙醇重結(jié)晶得白色晶體2，收率91.0%， m.p.277 ℃～278 ℃；1H NMR(DMSO-d6)δ： 3.34(bs, 2H, SH), 7.78～8.22(m, 4H, ArH)； MS(70 ev)m/z(%)： 278(M+, 100), 218(2.6), 158(14.2), 143(23.4), 105(16.7), 77(45.1), 51(17.6)。

(2) 4的合成通法

在反應(yīng)瓶中加入2 1.39 g(5.0 mmol)， NaOH 0.45 g(11.2 mmol)和水30 mL，攪拌使其溶解；慢慢滴加RX(3a～3h)11.2 mmol的甲醇(10 mL)溶液，滴畢，于室溫反應(yīng)5 h～19 h(TLC監(jiān)測(cè))。倒入盛有200 mL冷水的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬箪o置30 min；抽濾，濾餅干燥后用乙醇重結(jié)晶得白色晶體4a～4h。

2 結(jié)果與討論

2．1 4的表征

4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和元素分析數(shù)據(jù)見表1,1H NMR和MS數(shù)據(jù)見表2。

表 1 4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和元素分析數(shù)據(jù)Table 1 Experimental results and elemental analysis data of 4

表 2 4的1H NMR和MS數(shù)據(jù)Table 2 1H NMR and MS data of 4

1H NMR分析表明,4的-SCH2R質(zhì)子吸收峰出現(xiàn)在3.34左右，而-SCH2Ar質(zhì)子吸收峰則出現(xiàn)在4.59左右，母體苯環(huán)上質(zhì)子的吸收峰在8.59～7.35，這主要是因?yàn)楸江h(huán)和噁二唑環(huán)共軛(即π-π共軛)，使苯環(huán)的電子云密度降低，δ向低場(chǎng)位移(尤其是苯環(huán)2-H的位移明顯)。

MS分析結(jié)果顯示，4均具有較強(qiáng)的分子離子峰，說明分子中的芳香環(huán)是以共軛狀態(tài)存在的，因而使得該化合物相當(dāng)穩(wěn)定。此外，大多數(shù)4的基峰為ArCO+，說明噁二唑環(huán)較易開裂。總之，4的基峰和主要碎片離子峰都能得到合理的解釋，證明反應(yīng)結(jié)果與Scheme 1預(yù)期吻合。

2．2 4的殺菌活性

用離體平皿法對(duì)4進(jìn)行了殺菌活性測(cè)試[c(4)=50 mg·L-1]，結(jié)果見表3。由表3可見，4a～4h對(duì)水稻紋枯病菌(Rhizoctoniasolani， A)，小麥赤霉病菌(Gibberellazeae， B)，黃瓜灰霉病菌(Botrytiscinereapers， C)和蘋果輪紋病菌(Dothiorellagregaria， D)均有很好的抑制活性，其中，4h的活性最好，其抑制率均達(dá)90%(A級(jí))以上，這說明氟、氯原子的引入能提高殺菌活性。

表3 4的殺菌活性*Table 3 Fungicidal activities of 4

*c(4)=50 mg·L-1； A:水稻紋枯病菌； B:小麥赤霉病菌； C:黃瓜灰霉病菌； D:蘋果輪紋病菌

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[3] Hazarika J, Kataky J C S. Studies on biologically active heterocycles:Part X.Synthesis of 2-amino-4-[5-(2-cholorophenyl)-1,3,4-oxa/thiadiazol-2-yl]-6-ary/substituted aryl-7-oxo-6,7-dihydrothiazolo[4,5-d]-pyrimidine-5(H)-thiones as probable bioactive compounds[J]．Indian J Chem,2001,40B(3):255-257.

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[6] 龍德清,汪焱鋼,唐傳球,等. 2-取代硫醚-5-(5,7-二甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶基)-1,3,4-噁二唑/噻二唑類化合物的合成及生物活性[J].有機(jī)化學(xué),2008,28(6):1065-1070．