新型2-甲氧羰基-5-芳甲亞胺基苯磺酰胺的合成及其生物活性*

王美怡, 李正名

(1. 北方民族大學 化學與化學工程學院 國家民委化工技術(shù)重點實驗室,寧夏 銀川 750021;2. 南開大學 元素有機化學研究所 元素有機化學國家重點實驗室,天津 300071)

磺酰胺類化合物在醫(yī)藥領(lǐng)域廣泛用于抗菌、消炎、抗癌等臨床病癥[1～4]；在農(nóng)藥領(lǐng)域，含有磺胺結(jié)構(gòu)片段的化合物大多具有良好的殺菌和除草活性[5～7]。Schiff堿作為螯合劑、穩(wěn)定劑、生物活性劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、分析試劑和催化劑等被廣泛應用[8～10]。

考慮到Schiff堿類化合物通常具有較高的生物活性，利用活性片段拼接原理，以2-甲氧羰基-5-氨基苯磺酰胺(1)為起始原料，將其苯環(huán)5-位取代基設(shè)計改造為Schiff堿基:利用微波或超聲波等輔助，合成了8個新型2-甲氧羰基-5-芳甲亞胺基苯磺酰胺(3a～3h, Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR, MS及元素分析表征。生物活性測試結(jié)果表明，大部分3具有一定的殺菌活性,其中3b和3f在用量為500 mg·L-1時，對黃瓜菌核病的防治效果高于90%。

1

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-4型數(shù)字顯示顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker Avance-300 MHz型和Varian Mercury-Plus 400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標);Thermo Finigan LCQ Advantage型液-質(zhì)聯(lián)用儀;Yanaco CHN CORDER MT-3型元素分析儀;KH-100SP型超聲波清洗儀(40 kHz/25 kHz /100W); LWMC-205型可調(diào)功率微波化學反應器。

1按文獻[11,12]方法合成;黃瓜菌核病菌,黃瓜枯萎病菌和水稻紋枯病菌,中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所;其余所用試劑均為市售分析純。

1.2 3的合成

在圓底燒瓶中加入1 5 mmol,無水乙醇30 mL和取代苯甲醛(2a～2h) 5 mmol，攪拌使其完全溶解;置微波反應器(150 W)(或超聲波反應器30 ℃)中反應至終點。過濾，濾液旋干，用乙酸乙酯和丙酮重結(jié)晶，合并濾餅和重結(jié)晶固體得3a～3h,其實驗結(jié)果見表1。

表 1 合成3的實驗結(jié)果Table 1 Experimental result of synthesizing 3

2 結(jié)果與討論

2.1 3的合成

Schiff堿的合成傳統(tǒng)上采用在溶劑中加熱回流的方法，反應能耗高，操作時間長。作為綠色化學合成的手段，超聲波及微波反應在有機化學反應中得到廣泛應用[13～15]。微波和超聲波輻射技術(shù)既能夠用來輔助親核反應、芳環(huán)上的取代反應、環(huán)加成反應等，又能在有機合成反應中替代加熱反應的加熱過程。反應條件同1.2,考察了微波或超聲波輔助對合成3的影響，結(jié)果見表2。

表 2 合成3的方法比較Table 2 Method comparison of synthesizing 3

表 3 3的1H NMR數(shù)據(jù)Table 3 1H NMR data of 3

從表2可以看出，利用微波或超聲輔助，相對于傳統(tǒng)的加熱回流來說，不僅能夠極大地縮短反應時間，而且可以提高收率。在合成3時，盡管使用了微波或超聲波的方法，但只能使具有吸電子基團的苯甲醛(2a～2h)與1反應；具有供電子取代基的苯甲醛與1反應，即使采取延長反應時間或提高反應溫度的方法，產(chǎn)率仍然極低，甚至不反應。這可能是由于1苯環(huán)上氨基的間位和對位連有強吸電子的磺酰基和甲氧酯基，削弱了氨基孤對電子的親核性。因而，只有那些連有吸電子基團的2a～2h易于與1反應，得到5-位取代的3a～3h,其1H NMR數(shù)據(jù)見表3。

2.2 3的生物活性

采用防治蔬菜病害活體微量篩選試驗法[16]測試了3對黃瓜菌核病(A),黃瓜枯萎病(B)和水稻紋枯病(C)的防治效果，結(jié)果見表4。由表4可見，有4個化合物對黃瓜菌核病的防效超過60%，其中3b和3f的防效高于90%，是所有供試化合物中活性最高的，且防治效果與40%菌核凈WP(防效97%)相當；3b對水稻紋枯病的防效也較明顯；3e和3h對黃瓜枯萎病的防效高于60%，但防效不及對照藥劑70%甲基托布津WP(防效97%)。生物活性測定結(jié)果表明，將Schiff堿這一活性亞結(jié)構(gòu)引入苯磺酰胺所合成的系列化合物對于防治部分蔬菜病害有一定的效果，尤其是對黃瓜菌核病表現(xiàn)出了較高的生物活性，值得進一步研究。

表 4 3的生物活性測試結(jié)果*Table 4 Bioactivity testing result of 3

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