含異噁唑環的新型2,5-二取代-1,3,4-噁二唑的合成及其殺菌活性*

滕信煥, 姜 林, 周少方, 張澤遠

( 1. 山東農業大學 a. 植物保護學院; b. 化學與材料科學學院,山東 泰安 271018)

1,3,4-噁二唑衍生物具有殺蟲、除草、殺菌、消炎等多種生物活性[1～4]，在其3,5-位引入苯基、苯胺基、烷硫基、雜環等可以得到性能各異的生物活性物質，目前已經開發出殺蟲劑噁蟲酮、除草劑噁草酮及丙炔噁草酮等農藥品種，是當今農藥研究較為活躍的領域之一[5]。另一方面，異噁唑衍生物也是一類重要的生物活性物質，顯示出良好的殺蟲、除草、抗菌等活性[6～8]，已開發了10多個農藥和醫藥品種，如除草劑異噁草酮、抗菌藥物磺胺甲基異噁唑及苯唑西林等。由于含異噁唑基的化合物具有對人體低毒、高效等優點，該類化合物的合成與生物活性研究仍然是當今農藥研究的一個熱點。

在新農藥創制中，利用亞結構連接法將不同生物活性的雜環集于同一分子中，可以得到高活性的新型化合物。鑒于此，本文將異噁唑基引入噁二唑的分子中合成了5個未見文獻報道的2-取代苯胺基-5-(取代異噁唑-4-基)-1,3,4-噁二唑(5a～5e, Scheme 1),其結構經1H NMR, IR和元素分析表征。用菌絲生長速率法測試了5的殺菌活性。

CompabcdeRH4-Cl4-Br4-OMe3,4-Cl2

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

WRS-1A型數字熔點儀(溫度計未校正);Bruker 400型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內標);Nicolet 380型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr 壓片);Elementar VarioEL Ⅲ型元素分析儀。

5-甲基-3-(4-氯苯基)-4-異噁唑甲酸乙酯(1), 5-甲基-3-(4-氯苯基)-4-異噁唑甲酰肼(2), 5-甲基-3-(4-氯苯基)-4-異噁唑酰胺基硫脲(4)[9]和取代異硫氰酸苯酯(3a～3e)[10]按文獻方法制備;其余所用試劑均為國產分析純或化學純。

1.2 5的合成通法[11]

在三頸燒瓶中加入4 1.0 mmol,醋酸汞0.32 g(1.0 mmol)和無水乙醇25 mL,攪拌下回流反應3 h。蒸出乙醇,殘余物用熱DMF溶解，趁熱過濾，濾液減壓脫溶，殘余物用乙醇-DMF重結晶得白色粉末5a～5e,實驗結果見表1。

表 1 合成5的實驗結果Table 1 Experimental result of synthesizing 5

2 結果與討論

2.1 5的表征

5的波譜數據見表2。由表2可見,5在 3 452 cm-1～3 436 cm-1處有N-H伸縮振動吸收峰,異噁唑環上的甲基C-H伸縮振動吸收在2 850 cm-1附近,雜環C=N 的振動吸收在1 632 cm-1附近，1 230 cm-1處的強峰為噁二唑C-O-C的吸收峰。

從表2還可以看出,苯胺基N-H質子為活潑氫,化學位移較大(10.23～10.59); 4-氯苯環上的質子受Cl原子和噁唑環的影響,均分裂為2組二重峰,其中Cl原子鄰位的兩個質子吸收位于7.71～7.73,而異噁唑相鄰的兩個質子吸收位于7.51～7.53處;異噁唑環上甲基質子由于受環的去屏蔽效應影響，吸收峰出現在2.78附近。

表 2 5的波譜數據Table 2 Spectral data of 5

2.2 5的抑菌活性

采用菌絲生長速率法[12]測定5的抑菌活性。以小麥紋枯病菌(Rhizoctoniacerealis)和番茄灰霉病菌(Botrytiscinereapers)為測試菌種,以多菌靈為對照藥劑。按培養基與藥液體積比9 ∶1的比例制成馬鈴薯-葡萄糖-瓊膠含藥培養基(PDA),微波爐溶解后制成濃度分別為25 mg·L-1, 50 mg·L-1, 100 mg·L-1, 200 mg·L-1的含藥平板,以加入等體積無菌水的培養基平板為對照。將菌餅反接到含藥平板中央,于(25±1) ℃培養,每處理設三個重復。用十字交叉法測量菌落直徑,每個菌落測量兩次,以其平均值代表菌落的大小,計算抑制率(%),根據Finney機率值法求出5的抑制菌絲生長50%的濃度(EC50)及毒力回歸方程,結果見表3。由表3可知,5對小麥紋枯病菌有一定的抑制活性,EC50在47.02 μg·mL-1～80.05 μg·mL-1，遠低于對照藥劑多菌靈。5對番茄灰霉病菌有較高的抑制活性,EC50為18.15 μg·mL-1～53.31 μg·mL-1，其中5a,5c和5d的活性高于多菌靈。

表 3 5的抑菌活性*Table 3 Fungicidal activity of 5

*抑制率=(D0-D1)/D0×100%,其中D0為對照組菌落直徑;D1為處理組菌落直徑;小麥紋枯病菌培養48 h,番茄灰霉病菌培養72 h

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