對氯苯甲醛苯甲酰腙的合成及生物活性研究

謝 郢 (長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

對氯苯甲醛苯甲酰腙的合成及生物活性研究

謝 郢 (長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

以對氯苯甲醛、苯甲酸甲酯、水合肼為原料，合成了對氯苯甲醛苯甲酰腙，采用元素分析、紅外光譜對目標(biāo)化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并試驗(yàn)了對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的生物活性。結(jié)果表明，對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲具有較強(qiáng)的觸殺活性和胃毒活性，而拒食作用較弱。

對氯苯甲醛苯甲酰腙；觸殺；胃毒；拒食；菜粉蝶

酰腙類化合物由于分子結(jié)構(gòu)中存在Schiff堿基(-CH=N-)和酰胺鍵(-CONH-)等活性基團(tuán)，大多具有抑菌、殺蟲、除草活性，對該類化合物的深入研究是當(dāng)今農(nóng)藥界的研究熱點(diǎn)之一。邢家華等[1]合成了新型殺蟲劑甲磺蟲腙并試驗(yàn)了其殺蟲活性；汪飛等[2]合成的新型腙類衍生物對淡色庫蚊(Culexpipienspallens)、粘蟲(Leucaniaseparata)具有較強(qiáng)的殺蟲作用；Avaji等[3]的研究結(jié)果表明，對苯二甲酰腙類化合物及其與金屬的配合物對大腸桿菌(Escherichiacoli)、葡萄球菌(Staphylococcusaureus)等具有抑菌作用；覃兆海等[4]報(bào)道了異煙肼的腙衍生物有一定的殺菌活性,尤其對水稻紋枯病(Rhizoctoriasolani)有良好的抑制作用，部分化合物還有一定的抗煙草花葉病毒活性；陳江等[5]合成了一系列芳醛乙酰腙化合物，生物活性試驗(yàn)證實(shí)部分化合物具有一定的抑菌活性。為尋找新的具有生物活性的化合物，本研究設(shè)計(jì)合成了對氯苯甲醛苯甲酰腙，并試驗(yàn)了其殺蟲活性。

1 材料與方法

1.1 對氯苯甲醛苯甲酰腙的合成與結(jié)構(gòu)表征

1.1.1 試劑與儀器

主要試劑：苯甲酸甲酯、水合肼、對氯苯甲醛、無水乙醇均為市售分析純試劑。

主要儀器：全自動(dòng)元素分析儀Vario EL Ⅲ(德國Elementar公司)、傅立葉變換紅外分光光度計(jì)Nicolet 6700智能型(美國Nicolet公司)、熔點(diǎn)測定儀WRS-1B(上海物理光學(xué)儀器廠)、電子天平等。

1.1.2 合成方法與結(jié)構(gòu)表征

按如下合成路線合成對氯苯甲醛苯甲酰腙，中間產(chǎn)物和目標(biāo)產(chǎn)物通過元素分析和紅外光譜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。

(1)中間體苯甲酰肼的合成 準(zhǔn)確量取4.00ml水合肼溶于10.00ml乙醇中，將混合物轉(zhuǎn)移到50ml三頸燒瓶中，安裝回流裝置，控溫在60～70℃，回流。加熱回流過程中，從滴液漏斗將4.00ml苯甲酸甲酯緩慢滴加到三頸燒瓶中。滴加完畢，回流4h。反應(yīng)結(jié)束后蒸餾回收乙醇，殘余物倒入表面皿中，常溫下緩慢結(jié)晶出苯甲酰肼的晶體。粗產(chǎn)物用無水乙醇重結(jié)晶，得純品，產(chǎn)率58.6%。

(2)對氯苯甲醛苯甲酰腙的合成 稱取1.0000g苯甲酰肼溶于適量無水乙醇中，混合物轉(zhuǎn)移到三頸燒瓶，然后加入稍過量的新蒸餾的對氯苯甲醛，加熱回流，反應(yīng)溫度保持在80℃左右。回流4h后，將反應(yīng)混合物倒入表面皿中，即有白色固體析出，抽濾，產(chǎn)物用無水乙醇重結(jié)晶，產(chǎn)率70.36%。

1.2 對氯苯甲醛苯甲酰腙生物活性試驗(yàn)

1.2.1 供試?yán)ハx

從大田甘藍(lán)植株上采集菜粉蝶(Pierisrapae)低齡幼蟲，室內(nèi)飼養(yǎng)后挑選整齊一致的5齡幼蟲供試。人工氣候箱飼養(yǎng)條件：T=(27±1)℃，RH=(80±5)%，L∶D=14h∶10h。

1.2.2 藥液處理濃度設(shè)置

以乙醇為溶劑，將合成的對氯苯甲醛苯甲酰腙配制成125、250、500、1000、2000mg/L 5個(gè)質(zhì)量濃度。在每種溶液中加入10% Tween 80乳化劑。

1.2.3 生物活性測定方法

拒食活性的測定采用余向陽等[6]的小葉碟添加法；觸殺作用的測定采用點(diǎn)滴法[7]；胃毒毒力測定采用文獻(xiàn)[8]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 苯甲酰肼和對氯苯甲醛苯甲酰腙的元素分析與結(jié)構(gòu)表征

中間體苯甲酰肼為白色固體，熔點(diǎn)112.5～112.9℃；元素分析計(jì)算值(%)：C 61.76,H 5.88,N 20.59；實(shí)測值(%)：C 61.48,H 5.78,N 20.00。紅外光譜：1346cm-1為基團(tuán)C-N伸縮振動(dòng)，1614cm-1為氨基-NH2彎曲振動(dòng)，1660cm-1為酰基C=O伸縮振動(dòng)。

目標(biāo)化合物對氯苯甲醛苯甲酰腙元素分析計(jì)算值(%)：C 64.99,H 4.26,N 10.83；實(shí)測值(%)：C 64.98,H 4.27,N 10.89。紅外光譜：NH吸收峰在3200cm-1，C=N吸收峰在1606cm-1，C=O吸收峰在1664cm-1，C-H吸收峰在3062cm-1，C-O吸收峰在1151cm-1，C-N伸縮振動(dòng)在1287cm-1，苯環(huán)骨架振動(dòng)在1565cm-1、1540cm-1、1470cm-1。

2.2 對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的拒食活性

對氯苯甲醛苯甲酰腙的系列濃度溶液對菜粉蝶幼蟲的拒食活性結(jié)果見表1。由表1可知，各濃度處理均表現(xiàn)出較弱的拒食活性，試驗(yàn)最高濃度2000mg/L的最強(qiáng)拒食活性也僅為38.87%；從趨勢來看，藥液濃度越高，拒食活性越強(qiáng)；對相同濃度的藥液，處理后時(shí)間越長，拒食活性呈衰減的態(tài)勢。

表1 對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的拒食活性

注：表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦變換后進(jìn)行方差分析，表2、表3同；拒食率數(shù)據(jù)后具相同字母者為經(jīng)Duncan新復(fù)極差檢驗(yàn)差異不顯著(P>0.05)；回歸方程中y為拒食率的機(jī)率值，x為濃度的對數(shù)值。

2.3 對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的觸殺活性

不同濃度的對氯苯甲醛苯甲酰腙溶液對菜粉蝶5齡幼蟲的觸殺活性試驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可知，各濃度的觸殺活性隨濃度的升高而增強(qiáng)；處理后72h的觸殺活性最強(qiáng)。處理后24h、48h、72h的校正死亡率與濃度間的線性關(guān)系顯著。

表2 對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的觸殺活性

注：校正死亡率數(shù)據(jù)后具相同字母者為經(jīng)Duncan新復(fù)極差檢驗(yàn)差異不顯著(P>0.05)；回歸方程中y為校正死亡率的機(jī)率值，x為濃度的對數(shù)值；表3同。

2.4 對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的胃毒活性

各濃度溶液對菜粉蝶幼蟲的胃毒活性試驗(yàn)結(jié)果見表3。處理后72h的胃毒活性比處理后48h的強(qiáng)，在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，隨著濃度的升高，胃毒活性也表現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的趨勢。

表3 對氯苯甲醛苯甲酰腙對菜粉蝶幼蟲的胃毒活性

3 小結(jié)

目前農(nóng)藥市場上的殺蟲劑大都是有機(jī)磷類、脲類、菊酯類等，由于多年長期大量使用，害蟲抗藥性問題、環(huán)境問題及農(nóng)業(yè)成本問題日益突出。因此，開發(fā)新的殺蟲劑品種具有十分重要的意義。本研究合成了對氯苯甲醛苯甲酰腙并研究了其生物活性，從活性試驗(yàn)結(jié)果來看，對氯苯甲醛苯甲酰腙具有較強(qiáng)的觸殺活性和胃毒活性，而拒食活性較弱，具有進(jìn)一步研究和開發(fā)的價(jià)值。

[1]邢家華，夏旭建，袁偉立，等.新型殺蟲劑甲磺蟲腙的合成與殺蟲活性[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2008,10(2):236-239.

[2]汪 飛，曹 瑾，袁莉萍，等.新型腙類衍生物的合成及其生物活性[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2006,8(2):176-179.

[3]Avaji P G,Kumar C H V,Patil S A,et al.Synthesis,spectral characterization,invitromicrobiological evaluation and cytotoxic activities of novel macrocyclic bis hydrazone[J].European Journal of Medical Chemistry,2009,44:3552～3559.

[4]覃兆海，趙銘杰.吡啶衍生物研究Ⅲ：異煙腙類化合物的合成及其生物活性[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999,4(5):1-5.

[5]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(jī)化學(xué)，2008,28(5):894-898.

[6]余向陽,高聰芬,張 興.砂地柏果實(shí)提取物殺蟲活性初探[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,27(2): 96-100.

[7]慕立義.植物化學(xué)保護(hù)研究方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1994：47-49.

[8]李友蓮,李秀嵐,魏清霞.紅蓼提取物對桃蚜的殺蟲活性研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,(3):234-236.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.09.004

S482.3

A

1673-1409(2012)09-S0012-03

2012-08-28

湖北省教育廳資助項(xiàng)目(Q200712003)。

謝 郢(1976-)，男，湖北荊州人，實(shí)驗(yàn)師，主要從事有機(jī)化學(xué)、農(nóng)藥化學(xué)研究。