新型去氫樅酸基磺酰胺類化合物的合成及其生物活性*

閔方倩，段文貴，林桂汕，石賢春，譚洪兵，楊章旗

(1.廣西大學化學化工學院，廣西南寧 530004;2.廣西林業科學研究院，廣西南寧 530002)

·研究論文·

新型去氫樅酸基磺酰胺類化合物的合成及其生物活性*

閔方倩1，段文貴1，林桂汕1，石賢春1，譚洪兵1，楊章旗2

(1.廣西大學化學化工學院，廣西南寧 530004;2.廣西林業科學研究院，廣西南寧 530002)

去氫樅酸與SOCl2反應制得去氫樅酸酰氯(2);芳磺酰氯與乙二胺經N-酰化反應制得N-芳磺酰基乙二胺(4a～4k);在DMAP催化下，2分別與4a～4k經N-酰化反應合成了11個新型的去氫樅酸基磺酰胺類化合物(5a～5k)，其結構經1H NMR，13C NMR，IR和ESI-MS表征。生物活性測試結果表明，在用藥量為50 μg· mL-1時，5a～5k對黃瓜枯萎病菌、蘋果輪紋病菌、番茄早疫病菌、花生褐斑病菌和小麥赤霉病菌有一定的抑菌活性，其中去氫樅酸基間甲基苯磺酰胺(5c)對番茄早疫病菌的殺菌活性最佳，抑制率為73.6%;在用藥量為100 μg·mL-1時，大部分化合物對油菜的胚根生長有一定抑制作用，其中去氫樅酸基對甲氧基苯磺酰胺(5d)的抑菌活性最佳，抑菌率為57.1%。

去氫樅酸;磺酰胺;合成;殺菌活性;除草活性

磺酰胺類化合物含有SO2-NH活性結構，具有除草［1-3］、殺菌［4］、殺蟲［5］、抗病毒［6-8］等生物活性，是近年來藥物研究的熱點。松香是自然界極其豐富的天然可再生生物質資源。去氫樅酸(1)是歧化松香的主要成分，其分子結構中含有苯環和多個手性中心，與很多天然活性成分有相似或相近的結構骨架，因而成為合成新型生物活性物質的重要原料。1本身具有抗菌活性［9］，其衍生物顯示抗菌［10-11］、除草［12-13］、抗腫瘤［14］、抗病毒［15］等多種生物活性。

近年來，本課題組對去氫樅酸基生物活性化合物做了大量研究工作，取得了系列研究成果［11-13，16-18］。在此基礎上，本文對1做進一步改性研究，通過對羧基的改性反應，將磺酰胺活性基團引入1的骨架中，以期獲得具有較佳生物活性的化合物。1與SOCl2反應制得去氫樅酸酰氯(2);芳磺酰氯(3a～3k)與乙二胺經N-酰化反應制得N-芳磺酰基乙二胺(4a～4k);在4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下，2分別與4a～4k經N-酰化反應合成了11個新型的去氫樅酸基磺酰胺類化合物(5a～5k，Scheme 1)，其結構經1H NMR，13C NMR，IR和ESI-MS表征。并測試了5a～5k的殺菌活性和除草活性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

WZZ-2S型自動旋光儀;X-4型數字顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker AV 600 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標);Nicolet Nexus 470 FT-IR型紅外光譜儀(KBr壓片);TSQ Quantum Access MAX型液相色譜-質譜聯用儀。

歧化松香，去氫樅酸含量58.9%(GC)，酸值160.4 mg KOH·g-1，廣西梧州松脂股份有限公司;去氫樅酸(1)［19］，2［20］和4［21］按文獻方法制備;其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1)5的合成(以5a為例)

在圓底燒瓶中加入N-苯磺酰基乙二胺(4a) 1.920 g(9.6 mmol)，DMAP 1.0 mmol，無水K2CO31.380 g(10.0 mmol)，二氯甲烷30 mL，攪拌使其溶解;升溫至回流，緩慢滴加2 2.548 g (8.0 mmol)，滴畢，回流反應至終點(TLC檢測)。常壓過濾，濾液減壓濃縮至干后經硅膠柱層析［洗脫劑:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=4∶1］純化得淡黃色固體5a。

用類似方法合成5b～5k。

1.3 生物活性測試

(1)殺菌活性

采用瓊脂稀釋法測試殺菌活性。將供試化合物溶解在丙酮中，用200 μg·mL-1sorporl-144乳化劑稀釋成500 μg·mL-1藥液。取藥液1 mL，注入培養皿內，加入PSA培養基9 mL，制得終濃度為50 μg·mL-1的含供試藥平板。將培養好的供試菌用打孔器打取直徑5 mm菌餅，置于含藥平板內，每皿3塊呈等邊三角形排放。以不加藥劑者做空白對照。置于(24±1)℃培養箱內培養48 h，計量各處理菌絲擴展直徑，并與對照相比較，計算相對抑制百分率。

(2)除草活性

油菜平皿法:在直徑6 cm的培養皿內放一張直徑為5.6 cm的濾紙，加入2 mL供試化合物溶液，播種浸種4 h的油菜種子10粒。于(28±1)℃，黑暗培養72 h后測定胚根長度，計算胚根伸長抑制率。

稗草小杯法:在50 mL的小燒杯中鋪好玻璃珠和濾紙，加入一定濃度的供試化合物溶液6 mL，播種剛剛露白的稗草種子10粒，于(28±1)℃光照培養72 h后測定小苗的高度，計算株高生長抑制率。

2 結果與討論

2.1 合成與表征

在2與4經親核加成-消除反應合成5的過程中，嘗試不加催化劑于室溫反應(TLC跟蹤)，10 h后發現兩個原料均未反應完全。DMAP是一種催化酰化反應的高效催化劑，加入DMAP催化反應4 h后TLC檢測發現原料點明顯變淡，新點濃度明顯加深，說明催化效果很好。同時加入無水K2CO3作縛酸劑，使反應的化學平衡向右移動，反應速率加快。

5的實驗結果，IR和MS數據見表1，NMR數據見表2。

表1 5的實驗數據，IR和ESI-HR-MS數據Table 1Experimental results，IR and ESI-HR-MS data of 5

從表1的IR數據可知，5在3 100 cm-1和3 400 cm-1附近的吸收峰為N-H的伸縮振動特征吸收峰;1 500 cm-1～1 600 cm-1處為苯環骨架的伸縮振動吸收峰;-SO2-的對稱和不對稱伸縮振動吸收峰在1 100 cm-1和1 300 cm-1附近。從表1可見5均出現了明顯的分子離子峰。

從表2可見，5的NH中H質子吸收峰在7.4～8.1，苯環上氫質子吸收峰在7.0～8.5。從13C NMR數據可知，羰基碳的吸收峰在177左右，苯環上碳的吸收峰受不同取代基的影響，一般在130左右，而飽和碳的吸收峰一般小于60。

2.2 5的生物活性

5的殺菌活性數據見表3。由表3可知，在用藥量50 μg·mL-1，5對黃瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、蘋果輪紋病菌、番茄早疫病菌和小麥赤霉病菌具有一定的抑制活性。尤其對蘋果輪紋病菌的抑制活性較好，其中去氫樅酸基間溴苯磺酰胺(5f，R=3-Br)的抑制率最高(68.3%)。去氫樅酸基間甲基苯磺酰胺(5c，R=3-Me)對番茄早疫病菌的抑制效果最好，抑制率73.6%;5c對花生褐斑病菌的抑制效果也最好，抑制率65.6%。

表2 5的NMR數據Table 2NMR data of 5

續表2

續表2

表3 5的殺菌活性*Table 3Fungicidal activities of 5

5的除草活性數據見表4。由表4可知，在用藥量100 μg·mL-1，大部分5對油菜的胚根生長有一定的抑制作用，其中去氫樅酸基對甲氧基苯磺酰胺(5d，R=4-OMe)的抑制率最高(57.1%)。

3 結論

以去氫樅酸為原料，合成了11個新型的去氫樅酸基磺酰胺化合物(5a～5k)。初步生物活性測試結果表明，在用藥量50 μg·mL-1時，5a～5k對黃瓜枯萎病菌、蘋果輪紋病菌、番茄早疫病菌、花生褐斑病菌和小麥赤霉病菌均有一定抑菌活性，其中5c對番茄早疫病菌的抑制率最高(73.6%)。在用藥量100 μg·mL-1時，大部分5對油菜的胚根生長有一定抑制作用，其中5d的抑制率最高(57.1%)。

表4 5的除草活性*Table 4Herbicidal activities of 5

該研究結果為松香的深度開發和利用提供了新的途徑和實驗數據。

致謝:生物活性委托南開大學元素有機化學研究所生測室測定，謹表謝意!

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Synthesis and Biological Activities of Novel Dehydroabietic Acid-based Sulfamide Compounds

MIN Fang-qian1，DUAN Wen-gui1，LIN Gui-shan1，SHI Xian-chun1，TAN Hong-bing1，YANG Zhang-qi2

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China; 2.Guangxi Academy of Forestry，Nanning 530002，China)

Dehydroabietic acid acyl chloride(2)was prepared by the reaction of dehydroabietic acid with thionyl chloride.N-aryl sulfonyl ethylenediamines(4a～4k)was prepared by the N-acylation of aryl sulfonyl chloride with ethylenediamine.Eleven novel dehydroabietic acid-based sulfonamide compounds(5a～5k)were synthesized by N-acylation reaction of 2 with 4a～4k，respectively，using DMAP as the catalyst.The structures were characterized by1H NMR，13C NMR，IR and ESIMS.The preliminary bioassay showed that 5a～5k exhibited certain fungicidal activities against Fusarium oxysporum f．sp．cucumerinum，Physalospora piricola，Alternaria solani，Cercospora Rachidicola and Fusarium graminearum.Inhibition rate against Alternaria solani of dehydroabietic acid-based mmethyl-benzenesulfonamide(5c)was 73.6%at 50 μg·mL-1.Most of 5a～5k exhibited certain growth inhibition activities against rape root(Brassica campestris)，inhibition rate of dehydroabietic acid-based p-methoxyl-benzenesulfonamide(5d)was 57.1%at 100 μg·mL-1.

dehydroabietic acid;sulfonamide;synthesis;fungicidal activity;herbicidal activity

O621.3

A

1005-1511(2014)03-0281-07

2013-03-13;

2014-03-05

國家自然科學基金資助項目(31060100);廣西自然科學基金重點資助項目(2010GXNSFD013013);八桂學者專項

資助項目(松樹資源培育及產業化關鍵技術創新)

閔方倩(1988-)，女，漢族，安徽宿州人，碩士研究生，主要從事天然資源化學與有機合成的研究。

段文貴，教授，博士生導師，E-mail:wgduan@gxu.edu.cn