2-烷氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成及其抑菌活性研究

唐傳球，孫　勇，章平平

(鄖陽師范高等專科學校生物化學與環境工程系，湖北 十堰 442000)

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2-烷氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成及其抑菌活性研究

唐傳球，孫勇，章平平

(鄖陽師范高等專科學校生物化學與環境工程系，湖北 十堰 442000)

摘要：通過Gewald反應合成噻吩衍生物，再由噻吩衍生物、對氟苯基異氰酸酯分別與甲醇、乙醇、正丙醇經串聯aza-Wittig反應合成了3個新型的2-烷氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮，經1HNMR、MS和元素分析表征了其結構，并初步測定了合成化合物的抑菌活性。結果表明，在用藥濃度為5×10(-5)g·L(-1)時，3種化合物對常見農作物菌種均表現出一定的抑菌活性，其中以2-甲氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的活性最高，對水稻紋枯菌的抑制率達90%。

關鍵詞：2-烷氧基；1，2，4-三氮唑；噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮；合成；抑菌活性

苯基、呋喃基、吡咯基和噻吩基類嘧啶雜環衍生物廣泛存在于植物、動物及人體內，其中，噻吩并[2，3-d]嘧啶、噻吩并[3，2-d]嘧啶和噻吩并[3，4-d]嘧啶衍生物在抗菌、抗腫瘤、消炎等方面的優良生物活性[1-7]引起了人們極大的興趣。有文獻[8-12]報道，引入氟和三氮唑取代基的噻吩并[2，3-d]嘧啶酮類雜環化合物表現出較好的抑菌活性，但有關此類雜環化合物的研究報道較少。作者通過Gewald反應將三氮唑引入噻吩環上，利用合成的噻吩衍生物與PPh3、對氟苯基異氰酸酯分別與甲醇、乙醇、正丙醇通過串聯aza-Wittig反應合成了3個新型的2-烷氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮，用1HNMR、MS和元素分析對其結構進行了表征，并初步測試了其抑菌活性。

1實驗

1.1試劑與儀器

乙醇、乙醚、石油醚、二氯甲烷、三乙基胺、六氯乙烷、三苯基膦、對氟苯基異氰酸酯、甲醇、正丙醇、二甲基亞砜均為分析純，使用前經純化處理。

X4型熔點儀，北京第三光學儀器廠；Mercury400型核磁共振儀(TMS為內標，CDCl3為溶劑)，美國Varian公司；FinniganTrace質譜儀(70eV)，美國ThermoElectron公司；VarioELⅢ型元素分析儀，德國Elementar公司。

1.2方法

中間體1～3按文獻[12]的方法合成，2-烷氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成路線如下：

5a：R=Me 5b：R=Et5c：R=n-Pr

1.2.1碳二亞胺的制備

在室溫、氮氣保護下，將1.02 g膦亞胺(化合物3)、2 mmol對氟苯基異氰酸酯加入到10 mL 二氯甲烷中，在0～5 ℃下靜置6～12 h，待化合物3反應完全后，減壓除去二氯甲烷溶劑，加入20 mL乙醇/石油醚(1∶2)混合溶劑，析出副產物Ph3P=O，過濾將其除去，再減壓除去溶劑，即得到黃色油狀的碳二亞胺(化合物4)，將其直接用于目標化合物5a～5c的合成。

1.2.22-烷氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的制備

用15 mL絕對無水甲醇溶解化合物4，再加入0.2mmol甲醇鈉的甲醇溶液，室溫下攪拌反應2～4 h，減壓過濾，濾液脫去部分甲醇，殘余物用無水乙醇重結晶，得到淺黃色目標化合物(化合物5a)。

化合物5b、5c分別采用乙醇鈉的乙醇溶液和正丙醇鈉的正丙醇溶液進行制備，其它原料及制備過程同上。

1.2.3化合物的表征

對所合成的化合物進行1HNMR、MS及元素分析表征，以確定其結構。

1.3抑菌活性實驗[13]

采用含毒介質法測定目標化合物對棉花枯萎菌(Fusariumoxysporum，Ⅰ)、水稻紋枯菌(Rhizoctoniasolani，Ⅱ)、黃瓜灰霉菌(Botrytiscinereapers，Ⅲ)、小麥赤霉菌(Gibberellazeae，Ⅳ)、蘋果輪紋菌(Dothiorellagregaria，Ⅴ)及棉花炭疽菌(Colletotrichumgossypii，Ⅵ)的抑制作用。分別將濃度為5×10-5g·L-1的目標化合物用二甲基亞砜溶液制成固體培養基，用滅菌的直徑為5 mm的打孔器取含有菌種的瓊脂片，菌絲面向下，放在固體培養基上，并以空白培養基作對照，每個菌種做3個平行實驗。將細菌平板倒置于27 ℃恒溫培養箱內培養48 h。取出觀察有無抑菌作用，測量校正后的空白對照和處理的樣品菌斑平均直徑，按下式計算抑制率：

2結果與討論

2.1目標化合物的表征

2-甲氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(化合物5a)：淺黃色，產率84%。m.p. 212～214 ℃；1HNMR，δ：8.37(s,1H,triazolyl-3-H)，8.15(s,1H,triazolyl-5-H)，7.23～7.21(m,4H,Ar-H)，3.98(s,3H,CH3O)，2.46(s,3H,CH3)；MS，m/z(%)：357(M+,30)，329(16)，302(19)，151(36)，136(100)，109(67)，95(40)；Anal.Calcd.for C16H12FN5O2S(357.4)：C 53.78，H 3.38，N 19.60；found C 53.66，H 3.31，N 19.78。

2-乙氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(化合物5b)：淺黃色，產率79%。m.p.171～173 ℃；1HNMR，δ：8.37(s,1H,triazolyl-3-H)，8.15(s,1H,triazolyl-5-H)，7.24～7.19(m,4H,At-H)，4.46(q,J=7.2 Hz,2H,CH2)，2.45(s,3H,CH3)，1.27(t,J=7.2 Hz,3H,CH3)；MS,m/z(%)：371(M+,38)，343(8)，315(16)，287(8)，233(18)，206(95)，178(47)，137(87)，109(100)，95(71)；Anal.Calcd.for C17H14FN5O2S(371.4)：C 54.98，H 3.80，N 18.86；found C 55.09，H 3.75，N 19.00。

2-正丙氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(化合物5c)：淺黃色，產率71%。m.p.115～117 ℃；1HNMR，δ:8.36(s,1H,triazolyl-3-H)，8.15(s,1H,triazolyl-5-H)，7.23～7.21(m,4H,Ar-H)，4.34(t,J=6.4 Hz,2H,OCH2)，2.45(s,3H,CH3)，1.67～1.62(m,2H,CH2)，0.82(t,J=7.2 Hz,3H,CH3)；MS，m/z(%)：385(M+,100)，343(86)，315(27)，288(15)，233(25)，205(63)，177(37)，95(31)；Anal.Calcd.for C18H16FN5O2S(385.4)：C 56.09，H 4.18，N 18.17；found C 56.20，H 3.99，N 17.34。

1HNMR譜在δ8.38～8.34和δ8.15～8.13的吸收峰為1，2，4-三唑-1-基的3-H和5-H的質子吸收峰，呈一單峰；δ7.90～6.89的吸收峰為芳環上質子吸收峰，表現為三級譜圖，為較復雜的多重峰；δ2.48～2.36的吸收峰為芳環上甲基的質子吸收峰，均呈一單峰；側鏈烷基上質子吸收峰與分子結構吻合。從MS數據可以看出：目標化合物的MS譜中有很強的分子離子峰出現，M+-X、M+-CH3、M+-R、M+-Ar、M+-三唑基及芳香環的特征碎片離子峰都很明顯；其它噻吩環和嘧啶環破裂碎片離子峰與預期結構相符。從元素分析數據可以看出，其理論計算值與實驗測試值相接近。

以上分析表明目標化合物的結構參數與其化學結構一致。

2.2目標化合物的抑菌活性(表1)

由表1可知，目標化合物對所選6種農作物病菌均具有一定的抑菌活性，其中以化合物5a的抑菌活性最好，對水稻紋枯菌的抑制率達到90%。

2.3討論

制備碳二亞胺時，因產物極易變質，反應溫度必須控制在0～5 ℃，反應結束后碳二亞胺無需分離直接用于目標化合物的合成；制備目標化合物時，由于醇鈉的堿性較強，若加入過量醇鈉的相應醇溶液，易導致副產物增加、目標產物分離困難且產率降低；反應時間一般控制在2～4 h。

表1

目標化合物的抑菌活性(n=3)

Tab.1The antimicrobial activities of target compounds(n=3)

化合物抑制率/%ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ5a8090655985815b6575705470695c777960625563

3結論

通過Gewald反應合成噻吩衍生物，再由噻吩衍生物、對氟苯基異氰酸酯分別與甲醇、乙醇、正丙醇經串聯aza-Wittig反應合成了3個新型的2-烷氧基-3-對氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮，該合成方法簡單、操作方便、反應條件溫和，產率達71%～84%。所合成的目標化合物對常見農作物病菌具有較好的抑制作用，抑制率達54%～90%。

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Synthesis of 2-Alkoxyl-3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1，2，4-triazol-1-yl)-thieno[2，3-d]pyrimidin-4(3H)-ones and Their Antimicrobial Activities

TANG Chuan-qiu,SUN Yong,ZHANG Ping-ping

(DepartmentofBiochemistryandEnvironmentalEngineering，YunyangTeachers′College,Shiyan442000,China)

Abstract：The thiophene derivatives were obtained by Gewald reaction.Three novel 2-alkoxyl-3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones were synthesized by thiophene derivatives and 4-fluorophenyl isocynate reacted with methanol,ethanol,n-propyl alcohol via tandem aza-Wittig reaction.Their structures were characterized by1HNMR,MS and elemental analysis.And the antimicrobial activities of the synthesized compounds was preliminarily tested.Results showed that,three compounds all had shown antimicrobial activities against common microbial strains used at concentration of 5×10(-5) g·L(-1).Among the tested compounds,2-methoxy-3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-one displayed the highest antimicrobial activity against Rhizoctonia solani with the inhibitory rate of 90%.

Keywords：2-alkoxyl；1，2，4-triazole；thieno[2，3-d]pyrimidin-4(3H)-one；synthesis；antimicrobial activity

中圖分類號：O 621.3

文獻標識碼：A

文章編號：1672-5425(2016)03-0025-03

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2016.03.007

作者簡介：唐傳球(1980-)，男，安徽安慶人，講師，研究方向：有機中間體和雜環化合物合成，E-mail：tangcq_34@163.com；通訊作者：章平平，講師，E-mail：zpp34@163.com。

收稿日期：2015-11-01

基金項目：湖北省教育廳自然科學基金資助項目(Q20135001)