新型芳香酰腙類席夫堿化合物的合成及其生物活性研究

許靜儀 彭文情 劉旭強 吳娟 何家佳 李水清

摘要：以對氯苯甲酸、甲醇、水合肼及氯代苯甲醛為原料，設計合成了鄰氯苯甲醛對氯苯甲酰腙、對氯苯甲醛對氯苯甲酰腙和2，4-二氯苯甲醛對氯苯甲酰腙。利用元素分析、核磁共振氫譜及紅外光譜對目標化合物進行了結構表征。以菜粉蝶5齡幼蟲為試蟲，研究3個目標化合物的生物活性。結果表明，合成的3個芳香酰腙類席夫堿化合物都具有一定的殺蟲活性，其中，尤以2，4-二氯苯甲醛對氯苯甲酰腙的觸殺活性和胃毒活性最強。

關鍵詞：酰腙；席夫堿；合成；生物活性

中圖分類號：TQ453；O621.2 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）14-0064-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.14.015 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Taking p-chlorobenzoic acid，methanol，hydrazine hydrate and chlorinated benzaldehyde as materials，three new aromatic acylhydrazone schiff base compounds，namely o-chlorobenzaldehyde p-chlorobenzoyl hydrazone，p-chlorobenzaldehyde p-chlorobenzoyl hydrazone and 2，4-chlorobenzaldehyde p-chlorobenzoyl hydrazone were designed and synthesized. The structures of target molecules were confirmed by elemental analysis，H1 NMR and the infrared spectrum. Taking 5 instar larvae of Pieris rapae as test insects，the insecticidal activities of target compounds were tested in lab. The results showed that three aromatic acylhydrazone schiff base compounds had insecticidal activities against 5 instar larvae of P. rapae. Among three target compounds，2，4-chlorobenzaldehyde p-chlorobenzoyl hydrazone showed the strongest contact toxicity and stomach toxicity.

Key words： acylhydrazone； schiff base； synthesis； biological activities

酰腙類化合物是由醛或酮與酰肼縮合而形成的產物，是一類特殊的席夫堿，分子結構中含有Schiff堿基（-CH=N）與酰胺鍵（-CONH-）。通過對醛、酮和酰基的選擇可以設計合成多種酰腙席夫堿化合物。其分子中含有氧原子和氮原子，可以參與生物體中氫鍵的形成，增加酰腙席夫堿化合物與受體間的親和力，與受體蛋白質結合，進而抑制生物體的諸多生理生化過程[1]。酰腙席夫堿化合物-O=C-NH-N=C-片段中的次氨基與羰基和亞胺基存在p-π共軛作用，不僅使此類化合物的穩定性增強，且該片段與芳環能形成更大的共軛體系，增加了分子內電子的流動性[2]。酰腙席夫堿化合物結構上的特點賦予該類化合物許多特殊性質。國內外學者研究表明，酰腙席夫堿化合物具有殺蟲[3，4]、抑菌[5-7]、消炎[8]、抗腫瘤活性[9，10]。

鹵原子能有效改善化合物的生物活性[11，12]。本研究根據基團活性疊加的原理，擬將鹵素原子引入到酰腙席夫堿化合物中，通過鹵素和酰腙基團生物活性的協同疊加，賦予新構筑的化合物獨特的生物活性。本試驗設計合成了3種含有鹵素原子的新型酰腙席夫堿化合物（圖1），并試驗了其殺蟲活性，以期為酰腙席夫堿化合物的研究開發提供參考。

1 化學合成部分

1.1 主要儀器與試劑

Varian VNMR 400超導核磁共振譜儀、全自動元素分析儀Vario EL Ⅲ（德國Elementar公司），Nicolet 6700智能型傅立葉變換紅外分光光度計（美國Nicolet公司），DGG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海森信實驗儀器有限公司）。

對氯苯甲酸、甲醇、水合肼、鄰氯苯甲醛、對氯苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、乙醇、濃硫酸為市售分析純。

1.2 中間體及目標產物的合成

1.2.1 對氯苯甲酸甲酯的制備 稱取對氯苯甲酸1.570 7 g，用30 mL甲醇溶解，將溶液轉移到50 mL單口燒瓶中，緩慢滴加5 mL濃硫酸，混合均勻。加熱回流4 h。靜置冷卻，將反應液倒入去離子水中，有白色沉淀析出。抽濾，用無水乙醇重結晶得對氯苯甲酸甲酯1.454 2 g，產率86.15%。m.p：40～42 ℃；元素分析（實測值/理論值）：C 56.46/56.30，H 4.21/4.11，N 0.075/0.00；IR：1 719、1 301、1 089 cm-1，酯鍵的特征吸收。

1.2.2 對氯苯甲酰肼的制備 將0.500 0 g對氯苯甲酸甲酯用5 mL無水乙醇溶解，再加入4.00 mL水合肼，將混合物轉移到50 mL圓底燒瓶中，小火加熱回流4 h。冷卻，抽濾。產物用無水乙醇重結晶，得到白色片狀晶體，即為對氯苯甲酸甲酯。m.p：162～163 ℃；1H NMR（DMSO-d6） δ：4.5（s，2H，NH2），7.51～7.53（d，J=8 Hz，2H，PhH），7.82～7.84（d，J=8 Hz，2H，PhH），9.84（s，1H，NH）；元素分析（實測值/理論值）：C 49.40/49.27，H 4.23/4.11，N 16.28/16.42；IR：3 309 cm-1（NH2），1 614 cm-1（C=O）。

1.2.3 芳香酰腙席夫堿化合物的合成 稱取0.2 g對氯苯甲酰肼及適量鄰氯苯甲醛（對氯苯甲醛或2，4-二氯苯甲醛）（摩爾比1.2∶1.0），以無水乙醇為溶劑，溫熱溶解后轉移到50 mL圓底燒瓶中。加熱回流5 h，靜置冷卻，抽濾，并用無水乙醇重結晶得到3種芳香酰腙席夫堿化合物，分別為鄰氯苯甲醛對氯苯甲酰腙（A）、對氯苯甲醛對氯苯甲酰腙（B）及2，4-二氯苯甲醛對氯苯甲酰腙（C）。

鄰氯苯甲醛對氯苯甲酰腙（A），黃色晶體。1H NMR（DMSO-d6，400 MHz） δ：7.37～7.40（q，1H，

PhH），7.45～7.47（q，1H，PhH），7.54～7.55（d， J=4 Hz， 1H， PhH），7.62～7.64（d，J=8 Hz，2H，PhH），7.96～7.99（d，J=12 Hz，2H，PhH），8.03～8.05（d，J=8 Hz，1H，PhH），8.89（s，1H，CH=N），12.15（s，1H，NH）；元素分析（實測值/理論值）：C 57.31/57.34，H 3.35/3.41， N 9.50/9.56；IR： 3 120 cm-1（NH），1 646 cm-1（C=O），1 302 cm-1（C=N）。

對氯苯甲醛對氯苯甲酰腙（B），白色晶體。1H NMR（DMSO-d6，400 MHz） δ：7.53～7.55（d，J=8 Hz，2H，PhH），7.61～7.63（d，J=8 Hz，2H，PhH），7.76～7.78（d，J=8 Hz，2H，PhH），7.94～7.96（d，J=8 Hz，2H，PhH），8.45（s，1H，CH=N），11.99（s，1H，NH）；元素分析（實測值/理論值）：C 57.30/57.34，H 3.35/3.41，N 9.49/ 9.56；IR：3 056 cm-1（NH），1 674 cm-1（C=O），1 298 cm-1（C=N）。

2，4-二氯苯甲醛對氯苯甲酰腙（C），白色晶體。1H NMR（DMSO-d6，400 MHz） δ：7.53～7.55（d，J=8 Hz，2H，PhH），7.62～7.64（d，J=8 Hz，1H，PhH），7.74（s，1H，PhH），7.96～7.98（d，J=8 Hz，1H，PhH），8.02～8.04（d，J=8 Hz，2H，PhH），8.81（s，1H，CH=N），12.16（s，1H，NH）；元素分析（實測值/理論值）：C 51.31/51.30，H 2.76/2.75，N 8.56/8.55；IR： 3 152 cm-1（NH），1 686 cm-1（C=O），1 296 cm-1（C=N）。

2 目標化合物的生物活性試驗

2.1 試劑配制

按文獻[13]的方法，以乙醇為溶劑，使用標準HLB值非離子型乳化劑Tween-80和陰離子型乳化劑ABS-Ca，將A、B、C 3個酰腙席夫堿化合物配制成1%乳油。

2.2 供試昆蟲

從大田甘藍葉上采集菜粉蝶（Pieris rapae L.）低齡幼蟲，室內飼養[T=（27±1） ℃，RH=80%±5%，L∶D=14 h∶10 h]后挑選整齊一致的5齡幼蟲供試。

2.3 生物活性試驗

2.3.1 觸殺活性試驗 采用點滴法[14]。將A、B、C 3個處理配制成500 mg/L的乳劑，用微量點滴器點滴于菜粉蝶5齡幼蟲的前胸背板，每蟲點滴1 μL，以試劑空白為對照。處理后的幼蟲置于墊有吸水紙的培養皿中，每皿接蟲30頭，每處理重復3次，24、48 h后檢查死亡情況，計算死亡率、校正死亡率。

2.3.2 胃毒活性試驗 采用帶毒夾片法[15]。取甘藍葉片，洗凈后，用打孔器打成直徑為3.0 cm的葉碟，取兩片同樣大小的甘藍葉碟，在其中一片的背面用醫用脫脂棉均勻涂抹A、B或C的乳劑（濃度500 mg/L），在另一片的正面涂上瓊脂（瓊脂粉加水煮沸調配而成），迅速將兩片葉碟對合，制成帶毒夾片。將帶毒夾片置于培養皿中（內墊濾紙，加少許去離子水保濕），每皿放8個帶毒夾片，接入大小基本一致的菜粉蝶5齡幼蟲30頭。以保鮮膜封口，膜上打孔以利通風透氣。以試劑空白為對照，每個處理重復3次。于處理后24、48 h檢查并記錄菜粉蝶幼蟲死亡情況，計算死亡率、校正死亡率。

2.4 生物活性試驗結果

2.4.1 觸殺活性 由表1可知，3個酰腙席夫堿化合物在500 mg/L濃度下對菜粉蝶5齡幼蟲均具有一定的觸殺活性。相比較而言，2，4-二氯苯甲醛對氯苯甲酰腙的觸殺活性最強。

2.4.2 胃毒活性 從表2可以看出，所合成的3個目標化合物在500 mg/L濃度下對菜粉蝶5齡幼蟲均具有一定的胃毒活性。其中以2，4-二氯苯甲醛對氯苯甲酰腙的胃毒活性最強，處理后24、48 h的校正死亡率分別為75.62%、80.98%，具有較好的開發應用價值。

3 小結與討論

長期大量使用單一的殺蟲劑品種會引起害蟲“三R”，即殘留（Residue）、抗性（Resistance）、再猖獗（Resurgence），以及環境污染、增加農業成本等問題。因而發展對害蟲高效、對環境及非靶標生物安全的生物合理性農藥已成為現代農藥發展的主流。本研究設計合成了3種芳香酰腙席夫堿化合物并初步測定了其殺蟲活性。結果表明，2，4-二氯苯甲醛對氯苯甲酰腙具有較強的觸殺活性和胃毒活性，具有進一步研究和開發的價值。

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