酸甲酯衍生物的合成及生物活性研究.pdf

学号 研究类型 应用基础 硕士学位论文 学科门类 学科专业 指导教师 研究生 论文题目 萨拓i st h e s 缸 理学 有机化学 李焰教授 刘杰 含蟪二唑和三唑琳杂环结构的( ne ) 一a 一甲氧亚氨 基屯一苯基乙酸甲酯衍生物的合成及生物活性研究 答辩日期： 二0 0 六年六月 日 摘要 s t r o b i l u r i n s 杀菌剂是人们以天然产物s t r o b i l u r i n 厶o u d c m a n s i na 和 m y x o t h i a z o l a 为先导体设计合成出的一类新型高效、广谱和安全性高的杀菌剂， 其作用机制是通过抑制线粒体细胞色素b c l 复合体呼吸进而阻碍a t p 合成，现已 成为当今世界杀菌剂市场最活跃、最有发展潜力的新一代杀菌剂。本文以( e ) _ 洳 甲氧亚氨基廿犯溴代甲基苯基) 乙酸甲酯为关键中间体，运二元活性结构拼接原 理，设计合成了三个系列共3 8 种未见报道的含有两个药效基团的新型s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂。研究了化合物的合成方法、波谱性质及构效关系，生物活性测试结果 表明大多数化舍物都具有优良的生物活性。具体研究内容如下： 一详细地介绍了s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂的研究进展，包括发现、构效关系、 生物活性、作用机理及安全性。通过在硫酸铜和亚硫酸钠的条件下在水相中乙醛 酸甲酯肟与芳基重氮盐进行的偶联反应，得到的关键中间体( f 。r z ) - 2 羟基亚氨基 - 2 - f 邻甲基苯基) 乙酸甲酪粗产物。1 1 2 ，其髓比例较高，可以达到e - i z - 一1 4 ：i 。 二设计、合成了三个系列3 8 个未见报道的含嚼二唑和三唑啉杂环结构的 s t r o b i l u r i n 类化合物，其结构经i n 、1 i t - n m r 、廿c - n m r 、e l - m s 和元素分析确 证。 三、研究了杂环5 芳基1 ，2 ，4 三唑啉3 硫醇和5 芳基- 2 - 甲基- 1 , 2 , 4 一三唑啉- 3 硫醇的微波辅助合成法，实验结果表明微波辐射法不仅可以提高产品产率，而且 可以大大缩短反应时间。 四、在5 0 p p m 的浓度下对这3 8 种目标产物的杀菌活性进行了初步的测试， 测试结果表明：这3 8 种产物中大多数对黄瓜灰霉病菌、小麦赤霉病菌、苹果轮 纹病菌、玉米小斑病菌、棉花枯萎病菌和稻纹枯病菌均具有优良的杀菌活性：另 外，从其结构可以看出，含氟基团的引入提高了杀菌活性。 关键词；s t r o b i l u r i n s ；杀菌剂；嗯二唑；三唑啉；微波反应 a b s t r a c t t h es t r o b i l u r i n sa r ea no u t s t a n d i n gn e wc l a s so fa g r i c u l t u r a lf u n g i c i d e s ，a n dt h i sc l a s s o ff u n g i c i d e si sb a s e do nag r o u po fn a t u r a ll e a dd e r i v a t i v e so f 国一m e t h y l 争 m e t h o x y a c r y l a t e ，s u c ha ss t r o b i l u r i na ，o u d e m a n s i na a n dm y x o t h i a z o la t h e s e c o m p o u n d se x h i b i ts t r o n gf u n g i c i d a la c t i v i t ya g a i n s tv a r i o u sf u n g ib yb i n d i n gt o e l e c t r o n t r a n s f e ra tt h eu b i q u i n o l - o x i d a t i o nc e n t r e ( q o s i t e ) o ft h eb c l - - e n z y m e c o m p l e x ( c o m p l e xl i d w i t ht h e i rb r o a ds p e c t r u mo f a c t i v i t y ，l o n gd u r a t i o no fa c t i o n , h i g ha c t i v i t ya tl o wm t e so fa p p l i c a t i o n ，a n do u t s t a n d i n ge n v i r o n m e n t a lt o l e r a b i l i t y , t h es t r o b i l u r m sh a v eb e e no n eo f t h em o s ti m p o r t a n tc l a s s e so f a g r i c t f l t u r a lf u n g i c i d e s i n t h i st h e s i s ，a c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l eo fc o m b i n a t i o no fb i o a c t i v es t r u c t u r e ， t h k t y - e i g h tu n r e p o r t e da n dn o v e lc o m p o u n d si nt h r e es e r i e s ，w h i c hc o n t a i nt w o p h a r m a c o p h 丽cs u b s t r u c t u r e sw e d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e dv i am e t h y l ( a e ) - a - ( m e t h o x y i m i n o ) - 2 - ( b r o m o m e t & y 1 ) b c n z e n e a c e t a t ca st h ek e yi n t e r m e d i a t em a t e r i a l i nt h i st h e s i s ，w ea l s oh a v es t u d i e dt h e 托毽c 6 咖c o n d i t i o n s , t h es t m e t u r e - a c f i v i t i y r e l a t i o n s h i p sa n ds p e c t r a lp r o p e r t i e so ft h e s ec o m p o u n d s t h ep r e l i m i n a r yb i o a s s a y s i n d i c a t e dt h a ta l lt h ec o m p o u n d ss h o w e dp o t e n tf u n g i c i d a la c t i v i t y i tm a yb e s u m m a r i z e d 雒f o l l o w s ： t t h ed e v e l o p m e n to ft h es t r o b i l u r i nf u n g i c i d e sw a sr e v i e w e d , i n c l u d i n gt h e o r i g i n a t i o n , s t r a c t u r e - a c t i v i t i yr e l a t i o n s h i p s ，m o d eo fa c t i o na n dr e s i s t a n c er i s ki nt h i s p a p e r , i tw a s f o u n dt h a tt h ec o u p l i n gr e a c t i o nw h i c hi nt h ep r e s e n c eo fc u s o d n a 2 s 0 3 c o u l ds t e r e o s e l e c t i v e l yg i v et h ek e yi n t e r m e d i a t em a t e r i a l a n d ( z ) - m e t h y l 2 - ( h y d r o x y i m i n o ) - 2 - 0 - t o l y l a e e t a t e w i t har a t i oo f1 4 ：1 2 t h i r t y - e i g h iu n r e p o r t e dc o m p o u n d si nt h r e es e r i e s ，w h i c hc o n t a i no x a d i a z o l e r i n ga n dt h i a z o l i n er i n gw e l “ es y n t h e s i z e d t h es t r u c t u r eo f a l lt h e s ec o m p o u n d sw e r e c o n f i r m e db yi r ，1 h - n m r , ”c - n m r , e i - m s ，e a , a n dt h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e s y n t h e s i z e dw e l et h et a r g e tc o m p o u n d s 3 5 - a r y l 1 ，2 ，4 - o x a d i a z o l e - 3 - t h i o n er i n g sa n d5 - a r y l - 2 - m e t h y l - l , 2 , 4 - t h i a z o l e - 3 一 jt l l i o n e r i n g sh a v eb e e np r e p a r e db ym i c r o w a v ei r r a d i a t i o n w eh a v e s t u d i e dt h e r e a c t i o nt i m e ，q u a n t i t yo fu s e ds o l u t i o na n dw a t e r , m i c r o w a v ep o w e r i tw a sf o u n d t h a tt h er e a c t i o nt i m ew a sd r a m a t i c i a l l yr e d u c e da n dg o o dy i e l dw a so b t a i n e d 4 t h ep r e l i m i n a r yb i o a s s a y so ft h e s e t h i r t y - e i g h tu n r e p o r t e da n dn o v e l c o m p o u n d sw e r em e a s u r e da n ds t u d i e d t h ef u n g i c i d a la c t i v i t yo ft h e ma l s ow e r e s t u d i e d ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tm o s to ft h e s ec o m p o u n d sp o s s e s s e dp o t e n tf u n g i c i d a l a c t i v i t y a g a i n s t r h i z o c t o n i as o l a n i , b o t r y t i s c i n e r e a p e r s , g i b b e r e l l a z e a e , p h y s a l o s p o r ap i r i c o l aa n db i p o l a r i sm a y c l i s ，a n dt h o s ef l u o r o c o n t a i n i n gc o m p o u n d s i nt h e mh a db e t t e rf u n g i c i d a la c t i v i t yt h a no t h e r s k e y w o r d s ：s t r o b i l u r i u s ；f u n g i c i d e s ；o x a d i a z o l e ；t r i a z o l i n e ；m i c r o w a v e i r r a d i a t i o n 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容井，本论文不含任何其他个人或 集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 论文作者签名：立1 毪 时间： 年 月日 学位论文使用授权说明 本人完全7 解潮j 匕大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全都内容。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名：戋1 奎 签名日期：年月 日 导师签名：李鸸 签名日期：年月日 第一部分文献综述 自从人类有农业咀来，农作物就一直饱受真菌的困扰，只要将大量同种植物 栽培在一起，以植物为生的其它生物有机体就会发现生存比原先容易得多，因为 寄主就在身边，即使今天，全世界作物损失的三分之一仍然是真菌引起的。为了 控制农作物真菌痤病的发生，人类尝试使用了杀菌剂。杀菌剂的广泛使用。确实 减少了很多损失，但不断的使用，使真菌产生了抗药性，因此，需要不断地寻找 和发现新型的活性化合物，发现新的作用机制，研制新的杀菌剂。s t r o b i l u r i n s 类 杀菌剂就是一类作用机理独特、极具发展潜力和市场活力的新型农用杀j j 谱菌 剂，成为国内外开发的热点。以下就对s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂的研究进展，包括发 现，构效关系、生物活性、作用机理及安全性做简单的介绍。 1 s t r o b i l u r i n s 杀菌剂研究进展 1 1 天然s t r o b i l u r i n s 杀菌剂的发现 自然界提供了广泛的高度专一性的有效的生物活性物质，在长期进化过程 中，许多有机体在争夺食物的争斗中建立和发展起一套化学防御体系以对付竞争 者。因此，除了寻找新的药物之外，真菌还是发现新农药的一个重要来源。一个 有趣的现象是：很多大型真菌的子实体从来不被昆虫侵袭。此外人们通过实验 对比受伤和未受损的子实体，发现子实体在受伤后很快产生大量的次生代谢产 物，这些产物具有抗真菌、杀虫等多种活性。其中一个典型的例子是：乳菇瘸 l a e t a r i o u s 中无活性s t e a r o y l v c l u t i n a l 受损反应后立刻转化为具有很强活性的抗 生素i s o v e l l e r a l 。类似反应不仅存在于乳菇中，这也说明大型真菌有自己的一套 有效化学防御体系，一旦受伤即启动系统分泌酶将次生代谢物质转化为新的活件 产物q 近些年来高等真菌愈来愈引起人们的重视。方面是因为从大型真菌中 不断发现结构新颖和具有显著生物活性的化台物，且结构变化大。这种结构多样 性对于药物( 或农药) 的发现有重要意义。另方两，大型真菌不仅可以直接采 来作为研究材料用，丽且可班较方便地通过菌丝体或孢子发酵培养，提供大量原 料资源。s t r o b i l u l i n s 类化合物的发现和其成功的商业化就是一个很好的先例。 早在19 6 9 年人们就发现此类化合物m u c i d i n ( 现称s 1 x o b i l u r i na ) 具有广谱抗 真菌活性并申请了相应的应用专利b 3 1 ，1 9 7 7 年德国a n k e t 和o b e r w n k t e rf 教授予年 首次从嗜球果伞( s t f o m l u r u st e n a c e l l u s ) 培养液中分离褥到的s r o m t u f i na 和b 是 是一种生长在松树球果上一种较小的可食用蘑菇。嗜球果伞素( s t r o b i l u r i n e s ) 具 有很强的抗植物病原真菌活性，属于一类新型的抗真菌抗生素1 4 j 。1 9 7 8 年a l i k et 等又将他们分离得到的s t r o b i l u r i n a 送至i 美国国家癌症研究院科c i ) 进行了初步的 活性测试，结果发现s t r o b i l u r i na 尽管仅具有很弱的抗肿瘤活性，但是它对于长 肿瘤的老鼠没有急性的毒性这一点引起了科学家们的普遍关注，因为线粒体 砰吸抑制剂通常对温血动物是有毒害性的，s t r o b i l u r i na 的低毒性则暗示了此类化 合物的合成类似物可能对真菌和温血动物存在着不同的耐毒性，即人们可以对天 然抗菌素进行结构改造，进而合成的s 仃o b i l u r i n 类杀菌剂可能也具备对各种动物 如人类和家禽等温血动物的低毒特性。 在a n k e 和s t e g l i e h 报道s l z o b i l u r i na 和b 的结构后，又陆续发现了多种 s t r o b i l u r i n s ，o u d e m a n s i n s ，和m y x a t l l i a z o l s 系列天然抗生索【6 】，这些天然抗生素均 是从担子菌类( b a s i d i o m y c e t e s ) 及子囊菌类中的肋砌阳砌鲫分离得到的1 7 j 。这 些系列天然抗生素其化合物结构见图1 一l 所示。 由于此类天然抗生素均含有b 甲氧基丙烯酸甲酯结构单元，因而人们以结构 最简单的s 乜- o b i l u r i na 为先导体进行结构优化会成出系列b 一甲氧基丙烯酸甲酯类 杀菌剂( 又称s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂) ，此类杀菌剂具有超商效的杀菌活性、杀 菌谱非常广、作用机制非常独特，是继三唑类杀菌剂之后的叉一类重要的杀菌剂 鹋_ 1 3 1 ，已经成为当今杀菌剂研究最受关注、最活跃的领域，现在世界各国大公司 如b a s f 、b a v e r 及d u p o m 等二十多个公司均纷纷从事此类杀菌剂的开发研究。 1 2s t r o b i l u r i n s 系列杀菌剂的活性构效关系慨述 尽管天然抗生素有很多有价值的活性，但到目前为止它们的应用范围仅用作 药剂或作为研究细胞呼吸用的生化药剂，特别是天然抗生豢直接用于田间生测时 往往表现出没有活性或活性很弱，不能作为农药直接进行使用，这是因为它们的 在结构上存在较大的缺陷，这是由于天然抗生素的多烯结构导致见光不稳定和氧 化断链引起，如s t r o b i l l l r i n a 在薄板试验中发现其对光化学损失的半衰期仅1 分 2 咄。毗l m ab ； r 一# 渤，r t tc 1 目t 舶b 1 二u r i c ： r * o c i ：c h - c ( a 埘j ， r ；h 日e r o b i l u r l np 一2 ：耶- i 舻t 一。c 坞一c i | - c 【o b 姓m j u = i nf 一1 ：j 鼎r - g i t r o b l 】u r i nh ： r ：“h _ 舻。o c h 】 o ， p r 丫 t 。一吣 。 o i 薹薹咄贰。、触o u d e 。a n s i n b i 鬻蔓：二：。汉嗽。、”一 ， 采y 文t o 恭噼k 诽吣 妇m 酬e 一c 一 h 毫礴奶 h h h f hh bl 和鼓m h h m h imp r 姊h h n 湖： n c 蝇o m 啦。 冉甄3 慷 ”b z 3 。 图l - i 天然的s t r o b i l u r i n s , o u d e m a n s i n s , 和m y x o t h i a z o l s 钟。尽管如此，人们对此类天然抗生索仍然保持着高度关注，这是因为这类杀菌 翻具有新的作用机制、结构有明显变化时它们能保持商的生物活性、对目前常用 杀菌剂无交叉抗性，特别是尽管线粒体呼吸抑制剂通常对温血动物是有毒害性 的，但天然s t r o b i l t a i n s 抗生索的低毒性暗示了此类化合物的合成类似物可能对 真菌和温血动物存在着不同的耐毒性。即化学合成的s t r o b i l u d n 杀菌剂可能也具 备对各种动物如人类和家禽等温血动物低毒特性，故激发了人们对天然抗生索进 行结构改造的热情，最早从事这方面研究的是b a s f 和z e n e c e 公司。 要解决天然s t r o b i l u f i n s 抗生素见光不稳定_ 和易氧化断链的难题必须先改 3 一成 造化合物结构，b a s f 公司和z e n e c e 公司在早期均以结构相对简单的s t r o b i l u r i n a 、s t r o b i l u r i n b 及o u d e m a n s i n a 为先导体进行结构修饰，经过2 3 年的努力，这 两个公司获得了一些具有划时代意义的成果。1 9 9 1 年z e n e c e 公司c l o u 曲等人1 4 】 和1 9 9 9 年b a s f 公司的s a u t e r 等人 1 5 1 在他们发表的综述中较详纲的描述了这一些 化合物的结构和研究进程。大致研究进程如下：1 9 8 5 年，b a s f 公司s c h i r m e r d , 组 i 6 1 使用芳香挢替代s 廿0 b i l 嘶na z 烯结构中的之间烯键，达到稳定天然产物的 目的，并合成出s t i l b e n e ( 1 ) ，其生测结果十分出色。其生物活性对p e n i c i l l i u m n o t a t u r n 菌的杀菌活性高十倍以上，且温室盆栽生测也表现出优良的广谱杀菌活 性，在6 3 p p m 浓度下可8 5 以上抑制e r y s i p h eg r a m i n i s 、p u c c i n i er e c o n d i t a 、 p y r i c u l a r i a o r y z a e 、d r e c h s l e r a t e r e s 、p l a s m o p a r a v i t i c o l a 和p h y t o p h t h o r a i n f e s t a 阳, 等病菌【8 1 。 i 2 4 5 r m 的 3 磅一 o c h 3 6 图1 - 2b a s f 公司早期开发的部分s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂结构 尽管s t i l b e n e ( 1 ) ( r 为h ) 的光稳定性已优于s t r o b i l u r i n a 很多，但它仍然不 十分稳定，此后，s c h i r m e r d , 组在s t i l b e n e ( 1 ) 成功的基础上继续扩大研究范围， 按时问顺序依次开发了化合物1 6 几个系列的s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂1 1 7 叫9 】( 图 1 2 ) ，他们保留了其中c t 一取代苯基一b 一甲氧基丙烯酸甲酯活性结构单元，只是 改变苯环侧链结构类型，结果找到了许多比s t i l b e n el 活性更好的化合物拶j 。与 此同时，z e n e c e 公司的c l o u g h , l 、组主要以o u d e m a n s i na 和s t r o b i l u r i na 为先导体 进行结构修饰，设计合成了几种仅保留0 一甲氧基丙烯酸甲酯结构单元非共轭体 系的新结构化合物7 一l o 【2 0 - 2 2 l ( 图1 - 3 ) ，但他们相对比较成功的活性结构竟然与b a s f 公司s c h i _ r m e r d , 组开发的d 一取代苯基一1 3 一甲氧基丙烯酸甲酯活性结构单元十分 相同，其设计思想是使用二苯醚结构代替s t r o b i l u r i na 三烯结构合成出化合物1 l $ 峨 呦u $ 嗡 脚协 $ 慨 2 谚 黟呱 啪 和1 2 田j ，其结构l l s t i b e n e1 有更好的光稳定性，并显示出了离抗菌活性。令z e n e c e 公司感到振奋的是他们比b a s f 公司先申请了专利，且专利权控制的十分严谨， 这促使b a s f 公司必须重新设计新结构。尽管z e n e c e 公司发现化合物l l 和1 2 活性 基团中的二苯醚结构只是增加了化合物的脂溶性，促进了化合物的吸收和传输陌 对提高抗菌活性并没有帮助，但是他们却发现在芳香环引入杂原予有利于活性提 高，如化合物1 3 1 5 的活性有所改善f 2 4 , 2 5 1 ，最终于1 9 8 9 年开发出i c i - - a 5 5 0 4 ( 1 6 ， 后t l q a z o x y s t r o b i n ) 这个有广泛市场前景的新化合物，并于1 9 9 6 年在德国上市出 售，成为首批商品化的s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂。 呶。油咄0 。a 出。 78 91 0 1 41 s 1 2 3 图1 3z e n c c e 公司早期开发的部分s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂结构 由于s t r o b i l u d n 杀菌剂的独特作用机制，广泛杀菌谱，杰出的杀菌效果，良 好的选择性及环境相容性，z e n e c a ，b a s f ，b a y e r ，汽巴一嘉基，杠邦等世界各 国公司几十家公司都对此类化合物进行了大量深入细致的研究，在1 9 8 6 1 9 9 7 年 间已申请了5 0 0 多份专利，报道了3 万多种化合物【剐。鉴= = b a s f 公司和z e n e c e 公 司早期的成功实例及经验，人们开始对设计以天然抗生素为先导体开发出系列含 有b 甲氧基丙烯酸甲酯结构单元s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂有了比较一致认谚： ，以 s t i l b e n el 为例，可将s l r o b i l u r i n s 类化合物的化学结构分为侧链、桥和活性结构三 部分( 见图卜4 ) 。 d 。肆删 ，黼 dq 。昂 黼 侧链结构e o 刘t - - 吣八一，o i 夕 l 图1 - 4 具有生物活性的s t r o b i l u r i n s 类杀菌剂结构通式 已经报道的b 甲氧基丙烯酸甲酯类化合物的化学结构变化很多，而且均有相 当好的生物活性，现按其化学结构的侧链部分，桥结构部分和活性结构等三大部 分的变化分别给予说明。 1 2 1 活性结构部分的变化 从s t r o b i l u r i n s 、o u d e m a n s i n s 和m y x o t h i a z o l s 系列天然抗生素活性结构可以 很容易的推导出活性结构部分可以为b 甲氧基丙烯酸甲酯结构单元，但由于 z 6 “ n c c c 公司已先申请了专利权限控制的十分严谨的专利，这促使b a s f 公司等各 国公司必须重新设计新结构。 1 9 8 6 年b a s f 公司的w e n d e m t h 和r e n t z e a 等人瞰l 乖j 用电子等排原理使用肟醚 i 酪结构( 缸0 0 c 7 7 呲) 替代p 甲氧基丙烯酸甲酯结构单元，此结构中保存了p 零氧基丙烯酸甲酯结构f f l ( e ) - 式构型，仅仅引入了一个新的妒杂化原子氮。设计 合成出的亿合物1 7 和 8 表现出很好的杀菌活性( 见图1 5 ) ，特别是化合物1 8 在抑 $ 蛔r y s i p h eg r a m i n i s 菌方面不仅平均比化含物1 7 强l o 倍，而且也比相应含争甲氧 整荫烯酸甲醅结构的化合物5 活性高。由于化合物1 8 的优异杀菌活性，b a s f 公司 从经济成本考虑选择y = 2 c h 3 的b a s 4 9 0 f 作为商品化首选，并于1 9 9 6 年以商品 名k r e s o x i m - m e t h y 上市销售。 佾 电文 刘令飞、 o 1 7 。卿 弋o v 7 0 、 产 1 8 k r e s o x i m - m e t h y l ( b a s4 9 0 ) 图卜5 肟醚酯化合物的结构 b a s f 公司的这个成功案例，除了让我们学到了新设计思想，更让我们感受 鳓淳产品开发的时效重要性。b a s f 公司研究开发肟醚酯结构时，其竞争对手 戮e c e 公司也想到并着手开展了肟醚酯结构化台物的合成，且也于1 9 8 6 年申请了 6 专利口7 1 ，可这次b a s f 公司占得先机，他们仅早z e n e c e 公司两天先申请到了肟醚 酯结构专利，并且在1 9 9 6 年其产品k r e s o x i m m e t h y 也k e z e n e c e 公司的a z o x y s t r o b i n 抢先几天上市销售，使之成为第一个商品化的s t r o b i l u r i n s 杀菌剂。 在活性结构改造研究中成功的实例不多，| ! = = | 本s h i o n o g i 公司是另一个幸运者， 该公司的杀菌剂研究人员h a y a s e 等人【2 2 明在研究碳酰胺异噫唑化合物1 9 的结构 修饰时设计出肟醚酰胺类活性化合物2 0 ，此化合物对稻瘟病有高抗菌活性。尽管 他们的肟醚酰胺活性结构( m e l t n o c 7 n 7 。“) 不是 ) k s t r o b i l u r i n s 天然产物出发设计 l 出来的，但很明显它应该也是b a s f 公司肟醚酯活性结构( m 阳0 c 7 7 0 ) 的 电子等排结构，且b a s f 公司在1 9 8 9 年时已合成出含肟醚酰胺活性结构的 e s o x i h m e m y 甲胺衍生物【3 0 8 1 ，只是因为其生物活性没有k r e s o x i m - m e t h y 的活 性高而没有引起b a s f 公司的关注，这让日本s h i o n o g i 公司优先获得了该活性结构 的专利权，此后他们可能借鉴y z e n e c e 公司的二苯醚结构，合成并推出了他们的 新产品m e t o m i n o s t r o b i n 。 o n h r 2 1 9 n 卸r g q 。o 。n o n h 2 0 n h 2 1 ( s s f1 2 6o rm e t o m i n o s t r o b i n ) 图1 - 6s h i o n o g i 公司肟醚酰胺活性结构的设计思想及产物 除上述相对成功的实例外，有很多其它公司( d u p o n t ，n o v a n i s 及b a y e r 公司等) 及研究机构也开展了许多改进活性结构的工作，其中仍然是b a s f 公司的研究最 为全面和系统，该公司以k r e s o x i m - m e t h y 的侧链及桥结构部分为母体研究了各种 衍生或电子等排活性结构( 其中包含了许多s h i o n o g i ，d u p o n t ，n o v a r t i s 及b a y e r 等公司开发的活性结构) 的相对活性【8 j ，其结果如下： f 6 7f 喊o 3 ，* ，* p “、f | o “妒 o ，q & 品、。品，。 n 各舀胬一f o i o 、0嚣。登7 一8 ，o ，o ，o ；0 n 工p f 。i “g of = i o 、p g ” “1 b 1 0 0 0 q f 目 p9 p v 芒絮丹一协、o 鬻峨。 甲2 占。国 图l - 7 各种活性结构化合物的种类及相对活性 ( 聃化合物1 与此化合物的相对活性比值，数据摘自文献【8 】) 从图1 - 7 的数据中可知这些活性结构的相对活性从低到高的顺序大致为：肟 醚酰胺类 3 0 1 2 9 ，3 0 ，3 1 洲洲z l l a 先将0 2m o l 芳基甲酸进行酯化反应得产物芳基甲酸乙酯，再将o 1m l 芳基甲酸乙酯，o 2 5m o l 水合肼，加入1 0 0m l 的圆底烧瓶中回流反应0 8h 。旋 转蒸发将溶剂除去，在剩余物中加入2 0 0m l 冷水生成沉淀，将生成的沉淀用冰 水洗涤，然后用9 5 乙醇重结晶得产物芳基甲酰肼。用无水乙醇将o 0 6m m o l 芳基甲酰肼溶解在1 0 0m l 圆底烧瓶中加入o 0 8t o o lc s 2 ，随后加入已经溶解 在3 0m l 的水里的o 0 6t o o ! 的k o h 溶解，进行回流，t l c 对反应进行跟踪检 测。在反应过程中反应溶液颜色会变黄，此时会生成h 2 s 气体。反应结束后过量 的乙醇旋转蒸发除去，然后将其溶解在水里，用稀h c i 酸化至p h2 4 产生沉淀， 静置抽滤，用乙醇重结晶得产物l l a 。 t a b l e2 - 1 原料孓芳基1 ，3 ，4 曝二唑粕醇( h a ) 的产率及熔点 c o m p d r y i e l d ( )m p ( o c ) i l a lu n s u b s t 8 6 l 蜘1 9 5 a 2 p - m e o 7 1 2 0 1 - 2 0 3 i l a 3p c 6 h 5 一c h z o 8 0 1 9 3 - 1 9 4 l l a 4- c i 8 7 1 9 3 1 9 5 i i a 5 2 3 d i c l8 6 1 6 5 1 6 6 h a 62 , 4 - d i c t 8 2 2 2 1 - 2 2 3 h a 72 5 - d i c l 8 9 2 0 1 - 2 0 2 h a 8 2 , 4 d i c l - 5 一f 7 3 15 3 1 5 4 l l a 9o f 7 1 1 7 6 1 7 8 i l a l 0 p - f 7 8 1 7 8 - 1 8 0 a l l 2 下- 4 一b r7 7 15 3 。l5 4 a 1 2 2 , 3 d i f 6 9 1 9 4 1 9 6 i i a l 3 p - c f 3 8 6 1 5 4 1 5 5 l i a l 4 o i 3 6 19 3 1 9 4 1 堕! 兰 芝堕垒 堡堑 一 一一! 堕兰塑一 沣：表中产率均按芳纂酰肼用垂计算。 2 。2 3 目标物i i a 的合成 将4 6n 瑚o l 金属钠加入到1 0m l 无水甲醇中反应制得甲醇钠溶液后，将 4 6m m o l a 加入该溶液中室温搅拌反应2 0m i n ，减压抽出甲醇后，补加3 0m l 干二燥的d m f 及1 2 0g ( 4 2m m o l 】溴化物( i 4 ) ，室温搅拌反应过夜，水稀释，用 乙酸乙酯萃取，5 o 的氢氧化钠溶液洗涤一次，再用饱和食盐水洗涤至中性，无水硫 酸镁干燥，过滤，减压浓缩，硅胶柱层析( 石油醚：乙酸乙酯= 1 2 - 8 ) 得到目标 物i i a 。 ( d e ) 一n - ( 甲氧亚氨) 一2 5 一苯基1 ，3 ，4 一曝二唑一2 硫醇】甲基) 苯基乙酸甲酯 h a l ：产率8 6 ；1 “ 1 1 p 2 4 2 1 2 4 3 3 ，i r ( k b r ) v ：3 0 5 0 ，2 9 6 3 ，1 7 2 7 ( c = o ) ，1 6 0 2 ， 1 0 6 8 ，1 0 1 7c m ；1 h - n l v l r ( 6 0 0 m h z ，c d c l 3 ) 5 ：3 9 0 ( s ，3 h ，c o o m e ) ，4 0 9 ( s ，2 h ， n o c h 3 ) ，4 4 1 ( s ，2 h , s c h 2 一) ，7 1 8 ( d ，j = 7 2 h z ，2 h ，6 - a r h ) ，7 3 7 7 4 3 ( m ，5 h ，3 ， 4 ，5 a n d 4 ，5 - a r n ) ，7 6 3 ( d ，2 h ，d = 7 2 h z3 - a r h ) ，7 9 8 他d = 7 2 h z 2 h ，2 a n d 6 一a r h ) ；”c - i 州r ( 15 0m h z ，c d c l 3 ) 6 ：3 5 2 ( s c h 2 一) ，5 3 7 ( c o o c h 3 ) ，6 4 4 0 q o c h 3 ) ，1 2 4 1 ，1 2 7 1 ，1 2 8 6 ，1 2 9 1 ，1 2 9 ，5 ，1 3 0 4 ，1 3 0 7 ，1 3 1 0 ，1 3 2 1 ，1 3 4 5 ，1 4 9 5 2 ，( a r c - n ) , 1 6 3 7 ( n = c - s ) ，1 6 4 4 ( c o o m e ) ，1 6 6 3 ( a r - c = n ；m s ( 7 0e v ) m z ( ) ：3 5 1 ( m c h 3 0 十，o 1 ) ，2 0 6 ( m - h e r s + 3 7 ) ，11 6 ( n - = c a r c h 2 + ，4 2 ) ，1 0 5 ( a r c _ - - n + ，l o o ) ，7 7 ( 5 9 8 ) ，4 0 ( 5 0 0 ) a n a l c a l tf o rc 1 9 h 1 7n 3 0 4 s ：c ，5 9 5 2 ；h ，4 4 7 ；n ，1 0 9 6 ； f o u n d ：c ，5 9 ，6 3 ；h ，4 2 6 ；n ，1 0 7 7 。 ( 旺) e l , ( 甲氧亚氨) 2 - 【5 2 - 【s 一( 对三氟甲 基苯基m 甲基1 ，2 ，4 - 三唆啉3 硫醇】甲基 苯基乙酸甲酯i v c l 3 的1 h - n m r 谱图 见图4 - 2 。 图4 - - 2 化合物i v c l 3 的1 h n m r 图谱 从1 h - n m r 数据可以看出：作为桥键的芳环上氢的化学位移在7 1 5 7 4 6 之 问为较复杂的多重峰，它们酯基的甲基化学位移在3 8 乱3 8 9 p p m 之阙，肟醚的甲 基化学位移在4 0 1 - - 4 0 9 p p m 之间，苄醚的弧甲基s c h 2 的化学位移值在4 3 l 4 3 3 p p m 之间。图4 _ 2 中的化合物i v c l 3 的图谱，因为存在对位取代的强拉电子基三 氟甲基，所以侧链苯环上的氢呈两d d 重峰，一组在8 ，2 1p p m 左右，一组在7 6 9 p p m 左右。 4 。3 。2 。3 目标物i v c 的1 3 c - i i r 分析 ( qe ) 一c t ( 甲氧亚胺) 一2 - 【5 - ( 对三氟甲基苯基) 2 一甲基- 1 ，2 ，4 一三唑啉一3 一硫醇】 甲基，苯基乙酸甲酯i v c l 3 的1 3 c - n m r 谱图分别见图4 3 ： 图4 - 3 化合物i v c l 3 的”c - n m r 图谱 从1 3 c - n m r 数据可以看出：作为桥键的芳环上碳的化学位移在1 2 7 1 3 5p p m 之间为较复杂的多组峰，加上侧链苯环的碳也在1 1 5 1 3 6p p m 之间，分析这些碳 的归属相对比较复杂，特别是侧链的芳环上碳的化学位移值随取代基的不同有着 较大的差异。但比较上述图谱可知：这类化合物有共同的特征峰，如它们酯基的 甲基化学位移在5 3 和5 3 8p p m 之问且其羰基c = o 的化学位移在1 6 3 2 1 6 3 7p p m 之间：l ，2 ，4 三唑啉二位上的甲基化学位移在3 5 4 3 6 0 p p m 之间；肟醚的甲基化 学位移在6 4 2 6 4 5 p p m 之问，而苄醚的亚甲基s c h 2 的化学位移值在3 6 9 3 7 4 p p m 之间。 4 3 2 4 目标物i v c 的e l - i s 分析 化合物i v c i i v c l 3 均有明显的分子离子峰，且在这些化合物的离子峰中 6 7 仍能清晰的观察到2 0 6 、1 3 1 、1 1 6 、及5 9 等肟醚型s t r o b i l u r i n 杀菌剂质谱裂 解特征峰，如化台物i v c l 3 的e i - m s 图谱见图4 - 6 。这些化合物除分子离子峰外 还常常出现c h 2 p h c n + 的1 1 6 及5 9 ( c o o m e + ) 峰，特别是稳定碎片离子