5-乙氧羰基甲硫基-1,2,4-三唑席夫碱的合成及杀菌活性.pdf

第 3 1 卷 第7期 2 0 1 4年 7月 应 用 化 学 C HI NES E J OURN AL OF AP P UED C HEMI S T R Y Vo 1 3l I s s 7 J u l y 2 0 1 4 5 一 乙氧羰基 甲硫基一 1 2 a m 三唑席夫碱 的合成及 杀菌活性 杨清翠 孙晓红 刘源发 陈 邦 沈生强 西北大学化工学院西安 7 1 0 0 6 9 西安建筑科技大学理学院西安 7 1 0 0 5 5 西北大学化工学院化学研究所西安 7 1 0 0 6 9 西北大学化学与材料科学学院西安 7 1 0 0 6 9 摘要以3 甲基 4 一 氨基 5 乙氧羰基甲硫基 1 2 4 三唑为原料 与取代芳醛合成 9种 3 甲基4 x 取代基 苯亚甲基氨基 5 乙氧羰基甲硫基 1 2 4 三唑席夫碱化合物 a i 产物结构经 H N MR I R和 M S等技术手 段确证 其中化合物3 一 甲基4 4 羟基苯亚甲基氨基 5 一 乙氧羰基甲硫基 1 2 4 三唑 h进一步经 x射线单晶 衍射得到其晶体结构 C C D C 9 1 0 9 2 7 C 1 4 Hl 6 N 4 0 3 S M 3 2 0 3 7 O r t h o r h o m b ic P 2 1 2 1 2 1 n a 0 9 2 2 0 1 0 n m b 1 5 8 2 3 1 7 a m c 2 1 6 6 7 2 a m V 3 1 6 1 6 a m Z 8 F 0 0 0 1 3 4 4 化 合物 对 4种植物病原菌的初步生物活性测试结果 E C 值 表明 化合物 d e f 对供试菌种西瓜枯萎病和小麦赤霉病 的抑菌活性优于对照原药三唑酮 关键词席夫碱 甲基氨基乙氧羰基甲硫基三唑 合成 杀菌活性 中图分类号 0 6 2 2 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 0 5 1 8 2 0 1 4 0 7 07 8 8 05 DOI 1 0 3 7 2 4 S P J 1 0 9 5 2 01 4 3 O 4 8 8 1 2 4 三唑类化合物 由于具有独特的光 电和磁等物理材料性能 良好的配位化学性能 及独 特的抗菌 抗病毒 抗感染和除草等生理活性 引起 了人们广泛 系统 深入 的理论与应用研究 而 1 2 4 一 三唑含氮杂环席夫碱化合物的高效杀菌活性更是广受关注 如高效光谱杀菌剂三唑酮 戊唑 醇和三环唑等等 大量研究也表 明含有卤素和芳环的 1 2 4 三唑类席夫碱化合 物的生物活性尤为突 出 本文参考文献 H J 在前期工作的基础上 以自制 的 3 甲基 4 氨基 5 一 巯基 1 2 4 三唑为原料 合成 3 甲基4 氨基 5 一 乙氧羰基甲基硫基一 1 2 4 一 三唑 再与取代芳醛反应合成含5 乙氧羰基的9种席夫 碱化合物 a i 化合物的结构经 H N M R I R M S和x射线单晶衍射等确证 通过对4种植物病原菌的 初步生物活性测试研究新型席夫碱 a i 的杀菌活性 具体合成路线见 S ch e m e 1 N N N NH2 Na OH C2 Hs OH i Cl CH2 COOC2 H5 X a 4 F b 3 F c 2 一 F d 4 Cl e 4 一 Br f 3 Br g 3 NO2 h 4 一 OH i 2 OH 1 实验部分 S ch e me 1 T h e s y n t h e t ic r o u t e o f S ch iff b a s e s a i 1 1 仪器和试剂 S MP 3型数字型熔点仪 英 国B I B B Y S T U A R T公司 I R P r e s t ig e 2 1型傅里叶红外光谱仪 F T I R 日 本岛津 K B r 压片 I N O V A 4 0 0 MHz 型超导核磁共振仪 美 国 V a r ia n公司 T MS为 内标 C D C 1 为溶剂 2 0 1 3 0 9 2 6 收稿 2 0 1 4 0 1 0 2 修回 2 0 1 4 01 2 9接受 国家自然科学基金资助项目 2 1 0 7 3 1 4 1 陕西省教育厅自然科学专项基金资助项目 2 0 1 3 J K 0 6 6 6 通讯联系人 孙晓红 研究 员 T e l F a x 0 2 9 8 3 0 2 6 8 1 E m a i l x h s u n 8 8 8 s o h u co m 研究方 向 含 氮杂环活性 化合物 的合成 结 构及 生物活性研究 第 7期 杨清翠等 5 一 乙氧羰基甲硫基一 1 2 4 三唑席夫碱的合成及杀菌活性 7 8 9 m i cr o T O F Q I I 飞行时间质谱仪 德国B r u k e r 公司 B R U K E R S M A R T A P E X I I C C D型单晶衍射仪 德国 B r u k e r 公司 所用试剂均为市售分析纯 对照三唑酮原药为化学纯试剂 1 2 化合物 3 一 甲基4 氨基 5 乙氧羰基 甲硫基 1 2 4 一 三唑的合成 合成方法和表征见参考文献 1 5 化合物 m p 1 1 1 8 1 1 3 2 1 3 席夫碱 3 甲基4 X 取代基苯亚甲基氨基 5 乙氧羰基 甲基硫基 1 2 4 三唑 a i的合成 目标产物 a i 的合成方法见参考文献 1 5 化合物 g和 h的的物理性质及表征见参考文献 1 5 其它 7种新席夫碱化合物物理性质及表征见表 1 表 2 表 1 化合物 a f 和 i 的物理性质 收率及质谱 Ta bl e 1 Phy s ica l pr o pe r t ie s y ie l ds a nd M S of co mpou nds a f and i 1 4 化合物 3 甲基4 4 羟基苯亚 甲基氨基 5 乙氧羰基 甲硫基 1 2 4 三唑 h的单晶衍射 将重结晶后的 0 0 5 g化合物 h溶于 5 m L无水乙醇中加热溶解于 2 5 m L烧杯中 用保鲜膜封好 扎 几个针孔在冷藏室缓慢散发得到晶体 选取尺 寸为 0 3 5 m m X 0 2 6 m m 0 1 7 mm的单晶 在 x射线单 晶面探仪 上 用A 0 0 7 1 0 7 3 n m 的 Mo K a射线 石墨单色器 进行单 晶结构分 析 在 2 9 6 2 K温度下 用 一 2 0方式扫描 扫描范 围为 1 5 9 02 t r F 的 5 5 9 6 R i n t 0 0 3 3 5 个可观察 的衍射点用于结构解析和修 正 晶体 结 构 如 图 1所 示 所 得 结 构 参 数 C1 4 H1 6 N4 O3 S M 3 2 0 3 7 mp 1 3 1 2 1 3 2 8 o C O r t h o r h o m b ic P 2 1 2 1 2 1 n 一1 1 h 图 1 化合物 h晶体结构 Fig 1 X r a y s t r u ct u r e o f co mp o u nd h 1 0 一l 1 1 8 一 2 5 f 2 5 口 0 9 2 2 0 1 0 a m b 1 5 8 2 3 1 7 n m c 2 1 6 6 7 2 a m 9 0 9 0 9 0 V 3 1 6 1 6 a m D 1 3 4 6 g cm Z 8 r 0 0 0 1 3 4 4 0 0 7 2 mm S 1 0 7 7 l 0 0 3 5 9 w R 2 0 0 8 6 4 2 t r R 0 0 4 9 1 w R 2 0 1 0 6 8 a l l d a t a 化合物 h晶体结构数据已 存于剑桥晶体结构数据库 中 C C D C 9 1 0 9 2 7 表 2 化合物 a f 和 i的 I R和 H N MR数据 Ta bl e 2 The I R and H NM R s pe ct r al dat a o f compo unds a f an d i C o n t in u e d o f t n e x t p a g e 7 9 0 应 用 化 学 第 3 1 卷 8 6 2 S 1 r t 7 7 9 d J 8 0 Hz 2 H 7 4 7 d J 8 0 H z 2 H 4 2 7 3 9 1 i n 4 H 2 5 1 S 3 H 1 2 5 t J 7 1 H z 3 H 8 8 2 s 1 H 7 8 0 d J 9 0 Hz 2 H 7 7 8 d J 9 0 H z 2 H 4 2 9 3 7 1 m 4 H 2 5 4 S 3 H 1 2 4 t J 7 1 H z 3 H 8 8 8 S 1 H 8 0 2 S 1 H 7 9 2 d J 7 1 H z 1 H 7 6 4 d J 7 6 H z 1 H 7 3 8 t J 7 6 H z 1 H 4 3 8 3 8 9 m 4 H 2 5 1 S 3 H 1 2 6 t J 6 9 H z 3 H 8 3 8 S 1 H 7 5 6 d J 7 8 H z 1 H 7 2 3 d J 6 8 Hz 2 H 7 1 8 t J 7 6 H z 1 H 4 3 6 3 6 8 m 5 H 2 8 3 2 1 9 m 3 H 1 9 4 s 3 H 1 5生物活性测试 供试菌种烟草赤星病 G i b b e r l la n i co t i a n co l a 记为 A 马铃薯干腐病 P y t h i u m s o l a n i 记为 B 西瓜 枯萎病 G ib b e r l l a s a u b in e t i i 记为 C 小麦赤霉病 F u s a r i u m o x y s p o r iu mf s P n i v e u m 记为 D 及培养基 药液的准备 平板接菌的具体操作步骤及数据处理等参考文献 1 5 化合物 a i及参照原药三唑酮的 抑制浓度 E c 和 E C 值对比结果见表 3 表 3 化合 物 a i及三 唑酮 的杀菌活性测试 结果 Ta bl e 3 The a nt if ung al a ct iv it ie s o f co m p ound s a i an d t r ia dime f o n 2 结果与讨论 2 1 3 甲基一 4 x 取代基苯亚甲基氨基 5 乙氧羰基 甲基硫基 1 2 4 三唑的合成 合成的 9种席夫碱化合物种有 7种 为首次报道的新化合物 由于引进 5 一 乙氧羰基使得化合物 3 一 甲 基4 氨基 5 乙氧羰基 甲硫基一 1 2 4 一 三唑相对原料 3 一 甲基4 氨基 5 巯基一 1 2 4 三唑 的物性有很大改 变 变得易溶于水 9种席夫碱 的合成采用无水乙醇为溶剂 无需醋酸做溶剂收率也达 5 0 以上 操作 步骤简便 无需高温蒸馏 即可得产 品 更加节能 所得化合物均为 固体 不溶 于水 溶于 甲醇 乙醇 氯 仿 D M F D MS O等 化合物均比较稳定 而且化合物 h单晶结构的确证对研究新席夫碱化合物结构与 性质关系提供理论依据 2 2 波谱分析 由表 2中 I R数据 可以看 出 合成 目标化合物在 1 7 2 0 1 7 4 1 cm 出现 c一0键 的特征吸收峰 在 1 6 3 3 1 6 4 4 cm 处均出现 C H i N键强特征吸收峰 说 明了席夫碱的生成 由于 5 一 乙氧羰基的作用 相 对一般席夫碱 C H N键在 1 6 3 0 cm 处吸收峰位置偏高 引 而在 2 9 2 5 1 6 0 0 1 5 0 0 1 4 5 0和 1 2 3 0 cm 左右的吸收峰分别对应 c H的伸缩振动 芳环 的骨架振动及 c s的伸缩振动 由表2中 H N M R数据可以看出 目 标化合物C H N吸收信号在6 8 3 8 8 8 7 与不含5 一 乙氧羰基 的席夫碱 相 比向高场移动 同时 由于取代基和三唑环的影 响 芳环的质子吸收信号 7 0 8 8 7 1移 向低场 C H 一s 和 C H 一的质子吸收峰在 6 3 7 0 4 4 5 与三唑环及羰基后相连的 C H 一吸收峰分别在 4 2 2 9 5 2 3 1 叭 如 g 舛 5 l 5 1 5 1 6 1 3 4 3 1 4 8 2 1 加 粥 7 3 7 3 7 3 7 2 4 6 0 4 6 9 7 6 4 9 4 9 4 9 4 2 1 2 l 2 l 2 l 第 7 期 杨清翠等 5 一 乙氧羰基甲硫基一 1 2 4 三唑席夫碱的合成及杀菌活性 7 9 l 2 5 0和 1 2 5 1 9 6移向低场 2 3 生物活性测试结果 化合物 a i及原药三唑酮对4种病菌初步室内毒力测试结果 表 3 表明 它们对 4种病菌均有不 同程度的抑制作用 其中化合物 d e 对西瓜枯萎病 C菌种 的 E c d为 0 0 8 0 g L e为 0 0 9 1 g L 和 E C d为 2 0 1 4 g L e为 0 7 2 1 g L 值均小于对照药 E C 5 0 0 1 4 3 g L 和 E C 9 5 3 8 3 g L 值 从结构 上看 9 种席夫碱化合物 x 一个取代基 的不同对化合物生物活性影响不同 含吸电子取代基的席夫碱 杀菌效果比给电子取代基的好 从整体看 杀菌抑制顺序大概为 B r 一 C 1 一 F 一 一N 0 一O H 而且 取代基在对位上的比在邻或间位上的杀菌效果好 3 结论 以3 甲基4一 氨基 5 一 巯基 1 2 4 三唑为原料合成了溶解性好 的的化合物 3 甲基4一 氨基 5 一 乙氧羰基 甲基硫基一 1 2 4 一 三唑 并仅以乙醇为溶剂得到 9种 3 一 甲基4一 x 取代基苯亚 甲基 氨基 5 乙氧羰基 甲 基硫基一 1 2 4 三唑 a i席夫碱衍生物 结构经 H N M R I R和 M S 等确证 并通过 x射线单晶衍射得到 了3 甲基4 一 4 羟基苯亚甲基氨基 5 一 乙氧羰基甲基硫基一 1 2 4 一 三唑h的晶体结构图和结构参数 新 席夫碱对4种植物病原菌的初步生物活性测试结果表明 化合物 d e f 对4种病菌 E C 和 E C 值说明 它们均有较好的抑制效果 其 E C 小于对照药或与对照药相当 新席夫碱结构上取代基 x的不同对化 合物杀菌抑制效果不同 顺序为 B r 一 C 1 一 F 一 一N O 一O H 而且取代基在对位 比在邻或间位杀菌 效果好 参考文献 1 L I X in w e i Z H A O B in C A O Z h e n cm e t a 1 S y n t h e s is a n d P h o t o v o h a ic P r o p e r t i e s o f C o n j u g a t e d P o l y m e r s B a s e d O i l 1 2 4 一 T ria z o l e D e riv a t i v e s J A ct a C h im S i n 2 0 1 2 7 0 2 3 2 4 3 3 2 4 3 9 i n C h i n e s e 李新炜 赵斌 曹镇财 等 基于 1 2 4 三氮唑衍生物的共轭聚合物的合成及其光伏性能 J 化学学报 2 0 1 2 7 0 2 3 2 4 3 3 2 4 3 9 2 I K u ma r M S T a m il a r a s a n R S r e e k a n t h A 4 S a l i cy l id e n e a m in o 3 me t h y l 一 1 2 4 t r i a z o l e 5 t h io n e as a S e n s o r f o r A n i l in e R e co g n i t i o n J S p e ct r o ch im A ct a P a r t A 2 0 1 1 7 9 2 3 7 0 3 7 5 3 A s ian A B o z k u r t A D e v e l o p m e n t a n d C h a r a ct e riz a t io n o f P o l y m e r E l e ct r o l y t e M e m b r a n e s B as e d o n I o n i ca l C r o s s l in k e d P o l y 1 一 v i n y l 1 2 4 t r ia z o l e a n d P o l y v i n y l p h o s p h o n i c a cid J J P o w e r S o u r ce s 2 0 0 9 1 9 1 2 4 4 2 4 4 7 4 N a i k A D B e ck J D ir t u M M e t a 1 Z in c C o m p l e x e s w i t h 1 2 4 T r ia z o l e F u n e t i o n a l iz e d A m in o A ci d D e riv a t iv e s S y n t h e s i s S t r u ct u r e and口 l a ct a m a s e A s s a y J I n o r g C h i mA ct a 2 0 1 1 3 6 8 1 2 1 2 8 5 U z g o r e n B a r a n A T e l B C S a r ig o l D e t a 1 T h ia z o l o 3 2 b 一 1 2 4 t r i a z o l e 5 6 H o n e S u b s t i t u t e d w i t h I b u p r o f e n N o v e l N o n s t e r o i d a l A n t i i n f l a m m a t o r y a A g e n t s w i t h F a v o r a b l e G ast r o i n t e s t in a l T o l e r a n ce J E u r J Me d C h e m 2 0 1 2 5 7 1 1 3 9 8 4 0 6 6 Z H E N G Y u gno WE I X u e G U O Q i n g q in g e t a 1 S y n t h e s i s a n d B i o l o g ical A ct i v it ie s o f N o v e l B is t r ia z o l y l 3 2 p y r id a z i n o n e s J C h i n e s e JA p p l C h e m 2 0 1 1 2 8 9 1 0 2 8 1 0 3 4 i n C h in e s e 郑玉国 魏学 郭晴晴 等 双三唑席夫碱哒嗪酮衍生物的合成及其生物活性 J 应用化学 2 0 1 1 2 8 9 1 0 2 8 1 03 4 7 L I U X i a o l an L I U Y o n g h o n g S H I Y a o ch e n g e t a 1 A p p l i ca t io n o f S ch i ff s B as e s i n O r g a n i c S y n t h e s is J C h in e s e J O r g C h e m 2 0 0 2 2 2 7 4 8 2 4 8 8 i n C h i n e s e 刘晓岚 刘永红 石尧成 等 希夫碱在有机合成中的应用研究 J 有机化学 2 0 0 2 2 2 7 4 8 2 48 8 8 WA N G H a i w e i Z H U We n j u a n Y u Z h i r a n e t a 1 S y n t h e s i s a n d S t r u ct u r e C h a r a ct e riz a t i o n o f S u l f u r E t h e r s C o n t a in i n g 1 2 4 T r ia z o l e a n d 1 3 4 O x a d i a z o l e J C h i nes e J O r g C h e m 2 0 1 2 3 2 1 0 1 8 8 8 1 8 9 3 in C h i n e s e 王海卫 朱文娟 于知冉 等 含 1 2 4 三唑和 1 3 4 嗯二唑硫醚类化合物的合成及结构表征 J 有机化学 2 0 1 2 3 2 1 0 1 8 8 8 1 8 9 3 9 E s w a r a n S A d h ik a ri A V S h e t t y N S S y n t h e s is a n d A n t im i e r o b i a l A ct iv i t ie s o f N o v e l Q u i n o l i n e D e riv a t iv e s C a r r y i n g 1 2 4 T ria z o l e M o ie t y J E u r J Me d C h e m 2 0 0 9 4 4 1 1 4 6 3 7 46 4 7 1 0 S U N X ia o h o n g B A I Y a n L I U Y u a n f a e t a 1 S y n t h e s i s S t ru ct u r e a n d B io l o g i ca l A ct i v i t i e s o f 3 S u b s t i t u t e d P h e n o x y m e t h y l 4 a m in o 1 2 4 t r ia z o l 5 t h i o n e S ch i ff B a s e s J A ct a C h i m S in 2 0 1 0 6 8 8 7 8 8 7 9 2 in C h i n e s e 孙晓红 白燕 刘源发 等 3 取代苯氧 甲基4一 氨基一 1 2 4 三唑 5 一 硫酮席夫碱的合成 结构表征和生物活性研究 J 化学学报 2 0 1 0 6 8 8 7 8 8 7 9 2 7 9 2 应 用 化 学 第 3 l 卷 f 1 1 l I s l o o r A M K a l l u r a y a B S h e t t y P R e g i o s e l e ct i v e r e a ct io n S y n t h e s is C h a r a ct e riz a t io n a n d P h a r m a co l o gi ca l S t u d ie s o f S o m e N e w Ma n n i ch B a s e s D e riv e d f r o m 1 2 4 一 T r ia z o l e s I J 1 E u r J Me d C h e m 2 0 0 9 4 4 9 3 7 8 4 3 7 8 7 1 2 S U N X ia o h o n g T A O Y a n L I U Y u a n f a e t a 1 S y n t h e s is a n d B i o l o g i ca l A ct i v it i e s o f N一 5 Mk y l 2 4 一 d i h y d r o 3 一 t h i o x o 一 1 2 4 t fia z o l 4 一 y 1 S ch i ff B a s e s J C h i n e s e J O r g C h e m 2 0 0 8 2 8 1 1 5 5 1 5 9 in C h i n e s e 孙晓红 陶燕 刘源发 等 烷基取代三唑硫酮席夫碱的合成和生物活性研究 J 有机化学 2 0 0 8 2 8 1 1 5 5 1 5 9 1 3 E w e is s N F B a h a j a j A A E l s h e r b in i S h e t t y E A S y n t h e s is a n d A n t i mi cr o b ial A ct i v it y o f S o m e 4 A m in o 5 一 a r y l 1 2 4 t r i a z o l e 3 一 t h i o n e s a n d T h e i r D e ri v a t i v e s J JH e t e r o cy cl C h e m 1 9 8 6 2 3 1 1 4 5 1 3 7 8 7 1 4 I o n u t V L V a s il e N B I o n u t M T e t a 1 N e w A z o m e t h i n e D e riv a t iv e s o f 3 S u b s t i t u t e d 4 H 4 a mi n o 一 5 一 e t h o x y ca r b o n y l m e t h y l s u l f a n y l 一 1 2 4 t r ia z o l e s as P o t e n t ia l A n t i in fl a mm a t o r y A g e n t s J R e v C h e m B u ch a r e s t 2 0 1 0 6 1 1 0 9 3 7 9 3 9 1 5 Y A N G Q i n g cu i S U N X ia o h o n g L I U Y u a n f a e t a 1 S y n t h e s i s a n d B io l o g i cal A ct i v i t y o f S ch iffB a s e D e ri v a t i v e s o f 3 Me t h y l 4 a m in o 5 一 e t h o x y ca r b o n y l me t h y l s u l f a n y l 一 1 2 4 t r ia z o l e J C h e mi s t r y 2 0 1 3 7 6 8 7 5 8 7 6 1 i n C h in e s e 杨清翠 孙晓红 刘源发 等 3 甲基4一 氨基 5 乙氧羰基 甲硫基三唑席夫碱的合成及生物活性 J 化学通报 2 0 1 3 7 6 8 7 5 8 7 6 1 S y n t h e s is a nd Ant if u ng a l Act iv it y o f S ch iff Ba s e s o f 5 Et h o x y ca r b o ny l me t h y l s ul f a ny l 1 2 4 t r ia z o l e Y A N G Q in g cu i S U N X ia o h o n g L I U Y u a n f a C HE N B a n g S H E N S h e n g q ia n g C o l l e g e o f C h e mi ca l E n g i n e e r i n g N o r t h w e s t U n i v e r s i t y X i a n 7 1 0 0 6 9 C h in a S ch o o l of S ci e n ce X i a n U n i v e r s it y ofA r ch it e ct u r e a n d T e ch n o l o g y a n 7 1 0 0 5 5 C h ina C h e m ica l R e s e a r ch I n s t it u t e C o l l e g e of C h e m i ca l E n g inee r in g N o r t h w e s t U n i v e r s it y X i a n 7 1 0 0 6 9 C h in a C o l l e g e o fC h e mi s t r y a n d Ma t e r i a l s S cie nc e N o r t h w e s t U n i v e r s it y X i a n 7 1 0 0 6 9 C h i na Ab s t r a ct N in e S h i ft b a s e s 3 me t h y l 4 x s u b s t i t u t e d b e n z y l id e n e a m in o 5 一 e t h o x y e a r b o n y l m e t h y l s u l f a n y l 一 1 2 4 一 t r ia z o l e a i we r e s y n t h e s iz e d f r o m 3 me t h y l 4一 a min o 5一 e t h o x y ca r b o n y l me t h y l s u l f a n y l 1 2 4 t r ia z o l e a nd s u bs t it u t e d a r o ma t ic a l d e h y de s The s t r u ct u r e s o f s y n t h e t ic co mp o u nd s we r e co n f i r me d b y H NMR I R M S a n aly s e s T h e cr y s t al s t ruct u r e o f 3 m e t h y l 4 4 一 h y d r o x y b e n z y l id e n e a m in o 5 一 e t h o x y e a r b o n y l m e t h y l s u l f a n y l 一 1 2 4 t r ia z o l e h C C D C 9 1 0 9 2 7 w a s d e t e rmin e d b y X r a y d if f r a ct io n a s C l 4 Hl 6 N 4 O