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1,3-双(2-取代硫醚-1,3,4-噁二唑-5-基)苯的合成及其杀菌活性*

2010-11-26龙德清李德江唐传球

合成化学 2010年4期
关键词:轮纹病硫醚杂环

龙德清, 李德江, 唐传球, 周 新

(1. 郧阳师范高等专科学校 化学系,湖北 丹江口 442700; 2. 三峡大学 化学与生命科学学院,湖北 宜昌 443002)

探索杂环化合物的合成及生物活性是有机化学中最具生命力的研究课题之一。在现有的众多杂环化合物中,1,3,4-噁二唑类化合物由于具有广泛的生物活性如消炎、抗菌、抗痉挛、调节植物生长、杀虫等[1-3]及其广泛的应用前景而颇受人们的青睐[4]。双杂环化合物的合成及生物活性研究已经成为杂环农药的一个重要方面,但具有对称结构的1,3,4-双噁二唑硫醚类化合物的合成还未见文献报道。

本文以间苯二甲酸二甲酯为原料,设计并合成了8个新型的1,3-双(2-取代硫醚-1,3,4-噁二唑-5-基)苯(4a~4h, Scheme 1),其结构经1H NMR, MS和元素分析表征。4具有结构对称、种类多样、活性强于单二唑环的优点。对其进行的初步杀菌活性测试结果表明,4a~4h对水稻纹枯病菌、小麦赤霉病菌、黄瓜灰霉病菌和苹果轮纹病菌均有很好的抑制活性。其中,4h的活性最好,抑制率达均90%(A级)以上,这说明氟、氯原子的引入能提高杀菌活性,为新型高效杀菌剂的筛选提供了可靠依据。

CompabcdefghRMeEtn-propylEtCO2CH2-C6H5CH2-p-O2NC6H4CH2-o-MeC6H4CH2-2-Cl-6-FC6H3CH2-XIBrBrBrClClClCl

Scheme1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

北京泰克仪器有限公司X-6型显微熔点仪(温度未经校正);美国Varian公司Mercury Plus 400型超导核磁共振谱仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);美国Finnigan公司Trace GC/MS型质谱仪;德国Elementar公司Vario EL Ⅲ CHNSO元素分析仪。

间苯二甲酸二甲酯和间苯双酰肼(1)按文献[5]方法合成;其余所用试剂均为国产或进口分析纯。

1.2 合成

(1) 1,3-双(2-巯基-1,3,4-噁二唑-5-基)苯(2)的合成[6]

在圆底烧瓶中加入1 2.91 g(15 mmol), CS22.66 g(35 mmol)和乙醇40 mL,搅拌5 min;于10 min内缓慢滴加KOH 1.96 g(35 mmol)的乙醇(100 mL)溶液,回流反应12 h(TLC监测)。脱去溶剂,过滤,滤饼用100 mL水溶解;过滤,滤液用稀盐酸酸化至pH≈4;抽滤,滤饼干燥后用乙醇重结晶得白色晶体2,收率91.0%, m.p.277 ℃~278 ℃;1H NMR(DMSO-d6)δ: 3.34(bs, 2H, SH), 7.78~8.22(m, 4H, ArH); MS(70 ev)m/z(%): 278(M+, 100), 218(2.6), 158(14.2), 143(23.4), 105(16.7), 77(45.1), 51(17.6)。

(2) 4的合成通法

在反应瓶中加入2 1.39 g(5.0 mmol), NaOH 0.45 g(11.2 mmol)和水30 mL,搅拌使其溶解;慢慢滴加RX(3a~3h)11.2 mmol的甲醇(10 mL)溶液,滴毕,于室温反应5 h~19 h(TLC监测)。倒入盛有200 mL冷水的烧杯中,充分搅拌后静置30 min;抽滤,滤饼干燥后用乙醇重结晶得白色晶体4a~4h。

2 结果与讨论

2.1 4的表征

4的实验数据和元素分析数据见表1,1H NMR和MS数据见表2。

表 1 4的实验结果和元素分析数据Table 1 Experimental results and elemental analysis data of 4

表 2 4的1H NMR和MS数据Table 2 1H NMR and MS data of 4

1H NMR分析表明,4的-SCH2R质子吸收峰出现在3.34左右,而-SCH2Ar质子吸收峰则出现在4.59左右,母体苯环上质子的吸收峰在8.59~7.35,这主要是因为苯环和噁二唑环共轭(即π-π共轭),使苯环的电子云密度降低,δ向低场位移(尤其是苯环2-H的位移明显)。

MS分析结果显示,4均具有较强的分子离子峰,说明分子中的芳香环是以共轭状态存在的,因而使得该化合物相当稳定。此外,大多数4的基峰为ArCO+,说明噁二唑环较易开裂。总之,4的基峰和主要碎片离子峰都能得到合理的解释,证明反应结果与Scheme 1预期吻合。

2.2 4的杀菌活性

用离体平皿法对4进行了杀菌活性测试[c(4)=50 mg·L-1],结果见表3。由表3可见,4a~4h对水稻纹枯病菌(Rhizoctoniasolani, A),小麦赤霉病菌(Gibberellazeae, B),黄瓜灰霉病菌(Botrytiscinereapers, C)和苹果轮纹病菌(Dothiorellagregaria, D)均有很好的抑制活性,其中,4h的活性最好,其抑制率均达90%(A级)以上,这说明氟、氯原子的引入能提高杀菌活性。

表3 4的杀菌活性*Table 3 Fungicidal activities of 4

*c(4)=50 mg·L-1; A:水稻纹枯病菌; B:小麦赤霉病菌; C:黄瓜灰霉病菌; D:苹果轮纹病菌

[1] Mogilaiah K, Babu H, Rao K,etal. Synthesis and antimicrobial activity of some new 1,3,4-oxadiazolyl-1,8-naphthyridines[J].Indian J Heterocycl Chem,2000,10(2):109-112.

[2] Al Talib, Hasan Tashtoush, Sasakik. A convenient synthesis of alkyl and aryl substituted bis-1,3,4-oxadiazoles[J].Synth Commun,1990,20(12):1811-1817.

[3] Hazarika J, Kataky J C S. Studies on biologically active heterocycles:Part X.Synthesis of 2-amino-4-[5-(2-cholorophenyl)-1,3,4-oxa/thiadiazol-2-yl]-6-ary/substituted aryl-7-oxo-6,7-dihydrothiazolo[4,5-d]-pyrimidine-5(H)-thiones as probable bioactive compounds[J].Indian J Chem,2001,40B(3):255-257.

[4] Long D Q, Li D J, Cai W Q,etal. Synthesis and fungicidal activities of 2-alkylthio-5-(3,4,5-tribenzyloxyphenyl)-1,3,4-oxadiazoles[J].Chin Chem Lett,2006,17(11):1427-1430.

[5] 龙德清,陈胜胜,李德江. 间苯双酰腙类化合物的合成及其生物活性[J].江西师范大学学报(自然科学版),2006,30( 4 ):372-374.

[6] 龙德清,汪焱钢,唐传球,等. 2-取代硫醚-5-(5,7-二甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶基)-1,3,4-噁二唑/噻二唑类化合物的合成及生物活性[J].有机化学,2008,28(6):1065-1070.

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