APP下载

三嗪类衍生物的合成及抑菌活性测定

2019-01-02代文哲韩新才巨修练

武汉工程大学学报 2018年6期
关键词:三氟三嗪褐斑病

代文哲,黄 翔,马 静,韩新才,巨修练

武汉工程大学化工与制药学院,湖北 武汉 430205

随着人们生活水平的提高,对环境美化的要求愈来愈高。草坪是环境美化中必不可少的一部分,其具有绿化、净化空气、防治水土流失、减少噪音等功能。由于草坪褐斑病菌(Rhizoctoniasolani)的感染日益加重,严重影响了草坪的绿化效果。自2004年以来,草坪褐斑病菌就被国内列为林业检疫性有害的生物名单[1]。草坪褐斑病是一种重要的真菌病害[2-3]。该病害在世界范围内都造成许多危害,尤其在日本、澳大利亚、欧洲发生非常普遍[4]。该病的病原物非常复杂,非选择性强,可以感染大部分禾本科植物,且发病率高,传播的速度快,难以治疗,反复发作,重复的感染。在一定的条件下,能在极短的时间内,感染一大片草坪,使其具有毁灭性的危害。草坪褐斑病的病原主要是立枯丝核菌[5]。立枯丝核菌非选择性强,寄主范围广,可以感染250多种禾本科植物[6-7]。草坪褐斑病是一种重要的草坪草病害,世界范围内的冷、暖季草坪草中均有发生。目前,对草坪褐斑病的防治品种单一,防治效果有待进一步提高,新型防治药剂急需开发。

三嗪类化合物具有广泛的生物活性,具有杀虫、杀菌、除草、抗病毒等活性[8-10]。本实验室研究发现,三聚氯氰对草坪褐斑病菌具有一定的抑菌活性[11],为研究三聚氯氰衍生物的抑菌活性,发现新型杀菌剂先导化合物。本研究参考该类化合物的研究进展设计、合成了6个目标化合物[12-15],以三聚氯氰为起始原料,经与4-三氟甲基苯胺反应得到中间体2,4-二氯-6-(4-三氟甲基苯胺基)-1,3,5-三嗪(A),该中间体与胺反应生成2-氯-4-胺基-6-(4-三氟甲基苯胺基)-1,3,5-三嗪(B),该产物再与不同取代的一级胺或二级胺反应得到6个最终产物(图1),经1H NMR及MS表征,确认合成的化合物为目标产物。采用菌落直径法测定了这7个目标化合物的对草坪褐斑病菌的抑菌率,发现其具有较好的抑菌活性。

图1 三嗪衍生物的合成路线Fig.1 Synthetic route of triazine derivatives

1 实验部分

1.1 试剂与材料

化合物熔点采用RY-1型熔点仪测定(温度计未经校正,天津市天分分析仪器厂);1H NMR采用Varian Mercury-VX 400型核磁共振仪(DMSO或CDCl3做溶剂,TMS为内标)测定,质谱采用Thermo LTQ XL液质联用质谱仪进行测定。试验中所使用的试剂均为分析纯或化学纯,除特别注明外,均未经进一步的处理。

1.2 实验方法

1.2.1 2,4-二氯-6-(4-三氟甲基苯胺基)-1,3,5-三嗪(A) 在150 mL的三口烧瓶中加入三聚氯氰1.9 g(10 mmol),加入丙酮 30 mL,搅拌溶解,冰浴冷却到0℃。缓慢滴加1.6 g(10 mmol)对三氟甲基苯胺的20 mL丙酮溶液,10 min加毕,在0℃下搅拌反应3 h。反应完毕后,用质量分数10%的碳酸钠水溶液调节反应体系pH值为6左右,静置有白色固体析出。抽滤,滤饼用乙醇和水重结晶,干燥后得白色固体2.47 g。产率:80%,mp:155℃~157 ℃,1H NMR(DMSO,400 MHz)δ:7.73~7.75(d,J=8.56 MHz,2H,ArH),δ:7.84~7.86(d,J=8.68 MHz,2H,ArH),δ:11.47(s,1H,NH);MS(ESI):309(M+)。

1.2.2 2-氯-4-(3-氯苯胺基)-6-(4-三氟甲基苯胺基)-1,3,5-三嗪(11B) 在150 mL的三口烧瓶中加入间氯苯胺 1.53 g(12 mmol),加入丙酮 30 mL,滴加碳酸氢钠1.0 g(12 mmol)的水溶液,反应10 min,然后滴加中间体A3.09 g(10 mmol)的丙酮溶液,常温反应6 h。反应完毕后,静置,脱溶剂,再用乙酸乙酯溶解,用水萃取除盐,饱和食盐水反洗,拌样,经硅胶柱层析[洗脱剂V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=15∶1]纯化,干燥后得白色固体粉末3.76 g。产率:94%,mp:191 ℃~194 ℃,1H NMR(CDCl3,400 MHz)δ:7.1~7.2( m,2H,ArH),δ:7.27~7.32(m,2H,ArH),δ:7.5(s,1H,m-C6H4ClNH),δ:7.62~7.67(m,4H,ArH) ,δ:7.8(s,1H,NHC6H4CF3);MS(ESI):400(M+)。

1.2.3 2,4-二甲胺基-6-(4-三氟甲基苯胺基)1,3,5-三嗪(1C) 在150 mL的三口烧瓶中加入甲胺的水溶液 1.35 g(12 mmol),加入 1,4-二氧六环 80 mL,加入碳酸氢钠 1.0 g(12 mmol)的水溶液,然后加入 2-氯-4-甲胺基-6-(4-三氟甲基苯胺基)-1,3,5-三嗪 3.04 g(10 mmol),升温至 90 ℃回流状态下反应2 h。反应完毕后,脱溶剂,再用乙酸乙酯溶解,用水萃取除盐,饱和食盐水反洗,拌样,经硅胶柱层析[洗脱剂V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=4∶1]纯化,干燥后得白色固体2.58 g。产率:86.7%,mp:150 ℃~151 ℃,1H NMR(DMSO,400 MHz)δ:2.8(s,6H,CH3),δ:6.4(s,1H,NHCH3),δ:6.7(s,1H,NHCH3),δ:7.4~7.6(s,2H,ArH),δ:8.02~8.09(s,2H,ArH),δ:9.0~9.2(m,1H,NHC6H4CF3);MS(ESI):299(M++1)。

1.2.4 2-(4-三氟甲基苯胺基)-4-乙胺基-6-甲胺基-1,3,5-三嗪(2C) 参照化合物(1C)的合成方法得到化合物(2C)。产率:35%,mp:58℃~61℃,1H NMR(DMSO,400 MHz)δ:0.85~0.86(m,3H,NHCH2CH3),δ:2.84(s,2H,NHCH3),δ:2.7~3.0(m,2H,NHCH2CH3),δ:6.4~6.8(m,2H,NH),δ:7.45(s,2H,ArH),δ:7.9~8.2(m,2H,ArH),δ:9.0~9.2(m,1H,NHC6H4CF3);MS(ESI):313(M+1)。

1.2.5 2-二乙胺基-4-(4-三氟甲基苯胺基)-6-甲胺基-1,3,5-三嗪(6C) 参照化合物(1C)的合成方法得到化合物(6C)。产率:92%,mp:89℃~91℃,1H NMR(CDCl3,400 MHz)δ:1.1~1.2(m,6H,N(CH2CH3)2),δ:2.95~2.96(d,J=5 MHz,3H,NHCH3),δ:4.4~4.8(d,J=5.2 MHz,4H,N[CH2-CH3)2],δ:4.8(s,1H,NHCH3),δ:7.12(s,1H,NHC6H4CF3),δ:7.50~7.52(d,J=8.4 MHz,2H,ArH),δ:7.71~7.73(d,J=6.88 MHz,2H,ArH);MS(ESI):341(M++1)。

1.2.6 2-二甲胺基-4-(4-三氟甲基苯胺基)-6-乙胺基-1,3,5-三嗪(9C) 参照化合物(1C)的合成方法得到化合物(9C)。产率:95%,mp:112℃~115 ℃,1H NMR(CDCl3,400 MHz)δ:1.1~1.2(m,3H,NHCH2CH3),δ:3.14(s,6H,N(CH3)2),δ:3.41~3.48(m,2H,NHCH2CH3) ,δ:4.93(s,1H,NHCH2CH3),δ:7.16(s,1H,NHC6H4CF3),δ:7.51~7.53(d,J=8.4 MHz,2H,ArH),δ:7.71~7.73(d,J=6.76 MHz,2H,ArH);MS(ESI):327(M++1)。

1.2.7 2-二甲胺基-4-(4-三氟甲基苯胺基)-6-正丙基胺基-1,3,5-三嗪(10C) 参照化合物(1C)的合成方法得到化合物(10C)。产率:92%,mp:109℃~110 ℃,1H NMR(CDCl3,400 MHz)δ:0.94~0.98(t,J=7.36 MHz,3H,NHCH2CH2CH3),δ:1.56~1.65(sixtet,J=7.24 MHz,2H,NHCH2CH2CH3),δ:3.14(s,6H,N(CH3)2),δ:3.34~3.39(q,J=6.68 MHz,2H, NHCH2CH2CH3) , δ: 5.01 (s, 1H,NHCH2CH2CH3),δ:7.19(s,1H,NHC6H4CF3),δ:7.50~7.53(d,J=8.44 MHz,2H,ArH),δ:7.72(s,2H,ArH);MS(ESI):341(M++1)。

1.3 化合物的生活活性评价

1.3.1 供试试剂 马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA):马铃薯 20 g、葡萄糖 20 g、琼脂15 g~20 g、蒸馏水1 000 mL。吐温80(国药集团化学试剂有限公司),丙酮(国药集团化学试剂有限公司),井岗霉素60A原药(武汉科诺生物农药有限公司)。草坪褐斑病菌(Rhizoctoniasolani AG-1-IB fusion group),由华中农业大学植物科技学院提供。

1.3.2 测定方法 采用生长速率法中的菌落直径含毒介质培养法测定溶剂的杀菌活性[16]。在无菌操作台上,先配制一定浓度的待测溶剂溶液,再用移液枪吸取1 mL配制好的溶剂溶液加入7.5 cm培养皿中,用灭菌蒸馏水做空白对照,然后用灭菌过的10 mL玻璃注射器注入9 mL融化好的PDA培养基,使药液与培养基在培养皿中混合均匀,待冷却到室温后,再在培养皿正中间位置接种直径5 mm的草坪褐斑病菌,每个处理重复做3次,最后将接种好的培养皿放入28℃的恒温培养箱中培养(草坪褐斑病菌约30 h~40 h),待空白对照接近长满时,用直尺测量菌落直径,每个培养皿用十字交叉法测量2次,取平均值,最后计算药剂的抑菌率[17-18]。

1.3.3 测定过程 将待测目标化合物用丙酮配制成浓度为2 000 g/mL的溶液。首先对草坪褐斑病菌(Rhizoctoniasolani)的抑菌活性进行初筛,然后分别稀释为800 g/mL、400 g/mL、200 g/mL、100 g/mL、50 g/mL 5个浓度梯度,分别测定其抑菌率,通过SPSS软件处理,得到其抑菌回归方程,相关系数R,EC50值及95%置信区间。

2 结果与讨论

表1显示所测化合物对草坪褐斑病菌(Rhizoc⁃toniasolani)的抑菌活性,6个化合物均具有较高的抑菌活性,其抑菌活性高于对照药剂井冈霉素,其中化合物2C活性最高,其EC50值为16.4 g/mL,化合物1c活性最低,其EC50值为297.6 g/mL,其活性由大到小排列顺序为:2C>6C>10C>11B>9C>1C,化合物2C的结构R1基团为甲胺基,R2基团为乙胺基,可以作为先导化合物进一步修饰,以便合成更多的化合物进行结构与活性关系研究,为开发防治草坪褐斑病的杀菌剂奠定基础。

表1 化合物对草坪褐斑病菌病菌抑菌活性测定Tab.1 Antifungal activity of compounds against Rhizoctomiasolani

3 结 语

本研究结合三嗪类化合物的研究现状,设计、合成了一类三嗪衍生物,以三聚氯氰为起始原料,经与4-三氟甲基苯胺反应生成中间体,该中间体与不同的芳香胺或脂肪胺反应得到6个未见文献报道的新化合物,原料易得,反应收率高,目标化合物经1H NMR及MS表征确认。经采用菌落直径法测定,表明这6个目标化合物对草坪褐斑病菌的抑菌率较高,其中化合物2C抑菌活性最高,其EC50值为16.4 g/mL,具有进一步研究价值。

猜你喜欢

三氟三嗪褐斑病
苹果园褐斑病防治正当时
3,3,3-三氟-2-羟基丙酸乙酯的制备及应用进展
高温多雨 注意防治苹果褐斑病
N-甲基-2,2,2-三氟乙胺在农药中的应用
楚雄州桑树褐斑病发生规律研究
苹果褐斑病的发生与综合防治
三嗪—罗丹明型铁离子荧光探针的合成及性能
三氟乙酰肼的合成及应用研究进展
三嗪三苯基次膦酸仲丁酯化合物的制备及其应用
内含双二氯均三嗪基团的真丝织物抗皱剂的合成