噻二唑衍生物的合成与生物活性研究

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噻二唑衍生物的合成与生物活性研究

张坤;李维洋;陈蔚燕;李秀国;刘羽;许良忠

【摘 要】以2-甲基-4-三氟甲基-噻唑-5-羧酸和硫代氨基脲为原料,合成了7个新型化合物,其化学结构经1H NMR、红外和元素分析确认。初步生物活性测试表明,部分化合物具有一定的杀菌活性。%With 2-methyl-4-trifluoromethyl-thiazole-5-carboxylic acid and thiosemicarbazide as raw materials, seven

new compounds were synthesized, and their structures were confirmed by

1H NMR, IR and elemental analysis. Preliminary bioassay showed that

some of the compounds exhibited certain fungicidal activities.

【期刊名称】《现代农药》

【年(卷),期】2014(000)004

【总页数】3页(P6-8)

【关键词】噻二唑;噻唑;杀菌活性;合成

【作 者】张坤;李维洋;陈蔚燕;李秀国;刘羽;许良忠

【作者单位】青岛科技大学 化学与分子工程学院农用化学品研究所,山东青岛

266042;青岛科技大学 化学与分子工程学院农用化学品研究所,山东青岛 266042;青岛科技大学 化学与分子工程学院农用化学品研究所,山东青岛 266042; 青岛农业大学 化学与药学院物理化学教研室,山东青岛 266109;青岛科技大学 化学与分子工程学院农用化学品研究所,山东青岛 266042;青岛科技大学 化学与分子工程学院农用化学品研究所,山东青岛 266042;青岛科技大学 化学与分子工程学院农用化学品研究所,山东青岛 266042 【正文语种】中 文

【中图分类】TQ450.1+1

杂环化合物在农药上具有高选择性、高活性、低用量的特点[1],一直以来都是人们研究的重点。噻二唑作为一个重要的活性结构单元,含有 N、S杂原子,具有明显的化学共轭效应和芳香性[2],其2、5位上的取代基可进行多种修饰。由于噻二唑类化合物对人体低毒并且具有较好的抑菌活性[3-4],因此成为绿色农药的研究热点。另外,噻唑也是当前农药创制研究的热点之一[5-7],其具有优良的生物活性和较低的毒性[8]。

本文以 2-甲基-4-三氟甲基-噻唑-5-羧酸和硫代氨基脲为原料,通过一系列反应,合成了部分具有新型结构的噻唑环取代的噻二唑衍生物,其化学结构经核磁氢谱、红外和元素分析确认,并进行了初步杀菌活性测定。

目标化合物化学结构通式为:

Bruker Avance 500 MHz型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂,TMS为内标),德国布鲁克公司;Nicolet 510P FT-IR红外光谱仪,美国Nicolet公司;Thermo

FLASH 2000 CHNS/O有机元素分析仪;WRS-1A型数字熔点仪,上海精密科学仪器有限公司;RE-52C型旋转蒸发仪,上海亚荣盛华仪器厂;SHB-D型循环水式真空泵,郑州英峪予华仪器厂。

1,4-二氧六环、甲醇、甲苯、乙腈、氯化亚砜,阿拉丁试剂;2-甲基-4-三氟甲基-噻唑-5-羧酸,南京康满林化工实业有限公司;硫代氨基脲,潍坊万源化工有限公司;2-氯烟酸,济南莱恩化工有限责任公司;薄层层析硅胶 200~300目、柱层析硅胶160~200目,青岛海洋化工厂。以上试剂均为分析纯,使用前均经常规处理。

1.2.1 目标化合物的合成路线 取代基R及目标化合物如表1。

1.2.2 合成步骤

以目标化合物I-b为例。

1.2.2.1 5-(2-甲基-4-三氟甲基-噻唑-5-基)-[1,3,4]噻二唑-2-胺 (中间体1)的合成

称取2-甲基-4-三氟甲基-噻唑-5-羧酸9.95 g (0.05 mol) 于100 mL三口瓶中,加入4.55 g (0.05 mol)硫代氨基脲、50 mL 1,4-二氧六环,搅拌均匀,常温下恒压滴加7.73 g (0.05 mol)三氯氧磷,滴完加热至80℃,搅拌30 min,缓慢加热至回流,薄层色谱 (TLC)跟踪反应进程。待反应结束后,降温,旋蒸溶剂,加适量甲醇溶解,用饱和碳酸钠水溶液,调pH至9,旋蒸甲醇,抽滤,干燥,得棕色固体中间体1 9.27 g,收率73%。柱层析 [V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶2]提纯。

1H NMR δ: 2.726 (s, 3H), 4.026 (s, 2H);IR (KBr)υ, cm-1:3325, 3217, 3121,

3119, 1640, 1632, 1106。

1.2.2.2 2-氯烟酰氯 (中间体2)的合成

称取2-氯烟酸6.32 g (0.04 mol)于100 mL三口瓶中,加入50 mL甲苯、2~3滴DMF,搅拌均匀,常温下恒压滴加10 g氯化亚砜,缓慢加热至回流,薄层色谱 (TLC)跟踪反应进程。待反应结束后,降温,旋蒸,得浅黄色油状液体,冷却得白色固体中间体2。

1.2.2.3 2-氯-N-[5-(2-甲基-4-三氟甲基-噻唑-5-基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-烟酰胺

(I-b)的合成

称取中间体1 2.54 g (0.01 mol)于100 mL三口瓶中,加入40 mL乙腈,搅拌,恒压滴加1.81 g (0.01 mol)2-氯烟酰氯,薄层色谱 (TLC)跟踪反应进程。待反应结束后,降温,抽滤,饱和碳酸钠溶液洗涤固体2次,干燥,得白色固体I-b 3.54

g,收率90%。柱层析 [V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶2]提纯,得白色固体。

其他化合物 (I-a、I-c~I-g)按照相同方法可以制得。 采用生长速率法,测定了目标化合物对小麦赤霉病菌 (Gibberella zeae)、花生褐斑病菌 (Cercospora arachidicola)和苹果轮纹病菌 (Physalospora piricola)的抑菌活性。测试质量浓度为 100 mg/L和10 mg/L,同时以清水为对照,计算抑菌率。

目标化合物I-a~I-g的理化常数及核磁、红外、元素分析数据见表2。

在测试质量浓度为100 mg/L和10 mg/L时,抑菌效果见表3。从表3试验结果看出:本文合成的部分化合物对苹果轮纹病菌和花生褐斑病菌有较高的抑菌效果。在100 mg/L时,化合物I-e对苹果轮纹病菌和花生褐斑病菌均有较好的抑菌效果,达到 82%。化合物 I-g对花生褐斑病菌也有较好的杀菌效果,达到81%。

本文合成了7个新型的噻二唑类化合物,并对其进行了结构表征。初步生物活性测定表明:此类化合物具有一定的杀菌活性。其中,化合物I-e在100 mg/L时,对苹果轮纹病菌和花生褐斑病菌具有良好活性,抑制率在80%以上。化合物I-g在100 mg/L时,对花生褐斑病菌具有良好活性,抑制率在80%以上。

【相关文献】

[1]何江. 噻二唑类化合物杀菌活性的研究进展 [J]. 广州化工, 2011,39 (14): 1-3.

[2]刘玉婷, 晏会新, 尹大伟, 等. 2,5-二取代-1,3,4-噻二唑类化合物的合成及应用研究 [J]. 精细化工中间体, 2009, 39 (1): 8-12.

[3]胡德禹, 宋宝安, 何伟, 等. 噻唑类杀菌剂的合成及生物活性研究进展 [J]. 合成化学, 2006, 14 (4):

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[4]陈才俊, 罗小琼, 杨松, 等. 砜类化合物杀菌活性的研究进展 [J].农药, 2006, 45 (7): 435-436.

[5]陈才俊, 宋宝安. 噻唑类杀虫剂的研究进展 [J]. 农药, 2005, 44 (2):53-55.

[6]梁英, 贺红武. 噻唑并嘧啶类化合物的合成研究进展 [J]. 化工中间体, 2005 (10): 15-20.

[7]崔胜峰, 王艳, 吕敬松, 等. 噻唑类化合物应用研究新进展 [J]. 中国科学: 化学, 2012, 42 (8):

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[8]戴红, 刘建兵, 张欣, 等. 新型含 2-取代-1,3-噻唑烷和噻唑环的亚胺类化合物的合成及生物活性

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127.