（E）－3－芳亞甲基色滿酮類化合物的快速合成及其抑真菌活性

李紅亞，李術娜，王樹香，趙齊齊，朱寶成

（河北農業大學生命科學學院，河北保定 071001）

高異黃酮類化合物（homoisoflavonoids）是黃酮化合物中特殊的一類，其母體結構較異黃酮多1個碳原子，在植物中很少見［1］.3－芳亞甲基色滿酮作為高異黃酮眾多結構類型中的一種，其分布更為局限，僅在Scillanervosasubsp.Rigidifolia、葡萄風信子（Muscari.racemosum）、雪光花（Chionodoxa.luciliae）及金鳳花（Caesalpiniapulcherrima）等植物中有少量發現［2－6］.因此，在很長一段時間內3－芳亞甲基色滿酮化合物并未引起人們的注意.近來研究發現3－芳亞甲基色滿酮化合物具有廣泛的生物活性，其在抗氧化［7］、抗感染［8］、抗病毒［9］、抗誘變［10－11］、降低膽固醇［12］及抗菌［13］等方面均顯示出良好的生物活性.故此，3－芳亞甲基色滿酮連同其衍生物的合成及生物活性研究迅速引起了藥學工作者的關注［14－17］，有望成為創新藥物的來源.3－芳亞甲基色滿酮化合物的合成方法有2種：一種是由芳基取代的丙烯酸衍生物在四氟乙酸酐催化下關環獲得［18］；另外一種是在傳統回流條件下由酸或堿催化色滿酮與芳香醛發生羥醛縮合制得［19－22］，2種方法中后者較為常用.傳統回流方式反應時間長，反應效率較差，并且催化劑多為氯化氫、硫酸、磷酸或甲醇鈉、氫氧化鉀等具有腐蝕性的強酸或強堿.為改進這一反應，Farkas等人［23］曾嘗試采用乙酸酐催化該縮合反應，但是反應時間長達80h.

微波輻射能促進許多化學反應，廣泛地用于有機合成.具有操作簡便、合成能耗低、反應時間短、產物易純化、產率高及環境友好等優點［24－25］.

本文借助微波輻射技術，在六氫吡啶催化下通過色滿酮和芳香醛的縮合反應快速合成了12個新的（E）－3－芳亞甲基色滿酮類化合物2a～2l，利用IR，1H NMR，13C NMR及元素分析對其結構進行了分析和表征，初步測定了其對植物病原真菌的抑菌活性.合成路線見式1.

式1 （E）－3－芳亞甲基色滿酮的合成Scheme 1 Synthesis of（E）－3－arylidenechroman－4－ones

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

FTS40紅外光譜儀（KBr壓片）（美國BIO RAD公司）；AVANCE AV－300MHZ超導核磁共振儀（TMS為內標，CDCl3為溶劑，瑞士Bruker BioSpin公司生產）；MT－3CHN型元素分析儀（日本YANACO公司）；X－4型顯微熔點測定儀（溫度計未校正，北京泰克儀器有限公司）；BXS12－SXL9－1微波反應器（北京北信科儀分析儀器有限公司）.試劑均為市售化學純或分析純，液體試劑使用前未作無水處理.供試病原菌由河北農業大學生命科學學院制藥工程系提供.

1.2 標題物的合成

1.2.1 化合物1的合成

以取代苯酚和3－氯丙酸為原料，參考文獻［26］方法進行.

1.2.2 目標化合物2a～2l的合成

在100mL圓底燒瓶中依次加入5mmol化合物1、5.5mmol取代苯甲醛、10滴六氫吡啶以及30mL乙醇.將其置于微波反應器內（輸出功率為300W）進行反應.用硅膠薄層色譜（TLC）監測反應進程（展開劑：V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）＝3∶1）.反應結束后，蒸除溶劑，用乙酸乙酯（60mL，分3次進行萃取）萃取剩余物，水洗、無水硫酸鈉干燥過夜，濃縮，硅膠柱層析分離，洗脫液為V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）＝4∶1.濃縮洗脫液，得化合物2a～2l.

1.3 抑真菌活性測試

以質量分數50%的多菌靈可濕性粉劑為陽性對照，采用菌絲生長速率法［27］，測定了目標化合物的抑真菌活性.將供試化合物用質量分數為5%的二甲基亞砜（DMSO）水溶液配制成質量濃度分別為100mg／L PDA培養基，測試其對5種供試真菌病原菌的抑菌活性.在已培養好供試菌株的平皿中取直徑5mm的菌餅，置于含藥平板內，每皿3塊.以不加藥劑者為空白對照.于溫度為（25±1）℃培養箱內培養96h，測量菌落直徑，計算菌絲生長抑制率.

相對抑制率＝（對照菌落直徑－處理菌落直徑）×100%／對照菌落直徑.

2 結果與討論

2.1 化合物的合成與結構表征

在微波輻射下，以六氫吡啶為催化劑，通過色滿酮與芳香醛的縮合反應制備了系列的3－芳亞甲基色滿酮類化合物2a～2l，結果見表1.化合物2a～2l的結構通過紅外光譜、核磁共振氫譜、碳譜和元素分析進行了確證.化合物理化數據和元素分析結果見表1，紅外光譜和核磁共振氫譜分析數據見表2，核磁共振碳譜的數據見表3.通過1H NMR數據清楚地判斷出3－芳亞甲基色滿酮化合物的順反異構［28－29］.與Z構型的H－9質子信號相比，E構型中的H－9由于處于4－C＝O的去屏蔽區，化學位移向低場移動，一般在7.81左右.從表2中的核磁共振氫譜數據中可以看出目標化合物的H－9質子化學位移分布在7.84～7.99內，符合E構型1H NMR特征.另外，在3－芳亞甲基色滿酮類化合物的1H NMR譜圖中，由于E構型中的H－2質子距離側鏈苯環近，側鏈苯環的去屏蔽效應導致其化學位移會向低場移動；而Z構型的H－2質子則相反，化學位移偏向高場.本文中合成的3－芳亞甲基色滿酮類化合物的化學位移均處于較低場，并且因為與H－9質子的烯丙遠程偶合，導致多數化合物的H－2質子信號裂分為2重峰，偶合常數為1.4～1.6Hz不等.綜上，可判斷目標化合物為（E）－3芳亞甲基色滿酮類化合物.

此外，微波輻射可大大促進色滿酮與芳香醛的縮合反應，提高反應效率.反應在2～4min內即可完成，（E）－3－芳亞甲基色滿酮的產率可達78%～89%.結果見表1.與傳統回流方法相比，反應速率大大提高，且產率也有所提高.以化合物2a為例，在傳統回流條件下，由6－氯色滿酮與苯甲醛在氯化氫飽和的乙醇溶液中回流24h以上，產率為70%.而在微波輻射、六氫吡啶催化下反應僅需3min，產率可達71.5%［29］.綜上，微波輻射可實現（E）－3－芳亞甲基色滿酮類化合物的高效快速合成.

表1 化合物2a～2l的理化性質Tab.1 Physicochemical and elemental analysis data of compounds 2a～2l化合物

表2 化合物2a～2l的IR，1 H NMR數據Tab.2 IR and 1 H NMR spectral data of compounds 2a～2l

表3 化合物2a～2l的13C NMR數據Tab.3 13C NMR spectral data of compounds 2a～2l

表4 化合物2a～2l的抑菌活性（100mg／L，抑制率／%）Tab.4 Fungicidal activity of compounds 2a～2l（100mg／L，inhibition rate／%）

續表4Continue tab.4

2.2 抑菌活性

目標化合物2a～2l對5株供試病原真菌的抑菌活性見表4.從表4中的結果可以看出在100mg／mL質量濃度下，（E）－3－芳亞甲基色滿酮類化合物對5株病原菌表現出一定的抑制活性，抑制率在28.1%～68.2%.化合物（E）－6－氯－3－（2，4－二氯）苯亞甲基色滿酮2c對梨黑斑病菌、番茄灰霉病菌以及番茄早疫病菌的抑制活性最強，抑制率分別為68.2%，48.7%和56.7%，明顯高于多菌靈對照組.而對于西瓜枯萎病菌和棉花黃萎病菌抑制活性較低.

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