新型N－苯甲酰基硝基胍類化合物的合成及其殺菌活性

馮菊紅，龔 昕，榮 霞，巨修練

（武漢工程大學化工與制藥學院，綠色化工過程教育部重點實驗室，湖北 武漢 430074）

0 引 言

我國是農業大國，農業是國民經濟的基礎，但植物病害可能會對農業生產造成巨大損失，而使用殺菌劑是防治植物病害、實現農業穩定豐產的一種經濟有效的方法.我國殺菌劑品種相對較少，苯并咪唑類、三唑類乃至代森類等一些傳統的品種仍占有較大的市場份額，而這些產品使用了多年，已出現嚴重的抗藥性，因此開發具有不同作用機理、結構新穎的殺菌劑是我國殺菌劑產業研究開發的重點.

近年來，胍類化合物的殺菌活性引起人們的重視［1］.胍類化合物含有的胍基是該類化合物的主要活性基團，可以與生物體中的某些基團或元素相互作用，破壞其正常的物質和能量代謝［2］.具有殺菌活性的胍類化合物結構多種多樣，如烷基胍－多果定是第一個胍類殺菌劑，它在防治商品作物真菌性病害中具有特別的經濟意義；雙胍類殺菌劑Befran能很好的抑制某些對苯并咪唑類殺菌劑有抗性的病菌的生長；一些雜環的胍類如嗎啉胍可用于防治黃瓜細菌性角斑病、霜霉病，西瓜炭疽病等.最近有文獻報道，在胍的結構中引入硝基，形成穩定的硝基胍后，再將硝基胍芳甲酰基化、芳乙酰基化后得到硝基胍類衍生物，這些衍生物對蘋果腐爛病菌和葡萄黑豆病菌有較強的抑制活性［3］.

為了系統研究硝基胍基團上不同取代基對該類化合物殺菌活性的影響，本研究將文獻［2］中的芳甲酰基固定為苯甲酰基，在硝基胍基團上引入甲基、乙基等烷基取代基，或者將胍基中的兩個胺基與亞甲基形成五元環、六元環，合成了6個未見文獻報道的苯甲酰基硝基胍類化合物，并采用平皿生長速率法對合成的目標化合物進行了初步的殺菌活性測試.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

RY－1G 型 熔 點 儀；Varian Mercury－VX 300型核磁共振儀（CDCl3為溶劑，TMS為內標）；TRACEMS 2000型質譜儀.

所有試劑均為國產分析純或者化學純.反應過程采用的TLC薄層硅膠板和柱層析所用的硅膠，由青島海洋硅膠干燥劑廠生產.

1.2 化合物合成

1.2.1 中間體1的合成路徑 具體方法如下：

1a，參照文獻［4］，白色粉末固體，m.p.159～162℃ （文獻值：156～157℃）。

1b，參照文獻［5］，白色粉末固體，m.p.151～154℃ （文獻值：146～149℃）。

1c，參照文獻［6］，白色粉末固體，m.p.102～103℃ （文獻值：99～100℃）。

1d，參照文獻［7］，白色粉末固體，m.p.159～163℃ （文獻值：158～160℃）。

1e，參照文獻［8］，白色針狀晶體，m.p.221～223℃ （文獻值：219～220℃）。

圖1 中間體硝基胍1a－1f的合成路徑Fig.1 The synthetic routes of intermediates 1a－1f

圖2 目標化合物2a～2f的合成路徑Fig.2 The synthetic routes of target compounds 2a～2f

1f，參照文獻［9］，黃色粉末固體，m.p.245～247℃ （文獻值：251～252℃）.

1.2.2 目標化合物1－甲基－1－苯甲酰基－3－硝基胍2a的合成 在100mL三口燒瓶中加入0.35g（3mmol）中間體1a，30mL二氯甲烷.冰鹽浴下攪拌，控制溫度0℃以下，加入0.6mL三乙胺，然后小心加入0.4mL苯甲酰氯，反應0.5h.反應完畢，過濾，濾液加15mL蒸餾水萃取，再用25mL二氯甲烷萃取兩次，有機層減壓旋蒸除去溶劑，過濾，濾液減壓旋蒸除去溶劑得粗品，將粗品柱層析［洗脫劑V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）＝2∶1］得白色粉末固體0.48g，收率50.1%，m.p.157～159℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.102（s，1H，NH），9.632（s，1H，NHNO2），7.542～7.937（m，5H，ArH），3.097（d，J＝4.8Hz，3H，CH3）；MS（ESI）∶Calcd for C9H11N4O3（M＋H）＋∶223.083 1，found 223.085 0.

同樣的方法合成目標化合物2b－2f.

目標化合物1－乙基－1－苯甲酰基－3－硝基胍2b：黃色針狀固體0.56g，收率56%，m.p.75～78℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.137（s，1H，NH），9.628（s，1H，NHNO2），7.541～7.935（m，5H，ArH），3.559（q，J＝6.0Hz，2H，CH2），1.319（t，J＝7.2Hz，3H，CH3）；MS（ESI）∶Calcd for C10H13N4O3（M＋H）＋∶237.098 8，found 237.100 2.

目標化合物1－丙基－1－苯甲酰基－3－硝基胍2c：白色針狀固體0.63g，收率60.8%，m.p.50～53℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.157（s，1H，NH），9.694（s，1H，NHNO2），7.545～ 7.942（m，5H，ArH），3.487（t，J＝6.8Hz，2H，CH2CH2CH3），1.718（m，2H，CH2CH2CH3），1.023（t，J ＝7.2Hz，3H，CH2CH2CH3）；MS（ESI）∶Calcd for C11H15N4O3（M ＋ H）＋∶251.114 4，found 251.123 0.

目標化合物1－異丙基－1－苯甲酰基－3－硝基胍2d：淡黃色針狀固體0.76g，收率73%，m.p.103～105℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶13.163（s，1H，NH），9.573（s，1H，NHNO2），7.541～7.933（m，5H，ArH），4.341（m，1H，CH），1.321（d，6H，J＝6.4 Hz，CH3）；MS（ESI）∶ Calcd for C11H15N4O3（M＋H）＋∶251.114 4，found 251.120 5.

目標化合物1－苯甲酰基－N－硝基咪唑烷－2－亞胺2e：得黃色粉末狀固體0.58g，收率58.4%，m.p.194～196℃，1H NMR（CDCl3，400MHz）δ∶7.041～ 7.594（m，5H，ArH），4.027（t，J ＝0.8 Hz，2H，CH2CH2NH），3.724（t，J＝0.8Hz，2H，CH2CH2NH）；MS（ESI）∶Calcd for C10H11N4O3（M＋H）＋∶235.0831，found 235.092 2.

目標化合物1－苯甲酰基－N－硝基－1，4，5，6－四氫吡啶－2－胺2f：淡黃色針狀固體0.36g，收率35%，m.p.128～130 ℃，1H NMR（CDCl3，400 MHz），δ∶9.902（s，1H，NHNO2），7.394～7.602（m，5H，ArH），3.921（t，J ＝6.4Hz，2H，NCH2CH2CH2N），3.669（t，J＝6.4Hz，2H，NCH2CH2CH2N），2.268（t，J ＝6Hz，2H，NCH2CH2CH2N）；MS（ESI）∶ Calcd for C11H13N4O3（M＋H）＋∶249.098 8，found 249.101 0.

2 生物活性測試

2.1 供試菌種

草坪褐斑病菌（Rhizoctomia solani AG－1－IB融合群），由武漢工程大學韓新才教授提供.

2.2 測試方法

參照文獻方法［10］測試抑菌活性.在150mL三角瓶中加入PDA培養基60mL，滅菌備用.用滅菌水配成質量濃度為200μg·mL－1的待測樣品，加入培養基中，充分搖勻后倒入直徑為9cm的滅菌的培養皿中，每組三個重復，以等量的溶劑為空白對照.以打孔器（內徑5mm）將生長正常的草坪褐斑菌打孔制成若干菌餅.用接種針將菌餅放于各培養皿中，置于28℃無菌恒溫箱內培養.待空白對照接近長滿培養皿時，根據十字交叉法用游標卡尺測量培養皿內菌落直徑，每個處理重復三次，取其平均值作為處理菌落直徑，計算抑菌率.

3 結果與討論

初步測試了目標化合物2a～2f在200μg·mL－1的質量濃度下對草坪褐斑菌的抑制活性，測試結果見表1.結果表明所有的目標化合物對草坪褐斑菌都有一定的抑制活性，當硝基胍基團上引入乙基和丙基時，化合物2b和2c的抑菌活性強于陽性對照品惡霉靈.而當硝基胍與亞甲基形成環狀后（化合物2e和2f），抑菌活性較弱.對該系列化合物進一步的構效關系研究還在進行中.

表1 化合物2a～2f在200μg·mL－1下對草坪褐斑病菌的抑菌率Table 1 Fungicidal activity of compounds 2a－2f at concentration of 200μg·mL－1

4 結 語

本研究以不同結構的硝基胍與苯甲酰氯為原料，通過酰化反應合成了6個結構新穎的苯甲酰基硝基胍衍生物，并采用平皿生長速率法初步研究了不同取代基對苯甲酰基硝基胍化合物殺菌活性的影響，結果表明當硝基胍結構中引入烷基時，衍生物的殺菌活性較好；其中引入乙基和丙基時，化合物2b和2c的殺菌活性強于陽性對照惡霉靈.而當硝基胍與亞甲基成環后，活性明顯下降.此結果為進一步研究該類硝基胍化合物的構效關系奠定了基礎.

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