1，3，5－三嗪類衍生物的合成及其殺菌活性

馮菊紅，丁 濤，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

1，3，5－三嗪類衍生物是一類具有良好生物活性和藥理活性的含氮雜環化合物，它的應用領域主要有染料工業、農用化學品工業、醫藥工業和石化助劑工業等［1］.早在1952年，第一個三嗪類除草劑阿特拉津（Atrazine）就已問世，隨后對三嗪類化合物的研究涉及到其他農用領域.文獻［2］報道：2，4，6位有脂肪胺基取代的三嗪類衍生物對瓜類炭疽病、水稻紋枯病、小麥赤霉病等病菌有較強的抑制活性.本實驗室的黃翔合成了一系列2，4－二取代和2，4，6－三取代的1，3，5－三嗪類化合物，結果顯示當2位為對三氟甲基苯胺基，4位、6位為乙胺基、正丙胺基或異丙胺基取代時，化合物對草坪褐斑菌的抑制活性強于陽性對照井岡霉素［3］.

內吸性殺菌劑惡霉靈（3－羥基－5－甲基異惡唑，Hymexazol）具有廣譜、高效、低毒、低殘留的特點，以惡霉靈為先導化合物進行結構修飾的研究一直很活躍［4－6］.在新農藥創制中，活性亞結構拼接原理已成為開發新農藥的有效途徑之一［7］.鑒于不同活性的雜環在同一分子中聚集能明顯改善其生物活性這一特性，結合本實驗室的前期工作，本研究將4－對三氟甲基苯胺基－1，3，5－三嗪的雜環結構引入到惡霉靈的異惡唑環中，希望能夠實現活性疊加，得到殺菌活性更好的三嗪類衍生物.本研究以三聚氯氰1為原料，將對三氟甲基苯胺、惡霉靈和脂肪胺分別連接到三聚氯氰的2、4和6位，最終得到目標化合物，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（圖1）.

圖1 目標化合物的合成方法Fig.1 The synthetic routes of target compounds

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（DMSO為溶劑，TMS為內標）；TRACEMS 2000型質譜儀.

三聚氯氰購自武漢格奧化學試劑有限公司；惡霉靈購自延邊綠洲化工有限公司；其他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2，4－二氯－6－（4－三氟甲基苯胺基）－1，3，5－三嗪2的合成 在100mL三口燒瓶中加入三聚氯氰1.84g（10mmol），30mL丙酮，冰鹽浴控制溫度0℃以下.用滴液漏斗緩慢滴加含有1.6g（10mmol）對三氟甲基苯胺的25mL丙酮溶液，滴加完畢.維持溫度0℃左右反應3h反應完畢，用10%的碳酸鈉水溶液調解到pH 6左右，靜置，有大量白色固體析出.過濾，濾餅用水和乙醇重結晶，過濾，干燥，得白色固體2.3g，收率74.4%，m.p.156～158 ℃ （文 獻 值［8］：155～157℃）.

1.2.2 目標化合物2－（5－甲基異惡唑基－3－）氧基－4－（4－三氟甲基苯胺基）－6－氯－1，3，5－三嗪3的合成 在100mL三口燒瓶中加入0.4g（4mmol）惡霉靈，0.33g（4mmol）碳酸氫鈉，30mL丙酮，常溫反應5min.滴加含有1.2g（4mmol）中間體3的丙酮溶液，室溫反應.TLC監測反應進程.反應完畢，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）＝10∶1］，得白色固體1.27g.收率86.3%，m.p.145～148℃.1H NMR （DMSO，400MHz）δ：7.728～7.886（m，4H，ArH），6.514（s，1H，異惡唑氫），2.274（s，3H，CH3）；MS （ESI）：372（M＋1）＋.

1.2.3 目標化合物2－（5－甲基異惡唑基－3－）氧基－4－（4－三氟甲基苯胺基）－6－甲胺基－1，3，5－三嗪4a的合成 在50mL的三口燒瓶中加入0.25g（0.68mmol）3，15mL 1，4－二氧六環，0.084g（0.68mmol）質量分數 40% 甲胺溶液，0.057g（0.68mmol）碳酸氫鈉，加熱至回流.反應2h，TLC監測反應進程.反應完畢后，反應液冷卻至室溫，過濾，濾液減壓旋蒸脫去溶劑得粗品.將粗品柱層析［洗脫劑V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）＝4∶1］，得到白色固體0.12g，收率48.7%，m.p.125～128℃，1H NMR（DMSO，400MHz）δ：7.753～8.807（m，4H，ArH），6.762 （s，H，異惡唑氫），2.799（s，3H，NHCH3），2.255（s，3H，CH3）；MS（ESI）：367（M＋1）＋.

同樣的方法合成目標化合物4b和4c.

目標化合物2－（5－甲基異惡唑基－3－）氧基－4－（4－三氟甲基苯胺基）－6－乙胺基－1，3，5－三嗪4b：白色固體，收率 58.6%，m.p.108～111 ℃，1H NMR（DMSO，400MHz）δ：7.682～8.807（m，4H，ArH），6.778 （s，1H，異惡唑氫），3.272 （s，2H，NHCH2CH3），2.233（s，3H，CH3），1.084（s，3H，NHCH2CH3）；MS（ESI）：381（M＋1）＋.

目標化合物2－（5－甲基異惡唑基－3－）氧基－4－（4－三氟甲基苯胺基）－6－二甲胺基－1，3，5－三嗪4c：白色固體，收率50.7%，m.p.202～204 ℃，1H NMR（DMSO，400MHz）δ：7.663～7.953（m，4H，ArH），6.487（s，H，異惡唑氫），3.208（s，3H，N（CH3）2），3.107［s，3H，N（CH3）2］，2.464（s，3H，CH3）；MS（ESI）：381（M＋1）＋.

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［9］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的滅過菌的培養皿中，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

3.1 三聚氯氰的反應性

三聚氯氰1分子結構中含有穩定的三嗪環，環上有三個氯原子，具有獨特的反應特性.三個氯原子的反應活性都較高（相當于酰氯的活性），容易發生親核取代反應，但活潑程度不同.在合成三取代產物時，第一步親核取代反應，必須嚴格控制反應溫度（5℃以下）和對三氟甲基苯胺的滴加速度，否則另外兩個氯原子也易被取代而生成副產物；中間體2中三嗪環上的氯原子的活性遠沒有1中的氯原子的活性高，進行取代反應時，應該在室溫下進行；而第三個氯原子活性最低，所以第三步的反應溫度選擇1，4－二氧六環加熱回流.

3.2 生物活性測試結果

初步測試了目標化合物3和4在質量濃度200μg·mL－1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，其中化合物4b和4c的抑制活性強于陽性對照品惡霉靈，表明在惡霉靈的異惡唑環中引入4－對三氟甲基苯胺基－1，3，5－三嗪雜環可以改善惡霉靈對草坪褐斑菌的抑制活性，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3和4a～4c在200μg·mL－1時對草坪褐斑病菌的抑菌率Table 1 Fungicidal activity of compounds 3and 4at concentration of 200μg·mL－1

4 結 語

三聚氯氰和惡霉靈以它們各自獨特的物理化學、生物和藥理活性等特點成為研究的熱點.本研究結合生物電子等排和活性拼接原理，以三聚氯氰為原料，通過親核取代反應將惡霉靈的異惡唑環以及脂肪胺基、芳香胺基同三聚氯氰的1，3，5－三嗪雜環拼接在一起，合成了一系列結構新穎的化合物.以草坪褐斑病菌為對象，對目標化合物進行了初步殺菌活性測試，其中化合物4b和4c的抑菌活性強于陽性對照惡霉靈.

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