2-烷氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成及其抑菌活性研究

唐傳球，孫　勇，章平平

(鄖陽(yáng)師范高等專科學(xué)校生物化學(xué)與環(huán)境工程系，湖北 十堰 442000)

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2-烷氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成及其抑菌活性研究

唐傳球，孫勇，章平平

(鄖陽(yáng)師范高等專科學(xué)校生物化學(xué)與環(huán)境工程系，湖北 十堰 442000)

摘要：通過(guò)Gewald反應(yīng)合成噻吩衍生物，再由噻吩衍生物、對(duì)氟苯基異氰酸酯分別與甲醇、乙醇、正丙醇經(jīng)串聯(lián)aza-Wittig反應(yīng)合成了3個(gè)新型的2-烷氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮，經(jīng)1HNMR、MS和元素分析表征了其結(jié)構(gòu)，并初步測(cè)定了合成化合物的抑菌活性。結(jié)果表明，在用藥濃度為5×10(-5)g·L(-1)時(shí)，3種化合物對(duì)常見(jiàn)農(nóng)作物菌種均表現(xiàn)出一定的抑菌活性，其中以2-甲氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的活性最高，對(duì)水稻紋枯菌的抑制率達(dá)90%。

關(guān)鍵詞：2-烷氧基；1，2，4-三氮唑；噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮；合成；抑菌活性

苯基、呋喃基、吡咯基和噻吩基類嘧啶雜環(huán)衍生物廣泛存在于植物、動(dòng)物及人體內(nèi)，其中，噻吩并[2，3-d]嘧啶、噻吩并[3，2-d]嘧啶和噻吩并[3，4-d]嘧啶衍生物在抗菌、抗腫瘤、消炎等方面的優(yōu)良生物活性[1-7]引起了人們極大的興趣。有文獻(xiàn)[8-12]報(bào)道，引入氟和三氮唑取代基的噻吩并[2，3-d]嘧啶酮類雜環(huán)化合物表現(xiàn)出較好的抑菌活性，但有關(guān)此類雜環(huán)化合物的研究報(bào)道較少。作者通過(guò)Gewald反應(yīng)將三氮唑引入噻吩環(huán)上，利用合成的噻吩衍生物與PPh3、對(duì)氟苯基異氰酸酯分別與甲醇、乙醇、正丙醇通過(guò)串聯(lián)aza-Wittig反應(yīng)合成了3個(gè)新型的2-烷氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮，用1HNMR、MS和元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并初步測(cè)試了其抑菌活性。

1實(shí)驗(yàn)

1.1試劑與儀器

乙醇、乙醚、石油醚、二氯甲烷、三乙基胺、六氯乙烷、三苯基膦、對(duì)氟苯基異氰酸酯、甲醇、正丙醇、二甲基亞砜均為分析純，使用前經(jīng)純化處理。

X4型熔點(diǎn)儀，北京第三光學(xué)儀器廠；Mercury400型核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3為溶劑)，美國(guó)Varian公司；FinniganTrace質(zhì)譜儀(70eV)，美國(guó)ThermoElectron公司；VarioELⅢ型元素分析儀，德國(guó)Elementar公司。

1.2方法

中間體1～3按文獻(xiàn)[12]的方法合成，2-烷氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成路線如下：

5a：R=Me 5b：R=Et5c：R=n-Pr

1.2.1碳二亞胺的制備

在室溫、氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將1.02 g膦亞胺(化合物3)、2 mmol對(duì)氟苯基異氰酸酯加入到10 mL 二氯甲烷中，在0～5 ℃下靜置6～12 h，待化合物3反應(yīng)完全后，減壓除去二氯甲烷溶劑，加入20 mL乙醇/石油醚(1∶2)混合溶劑，析出副產(chǎn)物Ph3P=O，過(guò)濾將其除去，再減壓除去溶劑，即得到黃色油狀的碳二亞胺(化合物4)，將其直接用于目標(biāo)化合物5a～5c的合成。

1.2.22-烷氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮的制備

用15 mL絕對(duì)無(wú)水甲醇溶解化合物4，再加入0.2mmol甲醇鈉的甲醇溶液，室溫下攪拌反應(yīng)2～4 h，減壓過(guò)濾，濾液脫去部分甲醇，殘余物用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，得到淺黃色目標(biāo)化合物(化合物5a)。

化合物5b、5c分別采用乙醇鈉的乙醇溶液和正丙醇鈉的正丙醇溶液進(jìn)行制備，其它原料及制備過(guò)程同上。

1.2.3化合物的表征

對(duì)所合成的化合物進(jìn)行1HNMR、MS及元素分析表征，以確定其結(jié)構(gòu)。

1.3抑菌活性實(shí)驗(yàn)[13]

采用含毒介質(zhì)法測(cè)定目標(biāo)化合物對(duì)棉花枯萎菌(Fusariumoxysporum，Ⅰ)、水稻紋枯菌(Rhizoctoniasolani，Ⅱ)、黃瓜灰霉菌(Botrytiscinereapers，Ⅲ)、小麥赤霉菌(Gibberellazeae，Ⅳ)、蘋果輪紋菌(Dothiorellagregaria，Ⅴ)及棉花炭疽菌(Colletotrichumgossypii，Ⅵ)的抑制作用。分別將濃度為5×10-5g·L-1的目標(biāo)化合物用二甲基亞砜溶液制成固體培養(yǎng)基，用滅菌的直徑為5 mm的打孔器取含有菌種的瓊脂片，菌絲面向下，放在固體培養(yǎng)基上，并以空白培養(yǎng)基作對(duì)照，每個(gè)菌種做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)。將細(xì)菌平板倒置于27 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)48 h。取出觀察有無(wú)抑菌作用，測(cè)量校正后的空白對(duì)照和處理的樣品菌斑平均直徑，按下式計(jì)算抑制率：

2結(jié)果與討論

2.1目標(biāo)化合物的表征

2-甲氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(化合物5a)：淺黃色，產(chǎn)率84%。m.p. 212～214 ℃；1HNMR，δ：8.37(s,1H,triazolyl-3-H)，8.15(s,1H,triazolyl-5-H)，7.23～7.21(m,4H,Ar-H)，3.98(s,3H,CH3O)，2.46(s,3H,CH3)；MS，m/z(%)：357(M+,30)，329(16)，302(19)，151(36)，136(100)，109(67)，95(40)；Anal.Calcd.for C16H12FN5O2S(357.4)：C 53.78，H 3.38，N 19.60；found C 53.66，H 3.31，N 19.78。

2-乙氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(化合物5b)：淺黃色，產(chǎn)率79%。m.p.171～173 ℃；1HNMR，δ：8.37(s,1H,triazolyl-3-H)，8.15(s,1H,triazolyl-5-H)，7.24～7.19(m,4H,At-H)，4.46(q,J=7.2 Hz,2H,CH2)，2.45(s,3H,CH3)，1.27(t,J=7.2 Hz,3H,CH3)；MS,m/z(%)：371(M+,38)，343(8)，315(16)，287(8)，233(18)，206(95)，178(47)，137(87)，109(100)，95(71)；Anal.Calcd.for C17H14FN5O2S(371.4)：C 54.98，H 3.80，N 18.86；found C 55.09，H 3.75，N 19.00。

2-正丙氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮(化合物5c)：淺黃色，產(chǎn)率71%。m.p.115～117 ℃；1HNMR，δ:8.36(s,1H,triazolyl-3-H)，8.15(s,1H,triazolyl-5-H)，7.23～7.21(m,4H,Ar-H)，4.34(t,J=6.4 Hz,2H,OCH2)，2.45(s,3H,CH3)，1.67～1.62(m,2H,CH2)，0.82(t,J=7.2 Hz,3H,CH3)；MS，m/z(%)：385(M+,100)，343(86)，315(27)，288(15)，233(25)，205(63)，177(37)，95(31)；Anal.Calcd.for C18H16FN5O2S(385.4)：C 56.09，H 4.18，N 18.17；found C 56.20，H 3.99，N 17.34。

1HNMR譜在δ8.38～8.34和δ8.15～8.13的吸收峰為1，2，4-三唑-1-基的3-H和5-H的質(zhì)子吸收峰，呈一單峰；δ7.90～6.89的吸收峰為芳環(huán)上質(zhì)子吸收峰，表現(xiàn)為三級(jí)譜圖，為較復(fù)雜的多重峰；δ2.48～2.36的吸收峰為芳環(huán)上甲基的質(zhì)子吸收峰，均呈一單峰；側(cè)鏈烷基上質(zhì)子吸收峰與分子結(jié)構(gòu)吻合。從MS數(shù)據(jù)可以看出：目標(biāo)化合物的MS譜中有很強(qiáng)的分子離子峰出現(xiàn)，M+-X、M+-CH3、M+-R、M+-Ar、M+-三唑基及芳香環(huán)的特征碎片離子峰都很明顯；其它噻吩環(huán)和嘧啶環(huán)破裂碎片離子峰與預(yù)期結(jié)構(gòu)相符。從元素分析數(shù)據(jù)可以看出，其理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值相接近。

以上分析表明目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)參數(shù)與其化學(xué)結(jié)構(gòu)一致。

2.2目標(biāo)化合物的抑菌活性(表1)

由表1可知，目標(biāo)化合物對(duì)所選6種農(nóng)作物病菌均具有一定的抑菌活性，其中以化合物5a的抑菌活性最好，對(duì)水稻紋枯菌的抑制率達(dá)到90%。

2.3討論

制備碳二亞胺時(shí)，因產(chǎn)物極易變質(zhì)，反應(yīng)溫度必須控制在0～5 ℃，反應(yīng)結(jié)束后碳二亞胺無(wú)需分離直接用于目標(biāo)化合物的合成；制備目標(biāo)化合物時(shí)，由于醇鈉的堿性較強(qiáng)，若加入過(guò)量醇鈉的相應(yīng)醇溶液，易導(dǎo)致副產(chǎn)物增加、目標(biāo)產(chǎn)物分離困難且產(chǎn)率降低；反應(yīng)時(shí)間一般控制在2～4 h。

表1

目標(biāo)化合物的抑菌活性(n=3)

Tab.1The antimicrobial activities of target compounds(n=3)

化合物抑制率/%ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ5a8090655985815b6575705470695c777960625563

3結(jié)論

通過(guò)Gewald反應(yīng)合成噻吩衍生物，再由噻吩衍生物、對(duì)氟苯基異氰酸酯分別與甲醇、乙醇、正丙醇經(jīng)串聯(lián)aza-Wittig反應(yīng)合成了3個(gè)新型的2-烷氧基-3-對(duì)氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)噻吩并[2，3-d]嘧啶-4(3H)-酮，該合成方法簡(jiǎn)單、操作方便、反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率達(dá)71%～84%。所合成的目標(biāo)化合物對(duì)常見(jiàn)農(nóng)作物病菌具有較好的抑制作用，抑制率達(dá)54%～90%。

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Synthesis of 2-Alkoxyl-3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1，2，4-triazol-1-yl)-thieno[2，3-d]pyrimidin-4(3H)-ones and Their Antimicrobial Activities

TANG Chuan-qiu,SUN Yong,ZHANG Ping-ping

(DepartmentofBiochemistryandEnvironmentalEngineering，YunyangTeachers′College,Shiyan442000,China)

Abstract：The thiophene derivatives were obtained by Gewald reaction.Three novel 2-alkoxyl-3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-ones were synthesized by thiophene derivatives and 4-fluorophenyl isocynate reacted with methanol,ethanol,n-propyl alcohol via tandem aza-Wittig reaction.Their structures were characterized by1HNMR,MS and elemental analysis.And the antimicrobial activities of the synthesized compounds was preliminarily tested.Results showed that,three compounds all had shown antimicrobial activities against common microbial strains used at concentration of 5×10(-5) g·L(-1).Among the tested compounds,2-methoxy-3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-thieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-one displayed the highest antimicrobial activity against Rhizoctonia solani with the inhibitory rate of 90%.

Keywords：2-alkoxyl；1，2，4-triazole；thieno[2，3-d]pyrimidin-4(3H)-one；synthesis；antimicrobial activity

中圖分類號(hào)：O 621.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-5425(2016)03-0025-03

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2016.03.007

作者簡(jiǎn)介：唐傳球(1980-)，男，安徽安慶人，講師，研究方向：有機(jī)中間體和雜環(huán)化合物合成，E-mail：tangcq_34@163.com；通訊作者：章平平，講師，E-mail：zpp34@163.com。

收稿日期：2015-11-01

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Q20135001)