2-(N-苯磺酰基吲哚-3-基)-3-N-酰基-5-苯基-1,3,4-唑啉類化合物抑菌活性研究

田月娥，車志平，劉圣明，夏彥飛，楊晨光，胡 梅，陳根強

（河南科技大學林學院植物保護系，河南洛陽 471003）

中國是農業大國，農作物種類極其豐富。相應的，農作物病蟲害發生也較為復雜。農業現代化建設持續推進，成果豐碩，然而，部分不合理的農業生產引發的問題不容忽視。

殺菌劑大量、頻繁使用造成病害抗性加劇，從而導致流行性病害頻繁發生，市售殺菌劑已不能滿足病害有效防治的要求。目前，對已商品化殺菌劑進行廣泛篩選是病害防治采取的應急手段[1-5]。然而，從長遠角度考慮，研發結構新穎，篩選抑菌活性顯著的化合物，并將其開發成新型殺菌劑已成為當務之急[6-9]。新型殺菌劑的研發對促進中國新農藥創制、農作物病害高效防控，推進農業現代化均具有積極意義。

近幾年，N-取代苯磺酰基吲哚基團受到廣泛關注，其具有顯著的生物活性，對5-羥色胺受體表現出良好的親和力[10]，對肽基白三烯（白三烯與肽結合的產物）表現出潛在拮抗效果[11]，以及較好的抗HIV-1活性[12-13]。此外，含有1,3,4-唑啉基團的衍生物表現出良好的生物活性，諸如抗菌活性[14]、抗病毒活性[15]和抑制幾丁質合成[16]等。研究表明，活性基團拼接是設計、獲得潛在藥物的有效方法之一[17]。本研究將N-取代苯磺酰基吲哚基團和1,3,4-唑啉基團拼接，制備了系列2-(N-苯磺酰基吲哚-3-基)-3-N-酰基-5-苯基-1,3,4-唑啉類化合物[18]，并在室內測定了其對常見植物病原菌的抑菌活性，以期為發現具有潛在應用價值的化合物提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試化合物

供試化合物1～化合物14對應的化學結構見圖1。化合物結構表征參見作者前期發表的相關論文[18]。

圖1 化合物1～化合物14的化學結構

1.2 供試菌株及培養基

供試菌株：小麥赤霉病菌（Fusarium graminearum Schw.）、白菜黑斑病菌（Alternaria brassicae Sacc.）、棉花枯萎病菌（Fusarium oxysporium f.sp.Vasinfectum synder et Hansen）、水稻稻瘟病菌（Pyricularia oryzae Cav.）和煙草赤星病菌（Alternaria alternata Keissler）。5種病原菌株由西北農林科技大學無公害農藥研究中心和河南科技大學林學院農藥實驗室提供。

培養基：PDA培養基（配比為馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂粉20 g，蒸餾水定容至1 000 mL）。

1.3 試驗方法

將2-(N-苯磺酰基吲哚-3-基)-3-N-酰基-5-苯基-1,3,4-唑啉類化合物1～化合物14用一定量丙酮溶解，并在0.1 g/L質量濃度下，采用菌絲生長速率法測定其對小麥赤霉病菌、白菜黑斑病菌、棉花枯萎病菌、水稻稻瘟病菌和煙草赤星病菌的室內抑菌活性。

2 結果與討論

由表1可見：所測2-(N-苯磺酰基吲哚-3-基)-3-N-酰基-5-苯基-1,3,4-唑啉類化合物1～化合物14對小麥赤霉病菌、白菜黑斑病菌、棉花枯萎病菌、水稻稻瘟病菌和煙草赤星病菌5種常見植物病原菌均表現出不同程度的抑菌活性，其中化合物9和化合物14對上述5種植物病原菌表現出較好的抑菌活性。在0.1 g/L質量濃度下，化合物9和化合物14對上述5種植物病原菌的抑制率分別為31.08%、29.41%、15.69%、27.91%、29.79%和22.97%、21.57%、29.41%、16.28%、27.66%。整體而言，當取代基R1為H、5-CN，R2為p-OCH3、p-CH3，R3為p-CH3、p-CH2CH3時，所得化合物抑菌活性較好。

活性測定結果表明，化合物5、化合物8、化合物9、化合物7和化合物10對小麥赤霉病菌的抑菌率分別為32.43%、31.08%、31.08%、24.32%和24.32%；化合物3、化合物9和化合物14對白菜黑斑病菌的抑菌率分別為23.53%、29.41%和21.57%；化合物5、化合物11、化合物13和化合物14對棉花枯萎病菌的抑菌率分別為19.61%、19.61%、21.57%和29.41%；化合物3、化合物9和化合物14對水稻稻瘟病菌的抑菌率分別為30.23%、27.91%和16.28%；化合物4、化合物9和化合物14對煙草赤星病菌的抑菌率分別為25.53%、29.79%和27.66%。由此可見，化合物9和化合物14具有廣譜抑菌活性。化合物9對小麥赤霉病菌、白菜黑斑病菌、水稻稻瘟病菌和煙草赤星病菌的抑菌率均大于25%；化合物14對小麥赤霉病菌、白菜黑斑病菌、棉花枯萎病菌和煙草赤星病菌的抑菌率均大于20%。

表1 化合物1～化合物14對5種植物病原菌的抑制率 %

個別化合物具有高度選擇性，僅對某種植物病原菌具有較好的抑菌活性。化合物3僅對水稻稻瘟病菌表現出較好的抑菌活性，其抑制率為30.23%；化合物4僅對煙草赤星病菌表現出較好的抑菌活性，其抑制率為25.53%；化合物5和化合物8均僅對小麥赤霉病菌表現出較好的抑菌活性，抑制率分別為32.43%和31.08%。初步擬定將化合物9和化合物14作為衍生合成新型殺菌劑的先導化合物，為進一步衍生合成高抑菌活性化合物提供依據。

3 結論

為了發現具有潛在應用價值的抑菌先導化合物，本研究采用菌絲生長速率法在0.1 g/L質量濃度下測定了14個2-(N-苯磺酰基吲哚-3-基)-3-N-酰基-5-苯基-1,3,4-唑啉類化合物對5種常見植物病原菌菌絲生長的抑制活性。抑菌活性試驗結果表明，化合物9和化合物14對小麥赤霉病菌、白菜黑斑病菌、棉花枯萎病菌、水稻稻瘟病菌和煙草赤星病菌5種植物病原菌均表現出較好的抑菌活性，具有廣譜抑菌活性。結果表明，當取代基R1為H、5-CN，R2為p-OCH3、p-CH3，R3為p-CH3、p-CH2CH3時，所得化合物9和化合物14抑菌活性較好。該研究為今后選擇合成高抑菌活性的2-(N-苯磺酰基吲哚-3-基)-3-N-酰基-5-苯基-1,3,4-唑啉類衍生物及其在農用活性方面的研究提供了一定的借鑒和參考。