三嗪類衍生物的合成及抑菌活性測定

代文哲，黃 翔，馬 靜，韓新才，巨修練

武漢工程大學化工與制藥學院，湖北 武漢 430205

隨著人們生活水平的提高，對環境美化的要求愈來愈高。草坪是環境美化中必不可少的一部分，其具有綠化、凈化空氣、防治水土流失、減少噪音等功能。由于草坪褐斑病菌（Rhizoctoniasolani）的感染日益加重，嚴重影響了草坪的綠化效果。自2004年以來，草坪褐斑病菌就被國內列為林業檢疫性有害的生物名單［1］。草坪褐斑病是一種重要的真菌病害［2-3］。該病害在世界范圍內都造成許多危害，尤其在日本、澳大利亞、歐洲發生非常普遍［4］。該病的病原物非常復雜，非選擇性強，可以感染大部分禾本科植物，且發病率高，傳播的速度快，難以治療，反復發作，重復的感染。在一定的條件下，能在極短的時間內，感染一大片草坪，使其具有毀滅性的危害。草坪褐斑病的病原主要是立枯絲核菌［5］。立枯絲核菌非選擇性強，寄主范圍廣，可以感染250多種禾本科植物［6-7］。草坪褐斑病是一種重要的草坪草病害，世界范圍內的冷、暖季草坪草中均有發生。目前，對草坪褐斑病的防治品種單一，防治效果有待進一步提高，新型防治藥劑急需開發。

三嗪類化合物具有廣泛的生物活性，具有殺蟲、殺菌、除草、抗病毒等活性［8-10］。本實驗室研究發現，三聚氯氰對草坪褐斑病菌具有一定的抑菌活性［11］，為研究三聚氯氰衍生物的抑菌活性，發現新型殺菌劑先導化合物。本研究參考該類化合物的研究進展設計、合成了6個目標化合物［12-15］，以三聚氯氰為起始原料，經與4-三氟甲基苯胺反應得到中間體2，4-二氯-6-（4-三氟甲基苯胺基）-1，3，5-三嗪（A），該中間體與胺反應生成2-氯-4-胺基-6-（4-三氟甲基苯胺基）-1，3，5-三嗪（B），該產物再與不同取代的一級胺或二級胺反應得到6個最終產物（圖1），經1H NMR及MS表征，確認合成的化合物為目標產物。采用菌落直徑法測定了這7個目標化合物的對草坪褐斑病菌的抑菌率，發現其具有較好的抑菌活性。

圖1 三嗪衍生物的合成路線Fig.1 Synthetic route of triazine derivatives

1 實驗部分

1.1 試劑與材料

化合物熔點采用RY-1型熔點儀測定（溫度計未經校正，天津市天分分析儀器廠）；1H NMR采用Varian Mercury-VX 400型核磁共振儀（DMSO或CDCl3做溶劑，TMS為內標）測定，質譜采用Thermo LTQ XL液質聯用質譜儀進行測定。試驗中所使用的試劑均為分析純或化學純，除特別注明外，均未經進一步的處理。

1.2 實驗方法

1.2.1 2，4-二氯-6-（4-三氟甲基苯胺基）-1，3，5-三嗪（A） 在150 mL的三口燒瓶中加入三聚氯氰1.9 g（10 mmol），加入丙酮 30 mL，攪拌溶解，冰浴冷卻到0℃。緩慢滴加1.6 g（10 mmol）對三氟甲基苯胺的20 mL丙酮溶液，10 min加畢，在0℃下攪拌反應3 h。反應完畢后，用質量分數10%的碳酸鈉水溶液調節反應體系pH值為6左右，靜置有白色固體析出。抽濾，濾餅用乙醇和水重結晶，干燥后得白色固體2.47 g。產率：80%，mp：155℃～157 ℃，1H NMR（DMSO，400 MHz）δ：7.73～7.75（d，J=8.56 MHz，2H，ArH），δ：7.84～7.86（d，J=8.68 MHz，2H，ArH），δ：11.47（s，1H，NH）；MS（ESI）：309（M+）。

1.2.2 2-氯-4-（3-氯苯胺基）-6-（4-三氟甲基苯胺基）-1，3，5-三嗪（11B） 在150 mL的三口燒瓶中加入間氯苯胺 1.53 g（12 mmol），加入丙酮 30 mL，滴加碳酸氫鈉1.0 g（12 mmol）的水溶液，反應10 min，然后滴加中間體A3.09 g（10 mmol）的丙酮溶液，常溫反應6 h。反應完畢后，靜置，脫溶劑，再用乙酸乙酯溶解，用水萃取除鹽，飽和食鹽水反洗，拌樣，經硅膠柱層析［洗脫劑V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）=15∶1］純化，干燥后得白色固體粉末3.76 g。產率：94%，mp：191 ℃～194 ℃，1H NMR（CDCl3，400 MHz）δ：7.1～7.2（ m，2H，ArH），δ：7.27～7.32（m，2H，ArH），δ：7.5（s，1H，m-C6H4ClNH），δ：7.62～7.67（m，4H，ArH） ，δ：7.8（s，1H，NHC6H4CF3）；MS（ESI）：400（M+）。

1.2.3 2，4-二甲胺基-6-（4-三氟甲基苯胺基）1，3，5-三嗪（1C） 在150 mL的三口燒瓶中加入甲胺的水溶液 1.35 g（12 mmol），加入 1，4-二氧六環 80 mL，加入碳酸氫鈉 1.0 g（12 mmol）的水溶液，然后加入 2-氯-4-甲胺基-6-（4-三氟甲基苯胺基）-1，3，5-三嗪 3.04 g（10 mmol），升溫至 90 ℃回流狀態下反應2 h。反應完畢后，脫溶劑，再用乙酸乙酯溶解，用水萃取除鹽，飽和食鹽水反洗，拌樣，經硅膠柱層析［洗脫劑V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）=4∶1］純化，干燥后得白色固體2.58 g。產率：86.7%，mp：150 ℃～151 ℃，1H NMR（DMSO，400 MHz）δ：2.8（s，6H，CH3），δ：6.4（s，1H，NHCH3），δ：6.7（s，1H，NHCH3），δ：7.4～7.6（s，2H，ArH），δ：8.02～8.09（s，2H，ArH），δ：9.0～9.2（m，1H，NHC6H4CF3）；MS（ESI）：299（M++1）。

1.2.4 2-（4-三氟甲基苯胺基）-4-乙胺基-6-甲胺基-1，3，5-三嗪（2C） 參照化合物（1C）的合成方法得到化合物（2C）。產率：35%，mp：58℃～61℃，1H NMR（DMSO，400 MHz）δ：0.85～0.86（m，3H，NHCH2CH3），δ：2.84（s，2H，NHCH3），δ：2.7～3.0（m，2H，NHCH2CH3），δ：6.4～6.8（m，2H，NH），δ：7.45（s，2H，ArH），δ：7.9～8.2（m，2H，ArH），δ：9.0～9.2（m，1H，NHC6H4CF3）；MS（ESI）：313（M+1）。

1.2.5 2-二乙胺基-4-（4-三氟甲基苯胺基）-6-甲胺基-1，3，5-三嗪（6C） 參照化合物（1C）的合成方法得到化合物（6C）。產率：92%，mp：89℃～91℃，1H NMR（CDCl3，400 MHz）δ：1.1～1.2（m，6H，N（CH2CH3）2），δ：2.95～2.96（d，J=5 MHz，3H，NHCH3），δ：4.4～4.8（d，J=5.2 MHz，4H，N［CH2-CH3）2］，δ：4.8（s，1H，NHCH3），δ：7.12（s，1H，NHC6H4CF3），δ：7.50～7.52（d，J=8.4 MHz，2H，ArH），δ：7.71～7.73（d，J=6.88 MHz，2H，ArH）；MS（ESI）：341（M++1）。

1.2.6 2-二甲胺基-4-（4-三氟甲基苯胺基）-6-乙胺基-1，3，5-三嗪（9C） 參照化合物（1C）的合成方法得到化合物（9C）。產率：95%，mp：112℃～115 ℃，1H NMR（CDCl3，400 MHz）δ：1.1～1.2（m，3H，NHCH2CH3），δ：3.14（s，6H，N（CH3）2），δ：3.41～3.48（m，2H，NHCH2CH3） ，δ：4.93（s，1H，NHCH2CH3），δ：7.16（s，1H，NHC6H4CF3），δ：7.51～7.53（d，J=8.4 MHz，2H，ArH），δ：7.71～7.73（d，J=6.76 MHz，2H，ArH）；MS（ESI）：327（M++1）。

1.2.7 2-二甲胺基-4-（4-三氟甲基苯胺基）-6-正丙基胺基-1，3，5-三嗪（10C） 參照化合物（1C）的合成方法得到化合物（10C）。產率：92%，mp：109℃～110 ℃，1H NMR（CDCl3，400 MHz）δ：0.94～0.98（t，J=7.36 MHz，3H，NHCH2CH2CH3），δ：1.56～1.65（sixtet，J=7.24 MHz，2H，NHCH2CH2CH3），δ：3.14（s，6H，N（CH3）2），δ：3.34～3.39（q，J=6.68 MHz，2H， NHCH2CH2CH3） ， δ： 5.01 （s， 1H，NHCH2CH2CH3），δ：7.19（s，1H，NHC6H4CF3），δ：7.50～7.53（d，J=8.44 MHz，2H，ArH），δ：7.72（s，2H，ArH）；MS（ESI）：341（M++1）。

1.3 化合物的生活活性評價

1.3.1 供試試劑 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（PDA）：馬鈴薯 20 g、葡萄糖 20 g、瓊脂15 g～20 g、蒸餾水1 000 mL。吐溫80（國藥集團化學試劑有限公司），丙酮（國藥集團化學試劑有限公司），井崗霉素60A原藥（武漢科諾生物農藥有限公司）。草坪褐斑病菌（Rhizoctoniasolani AG-1-IB fusion group），由華中農業大學植物科技學院提供。

1.3.2 測定方法 采用生長速率法中的菌落直徑含毒介質培養法測定溶劑的殺菌活性［16］。在無菌操作臺上，先配制一定濃度的待測溶劑溶液，再用移液槍吸取1 mL配制好的溶劑溶液加入7.5 cm培養皿中，用滅菌蒸餾水做空白對照，然后用滅菌過的10 mL玻璃注射器注入9 mL融化好的PDA培養基，使藥液與培養基在培養皿中混合均勻，待冷卻到室溫后，再在培養皿正中間位置接種直徑5 mm的草坪褐斑病菌，每個處理重復做3次，最后將接種好的培養皿放入28℃的恒溫培養箱中培養（草坪褐斑病菌約30 h～40 h），待空白對照接近長滿時，用直尺測量菌落直徑，每個培養皿用十字交叉法測量2次，取平均值，最后計算藥劑的抑菌率［17-18］。

1.3.3 測定過程 將待測目標化合物用丙酮配制成濃度為2 000 g/mL的溶液。首先對草坪褐斑病菌（Rhizoctoniasolani）的抑菌活性進行初篩，然后分別稀釋為800 g/mL、400 g/mL、200 g/mL、100 g/mL、50 g/mL 5個濃度梯度，分別測定其抑菌率，通過SPSS軟件處理，得到其抑菌回歸方程，相關系數R，EC50值及95%置信區間。

2 結果與討論

表1顯示所測化合物對草坪褐斑病菌（Rhizoc?toniasolani）的抑菌活性，6個化合物均具有較高的抑菌活性，其抑菌活性高于對照藥劑井岡霉素，其中化合物2C活性最高，其EC50值為16.4 g/mL，化合物1c活性最低，其EC50值為297.6 g/mL，其活性由大到小排列順序為：2C＞6C＞10C＞11B＞9C＞1C，化合物2C的結構R1基團為甲胺基，R2基團為乙胺基，可以作為先導化合物進一步修飾，以便合成更多的化合物進行結構與活性關系研究，為開發防治草坪褐斑病的殺菌劑奠定基礎。

表1 化合物對草坪褐斑病菌病菌抑菌活性測定Tab.1 Antifungal activity of compounds against Rhizoctomiasolani

3 結 語

本研究結合三嗪類化合物的研究現狀，設計、合成了一類三嗪衍生物，以三聚氯氰為起始原料，經與4-三氟甲基苯胺反應生成中間體，該中間體與不同的芳香胺或脂肪胺反應得到6個未見文獻報道的新化合物，原料易得，反應收率高，目標化合物經1H NMR及MS表征確認。經采用菌落直徑法測定，表明這6個目標化合物對草坪褐斑病菌的抑菌率較高，其中化合物2C抑菌活性最高，其EC50值為16.4 g/mL，具有進一步研究價值。