含醚键的新型三唑类化合物的合成及生物活性

1、农 药AGROCHEMICALS 第49卷第9期2010年9月Vol. 49, No. 9Sep. 2010 含醚键的新型三唑类化合物的合成及生物活性杨双花1,翟智卫1,许良忠2(1.洛阳理工学院 环境工程与化学系,河南 洛阳 471023; 2.青岛科技大学 化学与分子工程学院,山东 青岛 266042摘要:为了寻求新的高效的三唑类杀菌剂,在文献研究的基础上,根据生物活性叠加原理,把醚键引入到化合物分子中,设计了一系列含有醚键和, -不饱和酮结构的新型三唑类化合物。 以对羟基苯乙酮、取代苯甲醛、多聚甲醛和1H -1,2,4-三氮唑为原料,经过氯甲基化、羟醛缩合、醚化等步骤,合成了目标化合物,

2、并通过IR 、1H N M R 和MS 等手段确证了所合成化合物结构的正确性。 采用离体平皿法,对目标化合物进行了生物活性测试,结果表明合成的部分目标化合物具有一定的杀菌活性。 关键词:三氮唑;醚键;合成;生物活性中图分类号:TQ460.3 文献标志码:A 文章编号:1006-0413(201009-0645-03Synthesis and Biological Activities of Novel TriazoleCompounds Containing Ether LinkYANG Shuang-hua 1, ZHAI Zhi-wei 1, XU Liang-zhong2(1.Depar

3、tment of Environment Engineering and Chemistry, Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang 471023, Henan,China; 2.College of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao Universityof Science and Technology, Qingdao 266042, Shandong, ChinaAbstract: In order to seek novel highly active triaz

4、ole compounds, based on literature studing, according to principle of activities superposition, a series of novel triazole compounds containing ether link and , -unsaturate ketone structure were synthesized through introducing ether link into compound molecules. Target compounds were synthesized thr

5、ough chloromethylation, condensation and etheri cation reaction using p -hydroxy phenyl ethyl ketone, substitutive phenylaldehyde, paraform and 1H -1,2,4-triazole. Their structures were con rmed by IR, 1H NMR and MS. Using vitro plate method, biological activities of all synthesized target compounds

6、 were tested. Biological activities test shows that the part of synthesized compounds exhibit some fungicidal activities.Key words: triazole; ether link; synthesis; biological activities从20世纪80年代起,三唑类化合物因其优良的杀菌效果得到了广泛应用,产生了巨大的经济和社会效益。 同时,抗性问题也日益突出,开发新的三唑类杀菌剂迫在眉睫1。 鉴于一些已经开发应用的杀菌剂分子结构中都存在醚键,如双苯三唑醇、氟嘧菌

7、酯、唑 646第49卷农 药 AGROCHEMICALS聚甲醛(研成粉末状、50 mL氯仿,搅拌溶解后,加入1.0 mL催化剂,升温至回流,保温反应6 h,冷却至室温,减压脱溶,残液倒入培养皿中,在红外灯下干燥,得到4.76 g白色固体为羟甲基三唑4,产率96.3%,熔点6465 (文献值:6567 。在装有机械搅拌、温度计、冷凝管和尾气吸收装置的250 mL四口烧瓶中,加入100 mL氯化亚砜,搅拌下分批加入羟甲基三唑0.2 mol(19.8 g,缓慢升温至羟甲基三唑完全溶解,回流反应2 h,减压蒸馏除去未反应的氯化亚砜,得到黄色黏稠状物,向反应瓶中加入60 mL浓盐酸,搅拌0.5 h,得到

8、较为松散的黄色固体为氯甲基三唑盐酸盐,过滤,干燥,得28 g产品4,产率90.1%,熔点123125 。1.3 目标化合物(的合成通法在装有机械搅拌器、温度计的100 mL三口烧瓶中,依次加入0.05 mol(2.00 g氢氧化钠的10 mL水溶液、20 mL乙醇、0.02 mol(2.72 g对羟基苯乙酮,搅拌溶解,于25 左右滴入0.02 mol取代苯甲醛,室温搅拌3 h,TLC检测原料点消失,再加入0.02 mol(0.8 g氢氧化钠粉末,继续搅拌滴加15 mL 0.02 mol(3.08 g 1-(氯甲基-H-1,2,4-三氮唑盐酸盐的水溶液,滴加完毕,室温搅拌2 h,过滤,水洗得粗产

9、品5-6,干燥,用乙醇重结晶得目标化合物(,产率62%,熔点127129 。化合物的物理常数见表1,IR和MS数据见表2,1H NMR见表3。表1 化合物的物性常数化合物 R 外观收率/% 熔点/提纯方法-1 4-F-C6H4白色晶体 62 127129 重结晶-2 4-CH3O-C6H4浅黄色晶体 75 152154 重结晶-3 2-F-C6H4白色晶体 83 117119 重结晶-4 3,4-Cl2-C6H3浅黄色晶体 78 142143 重结晶-5 2,4-Cl2-C6H3浅黄色晶体 61 130131 重结晶-6 2,5-Cl2-C6H3白色晶体 82 154156 重结晶-7 2,3

10、-(CH3O2-C6H3浅黄色晶体 65 119122 重结晶-8 3,4-(CH3O2-C6H3浅黄色晶体 63 122123 重结晶-9 4-CH3O-C6H3CH2浅黄色晶体 84 162163 柱层析-10 4-Cl-C6H4浅黄色晶体 57 107109 重结晶-11 2,6-Cl2-C6H3橙红色晶体 70 165167 重结晶表2 化合物的IR和MS数据化合物 IR( /cm-1 MS-2 1595,1169,1510,1655,1024 335,334,320,304,265,253,237,225,161,133,82,55-3 1608,1174,1509,1660,103

11、0 323,322,254,241,225,213,149,121,101,82,55-4 1607,1173,1511,1660,1027 373,372,303,291,275,202,199,171,82,55-5 1608,1254,1509,1662,1020 373,372,303,291,275,202,199,171,82,55-6 1611,1254,1511,1662,1024 373,372,303,291,275,202,199,171,82,55-7 1606,1271,1509,1658,1031 365,364,334,295,283,267,202,191,17

12、4,163,137,93,82,77,55,51-8 1603,1260,1513,1658,1020 365,364,334,295,283,267,202,191,174,137,92,82,76,55,50-9 1595,1169,1511,1655,1024 349,348,334,318,279,267,251,202,175,147,121,106,82,74,55-10 1607,1173,1510,1660,1028 339,338,269,257,241,202,174,165,137,111,82,76,55-11 1614,1175,1516,1662,1034 373,

13、372,303,291,275,202,199,171,82,55表3 化合物的1H NMR数据化合物氢核磁共振数据-1 8.36(s,1H, Tr-H,8.04(d,2H,O=C-Ar-H,8.03(s,1H,Tr-H,7.77(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.72 Hz,7.63(dd,2H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.40 Hz, 4J H-F=5.46 Hz,7.44(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.72 Hz,7.18(d,2H,O=C-Ar-H,7.12(t,2H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.40 Hz,3J H-F=8.40 Hz,6.16(s

14、,2H,Tr-CH2-O-2 8.35(s,1H,Tr-H,8.03(s,1H,Tr-H,8.03(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,7.78(d,2H,O=C-Ar-H,7.60(d,2H,C=C-Ar-H,7.39(d, 1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,7.17(d,2H,O=C-Ar-H,6.94(d,2H,C=C-Ar-H,6.15(s,2H,Tr-CH2-O,3.86(s,3H,O-CH3-3 8.36(s,1H,Tr-H,8.04(d,2H,O=C-Ar-H,8.02(s,1H,Tr-H,7.88(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.84

15、 Hz,7.61(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.84 Hz,7.38(d,2H,O=C-Ar-H,7.277.16(m,4H,C=C-Ar-H,6.15(s, 2H,Tr-CH2-O-4 8.36(s,1H,Tr-H,8.04(d,2H,O=C-Ar-H,8.03(s,1H,Tr-H,7.72(d,1H,C=C-Ar-H,4J H-H =1.80 Hz,7.69(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,7.49(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,7.48(d,2H,O=C-Ar-H,7.45(dd,1H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.70 H

16、z,4J H-H =1.80 Hz,7.20(d,1H,C=C-Ar-H,3J H-H =8.70 Hz,6.16(s,2H,Tr-CH2-O-5 8.36(s,1H,Tr-H,8.09(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.72 Hz,8.03(dd,2H,O=C-Ar-H,8.02(s,1H,Tr-H,7.68(d,1H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.28 Hz,7.47(d,1H,C=C-Ar-H,4J H-H =1.82 Hz,7.45(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.72 Hz,7.30(dd,1H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.28 Hz,4J H-H=1

17、.82 Hz,7.20(dd,2H,O=C-Ar-H,6.16(s,2H,Tr-CH2-O-6 8.38(s,1H,Tr-H,8.11(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.65 Hz,8.07(d,2H,O=C-Ar-H,8.05(s,1H,Tr-H,7.73(d,1H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.53 Hz,7.49(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.65 Hz,7.47(d,1H,C=C-Ar-H,4J H-H=2.35 Hz,7.31(dd,1H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.53 Hz,4J H-H=2.35 Hz,7.23(d,2H,O=C-Ar-H,6.

18、19(s,2H,Tr-CH2-O-7 8.34(s,1H,Tr-H,8.09(d,2H,O=C-Ar-H,8.04(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.80 Hz,8.03(s,1H,Tr-H,7.63(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.65 Hz,7.20(d,1H,C=C-Ar-H,7.18(d,2H,O=C-Ar-H,6.98(d,1H,C=C-Ar-H,6.96(t,1H,C=C-Ar-H,6.18(s,2H,Tr-CH2-O,3.92(s, 3H,O-CH3,3.86(s,3H,O-CH3第9期647杨双花,等:含醚键的新型三唑类化合物的合成及生物活性2 结果与讨论2.

19、1 合成方法探讨合成中间体时,羟基的氯化可以采用三氯氧磷、五氯化磷、氯化亚砜等作为氯化试剂4,7。但是用三氯氧磷、五氯化磷进行氯化反应,操作困难,后处理麻烦,收率较低;用氯化亚砜作为氯化试剂,反应副产物氯化氢和二氧化硫均为气体,易与产物分离,产率也比较高。因此,选择氯化亚砜作为氯化试剂。在合成中间体时,氢氧化钠的用量至少应是对羟基苯乙酮的2倍。因为对羟基苯乙酮分子中的酚羟基显酸性,消耗一分子的氢氧化钠。在合成目标化合物时,采用“一锅煮”的合成方法,不分离出中间体而直接进行后续反应,简化了步骤,节约了溶剂,提高了收率。2.2 目标化合物结构与波谱解析目标化合物的IR谱图中,在13001000 c

20、m-1范围内的强吸收峰为C-O-C伸缩振动产生的吸收带8,证明了醚键的存在。同时其他主要官能团的特征吸收峰也都能得到归属。在MS谱图中,各目标化合物的主要离子碎片符合裂解规律。在目标化合物的1H NMR谱图中,各种质子的化学位移都得到了归属。R基团中芳环上质子的化学位移在6.927.72范围内出现。与羰基相连的芳环上质子的化学位移,由于受羰基的影响向低场移动,出现在7.178.09之间,这与文献值基本相符9。与三唑环相连的亚甲基上质子的化学位移,受三唑环和氧原子的共同影响,出现在6.156.19范围内。双键上质子由于受羰基和苯环的双重影响化学位移较低,出现7.388.11范围内,其耦合常数3J

21、 H-H 在15.6016.02Hz之间,据文献10判断双键上2个质子处在反式位置。3 生物活性采用离体平皿法,对合成的目标化合物进行了生物活性测试,结果见表4。由表4可知:在离体条件下部分化合物具有一定的杀菌活性。在50 mg/L质量浓度下,化合物-9、-10对小麦赤霉病害的抑制率分别达到了53.8%和46.0%;化合物-1、-2、-3、-4、-5对苹果轮纹病害的抑菌活性均超过了40.0%;总体上化合物的抑菌活性与取代基的类型有关,当取代基对位有氟、氯和甲氧基存在时,活性较高。表4 化合物的生物活性测试结果化合物抑菌活性/%小麦赤霉番茄早疫花生褐斑苹果轮纹芦笋茎枯-133.3 0 30.4

22、40.0 20.0-223.1 0 17.4 41.7 15.0-338.5 18.5 17.4 45.0 15.8-4 20.5 0 8.7 43.3 15.0-525.6 0 13.0 40.0 12.5-6 30.8 11.1 17.4 33.3 7.5-728.2 11.1 8.7 30.0 15.0-825.2 10.3 9.0 28.0 13.7-953.8 22.2 21.7 38.3 23.7-1046.2 14.8 30.4 28.3 35.0-1128.2 22.2 13.0 16.7 10.0注:试验药剂质量浓度为50 mg/L。4 结论设计并合成了11个含有醚键和,-不

23、饱和酮结构的新型三唑类化合物,并通过IR、1H NMR和MS等手段确证了所合成化合物为目标化合物。对合成的目标化合物进行了生物活性测试。结果表明:在离体条件下部分化合物具有一定的杀菌活性,并且当取代基对位有氟、氯和甲氧基存在时,活性较高。参考文献:1 沙家骏, 张敏恒, 姜雅君. 国外农药新品种手册M. 北京: 化学工业出版社, 1993: 244-247.2 朱天良. 精细化工产品手册·农药M. 北京: 化学工业出版社,2004: 281-326.3 王鸣华, 杨春龙, 蒋木庚, 等. 含二芳醚农药的研究进展J. 世界农药, 2002, 24(2: 13-15.4 孙克, 吕良忠.

24、 氯甲基三唑盐酸盐的合成J. 农药, 1996, 35(10:17.续表3化合物氢核磁共振数据-8 8.34(s,1H,Tr-H,8.06(d,2H,O=C-Ar-H,8.05(s,1H,Tr-H,7.78(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,7.38(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,7.24(dd,1H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.70 Hz,4J H-H=1.60 Hz,7.20(d,1H,C=C-Ar-H,3J H-H=8.70 Hz,7.18(d,2H,O=C-Ar-H,6.92(d,1H,C=C-Ar-H,4J H-H=1.60 Hz,

25、6.17(s,2H,Tr-CH2-O,3.93(s,3H,O-CH3,3.88(s,3H,O-CH3-9 8.37(s,1H,Tr-H,8.06(d,2H,O=C-Ar-H,8.04(s,1H,Tr-H,7.81(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,7.63(d,2H,O=C-Ar-H,7.41(d, 1H,C=C-H,3J H-H=15.60 Hz,3.26(s,2H,C=C-CH2-Ar,7.20(d,2H,CH2-Ar-H,6.97(d,2H,CH2-Ar-H,6.14(s,2H,Tr-CH2-O,3.81(s,3H,O-CH3-10 8.36(s,1H,Tr-H,8.

26、05(d,2H,O=C-Ar-H,8.03(s,1H,Tr-H,7.73(d,1H,C=C-H,3J H-H=16.02 Hz,7.51(d,1H,C=C-H,3J H-H=16.02 Hz,7.50(d,2H,C=C-Ar-H,7.38(d,2H,C=C-Ar-H,7.20(d,2H,O=C-Ar-H,6.16(s,2H,Tr-CH2-O-11 8.36(s,1H,Tr-H,8.02(s,1H,Tr-H,7.99(d,2H,O=C-Ar-H,7.91(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.62 Hz,7.66(d,1H,C=C-H,3J H-H=15.62 Hz,7.42(d,2H,C=

27、C-Ar-H,7.39(t,1H,C=C-Ar-H,6.94(d,2H,O=C-Ar-H,6.16(s,2H,Tr-CH2-O(下转第649页649第9期计算击倒率。设3次重复,以未添加药剂的处理为空白对照。击倒率(% =处理击倒率-对照击倒率×1001-对照击倒率2 结果与分析2.1 烟剂的研制测定了不同比例的细木粉、氯酸钾、活性炭的燃烧效果,结果见表1。表1 各组分不同比例的燃烧效果序号质量比(细木粉氯酸钾活性炭 燃烧效果1 33.433.333.3 燃烧非常剧烈,伴有大量火花2 403030 燃烧剧烈,伴有明火和火花3 4527.527.5 燃烧较为剧烈,时有火花和明火4 50

28、2525 燃烧较为稳定,时有明火5 5522.522.5 燃烧稳定,偶有明火6 602020 燃烧稳定,无明火7 6517.517.5 燃烧较缓慢8 701515 燃烧缓慢,断断续续从表1可看出:燃料(细木粉和活性炭和氧化剂(氯酸钾按约111的比例制成的制剂,其可燃性很好,但燃烧过于剧烈,不安全。减少氯酸钾和活性炭的含量,至三者之比为403030,这一比例制成的制剂燃烧仍然比较剧烈。经过多次筛选,发现三者的比例为602020时,试剂燃烧稳定无明火,比较理想。而继续减少氯酸钾和活性炭的含量时,其不能稳定持续燃烧,因此最终确定烟雾剂中细木粉、氯酸钾、活性炭的比例为602020。随后按照细木粉、氯酸

29、钾、活性炭质量比为602020,加入不同药剂,加工成0.13%除虫菊素(以有效成分计,下同、0.75%高效氯氰菊酯、0.75%联苯菊酯、0.75%除虫菊素-高效氯氰菊酯(12、0.75%除虫菊素-联苯菊酯(12、0.75%高效氯氰菊酯-联苯菊酯(126种烟雾剂。2.2 烟雾剂的击倒活性测定所研制6种烟雾剂对家蝇的击倒活性结果见表2。表2 几种烟雾剂对家蝇的击倒活性(10 min药剂击倒率/%1.2 mg a.i./m32.5 mg a.i./m30.13% 63.366.70.75%高效氯氰菊酯 53.370.00.75%联苯菊酯 83.386.70.75%除虫菊素-高效氯氰菊酯 30.0 7

30、6.70.75%除虫菊素-联苯菊酯 43.3 73.30.75%高效氯氰菊酯-联苯菊酯 60.0 80.0对照 16.713.3从表2可看出:1.2 mg a.i./m3处理后,0.75%联苯菊酯的击倒活性最高,为83.3%;其次是0.13%除虫菊素,击倒活性为63.3%,将除虫菊素、高效氯氰菊酯、联苯菊酯3种药剂分别以12的比例混配成混剂的击倒活性均不甚理想。而处理剂量改为2.5 mg a.i./m3后,结果发生了变化,活性最高的依然是0.75%联苯菊酯,为86.7%;其次是0.75%高效氯氰菊酯-联苯菊酯,击倒率为80.0%;另2种混剂活性相差不大,均高于70%,而0.13%除虫菊素最低,为66.7%。总的来看,有效成分发生改变后,0.13%除虫菊素烟雾剂和0.75%联苯菊酯烟雾剂对家蝇的击倒活性变化不大,分别为63.3%和66.7%、83.3%和86.7%,而0.75%联苯菊酯烟雾剂的击倒率是6种烟雾剂中最高的。3种混剂的活性变化相对复杂,似乎都无明显的增效作用。3 结论与讨论本研