含三氟丁烯的1,3,4-二唑硫醚類衍生物的合成及生物活性研究

含三氟丁烯的1,3,4-二唑硫醚類衍生物的合成及生物活性研究

植物線蟲是植物感染的原因之一。由于分布廣泛、體積小、隱蔽性和植物根系嚴(yán)重，它發(fā)揮了植物根系的作用。三氟丁烯類化合物因其高藥效、環(huán)境友好的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于殺線蟲劑研究方面1結(jié)果與討論1.1目標(biāo)化合物5合成我們以目標(biāo)化合物5a為研究對(duì)象,在中間體硫醇、縛酸劑及4-溴-1,1,2-三氟丁烯摩爾比為1∶1.2∶1.1的前提下,探究了不同溶劑、不同縛酸劑、不同反應(yīng)溫度和不同時(shí)間對(duì)5a收率的影響.由表1可知,在投料比為1∶1.2∶1.1的條件下,以乙腈為溶劑,碳酸鉀為縛酸劑,回流2.5h是制備目標(biāo)化合物較佳的合成條件,化合物5a的收率為87%.該合成方法反應(yīng)條件溫和,后處理較簡(jiǎn)便.以此方法合成了其它目標(biāo)化合物,通過合成發(fā)現(xiàn)苯環(huán)上具有吸電子基團(tuán)的中間體硫醇與4-溴-1,1,2-三氟-1-丁烯反應(yīng)速度較慢,但產(chǎn)率高.1.2圖像分析所合成的目標(biāo)化合物均通過IR、1.3化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性以噻唑磷和氟噻蟲砜為對(duì)照藥劑,初始濃度為200μg/mL下,用直接觸殺法測(cè)定了所合成18個(gè)2-(取代苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)硫]-13,4-噁(噻)二唑類化合物對(duì)秀麗線蟲毒殺活性,測(cè)試結(jié)果見表2.活性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下:A級(jí),高活性,校正死亡率>80%;B級(jí),中等活性,50%<校正死亡率<80%;C級(jí),弱活性,校正死亡率<50%;每個(gè)處理重復(fù)三次得平均校正死亡率.由表2可知,在濃度為200μg/mL時(shí),施藥24h后,化合物5a、5b、5e、5f、5g、5h、5i和6h對(duì)秀麗線蟲表現(xiàn)出中等毒殺活性,其對(duì)秀麗線蟲的校正死亡率分別為66.4%、61.1%、51.7%、61.3%、58.2%、58.7%、67.3%和59.1%,優(yōu)于對(duì)照藥劑噻唑磷(39.3%)和氟噻蟲砜(37.3%).施藥48h后,多數(shù)化合物對(duì)秀麗線蟲表現(xiàn)出較好的毒殺活性,其中化合物5a、5h、5i、6a、6b、6d及6f對(duì)秀麗線蟲表現(xiàn)出較高的毒殺活性,其對(duì)秀麗線蟲的校正死亡率分別為91.5%、85.1%、94.0%、88.4%、91.8%、88.4%及94.6%,明顯優(yōu)于對(duì)照藥劑噻唑磷(59.9%)和氟噻蟲砜(60.4%).施藥72h后,大部分化合物對(duì)秀麗線蟲的校正死亡率>80%,表現(xiàn)出較好的活性,其中化合物5f、6a、6b、6d、6f及6g對(duì)秀麗線蟲均表現(xiàn)出100%的毒殺活性,明顯優(yōu)于對(duì)照藥劑噻唑磷(87.5%)和氟噻蟲砜(86.4%).初步構(gòu)效關(guān)系分析可知,施藥24h后,1,3,4-噁二唑硫醚類化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性.為了進(jìn)一步確認(rèn)目標(biāo)化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性,采用直接觸殺法測(cè)定了部分化合物在不同濃度下于試藥24和48h后對(duì)秀麗線蟲的致死率,每處理重復(fù)三次.將致死率轉(zhuǎn)換成機(jī)率值(y)、藥劑濃度(μg/mL)轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)值(x),進(jìn)行回歸分析,得到毒力回歸方程(y=ax+b)和相關(guān)系數(shù)(r),計(jì)算藥劑對(duì)秀麗線蟲的半數(shù)致死濃度(LC由表3可知,所測(cè)化合物在給藥24h后的LC1.4合成化合物5b和7為了探明所合成化合物殺蟲活性的廣譜性,以噻唑磷和氟噻蟲砜為對(duì)照藥劑,于100μg/mL的濃度下,用直接觸殺法測(cè)定了部分目標(biāo)化合物在給藥48和72h后對(duì)柑橘線蟲的毒殺活性,結(jié)果見表4.分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)同化合物對(duì)秀麗線蟲毒殺活性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).由表4可知,在100μg/mL時(shí),給藥48h后化合物5b、5d、5e、6b和6d對(duì)柑橘線蟲表現(xiàn)出中等毒殺活性,其對(duì)柑橘線蟲的校正死亡率分別為79.9%、74.5%、68.1%、78.5%和75.9%,優(yōu)于對(duì)照藥劑噻唑磷(67.9%)和氟噻蟲砜(58.7%).給藥72h后,化合物5b、5d和6b對(duì)柑橘線蟲表現(xiàn)出較好毒殺活性,其對(duì)柑橘線蟲的校正死亡率分別為96.7%、87.3%和85.9%,均優(yōu)于對(duì)照藥劑噻唑磷(84.5%)和氟噻蟲砜(76.9%).初步的構(gòu)效關(guān)系分析發(fā)現(xiàn),在施藥24h后,1,3,4-噁二唑硫醚類化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性要略高于相應(yīng)的1,3,4-噻二唑硫醚類化合物的活性,如5a>6a,5b>6b,5f>6f等;但隨著施藥時(shí)間的延長,1,3,4-噁二唑硫醚類化合物和1,3,4-噻二唑硫醚類化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性的差距減小,在施藥達(dá)72h時(shí),部分1,3,4-噻二唑硫醚類化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性要略高于相應(yīng)的1,3,4-噁二唑硫醚類化合物,如6a>5a,6b>5b,6d>5d和6g>5g.另外,芳環(huán)上取代基的種類和位置對(duì)化合物的殺線蟲活性具有明顯的影響.對(duì)于1,3,4-噁二唑硫醚類化合物來說,在苯環(huán)的2位引入供電子基團(tuán)(OH)時(shí)化合物的殺線活性較好,例如:化合物5i施藥24h后對(duì)秀麗線蟲的校正死亡率為67.3%;施藥24和48h后,在苯環(huán)的4位引入基團(tuán)不利于殺線活性,其中吸電子基團(tuán)更不利于活性,例如5a>5g>5b.對(duì)于1,3,4-噻二唑類化合物來說,施藥24h后,在苯環(huán)的2位引入供電子基團(tuán)(OCH2氟丁烯對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性本文利用活性亞結(jié)構(gòu)組合原理,設(shè)計(jì)并合成了18個(gè)新型的含三氟丁烯的1,3,4-噁二唑(噻二唑)硫醚衍生物.殺線蟲活性結(jié)果表明,化合物5a和6b在施藥后期對(duì)秀麗線蟲表現(xiàn)出較好毒殺活性,在施藥48h后對(duì)秀麗線蟲毒殺活性的LC3實(shí)驗(yàn)部分3.1儀器和試劑IR數(shù)據(jù)由BrukerVECTOR22型紅外光譜測(cè)定儀(KBr壓片)測(cè)定;3.2實(shí)驗(yàn)方法中間體3和4參照文獻(xiàn)[20]方法,以取代苯甲酸為原料通過酯化、肼解、成鹽、閉環(huán)制備.3.2.1-2-氟苯基-5-[3-丁烯-1-基]-5,3,4-二唑3a的合成在50mL三口瓶中加入中間體3或4(2.81mmol),碳酸鉀(3.37mmol)和15mL乙腈,在室溫下攪拌30min,然后將含0.58g4-溴-1,1,2-三氟-1-丁烯的5mL乙腈溶液滴加到上述體系中.然后升溫回流1~3h,薄層色譜(TLC)[V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=3/1]跟蹤反應(yīng)進(jìn)程.反應(yīng)結(jié)束后,冷卻至室溫,過濾除去不溶性鹽,減壓蒸去溶劑,殘?jiān)蔑柡褪雏}水洗滌,過濾,二氯甲烷重結(jié)晶得到目標(biāo)化合物5a~5i和6a~6i.2-苯基-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5a):白色固體,收率81%.m.p.57~58℃;2-(4-氟苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5b):白色固體,收率84%.m.p.42~43℃;2-(3-氯苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5c):白色固體,收率87%.m.p.45~46℃;2-(2-氟苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5d):白色固體,收率79%.m.p.46~47℃;2-(2,4-二氯苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5e):白色固體,收率85%.m.p.34~35℃;2-(4-三氟甲基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5f):白色固體,收率83%.m.p.46~48℃;2-(4-甲基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5g):白色固體,收率80%.m.p.49~50℃;2-(2-甲氧基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5h):白色固體,收率78%.m.p.35~36℃;2-(2-羥基苯基)-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噁二唑(5i):淡黃色稠狀固體,收率77%.2-苯基-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6a):白色固體,收率93%.m.p.79~80℃;2-(4-氟苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6b):白色固體,收率54%.m.p.82~84℃;2-(4-硝基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6c):黃色固體,收率87%.m.p.72~74℃;2-(2-氟苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6d):白色固體,收率79%.m.p.46~47℃;2-(2,4-二氯苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6e):白色固體,收率86%.m.p.57~58℃;2-(4-三氟甲基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6f):白色固體,收率81%.m.p.39~41℃;2-(4-甲基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6g):白色固體,收率86%.m.p.45~47℃.2-(2-甲氧基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6h):白色固體,收率87%.m.p.43~44℃;2-(2-羥基苯基)-5-[(3,4,4-三氟-3-丁烯-1-基)-硫]-1,3,4-噻二唑(6i):白色固體,收率81%.m.p.97~98℃;3.3生物活性試驗(yàn)3.3.1目標(biāo)化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性按文獻(xiàn)[21]報(bào)道的方法獲得用于活性測(cè)試的秀麗線蟲的二齡幼蟲,以商品藥劑噻唑磷和氟噻蟲砜為陽性對(duì)照,清水為空白對(duì)照,采用毒殺法測(cè)定目標(biāo)化合物對(duì)秀麗線蟲的毒殺活性[22].每個(gè)藥劑三次平行,三次重復(fù)實(shí)驗(yàn),統(tǒng)計(jì)施藥24、48、72h后線蟲的死亡情況.利用以下公式計(jì)算線蟲的校正死亡率.3.3.2目標(biāo)化合物對(duì)柑橘線蟲的毒殺活性柑橘線蟲土壤的分離與富集和文獻(xiàn)[23,24]報(bào)道的方法基本一致.用改進(jìn)文獻(xiàn)[25]的方法從土壤中獲得柑橘線蟲,即提前一天準(zhǔn)備好分離所用的土壤,將其中的小石塊和雜物除去,根系用剪刀輕輕剪碎,混合均勻.準(zhǔn)備好4個(gè)干凈的紗布(每個(gè)含兩層),稱取土壤約4×500,將試樣的土壤分裝到四個(gè)紗布中,包裹起來,并用橡皮筋扎包扎,以防止土壤漏出,包裹好后放置在直徑為150mm的玻璃漏斗中,將漏斗放置于鐵架或木制漏斗架的圓環(huán)內(nèi),下端連接一端乳膠管,末端用止水夾控制膠管的開閉.向漏斗內(nèi)注入少量的清水,令水漫過包裹土壤樣品的紗布.24h后(時(shí)間不宜過長,時(shí)間太長線蟲可能缺氧而死)線蟲由于其趨