含异噁唑环的新型2,5-二取代-1,3,4-噁二唑的合成及其杀菌活性*

滕信焕, 姜 林, 周少方, 张泽远

( 1. 山东农业大学 a. 植物保护学院; b. 化学与材料科学学院,山东 泰安 271018)

1,3,4-噁二唑衍生物具有杀虫、除草、杀菌、消炎等多种生物活性[1～4]，在其3,5-位引入苯基、苯胺基、烷硫基、杂环等可以得到性能各异的生物活性物质，目前已经开发出杀虫剂噁虫酮、除草剂噁草酮及丙炔噁草酮等农药品种，是当今农药研究较为活跃的领域之一[5]。另一方面，异噁唑衍生物也是一类重要的生物活性物质，显示出良好的杀虫、除草、抗菌等活性[6～8]，已开发了10多个农药和医药品种，如除草剂异噁草酮、抗菌药物磺胺甲基异噁唑及苯唑西林等。由于含异噁唑基的化合物具有对人体低毒、高效等优点，该类化合物的合成与生物活性研究仍然是当今农药研究的一个热点。

在新农药创制中，利用亚结构连接法将不同生物活性的杂环集于同一分子中，可以得到高活性的新型化合物。鉴于此，本文将异噁唑基引入噁二唑的分子中合成了5个未见文献报道的2-取代苯胺基-5-(取代异噁唑-4-基)-1,3,4-噁二唑(5a～5e, Scheme 1),其结构经1H NMR, IR和元素分析表征。用菌丝生长速率法测试了5的杀菌活性。

CompabcdeRH4-Cl4-Br4-OMe3,4-Cl2

Scheme1

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

WRS-1A型数字熔点仪(温度计未校正);Bruker 400型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂,TMS为内标);Nicolet 380型傅立叶变换红外光谱仪(KBr 压片);Elementar VarioEL Ⅲ型元素分析仪。

5-甲基-3-(4-氯苯基)-4-异噁唑甲酸乙酯(1), 5-甲基-3-(4-氯苯基)-4-异噁唑甲酰肼(2), 5-甲基-3-(4-氯苯基)-4-异噁唑酰胺基硫脲(4)[9]和取代异硫氰酸苯酯(3a～3e)[10]按文献方法制备;其余所用试剂均为国产分析纯或化学纯。

1.2 5的合成通法[11]

在三颈烧瓶中加入4 1.0 mmol,醋酸汞0.32 g(1.0 mmol)和无水乙醇25 mL,搅拌下回流反应3 h。蒸出乙醇,残余物用热DMF溶解，趁热过滤，滤液减压脱溶，残余物用乙醇-DMF重结晶得白色粉末5a～5e,实验结果见表1。

表 1 合成5的实验结果Table 1 Experimental result of synthesizing 5

2 结果与讨论

2.1 5的表征

5的波谱数据见表2。由表2可见,5在 3 452 cm-1～3 436 cm-1处有N-H伸缩振动吸收峰,异噁唑环上的甲基C-H伸缩振动吸收在2 850 cm-1附近,杂环C=N 的振动吸收在1 632 cm-1附近，1 230 cm-1处的强峰为噁二唑C-O-C的吸收峰。

从表2还可以看出,苯胺基N-H质子为活泼氢,化学位移较大(10.23～10.59); 4-氯苯环上的质子受Cl原子和噁唑环的影响,均分裂为2组二重峰,其中Cl原子邻位的两个质子吸收位于7.71～7.73,而异噁唑相邻的两个质子吸收位于7.51～7.53处;异噁唑环上甲基质子由于受环的去屏蔽效应影响，吸收峰出现在2.78附近。

表 2 5的波谱数据Table 2 Spectral data of 5

2.2 5的抑菌活性

采用菌丝生长速率法[12]测定5的抑菌活性。以小麦纹枯病菌(Rhizoctoniacerealis)和番茄灰霉病菌(Botrytiscinereapers)为测试菌种,以多菌灵为对照药剂。按培养基与药液体积比9 ∶1的比例制成马铃薯-葡萄糖-琼胶含药培养基(PDA),微波炉溶解后制成浓度分别为25 mg·L-1, 50 mg·L-1, 100 mg·L-1, 200 mg·L-1的含药平板,以加入等体积无菌水的培养基平板为对照。将菌饼反接到含药平板中央,于(25±1) ℃培养,每处理设三个重复。用十字交叉法测量菌落直径,每个菌落测量两次,以其平均值代表菌落的大小,计算抑制率(%),根据Finney机率值法求出5的抑制菌丝生长50%的浓度(EC50)及毒力回归方程,结果见表3。由表3可知,5对小麦纹枯病菌有一定的抑制活性,EC50在47.02 μg·mL-1～80.05 μg·mL-1，远低于对照药剂多菌灵。5对番茄灰霉病菌有较高的抑制活性,EC50为18.15 μg·mL-1～53.31 μg·mL-1，其中5a,5c和5d的活性高于多菌灵。

表 3 5的抑菌活性*Table 3 Fungicidal activity of 5

*抑制率=(D0-D1)/D0×100%,其中D0为对照组菌落直径;D1为处理组菌落直径;小麦纹枯病菌培养48 h,番茄灰霉病菌培养72 h

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