新型噻吩并嘧啶酮类衍生物的合成及其抑菌活性*

周新，孙勇(郧阳师范高等专科学校生化系，湖北十堰　442000)



新型噻吩并嘧啶酮类衍生物的合成及其抑菌活性*

周新，孙勇
(郧阳师范高等专科学校生化系，湖北十堰442000)

摘要:以1，2，4-三氮唑为起始原料，经取代、Gewald反应、Wittig反应和成环反应合成了7个新型的含氟噻吩并嘧啶酮类衍生物——2-二烷氨基-3-对氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩并［2，3-d］嘧啶-4(3H)-酮(6a～6g)，其结构经1H NMR，MS和元素分析表征。抑菌活性测试结果表明:6对棉花枯萎菌、水稻纹枯菌、黄瓜灰霉菌、小麦赤霉菌、苹果轮纹及棉花炭疽具有较好的抑制作用，其中2-二异丁氨基-3-对氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩并［2，3-d］嘧啶-4(3H)-酮(6f)的抑菌活性最好，在用药量为5×10－5g·L－1时，对棉花枯萎菌的抑制率为85%。

关键词:对氟苯基; 1，2，4-三氮唑;噻吩并［2，3-d］嘧啶-4(3H)-酮;合成;抑菌活性

噻吩并嘧啶酮类衍生物种类繁多［1－2］，具有较好的抗菌［3］和抗肿瘤［4］等作用［5］。三氮唑衍生物具有除草［7］和抗肿瘤［8］等生物活性［6］。基于生物活性叠加原理，三氮唑取代噻吩并嘧啶酮表现出优良的抗菌及生物活性［9－10］。目前，已有一些含氟有机物具有良好杀菌活性的报道［11－12］。

本文在文献［9－10］方法的基础上，通过引入氟元素合成一类未见文献报道的化合物，以期具有更加明显的生物抑菌活性。1-氯丙酮与三氮唑在K2CO3作用下制得1-(1H-1，2，4-三唑-1-基)丙酮(1); 1与氰乙酸乙酯和升华硫在Et3N作用下经Gewald反应关环生成2-氨基-4-甲基-5-(1H-1，2，

Scheme 1

4-三唑-1-基)-噻吩-3-甲酸乙酯(2); 2与PPh3在Et3N作用下反应制得膦亚胺(3);在3中引入对氟苯基异氰酸酯制得碳二亚胺(4); 4与仲胺(5a～5g)经成环反应合成了7个新型的噻吩并嘧啶酮类衍生物——2-二烷氨基-3-对氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩并［2，3-d］嘧啶-4(3H)-酮(6a～6g，Scheme 1)，其结构经1H NMR，MS和元素分析表征。并测试了其抑菌活性。

1　实验部分

1.1仪器与试剂

X-4型熔点仪(温度未校正); Varian Mercury 400 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标); Finnigan Trace型质谱仪(70 eV); Vario ELⅢ型元素分析仪。

所用试剂均为分析纯或化学纯。

1.2合成

(1)1的合成［1－3］

在反应瓶中依次加入丙酮50 mL，三氮唑6.90 g(0.1 mol)和无水K2CO315.20 g(0.11 mol)，搅拌下于室温反应0.5 h。冰水浴冷却至0℃，缓慢加入1-氯丙酮9.25 g(0.1 mol)，于室温反应20 h。过滤，滤液减压蒸除溶剂得淡黄色油状液体1，直接进行下步反应。

(2)2的合成

在反应瓶中依次加入DMF 50 mL，1 12.5 g(0.1 mol)，氰乙酸乙酯11.30 g(0.1 mol)和升华硫3.20 g(0.1 mol)，搅拌下缓慢滴加Et3N 9 mL，于室温反应12 h。振荡下倒入100 mL冰水中，过滤，滤饼用混合溶剂［A=V(乙醇)∶V(石油醚)=1∶1］重结晶得黄色片状晶体2 14.4 g，m.p.122℃～124℃;1H NMR δ:8.24(s，1H，3-H)，8.08(s，1H，5-H)，6.60(br，2H，NH2)，4.31(q，J=7.2 Hz，2H，OCH2)，2.13(s，3H，CH3)，1.36(t，J=7.2 Hz，3H，CH3); MS m/z(%):252(M+，100)，224(11)，206(81)，178(51)，124(17); Anal.calcd for C10H12N4O2S:C 47.61，H 4.79，N 22.21; found C 47.85，H 4.71，N 22.05。

(3)3的合成

在反应瓶中依次加入PPh33.15 g(12 mmol)，C2Cl62.85 g(12 mmol)和2 2.02 g(8 mmol)，搅拌下于室温缓慢滴加Et3N 2.42 g(24 mmol)，反应4 h。过滤，滤饼用乙醇洗涤，用混合溶剂(A=20∶1)重结晶得淡黄色晶体3 3.32 g，m.p.179℃～181℃;1H NMR δ:8.10～7.48(m，17H，ArH)，4.35(q，J=7.2 Hz，2H，OCH2)，2.13(s，3H，CH3)，1.38(t，J=7.2 Hz，3H，CH3); MS m/z(%):512(M+，100)，467(6)，320(9)，261(86)，182(54)，107(24); Anal.calcd for C28H25N4O2PS:C 65.61，H 4.92，N 10.93; found C 65.87，H 4.68，N 10.97。

(4)4的合成［9－10］

氮气保护下在反应瓶中依次加入3 1.02 g(2 mmol)，CH2Cl210 mL和对氟苯基异氰酸酯0.27 g(2 mmol)，搅拌下于0℃～5℃反应10 h。减压蒸除CH2Cl2，用混合溶剂［V(乙醚)∶V(石油醚)=1∶2］洗涤除去Ph3P=O，旋蒸脱溶得黄色油状液体4，直接进行下步反应。

(5)6a～6g的合成(以6a为例)

在反应瓶中依次加入4 0.74 g(2 mmol)和二甲胺(5a)0.09 g(2 mmol)，搅拌下于室温反应6 h。减压蒸除溶剂，加入乙醇钠0.14 g(2 mmol)的无水乙醇(10 mL)溶液，反应6 h。减压蒸除溶剂，用无水乙醇重结晶得淡黄色固体6a。

用类似方法合成淡黄色固体6b～6g(6c为白色固体)。

1.3抑菌活性测试

采用含毒介质法，测试6a～6g对棉花枯萎菌、水稻纹枯菌、黄瓜灰霉菌、小麦赤霉菌、苹果轮纹及棉花炭疽的抑菌活性。

培养基制作:将马铃薯200 g去皮切成小薄片，加入蒸馏水50 mL，煮烂，用细纱布过滤，滤液加入葡萄糖20 g和琼脂20 g，加热使其溶解，用蒸馏水配制成1 L溶液，转入刻度试管，于128℃灭菌30 min。

称取待测样品5 mg，用DMF(1 mL)溶解，滴加吐温-80 1滴作乳化剂，加蒸馏水配制为500 mg· L－1溶液。取该液体1.5 mL，于45℃加入培养基13.5 mL，配制为50 mg·L－1溶液，冷却备用。

用直径5 mm的打孔器取相应菌种的琼脂片，菌丝向下放入培养皿，置于霉菌培养箱内，于25℃培养48 h。测定菌斑直径，计算抑制率/%=［(菌斑直径对照－菌斑直径样品)/(菌斑直径对照］× 100%。

2　结果与讨论

2.1表征

6的实验结果和元素分析数据见表1，1H NMR和MS数据见表2。

1H NMR分析表明:1H-1，2，4-三唑-l-基的3-位和5-位氢质子的吸收峰分别位于δ 8.37～8.32 和δ 8.16～8.12，且分别呈一单峰;芳环氢质子吸收峰位置接近，而分裂方式却不同，故谱图表现为三级谱图，范围较大，在δ 7.55～6.23之间，表现为较复杂的多重峰;芳环上甲基氢质子吸收峰均位于δ 2.40～2.44，呈一单峰;侧链烷基R上氢质子吸收峰位置与其化学结构吻合。

MS分析表明:6a～6g均显示较强的分子离子峰，且大部分化合物离子丰度较高;芳香环的特征碎片峰明显;［M+－X］，［M+－CH3］，［M+－R］，［M+－2R］及［M+－NR2］和失去三唑基特征碎片峰也很明显;其它主要的噻吩环和嘧啶环破裂碎片离子峰均可以合理解释。

6a～6g的元素分析数据与理论值相近。

综上所述，可判断6a～6g与Scheme 1预期结构相吻合。

2.2合成

在1的合成中，三氮唑和无水K2CO3需先反应0.5 h以上生成三氮唑钾盐，以减少副产物，防止1-氯丙酮挥发。

在2和3的合成中，反应温度不宜太高。

在4的合成中，反应温度需控制在0℃～5℃，否则产物易变质。4无需分离纯化，直接用于下步反应。

在6的合成中，需先加入仲胺，反应5 h～6 h，脱去溶剂，再加入乙醇钠的无水乙醇溶液，于室温反应4 h～6 h，收率65%～90%。

2.3抑菌活性

6a～6g对棉花枯萎菌、水稻纹枯菌、黄瓜灰霉菌、小麦赤霉菌、苹果轮纹及棉花炭疽的抑菌活性见表3。由表3可见，6a～6g对受试菌种均有较好的抑制作用。其中6f的抑茵活性最好，在用药量为5×10－5g·L－1时，对棉花枯萎菌的抑制率为85%，对其它病菌抑制率也达55%以上。对比孙勇等［9］的研究结果可以发现，三氮唑取代噻吩并嘧啶酮类衍生物通过引入含氟取代基，其合成路线与反应过程未发生大的改变，但其抑菌活

表1　6的实验数据和元素分析数据Table 1　Experimental results and elemental analysis data of 6

表2　6的1H NMR和MS数据Table 2　1H NMR and MS data of 6

表3　6的抑菌活性*Table 3　Antibacterial activities of 6

性比相应不含氟元素的化合物大多有一定程度提高，可见，引入氟元素作为取代基有助于某些杀菌剂生物活性的增强。

3　结论

以1，2，4-三氮唑为起始原料，合成了新型的含氟噻吩并嘧啶酮类衍生物(6a～6g)。6对棉花枯萎菌、水稻纹枯菌、黄瓜灰霉菌、小麦赤霉菌、苹果轮纹及棉花炭疽具有较好的抑制作用，其中2-二异丁氨基-3-对氟苯基-5-甲基-6-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-噻吩并［2，3-d］嘧啶-4(3H)-酮(6f)的抑菌活性最好，在用药量为5×10－5g·L－1时，对棉花枯萎菌的抑制率为85%。

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Synthesis and Antibacterial Activities of Novel Thieno Pyrimidine Ketone Derivatives

ZHOU Xin，SUN Yong
(Department of Biochemical and Environmental Engineering，Yunyang Teachers’College，Shiyan 442000，China)

Abstract:Seven novel thieno［2，3-d］pyrimidin-4(3H)-ones(6a～6g)were synthesized by substitution，Gewald reaction，Wittig reaction and cyclization from 1，2，4-triazole.The structures were characterized by1H NMR，MS and elemental analysis.The biological activity tests showed that 6 exhibited certain inhibitory activity against Fusarium oxysporum，Rhizoctonia solani，Botrytis cinereapers，Gibberella zeae，Dothiorella gregaria and Colletotrichum gossypii，and 2-diisobutylamino-3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-6-(1H-1，2，4-triazol-1-yl)-thieno［2，3-d］pyrimidin-4(3H)-one(6f)inhibited 85% growth of Fusarium oxysporum at 5×10－5g·L－1.

Keywords:4-fluorophenyl; 1，2，4-triazole; thieno［2，3-d］pyrimidin-4(3H)-one; synthesis; antibacteral activity

作者简介:周新(1977－)，男，汉族，湖北十堰人，实验师，主要从事有机合成及计算机化学的研究。E-mail:zxx8229@ sohu.com

基金项目:湖北省教育厅科研项目(Q20135003)

收稿日期:2014-10-24;

修订日期:2015-03-12

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.05.0411 *

文献标识码:A

中图分类号:O626; O621.3

通信联系人:孙勇，博士，E-mail:sunyong376111@ yahoo.com.cn