N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的制备及其抑菌活性研究

杨　建，高　扬，高素美，王雪松，唐孝荣

(西华大学理学院，四川 成都　610039)



·基础学科·

N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的制备及其抑菌活性研究

杨建，高扬，高素美，王雪松，唐孝荣*

(西华大学理学院，四川 成都610039)

以对异丙基苯甲酸和4-甲基哌啶为原料，采用酰氯胺解法合成一种具有抑菌活性的新型化合物N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶，并用1H NMR和13C NMR对其结构进行表征。将其制成水溶性液剂，并以水稻纹枯病菌、小麦赤霉病菌、玉米小斑病菌、油菜菌核病菌、番茄灰霉病菌、马铃薯晚疫病菌、瓜类炭疽病菌、葡萄白腐病菌、柑橘绿霉病菌和苹果轮纹病菌等10种病原真菌为靶标对其抑菌活性进行研究。结果显示，该制剂性能稳定，具有较好的抑菌效果。

抑菌活性；酰胺；水溶性液剂

酰胺类化合物早在1966年就加入了农药的大家庭，至今已有近50年了，它以其低毒低污染，且活性和选择性都很突出的特点而备受人们的重视。酰胺类农药的开发俨然已成为农药领域研究的热点和前沿[1-3]。

由于对异丙基苯甲酸其本身对多种植物病原真菌就有很好的抑菌效果，而且有着较为广泛的抑菌谱[4-6]，所以我们选择其作为反应物之一，进行目标产物合成。

为了尽量避免农药本身及其所用试剂对环境的污染，降低污染程度，本文采用创新性的设计合成出一种新型结构的酰胺类物质[7-12]，并在测定杀菌活性[13-15]后，利用其优秀的杀菌活性开发研制出一种水溶性农药制剂，不仅使得农药残留问题得到有效解决，而且成功避免了农药使用时因加入有机溶剂而造成的二次环境污染。在对环保要求越来越高的今天，水溶性制剂的开发无疑是契合当今主题的，是促进农药领域研究进步的重要组成部分。

1　实验部分

1.1实验仪器与试剂

仪器：X-4数字显微熔点测定仪(北京福凯仪器有限公司)；Bruker核磁共振波谱仪(300 MHz，氘代二甲亚砜作为溶剂)；SGSP-02恒温隔水式培养箱(黄石市恒丰医疗器械有限公司)； BHC-1300 A2生物安全柜(苏州安泰技术有限公司)。

试剂：水稻纹枯病菌、小麦赤霉病菌、玉米小斑病菌、油菜菌核病菌、番茄灰霉病菌、马铃薯晚疫病菌、瓜类炭疽病菌、葡萄白腐病菌、柑橘绿霉病菌和苹果轮纹病菌都从中国农业微生物菌种保藏管理中心购得，在4 ℃条件下保存备用；对异丙基苯甲酸(西亚试剂，分析纯)；对甲基哌啶(西亚试剂，分析纯)；其他试剂除各种有机溶剂为分析纯外均为化学纯。

1.2化合物N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶的制备

将0.01 mol 对异丙基苯甲酸和15 mL二氯亚砜加到50 mL三颈瓶中，加热到80 ℃回流2 h，减压蒸馏除去过量的二氯亚砜，直到无液体流出为止，冷却至室温，即得对异丙基苯甲酰氯。

将0.01 mol 4-甲基哌啶和10 mL二氯甲烷加入50 mL三颈瓶中，加入3 mL吡啶或三乙胺, 在室温搅拌下，逐滴加入新制的对异丙基苯甲酰氯。滴加完毕后，于30～50 ℃下继续反应5 h，反应完成后，依次用10 %盐酸、10 %NaOH和蒸馏水洗涤反应混合物至中性，在2～6 ℃冰箱中放置，直到固体析出后，过滤，洗涤，用无水乙醇重结晶，得白色固体产物，产率为81 %。反应方程式如图1所示。

图1　目标化合物的合成方法

产物的波谱数据如下：

1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz)(ppm): 0.92 (3H,d,J=6.0 Hz), 1.031.06 (2H, m), 1.21 (6H,d,J=6.6 Hz)，1.601.61 (3H, m)，2.892.94 (3H, m)，3.593.60 (1H, m)，4.42 (1H, m), 7.30 (4H, s)。

13C NMR (DMSO-d6, 300 MHz)(ppm) : 21.50 (1C), 23.61 (2C), 30.21 (1C), 30.40 (1C), 33.20 (2C), 33.74 (2C), 126.11 (2C), 126.74 (2C), 133.97 (1C), 149.52 (1C), 168.89 (1C)。

1.3化合物N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的制备

称取1 g N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶于7.499 g二甘醇中，加入0.001 g邻苯二甲酸二丁酯，在50 ℃恒温搅拌下，慢慢加入1.5 g OP-7直到溶液完全澄清透明，再恒温搅拌30 min，即得10 %N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂。

1.4水溶性液剂稳定性实验

1.4.1乳液稳定性实验

将制得的水溶性液剂取1 mL置于刻度量杯中，往量杯中加入342 mg/L的标准硬水99 mL，搅拌均匀，将此量杯放入温度为(30±2) ℃的恒温水浴中，1 h后对其外观进行观察。

1.4.2热稳定性实验

将制得的水溶性液剂样品密封于安瓿瓶内，置于(54±2 ) ℃的恒温箱中贮存14 d后，对其外观进行观察。

1.4.3贮存稳定性实验

将制得的水溶性液剂样品密封于安瓿瓶内，于室温下贮存1年后，对其外观进行观察。

1.4.4实验结果

实验开发的水溶性农药制剂稳定性实验结果见表1。

表1　10%目标产物水溶性液剂的稳定性实验结果

表1的结果表明，该水溶性制剂具有很好的乳液稳定性、热稳定性和贮存稳定性。

1.5化合物N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的抑菌活性测定

1.5.1实验方法

将目标产物用DMSO溶解后，加入含有0.1 %吐温-80的自来水，混合均匀后配成100 mg/L的供试溶液。将所配溶液加入到已灭菌的PDA培养基中，同时再加入50 mg/L的链霉素。以不含目标化合物的相应溶液作为空白对照，制成厚薄均匀的含药平板备用，重复三次。用已灭菌的打孔器取φ5 mm生长良好、无污染、长势均匀的菌饼，在无菌条件下接入含毒培养基和对照培养基的中心位置(每个平板接种一个菌饼)。在28 ℃恒温条件下培养。当空白对照的菌落直径长到50 mm左右时，采用十字交叉法测量菌落的直径，取其平均值，用下列公式计算相对抑菌率：

(1)

1.5.2抑菌活性实验结果

从表2可知，该水溶性液剂对水稻纹枯病菌、马铃薯晚疫病菌、小麦赤霉病菌、柑橘绿霉病菌、苹果轮纹病菌均有较好的抑制效果，对玉米小斑病菌、油菜菌核病菌和番茄灰霉病菌有极好的抑制效果。

表2　10 %目标产物水溶性液剂在100 mg/L时对植物病原菌的抑菌活性　%

2　结果与讨论

本文采用酰卤的胺解法，以对异丙基苯甲酸和对甲基哌啶为原料，合成了N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶这种新型化合物，并经过了1H NMR和13C NMR的结构确认。并以此为基础，进行研究开发，制得了一种全新的酰胺类水溶性农药制剂。其后对此制剂的抑菌性进行生物活性实验。实验结果表明，制剂对10种病原真菌都一定的抑制效果，其中对玉米小斑、油菜菌核、番茄灰霉这3种菌的抑菌率达到90%以上，表现出了极好的抑菌效果。

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(编校：叶超)

Preparation of Water-soluble Liquid of N-(4-isopropylphenyl)-4-methyl Piperidine and Research on Its Antifungal Activity

YANG Jian, GAO Yang, GAO Sumei,WANG Xuesong, TANG Xiaorong*

(InstituteofScienceXihuaUniversity,Chengdu610039China)

4-isopropyl benzoic acid and 4-methylplperidine was taken as raw materials and a new compoundN-(4-isopropylphenyl)-4-methyl piperidine with antifungal activity was synthesized by acyl chloride aminolysis. The compound structure was characterized by means of1H NMR and13C NMR. Meanwhile, its water-soluble liquid was prepared and its antifungal activity was evaluated againstRhizoctorziasolani,Fusariumgraminearum,Helminthosporiummaydis,Sclerotiniasclerotiorum,Botrytiscinerea,Phytopthorainfestans,Colletotrichumlagenarium,Conielladiplodiella,PeniciliumdigitatumSaccandPhysalosporaPiricola. Results showthat its performance is stable and it has good antifungal activity.

antifungal activity; amide derivatives; water-soluble liquid

2015-06-17

唐孝荣(1963—)，男，教授，博士，主要研究方向为有机化学、农药工业、天然产物化学与植物源农药。E-mail:txrlaoshi_xhu@126.com.

Q624

A

1673-159X(2016)04-0048-3

10.3969/j.issn.1673-159X.2016.04.010