４－氟苄酰胺类化合物的合成及其对白菜软腐病病菌的抑菌活性研究

黄建东 钱勇 杨士杰 王鹏钧 冯宝军 谢天培

摘要：以4-氟苄胺和20种酰氯为原料，经过N-酰化反应合成了11个氟苄脂肪酰胺（3A01～3A11）和9个氟苄芳香酰胺类化合物（3B01～3B09），并通过质谱和核磁共振氢谱分析对其结构进行了表征。采用滤纸片法测定了标题化合物对白菜软腐病病菌的抑菌活性，生物测定结果表明，在滤纸片载药量为20 μg/disc时，化合物3A01、3A07、3B03和3B09对供试的白菜软腐病病菌有较强的抑菌活性，其抑菌圈直径分别为17、15、15和13 mm。

关键词：4-氟苄酰胺类化合物;合成;白菜软腐病;抑菌活性

中图分类号：TQ460.3;S432         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）23-0094-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.23.022           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

基于天然先导化合物的结构优化是创制新农药的重要途径[1]。以天然杀菌活性成分大蒜素为先导化合物，中国开发出了农用杀菌剂乙酸素[2];以高等真菌代谢的杀菌化合物Ibotenic acid为先导化合物，开发出了杀菌剂恶霉灵[3];Shell公司开发的烯酰吗啉和中国沈阳化工研究院有限公司开发的氟吗啉则是基于肉桂酸化学结构而开发的杀菌剂[4-6];近年来，农用杀菌剂市场占有重要地位的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，其先导化合物是从高等真菌中分离的化合物Strobilurins，因此这类杀菌剂也被称为Strobilurins杀菌剂[7，8]。

辣椒碱，即（E）-N-（4-羟基-3-甲氧基苄基）-8-甲基-6-壬烯酰胺，是茄科植物辣椒中含有的一种香草酰胺类化合物，具有镇痛[9]、抗癌[10，11]、减肥[12，13]等药理活性以及杀虫[14，15]、抗菌[16-18]等农用活性。迄今为止，无论是从辣椒中提取的天然辣椒碱，还是人工合成的辣椒碱，价格都比较昂贵，作为农药使用不具有产业化的前景。为了开发经济有效的杀菌剂，本研究对辣椒碱的化学结构进行简化，仅保留其苄基酰胺核心骨架，以4-氟苄胺为原料，经N-酰化反应设计合成了20个4-氟苄酰胺类化合物（图1），测定了其对重要的农业植物致病菌——白菜软腐病病菌（Erwinia carotorora）的抑菌活性，以期为这方面研究提供参考。

1  材料与方法

1.1  仪器与试剂

WPR熔点仪（上海精科仪器有限公司）;LCQ Advantage离子阱液质联用仪（美国Thermo Fisher公司）;Bruker Avance Ⅲ核磁共振仪（以TMS为内标，CDCl3为溶剂，1H NMR 500 MHz，瑞士Bruker BioSpin公司）。试剂均为市售分析纯。二氯甲烷用五氧化二磷干燥，三乙胺用氢氧化钾干燥。阳性对照药剂硫酸链霉素购于上海思域化工有限公司，纯度98.0%。

供试病原菌：白菜软腐病病菌，由西北农林科技大学农药研究所提供。

1.2  化合物的合成

目标化合物的合成路线如图2所示。以N-[（4-氟-苯基）]丁酰胺（3A05）为例。向50 mL梨形瓶中加入化合物4-氟芐胺（0.125 g，1.0 mmol）和20 mL干燥的二氯甲烷，搅拌后加入0.2 mL三乙胺（1.4 mmol），0～5 ℃下缓慢滴加溶于5 mL二氯甲烷的丁酰氯（0.117 g，1.1 mmol），滴加完毕后再在室温下搅拌30 min，使其充分反应，TLC跟踪[V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）=2∶1]至原料反应完毕。依次用饱和碳酸氢钠、水和饱和氯化钠水溶液各20 mL洗涤3次，无水硫酸钠干燥。硅胶柱层析[V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）=3∶1]纯化得白色结晶3A05 0.154 g，产率79%。

1.3  化合物的抑菌活性

采用滤纸片法测定了目标化合物的抑菌活性。将待测药剂配制成浓度为10 mg/mL的丙酮溶液，用微量注射器取上述丙酮溶液2.0 μL于直径为  4.0 mm的滤纸片上（20 μg/disc）。硫酸链霉素用经过灭菌的去离子水配制，滤纸片载药量同样为20 μg/disc。待溶剂挥干后，将滤纸片置于带菌牛肉膏培养基平板上，4 ℃冰箱放置30 min后，将平板于37 ℃恒温箱中培养5～8 h，用十字交叉法测量菌落生长直径，每处理重复3次，计算抑菌圈平均直径。

2  结果与分析

2.1  化合物结构表征

目标化合物的理化性质见表1，其质谱及核磁质子信号归属如下。

2.2  化合物的抑菌活性

本研究合成的20个化合物对白菜软腐病病菌的抑菌活性见表1。由表1可以看出，除3A03、3A04和3A11外，其余脂肪酰胺衍生物对白菜软腐病病菌均表现出一定的抑菌活性，其中化合物3A01和3A07活性尤为突出，其对白菜软腐病病菌的抑菌圈直径分别达17、15 mm。芳香酰胺衍生物中仅化合物3B03、3B06和3B09表现出明显的抑菌活性，其对白菜软腐病菌的抑菌圈直径分别为15、13、10 mm。总体而言，4-氟苄胺的脂酰基衍生物抑菌活性优于芳酰基衍生物。

3  小结与讨论

以辣椒碱化学结构中的苄酰胺作为核心骨架，设计并合成了20个4-氟苄酰胺类化合物，评价了其对重要的作物致病菌——白菜软腐病病菌的抑菌活性。结果表明，部分氟苄酰胺衍生物对供试的白菜软腐病病菌有明显的抑菌活性，说明苄酰胺可以作为一种有效的抑菌活性官能团，在此基础上的结构改造和分子设计值得进一步研究。

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