萘二酰亚胺取代的2,4-二氯肉桂酸乙酯的合成及生物活性

田朝瑜，许良忠

（青岛科技大学化学与分子工程学院，山东青岛 266042）

萘二酰亚胺类化合物具有光稳定性好、斯托克斯位移大、荧光强等特点，是一种应用广泛的中间体[1]。其在聚合物[2]、光盘记录材料[3]、光物理偶联剂[4]、核酸插层剂[5]、DNA光切割[6]、荧光二向色性染料[7]以及在纺织、造纸、塑料和涂料等领域有着广泛的应用。此外，萘二甲酸酐是第1个化学解毒剂，可以对主要的禾本科植物提供不同程度的保护以减轻除草剂的药害[8-9]。萘二酰亚胺类衍生物可以作为植物生长调节剂使用，有关专利曾报道过萘二酰亚胺类化合物及其盐类作为植物生长调节剂的应用[10]。

根据活性基团拼接原理，将萘二酰亚胺类化合物与天然杀菌剂肉桂酸[11]反应得到萘二酰亚胺取代的2,4-二氯肉桂酸乙酯，并探讨其植物生长调节活性和抑菌活性，以期成为一种促生根、增产效果好的植物生长调节剂，同时兼具抑菌活性。该化合物已申请中国发明专利（申请号201710018080.7）。

1 实验部分

1.1 实验仪器

显微熔点仪（X-4型，上海精密科学仪器有限公司）；核磁共振仪（Bruker Avance 500 MHz型，德国布鲁克公司）；旋转蒸发仪（RE-52C型，上海亚荣生化仪器厂）；循环水式真空泵（SHB-D型，郑州予华仪器制造有限公司）；实验室分散砂磨机（SDF 400型）。

1.2 实验试剂

主要试剂有：2,4-二氯肉桂酸、氯化亚砜、乙醇胺、1,8-萘二甲酸酐、甲苯、冰醋酸、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）；胺鲜酯原药（diethyl aminoethyl hexanoate，DA-6），郑州信联生化科技有限公司。以上药品均为分析纯。

1.3 合成路线

萘二酰亚胺取代的2,4-二氯肉桂酸乙酯（化合物Ⅰ）的合成路线如图1。

图1 合成路线

1.4 合成步骤

1.4.1 2,4-二氯肉桂酰氯（Ⅲ）的合成

在150 mL三口烧瓶中加入21.7 g（0.10 mol）2,4-二氯肉桂酸（Ⅱ）、适量甲苯、17.85 g（0.15 mol）氯化亚砜，搅拌下滴入2滴DMF，室温搅拌10 min后，升温回流约2 h，TLC监测至反应完全。减压蒸馏脱除过量的氯化亚砜和溶剂，得到浅黄色油状液体中间体Ⅲ。其质量为21.8 g，收率为92.5%。

1.4.2 2-(2-羟基乙基)-1H-苯并[哒]异喹啉-1,3(2H)-二酮（Ⅵ）的合成

在150 mL三口烧瓶中分别加入19.8 g（0.1 mol）1,8-萘二甲酸酐、6.1 g（0.1 mol）乙醇胺、6.0 g（0.1 mol）醋酸和100 mL水。升温至回流，反应约5 h后，TLC监测反应完全。冷却至室温，抽滤，滤饼用清水洗涤至中性。烘干得淡黄色晶状固体中间体Ⅵ。其质量为22.7 g，收率为94.2%。

1.4.3 3-(2,4-二氯苯基)丙烯酸-2-(1,3-二氧代-1H-苯并[哒]异喹啉-2(3H)-基)乙酯（Ⅰ）的合成

在150 mL三口烧瓶中分别加入12.05 g（0.05 mol）中间体Ⅵ和80 mL甲苯，升温至回流，回流搅拌条件下滴入12.87 g（0.055 mol）2,4-二氯肉桂酰氯。回流反应约4 h，TLC监测反应至完全。将反应液冷却至室温，抽滤。滤饼用异丙醇重结晶后，得白色固体目标化合物Ⅰ。其质量为19.76 g，收率为90%，熔点为143～145℃。

1H NMR（500 MHz，DMSO-d6），δ：8.49（d，J=7.1 Hz，2H，Ar-H）、8.44（t，J=7.5 Hz，2H，Ar-H）、7.91（d，J=8.6 Hz，1H，CH）、7.86（t，J=7.8 Hz，2H，Ar-H）、7.72（d，J=15.8 Hz，1H，Ar-H）、7.67（d，J=2.2 Hz，1H，Ar-H）、7.43（d，J=8.5 Hz，1H，CH）、6.63（d，J=16.0 Hz，1H，Ar-H）、4.49 （t，J=5.5 Hz，2H，CH）2、4.42（t，J=5.5 Hz，2H，CH）2。

13C NMR（126 MHz，DMSO-d）6，δ：167.40、160.94、138.53、137.90、135.84、134.83、134.62、132.74、131.18、129.96、129.83、128.88、128.62、123.47、122.52、121.93、62.03、58.25。

1.5 生物活性测试

1.5.1 植物生长调节活性

挑选籽粒大小均匀、饱满的小麦种子，将种子置于质量分数为29%的双氧水中浸泡5 min，以杀菌消毒，然后将其放于烧杯中用蒸馏水浸种8 h。每组50粒种子，每个浓度3次重复，将处理后的种子均匀置于放有2层滤纸的培养皿（9 cm×1.5 cm）中，每个培养皿中盛有5 mL待测稀释药液，种子之间保持一定的距离，将培养皿放入恒温培养箱中25℃保温催芽处理，期间定时加入蒸馏水保持滤纸湿润。以胚芽长度约至种子长的1/2为发芽标准，处理48 h后统计各培养皿中种子的发芽率[12]。选择根长相同的发芽种子，移植到装有琼脂培养基的小烧杯中，每组种植20粒种子，每个处理3次重复，于25℃恒温培养箱中培养，当清水对照组中小麦根生长至烧杯底部时，分别测量药剂处理组小麦种子的主根和侧根的长度、数量以及茎高[13]。以相同质量浓度的胺鲜酯和清水为对照。

1.5.2 抑菌活性实验

供试病原菌：小麦纹枯病菌，从山东平度、山东邹平、河南开封等地冬小麦田采集小麦纹枯病病株，经分离、纯化后得到禾谷丝核菌（R.cerealis）。花生褐斑病菌（Cercospora arachidicola），病株采集于山东滕州春花生地，采用文献[14]方法进行分离、培养、纯化、鉴定、保存得到。黄瓜枯萎病菌（尖孢镰刀菌黄瓜专化型，Fusarium oxysporumsp.Cucrmerinum）、苹果轮纹病菌（Botryospuaeria berengerianaf.sp.Piricola）为青岛科技大学化学与分子工程学院实验室保存菌种。水稻恶苗病菌，病株采集于山东临沂水稻田，按照文献[15]方法纯化得到藤仓赤霉菌（Fusarium fujikuroi）。西瓜炭疽病菌，病株采集于山东高密夏季瓜田，经实验室分离、提纯后得到纯化菌种，通过致病实验确定为瓜类炭疽病菌（Colletotrichum lagenarium）。

采用菌体生长速率法进行测定。将一定量药剂溶解在适量N,N-二甲基甲酰胺中，用乳化水稀释至1 000 mg/L，在无菌条件下吸取1 mL药液注入培养皿中，加入9 mL PDA培养基，摇匀后制成100 mg/L含药平板，以添加1 mL灭菌水的平板为空白对照。用直径4 mm的打孔器沿菌丝外缘切取菌盘，移至含药平板上，每处理重复3次。将培养皿放在（24±1）℃恒温培养箱内培养，72 h后调查菌盘扩展直径，求平均值，计算相对抑菌率。

2 结果与讨论

2.1 植物生长调节活性测定结果

目标化合物的植物生长调节活性结果见表1。由表1可见，化合物Ⅰ的不同质量浓度处理对小麦种子发芽均具有促进作用，优于对照药剂胺鲜酯。随着化合物Ⅰ质量浓度的增加，小麦种子的发芽率先增加后减小，当质量浓度为20 mg/L时，种子发芽率达到最高值92.7%，发芽促进率达到38.8%。

表1 对小麦种子生长的调节活性

化合物Ⅰ浸种能够明显增加小麦主根、侧根和茎秆的长度，但呈现出低浓度促进，高浓度抑制的规律。当质量浓度为30 mg/L时，化合物Ⅰ对小麦根、茎的生长促进效果最佳。与相同质量浓度的胺鲜酯相比，化合物Ⅰ对小麦主根、侧根、茎高的生长促进效果更好。

2.2 抑菌活性实验结果

抑菌活性实验结果如表2所示。

由表2可知，化合物Ⅰ对小麦纹枯病菌、黄瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、苹果轮纹病菌、水稻恶苗病菌和西瓜炭疽病菌均具有抑制效果，且对病菌的抑制效果随着质量浓度的增加而提高。当质量浓度为100 mg/L时，化合物Ⅰ对小麦纹枯病菌的抑制效果尤为明显，相对抑菌率达到93.0%。

3 结论

该新型萘二酰亚胺取代的2,4-二氯肉桂酸乙酯化合物Ⅰ的合成路线简单，原料易得，且具有较好的植物生长调节活性及抑菌活性。初步室内实验结果显示，目标化合物能促进小麦种子发芽，促进小麦根、茎生长。抑菌活性实验结果表明，目标化合物对小麦纹枯病菌、黄瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、苹果轮纹病菌、水稻恶苗病菌、西瓜炭疽病菌等均具有一定的抑制效果。在质量浓度为100 mg/L时，化合物Ⅰ对小麦纹枯病菌的抑制率达到93.0%。因此，该目标化合物兼具生长调节与抑菌活性，具有实际应用与开发价值。

表2 抑菌活性实验结果