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3-芳基-4-氧香豆素基苯基硫脲衍生物的合成及杀菌活性

2021-02-05陈美航罗海荣杜士杰鲁道旺沈祖敏秦旭峰谯登贤吴文能

农药学学报 2021年1期
关键词:氧基香豆素苯基

陈美航, 罗海荣, 杜士杰, 鲁道旺, 张 迅,沈祖敏, 秦旭峰, 谯登贤, 吴文能

(1. 铜仁学院 材料与化学工程学院,贵州 铜仁 554300;2. 贵阳学院 食品与制药工程学院,贵阳 550005)

硫脲类衍生物不仅是一类重要的有机合成中间体,而且具有抗菌[1-2]、抗病毒[3-6]、抗癌[7-8]、抗氧化[9]及杀虫[10-11]等生物活性,一直以来备受关注;而香豆素化合物是一种存在于多种植物、细菌和真菌中的含氧杂环化合物,由于其分子中的苯并吡喃酮结构能够通过弱键之间的相互作用使香豆素衍生物与生物体中的酶发生反应[12],因而具有广泛的生物活性,如:抗肿瘤[13-14]、抗菌[15]、抗氧化[16]、除草[17-18]等。本课题组前期以4-羟基香豆素为原料,经氯化、醚化、异硫氰酸化和加成等反应,合成了一系列含香豆素的硫脲类衍生物,并发现其具有较好的杀菌活性,其中化合物1-(4-乙氧基苯基)-3-(3-(4-氧香豆素基) 苯基) 硫脲抑制水稻白叶枯菌和柑橘溃疡病菌的EC50值分别为117.43 和90.52 μg/mL,优于对照药剂噻菌铜(EC50值分别为 195.24 和 120.25 μg/mL)[19-20]。为进一步寻找具有更高杀菌活性的含香豆素的硫脲类衍生物,本文在前期工作基础上,拟用2- 或3-单取代苯胺、其他二取代苯胺与异硫氰酸 (4-香豆素氧基) 苯酯反应,合成一系列新型3-芳基-4-氧香豆素基苯基硫脲衍生物 (合成路线见图式1),对其结构进行了鉴定,并初步测试了其对水稻白叶枯菌和柑橘溃疡病菌抑制活性。

1 材料与方法

1.1 仪器与药剂

JEOL-ECX500 型 500 MHz 核磁共振仪 (日本电子株式会社);B11-2 温度数显磁力搅拌器 (上海司乐仪器有限公司);RE-52AA 旋转蒸发仪 (上海亚荣生化有限公司);ZF-2 型三用紫外分析仪 (上海市安亭电子仪器厂);X-6 型数字显微熔点测定仪 (北京泰克仪器有限公司);IR Affinity-1 傅里叶变换分光光度计 (岛津公司);

所有的分析纯、色谱级试剂以及其他试剂均购自商业供应商,除特别注明外,未经进一步处理,直接使用;98% 4-羟基香豆素、90%硫光气和取代苯胺 (天津希恩思生化科技有限公司); 98%对氨基酚 (上海阿拉丁生化科技股份有限公司);99%噻唑酮 (浙江龙湾化工有限公司)。

牛肉膏培养基 (NB 液体培养基) 的配制:分别称取3 g 牛肉膏、5 g 蛋白胨、1 g 酵母提取物及10 g 葡萄糖置于1 L 烧杯中,加入1 L 二次蒸馏水后用5 mol/L 的氢氧化钠溶液调pH = 7 左右,121 ℃灭菌20 min 后室温保存,备用。

1.2 供试植物病原细菌

水稻白叶枯菌Xanthomonas oryzae pv. oryzae和柑橘溃疡病菌Xanthomonas citri subsp. citri 由贵州大学精细化工研究中心提供。

1.3 目标化合物的合成

1.3.1 异硫氰酸 (4-香豆素氧基) 苯酯 (3) 的合成 参考文献[19-20]的方法进行。将7.59 g (30 mmol)4-(4-氨基苯氧基)-香豆素 (2)、3.0 mL 三乙胺和100 mL 氯苯加入250 mL 的三口瓶中,搅拌并加热至35 ℃,滴加2.55 mL (36 mmol) 硫光气和60.0 mL 氯苯混合溶液,采用薄层层析 (TLC)(V(乙酸乙酯):V(石油醚) = 1:4) 监测反应至结束。待反应液冷却至室温后,用旋转蒸发仪除去溶剂。残留液中加入70 mL 水,搅拌,过滤,所得固体干燥后用无水乙醇重结晶,得到化合物3。白色固体,m.p. 146~148 ℃, 产率 87%.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H), 6.98 (d, J = 8.0 Hz,2H, Ph-H), 7.16 (d, J = 8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.48-7.43 (m, 2H,coumarin-6,8-H), 7.74 (t, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-7-H), 8.03(d, J = 8.5 Hz, 1H, coumarin-5-H);13C NMR (125 MHz,DMSO-d6), δ: 93.21, 115.31, 117.25, 122.31, 123.48, 125.10,128.22, 131.16, 133.35, 136.69, 151.52, 154.16, 161.35,165.93.

1.3.2 目标化合物 (4a~4m) 的合成 参考文献[19-20] 的方法进行。将0.59 g (2.0 mmol) 化合物3、2.2 mmol 取代苯胺和25 mL 四氢呋喃加入100 mL 三口瓶中,室温下搅拌,并采用TLC(V(乙酸乙酯) : V (石油醚) = 2 : 1) 监测至反应结束。旋转蒸发除去溶剂,得到白色固体,过滤,干燥,用甲醇重结晶,得到13 个3-芳基-4-氧香豆素基苯基硫脲衍生物 (4a~4m)。

3-苯基-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4a): 白色固体, m.p.165~167 ℃, 产率 86%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 224, 1 388,1 541, 1 606, 1 624, 1 716, 3 151, 3 322.1H NMR(500 MHz,DMSO-d6), δ: 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H), 7.13 (d, J = 6.5 Hz,2H, Ph-H), 7.31-7.49 (m, 7H, coumarin-6,8-H, Ph-H), 7.62 (d, J =8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.74 (t, J = 8.5 Hz, 1H, coumarin-7-H),8.03 (d, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.85 (s, 1H, NH), 9.92(s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ: 93.41,115.33, 117.14, 121.88, 123.54, 124.43, 125.06, 125.17,126.17, 129.01, 133.94, 138.44, 139.90, 148.99, 153.64,161.73, 166.53, 180.36. MS (ESI), m/z: 411.1 ([M+Na]+).C22H16N2O3S 计算值: C, 68.02; H, 4.15; N, 7.21. 实测值: C,67.98; H, 4.38; N, 7.31.

3-(2-甲基苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4b): 白色固体,m.p. 167~169 ℃, 产率 82%; IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 224, 1 389,1 541, 1 606, 1 624, 1 716, 3 137, 3 323.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 2.30 (s, 3H, CH3), 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H),6.97 (s, 1H, Ph-H), 6.98-7.62 (m, 9H, coumarin-6,8-H, Ph-H), 7.75(t, J = 8.5 Hz, 1H, coumarin-7-H), 8.05 (d, J = 8.0 Hz, 1H,coumarin-5-H), 9.83 (s, 1H, NH), 9.91 (s, 1H, NH);13C NMR(125 MHz, DMSO-d6), δ: 21.57, 93.37, 115.29, 117.15,121.65, 121.87, 123.55, 124.96, 125.07, 125.92, 126.21,128.88, 133.96, 138.29, 138.47, 139.73, 148.95, 153.63,161.74, 166.55, 180.26. MS (ESI), m/z: 425.9 ([M+Na]+).C23H18N2O3S 计算值: C, 68.64; H, 4.51; N, 6.96. 实测值: C,68.56; H, 4.58; N, 6.95.

3-(2,3-二甲基苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4c): 白色固体, m.p. 174~176 ℃, 产率 80%; IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 226,1 386, 1 538, 1 606, 1 625, 1 714, 3 132, 3 336;1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 2.14 (s, 3H, CH3), 2.27 (s, 3H, CH3), 5.26 (s,1H, coumarin-3-H), 7.06-7.10 (m, 3H, Ph-H), 7.30 (d, J = 9.0 Hz,2H, Ph-H), 7.45-7.49 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.60 (d, J =9.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.74 (t, J = 8.5 Hz, 1H, coumarin-7-H),8.04 (d, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.45 (s, 1H, NH), 9.68(s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ: 14.78, 20.59,93.38, 115.33, 117.13, 121.80, 123.55, 125.05, 125.97, 126.31,126.53, 128.65, 131.34, 133.93, 134.32, 137.69, 138.07,149.04, 153.64, 161.73, 166.55, 181.23. MS (ESI), m/z: 439.1([M+Na]+); C24H20N2O3S 计算值: C, 69.21; H, 4.84; N, 6.73.实测值: C, 69.16; H, 4.92; N, 6.82.

3-(2,4-二甲苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4d): 白色固体, m.p. 175~177 ℃, 产率 78%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 224,1 387, 1 538, 1 606, 1 624, 1 712, 3 163, 3 332.1H NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ: 2.21 (s, 3H, CH3), 2.27 (s, 3H, CH3), 5.26(s, 1H, coumarin-3-H), 7.00-7.11 (m, 3H, Ph-H), 7.31 (d, J = 8.5 Hz,2H, Ph-H), 7.45-7.49 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.59 (d, J = 9.5 Hz,2H, Ph-H), 7.74 (t, J = 8.5 Hz, 1H, coumarin-7-H), 8.03 (d, J =8.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.36 (s, 1H, NH), 9.75 (s, 1H,NH);13C NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ: 18.37, 21.13, 93.35,115.29, 117.14, 121.92, 123.56, 125.08, 126.52, 127.26,128.51, 130.29, 131.46, 133.96, 135.29, 136.34, 138.40,149.01, 153.61, 161.77, 166.58, 181.10. MS (ESI), m/z: 439.1([M+Na]+). C24H20N2O3S 计算值: C, 69.21; H, 4.84; N, 6.73.实测值: C, 69.35; H, 4.78; N, 6.71.

3-(2,5-二甲苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4e): 白色固体, m.p. 176~178 ℃, 产率 82%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 276,1 389, 1 560, 1 606, 1 625, 1 707, 3 155, 3 322.1H NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ: 2.21 (s, 3H, CH3), 2.27 (s, 3H, CH3), 5.26(s, 1H, coumarin-3-H), 6.98-7.11 (m, 3H, Ph-H), 7.31 (d, J =6.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.44-7.49 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.59(d, J = 7.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.74 (t, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-7-H), 8.03 (d, J = 7.5 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.39 (s, 1H, NH),9.77 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ: 18.01,21.00, 93.38, 115.31, 117.14, 121.90, 123.55, 125.07, 126.52,127.86, 128.99, 130.73, 131.32, 132.30, 133.94, 135.73 138.40, 149.06, 153.62, 161.75, 166.56, 180.99. MS (ESI),m/z: 439.1 ([M+Na]+). C24H20N2O3S 计算值: C, 69.21;H, 4.84; N, 6.73. 实测值: C, 69.40; H, 4.78; N, 6.71.

3-(3,4-二甲苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4f): 白色固体, m.p. 177~178 ℃, 产率 85%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 219,1 392, 1 560, 1 605, 1 625, 1 703, 3 149, 3 331.1H NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ: 2.20 (s, 3H, CH3), 2.21 (s, 3H, CH3), 5.26(s, 1H, coumarin-3-H), 7.09-7.20 (m, 3H, Ph-H), 7.31 (d, J =8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.46-7.49 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.61 (d, J =8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.74 (t, J = 8.5 Hz, 1H, coumarin-7-H),8.04 (d, J = 7.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.73 (s, 1H, NH), 9.79(s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ: 19.39, 20.02,93.38, 115.21, 117.14, 121.80, 122.25, 123.54, 125.86, 126.20,128.31, 129.96, 133.34, 133.94, 136.76, 137.37, 138.55,148.91, 153.64, 161.74, 166.54, 180.31. MS (ESI), m/z: 439.1([M+Na]+). C24H20N2O3S 计算值: C, 69.21; H, 4.84; N, 6.73.实测值: C, 69.35; H, 4.76; N, 6.78.

3-(3,5-二甲苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4g): 白色固体, m.p. 175~177 ℃, 产率 82%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 222,1 384, 1 541, 1 620, 1 687, 3 168, 3 329.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 2.26 (s, 6H, CH3), 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H),6.80 (s, 1H, Ph-H), 7.07 (s, 1H, Ph-H), 7.20 (s, 1H, Ph-H),7.31 (d, J = 7.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.47-7.50 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.60 (d, J = 8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.74 (t, J = 8.0 Hz, 1H,coumarin-7-H), 8.04 (d, J = 7.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.75(s, 1H, NH), 9.84 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz, DMSOd6), δ: 21.48, 93.37, 115.32, 117.13, 121.81, 122.19, 123.54,125.05, 126.24, 126.82, 133.93, 138.08, 138.52, 139.57,148.96, 153.64, 161.73, 166.53, 180.23. MS (ESI), m/z: 439.1([M+Na]+). C24H20N2O3S 计算值: C, 69.21; H, 4.84; N, 6.73.实测值: C, 69.18; H, 4.87; N, 6.79.

3-(2-乙基苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4h): 白色固体,m.p. 173~175 ℃, 产率 78%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 229, 1 386,1 541, 1 606, 1 624, 1 710, 3 156, 3 337.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 1.16 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3), 2.60-1.55 (m, 2H,CH2), 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H), 7.21-7.26 (m, 4H, Ph-H),7.30 (d, J = 8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.42-7.46 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.63 (d, J = 8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.70 (t, J = 7.5 Hz, 1H,coumarin-7-H), 8.00 (d, J = 7.5 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.37(s, 1H, NH), 9.78 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz, DMSOd6), δ: 14.89, 24.55, 93.39, 115.31, 117.10, 121.88, 123.52,125.01, 126.50, 126.61, 127.52, 129.10, 129.40, 133.88,137.23, 138.44, 141.25, 149.08, 153.62, 161.73, 166.52,181.52. MS (ESI), m/z: 439.1 ([M +Na]+). C24H20N2O3S 计算值: C, 69.21; H, 4.84; N, 6.73. 实测值: C, 69.19; H, 4.94; N,6.76.

3-(2-甲氧基苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4i): 白色固体, m.p. 181~183 ℃, 产率 80%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 224,1 387, 1 538, 1 606, 1 624, 1 705, 3 137, 3 332.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 3.86 (s, 3H, OCH3), 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H),6.94-7.18 (m, 3H, Ph-H), 7.34 (d, J = 8.5 Hz, 2H, Ph-H),7.46-7.51 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.69 (d, J = 8.5 Hz, 2H,Ph-H), 7.78 (t, J = 7.5 Hz, 1H, coumarin-7-H), 7.84 (d, J =7.5 Hz, 1H, Ph-H), 8.05 (d, J = 7.5 Hz, 1H, coumarin-5-H),9.27 (s, 1H, NH), 10.05 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz,DMSO-d6), δ: 56.24, 93.39, 112.09, 115.33, 117.14, 120.39,121.81, 123.55, 125.06, 126.11, 126.70, 128.12, 133.95,138.02, 138.41, 148.94, 152.72, 153.65, 161.72, 166.52,180.21. MS (ESI), m/z: 441.7 ([M+Na]+). C23H18N2O4S 计算值: C, 66.01; H, 4.34; N, 6.69. 实测值: C, 66.11; H, 4.28; N,4.29.

3-(2-乙氧基苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4j): 白色固体, m.p. 189~190 ℃, 产率 75%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 223,1 389, 1 541, 1 606, 1 625, 1 707, 3 125, 3 332.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 1.35 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3), 4.08-4.11 (m, 2H,OCH2), 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H), 6.98 (d, J = 8.0 Hz, 1H,Ph-H), 7.16-7.19 (m, 2H, Ph-H), 7.34 (d, J = 8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.47-7.50 (m, 2H, coumarin-6,8-H), 7.62 (d, J = 8.0 Hz,2H, Ph-H), 7.74 (t, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-7-H), 7.88 (d, J =7.5 Hz, 1H, Ph-H), 8.04 (d, J = 7.5 Hz, 1H, coumarin-5-H),9.17 (s, 1H, NH), 9.92 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz,DMSO-d6), δ: 15.03, 64.21, 92.96, 115.09, 116.91, 120.09,123.32, 124.83, 125.98, 126.37, 128.38, 129.33, 132.26,133.71, 138.04, 148.04, 151.69, 153.41, 154.70, 161.47,166.28, 181.40. MS (ESI), m/z: 455.3 ([M+Na]+).C24H20N2O4S 计算值: C, 66.65; H, 4.66; N, 6.48. 实测值: C,66.46; H, 4.78; N, 6.39.

3-(2-氟苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4k): 白色固体,m.p. 183~185 ℃, 产率 77%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 228, 1 389,1 541, 1 606, 1 624, 1 716, 3 172, 3 331.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H), 7.18 (d, J = 6.5 Hz,2H, Ph-H), 7.34-7.48 (m, 4H, coumarin-6,8-H, Ph-H), 7.60 (d, J =7.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.68 (d, J = 8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.73 (t, J =8.0 Hz, 1H, coumarin-7-H), 8.03 (d, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.94 (s, 1H, NH), 10.06 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz,DMSO-d6), δ: 93.41, 115.31, 115.72, 117.15, 121.97, 123.55,125.08, 126.32, 127.02, 127.08, 133.96, 136.21, 138.32,149.08, 153.63, 161.74, 166.53, 180.72. MS (ESI), m/z: 429.4([M+Na]+). C22H15FN2O3S 计算值: C, 65.01; H, 3.72; N, 6.89.实测值: C, 65.13; H, 3.95; N, 6.92.

3-(3,4-二氯苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4l): 白色固体, m.p. 198~199 ℃, 产率 67%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 228,1 382, 1 539, 1 627, 1 606, 1 725, 3 149, 3 331.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H), 7.33 (d, J = 9.0 Hz,2H, Ph-H), 7.39-7.49 (m, 5H, coumarin-6,8-H, Ph-H), 7.58 (d, J =9.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.73 (t, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-7-H),8.03 (d, J = 7.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.89 (s, 1H, NH),10.09 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ: 93.41,115.28, 116.95, 117.16, 122.09, 123.55, 125.01, 125.54,126.51, 126.77, 133.99, 137.20, 138.05, 149.26, 153.62,153.89, 155.83, 161.746, 166.52, 180.67. MS (ESI), m/z: 479.6([M+Na]+). C22H14Cl2N2O3S 计算值: C, 57.78; H, 3.09; N,6.13. 实测值: C, 57.66; H, 3.16; N, 6.27.

3-(3-甲基苯基)-4-氧香豆素基苯基硫脲 (4m): 白色固体, m.p. 178~178 ℃, 产率 80%. IR (KBr), ν/cm−1: 1 145, 1 223,1 382, 1 539, 1 606, 1 625, 1 724, 3 157, 3 339.1H NMR (500 MHz,DMSO-d6), δ: 2.23 (s, 3H, CH3), 5.26 (s, 1H, coumarin-3-H),7.22 (d, J = 8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.33-7.48 (m, 6H, coumarin-6,8-H, Ph-H), 7.61 (d, J = 8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.72 (t, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-7-H), 8.03 (d, J = 8.0 Hz, 1H, coumarin-5-H), 9.44 (s, 1H, NH), 10.01 (s, 1H, NH);13C NMR (125 MHz,DMSO-d6), δ: 17.94, 93.41, 115.29, 117.11, 122.05, 123.52,125.03, 126.59, 126.82, 128.27, 130.28, 132.27, 133.90,134.50, 138.32, 139.79, 149.25, 153.61, 161.74, 166.51,181.02. MS (ESI), m/z: 425.3 ([M+Na]+). C23H18N2O3S 计算值: C, 68.64; H, 4.51; N, 6.96. 实测值: C, 68.59; H, 4.55; N,6.99.

1.4 抑菌活性测试

采用浑浊度法测定目标化合物4a~4m 对水稻白叶枯菌和柑橘溃疡病菌的抑菌活性[21]。以噻唑铜 (thiazolone) 为对照药剂。将目标化合物4a~4m 及对照药剂分别配制成质量浓度为200 及100 μg/mL 的含药 NB 液体培养基,加入 40 μL 上述制备的含有供试菌液的NB 液体培养基,在28 ℃、180 r/min 恒温摇床中振荡培养24~48 h。采用酶标仪测定各浓度菌液的OD 值;同时测定含有200及100 μg/mL 目标化合物及对照药剂的无菌NB液体培养基的OD 值。按 (1) 式计算抑制率。

其中:I 为抑制率;T0为对照菌液OD 值;T1为样品菌液OD 值。菌液OD 值 = 含菌培养基OD 值−无菌培养基 OD 值。

根据初筛结果进一步测定高活性化合物的EC50值。测定时配制化合物的质量浓度梯度为200、100、50、25 和 12.5 μg/mL,以噻唑铜为对照药剂。

2 结果与讨论

2.1 目标化合物的合成

参考文献[19-20]方法,由4-羟基香豆素与三氯氧磷反应得到4-氯香豆素 (1)。以K2CO3作缚酸剂,将化合物1 与对氨基苯酚在乙腈中加热回流,生成4-(4-氨基苯氧基)-香豆素 (2)。以氯苯作溶剂,在35 ℃下,化合物 2 与硫光气反应生成异硫氰酸 (4-香豆素氧基) 苯酯 (3)。化合物3 与2-或3-单取代苯胺、二取代苯胺反应得到13 个目标化合物。该合成路线操作简单,反应条件温和。

2.2 目标化合物的图谱解析

所有目标化合物的结构均通过IR、1H NMR、13C NMR 和MS 等方法进行表征。其中,在IR 谱图中,1 128~1 149 cm−1处出现双峰,是 -NHCSNH-中C=S 伸缩振动吸收峰;苯并吡喃环的C=O 伸缩振动吸收峰出现在 1 732~1 687 cm−1;3 339~3 124 cm−1是NH 的伸缩振动引起的。在1H NMR 谱图中,3 位香豆素环上质子的化学位移 (δ) 为5.26;-NHCSNH- 的质子 δ 为 9.65~10.03。在13C NMR谱图中,δ 93.41~92.96 是香豆素中3 位碳的化学位移值。

2.3 目标化合物的杀菌活性

测定结果见表1。从中可以发现,目标化合物对水稻白叶枯菌和柑橘溃疡病菌均具有很好的抑制活性。当化合物质量浓度为200 μg/mL 时,化合物4b、4h、4i、4j 和4m 对水稻白叶枯菌的抑制率均大于8 0%,且高于对照药剂噻菌铜(68.7%),且当质量浓度降为100 μg/mL,各化合物的抑制率均保持在50% 左右,高于噻菌铜(42.1%);在 200 和 100 μg/mL 时,化合物 4a、4c、4d、4e、4f 和4g 对水稻白叶枯菌的抑制活性与噻菌铜相当;而4k 和4l 的抑制活性均低于噻菌铜。相似的是,在200 μg/mL 时,化合物4b、4h、4i、4j 和4m 对柑橘溃疡病菌的抑制率均大于80%,高于对照药剂噻菌铜 (74.9%),即使在100 μg/mL 下,4h、4i、4j 和 4m 对柑橘溃疡病菌的抑制率也均大于50%,高于噻菌铜 (45.3%);在质量浓度为200 和100 μg/mL 时,化合物 4a、4c、4d、4e、4f 和4g 对柑橘溃疡病菌的抑制活性与噻菌铜相当;而4k 和4l 的抑制活性均低于噻菌铜。

根据初步的杀菌活性测定结果,进一步测定杀菌活性较好的化合物4b、4h、4i、4j 和4m 对两种病原细菌的EC50值。结果 (表2) 表明:供试5 种化合物对水稻白叶枯菌和柑橘溃疡病菌的EC50值均低于对照药剂噻菌铜;此外还发现,用2 或3-单取代苯胺和二取代苯胺与异硫氰酸 (4-香豆素氧基) 苯酯反应,合成的一系列3-芳基-4-氧香豆素基苯基硫脲衍生物与用4-单取代苯胺与异硫氰酸 (4-香豆素氧基) 苯酯反应合成的一系列3-(4-取代芳基)-4-氧香豆素基苯基硫脲衍生物相比较,其抑制水稻白叶枯菌和柑橘溃疡病菌活性均相当[19]。

表1 目标化合物 (4a~4m) 的杀菌活性Table 1 Antibacterial activities of the title compounds 4a-4m

表2 部分化合物对两种病原细菌的EC50 值Table 2 EC50 values of some compounds against two pathogenic bacteria

3 结论

以香豆素环为母体,设计并合成了13 个未见文献报道的1-(4-((2-氧代-2H-苯并吡喃-4-基) 氧)苯基)-3-取代苯基硫脲衍生物,所有化合物的结构均经过1H NMR、13C NMR、MS 和元素分析确证。杀菌活性测试结果表明,该类化合物表现出较好的杀菌活性,其中化合物4b、4h、4i、4j 和4m 对水稻白叶枯菌和柑橘溃疡病菌的抑制活性均优于对照药剂噻菌铜。总的来说,该类化合物具有进一步研究的价值。

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