4-(吩嗪-1-酰氧基)肉桂酸酯和N-吩嗪-1-甲酰基-N'-肉桂酰基乙二胺的合成及生物活性

高亚强, 马俊豪, 周 蒲, 游 江, 张列雄, 徐志红*,,2

(1. 长江大学 农学院，湖北 荆州 434025；2. 长江大学 农药研究所，湖北 荆州 434025)

吩嗪-1-羧酸 (申嗪霉素，shenqinmycin) 是从荧光假单胞菌株M18 的发酵液中分离得到的天然活性物质[1]，具有低毒、高效、与环境友好的特点，对多种植物病原真菌具有很好的抑菌活性[2-5]。近年来，随着人们对吩嗪-1-羧酸的重视，有关其结构修饰的相关研究越来越多。牛俊凡等[6]将吩嗪-1-羧酸与不同构型的丙氨酸及丙氨酸甲酯进行缀合并研究其生物活性。结果发现，吩嗪-1-羧酸与L-丙氨酸的缀合物具有一定的韧皮部输导性。朱祥等[7]以乙二胺为桥链，设计合成了一系列新型吩嗪-1-羧酸二酰胺衍生物，其不但具有一定的杀菌活性，而且部分衍生物对油菜和稗草的除草活性高于对照药剂精噁唑禾草灵。

肉桂酸 (cinnamic acid) 也称桂皮酸，是一种广泛存在于植物中的天然产物，有顺式和反式两种异构体，具有多种生物活性[8-10]，近年来受到广泛关注。周琨[11]采用Witting 法和酰氯法合成了一系列反式肉桂酸酯类化合物，发现部分化合物的抑菌活性高于对照药剂醚菌酯。王稳等[12]以4-羟基-3-甲氧基肉桂酸为母体合成了26 种衍生物，并测定了其对拟南芥的抑制作用。结果表明，在质量浓度为50 mg/L 时，部分衍生物的除草活性优于对照药剂乙草胺。刘策[13]通过对4-羟基-3-甲氧基肉桂酸分子羧基进行酯化、酰胺化等，合成了27 个化合物，茎叶喷雾法测定结果表明，部分化合物对油菜和反枝苋地上部具有很好的抑制作用。

笔者前期对吩嗪-1-羧酸进行了一定的结构修饰，将苯乙酮结构片段引入吩嗪-1-羧酸中，发现得到的衍生物具有吩嗪-1-羧酸自身所不具备的杀螨活性[14]。受此启发，本研究在吩嗪-1-羧酸上引入具有广泛生物活性的天然产物肉桂酸结构片段，以乙二胺为桥链或直接将吩嗪-1-羧酸与羟基肉桂酸酯进行拼接，设计、合成了两个系列24 个新的含肉桂酸结构片段的吩嗪-1-羧酸酯类衍生物和吩嗪-1-甲酰胺类衍生物，并评价其杀菌活性和除草活性。目标化合物的合成路线见图式1。

图式 1 目标化合物的合成路线Scheme 1 Synthesis routes of target compounds

1 材料与方法

1.1 仪器与药剂

Bruker Avance DPX400 型核磁共振仪 (以TMS 作内标物，CDCl3或DMSO-d6作溶剂，德国-瑞士布鲁克光谱公司)；WRR 熔点测定仪 (上海精密科学仪器有限公司)；TripleTOF 5600 型高分辨串联质谱仪 (费尔伯恩精密仪器 (上海) 有限公司)。

所有化学试剂均为市售国产分析纯试剂。95%申嗪霉素 (shenqinmycin) 原药，上海农乐生物制品股份有限公司提供。

1.2 供试真菌、螨源及植物材料

水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani、马铃薯晚疫病菌Phytophthora infestans、番茄早疫病菌Altemaria solani、柑橘黑点病菌Diaporthe citri、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum和水稻稻瘟病菌Pyricularia oryzae，均由长江大学农学院植物病理实验室提供。

供试植物为油菜Brassica campestrisL.、稗草Echinochloa crusgalli(L.) Beauv.种子，由长江大学农药研究所提供，其中稗草种子采自荆州。

1.3 化合物的合成

1.3.1 吩嗪-1-甲酰氯 (2) 和 (E)-取代肉桂酰氯 (9)的合成 参考文献方法[15]合成得到淡黄色固体 (2)和白色固体 (9)，未经纯化直接用于下一步反应。

1.3.2 (E)-对羟基肉桂酸酯 (4a～4f) 的合成通法 参考文献方法[16]并略有改进。向100 mL 圆底烧瓶中加入对羟基肉桂酸 (20 mmol) 和50 mL 醇，待固体完全溶解后缓慢滴加2 mL 98%的浓硫酸，待反应体系稳定后，加热回流反应约8 h。将反应液用50 mL 二氯甲烷溶解，并用饱和碳酸氢钠溶液调节pH 至中性，水洗 (50 mL×3)，有机相用无水硫酸钠干燥，真空减压浓缩，得到淡黄色固体或油状液体 (4a～4f)，收率85%～95%，未经纯化直接用于下一步反应。

1.3.3 目标化合物4-(吩嗪-1-酰氧基) 肉桂酸酯(5a～5f) 的合成通法 向250 mL 圆底烧瓶中加入化合物4 (11 mmol)、1.52 g 三乙胺 (15 mmol) 和50 mL 二氯甲烷，待固体溶解后用冰水浴冷却至0～5 ℃。将化合物2 (10 mmol) 用60 mL 二氯甲烷溶解，通过恒压滴定漏斗缓慢滴加到含化合物4 的反应体系中，0～5 ℃保温反应2 h，撤去冰浴继续在室温下反应2 h。薄层色谱 (TLC，V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=2 : 1) 监测至反应完毕。反应液用水洗涤 (200 mL×3)，有机相用无水硫酸钠干燥30 min，减压浓缩至干，通过柱层析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=3 : 1) 分离纯化，烘干后得产物(5a～5f) 。

1.3.4 吩嗪-1-羧酸甲酯 (6) 的合成 参考文献方法[17]合成得到黄色固体 6，未经纯化直接用于下一步反应。

1.3.5N-(2-氨基乙基) 吩嗪-1-甲酰胺(7)的合成

参考文献方法[18]合成得到淡黄色固体 7，直接投入下一步反应。

1.3.6 目标化合物N-吩嗪-1-甲酰基-N'-(取代) 肉桂酰基乙二胺 (10a～10r) 的合成通法 向250 mL圆底烧瓶中加入化合物7 (11 mmol)、1.52 g 三乙胺 (15 mmol) 和50 mL 二氯甲烷，待固体溶解后用冰水浴冷却至0～5 ℃。将化合物9 (10 mmol)用60 mL 二氯甲烷溶解，通过恒压滴定漏斗缓慢滴加到含化合物7 的反应体系中，0～5 ℃反应2 h 后，撤去冰浴继续在室温下反应2 h。TLC(V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=2 : 1) 监测至反应完毕。反应液用200 mL 水洗涤3 次，有机相用无水硫酸钠干燥30 min，减压浓缩至干，通过柱层析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=3 : 1) 分离纯化，烘干后得产物 (10a～10r)。

4-(吩嗪-1-酰氧基) 肉桂酸甲酯 (5a)：淡黄色固体，收率95%, m.p.155.7～158.6 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.49−8.42 (m, 2H), 8.35−8.30 (m, 1H), 8.28−8.24 (m, 1H),7.95−7.87 (m, 3H), 7.74 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 7.66 (d,J=8.4 Hz, 2H), 7.48 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 6.46 (d,J= 16.0 Hz,1H), 3.83 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 167.30,164.79, 152.56, 143.79, 143.49, 142.72, 141.12, 134.22,132.62, 132.31, 131.37, 131.18, 130.44, 130.39, 129.55,129.31, 128.96, 122.41, 118.03, 51.75. HRMS, 计算值C23H16N2O4([M+H]+): 385.1183, 实测值 385.1166.

4-(吩嗪-1-酰氧基) 肉桂酸乙酯 (5b)：淡黄色固体，收率94%, m.p. 130.9～133.3 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.44 (t,J= 8.4 Hz, 2H), 8.35−8.29 (m, 1H), 8.28−8.21 (m,1H), 7.95−7.83 (m, 3H), 7.72 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 7.65 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 7.47 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 6.45 (d,J= 16.0 Hz,1H), 4.28 (q,J= 7.2 Hz, 2H), 1.35 (t,J= 7.2 Hz, 3H).13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 166.84, 164.76, 152.47,143.73, 143.46, 142.69, 141.08, 134.18, 132.58, 132.37,131.33, 131.14, 130.42, 130.36, 129.52, 129.25, 128.93,1 2 2.3 6, 1 1 8.4 9, 6 0.5 4, 1 4.3 1. H R M S, 计算值C24H18N2O4([M+H]+): 399.1339, 实测值 399.1325.

4-(吩嗪-1-酰氧基) 肉桂酸正丙酯 (5c)：淡黄色固体，收率90%, m.p. 98.8～99.9 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.46−8.39 (m, 2H), 8.33−8.27 (m, 1H), 8.26−8.20 (m, 1H),7.93−7.83 (m, 3H), 7.72 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 7.64 (d,J=8.4 Hz, 2H), 7.46 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 6.45 (d,J= 16.0 Hz,1H), 4.18 (t,J= 6.8 Hz, 2H), 1.79−1.69 (m, 2H), 1.00 (t,J=7.2 Hz, 3H).13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 166.89, 164.71,152.44, 143.68, 143.41, 142.64, 141.03, 134.14, 132.54,132.34, 131.29, 131.10, 130.39, 130.32, 129.49, 129.22,128.90, 122.33, 118.46, 66.14, 22.04, 10.41. HRMS, 计算值C25H20N2O4([M+H]+): 413.1496, 实测值413.1483.

4-(吩嗪-1-酰氧基) 肉桂酸异丙酯 (5d)：淡黄色固体，收率87%, m.p. 104.5～107.0 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.49−8.42 (m, 2H), 8.35−8.30 (m, 1H), 8.29−8.24 (m, 1H),7.95−7.86 (m, 3H), 7.71 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 7.66 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 7.47 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 6.44 (d,J= 16.0 Hz,1H), 5.21−5.11 (m, 1H), 1.33 (d,J= 6.4 Hz, 6H).13C NMR(101 MHz, CDCl3),δ: 166.39, 164.80, 152.43, 143.78, 143.49,142.73, 141.12, 134.21, 132.60, 132.48, 131.37, 131.17,130.47, 130.41, 129.55, 129.24, 128.97, 122.36, 119.06, 67.89,21.95. HRMS, 计算值 C25H20N2O4([M+H]+): 413.1496, 实测值 413.1486.

4-(吩嗪-1-酰氧基) 肉桂酸正丁酯 (5e)：淡黄色固体，收率88%, m.p. 105.7～107.1 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.48−8.42 (m, 2H), 8.34−8.29 (m, 1H), 8.28−8.23 (m, 1H),7.95−7.86 (m, 3H), 7.72 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 7.66 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 7.47 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 6.46 (d,J= 16.0 Hz,1H), 4.23 (t,J= 6.8 Hz, 2H), 1.75−1.67 (m, 2H), 1.45 (m, 2H),0.98 (t,J= 7.6 Hz, 3H).13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ:166.96, 164.78, 152.48, 143.76, 143.46, 142.71, 141.11,134.20, 132.61, 132.40, 131.36, 131.16, 130.44, 130.39,129.54, 129.27, 128.96, 122.37, 118.53, 64.49, 30.76, 19.19,13.74. HRMS, 计算值 C26H22N2O4([M+H]+): 427.1652, 实测值 427.1643.

4-(吩嗪-1-酰氧基) 肉桂酸异丁酯 (5f)：淡黄色固体，收率85%, m.p. 99.4～101.9 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.48−8.42 (m, 2H), 8.35−8.30 (m, 1H), 8.28−8.23 (m, 1H),7.95−7.86 (m, 3H), 7.73 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 7.66 (d,J=8.4 Hz, 2H), 7.47 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 6.47 (d,J= 16.0 Hz,1H), 4.01 (d,J= 6.8 Hz, 2H), 2.02 (dq,J= 13.4, 6.7 Hz, 1H),1.00 (d,J= 6.8 Hz, 6H).13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ:166.95, 164.77, 152.49, 143.76, 143.47, 142.71, 141.11,134.21, 132.61, 132.40, 131.36, 131.16, 130.44, 130.39, 129.54,129.28, 128.96, 122.37, 118.51, 70.71, 27.83, 19.16. HRMS,计算值 C26H22N2O4([M+H]+): 427.1652, 实测值 427.1637.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-肉桂酰基乙二胺 (10a)：淡黄色固体，收率92%, m.p. 267.6～269.3 ℃.1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 11.19 (s, 1H), 8.86 (d,J= 6.0 Hz, 1H), 8.30−8.10(m, 3H), 7.82 (d,J= 7.6 Hz, 1H), 7.77 (d,J= 6.8 Hz, 2H),7.64 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 7.44 (s, 2H), 7.28 (d,J= 16.8 Hz,4H), 6.55 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 4.03−3.85 (m, 2H), 3.85−3.69(m, 2H).13C NMR (101 MHz, CDCl3),δ: 166.43, 166.07,143.07, 142.88, 141.08, 140.67, 140.31, 135.13, 134.80,133.76, 131.74, 131.08, 129.58, 129.51, 129.49, 129.06,128.68, 128.37, 127.67, 120.99, 40.67, 39.46. HRMS, 计算值C24H20N4O2([M+H]+): 397.1659, 实测值 397.1654.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(2-甲基) 肉桂酰基乙二胺 (10b)：淡黄色固体，收率80%, m.p. 271.4 ～ 274.2 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO),δ: 10.51 (s, 1H), 8.69 (d,J= 6.8 Hz, 1H),8.49−8.33 (m, 3H), 8.23 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 8.08−8.00 (m,1H), 8.00−7.91 (m, 1H), 7.91−7.82 (m, 1H), 7.66 (d,J=15.6 Hz, 1H), 7.48 (d,J= 6.8 Hz, 1H), 7.20 (s, 3H), 6.58 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.76−3.66 (m, 2H), 3.65−3.55 (m, 2H), 2.27(s, 3H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ: 165.49, 164.41,142.78, 142.52, 141.16, 140.01, 136.66, 136.32, 134.15,133.67, 133.02, 131.82, 131.61, 130.66, 130.31, 129.38,129.20, 126.35, 125.87, 123.39, 38.56, 19.35. HRMS, 计算值C25H22N4O2([M+H]+): 411.1816, 实测值 411.1797.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3-甲基) 肉桂酰基乙二胺 (10c)：淡黄色固体，收率85%, m.p. 272.8～275.5 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.49 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.68 (d,J= 6.0 Hz,1H), 8.42−8.32 (m, 3H), 8.20 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 8.06−7.99(m, 1H), 7.94 (t,J= 7.2 Hz, 1H), 7.90−7.82 (m, 1H), 7.41 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 7.34−7.23 (m, 3H), 7.15 (d,J= 7.2 Hz, 1H),6.67 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.71 (q,J= 5.6 Hz, 2H), 3.59 (q,J=5.6 Hz, 2H), 2.29 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ:165.48, 164.36, 142.73, 142.48, 141.03, 139.98, 138.98,138.05, 134.80, 134.13, 133.00, 131.79, 131.57, 130.27,130.16, 130.09, 129.37, 129.10, 128.80, 128.00, 124.72,122.03, 38.57, 20.92. HRMS, 计算值 C25H22N4O2([M+H]+):411.1816, 实测值 411.1801.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(4-甲基) 肉桂酰基乙二胺 (10d)：淡黄色固体，收率87%, m.p. 235.2～238.8 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.49 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.69 (d,J= 6.0 Hz,1H), 8.42−8.35 (m, 3H), 8.22 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 8.07−8.01(m, 1H), 7.96 (t,J= 7.2 Hz, 1H), 7.91−7.85 (m, 1H),7.46−7.39 (m, 3H), 7.19 (d,J= 8.0 Hz, 2H), 6.63 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.70 (q,J= 5.6 Hz, 2H), 3.58 (q,J= 5.6 Hz, 2H),2.30 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ: 165.59, 164.38,142.76, 142.52, 141.09, 140.01, 139.23, 138.87, 134.13,133.01, 132.11, 131.83, 131.63, 130.31, 130.17, 129.52,129.42, 129.12, 127.48, 121.14, 38.55, 20.96. HRMS, 计算值C25H22N4O2([M+H]+): 411.1816, 实测值 411.1802.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(2-甲氧基) 肉桂酰基乙二胺(10e)：淡黄色固体，收率81%, m.p. >280 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO),δ: 10.49 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.69 (d,J=6.0 Hz, 1H), 8.38 (t,J= 10.4 Hz, 3H), 8.22 (d,J= 8.4 Hz, 1H),8.07−8.00 (m, 1H), 7.95 (t,J= 7.6 Hz, 1H), 7.89−7.82 (m,1H), 7.69 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 7.48 (d,J= 7.6 Hz, 1H), 7.34(t,J= 8.0 Hz, 1H), 7.04 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 6.96 (t,J=7.6 Hz, 1H), 6.72 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 3.81 (s, 3H), 3.70 (q,J= 5.6 Hz, 2H), 3.59 (q,J= 5.6 Hz, 2H).13C NMR(101 MHz, DMSO),δ: 165.86, 164.37, 157.56, 142.76, 142.52,141.09, 140.01, 134.14, 134.02, 133.02, 131.77, 131.60,130.85, 130.30, 130.14, 129.43, 129.10, 127.85, 123.26,122.53, 120.69, 111.70, 55.55, 38.54. HRMS, 计算值C25H22N4O3([M+H]+): 427.1765, 实测值 427.1753.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(4-甲氧基) 肉桂酰基乙二胺(10f)：淡黄色固体，收率86%, m.p. 234.3～237.0 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.50 (s, 1H), 8.69 (d,J= 5.6 Hz, 1H), 8.47−8.36 (m, 2H), 8.33 (s, 1H), 8.24 (d,J= 7.6 Hz,1H), 8.10−7.84 (m, 3H), 7.48 (d,J= 6.8 Hz, 2H), 7.42 (d,J=15.6 Hz, 1H), 6.95 (d,J= 7.2 Hz, 2H), 6.54 (d,J= 15.6 Hz,1H), 3.77 (s, 3H), 3.69 (s, 2H), 3.58 (s, 2H).13C NMR(101 MHz, DMSO),δ: 165.74, 164.39, 160.37, 142.79, 142.55,141.13, 140.05, 138.64, 134.14, 133.03, 131.86, 131.67,130.35, 130.23, 129.15, 129.10, 127.43, 119.68, 114.41, 55.30,38.52. HRMS, 计算值 C25H22N4O3([M+H]+): 427.1765, 实测值 427.1751.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3,4-二甲氧基) 肉桂酰基乙二胺(10g)：淡黄色固体，收率79%, m.p. 204.5～206.8 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.49 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.68(d,J= 6.0 Hz, 1H), 8.38 (d,J= 8.8 Hz, 1H), 8.35 (d,J= 8.8 Hz, 1H), 8.31 (t,J= 5.6 Hz, 1H), 8.21 (d,J= 8.4 Hz, 1H),8.06−7.99 (m, 1H), 7.98−7.92 (m, 1H), 7.91−7.84 (m, 1H),7.41 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 7.14−7.05 (m, 2H), 6.95 (d,J=8.4 Hz, 1H), 6.56 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.76 (d,J= 5.2 Hz,6H), 3.70 (q,J= 5.6 Hz, 2H), 3.64−3.55 (m, 2H).13C NMR(101 MHz, DMSO),δ: 165.77, 164.37, 150.17, 148.91, 142.74,142.50, 141.06, 139.99, 139.01, 134.12, 133.00, 131.81,131.60, 130.29, 130.13, 129.43, 129.11, 127.67, 121.36,119.88, 111.78, 110.08, 55.59, 55.46, 38.53. HRMS, 计算值C26H24N4O4([M+H]+): 457.1870, 实测值 457.1863.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3,4,5-三甲氧基) 肉桂酰基乙二胺(10h)：淡黄色固体，收率61%, m.p. >280 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.48 (s, 1H), 8.68 (s, 1H), 8.45−8.29 (m,3H), 8.27−8.18 (m, 1H), 8.10−7.85 (m, 3H), 7.40 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 6.85 (s, 2H), 6.62 (d,J= 15.2 Hz, 1H), 3.78 (s, 6H),3.67 (s, 5H), 3.60 (s, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ:165.53, 153.09, 139.07, 134.11, 133.02, 131.90, 131.72,130.49, 130.39, 129.49, 129.18, 121.52, 105.01, 60.14, 55.93,38.53. HRMS, 计算值 C27H26N4O5([M+H]+): 487.1976, 实测值 487.1969.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3-三氟甲基) 肉桂酰基乙二胺(10i)：淡黄色固体，收率83%, m.p. 198.5～201.1 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.51 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.71(d,J= 6.8 Hz, 1H), 8.42 (dd,J= 8.0, 3.6 Hz, 3H), 8.26 (d,J=8.8 Hz, 1H), 8.10−8.04 (m, 1H), 7.99−7.93 (m, 1H), 7.91−7.82(m, 3H), 7.71 (d,J= 7.6 Hz, 1H), 7.63 (t,J= 7.6 Hz, 1H), 7.52(d,J= 16.0 Hz, 1H), 6.81 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 3.71 (q,J=5.6 Hz, 2H), 3.59 (q,J= 5.6 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ: 165.02, 164.41, 142.77, 142.51, 141.06,140.01, 137.16, 136.07, 134.13, 133.01,131.76, 131.55,131.28, 130.31, 130.17, 130.04, 129.73 (d,J= 31.3 Hz),129.37, 129.13, 125.72 (q,J= 4.0 Hz), 124.35,124.03 (d,JC-F= 272.7 Hz), 123.80 (q,J= 4.0 Hz), 39.28, 38.61. HRMS,计算值 C25H19F3N4O2([M+H]+): 465.1533, 实测值 465.1520.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(4-三氟甲基) 肉桂酰基乙二胺(10j)：淡黄色固体，收率87%, m.p. 252.5～255.6 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.50 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.68(d,J= 6.8 Hz, 1H), 8.51 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.38 (t,J= 7.6 Hz, 2H), 8.21 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 8.08−8.00 (m, 1H), 7.92 (m,2H), 7.73 (s, 4H), 7.51 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 6.81 (d,J=15.6 Hz, 1H), 3.71 (q,J= 5.6 Hz, 2H), 3.60 (q,J= 5.6 Hz,2H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ: 165.40, 164.84, 143.18,142.93, 141.49, 140.43, 139.36, 137.65, 134.55,133.44,132.27, 132.02, 130.66 (d,J= 15.2 Hz), 129.81 (d,J=3.0 Hz), 129.53 (d,J= 5.1 Hz), 128.55, 126.20 (d,J= 3.0 Hz),125.40, 124.54 (d,JC-F= 272.7 Hz), 39.73, 39.06. HRMS, 计算值 C25H19F3N4O2([M+H]+): 465.1533, 实测值 465.1519.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3-氟) 肉桂酰基乙二胺 (10k)：淡黄色固体，收率89%, m.p. 240.5～243.1 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 11.29 (t,J= 4.8 Hz, 1H), 8.94 (d,J= 7.2 Hz,1H), 8.34 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 8.24 (t,J= 7.2 Hz, 2H),7.92−7.82 (m, 3H), 7.58 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 7.33−7.28 (m,1H), 7.25−7.13 (m, 3H), 7.02 (t,J= 7.6 Hz, 1H), 6.49 (d,J=15.6 Hz, 1H), 3.92 (q,J= 5.6 Hz, 2H), 3.79 (q,J= 5.2Hz, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ: 165.18, 164.39, 162.47 (d,JC-F= 244.4 Hz), 142.61 (d,J= 25.3 Hz), 141.02, 139.97,137.66, 137.49 (d,J= 8.1 Hz), 134.16, 133.03, 131.81, 131.59,130.90 (d,J=9.1 Hz), 130.29, 130.05, 129.37, 129.12, 123.71(d,J= 6.1 Hz), 116.17 (d,J= 21.2 Hz), 113.94 (d,J= 22.2 Hz),38.62. HRMS, 计算值 C24H19FN4O2([M+H]+): 415.1565, 实测值 415.1566.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(4-氟) 肉桂酰基乙二胺 (10l)：淡黄色固体，收率91%, m.p. >280 ℃.1H NMR (400 MHz,DMSO),δ: 10.50 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.70 (dd,J= 7.2, 1.4 Hz,1H), 8.44−8.36 (m, 3H), 8.25 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 8.06 (dd,J=8.4, 7.2 Hz, 1H), 8.00−7.95 (m, 1H), 7.90 (m, 1H), 7.60 (dd,J= 8.4, 5.6 Hz, 2H), 7.45 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 7.23 (t,J=8.8 Hz, 2H), 6.63 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.71 (q,J= 5.6 Hz,2H), 3.59 (q,J= 5.6 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ:165.38, 164.34, 162.70 (d,JC-F= 244.4 Hz), 142.58 (d,J=25.3 Hz), 140.98, 139.93, 137.72, 134.13, 132.99, 131.77,131.55, 131.48 (d,J= 3.0 Hz), 130.23, 130.01, 129.65 (d,J=8.1 Hz), 129.33, 129.08, 122.07 (d,J= 2.0 Hz), 115.88 (d,J=22.2 Hz), 38.58. HRMS, 计算值 C24H19FN4O2([M+H]+):415.1565, 实测值 415.1549.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3-氯) 肉桂酰基乙二胺 (10m)：淡黄色固体，收率87%, m.p. 260.6～262.9 ℃.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 11.29 (s, 1H), 8.93 (s, 1H), 8.31 (s, 1H), 8.24(s, 2H), 7.88 (s, 3H), 7.54 (s, 1H), 7.44 (s, 1H), 7.27 (s, 4H),6.52 (s, 1H), 3.92 (s, 2H), 3.81 (s, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ: 165.14, 164.43, 142.77, 142.52, 141.07, 140.02,137.38, 137.18, 134.18, 133.70, 133.06, 131.85, 131.63,130.77, 130.34, 130.12, 129.40, 129.15, 127.17, 126.06,123.88, 38.62. HRMS, 计算值 C24H19ClN4O2([M+H]+): 431.1269,实测值 431.1269.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(4-氯) 肉桂酰基乙二胺 (10n)：淡黄色固体，收率89%, m.p. >280 ℃.1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 11.27 (t,J= 4.8 Hz, 1H), 8.91 (d,J= 6.4 Hz, 1H),8.31 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 8.23 (t,J= 8.0 Hz, 2H), 7.91−7.80(m, 3H), 7.56 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 7.37 (d,J= 8.4 Hz, 2H),7.28 (d,J= 8.4 Hz, 2H), 7.20 (s, 1H), 6.47 (d,J= 15.6 Hz,1H), 3.91 (q,J= 5.6 Hz, 2H), 3.79 (q,J= 5.2 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ: 166.42, 166.11, 143.30, 143.07,141.20, 140.48, 139.34, 135.37, 135.33, 134.03, 133.36,131.86, 131.16, 129.69, 129.08, 128.98, 128.89, 128.44,121.56, 41.14, 39.49. HRMS, 计算值 C24H19ClN4O2([M+H]+):431.1269, 实测值 431.1256.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(2-溴) 肉桂酰基乙二胺 (10o)：淡黄色固体，收率83%, m.p. 238.9～241.4 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO),δ: 10.51 (s, 1H), 8.70 (d,J= 6.4 Hz, 1H),8.56−8.36 (m, 3H), 8.25 (d,J= 8.0 Hz, 1H), 8.11−8.02 (m,1H), 8.02−7.93 (m, 1H), 7.93−7.85 (m, 1H), 7.76−7.58 (m,3H), 7.42 (t,J= 7.2 Hz, 1H), 7.30 (t,J= 6.4 Hz, 1H), 6.68 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.78−3.66 (m, 2H), 3.66−3.53 (m, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ: 164.88, 164.45, 142.81, 142.59,141.17, 136.81, 134.38, 134.14, 133.20, 133.06, 131.87,131.68, 131.13, 130.36, 129.43, 129.17, 128.30, 127.59,125.32, 124.19, 38.59. HRMS, 计算值 C24H19BrN4O2([M+H]+):475.0764, 实测值 475.0742.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3-溴) 肉桂酰基乙二胺 (10p)：淡黄色固体，收率87%, m.p. 275.1～277.1 ℃.1H NMR(400 MHz, DMSO),δ: 10.51 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.69 (d,J=6.8 Hz, 1H), 8.49−8.32 (m, 3H), 8.23 (d,J= 8.4 Hz, 1H),8.09−8.01 (m, 1H), 8.00−7.93 (m, 1H), 7.92−7.84 (m, 1H),7.72 (s, 1H), 7.53 (d,J= 4.8 Hz, 2H), 7.40 (d,J= 15.6 Hz,1H), 7.34 (t,J= 7.6 Hz, 1H), 6.73 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.70(q,J= 5.2 Hz, 2H), 3.58 (q,J= 5.2 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO),δ: 165.07, 164.41, 142.78, 142.53, 141.09,140.03, 137.44, 137.23, 134.14, 133.02, 131.99, 131.83,131.62, 131.01, 130.34, 130.20, 129.98, 129.39, 129.15,126.43, 123.89, 122.25, 39.29, 38.60. HRMS, 计算值C24H19BrN4O2([M+H]+): 475.0764, 实测值 475.0756.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(2-硝基) 肉桂酰基乙二胺 (10q)：淡黄色固体，收率64%, m.p. >280 ℃.1H NMR (400 MHz,DMSO),δ: 10.53 (s, 1H), 8.70 (s, 1H), 8.53 (s, 1H), 8.42 (s,2H), 8.26 (s, 1H), 8.07-7.60 (m, 7H), 6.68 (d,J= 13.6 Hz, 1H),5.75 (s, 1H), 3.72 (s, 2H), 3.58 (s, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO),δ: 164.60, 164.49, 148.31, 142.82, 142.60, 141.18,140.07, 134.11, 133.75, 133.03, 131.85, 131.66, 130.36,130.25, 129.90, 129.40, 129.17, 128.60, 126.87, 124.60, 54.94,39.27, 38.66. HRMS, 计算值 C24H19N5O4([M+H]+):442.1510, 实测值 442.1492.

N-吩嗪-1-甲酰基-N′-(3-硝基) 肉桂酰基乙二胺 (10r)：淡黄色固体，收率73%, m.p. 272.5～275.0 ℃.1H NMR (400 MHz, DMSO),δ: 10.52 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.68 (d,J= 6.8 Hz,1H), 8.49 (t,J= 5.2 Hz, 1H), 8.42−8.28 (m, 3H), 8.18 (dd,J=13.2, 8.4 Hz, 2H), 8.08−8.00 (m, 1H), 7.99−7.84 (m, 3H), 7.66(t,J= 8.0 Hz, 1H), 7.54 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 6.86 (d,J= 15.6 Hz, 1H), 3.77−3.66 (m, 2H), 3.65−3.54 (m, 2H).13C NMR(101 MHz, DMSO),δ: 164.86, 164.40, 148.25, 142.75, 142.50,141.04, 140.00, 136.72, 136.52, 134.14, 133.87, 133.02,131.84, 131.59, 130.46, 130.31, 130.13, 129.35, 129.12,125.08, 123.72, 121.47, 39.27, 38.64. HRMS, 计算值C24H19N5O4([M+H]+): 442.1510, 实测值 442.1504.

1.4 生物活性测定

1.4.1 离体杀菌活性测定 采用菌丝生长速率法[19]。药剂浓度为0.20 mmol/L，以申嗪霉素为对照药剂。对于初筛活性高的化合物进一步测定其EC50值。

1.4.2 除草活性测定 采用培养皿法[20]。初筛浓度为0.50 mmol/L，以丁草胺为对照药剂，初筛活性高的化合物采用SPSS 25.0 软件计算其IC50值和95%置信区间。

2 结果与讨论

2.1 目标化合物的合成

在中间体4 的合成中，如果按照文献中报道的待反应结束后先浓缩再调节pH 值，然后再用水洗涤，则在TLC 检测时产物点会消失，这可能是由于目标化合物在酸性条件下不稳定。因此，本研究采用先调节pH 值使反应液呈中性后再用水洗涤，之后再减压浓缩，可以较高的收率得到中间体4。

2.2 目标化合物的生物活性

2.2.1 离体杀菌活性 测定结果 (表1) 表明：在0.20 mmol/L 时，大部分吩嗪-1-羧酸酯类衍生物(5a～5f) 对水稻稻瘟病菌具有较好的抑制活性，其中化合物5a 的抑制率达78.37%，略低于对照药剂申嗪霉素(86.91%)，但所有目标化合物对其他5 种植物病原真菌的抑制活性均较弱。

表1 目标化合物在0.20 mmol/L 下对6 种植物病原菌菌丝生长的抑制作用Table 1 Inhibition of target compounds at 0.20 mmol/L against six pathogenic fungi in vitro

续表1Table 1 (Continued)

根据初筛结果，测定了对水稻稻瘟病菌抑制活性较高的化合物的 EC50值。从表2 的数据可以看出，化合物5a、5b、5c、5d 和5f 对水稻稻瘟病菌的EC50值分别为0.11、0.13、0.15、0.14 和0.15 mmol/L，杀菌活性均低于对照药剂申嗪霉素。

表2 部分目标化合物对水稻稻瘟病菌的EC50 值Table 2 The EC50 value of some target compounds against P. oryzae

初步构效关系分析结果表明，当R1为不同长度碳链烷基时，会对化合物的抑菌活性产生影响。从化合物5a、5b、5c 和5e 对水稻稻瘟病菌的抑制结果可以看出：随着碳链的增加，化合物的抑菌活性有所降低，说明烷基基团越大，空间位阻越大，抑菌活性越弱。从化合物5c、5d、5e 和5f 的抑菌结果可以看出，当R1为相同碳链长度的烷基时，正烷基化合物的抑菌活性低于异烷基化合物。

2.2.2 除草活性 测定结果 (表3) 表明：在0.50 mmol/L 时，大部分目标化合物对油菜生长具有较好的抑制活性，部分化合物对油菜根长具有较强的抑制活性，如化合物10b、10e 和10f 对油菜根长的抑制率分别为80.68%、82.23%和80.67%，其中化合物1 0 e 与对照药剂丁草胺 (8 3.1 1%)的活性相当。大部分目标化合物对稗草生长均具有一定的抑制活性，但均低于对照药剂。

表3 目标化合物在0.50 mmol/L 下对油菜和稗草的生长抑制活性Table 3 Growth inhibition of target compounds at 0.50 mmol/L against Brassica campestris and Echinochloa crusgalli

根据初筛结果，进一步测定了对油菜生长抑制活性较高的化合物的IC50值。从表4 的结果可以看出：化合物10b、10e 和10f 对油菜根长的IC50值分别为0.061、0.057 和0.076 mmol/L，其中化合物10e 与对照药剂丁草胺的IC50值无显著差异；化合物10b、10e 和10f 对油菜芽长的IC50值分别为0.49、0.34 和0.50 mmol/L。

表4 目标化合物10b、10e 和10f 对油菜的IC50 值Table 4 IC50 values of target compounds 10b, 10e and 10f against Brassica campestris

初步的构效关系分析表明，当R2为不同取代基时，会影响化合物对油菜根长的抑制活性。化合物10b (R2= 2-CH3)、10e (R2= 2-OCH3) 和10f(R2= 4-OCH3) 对油菜根长的抑制活性最高，说明R2为甲基或甲氧基时，供电子基团的存在能提高化合物对油菜的生长抑制活性，但是供电子基团的数量与生长抑制活性之间并非是简单的活性相加，例如化合物10e (R2= 2-OCH3) 和10f (R2=4-OCH3) 对油菜根长的抑制活性高于化合物10g(R2= 3,4-2OCH3) 和10h (R2= 3,4,5-3OCH3)。此外，吩嗪-1-羧酸酯类衍生物 (5a～5f) 对油菜根长的抑制活性显著低于吩嗪-1-甲酰胺类衍生物 (10a～10r)，这可能与吩嗪-1-甲酰胺类衍生物中双酰胺结构的存在有关。

3 结论

本文以申嗪霉素和不同取代的肉桂酸为原料，通过酯化反应和酰基的亲核取代反应合成了两个系列含肉桂酸结构片段的吩嗪-1-羧酸酯类衍生物5a～5f 和吩嗪-1-甲酰胺类衍生物10a～10r，所有衍生物的结构均得到1H NMR、13C NMR 和高分辨质谱确证。离体杀菌活性结果表明，在0.20 mmol/L 下，除化合物5a 对水稻稻瘟病菌的杀菌活性为78.37%，其EC50值为0.11 mmol/L，略低于申嗪霉素外，其余大部分化合物的杀菌活性并未达到预期。除草活性结果表明，在浓度为0.50 mmol/L 时，大部分吩嗪-1-甲酰胺类衍生物对油菜根长具有较强的抑制活性，如化合物10b、10e 和10f 的IC50值分别为0.061、0.057 和0.076 mmol/L，其中10e 与对照药剂丁草胺的IC50值无显著差异。

结合目标化合物的生物活性测试结果，可以看出，在吩嗪-1-羧酸上引入肉桂酸结构片段并不能有效提高其杀菌活性，但能显著提高其除草活性。本研究为吩嗪-1-羧酸的生物活性改善和结构改造提供了新思路。