四氢异喹啉酮-4-羧酸类化合物的合成及抑菌活性

李 敏, 员春霞, 房雅丽, 张治家, 王德龙

(山西农业大学 植物保护学院，山西 太谷 030801)

天然产物因其结构的多样性和新颖性表现出丰富多样的生物活性，其中一些不仅可以直接作为农药使用，而且为许多商品化农药提供了重要的结构上的借鉴[1-2]。人们常以具有农用活性的天然产物或其活性结构片段为先导物，通过进一步结构改造优化，得到具有商品化潜力的农药分子。例如，近些年来登记的新烟碱类杀虫剂氟吡呋喃酮就是以百部叶碱中的丁烯羟酸内酯结构片段为先导经结构优化而来[3]；而杀虫剂afidopyropen则是在原有天然产物结构上经过衍生修饰而来的[4-5]；对天然产物UK-2A 进行衍生修饰得到吡啶酰胺类杀菌剂fenpicoxamid，进一步提取其活性结构片段进行类似物合成得到杀菌剂florylpicoxamid[6-7]。

具有异喹啉-1(2H)-酮骨架的天然生物碱在自然界中分布广泛。Cava 早在1966 年就从莲叶桐Hernandia ovigeraL.中分离出有此骨架结构的生物碱N-methylcorydaldine[8]。后来，人们又相继从其他植物、动物和微生物中分离得到了该类化合物[9-14]，其主要以3,4 位饱和的 (1) 或者以其不饱和的 (2) 形式存在[9](图式1)。异喹啉-1(2H)-酮类生物碱及其衍生物具有广泛的生物活性。在医药方面，该类化合物表现出抗肿瘤[15-19]、抗病毒[20]、抗菌消炎[21-22]、抗胃溃疡[10]、保肝[11]、治疗中枢神经系统疾病[23]和心血管疾病[24]等生物活性；在农业方面，异喹啉-1(2H)-酮类化合物不仅可以防治植物病害[25]，还能增强植物对非生物胁迫的抗逆能力[26]，同时具有出一定的除草活性[27]。

图式1 3,4 位饱和(1) 和不饱和(2) 的天然异喹啉-1(2H)-酮骨架Scheme 1 The skeleton of saturated (1) and unsaturated(2) natural isoquinoline-1(2H)-one at C3 and C4 positions

目前国内外对异喹啉-1(2H)-酮类化合物的农用活性研究报道较少，有文献报道具该骨架的N 和C3 位取代的四氢异喹啉酮类化合物对小麦白粉病、小麦叶锈病、番茄灰霉病和葡萄霜霉病有一定的室内防效[25]。由于Castagnoli-Cushman 反应具有操作简单、反应条件温和与后处理较简便等优点，在基于多样性导向合成构建化合物库中有重要的应用[28-29]，因此本研究通过该反应合成了一系列具有异喹啉-1(2H)-酮骨架的衍生物——四氢异喹啉酮-4-羧酸类化合物(合成路线见图式2)，并测定其抑菌活性，以期能发现有较高活性的化合物，同时对所合成化合物进行构效关系分析，旨在为进一步结构优化提供参考。

图式2 目标化合物的合成路线Scheme 2 Synthetic route of target compounds

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与药剂

Bruker Avance III 400 MHz 核磁共振仪，以DMSO-d6和CDCl3为溶剂；用Waters Xevo G2-XS QTof 高分辨质谱仪 (ESI 离子源)。SZCL-3B 数显智能控温磁力搅拌器(巩义市英峪博研仪器设备厂)；DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)；RE-52AA 旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)；ZF-6 型三用紫外线分析仪(上海嘉鹏科技有限公司)；北京恒奥德X-5 数字显微熔点仪。

试剂均为分析纯(AR)，均购于麦克林试剂网(上海麦克林生化科技有限公司)。二氯甲烷(DCM)和甲苯(toluene) 在氮气保护下分别经氢化钙和钠丝干燥后蒸馏除水使用，其他试剂除特别注明外，均未经进一步处理。对照药剂为98%啶酰菌胺(boscalid)原药，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 供试菌株及材料

供试菌株：油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporumf.sp.niveum、胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides、粉红聚端孢菌Trichothecium roseum、苹果斑点落叶病菌Alternaria mali和立枯丝核菌Rhizoctonia solani，均由山西农业大学植物保护学院植物病害研究室粮食作物病害课题组提供并保存。

供试材料：将品氏基质(PINDSTRUP) 和蛭石按照体积比8 : 2 的比例混合作为培养基质，在64 cm2盆中种植油菜种子(品种为早熟938，每盆留苗3～5 棵)，并在温室中(25 ℃、12 h/12 h 的光周期) 培养。取6～8 叶期的离体叶片为供试材料。

1.3 目标化合物的合成

1.3.1 中间体亚胺3 的合成 参考文献方法[30]制备。将无水硫酸钠(15 mmol) 加入到25 mL 圆底烧瓶中，再依次加入醛(5.5 mmol)、胺(5 mmol)和无水二氯甲烷(10 mL)，室温下搅拌24 h，用薄层层析(TLC，展开剂为V(石油醚) :V(乙酸乙酯) =9 : 1) 监测至反应完成。过滤得滤液，减压蒸出溶剂，加少量乙醇，充分溶解后减压除去溶剂，得中间体亚胺3，无需纯化，直接用于下一步反应。

1.3.2 四氢异喹啉酮-4-羧酸类化合物(5a～6f) 的合成 参考文献方法[31]制备。向25 mL 的圆底烧瓶中依次加入相应的亚胺3 (3 mmol)、高酞酸酐(3 mmol) 和无水甲苯 (20 mL)，升温至120 ℃回流搅拌6 h。待反应完成后，若生成固体，则抽滤并用5 mL 乙腈洗涤后得固体粉末；若未生成固体，则减压除去溶剂，将析出的固体用10 mL 乙腈搅拌悬浮，抽滤并用5 mL 乙腈洗涤，得固体粉末。上述固体粉末在乙腈中重结晶得目标化合物5a～6f。

1-氧代-2-丙基-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5a)：白色粉末，产率86%；熔点171～175 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.10 (s, 1H), 8.00～7.98 (m, 1H),7.38～7.37 (m, 2H), 7.24～7.17 (m, 4H), 7.11～7.09 (m, 2H),5.36 (s, 1H), 4.10 (s, 1H), 3.99～3.93 (m, 1H), 2.83～2.78 (m,1H), 1.67～1.53 (m, 2H), 0.86 (t,J= 5.6 Hz, 3H).13C NMR(100 MHz, DMSO-d6), δ: 172.2, 163.3, 139.6, 133.6, 131.9,129.7, 129.3, 128.7, 128.0, 127.6, 126.9, 126.1, 60.9, 50.8,47.8, 20.8, 11.4.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C19H20NO3计算值：310.1443；测量值：310.1440.

1-氧代-2-异丙基-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5b)：白色粉末，产率81%；熔点179～181 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.10 (s, 1H), 7.96～7.94 (m, 1H),7.38～7.36 (m, 2H), 7.20～7.08 (m, 6H), 5.38 (s, 1H), 4.86～4.80(m, 1H), 4.04 (s, 1H), 1.20 (d,J= 6.8 Hz, 3H), 0.85 (d,J= 7.2 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 172.1, 162.6,141.3, 133.1, 131.5, 130.3, 129.3, 128.3, 127.8, 127.2, 126.9,126.1, 56.3, 51.6, 45.3, 20.2, 19.6.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C19H20NO3计算值：310.1443；测量值：310.1440.

1-氧代-2-戊基-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5c)：白色粉末，产率83%；熔点157～160 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.00 (s, 1H), 8.04～8.02 (m, 1H),7.55～7.50 (m, 2H), 7.45～7.19 (m, 4H), 7.02～7.00 (m, 2H),5.11 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 4.73 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 3.85～3.79(m, 1H), 2.88～2.82 (m, 1H), 1.58～1.52 (m, 1H), 1.47～1.43 (m,1H), 1.23～1.22 (m, 4H), 0.82 (t,J= 5.2 Hz, 3H).13C NMR(100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 162.6, 137.4, 133.5, 131.7,129.1, 128.1, 128.1, 127.9, 127.7, 127.3, 127.2, 61.2, 48.2,45.6, 28.5, 27.0, 21.8, 13.8.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C21H24NO3计算值：338.1756；测量值：338.1752.

1-氧代-2-正十二烷基-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5d)：白色粉末，产率75%；熔点166～168 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.01 (s, 1H), 8.03～8.02 (m, 1H),7.55～7.48 (m, 2H), 7.44～7.00 (m, 6H), 5.10 (d,J= 4.8 Hz,1H), 4.71 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 3.84～3.78 (m, 1H), 2.87～2.82(m, 1H), 1.54～1.43 (m, 2H), 1.27～1.19 (m, 18H), 0.86 (t,J=4.4 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 162.6,137.4, 133.5, 131.7, 129.1, 128.5, 128.1, 127.9, 127.7, 127.3,126.0, 61.2, 48.2, 45.7, 31.3, 29.0, 29.0, 28.9, 28.7, 27.3, 26.3,22.1, 13.9.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C28H38NO3计算值：436.2852；测量值：436.2841.

1-氧代-2,3-二苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5e)：白色粉末，产率89%；熔点203～205 ℃。1H NMR (400 MHz,DMSO-d6), δ: 13.03 (s, 1H), 8.09～8.07 (m, 1H), 7.62～7.57 (m,2H), 7.52～7.48 (m, 1H), 7.33～7.29 (m, 2H), 7.20～7.16 (m,6H), 7.05～7.03 (m, 2H), 5.50 (d,J= 5.6 Hz, 1H), 4.96 (d,J=5.6 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 162.9,141.7, 137.3, 134.3, 132.3, 129.2, 128.6, 128.2, 128.0, 127.9,127.8, 127.6, 127.4, 126.6, 64.4, 49.0.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C22H18NO3计算值：344.1287；测量值：344.1277.

1-氧代-2-(4-氟苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5f)：白色粉末，产率88%；熔点191～193 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.97 (s, 1H), 8.10～8.09 (m, 1H),7.62～7.57 (m, 2H), 7.52～7.49 (m, 1H), 7.24～7.21 (m, 2H),7.19～7.18 (m, 3H), 7.15～7.11 (m, 2H), 7.07～7.05 (m, 2H),5.51 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 4.93 (d,J= 4.8 Hz, 1H).13C NMR(100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.0, 160.2 (d,1JC-F= 244.9 Hz), 137.8 (d,4JC-F= 2.9 Hz), 137.1, 134.4, 132.3, 129.5 (d,3JC-F= 8.6 Hz), 129.0, 128.1, 128.0, 128.0, 127.8, 127.7, 127.6,115.3 (d,2JC-F= 22.7 Hz), 64.4, 49.0.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C22H17FNO3计算值：362.1192；测量值：362.1189.

1-氧代-2-(4-氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5g)：白色粉末，产率79%；熔点201～203 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.03 (s, 1H), 8.08～8.06 (m, 1H),7.60～7.59 (m, 2H), 7.52～7.48 (m, 2H), 7.38～7.35 (m, 2H),7.23～7.17 (m, 4H), 7.06～7.04 (m, 2H), 5.54 (d,J= 5.6 Hz,1H), 4.88 (d,J= 5.6 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6),δ: 170.5, 163.1, 140.4, 137.1, 134.5, 132.5, 130.8, 129.3,128.9, 128.6, 128.2, 128.1, 128.0, 127.9, 127.8, 127.7,64.1, 49.1.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H17ClNO3计算值：378.0897；测量值：378.0888.

1-氧代-2-(4-溴苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5h)：白色粉末，产率82%；熔点223～225 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.99 (s, 1H), 8.09～8.08 (m,1H), 7.60～7.49 (m, 4H), 7.19～7.15 (m, 6H), 7.07～7.05 (m,2H), 5.55 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.0, 140.8, 137.0,134.5, 132.5, 131.5, 129.6, 128.9, 128.2, 128.0, 127.9, 127.9,127.7, 127.7, 119.2, 64.0, 49.1.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H17BrNO3计算值：422.0392；测量值：422.0387.

1-氧代-2-(4-碘苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5i)：白色粉末，产率80%；熔点231～234 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.99 (s, 1H), 8.08～8.07 (m, 1H),7.66～7.59 (m, 4H), 7.51～7.48 (m, 1H), 7.18～7.17 (m, 3H),7.05～7.01 (m, 4H), 5.53 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.9, 163.4,141.8, 137.9, 137.5, 134.9, 133.0, 130.3, 129.4, 128.7, 128.6,128.4, 128.3, 128.2, 125.8, 92.6, 64.5, 49.6.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H17INO3计算值：470.0253；测量值：470.0246.

1-氧代-2-(3-溴苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5j)：白色粉末，产率78%；熔点217～219 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.04 (s, 1H), 8.11～8.10 (m, 1H),7.62～7.58 (m, 2H), 7.52～7.49 (m, 2H), 7.40～7.17 (m, 6H),7.10～7.08 (m, 2H), 5.58 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 4.93 (d,J=4.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 163.1,143.0, 137.0, 134.5, 132.6, 130.5, 130.4, 129.5, 128.9, 128.2,128.1, 128.0, 127.8, 127.7, 126.5, 120.9, 64.1, 49.1.ESIHRMS:m/z[M + H]+C22H17BrNO3计算值：422.0392；测量值：422.0387.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(5k)：白色粉末，产率91%；熔点230～232 ℃。1H NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.01 (s, 1H), 8.09～8.08 (m, 1H),7.61～7.58 (m, 2H), 7.57～7.54 (m, 2H), 7.52～7.49 (m, 1H),7.20～7.10 (m, 6H), 5.62 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.86 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 163.2,141.3, 136.8, 134.6, 132.7, 130.7, 130.3, 129.6, 129.0, 128.7,128.3, 128.2, 128.0, 127.9, 127.8, 127.8, 63.8, 49.2.ESIHRMS:m/z[M + H]+C22H16Cl2NO3计算值：412.0507；测量值：412.0500.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(6a)：白色粉末，产率76%；熔点221～224 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.97 (s, 1H),8.07～8.06 (m, 1H), 7.61～7.49 (m, 5H), 7.16～7.14 (m, 1H),6.99～6.74 (m, 4H), 5.54 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.81 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 3.66 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ:170.5, 163.1, 158.9, 141.4, 134.7, 132.6, 130.7, 130.3, 129.6,129.2, 128.9, 128.6, 127.9, 127.9, 127.8, 127.7, 113.6, 63.3,54.9, 49.2.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C23H18Cl2NO4计算值：442.0613；测量值：442.0618.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-(戊氧基) 苯基)-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(6b)：白色粉末，产率80%；熔点208～210 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 12.96 (s,1H), 8.07～8.06 (m, 1H), 7.61～7.55 (m, 4H), 7.51～7.14 (m,2H), 6.97～6.72 (m, 4H), 5.53 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.80 (d,J=4.4 Hz, 1H), 3.84 (t,J= 4.8 Hz, 2H), 1.65～1.61 (m, 2H),1.34～1.28 (m, 4H), 0.86 (t,J= 5.6 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.5, 163.1, 158.3, 141.4, 134.7, 132.6,130.7, 130.3, 129.6, 129.2, 128.9, 128.7, 128.5, 128.0, 127.9,127.8, 127.8, 114.1, 67.3, 63.4, 49.3, 28.3, 27.7, 21.9, 13.9.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C27H26Cl2NO4计算值：498.1239；测量值：498.1243.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(3,4-二甲氧基苯基)-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(6c)：白色粉末，产率85%；熔点233～235 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.02 (s,1H), 8.09～8.07 (m, 1H), 7.61～7.49 (m, 4H), 7.21～7.14 (m,2H), 6.77～6.65 (m, 3H), 5.56 (d,J= 4.0 Hz, 1H), 4.75 (d,J=4.0 Hz, 1H), 3.65 (s, 3H), 3.53 (s, 3H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6), δ: 170.7, 163.3, 148.5, 148.0, 141.4, 134.9, 132.6,130.6, 130.2, 129.8, 128.9, 128.8, 128.2, 128.0, 127.8, 127.7,125.3, 120.6, 111.7, 111.2, 63.5, 55.3, 55.1, 49.6.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C24H20Cl2NO5计算值：472.0719；测量值：472.0732.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-氟苯基)-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(6d)：白色粉末，产率77%；熔点233～235 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.04 (s, 1H), 8.08～8.07(m, 1H), 7.63～7.51 (m, 5H), 7.17～7.02 (m, 5H), 5.65 (d,J=4.4 Hz, 1H), 4.83 (d,J= 4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,DMSO-d6), δ: 170.5, 163.1, 161.7 (d,1JC-F= 245.4 Hz), 141.1,134.6, 133.1 (d,4JC-F= 2.7 Hz), 132.7, 130.8, 130.3, 130.1 (d,3JC-F= 8.2 Hz), 129.8, 129.1, 128.5, 127.9, 127.8, 115.1 (d,2JC-F= 21.5 Hz), 63.0, 49.2.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H15Cl2FNO3计算值：430.0413；测量值：430.0416.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-氯苯基)-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(6e)：白色粉末，产率82%；熔点235～237 ℃。

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.09 (s, 1H), 8.11～8.10(m, 1H), 7.66～7.53 (m, 5H), 7.32～7.30 (m, 2H), 7.20～7.18 (m,1H), 7.14～7.12 (m, 2H), 5.68 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J=4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.1,141.1, 135.9, 134.4, 132.8, 132.8, 130.8, 130.4, 129.9, 129.7,128.5, 128.3, 128.0, 128.0, 127.9, 127.7, 63.0, 49.1.ESIHRMS:m/z[M + H]+C22H15Cl3NO3计算值：446.0118；测量值：446.0123.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-(4-溴苯基)-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸(6f)：白色粉末，产率79%；熔点245～247 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6), δ: 13.09 (s, 1H), 8.11～8.09(m, 1H), 7.71～7.61 (m, 5H), 7.58～7.53 (m, 2H), 7.23～7.18 (m,1H), 7.07～7.05 (m, 2H), 5.66 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 4.89 (d,J=4.4 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, DMSO-d6), δ: 170.4, 163.0,141.1, 136.3, 134.4, 132.7, 131.6, 130.8, 130.3, 130.2, 129.7,129.1, 128.5, 128.0, 127.9, 127.7, 126.5, 121.4, 63.1, 49.0.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C22H15BrCl2NO3计算值：489.9612；测量值：489.9607.

1.3.3 四氢异喹啉酮-4-羧酸酯类衍生物(7a～7e)的合成 参考文献方法[32]制备。化合物5k (1 mmol)加入到25 mL 的圆底烧瓶中，再依次加入无水二氯甲烷(5 mL)、二环己基碳二亚胺(DCC) (1.1 mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP) (0.1 mmol) 和羟基化合物(1.1 mmol)，室温下搅拌8 h，TLC 监测(展开剂 :V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 8 : 2) 至反应完成。产物经1%碳酸氢钠溶液洗涤，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经硅胶柱层析分离(洗脱剂：V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 15 : 1)得到粗品，用V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 1 : 1 的混合溶剂重结晶，得化合物7a～7e。

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸甲酯(7a)：无色透明油状物，产率83%。1H NMR(400 MHz, CDCl3), δ: 8.23～8.22 (m, 1H), 7.52～7.51 (m, 1H),7.49～7.47 (m, 2H), 7.41～7.21 (m, 6H), 7.13～7.12 (m, 2H),5.60 (s, 1H), 4.03 (d,J= 0.8 Hz, 1H), 3.76 (s, 3H).13C NMR(100 MHz, CDCl3), δ: 171.3, 163.6, 142.0, 138.8, 133.2, 133.1,132.5, 131.3, 130.9, 130.0, 129.4, 129.2, 129.2, 129.1, 128.9,128.6, 126.6, 126.5, 65.0, 53.4, 51.8.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C23H18Cl2NO3计算值：426.0664；测量值：426.0656.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸苯酯(7b)：白色固体，产率81%；熔点131～134 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3)，δ: 8.30～8.28 (m, 1H),7.54～7.52 (m, 3H), 7.40～7.39 (m, 4H), 7.30～7.28 (m, 3H),7.26～7.23 (m, 2H), 7.20～7.18 (m, 2H), 7.00～6.98 (m, 2H),5.67 (s, 1H), 4.30 (d,J= 0.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz,CDCl3)，δ: 169.6, 163.5, 150.7, 141.9, 138.6, 133.4, 133.1,132.0, 131.5, 131.0, 130.0, 130.0, 129.4, 129.4, 129.3, 129.3,129.1, 128.8, 126.8, 126.7, 126.7, 121.5, 64.9, 51.9.ESIHRMS:m/z[M + H]+C28H20Cl2NO3计算值：488.0820；测量值：488.0825.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸苄酯(7c)：白色固体，产率84%；熔点161～163 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3), δ: 8.25～8.23 (m, 1H), 7.49～7.47(m, 2H), 7.41～7.40 (m, 1H), 7.34～7.32 (m, 4H), 7.25～7.20 (m,6H), 7.13～7.12 (m, 2H), 7.06～7.05 (m, 1H), 5.57 (s, 1H),5.24～5.12 (m, 2H), 4.07 (d,J= 0.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, CDCl3), δ: 170.6, 163.6, 141.9, 138.8, 135.4, 133.2,132.9, 132.5, 131.2, 130.9, 129.9, 129.3, 129.3, 129.1, 129.0,129.0, 128.9, 128.6, 128.4, 126.6, 126.3, 68.0, 65.0, 52.1.ESIHRMS:m/z[M + H]+C29H22Cl2NO3计算值：502.0977；测量值：502.0981.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸苯乙酯(7d)：白色固体，产率87%；熔点161～164 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3), δ: 8.23～8.22 (m, 1H), 7.48～7.45(m, 3H), 7.38～7.37 (m, 1H), 7.25～7.23 (m, 6H), 7.16～7.14 (m,2H), 7.11～7.10 (m, 2H), 7.03～7.02 (m, 2H), 5.53 (s, 1H),4.42～4.33 (m, 2H), 3.97 (d,J= 0.4 Hz, 1H), 2.86 (t,J= 4.4 Hz, 2H).13C NMR (100 MHz, CDCl3), δ: 170.7, 163.5, 141.9,138.8, 137.6, 133.1, 133.0, 132.5, 131.2, 130.9, 130.1, 129.3,129.2, 129.1, 129.1, 129.0, 128.9, 128.8, 128.6, 127.0, 126.6,126.4, 66.7, 64.9, 51.9, 35.2.ESI-HRMS:m/z[M +H]+C30H24Cl2NO3计算值：516.1133；测量值：516.1137.

1-氧代-2-(3,4-二氯苯基)-3-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉-4-羧酸环己酯(7e)：白色固体，产率92%；熔点137～139 ℃。

1H NMR (400 MHz, CDCl3), δ: 8.23～8.22 (m, 1H), 7.53～7.46(m, 3H), 7.40～7.39 (m, 1H), 7.26～7.21 (m, 5H), 7.15～7.14 (m,2H), 5.59 (s, 1H), 4.87～4.84 (m, 1H), 4.01 (d,J= 1.2 Hz, 1H),1.79～1.24 (m, 10H).13C NMR (100 MHz, CDCl3), δ: 170.2,163.7, 142.0, 139.0, 133.0, 133.0, 131.2, 130.9, 129.8, 129.3,129.2, 129.1, 128.9, 128.8, 128.5, 126.6, 126.4, 74.6, 65.1,52.3, 31.6, 31.4, 25.5, 23.5, 23.4.ESI-HRMS:m/z[M + H]+C28H26Cl2NO3计算值：494.1290；测量值：494.1292.

1.4 生物活性测定

1.4.1 离体抑菌活性测定 采用菌丝生长速率法测定目标化合物在100 μg/mL 下对7 种供试植物病原真菌的抑菌活性[33]。用十字交叉法测量菌落直径(mm)，按公式(1)计算抑制率(I)：

其中，DC为对照组菌落生长直径；DT为处理组菌落生长直径。试验结果为3 次独立重复试验的平均值 ± 标准误差，每次独立的重复试验设置3 个平行重复。

选取初筛活性较好的目标化合物测定其EC50值。化合物质量浓度梯度设置为100、50、20、10 和5 μg/mL。阳性对照啶酰菌胺的质量浓度梯度设置为1.0、0.5、0.2、0.1 和0.05 μg/mL。将质量浓度和抑制率分别转化为对数值和几率值后，利用文献方法[34]计算EC50值和其95%的置信区间。

1.4.2 室内药效测定 采用离体叶片组织法测定供试化合物对油菜菌核病的室内药效。采摘健康、长势一致的新鲜油菜叶片，用75%酒精擦拭叶面消毒晾干。用打孔器从生长4 d 的油菜菌核病菌菌落边缘打下菌饼(直径5 mm)，并在叶片中央用消毒后的针刺伤，将其接种到叶片的伤口处。然后配制500、200 和100 μg/mL 的供试化合物溶液，保护作用需要在接菌前1 d 喷施，治疗作用在接菌后1 d 喷施，喷施的药液应达到叶片的最大持留量。以啶酰菌胺(10 μg/mL)为阳性对照，无菌水处理为空白对照。每处理设置5 个重复。将处理后的叶片置于温室保湿培养(温度25 ℃，相对湿度80%)，2 d 后，十字交叉法测量病斑直径，不规则病斑采用3 次不同部位十字交叉法测量取均值作为其直径，然后计算每个浓度下的病斑面积平均值，按公式(2)计算防治效果(E)[35]。

其中：S0为对照组病斑平均面积，cm2；ST为处理组病斑平均面积，cm2。结果为5 个重复的平均值 ± 标准误差。

2 结果与讨论

2.1 目标化合物的合成与表征

合成反应得到的产物存在3,4 位顺式和反式两类立体异构体。由已报道文献可知，对于C3 位为苯基取代的该类化合物，反式异构体的δH3高于5.0，δH4大多低于4.3，并且3JH3-H4小于2.0 Hz[31,36-38]；对于顺式异构体，δH3高于5.0，由于同侧苯环的屏蔽作用δH4高于4.5，两个氢在氢谱上可看到明显的耦合裂分且3JH3-H4大于4.0 Hz[39-40]。据此，通过所得化合物的氢谱数据可知，5a、5b 和7a～7e 为3,4 位反式构型，6c～6f 的顺反构型比例分别为10 : 1、5 : 1、10 : 1 和5 : 3，其余化合物为顺式构型。已有报道表明，在碱性条件下，如采用N,N′-羰基二咪唑(CDI)合成酯[41]和在氢氧化钠水溶液中[42]会引起3,4 位构型的翻转；本研究发现，5k 在DCC/DMAP 缩合条件下同样会导致构型翻转，从而得到反式产物7a～7e。在反式构型化合物5a 的氢谱中，δ13.10 的单峰是羧基上氢的信号峰，δ8.00～7.09 的吸收峰是苯环上9 个氢的信号峰，δ5.36 和δ4.10 的单峰分别是H3 和H4 的信号峰，其余为N2 上正丙基的信号峰；在其碳谱中，δ172.2 和163.3 分别是羧基碳和羰基碳的信号峰，δ60.9 和50.8 分别是C3 和C4 的信号峰，其余在芳香区的吸收峰(δ126.1～139.6)是苯环上碳的信号峰，高场区的吸收峰为正丙基碳的信号峰。而在顺式构型5e 的氢谱中，δ5.50 和δ4.95的双峰(3JH3-H4= 5.6 Hz)分别是H3 和H4 的信号峰。对于邻位取代的胺类底物——邻甲基苯胺、邻乙基苯胺、邻苯氧基苯胺、邻苯甲基苯胺、邻氟苯胺、2,3-二甲基苯胺和2,6-二甲基苯胺，本研究中未发现有相应的目标产物生成。

2.2 目标化合物的生物活性

2.2.1 离体抑菌活性 目标化合物5a～5k、6a～6f和7a～7e 在100 μg/mL 下对7 种植物病原真菌的菌丝生长抑制率见表1。由表中数据可知，在2 号位N 原子上引入不同取代基(5a～5k)对7 种病原真菌的菌丝生长均表现出抑制作用，但抑制程度有所差异。对于油菜菌核病菌，供试化合物对菌丝生长的抑制率均达到80%以上，其中，化合物5g～5k 的抑制率超过90%。化合物5f 对立枯丝核菌菌丝生长的抑制效果最好，抑制率为93.7%，化合物5e 对胶孢炭疽菌菌丝生长的抑制作用最强，抑制率为87.5%，其余化合物对这两种供试病原菌都具有中等的抑制活性。供试化合物对西瓜枯萎病菌、番茄灰霉病菌和苹果斑点落叶病菌的抑制活性相对较弱，最高抑制率分别为82.3%、78.0%和78.8%。供试化合物对粉红聚端孢菌的抑制活性最差。在3 号位引入不同取代基得到的化合物6a～6f 对7 种病原真菌的活性也有类似的趋势；而酯类化合物7a～7e 的抑制率均低于20%。综上，所合成的四氢异喹啉酮-4-羧酸类化合物对多种病原菌均有抑制作用，但对油菜菌核病菌的抑制效果最好。

表1 化合物5a～5k、6a～6f 和7a～7e 在100 μg/mL 下对7 种植物病原菌菌丝生长抑制率Table 1 The inhibition rates of compounds 5a-5k、6a-6f and 7a-7e against mycelial growth of 7 plant pathogenic fungi at the concentration of 100 μg/mL

进一步测定化合物5a～5k 和6a～6f 对油菜菌核病菌菌丝生长的EC50值。结果 (表2) 表明，不同化合物对油菜菌核病菌菌丝生长的抑制活性有所差异。其中，化合物5k 对油菜菌核病菌的抑菌活性最好，EC50值为5.8 μg/mL，但活性不及对照药剂啶酰菌胺(EC50=0.094 μg/mL) (图1)；对于6a～6f，6f 的抑菌活性最强，EC50值为32.0 μg/mL，但低于先导化合物5k。酯类化合物7a～7e 在200 μg/mL 下对油菜菌核病菌的菌丝生长抑制率均低于30%。以上结果表明，在化合物5k 的3 位苯环上引取代基以及对4 号位羧基进行酯化均不利于活性提高。

表2 化合物5a～5k、6a～6f 和7a～7e 对油菜菌核病菌皿内菌丝生长的毒力(4 d)Table 2 The toxicities of compounds 5a-5k, 6a-6f and 7a-7e against S.sclerotiorum (4 d)

图1 不同浓度化合物5k 和啶酰菌胺对油菜菌核病菌皿内菌丝生长的影响Fig.1 Effects of compounds 5k and boscalid against S.sclerotiorum at different concentrations

通过构效关系分析发现，在N 原子上引入不同的取代基对化合物的抑菌活性会产生不同影响。随着脂肪烷基链长度的增加，抑菌活性呈下降趋势(5a＞5c＞5d)；N 原子上脂肪烷烃支链的增加也会导致活性降低(5a＞5b)；在5e的N 取代的苯环上引入不同的吸电子取代基，化合物的活性有所提高，且表现出取代基位置和数目的选择性，如4-BrC6H4取代(5h)的活性要强于3-BrC6H4取代(5j)，以及4-ClC6H4取代(5g)的活性低于3,4-diClC6H3取代(5k)。另外，抑菌活性随着N 取代的苯环上吸电子基团电负性的降低而有所提高，如EC50值的变化为：4-IC6H4(5i) ≈ 4-BrC6H4(5h) ＜4-ClC6H4(5g) ＜ 4-FC6H4(5f)。在C3 位苯环上引入不同取代基，化合物的活性均有不同程度的下降，这说明该位点是一个敏感部位，在后续结构改造中应保留或作减小取代基体积的苯环的电子等排替换；而在C4 位引入不同类型的酯基，化合物的活性显著降低，因此C4 位的羧基是保持活性所需的基团。

2.2.2 化合物5k的室内药效测定 采用离体组织法测定了化合物5k对油菜菌核病的室内防治效果。结果见表3 和图2。从表3 数据可知，化合物5k在不同质量浓度下对油菜菌核病均表现出一定程度的保护和治疗作用效果，且保护作用优于治疗作用。当供试质量浓度为500 μg/mL 时，保护作用防效为94.6%，与对照药剂啶酰菌胺在10 μg/mL 下的保护作用防效相当，而在100 μg/mL和200 μg/mL 下均低于对照药剂。从图2 中可知，与空白对照相比，随着化合物5k质量浓度的增加，病斑面积逐渐减小。

表3 化合物5k 对油菜菌核病的防治效果Table 3 The control efficacy of compound 5k against S.sclerotiorum

3 结论

利用Castagnoli-Cushman 反应以及成酯反应合成了22 个具有异喹啉-1(2H)-酮骨架的四氢异喹啉酮-4-羧酸(酯)类化合物。离体抑菌活性测定结果表明，该类化合物对油菜菌核病菌表现出较好的抑制活性，其中化合物5k的活性最高，EC50值为5.8 μg/mL，但低于对照药剂啶酰菌胺；室内防治效果试验表明，化合物5k在500 μg/mL 时对油菜菌核病的保护作用与对照药剂啶酰菌胺在10 μg/mL 时的相当，可作为先导化合物进一步优化。构效关系分析表明，在N 原子取代的苯环上引入不同的取代基时抑菌活性均有所提高，且表现出位置和数目的选择性，而在C3 位引入取代基则对活性不利，同时C4 位的羧基是一个必需的活性基团。本研究结果可为该类化合物的进一步结构优化提供借鉴。