2,3-二芳基取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪的合成和生物活性研究

论文摘要

杂环化合物是有机化合物中最庞大的一类,约占65%以上,而且在自然界分布也十分广泛。杂环化合物的结构干变万化,具有特殊的性质和重要用途,其中3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪就是一类非常重要的杂环化合物,具有广泛的杀菌,抗肿瘤和抗癌等生物活性。本文主要研究了2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪化合物的合成方法,找到了一条有效的合成途径,并合成了16个新的2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪化合物和4个3-取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪化合物,对所合成的二氢苯并噁嗪31a-31t的结构用IR,1HNMR和13C NMR进行了表征,部分化合物的结构用质谱进行了表征。初步研究了所合成化合物的杀虫和杀菌活性。以水杨醛和取代苯胺为原料,高产率地合成了水杨醛缩取代苯胺席夫碱29a-29f,然后用硼氢化钠还原得到2-（（取代苯基氨基）甲基）苯酚,最后2-（（取代苯基氨基）甲基）苯酚与芳醛在催化剂的作用下反应得到2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪和3-取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪。考察了不同催化剂对反应的影响,结果表明SnCl4的催化效果优于对甲苯磺酸和硫酸。提出了二氢苯并噁嗪31生成的可能反应机理,根据反应机理解释了SnCl4的催化效果比对甲苯磺酸和硫酸的效果好的原因。重点考察了在SnCl4催化作用下,反应物物质的量的比、SnCl4的用量、反应温度和环己烷／三氯甲烷溶剂配比对反应产率的影响,得到了较优反应条件：反应物物质的量的比为1.3:1, SnCl4的用量为20 mol%,反应溶剂为三氯甲烷／环己烷（V／V=1：7）的混合溶剂,反应温度为85℃,在此条件下反应产率高达94.7%。并且发现与氮原子相连的苯环对位上的取代基为甲基和甲氧基时的化合物（31b、31c、31o、31q）的产率均高于取代基为氯时的化合物（31l、31m）的产率。对所合成的16种新的2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪和4种3-取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪进行了生物活性测试。结果表明,二氢苯并噁嗪具有较好的杀虫（蚜虫、粘虫和棉红蜘蛛）和优良的杀菌活性（6种菌）,杀菌活性高于杀虫活性。对于杀虫活性来说,杀蚜虫的活性最高,化合物31s的杀蚜虫活性高达80.00%（剂量：500mg/L）,并在大多数情况下,2-位有取代基的二氢苯并噁嗪的杀蚜虫活性大于2-位无取代基的二氢苯并噁嗪的活性。对于杀菌活性来说,目标化合物对稻纹枯病菌的活性最高,其中化合物31b对稻纹枯病菌的防效率高达100%（剂量：500mg/L）,31e、31h、31o和31r防效率均达80%；其次是对油菜菌核病菌的活性,化合物31n对该菌的抑制率为78.5%（剂量：25mg／L）,化合物311的活性为74.8%。与杀蚜虫活性类似,在大多数情况下2-位有取代基的二氢苯并噁嗪对稻纹枯病菌的防效活性比2-位无取代基的二氢苯并噁嗪的活性高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 二氢苯并嗯嗪类化合物的性质及其应用
• 1.2.1 二氢苯并嗯嗪类化合物的化学性质及其应用
• 1.2.2 二氢苯并嗯嗪类化合物的生物活性
• 1.3 聚苯并嗯嗪的性能及其应用
• 1.3.1 聚苯并嗯嗪的性能
• 1.3.2 聚苯并嗯嗪的应用
• 1.4 二氢苯并嗯嗪类化合物的合成
• 1.5 本课题的提出
• 第二章 2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪的合成与结果讨论
• 2.1 合成路线设计
• 2.2 水杨醛缩取代苯胺席夫碱的合成及结构表征
• 2.2.1 水杨醛缩取代苯胺席夫碱29的合成
• 2.2.2 波谱分析
• 2.2.3 水杨醛缩取代苯胺席夫碱生成的反应机理
• 2.3 2-（（取代苯基氨基）甲基）苯酚30的合成及结构表征
• 2.3.1 2-（（取代苯基氨基）甲基）苯酚30的合成
• 2.3.2 波谱分析
• 2.4 2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪的合成
• 2.4.1 对甲苯磺酸催化合成2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪
• 2SO₄催化合成2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪'>2.4.2 H₂SO₄催化合成2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪
• 4催化合成2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪结果与讨论'>2.4.3 SnCl₄催化合成2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪结果与讨论
• 2.4.3.1 反应物物质的量的比对反应的影响
• 2.4.3.2 催化剂用量对反应的影响
• 2.4.3.3 温度对反应的影响
• 2.4.3.4 溶剂对反应的影响
• 2.4.4 波谱分析
• 2.4.5 2,3-二取代-3,4-二氢-2H-1,3-苯并嗯嗪31生成的反应机理
• 二-氢-2H-1,3-苯并嗯嗪的生物活性'>第三章 2,3-二取代-3,4_二-氢-2H-1,3-苯并嗯嗪的生物活性
• 3.1 杀虫活性
• 3.2 杀菌活性
• 第四章 实验部分
• 4.1 实验试剂及仪器
• 4.1.1 主要试剂及规格
• 4.1.2 主要仪器及规格
• 4.2 水杨醛缩取代苯胺席夫碱29的制备
• 4.3 2-（（取代苯基氨基）甲基）苯酚30的制备
• 4.4 2,3-二芳基取代-3,4-二氢-2H-1,3[e]-苯并嗯嗪31的制备
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间发表的学术论文）
• 附录B （部分谱图）