5-取代-1,3,4-噁二唑硫醇和1,2,4-三氮唑硫醇衍生物的合成及杀菌活性研究

论文摘要

1,2,4-三氮唑和1,3,4-噁二唑同属含氮五元杂环,其衍生物常常表现出良好的抗真菌、抗癌、抗肿瘤、杀虫及除草等生物活性,其中不少化合物已被开发利用,在植物保护中发挥了重要作用。本文在合成13个4-氨基-5-取代-4H-1,2,4-三氮唑-3-硫醇和21个5-取代-1,3,4-噁二唑-2-硫醇两个系列化合物的基础上,设计并合成了12个氟代3,5-二取代-4H-1,2,4-三氮唑-4-胺类化合物,并以其中杀菌活性突出的化合物即5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑-3-硫醇为先导化合物,对其巯基进行进一步修饰,设计并合成了7类总计40个新型5-（2-甲基苯基）-1,3,4-嗯二唑类衍生物,同时进行了杀菌活性测定和初步的构效关系分析,为进一步研究和筛选新型嗯二唑类杀菌剂提供依据。以羧酸为原料合成了13个4-氨基-5-取代-4H-1,2,4-三氮唑-3-硫醇（3和8a-l）和21个5-取代-1,3,4-嗯二唑-2-硫醇化合物（9a-u）。采用IR、1HNMR、MS和元素分析确证了各化合物的结构。测定了各化合物对小麦赤霉病菌（1Fusarium graminearum）、蔬菜灰霉病菌（Botrytis cinerea）、小麦纹枯病菌（Rhizoctonia cerealis）和辣椒炭疽病菌（Colletotrichum capsici）的抑菌活性。结果显示,化合物3和8a-l在100μg/mL浓度下对供试真菌均有一定的抑制活性,其中化合物8f的活性最高,对蔬菜灰霉病菌、小麦纹枯病菌和辣椒炭疽病菌的抑制率分别达到了77.5%、51.0%和67.9%。化合物9a-u在50μg/mL浓度下的抑菌活性更加显著,其中化合物9b、9d、9e和9q最为突出,化合物9d和9q对蔬菜灰霉病菌的抑制率达到94.7%和94.2%,在5位取代基相同的情况下,嗯二唑硫醇类化合物的杀菌活性高于三氮唑硫醇类化合物,尤其是5位为取代苯环时的嗯二唑硫醇杀菌活性较为突出。以氟代4-氨基-5-取代-4H-1,2,4-三氮唑-3-硫醇为原料,合成了12个氟代3,5-.二取代-4H-1,2,4-三氮唑-4-胺类化合物（12a-j、13和14）。化合物的结构经IR、1H NMR、19F NMR、MS和元素分析确证,化合物12g和13通过x-单晶衍射分析得到进一步确证。100μg/mL浓度下的抑菌活性测定表明,目标化合物对供试真菌有一定的抑制作用,其中化合物12e-i及14对水稻纹枯病菌的抑制率均超过50%,化合物12f对小麦纹枯病菌、化合物14对辣椒炭疽病菌的抑制率也超过了50%。分析表明,三氮唑5位连接有氟代苯基时的抑菌活性高于连接三氟甲基的活性,但如3位连有苯基,5位连接三氟甲基时也有较好的活性。以5-邻甲基-1,3,4-噁二唑-2-硫醇为原料,合成了7类共40个5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑-2-硫醇的衍生物,包括10个2-取代亚磺酰基-5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑（16a-j）、10个2-取代磺酰基-5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑（17a-j）、5个2-取代苯氧基-5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑（18a-e）、4个2-取代苯硫基-5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑（19a-d）、1个4-（5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑-2-基）吗啉（20）、5个N’-（2-甲基苯甲酰基）胺-1-碳酰肼（22a-e）及5个3-烃基-5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑-2（3H）-酮（23a-e）。采用IR、1H NMR、MS、元素分析并结合化合物22a和23a的X-单晶衍射分析确证了目标化合物的结构。100μg/mL浓度下的抑菌活性测定表明,亚砜类化合物（16a-e和16h-j）、砜类化合物（17a-e和17h-j）、芳香硫醚类化合物（19a-d）和噁二唑酮类化合物（21、23a-d）的活性较好。对抑制率较高的化合物（9b,15a-d,16a-d,17a-d和21）EC50测定结果显示,17a的活性最高,对小麦赤霉病菌、蔬菜灰霉病菌、小麦纹枯病菌和辣椒炭疽病菌的EC50值分别达到6.3μg/mL、5.6μg/mL、1.7μg/mL和11.5μg/mL。初步构效关系分析表明,5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑2位连接短链烷基磺酰基的化合物杀菌活性最好,高于相应的亚磺酰基和硫醚类化合物的活性,烃基的碳链延长活性降低。2位为烷基硫基取代的化合物活性高于芳香硫醚类化合物的活性,而芳香硫醚的活性优于芳香醚。当噁二唑开环变成碳酰肼后,化合物的活性降低。5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑-2（3H）-酮及其衍生物的活性与5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑-2-硫醇的活性相当。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 选题背景
• 2 选题依据、目的及意义
• 3 研究内容
• 参考文献
• 第一章 文献综述
• 1 4-氨基-5-取代-4H-1,2,4-三氮唑-3-硫醇及其衍生物的研究概况
• 1.1 4-氨基-5-取代-4H-1,2,4-三氮唑-3-硫醇的合成方法简介
• 1.2 4-氨基-5-取代-4H-1,2,4-三氮唑-3-硫醇衍生物的研究简介
• 2 5-取代-1,3,4-噁二唑-2-硫醇及其衍生物的研究概况
• 2.1 1,3,4-噁二唑硫醚类衍生物
• 2.2 1,3,4-噁二唑亚砜类化合物
• 2.3 1,3,4-噁二唑芳香醚类化合物
• 2.4 1,3,4-噁二唑芳香硫醚类化合物
• 2.5 1,3,4-噁二唑胺类化合物
• 2.6 1,3,4-噁二唑-2（3H）-酮类化合物
• 2.7 N-取代-1,3,4-噁二唑（硫）酮类化合物
• 3 硫氧化成砜及其对生物活性影响的研究概况
• 3.1 苯硫基的氧化
• 3.2 嘧啶硫基的氧化
• 3.3 1,2,4-三氮唑-3-硫的氧化
• 3.4 1,3,4-噻二唑-2-硫的氧化
• 3.5 1,2-吡唑-5-硫的氧化
• 3.6 1,3,4-噁二唑-2-硫的氧化
• 参考文献
• 第二章 4-氨基-5-取代2,4-三氮睡-3-硫醇和5-取代-1,3，4-D惡二挫-2-硫醇的合成及杀菌活性研究
• 摘要
• 一 引言
• 二 实验部分
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器
• 1.2 试剂
• 1.3 合成方法
• 1.4 结构鉴定方法
• 1.5 杀菌活性测定方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 化合物的物理参数与波谱数据
• 2.2 化合物的合成方法讨论
• 2.3 化合物的波谱分析
• 2.4 化合物的生物活性
• 三 小结
• 参考文献
• 第三章 含氟4-氨基-5-取代-4H-1,2,4-三氮唑-3-硫醇衍生物的合成及杀菌活性研究
• 摘要
• 一 引言
• 二 实验部分
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器
• 1.2 试剂
• 1.3 合成方法
• 1.4 结构鉴定方法
• 1.5 晶体数据测定方法
• 1.6 杀菌活性测定
• 2 结果与讨论
• 2.1 化合物的物理参数与波谱数据
• 2.2 化合物的合成方法讨论
• 2.3 目标化合物的波谱分析
• 2.4 晶体结构分析
• 2.5 目标化合物的杀菌活性
• 三 小结
• 参考文献
• 第四章 2-取代-5-（2-甲基苯基）-1,3,4-噁二唑衍生物的合成及杀菌活性研究
• 摘要
• 一 引言
• 二 实验部分
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器
• 1.2 试剂
• 1.3 合成方法
• 1.4 结构鉴定方法
• 1.5 晶体数据测定方法
• 1.6 杀菌活性测定方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 化合物的物理参数与波谱数据
• 2.2 化合物的合成方法讨论
• 2.3 目标化合物的波谱分析
• 2.4 晶体结构分析
• 2.5 化合物的杀菌活性
• 三 小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文