可见光催化合成二氟甲基香豆素及其衍生物抑菌活性的研究
香豆素化合物存在于自然界的各种植物中。由于他们的许多生理和生物活动，他们已经引起了广泛的关注。近几十年来，天然或合成香豆素化合物在制药工业中发挥了重要作用。据报道，香豆素化合物具有抗菌和抗真菌作用，还可用作利尿剂和镇痛药等[1]。由于二氟甲基的特殊物理化学性质，例如强吸电子性，亲油性和稳定的氟碳键，将二氟甲基引入小有机分子使得化合物的酸性[2]，极性，亲脂性，化学性质以及代谢稳定性产生改变成为可能。因此，将二氟甲基引入化合物已经在药物设计和农药开发中得到广泛关注。近年来人们对二氟甲基化反应开始重视，二氟甲基也被引入到农药化合物中，其中又以除草剂居多，也有含二氟甲基的杀虫剂问世。根据反应的类型划分，二氟甲基化反应大致可分为亲核反应，亲点反应以及自由基机理的反应这三种类型。自由基机理的二氟甲基化反应中，CF2HI、CF2Br2、CF2BrCl、PhSO2CF2I、NaSO2CF2H等都是自由基机理的二氟甲基化试剂[3]，使用这些试剂的时候通常会加入自由基引发剂以催化反应，如铜盐、光照等。本文采用由光催化的自由基机理的二氟甲基化反应合成含有二氟甲基基团香豆素类衍生物。并通过对二氟甲基香豆素衍生物对水稻纹枯(Rhizoctonia solani)、草莓灰霉(Botrytis cinerea)、小麦赤霉(Gibberella zeae)、番茄早疫(Altemaria solani)、苹果斑点(Alternaria leaf spot)病原菌的抗菌初筛活性和EC50进行测试，来研究二氟甲基香豆素衍生物的生物抗菌活性。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 2
a)、含二氟甲基化合物在农药上的应用2
b)、二氟甲基化反应的相关研究情况3
c)、研究意义3
1可见光催化合成二氟甲基香豆素及其衍生物抑菌活性的研究4
1.1实验仪器 4
1.2实验试剂 4
1.3合成方法4
1.4抑菌活性测试 6
1.4.1实验仪器及材料 6
1.4.2 实验操作6
1.4.3初筛实验数据 6
1.4.4 毒力测定 7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2 结果与分析8
3 讨论8
参考文献9
致谢10
附加材料11 可见光催化合成二氟甲基香豆素及其衍生物抗菌活性研究
引言
引言
香豆素(coumarin)即苯并α吡喃酮或1,2苯并α吡喃酮，IUPAC命名为2H1benzopyran – 2 one，香豆素及其衍生物不仅以单体或糖苷的形式广泛存在于自然界的伞形科、芸香科、豆科、菊科等高等植物中，而且存在于动物、微生物的次级代谢产物中。在结构上，香豆素的母核由顺式羟基肉桂酸（称为苯醌α吡喃酮或由苯构成的苯醌α1,2吡喃酮）的内酯化形成。游离状态下的香豆素类化合物通常为固体结晶，有令人愉悦的芳香气味；加热易升华。绝大多数香豆素不溶甚至难溶于水，易溶于有机溶剂。在自然界中，大多数香豆素7位上具有羟基存在，因此7羟基香豆素也可以被认为是香豆素化合物的基本核心。
香豆素被氧化并从苯丙酸环化。 在环化过程中，由于异戊烯基的活性双键位置不同，氧化条件不同，可产生不同的氧环结构。 根据氧环结构形成的特点，香豆素大致可分为5类：简单香豆素，呋喃香豆素，piranocoumarin，异香豆素等香豆素。
香豆素化合物是荧光的。 在可见光下，香豆素化合物呈淡黄色或无色结晶，在紫外光下呈蓝色。 香豆素荧光不仅用作定性鉴定，还作为定量测定的基础。 在7位引入羟基时羟基化增强，而醚化后荧光变弱。香豆素以游离或糖苷的形式广泛存在于高等植物中，迄今已发现近二千种香豆素。具有较强的荧光特性以及较好的生物活性，在医药、农药领域有着广泛的应用[4,5,6]，有着深入研究的价值。
a)、含二氟甲基化合物在农药上的应用
有机化合物与氟化单元的衍生化往往会影响其物理化学和生物学性质[7,8]。 20％的药品和农用化学品含有至少一个氟原子。 特别普遍的是三氟甲基和二氟甲基。[9]二氟甲基具有比三氟甲基更低的亲油性和更高的极性。 此外，它通常作为氢键供体来模拟醇和硫醇部分[10]。 然而，近年来，化学家们选择通过直接二氟甲基化来结合二氟甲基[11,12]。因此，合成CF2H取代化合物的新试剂[13]是有价值的。
由于其特殊的物理化学性质，二氟甲基引入化合物已经在药物设计和农药开发中得到广泛关注。含二氟甲基的农药化合物不断出现。
图1含二氟甲基的农药
氟铃脲是由陶农研发出来的一种高杀虫活性、广谱性的苯甲酰脲类杀虫剂，它可用于棉花、马铃薯及果树上，防治多种鞘翅目、双翅目、同翅目害虫，在防治白蚁方面同样效果显著。氟嘧磺隆是由瑞士汽巴嘉基公司幵发的磺酰脲类除草剂，主要用于玉米防除禾本科杂及阔叶杂草。最新报道的杀菌剂中是以 3二氟甲基1H甲基吡唑4羧酸为中间体合成的具有良好生物活性的吡唑酰胺化合物, 拜耳公司开发的吡唑酰胺杀菌剂 Bixafen, 先正达发现并开发的 Isopyrazam。（如：图1）
b)、二氟甲基化反应的相关研究情况
二氟烷基化反应主要利用各种二氟烷基化试剂通过亲核反应、亲电反应和自由基反应三种形式实现. 在过去的几十年里, 含二氟有机化合物的合成方法取得了显著的进展, 尤其是近年来兴起的过渡金属促进的氟烷基化方法发展迅速[14]。
2012年，Phil S. Baran[15]使用过氧化叔丁醇来进行芳香环上的sp2的二氟甲基化，但是我们采用香豆素为底物，无法实现二氟甲基化（如：图2）。
图2芳香杂环的二氟甲基反应
Hu Jinbo[16]等人已经通过NaBH4介导的相应的苯并[d]噻唑2基砜的还原制备了氟化硫酸盐RfSO2Na（Rf= CF2H，CF2Ph和CH2F），并且它们作为二氟烷基和单氟烷基基团前体的合成应用在共轭芳基磺酰化酰胺的银催化联氟烷基化和芳基迁移中（如：图3）。
图3烯烃的二氟甲基反应
2017年，Ji Baoming[17]通过金属光催化对炔烃的二氟甲基化进行环化，间接合成生成3二氟甲基香豆素（如：图4）。
图4二氟甲基试剂参与环化的反应
Yusuke Arai[18]开发了一种新的方法和简单的方案，通过可见光驱动的光氧化还原催化，用于直接将二氟甲基（CF2H）基团引入烯烃中。 使用fac[Ir（ppy）3]（ppy=2吡啶基苯基）光催化剂和货架稳定的胡氏试剂N甲苯磺酰基S二氟甲基S苯基亚磺酰亚胺作为CF2H源是成功的关键。 精心设计的光氧化还原系统不仅可以合成bCF2H取代的醇，而且还可以通过溶剂分解过程合成醚和酯。本方法可以单步和区域选择性地形成C（sp3）CF2H和C（sp3）不管末端或内部烯烃如何。此外，该方法容许多种官能团（如：图5）。
图5烯烃的二氟甲基光催化反应
c)、研究意义
二氟甲基类香豆素衍生物可能能够作为新型杀菌剂使用。研究合成二氟甲基类香豆素衍生物，对开创新品类农药具有重要的意义。同时，采用光催化反应进行反应可以节约催化剂的使用，应用前景广泛。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 2
a)、含二氟甲基化合物在农药上的应用2
b)、二氟甲基化反应的相关研究情况3
c)、研究意义3
1可见光催化合成二氟甲基香豆素及其衍生物抑菌活性的研究4
1.1实验仪器 4
1.2实验试剂 4
1.3合成方法4
1.4抑菌活性测试 6
1.4.1实验仪器及材料 6
1.4.2 实验操作6
1.4.3初筛实验数据 6
1.4.4 毒力测定 7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2 结果与分析8
3 讨论8
参考文献9
致谢10
附加材料11 可见光催化合成二氟甲基香豆素及其衍生物抗菌活性研究
引言
引言
香豆素(coumarin)即苯并α吡喃酮或1,2苯并α吡喃酮，IUPAC命名为2H1benzopyran – 2 one，香豆素及其衍生物不仅以单体或糖苷的形式广泛存在于自然界的伞形科、芸香科、豆科、菊科等高等植物中，而且存在于动物、微生物的次级代谢产物中。在结构上，香豆素的母核由顺式羟基肉桂酸（称为苯醌α吡喃酮或由苯构成的苯醌α1,2吡喃酮）的内酯化形成。游离状态下的香豆素类化合物通常为固体结晶，有令人愉悦的芳香气味；加热易升华。绝大多数香豆素不溶甚至难溶于水，易溶于有机溶剂。在自然界中，大多数香豆素7位上具有羟基存在，因此7羟基香豆素也可以被认为是香豆素化合物的基本核心。
香豆素被氧化并从苯丙酸环化。 在环化过程中，由于异戊烯基的活性双键位置不同，氧化条件不同，可产生不同的氧环结构。 根据氧环结构形成的特点，香豆素大致可分为5类：简单香豆素，呋喃香豆素，piranocoumarin，异香豆素等香豆素。
香豆素化合物是荧光的。 在可见光下，香豆素化合物呈淡黄色或无色结晶，在紫外光下呈蓝色。 香豆素荧光不仅用作定性鉴定，还作为定量测定的基础。 在7位引入羟基时羟基化增强，而醚化后荧光变弱。香豆素以游离或糖苷的形式广泛存在于高等植物中，迄今已发现近二千种香豆素。具有较强的荧光特性以及较好的生物活性，在医药、农药领域有着广泛的应用[4,5,6]，有着深入研究的价值。
a)、含二氟甲基化合物在农药上的应用
有机化合物与氟化单元的衍生化往往会影响其物理化学和生物学性质[7,8]。 20％的药品和农用化学品含有至少一个氟原子。 特别普遍的是三氟甲基和二氟甲基。[9]二氟甲基具有比三氟甲基更低的亲油性和更高的极性。 此外，它通常作为氢键供体来模拟醇和硫醇部分[10]。 然而，近年来，化学家们选择通过直接二氟甲基化来结合二氟甲基[11,12]。因此，合成CF2H取代化合物的新试剂[13]是有价值的。
由于其特殊的物理化学性质，二氟甲基引入化合物已经在药物设计和农药开发中得到广泛关注。含二氟甲基的农药化合物不断出现。
图1含二氟甲基的农药
氟铃脲是由陶农研发出来的一种高杀虫活性、广谱性的苯甲酰脲类杀虫剂，它可用于棉花、马铃薯及果树上，防治多种鞘翅目、双翅目、同翅目害虫，在防治白蚁方面同样效果显著。氟嘧磺隆是由瑞士汽巴嘉基公司幵发的磺酰脲类除草剂，主要用于玉米防除禾本科杂及阔叶杂草。最新报道的杀菌剂中是以 3二氟甲基1H甲基吡唑4羧酸为中间体合成的具有良好生物活性的吡唑酰胺化合物, 拜耳公司开发的吡唑酰胺杀菌剂 Bixafen, 先正达发现并开发的 Isopyrazam。（如：图1）
b)、二氟甲基化反应的相关研究情况
二氟烷基化反应主要利用各种二氟烷基化试剂通过亲核反应、亲电反应和自由基反应三种形式实现. 在过去的几十年里, 含二氟有机化合物的合成方法取得了显著的进展, 尤其是近年来兴起的过渡金属促进的氟烷基化方法发展迅速[14]。
2012年，Phil S. Baran[15]使用过氧化叔丁醇来进行芳香环上的sp2的二氟甲基化，但是我们采用香豆素为底物，无法实现二氟甲基化（如：图2）。
图2芳香杂环的二氟甲基反应
Hu Jinbo[16]等人已经通过NaBH4介导的相应的苯并[d]噻唑2基砜的还原制备了氟化硫酸盐RfSO2Na（Rf= CF2H，CF2Ph和CH2F），并且它们作为二氟烷基和单氟烷基基团前体的合成应用在共轭芳基磺酰化酰胺的银催化联氟烷基化和芳基迁移中（如：图3）。
图3烯烃的二氟甲基反应
2017年，Ji Baoming[17]通过金属光催化对炔烃的二氟甲基化进行环化，间接合成生成3二氟甲基香豆素（如：图4）。
图4二氟甲基试剂参与环化的反应
Yusuke Arai[18]开发了一种新的方法和简单的方案，通过可见光驱动的光氧化还原催化，用于直接将二氟甲基（CF2H）基团引入烯烃中。 使用fac[Ir（ppy）3]（ppy=2吡啶基苯基）光催化剂和货架稳定的胡氏试剂N甲苯磺酰基S二氟甲基S苯基亚磺酰亚胺作为CF2H源是成功的关键。 精心设计的光氧化还原系统不仅可以合成bCF2H取代的醇，而且还可以通过溶剂分解过程合成醚和酯。本方法可以单步和区域选择性地形成C（sp3）CF2H和C（sp3）不管末端或内部烯烃如何。此外，该方法容许多种官能团（如：图5）。
图5烯烃的二氟甲基光催化反应
c)、研究意义
二氟甲基类香豆素衍生物可能能够作为新型杀菌剂使用。研究合成二氟甲基类香豆素衍生物，对开创新品类农药具有重要的意义。同时，采用光催化反应进行反应可以节约催化剂的使用，应用前景广泛。
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