苯并咪唑苯腙的合成与抗菌活性研究
摘要：苯并咪唑类杀菌剂具有广谱的内吸性杀菌活性，兼具保护和治疗作用，是近年来杀菌剂创制领域的热点。为研发新型苯并咪唑类杀菌剂，本文以邻苯二胺为原料，通过加成、氧化反应得到苯并咪唑-2-甲醛，然后与多种不同取代基的苯肼反应生成相应的新型腙类衍生物，并采用核磁共振氢谱、质谱对其化学结构进行确证。初步的生物活性测定结果表明，该类化合物对水稻稻瘟病菌具有很好的抑制活性，其中化合物6b活性最强，EC50为1.85 ± 0.21 μg/mL，且在2.5 μg/mL时完全抑制稻瘟病菌的孢子萌发，具有进一步深入研究的潜力。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1以苯并咪唑为母核的苯腙类衍生物的合成4
1.1 仪器和试剂4
1.2 苯并咪唑2甲醛的合成5
1.3取代苯肼的合成5
1.4 苯并咪唑苯腙系列衍生物（化合物6a6j）的合成5
1.5 化合物结构表征6
2生物活性测试6
2.1 抗菌活性测定方法 6
2.2抗菌实验结果与分析7
致谢7
参考文献8
苯并咪唑苯腙的合成与抗菌活性研究
引言
引言
苯并咪唑类杀菌剂具有广谱的杀菌活性，其代表性的化合物有苯菌灵、多菌灵、青菌灵、硫菌灵、甲基硫菌灵、噻菌灵、麦穗宁、唑菌灵（图1是苯菌灵、多菌灵、噻菌灵分子式）。苯并咪唑类杀菌剂主要防治子囊菌、担子菌、半知菌三大类中的属、种引起的病害 [1]，因而适用于多种经济作物，禾谷类、果树、蔬菜、园林植物、花卉等。但是，由于近年来这类杀菌剂的长期使用，出现了致病微生物的抗药性增强，杀菌效果降低，因此，新型高效苯并咪唑类杀菌剂的研制与开发仍是一项重要的研究课题。
图1 部分苯并咪唑类杀菌剂
当前以苯并咪唑环为母体开发出来的农药有很多，例如最早的1取代苯并咪唑类杀菌剂是美国杜邦公司于1976年研制的苯菌灵，后来的1976 年杜邦公司又研制的多菌灵，以及默克公司研发出的噻菌灵，它们都是高效、低毒、低残留的内吸性杀菌剂。
苯
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
并咪唑类杀菌剂主要作用于植物病原真菌体内的微管蛋白(β微管蛋白)，通过抑制病原菌的有丝分裂而发挥作用[2]。β微管蛋白是组成微管蛋白的基本单位[3]，微管蛋白的重要作用包括维持细胞的形态、固定和支持细胞器的位置、参与细胞内的物质运输；在有丝分裂前期重组成纺锤体，中期染色体分离向两级移动，后期细胞分裂中也有重要作用[4]。由于β微管蛋白在植物病原真菌中起着非常重要的作用，因此针对β微管蛋白为药效靶标开发新型的苯并咪唑类杀菌剂仍具有很大的前景[5,6]。
近年来，越来越多的化学工作者利用苯并咪唑环构筑新型的苯并咪唑类衍生物，并且许多化合物都具有一定的抗菌活性，如魏太保等人合成了 5(2芳氧甲基苯并咪唑1亚甲基)1,3,4噁二唑2硫酮衍生物，该系列部分化合物对油菜幼苗的生长具有明显的生长调节作用，其中部分化合物对枯草杆菌具有较好的抑制作用[7]。Mobinikhaledi等设计合成了含噻唑酮的苯并咪唑类化物，其中的两个化合物在50μg/ml 下对百合灰霉病菌（Botrytis elliptica）抑制率均能达到100%[8]。
稻瘟病是由灰梨孢Pyricularia grisea(Cooke)Sacc.引起的水稻重要病害之一[9]，又名稻热病：俗称火烧瘟、嗑头瘟，是水稻三大重要病害之一[10]，主要危害部位包括叶片、秸秆、水稻穗，根据为害时期、部位不同分为苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟、谷粒瘟，不同类型的稻瘟危害程度不同。稻瘟病可引起水稻大面积的减产，我国各水稻产区发生流行年份—般致减产10%20%，严重时减产40%50%，甚至颗粒无收。由于稻瘟病其具有流行性、暴发性和毁灭性的特点，对水稻生产和人民群众的生活造成了严重影响，研发针对稻瘟病的新型药剂显得尤为重要。本论文拟以苯并咪唑为母核，引入具有抗菌活性的苯腙基团，通过化学反应合成一系列新型苯并咪唑苯腙类衍生物，并测试它们对稻瘟病菌的抑制活性，为新型杀菌剂的研发提供线索。
1 以苯并咪唑为母核的苯腙类衍生物的合成
1.1 仪器与试剂
仪器：Bruker Avance III 400 MHz核磁共振仪（德国布鲁克公司），WRS1B数字显示显微熔点测定仪（上海）；EYELA N1001旋转蒸发器（日本东京理化器械株式会社）；BSA224S分析天平（北京赛多利斯天平有限公司）；HJ4多头磁力加热搅拌器（上海新诺仪器设备有限公司）；UHRTOF maxis 超高分辨飞行时间质谱仪（德国布鲁克公司）；ZF1型三用紫外灯（上海顾村光电）；SX500型高压蒸汽灭菌锅。
试剂：乙酸乙酯，AR，99.9%；石油醚，AR，99%；甲醇，AR，99.9%；乙醇酸，AR，99%；邻苯二胺，20%稀盐酸；氢氧化钠，AR，96%；无水硫酸钠，AR，99%；二氧化锰，CP，99%；邻氟苯胺，CP，99%；对氟苯胺，CP，99%；邻氯苯胺，CP，99%；间氯苯胺，CP，99%；间氟苯胺，CP，99%；邻溴苯胺，CP，99%；对溴苯胺，CP，99%；2，4二氟苯胺，CP，99%；3,4二甲基苯胺，CP，99%；2,4二氯苯胺，CP，99%。
1.2 苯并咪唑2甲醛的合成
在100mL圆底烧瓶中加入15.24g乙醇酸，再加入20mL浓盐酸、20mL的去离子水，溶解搅拌，加热至6070℃后，分三次加入邻苯二胺16.27g，升温回流5小时，冷却，把反应液转移到烧杯中，加入15%的NaOH溶液调PH值为碱性，大量沉淀生成，抽滤去水、干燥，得到白色固体：苯并咪唑2甲醇（反应i）；将苯并咪唑2甲醇溶解在乙酸乙酯中，加入20倍当量的活性二氧化锰，60℃下加热回流1h（通过TCL检测反应进度），过滤除去二氧化锰，真空干燥后得到苯并咪唑2甲醛（反应ii）。
反应路线如图2所示：
图2 苯并咪唑2甲醛合成路线
1.3 取代苯肼的合成
取20 mmol取代苯胺（5a5j）和20 mL HCl（18%）加入到200ml烧杯中，均匀搅拌使其溶解，冰浴，缓慢滴加NaNO2溶液（3.32 g，NaNO2溶于100g水），之后继续冰浴下氮化反应30 分钟，室温下反应1小时。之后继续向体系中缓慢滴入SnCl2溶液（7.6 g SnCl2和20 mL浓盐酸溶于100 mL水），继续冰浴一个小时。反应液用30ml EtOAc萃取纯化3次，倒掉有机相，用浓碱40 % NaOH溶液调节PH约为7.0，再将体系用50 mL EtOAc萃取5次，合并有机相用无水Na2SO4脱水，之后蒸干，得到较纯净的苯肼（6a6j），产率约50 %。反应流程如图3所示：
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1以苯并咪唑为母核的苯腙类衍生物的合成4
1.1 仪器和试剂4
1.2 苯并咪唑2甲醛的合成5
1.3取代苯肼的合成5
1.4 苯并咪唑苯腙系列衍生物（化合物6a6j）的合成5
1.5 化合物结构表征6
2生物活性测试6
2.1 抗菌活性测定方法 6
2.2抗菌实验结果与分析7
致谢7
参考文献8
苯并咪唑苯腙的合成与抗菌活性研究
引言
引言
苯并咪唑类杀菌剂具有广谱的杀菌活性，其代表性的化合物有苯菌灵、多菌灵、青菌灵、硫菌灵、甲基硫菌灵、噻菌灵、麦穗宁、唑菌灵（图1是苯菌灵、多菌灵、噻菌灵分子式）。苯并咪唑类杀菌剂主要防治子囊菌、担子菌、半知菌三大类中的属、种引起的病害 [1]，因而适用于多种经济作物，禾谷类、果树、蔬菜、园林植物、花卉等。但是，由于近年来这类杀菌剂的长期使用，出现了致病微生物的抗药性增强，杀菌效果降低，因此，新型高效苯并咪唑类杀菌剂的研制与开发仍是一项重要的研究课题。
图1 部分苯并咪唑类杀菌剂
当前以苯并咪唑环为母体开发出来的农药有很多，例如最早的1取代苯并咪唑类杀菌剂是美国杜邦公司于1976年研制的苯菌灵，后来的1976 年杜邦公司又研制的多菌灵，以及默克公司研发出的噻菌灵，它们都是高效、低毒、低残留的内吸性杀菌剂。
苯
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
并咪唑类杀菌剂主要作用于植物病原真菌体内的微管蛋白(β微管蛋白)，通过抑制病原菌的有丝分裂而发挥作用[2]。β微管蛋白是组成微管蛋白的基本单位[3]，微管蛋白的重要作用包括维持细胞的形态、固定和支持细胞器的位置、参与细胞内的物质运输；在有丝分裂前期重组成纺锤体，中期染色体分离向两级移动，后期细胞分裂中也有重要作用[4]。由于β微管蛋白在植物病原真菌中起着非常重要的作用，因此针对β微管蛋白为药效靶标开发新型的苯并咪唑类杀菌剂仍具有很大的前景[5,6]。
近年来，越来越多的化学工作者利用苯并咪唑环构筑新型的苯并咪唑类衍生物，并且许多化合物都具有一定的抗菌活性，如魏太保等人合成了 5(2芳氧甲基苯并咪唑1亚甲基)1,3,4噁二唑2硫酮衍生物，该系列部分化合物对油菜幼苗的生长具有明显的生长调节作用，其中部分化合物对枯草杆菌具有较好的抑制作用[7]。Mobinikhaledi等设计合成了含噻唑酮的苯并咪唑类化物，其中的两个化合物在50μg/ml 下对百合灰霉病菌（Botrytis elliptica）抑制率均能达到100%[8]。
稻瘟病是由灰梨孢Pyricularia grisea(Cooke)Sacc.引起的水稻重要病害之一[9]，又名稻热病：俗称火烧瘟、嗑头瘟，是水稻三大重要病害之一[10]，主要危害部位包括叶片、秸秆、水稻穗，根据为害时期、部位不同分为苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟、谷粒瘟，不同类型的稻瘟危害程度不同。稻瘟病可引起水稻大面积的减产，我国各水稻产区发生流行年份—般致减产10%20%，严重时减产40%50%，甚至颗粒无收。由于稻瘟病其具有流行性、暴发性和毁灭性的特点，对水稻生产和人民群众的生活造成了严重影响，研发针对稻瘟病的新型药剂显得尤为重要。本论文拟以苯并咪唑为母核，引入具有抗菌活性的苯腙基团，通过化学反应合成一系列新型苯并咪唑苯腙类衍生物，并测试它们对稻瘟病菌的抑制活性，为新型杀菌剂的研发提供线索。
1 以苯并咪唑为母核的苯腙类衍生物的合成
1.1 仪器与试剂
仪器：Bruker Avance III 400 MHz核磁共振仪（德国布鲁克公司），WRS1B数字显示显微熔点测定仪（上海）；EYELA N1001旋转蒸发器（日本东京理化器械株式会社）；BSA224S分析天平（北京赛多利斯天平有限公司）；HJ4多头磁力加热搅拌器（上海新诺仪器设备有限公司）；UHRTOF maxis 超高分辨飞行时间质谱仪（德国布鲁克公司）；ZF1型三用紫外灯（上海顾村光电）；SX500型高压蒸汽灭菌锅。
试剂：乙酸乙酯，AR，99.9%；石油醚，AR，99%；甲醇，AR，99.9%；乙醇酸，AR，99%；邻苯二胺，20%稀盐酸；氢氧化钠，AR，96%；无水硫酸钠，AR，99%；二氧化锰，CP，99%；邻氟苯胺，CP，99%；对氟苯胺，CP，99%；邻氯苯胺，CP，99%；间氯苯胺，CP，99%；间氟苯胺，CP，99%；邻溴苯胺，CP，99%；对溴苯胺，CP，99%；2，4二氟苯胺，CP，99%；3,4二甲基苯胺，CP，99%；2,4二氯苯胺，CP，99%。
1.2 苯并咪唑2甲醛的合成
在100mL圆底烧瓶中加入15.24g乙醇酸，再加入20mL浓盐酸、20mL的去离子水，溶解搅拌，加热至6070℃后，分三次加入邻苯二胺16.27g，升温回流5小时，冷却，把反应液转移到烧杯中，加入15%的NaOH溶液调PH值为碱性，大量沉淀生成，抽滤去水、干燥，得到白色固体：苯并咪唑2甲醇（反应i）；将苯并咪唑2甲醇溶解在乙酸乙酯中，加入20倍当量的活性二氧化锰，60℃下加热回流1h（通过TCL检测反应进度），过滤除去二氧化锰，真空干燥后得到苯并咪唑2甲醛（反应ii）。
反应路线如图2所示：
图2 苯并咪唑2甲醛合成路线
1.3 取代苯肼的合成
取20 mmol取代苯胺（5a5j）和20 mL HCl（18%）加入到200ml烧杯中，均匀搅拌使其溶解，冰浴，缓慢滴加NaNO2溶液（3.32 g，NaNO2溶于100g水），之后继续冰浴下氮化反应30 分钟，室温下反应1小时。之后继续向体系中缓慢滴入SnCl2溶液（7.6 g SnCl2和20 mL浓盐酸溶于100 mL水），继续冰浴一个小时。反应液用30ml EtOAc萃取纯化3次，倒掉有机相，用浓碱40 % NaOH溶液调节PH约为7.0，再将体系用50 mL EtOAc萃取5次，合并有机相用无水Na2SO4脱水，之后蒸干，得到较纯净的苯肼（6a6j），产率约50 %。反应流程如图3所示：
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