CN102766124B

CN102766124B - 具有抑制蓝藻生长的含色酮苯甲酰腙类化合物

Info

Publication number: CN102766124B
Application number: CN201210220049.9A
Authority: CN
Inventors: 万坚; 涂其冬; 冯玲玲; 李定; 孙瑶; 王小风; 伊凡; 沙依巴木; 任彦亮; 程志刚
Original assignee: Huazhong Normal University
Current assignee: Huazhong Normal University
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: CN102766124A

Abstract

本发明描述了通式Ⅰ的具有抑制蓝藻生长的含色酮苯甲酰腙类化合物，该类化合物的合成，及其对抑制蓝藻(Cyanobacteria)生长的活体实验。式中R¹代表氢、卤素、C₁-C₄烷基或羟基；R²，R³，R⁴代表氢、卤素、羟基或三氟甲基；R²，R³，R⁴代表的取代基相同或者不相同。本类化合物对蓝藻中最主要的一种铜绿微囊藻FACHB912的活体实验中，其EC₅₀值在0.17~33.37μM范围内，可见它们具有显著的抑制蓝藻生长作用，可用作抑藻剂有效成分。

Description

具有抑制蓝藻生长的含色酮苯甲酰腙类化合物

技术领域

本发明涉及可抑制蓝藻生长的化合物及其制备方法，具体为具有抑制蓝藻生长的含色酮苯甲酰腙类化合物及其制备方法。

背景技术

近年来随着人类生活生产垃圾的大量产生，水体的富营养化越来越严重，大量的蓝藻频繁暴发，也被称为水华现象。蓝藻死亡后会产生藻毒素，藻毒素具有水溶性和耐热性，水溶液中藻毒素高温煮沸下不易被除去，自来水处理工艺的混凝沉淀、过滤、加氯也不能将其去除。藻毒素是一种肝毒素，毒性非常强，是肝癌的强烈促癌剂，对人体健康威胁极大。蓝藻暴发后，水体含氧量少，鱼类会大面积死亡，对鱼类生产非常不利。因此如何治理蓝藻也成了人们亟待解决的问题。铜绿微囊藻FACHB 912是蓝藻中最主要的一种，而且其毒性危害性最大，因此选择铜绿微囊藻FACHB 912作为活体实验对象。

发明内容

本发明的目的在于探索对蓝藻有较好抑制活性的化合物，提供一类对蓝藻具有良好抑制率的化合物及其合成方法，从而为开发新型的抑藻剂提供可能。

本发明提供的具有抑制蓝藻生长的化合物为一类含色酮苯甲酰腙类化合物：氮’-[（4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]苯甲酰肼，其结构通式如I：

式中R¹代表氢、卤素、C₁-C₄烷基或羟基；R²，R³，R⁴代表氢、卤素、羟基或三氟甲基；R²，R³，R⁴代表的取代基相同或者不相同。

本发明的具有上述通式I的化合物对蓝藻有很好的抑制作用，可作为杀藻剂的有效成份。

以通式I表示的氮’-[（4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]苯甲酰肼的制备方法，是使通式II所表示的化合物与通式III所表示的化合物在乙醇中室温直接反应得到，

上述反应在乙醇溶剂中进行，不用加乙酸作催化剂，室温下直接反应1小时即有较好收率，抽滤，乙醇洗涤，滤饼烘干即是产物，操作非常简单。

具体实施方式

下面通过实施例来具体地说明本发明的I式化合物的制备方法。

实施例1

化合物I-1

氮’-[（4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-3-溴苯甲酰肼制备

将1mmol的3-溴苯甲酰肼溶于10ml的无水乙醇中，加入1mmol的3-甲酰色酮，室温搅拌1小时，有乳白色浑浊物生成。抽滤，乙醇洗涤，滤饼烘干即得白色粉末氮’-[（4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-3-溴苯甲酰肼，产率90%，m.p.175-178℃。

分子式：C₁₇H₁₁BrN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.03(s,1H,NH),8.85(s,1H,2-H),8.63(s,1H,CH＝N),8.21-7.39(m,8H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=371.0038,calcd for C₁₇H₁₁BrN₂O₃[M+H]⁺:371.0031。

化合物2-19均按化合物1类似的方法制备

化合物I-2

氮’-[（6-氯-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-3-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为98%，m.p.170-173℃。

分子式：C₁₇H₁₀BrClN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.03(s,1H,NH),8.85(s,1H,2-H),8.58(s,1H,CH＝N),8.19-7.36(m,7H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=404.9643,calcd for C₁₇H₁₀BrClN₂O₃[M+H]⁺:404.9642。

化合物I-3

氮’-[（6-氟-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-3-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为72%，m.p.165-168℃。

分子式：C₁₇H₁₀BrFN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.04(s,1H,NH),8.87(s,1H,2-H),8.60(s,1H,CH＝N),8.18-7.36(m,7H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=388.9935,calcd for C₁₇H₁₀BrFN₂O₃[M+H]⁺:388.9937。

化合物I-4

氮’-[（6-甲基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-3-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为95%，m.p.156-159℃。

分子式：C₁₈H₁₃BrN₂O₃；

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.00(s,1H,NH),8.80(s,1H,2-H),8.61(s,1H,CH＝N),8.21-7.35(m,7H,ArH),2.43(s,3H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=385.0194,calcd for C₁₈H₁₃BrN₂O₃[M+H]⁺:385.0188。

化合物I-5

氮’-[（6-乙基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-3-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为79%，m.p.140-143℃。

分子式：C₁₉H₁₅BrN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.01(s,1H,NH),8.81(s,1H,2-H),8.63(s,1H,CH＝N),8.21-7.41(m,7H),2.75(q,J=7.4Hz,2H,CH₂),1.22(t,J=7.4Hz,3H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=399.0340,calcd for C₁₉H₁₅BrN₂O₃[M+H]⁺:399.0344。

化合物I-6

氮’-[（4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为94%，m.p.169-171℃。

分子式：C₁₇H₁₁BrN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.02(s,1H,NH),8.84(s,1H,2-H),8.62(s,1H,CH＝N),8.22-7.44(m,8H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=371.0036,calcd for C₁₇H₁₁BrN₂O₃[M+H]⁺:371.0031。

化合物I-7

氮’-[（6-氯-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为74%，m.p.181-184℃。

分子式：C₁₇H₁₀BrClN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.04(s,1H,NH),8.87(s,1H,2-H),8.60(s,1H,CH＝N),8.13-7.68(m,7H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=404.9638,calcd for C₁₇H₁₀BrClN₂O₃[M+H]⁺:404.9642。

化合物I-8

氮’-[（6-溴-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为84%，m.p.193-196℃。

分子式：C₁₇H₁₀Br₂N₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.04(s,1H,NH),8.87(s,1H,2-H),8.60(s,1H,CH＝N),8.27-7.62(m,7H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=448.9130,calcd for C₁₇H₁₀Br₂N₂O₃[M+H]⁺:448.9136。

化合物I-9

氮’-[（6-氟-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为83%，m.p.189-192℃。

分子式：C₁₇H₁₀BrFN₂O₃；

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.04(s,1H,NH),8.88(s,1H,2-H),8.61(s,1H,CH＝N),7.99-7.60(m,7H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=388.9938,calcd for C₁₇H₁₀BrFN₂O₃[M+H]⁺:388.9937。

化合物I-10

氮’-[（6-甲基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为96%，m.p.172-175℃。

分子式：C₁₈H₁₃BrN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ11.99(s,1H,NH),8.79(s,1H,2-H),8.62(s,1H,CH＝N),7.97-7.50(m,7H,ArH),2.43(s,3H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=385.0189,calcd for C₁₈H₁₃BrN₂O₃[M+H]⁺:385.0188。

化合物I-11

氮’-[（6-乙基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-三氟甲基苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为84%，m.p.160-163℃。

分子式：C₂₀H₁₅F₃N₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.10(s,1H,NH),8.82(s,1H,2-H),8.65(s,1H,CH=N),8.20-7.53(m,7H,ArH),2.75(q,J=7,5Hz,2H,CH₂),1.22(t,J=7.5Hz,3H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=389.1120,calcd for C₂₀H₁₅F₃N₂O₃[M+H]⁺:389.1113。

化合物I-12

氮’-[（6-异丙基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-2-羟基苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为82%，m.p.175-178℃。

分子式：C₂₀H₁₈N₂O₄；

¹H NMR(600MHz,dmso)δ11.96(s,1H,NH),11.93(s,1H,OH),8.80(s,1H,2-H),8.63(s,1H,CH=N),8.00-6.85(m,7H,ArH),3.12-2.96(m,1H,CH),1.23(d,J=6.7Hz,6H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=373.1161,calcd for C₂₀H₁₈N₂O₄[M+Na]⁺:373.1164。

化合物I-13

氮’-[（6-甲基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-三氟甲基苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为90%，m.p.171-173℃。

分子式：C₁₉H₁₃F₃N₂O₃；

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.10(s,1H,NH),8.81(s,1H,2-H),8.64(s,1H,CH=N),8.18-7.53(m,7H,ArH),2.44(s,3H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=375.0964,calcd for C₁₉H₁₃F₃N₂O₃[M+H]⁺:375.0957。

化合物I-14

氮’-[（6-叔丁基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-氟苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为26%，m.p.138-140℃。

分子式：C₂₁H₁₉FN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.07(s,1H,NH),8.84(s,1H,2-H),8.64(s,1H,CH＝N),8.12-7.28(m,7H,ArH),1.35(s,9H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=367.1456,calcd for C₂₁H₁₉FN₂O₃[M+H]⁺:367.1458。

化合物I-15

氮’-[（6-羟基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-3-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为76%，m.p.185-187℃。

分子式：C₁₇H₁₁BrN₂O₄;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.01(s,1H,NH),10.18(s,1H,OH),8.78(s,1H,2-H),8.61(s,1H,CH=N),8.17-7.17(m,7H,ArH)；

HR-MS(ESI):m/z=386.9980,calcd for C₁₇H₁₁BrN₂O₄[M+H]⁺:386.9980。

化合物I-16

氮’-[（6-乙基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为81%，m.p.155-158℃。

分子式：C₁₉H₁₅BrN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ11.98(s,1H,NH),8.78(s,1H,2-H),8.61(s,1H,CH＝N),8.00-7.48(m,7H,ArH),2.72(q,J=7.4Hz,2H,CH₂),1.21(t,J=7.4Hz,3H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=399.0349,calcd for C₁₉H₁₅BrN₂O₃[M+H]⁺:399.0344。

化合物I-17

氮’-[（6-叔丁基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-溴苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为39%，m.p.131-134℃。

分子式：C₂₁H₁₉BrN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ12.00(s,1H,NH),8.82(s,1H,2-H),8.63(s,1H,CH＝N),8.14-7.53(m,7H,ArH),1.35(s,9H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=429.0632,calcd for C₂₁H₁₉BrN₂O₃[M+H]⁺:429.0657。

化合物I-18

氮’-[（6-叔丁基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-2-羟基苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为71%，m.p.185-187℃。

分子式：C₂₁H₂₀N₂O₄;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ11.98(s,1H,NH),11.89(s,1H,OH),8.84(s,1H,2-H),8.64(s,1H,CH＝N),8.14-6.87(m,7H,ArH),1.35(s,9H,CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=365.1517,calcd for C₂₁H₂₀N₂O₄[M+H]⁺:365.1501。

化合物I-19

氮’-[（6-异丙基-4-氧-4氢-色酮-3-）甲烯]-4-氟苯甲酰肼制备

所得纯品为白色粉末，产率为65%，m.p.140-143℃。

分子式：C₂₀H₁₇FN₂O₃;

¹H NMR(600MHz,dmso)δ11.97(s,1H,NH),8.81(s,1H,2-H),8.62(s,1H,CH=N),8.10-7.20(m,7H,ArH),3.05(m,1H,CH),1.24(d,J=6.6Hz,6H,2CH₃)；

HR-MS(ESI):m/z=353.1298,calcd for C₂₀H₁₇FN₂O₃[M+H]⁺:353.1301。

实施例2

对以上合成的19种化合物进行铜绿微囊藻FACHB 912藻体水平生长抑制试验。铜绿微囊藻FACHB 912培养于含不同浓度化合物的BG-11（+N）液体培养基中，在人工气候培养箱中培养。控制培养箱温度为28℃±1℃，湿度60%，光强为6000lx，12h(光照):12h(黑暗)，振动模式，另每日人工摇3次。

具体操作如下：

1、预培养一批蓝藻，待生长4-7天到对数期后，测OD680，接种待用；

2、用新鲜的BG-11（+N）培养基稀释上述对数期藻液，获得接种藻液，并控制藻细胞浓度约1×10⁶个/mL；

3、预先称量化合物，用DMSO溶解,配制不同浓度的的化合物。向96孔板中的每个孔中加入200μL稀释好的接种藻液，然后再加入1μL一定浓度的化合物。每个浓度的化合物平行做5组，同时设置不含化合物的空白对照和化合物背景对照；

4、在人工气候培养箱中培养7天后用酶标仪测OD680，计算不同浓度化合物的抑制率；

抑制率计算公式：

生长抑制率=[空白对照组OD680-（实验组OD680-化合物背景对照组OD680）]×100/空白对照组OD680；

5、以化合物的浓度为横坐标，生长抑制率为纵坐标作图，在Origin里用公式logistic拟合，求得19种化合物的EC₅₀值。结果列于表1。

表1以I式为通式的化合物对蓝藻抑制的EC₅₀值

表中省略符号的含义：Me甲基，Et乙基，i-Pr异丙基，t-Bu叔丁基。

从上表的EC₅₀值可以看出，以I式为通式的19种化合物对铜绿微囊藻FACHB 912抑制的EC₅₀值在0.17～33.37μM，说明它们对蓝藻中的铜绿微囊藻FACHB 912具有较强的抑制作用。

本发明的化合物作为抑藻剂使用的情况下，可以将本发明的化合物与水体中允许的载体或稀释剂混合，借此将其调制成通常使用的各种剂型，如水合剂、乳剂、水溶剂、可流动剂等，作为抑藻剂使用。