CN107033098A - 含酰胺键的1,3,4‑噁二唑硫/氧醚类化合物及其制备方法及应用 - Google Patents

含酰胺键的1,3,4‑噁二唑硫/氧醚类化合物及其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含酰胺键的1,3,4‑噁二唑硫/氧醚类化合物及其制备方法及应用，该化合物具有如通式(Ⅰ)所示的结构：

Description

含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物及其制备方法及 应用
技术领域
本发明涉及药物化学技术领域，尤其是一种含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，随着生态条件、品种和耕作制度的不断改变，植物细菌性病害(如水稻白叶枯病和柑橘溃疡病等)和病毒病(如烟草花叶病等)在我国大规模发生并流行，并在全国有进一步扩散蔓延趋势，为害范围广，防治困难，现有商品化抗菌药剂(如叶枯唑、噻菌铜、可杀得等)及抗病毒剂(宁南霉素、病毒唑等)防效低，急需发现高效抗植病细菌或病毒的活性化合物，在此基础上创制出自主知识产权的绿色新农药，为农作物细菌性和病毒性病害防控提供候选药物。
含酰胺键的目标化合物因在抗细菌和病毒方面具有广泛的生物活性而成为研究学者研究的热点之一，商品化的酰胺类化合物有杀虫剂(如氯虫酰胺(chlorantraniliprole)、氟虫酰胺(flubendiamide)等)、杀菌剂(如苯吡菌酮(fenpyrazamine)、氟唑菌酰胺(Fluxapyroxad)、氟唑环菌胺(Sedaxane)等)。同时，含1,3,4-噁二唑基团的硫醚类化合物在农药方面也表现出广泛的生物活性。为了寻找高效杀菌、抗病毒的活性化合物，本发明以含1,3,4-噁二唑基团的硫醚类化合物为基础，将可能提高目标化合物生物活性的酰胺键引入到此体系中，合成一系列含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物，考察其生物活性，为新农药的研发和创制提供重要的科学基础。
含酰胺键的衍生物的生物活性研究进展如下：
2013年Wu等[Wu,J.；Kang,S.H.；Luo,L.J.；Shi,Q.C.；Ma,J.；Yin,J.；Song,B.A.；Hu,D.Y.；Yang,S.Synthesis and antifungal activities of novel nicotinamidederivatives containing 1,3,4-oxadiazole.Chem.Cent.J.2013,7,64]合成了一系列的含1,3,4-噁二唑基的酰胺类衍生物。此类化合物对小麦赤霉病菌、辣椒枯萎病菌及苹果腐烂病菌表现出一定的抑制活性。
2016年Yang等[Z.B.Yang,D.Y.Hu,S.Zeng,B.A.Song,Novel hydrazonederivatives containing pyridine amide moiety:Design,synthesis,andinsecticidal activity.Bioorg.Med.Chem.Lett.2016,26,1161-1164]合成了一系列含酰腙结构的酰胺类化合物，生物活性测试结果表明目标化合物对稻褐飞虱、小菜蛾及尖音库蚊具有杀虫活性，其中，化合物5j对尖音库蚊表现出最强的杀虫活性，其LC50和LC95分别为2.44和5.76mg/L。
2016年Good等[J.A.Good,J.Silver,C.-Otero,W.Bahnan,K.S.Krishnan,O.Salin,P.R.Svensson,P.Artursson,Gylfe,S.F.Almqvist,Thiazolino 2-Pyridone Amide Inhibitors of Chlamydia trachomatisInfectivity.J.Med.Chem.2016,59,2094-2108]报道了一系列噻唑并2-吡啶酮酰胺类化合物，生物活性测试结果表明，部分目标化合物对沙眼衣原体表现出了较好的抑制活性。
含1,3,4-噁二唑基团衍生物的生物活性研究进展如下：
2013年，Xu等[W.M.Xu,S.Z.Li,M.He,S.Yang,X.Y.Li,P.Li.Synthesis andbioactivities of novel thioether/sulfone derivatives containing 1,2,3-thiadiazole and 1,3,4-oxadiazole/thiadiazole moiety.Bioorg.Med.Chem.Lett.,2013,23,5821-5824]设计合成了含1,3,4-噁二唑基团的硫醚、砜类化合物。初步的抗病毒生物活性测试表明，在500μg/mL的浓度下，此类化合物对烟草花叶病毒表现出较好的抑制活性，其中化合物7a、7c、7d、8a和9a表现出了较高的抑制活性。
2015年，Wu等[W.N.Wu,Q.Chen,A.Q.Tai,G.Q.Jiang,G.P.Ouyang,Synthesis andantiviral activity of 2-substituted methylthio-5-(4-amino-2-methylpyrimidin-5-yl)-1,3,4-oxadiazole derivatives.Bioorg.Med.Chem.Lett.2015,25,2243-2246]合成了一系列嘧啶联1,3,4-噁二唑硫醚类化合物。抗病毒活性测试表明，目标化合物对烟草花叶病毒具有较好的抑制活性，其中，化合物8i对烟草花叶病表现出较高的治疗活性，其EC50为246.48μg/mL。
2016年，Khalilullah等[H.Khalilullah,S.Khan,M.S.Nomani,B.Ahmed,Arab.J.Chem.2016,9,S1029-S1035]报道了一些列含1,3,4-噁二唑基团的苯并二氧六环类衍生物。生物活性测试表明，部分目标化合物对细菌(如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等)和真菌(黑曲霉、黄曲霉、白色念珠菌等)表现出较好的抑制活性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物及其制备方法及应用，它对致病病原细菌和病毒具有良好的抑制效果，且其合成方法经济简便。
本发明是这样实现的：一种含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物，该化合物具有如通式(Ⅰ)所示的结构：
式中，苯环上为不同取代基，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、羟基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、C1-3烷氨基、氨基、硝基或卤素原子；R2为氢或C1-4烷基；X为氧原子或硫原子。
含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物的制备方法，其合成路线如下；
式中，苯环上为不同取代基，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、羟基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、C1-3烷氨基、氨基、硝基或卤素原子；R2为氢或C1-4烷基；X为氧原子或硫原子。
含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物在制备抗致病病原细菌和病毒的药物中的应用。
通过采用上述技术方案，本发明以1,3,4-噁二唑硫醚类化合物为基础，将可能提高目标化合物生物活性的酰胺键引入到此体系中，合成一系列含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物，且发现该化合物对致病病原细菌和病毒具有良好的抑制作用，针对病原细菌[如水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、柑橘溃疡病菌(Xanthomonas axonopodis pv.citri,Xac)等]和植物病毒[如烟草花叶病毒(TobaccoMosaic Virus,TMV)等]均具有良好的抑制效果，为新农药的研发和创制提供重要的科学基础。
具体实施方式
本发明的实施例1：目标化合物2-硝基-N-(2-甲基-5-(巯基)-1,3,4-噁二唑)苯甲酰胺的制备
将N-(2-乙酰肼基)-2-硝基苯甲酰胺(5.0mmol)加入到溶有KOH(10mmol)的50mL乙醇溶液中，缓慢滴加二硫化碳(10.0mmol)，常温反应12小时后改为加热回流12小时，停止反应，脱溶，加入30mL水，浓盐酸调节pH为3-4，得黄色固体，产率54.2％，熔点>230℃。
本发明的实施例2：目标化合物2-硝基-N-(2-甲基-5-(甲硫醚基)-1,3,4-噁二唑)苯甲酰胺的制备
将2-硝基-N-(2-甲基-5-(巯基)-1,3,4-噁二唑)苯甲酰胺(2.0mmol)加入到溶于NaOH溶液中，滴加硫酸二甲酯(2.0mmol)，常温反应12小时后停止反应，抽滤，得黄色固体，产率31.4％，熔点108-109℃。
其它目标化合物的合成参照实施例1或2。
合成的部分含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物的结构及核磁共振氢谱和碳谱数据如表1所示，物化性质如表2所示。
表1部分化合物的核磁共振氢谱和碳谱数据
表2部分目标化合物的理化性质
药理实施例1：
采用浊度法测试目标化合物对植物病原菌的抑制率，试验对象为水稻白叶枯病菌(Xoo)和柑橘溃疡病菌(Xac)。DMSO溶解在培养基中作为空白对照。将水稻白叶枯病菌(水稻白叶枯病原菌在M210固体培养基)放到NB培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用；将柑橘溃疡病菌(在M210固体培养基上)放到NB培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用。将药剂(化合物)配置成不同浓度(例：100,50μg/mL)的含毒NB液体培养基5mL加入到试管中，分别加入40μL含有植病细菌的NB液体培养基，在28-30℃、180rpm恒温摇床中振荡，其水稻白叶枯病原菌培养36h，柑橘溃疡病菌培养48h。将各个浓度的菌液在分光光度计上测定OD595值，并且另外测定对应浓度的含毒无菌NB液体培养基的OD595值。
EC50(median effective concentration)是评价植物病原菌对化合物敏感性的重要指标，同时也是对目标化合物作用机制研究时，化合物浓度设置的重要参数。在浓度梯度实验中，采用二倍稀释法设定合适的5个浓度，最后将药剂对植物病原菌的抑制率、药剂浓度换算成对数值，通过SPSS软件回归分析得到毒力曲线，计算出EC50。
采用浊度法测试目标化合物对植物病原菌的有效中浓度EC50，试验对象为水稻白叶枯病菌(Xoo)和柑橘溃疡病菌(Xac)。DMSO溶解在培养基中作为空白对照。将水稻白叶枯病菌(水稻白叶枯病原菌在M210固体培养基)放到NB培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用；将柑橘溃疡病菌(在M210固体培养基上)放到NB培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用。将药剂(化合物)配置成不同浓度(例：80,40,20,10,5μg/mL)的含毒NB液体培养基5mL加入到试管中，分别加入40μL含有植病细菌的NB液体培养基，在28-30℃、180rpm恒温摇床中振荡，其水稻白叶枯病原菌培养36h，柑橘溃疡病菌培养48h。将各个浓度的菌液在分光光度计上测定OD595值，并且另外测定对应浓度的含毒无菌NB液体培养基的OD595值。
校正OD值＝含菌培养基OD值－无菌培养基OD值
抑制率％＝[(校正后对照培养基菌液OD值－校正含毒培养基OD值)/
校正后对照培养基菌液OD值]×100
本发明实施例辅以说明本发明的技术方案，但实施例的内容并不局限于此，部分目标化合物实验结果如表3所示。
表3含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物对植物病原细菌的抑制活性
“NT”表示未测试
表4含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物对植物病原细菌的EC50
从表3和4中可以看出，在离体试验中，目标化合物对植物致病病原菌(如水稻白叶枯病菌和柑橘溃疡病菌)表现出了较好的抑制活性。其中，化合物1、2、4和5在100μg/mL浓度下对水稻白叶枯病菌的抑制活性分别为99.3、99.2、88.8和86.5％，化合物1和2在50μg/mL浓度下对水稻白叶枯病菌的抑制活性分别为98.5和99.0％，进一步测试发现这两个化合物对这两种病菌的EC50分别为10.1和12.2μg/mL，可用于制备抗植物致病病原细菌农药。
药理实施例2：部分目标化合物的抗病毒活性实验(抗烟草花叶病毒)
采用半叶斑法测定化合物的抗植物病毒活性。准确称取3mg供试化合物于称量瓶中，加入溶剂DMSO 60μL使其充分溶解。用含1％Tween 20的二次蒸馏水将其配成500mg/L的化合物溶液。另取250μL 2％宁南霉素水剂，加入溶剂DMSO 60μL，含1％Tween 20的二次蒸馏水10mL，配成500mg/L的宁南霉素溶液。
药剂对TMV侵染的活体治疗活性。选取长势一致的心叶烟，先用排比蘸取病毒液(浓度为6×10-3mg/mL)，在叶面(全叶)沿其支脉方向人工摩擦接种于撒有金刚砂的叶片上，左右叶片的接种力度尽量保持一致，叶片下方用平整木板支撑。待病毒液干后，用流水冲洗掉叶片上面的金刚砂。待叶片干后，在左半叶涂施药剂，右半叶涂施灭菌水作对照。每药剂处理设3株，每株3-4片叶，随后将植株放在光照培养箱中保湿培养，控制温度23℃，光照10000LuX，2-4d后观察并记录产生枯斑的数目。按上述方法每药剂进行3次重复，计算抑制率。
药剂对TMV侵染的活体保护活性。选取长势一致的心叶烟，用毛笔轻轻在左半叶涂施药剂，右半叶涂施灭菌水作对照，24小时后接种病毒。用排笔蘸取病毒汁液(浓度为6x10-3mg/mL)，在叶面(全叶)沿其支脉方向人工摩擦接种于撒有金刚砂的叶片上，左右叶片的接种力度尽量保持一致，叶片下方用平整木板支撑。待病毒液干后，用流水冲洗掉叶片上面的金刚砂。每药剂处理设3株，每株3-4片叶，随后将植株放在光照培养箱中保湿培养，控制温度23℃，光照10000Lux，2-4d后观察并记录产生枯斑的数目。按上述方法每药剂进行3次重复，计算抑制率Y(％)＝(R-L)/R×100％。
其中：Y为化合物对对烟草花叶病毒的抑制率；R为对照组(右半叶)枯斑个数，L为处理组(左半叶)枯斑个数。本发明实施例辅以说明本发明的技术方案，但实施例的内容并不局限于此，实验结果如表5所示。
表5含酰胺键的1，3，4-噁二唑硫/氧醚类化合物对植物病毒的抑制活性
从表5可以看出，在浓度为500μg/mL下，活体测试结果表明，该系列化合物有一定的抗病毒活性，其中化合物1、2和3对烟草花叶病毒的治疗活性分别为38.5、41.8和36.9％；化合物5对烟草花叶病毒的保护活性为54.5％，可见本发明的化合物可用于制备抗植物病毒农药。

Claims (3)

1.一种含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物，其特征在于：该化合物具有如通式(Ⅰ)所示的结构：
式中，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、羟基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、C1-3烷氨基、氨基、硝基或卤素原子；R2为氢或C1-4烷基；X为氧原子或硫原子。
2.一种如权利要求1所述的含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物的制备方法，其特征在于：其合成路线如下：
式中，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、羟基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、C1-3烷氨基、氨基、硝基或卤素原子；R2为氢或C1-4烷基；X为氧原子或硫原子。
3.如权利要求1所述的含酰胺键的1,3,4-噁二唑硫/氧醚类化合物在制备抗致病病原细菌和抗病毒的药物的应用。
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