摘要采用活性亞結(jié)構(gòu)拼接法，設(shè)計(jì)合成了系列新型含三氟甲基吡啶酰胺結(jié)構(gòu)的N-氰基磺酰亞胺類衍生物，其結(jié)構(gòu)經(jīng)NMR、13NMR、19NMR和HRMS進(jìn)行了表征。評(píng)估了它們對(duì)柑橘潰瘍病菌(Xanthomonasaxonopodispv.citri)、煙草青枯病菌(Ralstoniasolnacearum)和水稻白葉枯病菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)的殺菌活性及對(duì)小菜蛾(Plutellaxylostella)的殺蟲(chóng)活性。結(jié)果表明，部分化合物表現(xiàn)出了良好的抗菌活性和中等的殺蟲(chóng)活性。其中，在00mg/L質(zhì)量濃度下，化合物G10對(duì)柑橘潰瘍病菌、煙草青枯病菌和水稻白葉枯病菌的抑制率分別為67、53和48，化合物G17對(duì)柑橘潰瘍病菌的抗菌活性為69，G14對(duì)水稻白葉枯病菌的抑制率為49。在100mg/L時(shí)，化合物G1、G7、G8和G10也有中等的殺菌活性，在測(cè)試濃度下，部分化合物的活性略高于對(duì)照藥劑或與之相當(dāng)。此外，在500mg/L時(shí)，化合物G10和G11對(duì)小菜蛾的致死率分別為77%和70%。

　　關(guān)鍵詞三氟甲基吡啶;氰基磺酰亞胺;合成;殺菌活性;殺蟲(chóng)活性

　　中國(guó)是全球遭受農(nóng)作物病蟲(chóng)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，每年農(nóng)作物都不斷遭受多種病原微生物和害蟲(chóng)的危害而導(dǎo)致嚴(yán)重的損失，這對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)[12]。如：近年來(lái)由革蘭氏陰性菌黃單胞桿菌水稻變種(Xanthomonasoryzaepv.Oryzae)引起的水稻白葉枯病使水稻減產(chǎn)高達(dá)50[3,4;而由地毯草黃單胞桿菌柑桔致病變種(Xanthomonasaxonpodispv.itri)引起的柑橘潰瘍病和由青枯雷爾氏菌(Ralstoniasolanacearum)引起的煙草青枯病也給農(nóng)作物帶來(lái)了嚴(yán)重的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)損失5,6。

　　當(dāng)前，農(nóng)藥仍然是控制作物病蟲(chóng)害的主要措施。針對(duì)作物細(xì)菌性病害，盡管有噻菌銅(Thiodiazolecopper)、中生菌素(zhongshengmycin)及噻唑鋅(ZincThiazole)等藥劑，但隨著病蟲(chóng)害抗性或交叉抗性的出現(xiàn)，這些殺菌劑效果十分有限。因此，發(fā)展結(jié)構(gòu)新穎的抗細(xì)菌活性的化合物依然是農(nóng)藥研究者關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

　　作為一類重要的衍生物，磺酰亞胺因其穩(wěn)定性及廣譜的生物活性，在農(nóng)藥和醫(yī)藥方面的創(chuàng)新研究中受到了廣泛關(guān)注[9。在新農(nóng)藥的創(chuàng)新研究方面，含—CN結(jié)構(gòu)的磺酰亞胺衍生物常常出現(xiàn)在農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)中[1。近10年，陶氏益農(nóng)科學(xué)(DowAgroSciences)發(fā)現(xiàn)了大量含有該結(jié)構(gòu)的殺蟲(chóng)化合物，并從中優(yōu)選和產(chǎn)業(yè)化了氟啶蟲(chóng)胺腈(Sulfoxaflor) 。近些年，人們不僅僅關(guān)注磺酰亞胺類衍生物的殺蟲(chóng)活性1315，一些具有良好抗植物病毒、抗菌和除草活性的化合物也陸續(xù)被報(bào)道1618]。

　　例如，Mao等16報(bào)道的含噻二唑結(jié)構(gòu)的該類衍生物，在100mg/L濃度下對(duì)TMV等具有良好的抗植物病毒活性;Pasteris等17合成了含有噁二唑結(jié)構(gòu)的衍生物，在質(zhì)量濃度為250mg/L時(shí)對(duì)大豆銹病(Phakopsorapacyrhizi)和小麥葉銹菌(Pucciniarecondite)的抑菌率為100;Hartmut等[18報(bào)道的吡唑衍生物對(duì)苘麻(Abutilontheophrasti)、反枝莧(Amaranthusretroflexus)和稗草(Echinochloacrusgalli)具有良好的防除活性。此外，該類結(jié)構(gòu)也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥創(chuàng)新領(lǐng)域，一些衍生物可作為中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶活性抑制劑19,20、MNK激酶抑制劑[2、BACE和BACE抑制劑等22,23。

　　三氟甲基吡啶是一類重要的含氟雜環(huán)，也是目前市售農(nóng)藥中常見(jiàn)的活性亞結(jié)構(gòu)24,25。已登記使用的含三氟甲基吡啶農(nóng)藥有個(gè)，包括17個(gè)除草劑，個(gè)殺菌劑和個(gè)殺蟲(chóng)劑，如氟啶胺(fluazinam)、氟啶脲(chlorfluazuron)和氟吡甲禾靈(haloxyfopmethyl)26等部分結(jié)構(gòu)如圖所示。近年來(lái)，含三氟甲基吡啶結(jié)構(gòu)的衍生物因具有殺蟲(chóng)2728、抗病毒29、除草和抗菌,3等活性而備受關(guān)注，是在新農(nóng)藥的創(chuàng)新中常見(jiàn)的重要結(jié)構(gòu)之一。我們前期的工作中24,3也報(bào)道了一些含三氟甲基吡啶結(jié)構(gòu)的活性分子，在殺蟲(chóng)、殺菌和抗病毒活性方面可作為潛在候選分子或先導(dǎo)化合物。

　　1結(jié)果與討論

　　1.1目標(biāo)化合物的合成

　　目標(biāo)化合物的合成路線見(jiàn)Scheme。首先，在堿性條件下，氨基乙硫醇鹽酸鹽與不同鹵代烴發(fā)生親核取代反應(yīng)而得到對(duì)應(yīng)的硫醚類化合物24，隨后采用一鍋法，將硫醚類化合物與氯三氟甲基吡啶甲酸在二氯乙烷溶液(DCE)中，以三乙胺為縛酸劑、在三氯氧磷的作用下縮合得到含硫醚結(jié)構(gòu)的三氟甲基吡啶酰胺衍生物。隨后以醋酸碘苯為氧化劑，將單氰胺與中間體反應(yīng)，在其硫醚結(jié)構(gòu)中引入CN結(jié)構(gòu)[24，得到CN結(jié)構(gòu)的酰胺類化合物，最后在堿性條件下，用間氯過(guò)氧苯甲酸為氧化劑37，將氧化得到目標(biāo)化合物G1G2。

　　1.2目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)表征

　　目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)均經(jīng)過(guò)HNMR、13CNMR、19FNMR和HRMS確證(譜圖見(jiàn)支持材料)。以目標(biāo)物G1為例，在其HNMR譜中，吡啶環(huán)上的由于受到CF和吡啶環(huán)上的吸電子效應(yīng)的影響，在、Cl原子鄰位的均會(huì)裂分為雙重峰，其化學(xué)位移δ分別為8.92和8.42，耦合常數(shù)分別為0.9Hz和1.1Hz;苯環(huán)的也會(huì)受到連接的原子影響而存在耦合裂分，其化學(xué)位移δ分別在7.5、7.55和7.65;吡啶酰胺的以單峰出現(xiàn)在低場(chǎng)，其化學(xué)位移δ在8.74，與酰胺連接的兩個(gè)亞甲基的化學(xué)位移δ在3.98和4.164.04，而與苯環(huán)連接的亞甲基則以最高單峰在δ5.14處出現(xiàn)。

　　在13CNMR中，由于受個(gè)原子的耦合作用，三氟甲基的裂分成四重峰，其化學(xué)位移δ在122.，耦合常數(shù)為27Hz;吡啶環(huán)上的化學(xué)位移δ分別在151.0、143.5、137.2和128.5，耦合常數(shù)分別為1.2、4.0、3.5和33.5Hz;苯環(huán)上連接的原子使其相連的受到原子的耦合作用裂分為雙重峰，化學(xué)位移為δ161.5，耦合常數(shù)為25Hz，其余的化學(xué)位移δ分別在135.1、128.2、124.2、119.5和113.4，耦合常數(shù)分別為3.2、3.7、9.6、25.0和15.0Hz。

　　2結(jié)論

　　采用活性亞結(jié)構(gòu)拼接法，將三氟甲基吡啶結(jié)構(gòu)與含CN結(jié)構(gòu)的磺酰亞胺進(jìn)行拼接，設(shè)計(jì)合成了20個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的含三氟甲基吡啶的氰基磺酰亞胺衍生物。結(jié)構(gòu)經(jīng)HNMR、13CNMR、19FNMR和HRMS表征，并測(cè)試了目標(biāo)化合物對(duì)柑橘潰瘍病菌、煙草青枯病菌和水稻白葉枯病菌的抗菌活性以及對(duì)小菜蛾的殺蟲(chóng)活性。

　　結(jié)果表明，在質(zhì)量濃度為200和100mg/L時(shí)，部分目標(biāo)化合物對(duì)柑橘潰瘍病菌、煙草青枯病菌和水稻白葉枯病菌均具有一定的抗菌活性，尤其是化合物G1、G14和G17對(duì)上述三種細(xì)菌有較好的抗菌活性。在濃度為500mg/L時(shí)，化合物G10和G11對(duì)小菜蛾也表現(xiàn)出中等的殺蟲(chóng)活性，其致死率分別為77%和70%。所合成的目標(biāo)化合物可作為新型殺菌劑或殺蟲(chóng)劑創(chuàng)新的先導(dǎo)化合物。目前，正在對(duì)該類化合物進(jìn)行進(jìn)一步深入的活性篩選和化學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以期待發(fā)現(xiàn)活性更好的磺酰亞胺衍生物。

　　3實(shí)驗(yàn)部分

　　3.1儀器與試劑

　　化合物的核磁氫譜、碳譜及氟譜通過(guò)德國(guó)布魯克AVANCEIIIHD400M型400MHz核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo))測(cè)定;化合物的熔點(diǎn)經(jīng)型數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(溫度未校正)測(cè)定;高分辨質(zhì)樸采用ThermoScientificQExactive質(zhì)譜儀進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)過(guò)程中所有的化學(xué)試劑均購(gòu)自上海韶遠(yuǎn)試劑有限公司(AccelaChemBioCo.,Ltd.)。

　　3.2實(shí)驗(yàn)方法

　　3.2.1中間體的制備

　　本研究中所有中間體的合成參照我們前期的工作進(jìn)行制備24,3，且表征數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)一致。

　　4生物活性測(cè)試方法

　　4.1抗細(xì)菌活性測(cè)試方法

　　采用濁度法38，以水稻白葉枯病菌(Xoo)、柑橘潰瘍病菌(Xac)和煙草青枯病菌(solanacearum)為測(cè)試對(duì)象，商品化殺菌劑中生菌素和噻唑鋅為陽(yáng)性對(duì)照藥劑。初篩濃度分別為00和100mg/L，測(cè)試了目標(biāo)化合物G1G20的體外抗細(xì)菌活性。將樣品和對(duì)照藥劑分別配置成濃度為00和100mg/L的含毒NB液體培養(yǎng)基于試管中并測(cè)定其OD值，即無(wú)菌培養(yǎng)基OD值。然后接入受試細(xì)菌，在28±1ºC、180r/min的恒溫?fù)u床上振蕩培養(yǎng)48h，在分光光度計(jì)上測(cè)定兩個(gè)濃度的菌液的OD值，即含菌培養(yǎng)基的OD值。按下式計(jì)算所測(cè)化合物的抑制率，結(jié)果見(jiàn)表。校正OD值=含菌培養(yǎng)基OD值−無(wú)菌培養(yǎng)基OD值抑制率=(校正后對(duì)照培養(yǎng)基菌液OD值−校正后含毒培養(yǎng)基OD值)校正后對(duì)照培養(yǎng)基菌液OD值×100%.

　　生物研究評(píng)職知識(shí)：生物多樣性研究論文可以發(fā)哪些sci期刊

　　以小菜蛾(xylostella)為研究對(duì)象，商品化殺蟲(chóng)劑毒死蜱(Chlorpyrifos)和阿維菌素(Avermectin)為陽(yáng)性對(duì)照藥劑，測(cè)試了目標(biāo)化合物G1G20的殺蟲(chóng)活性。采用浸葉法對(duì)供試靶標(biāo)小菜蛾進(jìn)行測(cè)試，將甘藍(lán)葉浸入藥液中15，自然陰干后置于有濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，接小菜蛾齡中期幼蟲(chóng)10頭皿(次重復(fù))，然后放在光照培養(yǎng)箱內(nèi)，溫度25ºC，光照14h，黑暗10h培養(yǎng)，藥后3d觀察記錄小菜蛾的死亡情況。按下式計(jì)算所測(cè)目標(biāo)化合物的致死率。

　　作者：代阿麗，張仁鳳，李傳會(huì)，余利嬌，王婭，吳劍