幾個(gè)新型呋喃氨基腈衍生物的合成及抗菌活性

李 艷,吳鳴虎

(咸寧學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系,湖北咸寧 437100）

幾個(gè)新型呋喃氨基腈衍生物的合成及抗菌活性

李 艷,吳鳴虎

(咸寧學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系,湖北咸寧 437100）

用5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈與芳醛反應(yīng)制得Schiff堿,再采用NaBH4還原Schiff堿,得到3個(gè)新型5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈衍生物.利用核磁共振譜(1H NMR)、紅外光譜(IR),質(zhì)譜(EI-MS)表征了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu);并初步測(cè)定了產(chǎn)物的抗菌活性.結(jié)果表明,目標(biāo)化合物的抗菌活性一般.

呋喃氨基腈衍生物;Schiff堿;合成;抗菌活性

Abstract:Schiff bases were synthesizedviareaction of 4-ethoxycarbonyl-5-methyl furan aminonitriles with aromatic aldehydes.Resultant Schiff bases were reduced with NaBH4to provide 3 new 4-ethoxycarbonyl-5-methyl furan aminonitrile derivatives.The structures of the products were characterized by means of nuclear magnetic resonance spectroscopy(1H NMR),infrared spectrometry(IR)and electron-impact mass spectrometry(EI-MS).Besides,the antibacterial activity of the products was preliminarily evaluated.It was found that they possessed fair antibacterial activity.

Keywords:furan aminonitrile derivative;Schiff base;synthesis;antibacterial activity

稻瘟病是一種生物性自然災(zāi)害,又稱水稻癌癥,是世界性的水稻主要病害,它分布廣、流行快、危害大、防治難度高,條件適宜可能迅速蔓延流行.其主要是由一種叫Magnaporthe grisea的病原菌引起的,這種病原菌附著胞的黑色素為致病侵染過程中所必需的細(xì)胞結(jié)構(gòu),抑制病原菌黑色素的生物合成便成了控制該病害的一種有效途徑[1-4].對(duì)稻瘟病目前主要采取化學(xué)方法進(jìn)行防治,但我國由于長期使用傳統(tǒng)的三環(huán)唑、富士一號(hào)、克瘟散、(異)稻瘟凈等進(jìn)行防治,稻瘟病菌抗藥性日趨嚴(yán)重,成為當(dāng)前水稻生產(chǎn)中所面臨的最突出問題,這就要求農(nóng)藥工作者不斷尋找新的抑制劑.目前已發(fā)現(xiàn)一些酰胺類及雜環(huán)氨基腈類化合物表現(xiàn)出高的抑制活性[5-9],但呋喃氨基腈衍生物的研究還未見文獻(xiàn)報(bào)道.這里我們?cè)谇捌谘芯康幕A(chǔ)上,合成新型的5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈衍生物,初步測(cè)試了目標(biāo)化合物的抗菌活性.

方法[7],合成5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈Ⅰ.Ⅰ與芳醛,在醋酸催化下,得到重要的中間體Schiff堿Ⅱ,再采用NaBH4還原,合成新型的5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈衍生物Ⅲ.合成路線見圖1.

圖1 5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈衍生物的合成路線Fig.1 Synthetic route of 4-ethoxycarbonyl-5-methyl furan aminonitriles derivatives

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

熔點(diǎn)用北京第三光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的X4型熔點(diǎn)儀測(cè)定,溫度計(jì)未經(jīng)校正;紅外以Perkin-Elemer PE-983紅外光譜儀測(cè)定;1H NMR用Varian Mercury 400型核磁共振儀測(cè)定,TMS為內(nèi)標(biāo);MS使用 Finnigan Trace質(zhì)譜儀測(cè)定.

所用試劑為國產(chǎn)(或進(jìn)口)化學(xué)純或分析純.

1.2 5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈(Ⅰ)的制備

參考文獻(xiàn)方法[7],在冰水浴條件下,應(yīng)用丙二腈、氯代乙酰乙酸乙酯,在乙醇中,三乙胺催化反應(yīng),制得5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈Ⅰ,白色固體,產(chǎn)率約90%,m p 223～225℃(文獻(xiàn)[7]:224～225℃).

1.3 5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈Schiff堿(Ⅱ)的合成

參考文獻(xiàn)方法[7],向干燥的圓底燒瓶中加入2 g(10 mmol)化合物Ⅰ,20 mL無水乙醇,10 mmol芳醛與8～10 d冰醋酸,在磁力攪拌下加熱回流24 h,冷卻到室溫,即析出5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈Schiff堿Ⅱ,用CH2Cl2重結(jié)晶,得到橙黃色固體,產(chǎn)率70%～90%.

1.4 目標(biāo)化合物Ⅲ的合成

向干燥的100 mL圓底燒瓶中加入3 mmol Schiff堿Ⅱ和10 mL新蒸餾的無水甲醇,分次快速加入0.2 g(6 mmol)NaBH4,在圓底燒瓶口安上防氫氣外逸的塑料袋(或氣球),室溫?cái)嚢?～4 h(TLC監(jiān)控反應(yīng)的進(jìn)行),反應(yīng)完畢后減壓抽濾得粗產(chǎn)品,然后用甲醇或二氯甲烷/石油醚重結(jié)晶,得到目標(biāo)化合物Ⅲ,產(chǎn)率70%

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)條件

根據(jù)文獻(xiàn)方法[7],以氯代乙酰乙酸乙酯為基本原料合成5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈.5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈的合成,文獻(xiàn)中采用乙醇鈉催化,反應(yīng)不易控制和操作,且產(chǎn)率僅為30%～40%,通過探討比較,發(fā)現(xiàn)在合成中應(yīng)用三乙胺催化,反應(yīng)很溫和,操作簡便,且產(chǎn)率高(收率可達(dá)95%).在合成中間體Schiff堿Ⅱ時(shí),在乙醇溶液中進(jìn)行,是酸催化親核加成反應(yīng).但不能用強(qiáng)酸催化,因?yàn)闅潆x子雖然可以和羰基結(jié)合成烊鹽而增加羰基的親電性能,但也可以與氨基結(jié)合形成銨離子的衍生物使親核能力降低.所以,當(dāng)反應(yīng)在醇溶液中進(jìn)行時(shí),只需很低氫離子濃度就可以發(fā)生,通常使用的弱酸是醋酸.

目標(biāo)化合物的合成,Schiff堿Ⅱ用NaBH4還原,在圓底燒瓶口上裝上防氫氣外逸的塑料袋(或氣球),且NaBH4應(yīng)分次加入效果最好,室溫?cái)嚢璺磻?yīng),反應(yīng)完畢后,減壓抽濾得粗產(chǎn)品,然后以甲醇或二氯甲烷/石油醚重結(jié)晶進(jìn)行純化,以70%以上的產(chǎn)率得到目標(biāo)化合物.

2.2 目標(biāo)化合物Ⅲ的波譜特征

目標(biāo)化合物經(jīng)過IR,1H NMR,EI-MS確認(rèn).在產(chǎn)物的1H NMR中,芳環(huán)上氫的化學(xué)位移在6.90～8.20之間呈現(xiàn)出多重峰,氮?dú)涞幕瘜W(xué)位移在5.30左右,為一單峰.在IR譜圖中,產(chǎn)物的特征基團(tuán)均有明顯的吸收 ,酯的 C=O的伸縮振動(dòng)峰出現(xiàn)都處在1 705 cm-1左右.氮?dú)涞纳炜s振動(dòng)峰出現(xiàn)處在3 303 cm-1左右.在MS譜圖中,目標(biāo)化合物采用電子噴霧EI-MS檢測(cè).目標(biāo)化合物都有較強(qiáng)的分子離子峰,主要碎片離子峰都與預(yù)期的目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)相吻合.這些特征都證實(shí)了化合物的分子結(jié)構(gòu).

2.3 目標(biāo)化合物Ⅲ的殺菌活性

采用含毒介質(zhì)法(200 mg/L),以丙酮為溶劑對(duì)目標(biāo)化合物的殺菌活性進(jìn)行了初步測(cè)試(表1).結(jié)果表明化合物Ⅲ對(duì)水稻紋枯病、水稻稻瘟病、黃瓜霜霉病、黃瓜白粉病、灰霉病五種菌表現(xiàn)出差的抑制活性.

表1 化合物Ⅲa～Ⅲc的抑菌率Table 1 Inhibition of compoundsⅢa～ Ⅲc %

3 結(jié)論

通過5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈與芳醛反應(yīng),制得Schiff堿,再采用NaBH4還原,合成了3個(gè)新型的5-甲基-4-乙氧羰基呋喃氨基腈衍生物. 利用1H NMR,IR,EI-MS對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征.初步生物活性測(cè)試結(jié)果表明,目標(biāo)化合物的抗菌活性一般.

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Synthesis of several 5-methyl-4-ethoxycarbonyl furan aminonitrile derivatives and their fungicidal activity

LI Yan,WU Ming-hu

(Department of Chemistry and Lif e Science,Xianning College,Xianning437100,Hubei,China)

O 621.3

A

1008-1011(2011)02-0044-03

2010-11-03.

湖北省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目(D20092806).

李 艷(1976-),女,講師,碩士.從事有機(jī)合成研究.E-mail:junren751113@126.com.