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      新型含?;螂宀闋柾苌锏暮铣杉捌渲参锷L(zhǎng)調(diào)節(jié)活性

      2015-04-23 10:55:38肖彩琴
      合成化學(xué) 2015年9期
      關(guān)鍵詞:苯甲?;?/a>查爾硫脲

      肖彩琴,傅 穎

      (1.西北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,甘肅蘭州 730070;2.酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系,甘肅酒泉 735000)

      含取代?;牧螂孱?lèi)化合物是一類(lèi)重要的有機(jī)中間體。由于其分子結(jié)構(gòu)中含有與肽鍵結(jié)構(gòu)類(lèi)似的硫代酰胺基團(tuán),因此具有廣譜的抗菌、抗腫瘤、除草、殺蟲(chóng)、殺菌和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性[1-6],在農(nóng)藥合成和醫(yī)藥研發(fā)中有廣泛應(yīng)用[7-8]。

      查爾酮衍生物同樣具有良好的生物活性,如抗腫瘤、抗?jié)儭⒔獐d攣、抗菌、抗病毒、抗氧化和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)等[9-15],其合成和生物活性研究一直是生物醫(yī)藥、農(nóng)學(xué)與食品學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。

      本課題組長(zhǎng)期從事?;螂逖苌锏难芯浚?6],在此基礎(chǔ)上,本文根據(jù)活性亞結(jié)構(gòu)拼接原理,將?;螂迤闻c查爾酮進(jìn)行拼合,設(shè)計(jì)并合成了15個(gè)新型的含酰基硫脲查爾酮衍生物(6a~6m,8a和 8k,Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR,IR和元素表征。用培養(yǎng)皿法考察了6和8對(duì)雙子葉油菜種子的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 儀器與試劑

      X-4型顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正);Bruker UPX 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));7650型紅外光譜儀(KBr壓片);MOD 110型元素分析儀。

      Scheme 1

      所用試劑均為化學(xué)純;二氯甲烷使用前經(jīng)無(wú)水氯化鈣干燥除水。

      1.2 合成

      (1)N-取代?;螂?4a,4j和4e)的合成(以4a 為例)[17]

      在圓底燒瓶中依次加入苯甲酰氯(1a)0.71 g(5 mmol),CH2Cl220 mL和 NH4SCN 1.14 g(15 mmol),攪拌下滴加PEG-400 5滴,滴畢,于室溫反應(yīng)2 h。加入4-氨基苯乙酮(3)1.28 g(10 mmol),于室溫反應(yīng)0.5 h。加水15 mL,用二氯甲烷(3×15 mL)萃取,合并有機(jī)相,用MgSO4干燥,蒸除溶劑,用二氯甲烷重結(jié)晶得黃色針狀晶體4a。

      用類(lèi)似的方法合成黃色粉末4j和4l。

      N-苯甲?;?N'-苯乙酮硫脲(4a):產(chǎn)率88%,m.p.161 ℃ ~163 ℃;1H NMR δ:2.58(s,3H,CH3),7.52(t,J=7.8 Hz,2H,ArH),7.64(t,J=7.8 Hz,1H,ArH),7.88(t,J=8.6 Hz,4H,ArH),7.98(dd,J=6.4 Hz,2.4 Hz,2H,ArH),9.19(s,1H,NH),12.88(s,1H,NH);13C NMR δ:196.8,177.9,167.0,141.6,134.8,133.8,131.3,129.2,127.4,122.9,26.5;IR ν:3 358,1 648,1 591,1 331,1 171 cm-1;Anal.calcd for C16H14N2O2S:C 64.41,H 4.73,N 9.39;found C 64.28,H 4.96,N 9.14。

      N-(4-氯)苯甲酰基-N'-苯乙酮硫脲(4j):產(chǎn)率79%,m.p.212 ℃ ~214 ℃;1H NMR δ:2.62(s,3H,CH3),7.55(d,J=8.5 Hz,2H,ArH),7.85(d,J=7.8 Hz,2H,ArH),7.92(d,J=7.8 Hz,2H,ArH),8.03(d,J=7.0 Hz,2H,ArH),9.06(s,1H,NH),12.80(s,1H,NH);13C NMR δ:196.8,178.5,167.6,141.9,134.3,134.2,132.2,130.1,129.6,129.3,128.9,127.1,123.6,26.6;IR ν:3 412,1 651,1 537,1 331,1 164 cm-1;Anal.calcd for C16H13N2O2SCl:C 57.74,H 3.94,N 8.42;found C 57.21,H 3.52,N 8.67。

      N-(2-氯)苯甲酰基-N'-苯乙酮硫脲(4l):產(chǎn)率81%,m.p.215 ℃ ~217 ℃;1H NMR δ:2.59(s,3H,CH3),7.45 ~7.49(m,1H,ArH),7.55(td,J=6.6 Hz,1.4 Hz,2H,ArH),7.65(d,J=7.6 Hz,1H,ArH),7.93(d,J=8.7 Hz,2H,ArH),8.02(d,J=8.7 Hz,2H,ArH),12.12(s,1H,NH),12.57(s,1H,NH);13C NMR δ:197.1,178.2,166.2,141.8,140.9,135.2,129.9,129.5,129.1,123.3,26.7;IR ν:3 538,1 677,1 331,1 153 cm-1;Anal.calcd for C16H13N2O2SCl:C 57.74,H 3.94,N 8.42;found:C 57.21,H 3.52,N 8.67。

      (2)6a~6m 的合成通法[18]

      在圓底燒瓶中加入4 5 mmol和乙醇5 mL,攪拌使其溶解;加入取代芳醛(5a~5j)7.5 mmol和5%氫氧化鈉溶液9 mL,于室溫反應(yīng)45 min。用5%鹽酸溶液淬滅反應(yīng),抽濾,濾餅用混合溶液[V(乙醇)∶V(乙酸乙酯)=1∶2]重結(jié)晶得淡黃色粉末6a~6h,6j~6m和無(wú)色晶體6i。

      用芳烯酮(7)替代4,用類(lèi)似的方法合成金黃色粉末8a和黃色粉末8k。

      N-苯甲?;?N'-(1,3-二苯基丙烯酮)硫脲(6a):產(chǎn)率 46.6%,m.p.180 ℃ ~181℃;1H NMR δ:7.47 ~ 7.48(m,3H),7.56(t,J=7.6 Hz,2H),7.66 ~ 7.70(m,1H),7.77(d,J=15.6 Hz,1H),7.90 ~7.94(m,3H),7.97 ~8.01(m,6H),8.24(d,J=8.4 Hz,2H),11.71(s,1H),12.83(s,1H);13C NMR δ:188.1,179.4,168.3,144.5,142.2,134.9,134.7,133.3,132.1,130.7,129.4,129.3,129.2,128.8,128.6,123.7,121.9;IR ν:3 364,1 654,1 594,1 525,1 328,1 175 cm-1;Anal.calcd for C23H18N2O2S:C 71.48,H 4.69,N 7.25;found C 71.85,H 4.25,N 7.07。

      N-苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(4-硝基)苯基丙烯酮]硫脲(6b):產(chǎn)率53.8%,m.p.204℃ ~205 ℃;1H NMR δ:7.56(t,J=7.6 Hz,2H),7.85(d,J=15.6 Hz,1H),7.66 ~ 7.74(m,2H),7.92 ~ 8.06(m,5H),8.17 ~ 8.21(m,4H),8.26 ~ 8.32(m,3H),11.71(s,1H),12.85(s,1H);13C NMR δ:187.7,179.0,168.2,148.1,142.7,141.2,141.0,134.4,133.2,132.1,129.9,129.6,128.9,128.7,128.5,127.3,125.9,123.9,123.5,123.2;IR ν:3 284,1 660,1 519,1 340,1 178 cm-1;Anal.calcd for C23H17N3O4S:C 64.03,H 3.97,N 9.74;found C 64.65,H 3.60,N 9.22。

      N-苯甲酰基-N'-[1-苯基-3-(4-甲基)苯基丙烯酮]硫脲(6c):產(chǎn)率59.4%,m.p.208℃ ~209℃;1H NMR δ:2.37(s,3H),7.29(d,J=8.0 Hz,2H),7.66 ~7.82(m,5H),7.89 ~8.03(m,6H),8.23(d,J=8.8 Hz,2H),11.71(s,1H),12.84(s,1H);13C NMR δ:187.8,178.9,168.2,146.9,144.0,142.1,140.7,139.4,136.3,134.9,133.2,132.0,131.9,129.6,129.2,128.8,128.7,128.6,128.4,123.4,120.8,20.9;IR ν:3 362,1 653,1 593,1 525,1 412,1 321,1 174 cm-1;Anal.calcd for C24H20N2O2S:C 71.98,H 5.03,N 6.99;found C 71.41,H 5.48,N 6.57。

      N-苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(4-甲氧基)苯基丙烯酮]硫脲(6d):產(chǎn)率48.8%,m.p.189℃ ~190 ℃;1H NMR δ:3.92(s,3H),7.05(t,J=7.6 Hz,1H),7.13(d,J=8.4 Hz,1H),7.47(t,J=8.4 Hz,1H),7.55(t,J=7.6 Hz,2H),7.67(t,J=7.6 Hz,1H),7.90 ~8.09(m,9H),8.19(d,J=8.4 Hz,2H);13C NMR δ:188.1,178.9,168.6,158.3,142.4,138.6,134.8,132.4,129.3,128.8,128.7,123.3,123.0,121.7,120.8,111.9,55.8;IR ν:3 368,1 650,1 590,1 523,1 454,1 319,1 177 cm-1;Anal.calcd for C24H20N2O3S:C 69.21,H 4.84,N 6.73;found C 69.63,H 4.28,N 6.29。

      N-苯甲酰基-N'-[1-苯基-3-(2-氯)苯基丙烯酮]硫脲(6e):產(chǎn)率50.7%,m.p.183℃ ~184℃;1H NMR δ:7.45 ~ 7.52(m,3H),7.54 ~7.59(m,3H),7.68(d,J=12.0 Hz,1H),7.99 ~ 8.06(m,7H),8.25(d,J=8.8 Hz,2H),11.71(s,1H),12.86(s,1H);13C NMR δ:187.6,178.9,168.1,142.5,138.4,134.5,134.3,132.2,132.1,129.4,128.8,128.6,128.5,127.6,124.6,123.4;IR ν:3 386,1 654,1 594,1 523,1 316,1 177 cm-1;Anal.calcd for C23H17N2O2SCl:C 65.63,H 4.07,N 6.66;found C 65.79,H 4.30,N 6.57。

      N-苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(2,4-二氯)苯基丙烯酮]硫脲(6f):產(chǎn)率60.8%,m.p.203℃ ~204 ℃;1H NMR δ:7.56(t,J=7.6 Hz,3H),7.68(t,J=7.2 Hz,1H),7.76(s,1H),7.96 ~8.17(m,7H),8.27(dd,J=8.8 Hz,16.4 Hz,2H),11.73(s,1H),12.86(s,1H);13C NMR δ:198.9,188.9,177.3,166.1,142.1,141.5,140.7,140.2,135.7,134.1,133.7,133.2,131.7,131.2,131.1,130.6,130.3,129.8,129.5,129.3,129.2,128.6,127.8,127.6,127.3,127.2,127.1,124.4,123.1;IR ν:3 392,1 654,1 595,1 522,1 314,1 177 cm-1;Anal.calcd for C23H16N2O2SCl2:C 60.67,H 3.54,N 6.15;found C 60.23,H 3.21,N 6.68。

      N-苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(3,4,5-三甲氧基)苯基丙烯酮]硫脲(6g):產(chǎn)率68.2%,m.p.197 ℃ ~198 ℃;1H NMR δ:3.70(s,6H),3.65(s,3H),7.23(s,2H),7.53(t,J=10.0 Hz,2H),7.64 ~7.72(m,2H),7.91(d,J=19.6 Hz,1H),7.96 ~7.99(m,4H),8.22(d,J=8.4 Hz,3H),11.60(s,1H),12.80(s,1H);13C NMR δ:187.8,179.0,168.2,153.2,142.2,139.7,134.9,132.1,130.2,129.4,129.2,128.9,128.6,128.3,123.6,123.3,106.7,106.4,60.3,60.1,56.3,6.1;IR ν:3 296,1 669,1 603,1 581,1 521,1 508,1 454,1 318,1 153 cm-1;Anal.calcd for C26H24N2O5S:C 65.53,H 5.08,N 5.88;found C 65.13,H 4.02,N 6.73。

      N-苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(2-甲氧基)苯基丙烯酮]硫脲(6h):產(chǎn)率56.2%,m.p.200℃ ~201 ℃;1H NMR δ:3.89(s,3H),7.03(t,J=7.6 Hz,1H),7.03(d,J=9.2 Hz,1H),7.45(t,J=6.8 Hz,1H),7.53(t,J=13.2 Hz,2H),7.66(t,J=8.4 Hz,1H),7.88 ~8.07(m,8H),8.18(d,J=8.8 Hz,3H),11.68(s,1H),12.81(s,1H);13C NMR δ:188.1,179.0,168.3,158.4,142.1,138.5,135.0,134.5,133.3,132.4,132.1,130.3,130.0,129.3,128.8,128.6,127.1,124.1,123.6,123.3,122.9,121.7,120.7,120.0,111.8,111.0,55.8,55.2;IR ν:3 372,1 650,1 590,1 524,1 455,1 320,1 176 cm-1;Anal.calcd for C24H20N2O3S:C 69.21,H 4.84,N 6.73;found C 69.63,H 4.28,N 6.29。

      N-苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(2-芐氧基)苯基丙烯酮]硫脲(6i):產(chǎn)率35.6%,m.p.203℃ ~205 ℃;1H NMR δ:5.16(s,2H),7.02(t,J=9.2 Hz,2H),7.36(t,J=8.8 Hz,1H),7.45 ~7.46(m,3H),7.50 ~ 7.60(m,6H),7.65(t,J=7.6 Hz,1H),7.78 ~7.91(m,8H),8.18(d,J=15.6 Hz,1H),9.17(s,1H),12.89(s,1H);13C NMR δ:189.3,177.7,167.0,158.3,141.1,141.0,136.2,136.0,133.8,131.7,131.5,131.3,129.3,129.1,128.7,128.4,128.0,127.5,123.9,123.0,122.8,121.0,112.2,77.3,77.0,76.6,70.5;IR ν:3 376,1 652,1 592,1 523,1 210,1 314,1 171 cm-1;Anal.calcd for C30H24N2O3S:C 73.15,H 4.91,N 5.69;found C 73.49,H 4.73,N 4.37。

      N-(2-氯)苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(2-甲氧基)苯基丙烯酮]硫脲(6j):產(chǎn)率74.7%,m.p.190 ℃ ~192 ℃;1H NMR δ:3.92(s,3H),7.13(d,J=8.0 Hz,1H),7.05(t,J=7.6 Hz,1H),7.91 ~ 8.07(m,6H),7.45 ~ 7.67(m,6H),8.21(d,J=8.8 Hz,2H),12.14(s,1H),12.58(s,1H);13C NMR δ:187.5,181.0,178.9,168.2,142.5,137.1,135.6,135.5,135.1,134.3,133.9,133.5,133.3,133.2,133.1,133.0,131.6,131.3,129.8,129.5,129.2,128.7,127.9;IR ν:3 532,1 678,1 591,1 530,1 465,1 331,1 175 cm-1;Anal.calcd for C24H19N2O3SCl:C 63.92,H 4.25,N 6.21;found C 63.47,H 4.58,N 6.74。

      N-(2-氯)苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(2-氯)苯基丙烯酮]硫脲(6k):產(chǎn)率71.4%,m.p.149℃ ~151 ℃;1H NMR δ:7.33 ~7.38(m,2H),7.45 ~7.52(m,4H),7.72 ~ 7.79(m,2H),7.93 ~7.97(m,2H),8.02(t,J=9.6 Hz,2H),8.16(dd,J=15.6 Hz,2H),9.29(s,1H),12.69(s,1H);13C NMR δ:196.9,192.3,188.0,178.4,167.6,158.3,141.9,138.4,135.1,134.5,134.2,132.2,130.0,129.6,129.2,128.9,127.1,124.1,123.6,122.9,121.6,120.7,111.8,111.0;IR ν:3 539,1 681,1 594,1 528,1 332, 1 175 cm-1;Anal.calcd for C23H16N2O2SCl2:C 60.67,H 3.54,N 6.15;found C 60.12,H 3.19,N 6.68。

      N-(4-氯)苯甲?;?N'-(1,3-二苯基丙烯酮)硫脲(6l):產(chǎn)率81.9%,m.p.215℃ ~216℃;1H NMR δ:7.48(s,3H),7.63(d,J=8.4 Hz,2H),7.77(d,J=14.8 Hz,1H),7.91 ~ 8.02(m,7H),8.24(d,J=8.0 Hz,2H),11.82(s,1H),12.96(s,1H);13C NMR δ:187.9,178.9,167.2,144.0,142.2,138.1,134.9,134.7,131.1,130.9,130.7,130.7,129.4,128.9,128.8,128.6,128.3,123.5,121.9;IR ν:3 402,1 656,1 592,1 537,1 329,1 174 cm-1;Anal.calcd for C23H17N2O2SCl:C 65.63,H 4.07,N 6.66;found C 65.42,H 4.52,N 6.79。

      N-(4-氯)苯甲?;?N'-[1-苯基-3-(4-硝基)苯基丙烯酮]硫脲(6m):產(chǎn)率50.4%,m.p.189℃ ~191 ℃;1H NMR δ:7.62 ~ 7.64(m,4H),7.82 ~7.89(m,2H),8.02(d,J=8.0 Hz,4H),8.15 ~8.21(m,4H),8.28(t,J=9.6 Hz,4H),11.80(s,1H),12.76(s,1H);13C NMR δ:187.7,178.9,167.2,148.1,142.6,141.2,141.1,138.2,136.3,134.4,130.9,130.7,130.3,129.9,129.6,128.6,128.2,125.9,124.0,123.5,115.0;IR ν:3 386,1 658,1 593,1 517,1 411,1 339,1 176 cm-1;Anal.calcd for C23H16N3O4SCl:C 59.29,H 3.46,N 9.02;found C 59.65,H 3.77,N 9.63。

      N-苯甲酰基-N'-(1-苯基-3-苯乙烯基丙烯酮)硫脲(8a):產(chǎn)率49.1%,m.p.210℃ ~212℃;1H NMR δ:2.50(s,2H),7.36(t,J=8.8 Hz,1H),7.38 ~ 7.42(m,2H),7.45 ~ 7.46(m,2H),7.50 ~7.60(m,5H),7.65(t,J=7.6 Hz,1H),7.78 ~ 7.91(m,4H),8.09(d,J=15.6 Hz,1H),11.69(s,1H),12.83(s,1H);13C NMR δ:187.9,178.9,168.2,144.4,142.1,141.8,136.0,134.9,133.3,132.1,129.3,128.9,128.8,128.5,127.3,125.3,123.6;IR ν:3 355,1 670,1 645,1 578,1 526,1 334,1 177 cm-1;EI-MS m/z:413.13{[M+H]+};Anal.calcd for C25H20N2O5S:C 72.79,H 4.89,N 6.79;found C 72.23,H 4.34,N 6.96。

      N-(2-氯)苯甲酰基-N'-(1-苯基-3-苯乙烯基丙烯酮)硫脲(8k):產(chǎn)率78%,m.p.171℃ ~173 ℃;1H NMR δ:2.59(s,2H),7.36(t,J=8.8 Hz,1H),7.38 ~7.42(m,2H),7.45 ~7.46(m,2H),7.50 ~7.60(m,5H),7.65(t,J=7.6 Hz,1H),7.78 ~7.91(m,3H),8.09(d,J=15.6 Hz,1H),12.14(s,1H),12.56(s,1H);13C NMR δ:196.8,187.9,178.5,78.4,167.6,144.4,141.9,141.9,141.8,136.0,135.0,134.3,134.2,132.2,129.9,129.6,129.3,129.2,128.9,128.8,127.2,127.1,125.3,123.6,123.7;IR ν:3 445,1 674,1 640,1 594,1 529,1 344,1 159 cm-1;Anal.calcd for C25H19N2O2SCl:C 67.18,H 4.28,N 6.27;found C 67.69,H 4.53,N 6.61。

      1.3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性測(cè)試[19]

      采用培養(yǎng)皿法,將6和8用DMF溶解,用吐溫-80乳化,加蒸餾水分別配制成c:(100.000,10.000,1.000,0.100,0.010,0.001)mg·L-1的溶液;取10 mL溶液加入直徑9 cm的培養(yǎng)皿中(內(nèi)放一層濾紙),放入油菜種子15?!?0粒,于25℃ ±5℃避光培養(yǎng)6 d,測(cè)量油菜籽根長(zhǎng)(D),計(jì)算抑制率[抑制率%=(D1-D)/D1×100%;D1為蒸餾水培養(yǎng)油菜籽根長(zhǎng)平均值,D為化合物培養(yǎng)油菜籽根長(zhǎng)平均值]。以α-吲哚乙酸為對(duì)照組。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 合成

      在6的合成中,含羥基的苯甲醛在相同的反應(yīng)條件下無(wú)法合成預(yù)期產(chǎn)物,其可能原因在于:含羥基的芳醛的酸性酚羥基可與部分氫氧化鈉反應(yīng),生成酚負(fù)離子,酚負(fù)離子具有較強(qiáng)的供電子性,可通過(guò)共軛效應(yīng)增強(qiáng)醛羰基的電子云密度,降低羥基苯甲醛的活性。此外,羥醛縮合反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)強(qiáng)堿濃度超過(guò)10%,反應(yīng)時(shí)間超過(guò)2 h,也無(wú)法合成預(yù)期產(chǎn)物。該條件下合成的產(chǎn)物經(jīng)NMR分析發(fā)現(xiàn):在δ 6.25附近出現(xiàn)了2個(gè)自由氫,比原料?;螂迳倭?個(gè)碳原子,說(shuō)明強(qiáng)堿性條件會(huì)使?;螂灏l(fā)生水解,不利于羥醛縮合反應(yīng)的進(jìn)行。

      2.2 表征

      以8a為例進(jìn)行表征。由8a的1H NMR(譜圖略)分析可知,δ 11.69處吸收峰為CSNHCO的質(zhì)子峰;δ 12.86處吸收峰為NHCS的質(zhì)子峰。

      由8a的IR(譜圖略)分析可知,1 153 cm-1~1 178 cm-1處為 C=S吸收峰,1 650 cm-1~1 693 cm-1處為 C=O 吸收峰,3 296 cm-1~3 539 cm-1處為N-H吸收峰。

      由8a的ESI-MS(譜圖略)分析可知,8a有明顯的{[M+H]+}碎片。

      2.3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性

      表1為6和8對(duì)油菜籽幼苗根生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性的結(jié)果。

      表1 6和8對(duì)油菜籽根長(zhǎng)的抑制活性Table 1 Inhibition rate of 6 and 8 against brassica campestris

      由表1可見(jiàn),6和8均對(duì)油菜根的生長(zhǎng)有調(diào)節(jié)作用。其中,6f和6g具有與吲哚乙酸相似的活性(高濃度抑制,低濃度促進(jìn));6i和6j的抑制活性非常顯著,在用藥量為0.001 mg·L-1時(shí),抑制率分別為-73.01%和-43.49%。

      3 結(jié)論

      設(shè)計(jì)并合成了15個(gè)新型的含酰基硫脲查爾酮衍生物(6a~6m和8a,8k)。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:6i和6j對(duì)油菜根生長(zhǎng)有顯著的抑制性能;6f和6g與α-吲哚乙酸活性類(lèi)似。

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