喹唑啉酮肟醚衍生物的設計、合成、殺菌活性及其與琥珀酸脫氫酶受體的結(jié)合模式

王金玲, 李 忠

(華東理工大學 藥學院，上海市化學生物學 (芳香雜環(huán)) 重點實驗室，上海 200237)

喹唑啉酮骨架在多種天然生物堿中廣泛存在[1]，該類結(jié)構(gòu)因其廣泛的生物活性[2]而成為農(nóng)藥創(chuàng)制領域常用的活性骨架之一，喹唑啉酮生物堿及其衍生物在農(nóng)藥領域表現(xiàn)出廣泛的藥理學特性，例如抗真菌[3-4]、殺蟲[5]、除草[6]和抗煙草花葉病毒(TMV)等活性[7-8]，是一個值得深入研究的優(yōu)異藥效團。

含肟醚結(jié)構(gòu)的衍生物具有多種生物活性，例如在殺菌劑吡菌苯威和四唑吡氨酯，殺蟲、殺螨劑唑螨酯以及除草劑噻草酮中均含有肟醚片段(圖式1)[9]。有研究表明，肟醚可以成為開發(fā)新型琥珀酸脫氫酶抑制劑 (succinate dehydrogenase inhibitor，SDHI) 類殺菌劑的新的連接橋[10]。

圖式1 含有肟醚結(jié)構(gòu)的代表性農(nóng)藥[9]Scheme 1 Representative pesticides containing oxime ether structures[9]

近幾年，SDHI 類殺菌劑[11]因高速增長的銷量量而備受關注。SDHI 類殺菌劑作用于病原菌線粒體呼吸電子傳遞鏈上的復合體 Ⅱ [即琥珀酸脫氫酶 (succinate dehydrogenase，SDH) ][12]。盡管SDHI 類殺菌劑在控制植物病害方面發(fā)揮著重要作用，但由于其結(jié)構(gòu)相似，導致交叉抗性發(fā)展迅速，同時其對卵菌活性較差，因此，迫切需要尋找具有全新結(jié)構(gòu)的新型SDHI 類殺菌劑。

為探索具有全新結(jié)構(gòu)的SDHI 類殺菌劑先導，本研究依據(jù)中間體衍生化策略，對本課題組前期研究所得的新型2-(硝基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮骨架進行了結(jié)構(gòu)衍生：通過硝基選擇性還原的方法實現(xiàn)該新型喹唑啉酮骨架和肟醚鍵兩個活性片段的拼接 (圖式2)，設計并合成了25 個未見報道的新型喹唑啉酮肟醚衍生物(A1～A25)，合成路線見圖式3。以氟吡菌酰胺作為對照，對目標化合物開展理化性質(zhì)預測、殺菌活性測試以及與SDH 受體結(jié)合模式研究，以期發(fā)現(xiàn)高殺菌活性先導化合物。

圖式2 目標化合物的分子設計示意圖Scheme 2 Design strategy of the target compounds

圖式3 目標化合物的合成路線Scheme 3 Synthetic route of target compounds

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker AM-400/600 核磁共振儀 (內(nèi)標：TMS，氘代試劑：DMSO-d6或CDCl3)；電子轟擊 (EI)-高分辨飛行時間質(zhì)譜儀 (GCT Premier)；Büchi Melting Point B-540 熔點儀等。所有試劑均為分析純或化學純，均購自商業(yè)供應商，除特別注明外，未經(jīng)進一步處理。純度≥98%的氟吡菌酰胺(fluopyram) 固體原藥，購自上海源葉生物科技有限公司。

1.2 化合物合成

1.2.1 中間體2 的合成 參考文獻方法[13]合成：使用氣相色譜儀(GC)監(jiān)測反應結(jié)束后，分液，減壓蒸餾，得黃綠色液體產(chǎn)物，收率95%。原料與產(chǎn)物均為液態(tài)，沸點較低，采用氣相色譜歸一法定量。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS),m/z: 141(M+,57), 125(10), 111(15), 95(100), 83(49), 60(71)。其中141～83 的峰均有9 : 6 : 1 的同位素峰存在，說明結(jié)構(gòu)中含有兩個氯，產(chǎn)物保留時間在9 min 左右，歸一化純度為95.725%。

1.2.2 中間體5 的合成 參考文獻方法[14-15]合成。采用薄層層析(TLC) [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) =2 : 1] 監(jiān)測反應至結(jié)束，第1 步反應結(jié)束后，用飽和碳酸氫鈉水溶液淬滅反應，抽濾，上層固體用乙醚洗滌3 次后置于紅外烘箱中干燥，粗產(chǎn)物不經(jīng)分離直接用于下一步反應。第2 步反應結(jié)束后，加水淬滅反應，水相用乙酸乙酯萃取 (20 mL ×3)，無水硫酸鈉干燥有機相，減壓濃縮除去溶劑。粗產(chǎn)物經(jīng)硅膠柱層析[V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 分離提純，得白色固體產(chǎn)物 (R=3-CH3)，收率為90%。1H NMR (400 MHz, DMSOd6),δ: 7.34 (dd,J= 7.8 Hz, 0.8 Hz, 1H), 7.14 (d,J=6.9 Hz, 1H), 6.88～6.84 (m, 2H), 6.42 (t,J= 7.6 Hz,1H), 6.38 (s, 2H), 7.67 (s, 1H), 2.06 (s, 3H).13C NMR(101 MHz, DMSO-d6),δ: 171.93, 148.26, 135.67,127.31, 123.10, 114.67, 113.24, 18.21.

1.2.3 中間體6 的合成 參考文獻方法[16]合成。室溫下，向50 mL 茄形瓶中加入2-氨基苯甲酰胺 (5 mmol)和20 mL 水，取1,1-二氯-2-硝基乙烯(10 mmol) 加入上述混合液中，70 ℃下反應2 h。采用TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 1 : 2] 監(jiān)測反應至結(jié)束。抽濾，用石油醚洗滌，產(chǎn)物無需柱層析分離，直接投入下一步。

1.2.4 中間體7 的合成 稱取2.05 g 中間體6(10 mmol) 于100 mL 圓底燒瓶中，加入30 mL 四氫呋喃，攪拌溶解，冰浴條件下分批次加入11.29 g 氯化亞錫 (50 mmol)，升至室溫反應約12 h，采用TLC [V(正庚烷):V(乙酸乙酯) = 20 : 1] 監(jiān)測反應至結(jié)束。向反應體系中加入30 mL 二氯甲烷和30 mL 水，少量多次加入碳酸氫鈉固體，直至反應液不再冒出氣泡。在抽濾漏斗中墊上硅藻土進行抽濾，并用二氯甲烷洗滌濾餅，濾液用二氯甲烷萃取 (30 mL × 3)，飽和氯化鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后得粗產(chǎn)物，經(jīng)硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 30 : 1] 分離提純，得白色固體產(chǎn)物，收率85%。1H NMR (400 MHz,DMSO-d6,δ: 12.47 (s, 1H), 10.17 (s, 1H), 7.85 (dd,J= 7.8, 1.1 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 7.5 Hz, 1H), 7.73(dd,J= 7.3, 1.3 Hz, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.43～7.36 (m,1H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 161.30,143.67, 139.96, 134.37, 133.59, 126.47, 125.75,117.13, 107.82.

1.2.5 目標化合物A1～A25 的合成 參考文獻方法[17]合成并稍作修改。室溫條件下，將0.38 g (E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛肟7 (2 mmol) 和鹵化物8 (3 mmol) 溶解在20 mL 四氫呋喃中，加入0.28 g 碳酸鉀 (2 mmol)，升溫至65 ℃，攪拌過夜。采用TLC [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1]監(jiān)測反應至結(jié)束后，用飽和氯化銨水溶液調(diào)節(jié)pH 至中性，水相用乙酸乙酯萃取 (20 mL × 3)，合并有機相，用飽和氯化鈉溶液洗滌3 次，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，粗產(chǎn)物經(jīng)硅膠柱層析 [V(正庚烷) :V(乙酸乙酯) = 3 : 1] 分離提純，得到目標化合物。

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛鄰丙基肟 (A1)：白色固體，收率 69%，m.p. 97.2～97.3 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.40 (s, 1H), 7.86 (dd,J= 7.8, 1.1 Hz,1H), 7.80 (s, 1H), 7.72 (td,J= 7.4, 1.4 Hz, 1H), 7.66 (d,J=8.1 Hz, 1H), 7.41 (td,J= 7.7, 1.1 Hz, 1H), 4.19 (t,J= 6.7 Hz,2H), 1.75～1.67 (m, 2H), 0.93 (t,J= 7.4 Hz, 3H).13C NMR(101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.39, 143.59, 139.72, 134.39,133.67, 126.80, 126.21, 117.13, 108.34, 76.96, 22.27, 10.53.HRMS (EI) 計算值 C12H13N3O2[M]+: 231.100 8, 實測值 231.100 9.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-乙基肟 (A2): 白色固體，收率為75%，m.p. 96.5～96.7 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.42 (s, 1H), 7.86 (d,J= 7.7 Hz, 1H),7.79 (s, 1H), 7.73 (t,J= 7.8 Hz, 1H), 7.65 (d,J= 8.1, 1H),7.41 (t,J= 7.5 Hz, 1H), 4.28 (q,J= 7.0 Hz, 2H), 1.29 (t,J=7.0 Hz, 3H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.39,143.60, 139.72, 134.40, 133.68, 126.80, 126.23, 117.14,108.36, 71.17, 14.84. HRMS (EI) 計算值 C11H11N3O2+217.085 1,實測值 217.085 6.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-異戊基肟 (A3)：白色固體，收率為85%，m.p. 97.0～97.9 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.41 (s, 1H), 7.86 (dd,J= 7.8, 1.2 Hz,1H), 7.80 (s, 1H), 7.73 (td,J= 7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.69 (d,J=7.2 Hz, 1H), 7.41 (td,J= 7.6, 1.3 Hz, 1H), 4.27 (t,J= 6.8 Hz,2H), 1.75～1.65 (m, 1H), 1.62～1.57 (m, 2H), 0.92 (d,J= 6.6 Hz, 6H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.34, 143.53,139.73, 134.36, 133.65, 126.71, 126.04, 117.12, 108.17, 74.10,37.63, 24.92, 22.89, 22.89. HRMS (EI) 計算值 C14H17N3O2+259.132 1, 實測值 259.132 6.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-環(huán)丙基甲基肟(A4)：白色固體，收率為78%，m.p. 103.4～103.8 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.39 (s, 1H), 7.86 (dd,J=7.8, 1.3 Hz, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.73 (td,J= 7.8, 1.5 Hz, 1H),7.67 (d,J= 7.3 Hz, 1H), 7.41 (td,J= 7.6, 1.3 Hz, 1H), 4.06 (d,J= 7.3 Hz, 2H), 1.26-1.21 (m, 1H), 0.59～0.52 (m, 2H),0.37～0.31 (m, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ:160.42, 143.45, 139.72, 134.40, 133.67, 126.77, 126.14,117.12, 108.25, 80.13, 10.46, 3.51, 3.51. HRMS (EI) 計算值C13H13N3O2+243.100 8, 實測值 243.101 2.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(2-氟乙基) 肟(A5)：白色固體，收率為86%，m.p. 127.3～127.6 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.51 (s, 1H), 7.90 (s, 1H),7.87 (d,J =7.7 Hz, 1H), 7.77～7.71 (m, 1H), 7.65 (d,J =8.0 Hz, 1H), 7.42 (t,J =7.4 Hz, 1H), 4.74 (dt,J =47.8, 3.8 Hz,2H), 4.48 (dt,J =30.2, 3.8 Hz, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 160.16, 144.60, 139.61, 134.42, 133.73, 126.92,126.34, 117.12, 108.48, 81.17 (d,1JCF= 166.1 Hz), 74.78 (d,2JCF=18.6 Hz).19F NMR (376 MHz, DMSO-d6),δ: -162.10 (s,1F). HRMS (EI) 計算值 C11H10FN3O2+235.075 7, 實測值 235.076 0.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(3-氟丙基) 肟(A6)：白色固體，收率為88%，m.p. 127.9～128.1 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.46 (s, 1H), 7.87 (dd,J=7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.74 (td,J= 7.4, 1.5 Hz, 1H),7.65 (d,J= 7.8 Hz, 1H), 7.42 (td,J= 7.6, 1.1 Hz, 1H), 4.57(dt,J= 47.2, 5.9 Hz, 2H), 4.33 (t,J= 6.4 Hz, 2H), 2.10 (m,2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.27, 144.15,139.66, 134.41, 133.71, 126.87, 126.30, 117.13, 108.43, 81.22 (d,1JCF= 161.7 Hz), 71.52 (d,3JCF= 5.4 Hz), 30.03 (d,2JCF= 19.5 Hz).19F NMR (565 MHz, DMSO-d6),δ: -220.16 (s, 1F).HRMS (EI) 計算值 C12H12FN3O2+249.091 4, 實測值249.0912.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(4,4,4-三氟丁基)肟 (A7)：白色固體，收率為88%，m.p. 95.2～95.6 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.47 (s, 1H), 7.86 (dd,J=7.8, 1.3 Hz, 1H), 7.78 (s, 1H), 7.73 (td,J= 7.9, 1.5 Hz, 1H),7.64 (d,J= 7.8 Hz, 1H), 7.42 (td,J= 7.7, 1.0 Hz, 1H),3.94～3.85 (m, 2H), 2.18～2.07 (m, 1H), 2.05～1.83 (m, 3H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.35, 144.87, 139.67,134.39, 133.69, 126.89 (q,1JCF= 163.09 Hz), 126.38, 117.14,108.52, 107.97, 68.20(q,4JCF= 2.3 Hz), 30.88(q,2JCF= 23.1 Hz), 23.61 (q,3JCF= 6.7 Hz).19F NMR (565 MHz, DMSOd6).δ: -62.85 ～ -63.15 (m, 3F). HRMS (EI) 計算值C13H12F3N3O2+299.088 2, 實測值 299.088 0.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(4-甲基芐基)肟(A8)：白色固體，收率為85%，m.p. 102.2～102.5 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.43 (s, 1H), 7.86 (d,J= 6.5 Hz, 2H), 7.76～7.70 (m, 1H), 7.68 (d,J= 7.7 Hz,1H),7.44～7.38 (m, 1H), 7.34 (d,J= 7.9 Hz, 2H), 7.21 (d,J=7.9 Hz, 2H), 5.24 (s, 2H), 2.31 (s, 3H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 160.20, 144.18, 139.67, 138.11, 134.40, 133.90,133.70, 129.51, 129.21, 127.6, 127.0, 126.79, 126.10, 117.11,108.17, 77.22, 21.28. HRMS (EI) 計算值 C17H15N3O2+293.116 4,實測值 293.1163.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(4-甲氧基芐基)肟 (A9)：白色固體，收率為89%，m.p. 104.7～105.0 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.41 (s, 1H), 7.90～7.81(m, 2H), 7.76-7.64 (m, 2H), 7.48～7.30 (m, 3H), 6.94 (d,J=8.0 Hz, 2H), 5.20 (s, 2H), 3.76 (s, 3H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ:160.23, 159.84, 144.04, 139.68, 134.41, 133.70,130.99, 130.99, 128.77, 126.78, 126.10, 117.12, 114.32,114.32, 108.16, 77.10, 55.58. HRMS (EI) 計算值C17H15N3O3+309.111 3, 實測值 309.111 5.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-碳醛-O-(2-甲基芐基)肟(A10)：白色固體，收率為85%，m.p. 103.2～103.4 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ:10.46 (s, 1H), 7.88 (s, 1H),7.86 (dd,J= 7.8, 1.3 Hz, 1H), 7.72 (dd,J= 7.3, 1.5 Hz, 1H),7.69～7.64 (m, 1H), 7.44～7.35 (m, 2H), 7.31～7.18 (m, 3H),5.32 (s, 2H), 2.35 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ:160.20, 144.25, 139.67, 137.44, 134.81, 134.40, 133.71,130.64, 130.03, 129.02, 126.81, 126.35, 126.15, 117.11,108.22, 75.80, 19.11. HRMS (EI) 計算值 C17H15N3O2+293.116 4,實測值 293.116 6.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-碳醛-O-(3-甲基芐基)肟(A11)：白色固體，收率為84%，m.p. 103.9～104.2 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.46 (s, 1 H), 7.87 (s, 1H),7.86～7.84 (m, 1H), 7.76～7.70 (m, 1H), 7.67 (d,J= 8.3 Hz,1H), 7.41 (dd,J= 7.3, 1.5 Hz, 1H), 7.26 (m, 3H), 7.17 (d,J=7.3 Hz, 1H), 5.25 (s, 2H), 2.33 (s, 3H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ:160.20, 144.27, 139.65, 138.15, 136.84, 134.42,133.71, 129.62, 129.38, 128.88, 126.84, 126.16, 126.15,117.12, 108.23, 77.35, 21.42. HRMS (EI) 計算值C17H15N3O2+293.116 4, 實測值 293.116 8.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-碳醛-O-(4-氟芐基) 肟(A12)：白色固體，收率為78%，m.p. 109.9～110.2 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.47 (s, 1H), 7.87 (s, 1H),7.86～7.85 (m, 1H), 7.77～7.71 (m, 1H), 7.67 (d,J= 7.6 Hz,1H), 7.52 (dd,J= 8.5, 5.7 Hz, 2H), 7.42 (dd,J= 7.7, 1.1 Hz,1H), 7.23 (m, 2H), 5.28 (s, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSOd6),δ: 162.56 (d,1JCF= 244.3 Hz), 160.15, 144.43, 139.63,134.41, 133.71, 133.26 (d,3JCF= 3.0 Hz), 131.42 (d,3JCF= 8.2 Hz), 131.37, 126.84, 126.51 (d,2JCF= 68.4 Hz), 117.11,115.80 (d,2JCF= 21.5 Hz), 115.68, 108.23, 76.44.19F NMR(376 MHz, DMSO-d6),δ: -113.76 (s, 1F).. HRMS (EI) 計算值C16H12FN3O2+297.091 4, 實測值 297.091 6.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-碳醛-O-(2-氟芐基) 肟(A13)：白色固體，收率為85%，m.p. 106.7～106.9 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.46 (s, 1H), 7.90～7.84 (m,2H), 7.77-7.70 (m, 1H), 7.66 (d,J= 7.8 Hz, 1H), 7.55 (t,J=7.5 Hz, 1H), 7.49～7.38 (m, 2H), 7.30～7.22 (m, 2H), 5.35 (s,2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 161.08 (d,1JCF=246.5), 144.65, 139.61, 134.09, 133.73, 132.01 (d,3JCF= 4.2 Hz), 131.36 (d,3JCF= 8.5 Hz), 126.54 (d,2JCF= 68.4 Hz),126.19, 125.05, 123.75, 117.10, 116.02, 115.93(d,2JCF= 21.1 Hz), 108.24, 71.14.19F NMR (376 MHz, DMSO-d6),δ:-118.13 (s, 1F). HRMS(EI) 計算值 C16H12FN3O2+297.091 4,實測值 297.091 3.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-氨基甲醛-O-(3,4-二氟芐基)肟 (A14)：白色固體，收率為70%，m.p. 104.9～105.1 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.47 (s, 1H), 7.90 (s, 1H),7.87 (dd,J= 7.7, 1.5 Hz, 1H), 7.77～7.71 (m, 1H), 7.67 (dd,J=8.2, 1.2 Hz, 1H), 7.54～7.51 (m, 1H), 7.50～7.40 (m, 2H),7.36～7.29 (m, 1H), 5.28 (s, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSOd6),δ: 160.08, 149.85 (d,1JCF= 264.4 Hz), 149.73 (d,1JCF=245.4 Hz), 144.79, 139.59, 134.86 (dd,2JCF= 9.1, 1.0 Hz),134.41, 133.70, 126.88, 126.21, 125.98 (dd,2JCF= 10.1, 3.0 Hz), 118.14 (d,3JCF= 4.0 Hz), 117.96 (d,3JCF= 4.2 Hz),117.09, 108.29, 75.73.19F NMR (565 MHz, DMSO-d6),δ:-1 3 9.0 3 ～ -1 3 9.9 1 (m, 2 F). H R M S (E I) 計算值C16H11F2N3O2+315.081 9, 實測值 315.081 4.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-氨基醛-O-(4-(三氟甲基)芐基)肟 (A15)：白色固體，收率為85%，m.p.100.9～101.2 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.51 (s, 1H),7.95 (s, 1H), 7.87 (dd,J= 7.8, 1.2 Hz, 1H), 7.78 (d,J= 8.1 Hz,2H), 7.76～7.71 (m, 1H), 7.66 (dd,J= 8.1, 3.0 Hz, 3H), 7.42(td,J= 7.7, 1.1 Hz, 1H), 5.40 (s, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 160.02, 144.96, 142.03, 139.58, 134.42, 133.80,133.73, 129.31, 128.94, 126.89, 126.22, 125.90, 125.86(q,3JCF= 3.7 Hz), 125.79, 117.10, 108.27, 76.09.19F NMR (565 MHz,DMSO-d6),δ: -60.98 (s, 3F). HRMS (EI) 計算值C17H12F3N3O2+347.088 2, 實測值 347.088 6.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-氨基甲醛-O-(4-氯芐基)肟 (A16)：白色固體，收率為87%，m.p. 122.1～122.3 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.47 (s, 1H), 7.89 (s, 1H),7.87 (dd,J= 7.8, 1.3 Hz, 1H), 7.73 (td,J= 7.4, 1.5 Hz, 1H),7.67 (d,J= 7.4, 1H), 7.47 (m, 4H), 7.41 (td,J= 7.6, 1.2 Hz,1H), 5.29 (s, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.09,144.62, 139.62, 136.09, 134.41, 133.72, 133.39,130.89,130.89, 128.97, 128.97, 126.85, 126.18, 117.11,108.23, 76.26. HRMS (EI) 計算值 C16H12ClN3O2+313.061 8,實測值 313.062 1.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(3-氯芐基) 肟(A17)：白色固體，收率為87%，m.p. 98.9～99.1 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.48 (s, 1H), 7.91 (s, 1H),7.86 (dd,J= 7.8, 1.3 Hz, 1H), 7.73 (td,J= 7.9, 1.5 Hz, 1H),7.66 (d,J= 7.7 Hz, 1H), 7.51 (s, 1H), 7.45～7.38 (m, 4H), 5.30(s, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.07, 144.8,139.65, 139.61, 134.41, 133.72, 133.59, 130.91, 128.62,128.57, 127.48, 126.89, 126.24, 117.10, 108.31, 76.17. HRMS(EI) 計算值 C16H12ClN3O2+313.061 8, 實測值 313.062 0.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(4-溴芐基) 肟(A18)：白色固體，收率為86%，m.p. 132.6～132.8 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.45 (s, 1 H), 8.00-7.81 (m,2H), 7.79～7.55 (m, 4 H), 7.42 (s, 3H), 5.26 (s, 2H).13C NMR(101 MHz, DMSO-d6),δ:160.08, 144.65, 139.61, 136.52,134.41, 133.72, 131.90, 131.90, 131.19, 131.18, 126.86,126.19, 121.98, 117.11, 108.24, 76.29. HRMS (EI) 計算值C16H12BrN3O2+357.011 3, 實測值 357.011 7.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(4-異丙基芐基)肟 (A19)：白色固體，收率為86%，m.p. 98.4～98.5 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ:10.44 (s, 1H), 7.86 (d,J=7.5 Hz, 2H), 7.75～7.66 (m, 2H), 7.43～7.35 (m, 3H), 7.27 (d,J= 7.9 Hz, 2H), 5.24 (s, 2H), 2.94～2.86 (m, 1H), 1.20 (d,J=6.9 Hz, 6H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.20,154.89, 149.06, 144.20, 139.67, 134.40, 134.34, 133.70,131.79, 129.25, 126.87, 126.80, 126.13, 117.12, 108.19, 77.22,33.70, 24.32, 24.32. HRMS (EI) 計算值r C19H19N3O2+321.147 7,實測值 321.147 1.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(4-(叔丁基)芐基)肟 (A20)：白色固體，收率為86%，m.p. 79.8～80.2 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.45 (s, 1H), 7.45 (dd,J=7.7, 1.5 Hz, 1H), 7.34 (d,J= 8.3 Hz, 2H), 7.28 (d,J= 8.3 Hz,2H), 6.81～6.78 (m, 2H), 6.63 (d,J= 4.4 Hz, 1H), 6.61 (d,J=3.4 Hz, 1H), 4.39 (s, 2H), 1.25 (s, 9H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 160.20, 154.89, 149.06, 144.20, 139.67, 134.40,134.34, 133.70, 131.79, 129.25, 126.87, 126.80, 126.13,117.12, 108.19, 77.22, 33.70, 24.32, 24.32, 24.32. HRMS (EI)計算值 C20H21N3O2+335.163 4, 實測值 335.163 2.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-甲醛-O-(2,6-二甲基芐基)肟 (A21)：白色固體，收率為88%，m.p. 158.9～159.0 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.45 (s, 1H), 7.86 (dd,J=7.8, 1.1 Hz, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.76～7.71 (m, 1H), 7.67 (d,J=7.6 Hz, 1H), 7.41 (td,J= 7.7, 1.1 Hz, 1H), 7.20～7.13 (m, 1H),7.07 (d,J= 7.5 Hz, 2H), 5.36 (s, 2 H), 2.39 (s, 6H).13C NMR(101 MHz, DMSO-d6),δ: 160.23, 144.04, 139.72, 139.68,138.69, 138.64, 134.42, 133.72, 132.59, 129.16, 128.53,126.81, 126.11, 117.11, 108.16, 71.91, 19.90, 19.90. HRMS(EI) 計算值 C18H17N3O2+307.132 1, 實測值 307.132 0.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-氨基醛-O-(2,6-二氯芐基)肟 (A22)：白色固體，收率為86%，m.p. 148.8～148.9 ℃。

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.43 (s, 1H), 7.90 (s, 1H),7.86 (d,J= 7.7 Hz, 1H), 7.73 (d,J= 3.4 Hz, 1H), 7.55 (d,J=7.4 Hz, 2H), 7.49～7.45 (m, 1H), 7.44～7.38 (m, 2H), 5.54 (s,2H).13C NMR (101 MHz, DMSO-d6),δ: 159.96, 144.78,139.61, 136.81, 135.91, 134.39, 133.71, 132.24, 131.29,129.25, 128.97, 126.74, 125.88, 117.05, 107.88, 71.87. HRMS(EI) 計算值 C16H11Cl2N3O2+347.022 8, 實測值 347.022 6.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-氨基醛-O-(2,6-二氟芐基)肟 (A23)：白色固體，收率為80%，m.p. 105.6～105.8℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.46 (s, 1H), 7.87 (s,1H), 7.85 (d,J= 1.3 Hz, 1H), 7.72 (dd,J= 8.7, 1,1 Hz, 1H),7.69～7.66 (m, 1H), 7.55～7.52 (m, 1H),7.41 (t,J= 7.0 Hz, 1H),7.20～7.16 (m, 2H), 5.35 (s, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSOd6),δ: 162.07 (d,1JCF= 238.2 Hz), 159.92 (d,1JCF= 237.4 Hz),154.00, 144.88, 140.67, 139.58, 134.36, 133.75, 132.34,126.84, 126.05, 125.66, 117.11 (d,2JCF= 12.5 Hz), 112.35 (d,3JCF= 5.5 Hz), 107.96(d,2JCF= 24.2 Hz), 64.83.19F NMR (376 MHz, DMSO-d6),δ: -114.48 (s, 1F), -114.58 (s, 1F). HRMS(EI) 計算值 C16H11F2N3O2+315.081 9, 實測值 315.0823.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-碳醛-O-萘-2-基甲基肟(A24)：白色固體，收率為86%，m.p. 126.2～126.5 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.49 (s, 1H), 8.01～7.90 (m,5H), 7.86 (d,J= 7.6 Hz, 1H), 7.73 (t,J= 8.3 Hz, 1H), 7.67 (d,J= 7.9 Hz, 1H), 7.59 (d,J= 8.6 Hz, 1H), 7.57～7.53 (m, 2H),7.41 (t,J= 7.3 Hz, 1H), 5.46 (s, 2H).13C NMR (101 MHz,DMSO-d6),δ: 160.17, 144.49, 139.65, 134.61, 134.42, 133.72,133.23, 133.18, 130.88, 129.63, 128.60, 128.38, 128.09,127.91, 126.85, 126.83, 126.16, 117.12, 108.20, 77.37. HRMS(EI) 計算值 C20H15N3O2+329.116 4, 實測值 329.116 5.

(E)-4-氧代-3,4-二氫喹唑啉-2-碳醛-O-((6-氯吡啶-3-基)甲基)肟 (A25)：白色固體，收率為70%，m.p. 107.6～108.2 ℃。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6),δ: 10.48 (s, 1H),8.33 (d,J= 2.1 Hz, 1H), 7.61 (dd,J= 8.1, 2.1 Hz, 1H), 7.32(d,J= 8.5 Hz, 1H), 7.86 (dd,J= 7.9, 1.2 Hz, 1H), 7.76 (d,J=7.3 Hz, 1H), 7.75 (dd,J= 7.3, 1.2 Hz, 1H), 7.71 (s, 1H),7.42～7.35 (m, 1H), 5.35 (s, 2H).13C NMR (101 MHz, DMSOd6),δ: 161.30 ,157.84, 150.71, 148.74, 143.67, 139.96, 138.82,134.37, 132.47, 133.59, 126.47, 125.75, 117.13, 107.82, 73.39.HRMS (EI) 計算值 C15H11ClN4O2+314.057 1, 實測值 314.057 2.

1.3 生物活性測試

1.3.1 試材及藥劑配制 二葉期的小麥 (品種為揚麥15)、一葉一心期的黃瓜 (品種為新泰密刺) 和兩葉一心期的水稻 (品種為太湖糯)。

小麥赤霉病菌Fusarium graminearum、黃瓜白粉病菌Erysiphe cichoracearum以及水稻紋枯病菌Rhizoctonia solani等試材，均引進自上海曉明檢測技術服務有限公司。

將待測樣品先用少量N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)溶解，再用含有0.1%的吐溫-80 水溶液稀釋，配制成500 mg/L 的藥液。以氟吡菌酰胺作陽性對照藥劑，質(zhì)量濃度為100 mg/L。

1.3.2 室內(nèi)抑菌活性測定 生物活性初篩和復篩均采用盆栽活體試驗法[18]。采用孢子懸浮液噴霧接種法[19]測定藥劑對黃瓜白粉病菌的殺菌活性；采用盆栽苗接菌絲塊法[20]測定藥劑對小麥赤霉病菌和水稻紋枯病菌的殺菌活性，每處理重復3 次。接種后的作物置于人工氣候室中培養(yǎng)，對以上病害分別培養(yǎng)7～8 d 后調(diào)查防效。病害分級參照《農(nóng)藥田間藥效試驗準則》，根據(jù)參考文獻由病情指數(shù)計算防治效果[21]。

1.4 理化性質(zhì)預測及分子對接

用網(wǎng)絡服務器ALOGPS 2.1 (http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.html) 對目標化合物的logP和logS進行預測，用軟件ACD/Labs 預測化合物的pKa、MOE 預測化合物的極性表面積(TPSA)。以與RsSDH 具有高度同源性的豬心臟琥珀酸脫氫酶的復合晶體結(jié)構(gòu) (PDB ID：1ZOY)作為受體蛋白結(jié)構(gòu)，采用Glide 方法進行分子對接，活性口袋設置為以泛醌結(jié)合位點的三維坐標為中心周圍20 ?(2 nm)的區(qū)域，使用PyMOL 軟件對分子對接結(jié)果進行分析和展示。

2 結(jié)果與分析

2.1 目標化合物合成

2.1.1 關鍵中間體7 的合成 以中間體6 為起始原料，將硝基選擇性還原成肟基，得到中間體7。7 需要大量累積以便做后續(xù)的底物擴充。為保證中間體7 的產(chǎn)率，對還原條件進行了優(yōu)化 (表1)，最終篩選出最佳反應條件為：以路易斯酸氯化亞錫作催化劑、四氫呋喃作溶劑，在氬氣保護及室溫條件下反應24 h，最終以85%的高收率獲得化合物7。

表1 關鍵中間體7 的合成條件篩選Table 1 Screening of synthetic conditions for key intermediate 7

2.1.2 目標化合物的合成 中間體7 在堿性條件下與各種取代氯 (溴) 芐發(fā)生親核進攻，脫去一分子氯化氫得到目標化合物。在反應過程中，溫度過高、時間過長以及氯 (溴) 芐的量太多等因素均會導致雙取代副產(chǎn)物的產(chǎn)生，因此要嚴格控制反應的投料比、反應時間和溫度，才能保證產(chǎn)物的收率。

2.2 活體殺菌活性

測試結(jié)果表明：在500 mg/L 下，部分目標化合物對小麥赤霉病菌表現(xiàn)出一定的防治效果，其中化合物A19 和A25 的防效分別為43.74%和42.46%(表2)；對于黃瓜白粉病菌，除化合物A2 的防效為36.36%外，其余目標化合物均未表現(xiàn)出殺菌活性；同時所有目標化合物對水稻紋枯病菌也無活性。

2.3 理化性質(zhì)及結(jié)合模式研究

化合物理化性質(zhì)預測結(jié)果 (表2) 表明，目標化合物logP值在0.95～4.00 之間，處于合理的范圍[22]，但殺菌劑的最佳logP范圍應為3.00～4.00，而本研究中大部分目標化合物的logP值小于3.00，表明其滲透能力較差；除A20 外，目標化合物的logS值均比氟吡菌酰胺的大，說明溶解度較好；而pKa以及極性表面積 (TPSA) 均與氟吡菌酰胺的差異較大，這些因素可能導致目標化合物難以通過細胞膜到達靶標，從而導致活性降低。

表2 目標化合物的理化性質(zhì)以及活體殺菌活性Table 2 The physiochemical properties and in vivo antifungal activities of target compounds

通過分子對接，將活性最高的目標化合物A19和氟吡菌酰胺對接到 SDH (受體) 的活性位點，對接結(jié)果如圖1 所示：化合物A19與氟吡菌酰胺均能結(jié)合在SDH 受體的活性口袋中。比較其結(jié)合模式可以發(fā)現(xiàn)，A19的喹唑啉酮環(huán)上的氧原子與氨基酸殘基Tyr91 形成了氫鍵相互作用，距離為3.1 ? (1 ?=0.1 nm)，喹唑啉酮環(huán)上的氧原子與氨基酸殘基Trp173 也形成了氫鍵作用，距離為3.0 ?。而氟吡菌酰胺的羰基氧原子分別與氨基酸殘基Tyr91 和 Trp173 形成了距離為2.9 和3.0 ?的氫鍵相互作用。此外，氟吡菌酰胺的吡啶環(huán)還與殘基Tyr91 有π-π 堆積相互作用。氟吡菌酰胺形成的氫鍵相互作用力比A19略強，而且與靶標周圍氨基酸形成的相互作用力更多，這可能是A19活性低于氟吡菌酰胺的原因之一，氨基的缺失可能是化合物A19比氟吡菌酰胺活性低的關鍵因素；另外，由于A19在結(jié)合口袋中的構(gòu)象與氟吡菌酰胺的構(gòu)象差異較大，整個分子未完全進入到結(jié)合活性口袋中，這也可能是導致活性降低的原因之一。

圖1 氟吡菌酰胺(淡紅色)及A19 (綠色)與SDH受體的結(jié)合模式Fig. 1 Binding mode of fluopyram (light red) and A19 (green) with SDH receptor

3 結(jié)論

本研究以氟吡菌酰胺為藥劑對照，采用中間體衍生化法，根據(jù)活性亞結(jié)構(gòu)拼接的原理將硝基甲基喹唑啉酮和肟醚鍵等多種藥效團進行組合，設計合成了25 個未見報道的喹唑啉酮肟醚類化合物，并初步測定了其對小麥赤霉病菌、黃瓜白粉病菌以及水稻紋枯病菌的活體殺菌活性。結(jié)果表明，盡管目標化合物A19和A25在溫室盆栽條件下對小麥赤霉病菌表現(xiàn)出一定的防治效果，但對小麥赤霉病菌的防效遠低于氟吡菌酰胺。化合物活性較差的原因可能是由于其理化性質(zhì)及結(jié)合模式與氟吡菌酰胺存在差異。

謹以此文慶賀中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)藥學學科成立70 周年。

Dedicated to the 70th Anniversary of Pesticide Science in China Agricultural University.

作者簡介：王金玲，女，碩士研究生。2019年7 月于河南農(nóng)業(yè)大學制藥工程專業(yè)獲工學學士學位。2019 年9 月保送華東理工大學藥學院攻讀農(nóng)藥學專業(yè)碩士學位，主要從事綠色新農(nóng)藥的創(chuàng)制研究。

李忠，男，教授，博士生導師，國家級高層次人才。1996 年獲華東理工大學精細化工專業(yè)博士學位，1999 年至2001 年日本筑波國立工業(yè)研究院物質(zhì)工學研究所從事AIST 和ITIT 博士后研究。現(xiàn)任華東理工大學藥物化工研究所所長，上海市化學生物學重點實驗室主任。 主要聚焦綠色農(nóng)藥創(chuàng)制研究，開展順硝烯新煙堿殺蟲劑創(chuàng)制、關鍵中間體有合成技術研究及綠色工程工藝優(yōu)化等方面的研究。主持國家重點研發(fā)計劃項目、國家“863”課題、國家“973”子課題等數(shù)十項國家及省部級重要科研項目?，F(xiàn)任《農(nóng)藥學學報》編委。