香豆素肟酯衍生物的合成及抑菌活性

袁含笑, 張文廣, 劉函如, 張云天, 張彩霞,2,郭孜怡, 高艷清,2, 雷 鵬*,,2, 劉西莉*,

(1. 西北農(nóng)林科技大學 植物保護學院，陜西 楊凌 712100；2. 陜西省生物農(nóng)藥工程技術研究中心，陜西 楊凌 712100)

以天然產(chǎn)物為先導進行結構修飾與改造是發(fā)現(xiàn)新型綠色農(nóng)藥最有效的方法之一[1]。香豆素(coumarin, 圖式1)，又稱鄰羥基桂酸內(nèi)酯，廣泛的存在于蕓香科、傘型科、豆科、蘭科等高等植物中[2]。香豆素及其衍生物能散發(fā)出芳香氣味，在香料領域具有較好的應用[3]。此外，它具有廣泛的生物活性，如抗凝血[4]、抗癌[5]、抗氧化[6]等醫(yī)藥活性和殺蟲[7]、殺螨[8]、除草[9]、殺菌[10]等農(nóng)藥活性。蛇床子素 (osthol, 圖式1) 為商品化香豆素類殺菌劑，登記用于防治小麥白粉病、水稻立枯病和水稻紋枯病等[11]。丁香菌酯 (coumoxystrobin,圖式1) 為沈陽化工研究院有限公司開發(fā)的香豆素類殺菌劑，對蘋果樹腐爛病和黃瓜霜霉病等具有很好的防治效果[12]。張學良等合成了系列N-取代氨基香豆素類化合物，生物測定結果表明，該類化合物表現(xiàn)出較好的抑菌活性，其中化合物ZXL(圖式1) 對蘋果樹腐爛病菌Valsa mali的EC50值為7.53 μg/mL[13]。

圖式1 香豆素、蛇床子素、丁香菌酯和ZXL 的化學結構式Scheme 1 Structural formulas of coumarin, osthol, coumoxystrobin and ZXL

肟 (肟醚和肟酯) 是農(nóng)用殺菌劑中常見結構之一，在已商品化的農(nóng)用殺菌劑中，肟菌酯 (trifloxystrobin)、烯肟菌胺 (fenaminstrobin) 和醚菌酯(kresoxim-methyl) 等均含有肟結構[14]。本研究組前期報道了結構多樣含吡唑 (SAZ 和ZXJ)[15-16]、吲哚 (WYJ-1) 和四氫喹啉 (WYJ-2)[17]的肟酯衍生物(圖式2)對番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、蘋果樹腐爛病菌V. mali和水稻紋枯病菌Rhizoctoniasolani表現(xiàn)出較好的抑菌活性，然而，設計的肟部分均為苯甲醛肟類結構。為了進一步豐富具有抑菌活性的肟酯類化合物的結構，本研究在肟部分引入天然產(chǎn)物香豆素，合成了18 個未見文獻報道的香豆素肟酯衍生物 (圖式2 和圖式3)，并測定了其對蘋果樹腐爛病菌、番茄灰霉病菌和水稻紋枯病菌的抑菌活性。

圖式2 本研究組前期及本文中肟酯類化合物的結構式Scheme 2 Structural formulas of oxime esters in our previous work and this paper

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、試劑和藥劑

Bruker AVANCE III 500 MHz 或 400 MHz 核磁共振儀 (以CDCl3或DMSO-d6為溶劑，TMS 為內(nèi)標)；AB SCIEX 高分辨質(zhì)譜儀；X-6 型數(shù)字熔點儀 (北京泰克儀器有限公司)。

柱層析硅膠 (200～300 目，篩孔徑48～75 μm)和薄層層析硅膠板 (GF254型) 均購自青島海洋化工廠；所用試劑均為市售分析純或化學純，除特別注明外，所用溶劑未經(jīng)無水處理。

香豆素 (coumarin, 純度99%)，阿達瑪斯試劑有限公司；肟類對照藥劑97%肟菌酯(trifloxystrobin)原藥，上海畢得醫(yī)藥科技股份有限公司。

1.2 化合物的合成

1.2.1 硫代香豆素(2)的合成 參考文獻[18]的方法合成。黃色固體，收率94%，m.p. 95.2～96.8 ℃。

1H NMR (500 MHz, DMSO-d6),δ: 7.95 (d,J= 9.3 Hz, 1H), 7.85 (dd,J= 7.8, 1.7 Hz, 1H), 7.77～7.73 (m,1H), 7.63 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 7.48 (td,J= 7.5, 1.1 Hz, 1H), 7.31 (d,J= 9.3 Hz, 1H)。

1.2.2 香豆素肟(3)的合成 參考文獻[18]的方法合成。棕黃色固體，收率87%，m.p. 115.7～116.9 ℃。1H NMR (500 MHz, DMSO-d6),δ: 10.31(s, 1H), 7.35～7.31 (m, 2H), 7.11 (t,J= 7.8 Hz, 2H),7.00 (d,J= 9.8 Hz, 1H), 6.30 (d,J= 9.8 Hz, 1H)。

1.2.3 目標化合物4 的合成 參考文獻[19]的方法合成。在50 mL 單口瓶中，加入香豆素肟3(161.2 mg，1.0 mmol)、4-二甲氨基吡啶 (DMAP)(3.7 mg，0.03 mmol)、三乙胺 (111.3 mg，1.1 mmol) 和5 mL 二氯甲烷。然后，在冰浴的條件下滴加相應的酰氯 (1.1 mmol)，滴加完畢后室溫攪拌，采用薄層色譜 (TLC，V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 4 : 1) 監(jiān)測至反應終點。反應完成后，柱層析純化 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 6 : 1)，干燥后即得目標化合物4。

化合物4 的結構均經(jīng)1H NMR、13C NMR 和HRMS 的驗證，相關數(shù)據(jù)如下：

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(2-甲氧基苯甲酰基)肟(4a)：黃色固體，收率 92%，m.p. 72.7～73.8 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ: 7.93 (dd,J= 7.6, 1.9 Hz, 1H), 7.55～7.52 (m,1H), 7.40～7.37 (m, 1H), 7.33 (d,J= 7.7 Hz, 1H), 7.23 (d,J=8.2 Hz, 1H), 7.20～7.17 (m, 2H), 7.08～7.04 (m, 2H), 6.61 (d,J= 9.8 Hz, 1H), 3.97 (s, 3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ:163.90, 159.22, 155.50, 152.16, 133.74, 133.71, 131.73,130.67, 127.71, 124.59, 120.30, 119.72, 119.28, 116.08,115.77, 112.32, 56.19。HRMS：C17H14NO4[M + H]+，計算值296.091 7，測試值296.092 9。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(3-甲氧基苯甲?；?肟(4b)：黃色固體，收率85%，m.p. 100.1～101.3 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ: 7.83 (dt,J= 7.7, 1.3 Hz, 1H), 7.73 (dd,J=2.7, 1.5 Hz, 1H), 7.43 (q,J= 8.9, 8.4 Hz, 2H), 7.34 (dd,J=7.6, 1.6 Hz, 1H), 7.29 (t,J= 7.0 Hz, 1H), 7.22 (dd,J= 7.5, 1.1 Hz, 1H), 7.20～7.17 (m, 2H), 6.62 (d,J= 9.8 Hz, 1H), 3.92 (s,3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 163.77, 159.67, 155.80,152.11, 133.93, 130.77, 130.39, 129.55, 127.76, 124.70,122.21, 119.74, 119.69, 116.15, 115.62, 114.43, 55.51。HRMS：C17H14NO4[M + H]+，計算值296.091 7，測試值296.091 6。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(4-甲氧基苯甲?；?肟(4c)：灰白色固體，收率81%，m.p. 129.9～130.7 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.08 (dd,J= 8.8, 1.7 Hz, 2H), 7.35～7.30 (m,1H), 7.25～7.23 (m, 1H), 7.22～7.19 (m, 1H), 7.14～7.07 (m,2H), 6.91 (dd,J= 8.9, 1.6 Hz, 2H), 6.52 (dd,J= 9.8, 1.8 Hz,1H), 3.81 (d,J= 1.6 Hz, 3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 163.65, 163.61, 155.45, 152.10, 133.68, 131.88, 130.69,127.72, 124.62, 119.69, 116.09, 115.70, 113.83, 55.48。HRMS：C17H14NO4[M + H]+，計算值296.091 7，測試值296.092 2。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(2-氯苯甲?；?肟(4d)：黃色固體，收率83%，m.p. 111.7～113.9 ℃。1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 7.98 (dd,J= 7.7, 1.8 Hz, 1H), 7.56～7.49 (m, 2H),7.44～7.40 (m, 2H), 7.36 (dd,J= 7.6, 1.7 Hz, 1H), 7.25 (dt,J=15.9, 7.6 Hz, 3H), 6.63 (d,J= 9.8 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 163.37, 156.12, 152.11, 134.22, 133.84,132.74, 131.66, 131.07, 130.85, 129.52, 127.74, 126.67,124.72, 119.65, 116.26, 115.39。HRMS：C16H10ClNNaO3[M + Na]+，計算值322.024 1，測試值322.025 5。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(3-氯苯甲?；?肟(4e)：灰色固體，收率92%，m.p. 123.3～125.1 ℃。1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 8.17 (t,J= 1.9 Hz, 1H), 8.09 (d,J= 7.7 Hz, 1H),7.61～7.58 (m, 1H), 7.45 (dt,J= 17.5, 7.4 Hz, 2H), 7.35～7.30(m, 2H), 7.23～7.20 (m, 2H), 6.61 (d,J= 9.7 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 162.70, 156.03, 152.03, 134.69,134.20, 133.28, 130.88, 129.87, 127.95, 127.81, 124.81,119.63, 116.19, 115.38。HRMS：C16H10ClNNaO3[M +Na]+，計算值322.024 1，測試值322.023 9。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(4-氯苯甲?；?肟(4f)：黃色固體，收率79%，m.p. 106.3～108.4 ℃。1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 8.18～8.17 (m, 2H), 7.54～7.51 (m, 2H), 7.48～7.34(m, 3H), 7.27～7.22 (m, 2H), 6.64 (d,J= 9.8 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 163.09, 155.93, 152.09, 139.76,134.06, 131.23, 130.83, 128.92, 127.80, 127.60, 124.78,119.70, 116.17, 115.56。HRMS：C16H10ClNNaO3[M +Na]+，計算值322.024 1，測試值322.024 7。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(2-甲基苯甲?；?肟(4g)：灰白色固體，收率86%，m.p. 103.5～108.7 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3)，δ：8.00～7.97 (m, 1H), 7.39～7.35 (m, 1H),7.33～7.29 (m, 1H), 7.23 (s, 1H), 7.23～7.19 (m, 2H), 7.16～7.08(m, 3H), 6.52 (d,J= 9.8 Hz, 1H), 2.64 (s, 3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3)，δ：165.11, 155.61, 152.16, 140.24, 133.85,132.23, 131.73, 130.81, 130.76, 128.77, 127.74, 125.82,124.67, 119.71, 116.13, 115.68, 21.80。HRMS：C17H14NO3[M + H]+，計算值280.096 8，測試值280.098 4。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(4-甲基苯甲酰基)肟(4h)：黃色固體，收率89%，m.p. 119.7～120.3 ℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.03～8.01 (m, 2H), 7.35～7.31 (m, 1H), 7.24 (d,J= 1.8 Hz, 1H), 7.23～7.19 (m, 2H), 7.15～7.09 (m, 2H), 6.54(d,J= 9.8 Hz, 1H), 2.37 (s, 3H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3),δ: 163.96, 155.60, 152.10, 144.01, 133.79, 130.72,129.86, 129.25, 127.73, 126.31, 124.65, 119.68, 116.12,115.66, 21.75。HRMS：C17H14NO3[M + H]+，計算值280.096 8，測試值280.098 5。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(2-(三氟甲基) 苯甲?；? 肟(4i)：黃色固體，收率86%，m.p. 78.8～81.5 ℃。1H NMR(500 MHz, CDCl3),δ: 7.95～7.93 (m, 1H), 7.83 (dd,J= 6.7,2.5 Hz, 1H), 7.71～7.68 (m, 2H), 7.42～7.35 (m, 1H), 7.34 (dd,J= 7.6, 1.6 Hz, 1H), 7.22 (dd,J= 15.5, 8.3 Hz, 3H), 6.60 (d,J= 9.8 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 164.40,156.28, 152.05, 134.47, 131.89, 131.49, 130.91, 130.71,129.74 (q,4J= 1.7 Hz), 129.03 (q,2J= 32.7 Hz), 127.74,126.75 (q,3J= 5.2 Hz), 124.74, 123.38 (q,1J= 273.6 Hz),119.55, 116.15, 115.11。HRMS：C17H10F3NNaO3[M +Na]+，計算值356.050 5，測試值356.050 5。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(3-(三氟甲基) 苯甲酰基) 肟(4j)：棕黃色固體，收率88%，m.p. 97.3～99.2 ℃。1H NMR (400 MHz, CDCl3)，δ：8.51～8.42 (m, 2H), 7.92 (d,J=7.8 Hz, 1H), 7.70 (t,J= 7.8 Hz, 1H), 7.49～7.32 (m, 3H),7.28～7.25 (m, 2H), 6.66 (d,J= 9.8 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3)，δ：162.59, 156.22, 152.02, 134.31, 133.03,130.93, 130.07, 129.75 (q,4J= 3.5 Hz), 129.24, 127.82, 126.76(q,4J= 3.9 Hz), 124.85, 119.63, 116.18, 115.34。HRMS：C17H10F3NNaO3[M + Na]+，計算值356.050 5，測試值356.049 3。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(2-氟苯甲?；?肟(4k)：黃色固體，收率81%，m.p. 86.8～89.5 ℃。1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 8.08 (td,J= 7.4, 1.9 Hz, 1H), 7.59～7.56 (m, 1H),7.41～7.31 (m, 3H), 7.27～7.27 (m, 4H), 6.59 (d,J= 9.8 Hz,1H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 162.03 (d,4J= 3.8 Hz),161.86 (d,1J= 260.4 Hz), 155.99, 152.11,134.75 (d,3J=8.8 Hz), 134.16, 132.40, 130.82, 127.72, 124.70, 124.13 (d,4J=3.7 Hz), 119.63, 117.72 (d,3J= 10.9 Hz), 117.07 (d,2J= 22.3 Hz), 116.26, 115.41。HRMS：C16H10FNNaO3[M + Na]+，計算值306.053 7，測試值306.054 4。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(2-溴苯甲?；?肟(4l)：黃色固體，收率89%，m.p. 102.0～102.8 ℃。1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 7.92 (td,J= 5.4, 2.6 Hz, 1H), 7.73 (dd,J= 8.1, 5.4 Hz, 1H), 7.47～7.40 (m, 3H), 7.38～7.31 (m, 1H), 7.28～7.19 (m,3H), 6.62 (dd,J= 9.8, 6.0 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3),δ: 163.84, 156.13, 152.06, 134.31, 134.28, 132.75,131.69, 131.54, 130.87, 127.77, 127.24, 124.74, 121.73,119.62, 116.24, 115.31。HRMS：C16H11BrNO3[M + H]+，計算值343.991 7，測試值343.992 3。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(3-溴苯甲?；?肟(4m)：灰色固體，收率82%，m.p. 123.3～125.1 ℃。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.34 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 8.15 (dd,J= 7.9, 4.0 Hz,1H), 7.77～7.75 (m, 1H), 7.45～7.30 (m, 4H), 7.22 (dd,J= 10.0,4.2 Hz, 2H), 6.62 (dd,J= 9.8, 4.7 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 162.60, 156.07, 152.05, 136.20, 134.20,132.82, 131.09, 130.88, 130.11, 128.40, 127.81, 124.81,122.62, 119.65, 116.22, 115.42。HRMS：C16H11BrNO3[M +H]+，計算值343.991 7，測試值343.991 6。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-呋喃-2-羰基肟(4n)：黃色固體，收率83%，m.p. 67.1～69.3 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ: 7.68 (d,J= 1.9 Hz, 1H), 7.43～7.39 (m, 2H), 7.35～7.29 (m,2H), 7.23～7.19 (m, 2H), 6.61～6.59 (m, 2H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 156.33, 155.84, 152.03, 146.86, 143.19,134.07, 130.80, 127.76, 124.75, 119.63, 118.77, 116.19,115.37, 112.00。HRMS：C14H9NNaO4[M + Na]+，計算值278.042 4，測試值278.043 1。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-新戊酰基肟(4o)：黃色固體，收率89%，m.p. 53.4～55.8 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ:7.44～7.40 (m, 1H), 7.34 (dd,J= 7.5, 1.6 Hz, 1H), 7.23～7.16(m, 3H), 6.56 (d,J= 9.8 Hz, 1H), 1.40 (s, 9H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 175.30, 155.65, 152.09, 133.63, 130.66,127.66, 124.57, 119.67, 116.04, 115.74, 38.91, 27.38。HRMS：C14H15NNaO3[M + Na]+，計算值268.094 4，測試值268.093 7。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-(5-氯戊?；? 肟(4p)：棕色固體，收率77%，m.p. 59.2～61.0 ℃。1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 7.42～7.39 (m, 1H), 7.32 (dd,J= 7.7, 1.6 Hz, 1H),7.26 (d,J= 8.3 Hz, 1H), 7.21～7.15 (m, 2H), 6.51 (d,J= 9.8 Hz, 1H), 3.62～3.60 (m, 2H), 2.60～2.57 (m, 2H), 1.95～1.92 (m,4H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3),δ: 170.42, 155.13, 152.03,133.91, 130.77, 127.73, 124.67, 119.60, 116.06, 115.46, 44.44,32.06, 31.80, 22.34。HRMS：C14H14ClNNaO3[M + Na]+，計算值302.055 4，測試值302.054 7。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-丙基磺酰基肟(4q)：黃色固體，收率80%，m.p. 92.4～94.8 ℃。1H NMR (500 MHz, CDCl3),δ: 7.32～7.29 (m, 1H), 7.22 (dd,J= 7.7, 1.7 Hz, 1H), 7.18 (d,J= 8.2 Hz, 1H), 7.12～7.09 (m, 2H), 6.29 (d,J= 9.8 Hz, 1H),3.26～3.23 (m, 2H), 1.88～1.80 (m, 2H), 0.99 (t,J= 7.5 Hz,3H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3),δ: 155.73, 151.78, 134.66,131.22, 127.82, 125.00, 119.36, 116.37, 114.16, 50.47, 17.18,12.89。HRMS：C12H13NNaO4S [M + Na]+，計算值290.045 7，測試值290.045 3。

2H-苯并吡喃-2-酮-O-噻吩-2-磺?；?4r)：黃色晶體，收率84%，m.p. 67.9～68.6 ℃。1H NMR (500 MHz,CDCl3),δ: 7.92～7.92 (m, 1H), 7.77 (d,J= 4.9 Hz, 1H),7.49～7.45 (m, 1H), 7.36 (d,J= 7.9 Hz, 2H), 7.27～7.19 (m,3H), 6.42 (d,J= 9.8 Hz, 1H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3),δ: 155.79, 151.77, 135.37, 134.90, 134.55, 134.22,131.18, 127.73, 127.25, 124.94, 119.35, 116.42, 114.22。HRMS：C13H9NNaO4S2[M + Na]+，計算值329.986 5，測試值329.985 4。

1.3 生物活性測試

采用菌絲生長速率法[20]測定目標化合物在50 μg/mL 下對3 種植物病原菌的抑制活性，供試菌種分別為番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、蘋果樹腐爛病菌Valsa mali和水稻紋枯病菌Rhizoctonia solani，由陜西省生物農(nóng)藥工程技術研究中心提供。試驗藥劑為目標化合物4a～4r、香豆素和肟類對照藥劑肟菌酯。選取抑制率大于80% 的化合物，分別測試質(zhì)量濃度在25、12.5、6.25、3.13、1.56 和0.78 μg/mL 時的抑菌活性，然后計算EC50值和95% 置信限[20]。

2 結果與討論

2.1 目標化合物的合成

香豆素 (1) 在勞森試劑的存在下進行硫代反應生成硫代香豆素 (2)，然后與鹽酸羥胺經(jīng)縮合反應，得到中間體香豆素肟 (3)，化合物3 與各類酰氯反應即生成目標化合物香豆素肟酯 (4)。其中，香豆素肟 (3) 結構中含有碳氮雙鍵，可能生成E構型或Z構型2 個立體異構體。Carta 等已通過二維核磁共振譜NOESY 對其幾何構型進行了鑒定[21]，對照E構型和Z構型的核磁數(shù)據(jù)，可以得出本文中合成的香豆素肟 (3) 為Z構型。目標化合物設計了羧酸肟酯和磺酸肟酯兩類結構，其中，羧酸酯結構的取代基R 選取了取代的苯基、芳香雜環(huán) (呋喃基) 和脂肪鏈 (正丁基)，磺酸酯結構的R 選取了芳香環(huán) (噻吩基) 和脂肪鏈 (正丙基) ，以此來豐富香豆素肟酯的結構。

2.2 化合物的波譜分析

以化合物4a (圖式4) 為例，對其1H NMR 與13C NMR 進行說明。在1H NMR 中，香豆素環(huán)上3 位碳上的1 個質(zhì)子吸收峰化學位移值(δ)在6.61處，由于受4 位碳上質(zhì)子的影響，裂分為雙重峰，偶合常數(shù)為9.8 Hz；δ7.33 處雙重峰中的1 個質(zhì)子為4 位碳上質(zhì)子的吸收峰；δ3.97 處的單峰為甲氧基質(zhì)子的吸收峰。在13C NMR 中，δ163.90處的吸收峰為羰基碳的信號峰；亞胺碳的吸收峰為155.50；δ56.19 處為甲氧基碳的吸收峰。

圖式4 化合物4a 的化學結構式Scheme 4 Structural formula of compound 4a

2.3 抑菌活性

抑菌活性測定結果 (表1) 表明，在50 μg/mL下，香豆素和目標化合物對蘋果樹腐爛病菌、番茄灰霉病菌和水稻紋枯病菌均表現(xiàn)出一定的抑菌活性。與本課題組前期合成的苯甲醛肟酯類化合物[15-17]相比，本文設計的部分香豆素肟酯類化合物對蘋果樹腐爛病菌的活性有所降低，但保留了對番茄灰霉病菌的高活性，同時還對水稻紋枯病菌表現(xiàn)出較好的活性，這與香豆素本身的抑菌活性規(guī)律是一致的。其中，化合物4n 對番茄灰霉病菌及4n、4o 和4q 對水稻紋枯病菌的抑制率均大于80%，表現(xiàn)出與香豆素和肟菌酯類似或更優(yōu)的抑菌活性。

表1 目標化合物4a～4r 在50 μg/mL 下離體抑菌活性Table 1 Antifungal activities in vitro of target compounds 4a-4r at 50 μg/mL

初步構效關系分析表明，對于羧酸酯類目標化合物，當取代基R 為芳香雜環(huán)和脂肪鏈時較取代的苯環(huán)對活性更有利 (4n～4p＞4a～4m)，其中，R 為呋喃-2-基時活性最優(yōu)，對3 種測試病原菌均表現(xiàn)出中等至優(yōu)異的抑制活性；取代基R 為取代的苯環(huán)時，取代位置對活性的影響較大，供電子基和吸電子基均表現(xiàn)出鄰位的活性最優(yōu)，其次是對位和間位 (4a＞4c＞4b, 4d＞4f＞4e, 4g＞4h, 4i＞4j,4l＞4m)。結合上述構效關系，磺酸酯類目標化合物則選擇了芳香雜環(huán)和脂肪鏈作為取代基R 的結構，4q 和4r 對3 種測試病原菌也表現(xiàn)出與預期相似的中等至較好的抑菌活性。

EC50值測試結果 (表2) 表明：對于番茄灰霉病菌，化合物4n 的EC50值為4.44 μg/mL，優(yōu)于對照藥劑肟菌酯 (9.54 μg/mL)；對于水稻紋枯病菌，化合物4n 和4o 表現(xiàn)出優(yōu)異的活性，EC50值分別為3.65 和3.45 μg/mL，表現(xiàn)出比香豆素(13.75 μg/mL) 和肟菌酯 (4.58 μg/mL) 更優(yōu)或相似的活性。

表2 部分目標化合物對兩種病原菌的EC50 值Table 2 EC50 values of some target compounds against two pathogenic fungi

3 結論

本文從天然產(chǎn)物香豆素出發(fā)，設計合成了18 個未見文獻報道的新型香豆素肟酯衍生物，并對抑菌活性及構效關系進行了研究。殺菌活性測定結果表明，目標化合物在50 μg/mL 下對番茄灰霉病菌、蘋果樹腐爛病菌和水稻紋枯病菌均有一定的抑菌活性，尤其化合物4n 對番茄灰霉病菌和水稻紋枯病菌表現(xiàn)出較好的活性，EC50值分別為4.44 和3.65 μg/mL，與香豆素、肟菌酯和本課題組前期合成的苯甲醛肟酯類化合物相比，表現(xiàn)出類似或更優(yōu)的活性。本文結果表明，香豆素肟酯衍生物具有較好的抑菌活性，其中化合物4n 具有活性較高、結構簡單、易于合成等優(yōu)點，可以作為先導化合物進一步優(yōu)化研究。

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：

雷鵬，男，副教授，博士生導師。2018 年畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學獲農(nóng)藥學專業(yè)博士學位，期間于2016—2017 年在美國羅格斯大學化學系進行博士聯(lián)合培養(yǎng)。2018 年至今，為西北農(nóng)林科技大學植物保護學院副教授，主要研究方向：1) 綠色新農(nóng)藥創(chuàng)制；2) 農(nóng)藥活性化合物的綠色合成方法；3) 病蟲害全程綠色防控技術。2019 年入選陜西省高?？茀f(xié)青年人才托舉計劃項目?，F(xiàn)任《農(nóng)藥學學報》青年編委。

劉西莉，女，二級教授，博士生導師。1991 年畢業(yè)于北京農(nóng)業(yè)大學應用化學系并留校工作，先后獲得中國農(nóng)業(yè)大學植物病理系碩士、博士學位；2005—2006 年在丹麥哥本哈根大學植物科學系作學術訪問學者；2007—2017 年為中國農(nóng)業(yè)大學植物病理系教授；2017 年至今，任西北農(nóng)林科技大學國家人才發(fā)展計劃特聘教授。重點圍繞“植物病原菌與殺菌劑互作的理論與病害控制技術”進行科學研究，主要研究方向：1)卵菌重要基因功能研究及藥物潛在分子靶標發(fā)掘；2) 植物病原菌與殺菌劑互作的分子基礎；3)植物病原菌抗藥性風險評估及抗性治理；4)主要農(nóng)作物風險性種傳、土傳病害診斷和防控技術。曾先后榮獲國家“科學技術進步二等獎” 3 項，發(fā)表科技論文 200 余篇，授權發(fā)明專利 37 項，牽頭制定了系列“殺菌劑抗性風險評估”行業(yè)標準。榮獲國家“萬人計劃”領軍人才、農(nóng)業(yè)部“農(nóng)業(yè)科研杰出人才以及創(chuàng)新團隊”及科技部 “中青年科技創(chuàng)新領軍人才等稱號?，F(xiàn)任《農(nóng)藥學學報》副主編。