N-环丙基嘧啶-5-甲酰胺的合成及杀菌活性

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嘧啶类衍生物和酰胺类衍生物因其各自独特的作用方式以及较高的生物活性在作为杀菌剂应用中发挥着重要的作用。以往开发的杀菌剂中通常含有杂环结构,嘧啶环作为含氮杂环中的代表之一,一直是新药创制开发的热点。酰胺键在药物分子中通常作为连接杂环与其余部分的桥梁,又兼具出色的活性,在杀菌剂领域占据一席之地。在市售的琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)中,含氮杂环与酰胺键已成为其具有代表性的活性结构。伴随着传统杀菌剂的长期使用,病菌抗药性的累积问题日益严重,具有新型结构、高效低毒、符合环境友好要求的新一代的杀菌剂亟需开发。1.在本研究中,利用分子合理设计和活性亚结构拼接,将琥珀酸脱氢酶类杀菌剂的酸部分用嘧啶环替代,并对分子中的酰胺键以环丙基修饰,设计合成了共24个含N-环丙基的取代嘧啶甲酰胺类化合物,包括N-(取代苄基)-N-环丙基-4-甲基嘧啶-5-甲酰胺(Ⅰa-Ⅰg)、N-(取代苄基)-N-环丙基-4-甲基-2-(甲硫基)嘧啶-5-甲酰胺(Ⅱa-Ⅱg)和N-(取代苄基)-N-环丙基-4-(二氟甲基)嘧啶-5-甲酰胺(Ⅲa-Ⅲj)。以取代乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯和醋酸甲脒(或S-甲基异硫脲硫酸盐)为原料进行缩合关环反应后,生成取代嘧啶-5-羧酸乙酯,水解后得到取代嘧啶-5-羧酸;以取代苯甲醛和环丙胺为原料进行缩合反应后,生成环丙基(取代苯基亚甲基)胺,用硼氢化钠还原双键后得到取代苄基环丙基胺;将制备的取代嘧啶-5-羧酸与取代苄基环丙基胺进行缩合反应即可制得目标化合物。2.通过IR、~1H NMR、13C NMR、HRMS证实了合成目标化合物的结构,并举例对目标化合物的各项图谱作了详细的分析。3.以茄子菌核菌、草莓灰霉菌、小麦赤霉菌和大豆疫霉菌作为测试菌种,以啶酰菌胺作为对照,采用菌丝生长速率法分别测定了目标化合物在50μg/mL和100μg/mL测试浓度时的离体杀菌活性。4.杀菌活性测试结果表明,合成的24个目标化合物均具有一定的活性。其中化合物Ⅰe(R1=CH3,R2=SCH3,R=3,4-di Cl)的杀菌活性较高,在100μg/mL时对菌核菌、灰霉菌、赤霉菌和抑霉菌的抑制率分别为57.99%、48.50%、51.07%和40.44%。通过分析构效关系,发现苯环上为吸电子基取代的目标化合物的杀菌效果要优于苯环上无取代和给电子基取代的目标化合物,而嘧啶环上取代基的改变对杀菌活性的影响并未发现明显规律。5.对杀菌活性较好的化合物Ⅰe和活性较差的化合物Ⅲa进行了分子对接。结果表明化合物Ⅰe酰胺键上的羰基氧原子和嘧啶环上的氮原子可以分别与靶酶氨基酸残基TRP-173、SER-39形成氢键相互作用,键长分别为2.9(?)和2.8(?)。化合物Ⅲa嘧啶环上N原子与靶酶氨基酸残基SER-39之间仅存在一个较弱的氢键作用,键长为3.3(?)。分子对接结果与杀菌活性实验结果相吻合。
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