新型去氢枞酸基磺酰胺类化合物的合成及其生物活性*

闵方倩，段文贵，林桂汕，石贤春，谭洪兵，杨章旗

(1.广西大学化学化工学院，广西南宁 530004;2.广西林业科学研究院，广西南宁 530002)

·研究论文·

新型去氢枞酸基磺酰胺类化合物的合成及其生物活性*

闵方倩1，段文贵1，林桂汕1，石贤春1，谭洪兵1，杨章旗2

(1.广西大学化学化工学院，广西南宁 530004;2.广西林业科学研究院，广西南宁 530002)

去氢枞酸与SOCl2反应制得去氢枞酸酰氯(2);芳磺酰氯与乙二胺经N-酰化反应制得N-芳磺酰基乙二胺(4a～4k);在DMAP催化下，2分别与4a～4k经N-酰化反应合成了11个新型的去氢枞酸基磺酰胺类化合物(5a～5k)，其结构经1H NMR，13C NMR，IR和ESI-MS表征。生物活性测试结果表明，在用药量为50 μg· mL-1时，5a～5k对黄瓜枯萎病菌、苹果轮纹病菌、番茄早疫病菌、花生褐斑病菌和小麦赤霉病菌有一定的抑菌活性，其中去氢枞酸基间甲基苯磺酰胺(5c)对番茄早疫病菌的杀菌活性最佳，抑制率为73.6%;在用药量为100 μg·mL-1时，大部分化合物对油菜的胚根生长有一定抑制作用，其中去氢枞酸基对甲氧基苯磺酰胺(5d)的抑菌活性最佳，抑菌率为57.1%。

去氢枞酸;磺酰胺;合成;杀菌活性;除草活性

磺酰胺类化合物含有SO2-NH活性结构，具有除草［1-3］、杀菌［4］、杀虫［5］、抗病毒［6-8］等生物活性，是近年来药物研究的热点。松香是自然界极其丰富的天然可再生生物质资源。去氢枞酸(1)是歧化松香的主要成分，其分子结构中含有苯环和多个手性中心，与很多天然活性成分有相似或相近的结构骨架，因而成为合成新型生物活性物质的重要原料。1本身具有抗菌活性［9］，其衍生物显示抗菌［10-11］、除草［12-13］、抗肿瘤［14］、抗病毒［15］等多种生物活性。

近年来，本课题组对去氢枞酸基生物活性化合物做了大量研究工作，取得了系列研究成果［11-13，16-18］。在此基础上，本文对1做进一步改性研究，通过对羧基的改性反应，将磺酰胺活性基团引入1的骨架中，以期获得具有较佳生物活性的化合物。1与SOCl2反应制得去氢枞酸酰氯(2);芳磺酰氯(3a～3k)与乙二胺经N-酰化反应制得N-芳磺酰基乙二胺(4a～4k);在4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下，2分别与4a～4k经N-酰化反应合成了11个新型的去氢枞酸基磺酰胺类化合物(5a～5k，Scheme 1)，其结构经1H NMR，13C NMR，IR和ESI-MS表征。并测试了5a～5k的杀菌活性和除草活性。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

WZZ-2S型自动旋光仪;X-4型数字显微熔点仪(温度未校正);Bruker AV 600 MHz型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标);Nicolet Nexus 470 FT-IR型红外光谱仪(KBr压片);TSQ Quantum Access MAX型液相色谱-质谱联用仪。

歧化松香，去氢枞酸含量58.9%(GC)，酸值160.4 mg KOH·g-1，广西梧州松脂股份有限公司;去氢枞酸(1)［19］，2［20］和4［21］按文献方法制备;其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1)5的合成(以5a为例)

在圆底烧瓶中加入N-苯磺酰基乙二胺(4a) 1.920 g(9.6 mmol)，DMAP 1.0 mmol，无水K2CO31.380 g(10.0 mmol)，二氯甲烷30 mL，搅拌使其溶解;升温至回流，缓慢滴加2 2.548 g (8.0 mmol)，滴毕，回流反应至终点(TLC检测)。常压过滤，滤液减压浓缩至干后经硅胶柱层析［洗脱剂:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=4∶1］纯化得淡黄色固体5a。

用类似方法合成5b～5k。

1.3 生物活性测试

(1)杀菌活性

采用琼脂稀释法测试杀菌活性。将供试化合物溶解在丙酮中，用200 μg·mL-1sorporl-144乳化剂稀释成500 μg·mL-1药液。取药液1 mL，注入培养皿内，加入PSA培养基9 mL，制得终浓度为50 μg·mL-1的含供试药平板。将培养好的供试菌用打孔器打取直径5 mm菌饼，置于含药平板内，每皿3块呈等边三角形排放。以不加药剂者做空白对照。置于(24±1)℃培养箱内培养48 h，计量各处理菌丝扩展直径，并与对照相比较，计算相对抑制百分率。

(2)除草活性

油菜平皿法:在直径6 cm的培养皿内放一张直径为5.6 cm的滤纸，加入2 mL供试化合物溶液，播种浸种4 h的油菜种子10粒。于(28±1)℃，黑暗培养72 h后测定胚根长度，计算胚根伸长抑制率。

稗草小杯法:在50 mL的小烧杯中铺好玻璃珠和滤纸，加入一定浓度的供试化合物溶液6 mL，播种刚刚露白的稗草种子10粒，于(28±1)℃光照培养72 h后测定小苗的高度，计算株高生长抑制率。

2 结果与讨论

2.1 合成与表征

在2与4经亲核加成-消除反应合成5的过程中，尝试不加催化剂于室温反应(TLC跟踪)，10 h后发现两个原料均未反应完全。DMAP是一种催化酰化反应的高效催化剂，加入DMAP催化反应4 h后TLC检测发现原料点明显变淡，新点浓度明显加深，说明催化效果很好。同时加入无水K2CO3作缚酸剂，使反应的化学平衡向右移动，反应速率加快。

5的实验结果，IR和MS数据见表1，NMR数据见表2。

表1 5的实验数据，IR和ESI-HR-MS数据Table 1Experimental results，IR and ESI-HR-MS data of 5

从表1的IR数据可知，5在3 100 cm-1和3 400 cm-1附近的吸收峰为N-H的伸缩振动特征吸收峰;1 500 cm-1～1 600 cm-1处为苯环骨架的伸缩振动吸收峰;-SO2-的对称和不对称伸缩振动吸收峰在1 100 cm-1和1 300 cm-1附近。从表1可见5均出现了明显的分子离子峰。

从表2可见，5的NH中H质子吸收峰在7.4～8.1，苯环上氢质子吸收峰在7.0～8.5。从13C NMR数据可知，羰基碳的吸收峰在177左右，苯环上碳的吸收峰受不同取代基的影响，一般在130左右，而饱和碳的吸收峰一般小于60。

2.2 5的生物活性

5的杀菌活性数据见表3。由表3可知，在用药量50 μg·mL-1，5对黄瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、苹果轮纹病菌、番茄早疫病菌和小麦赤霉病菌具有一定的抑制活性。尤其对苹果轮纹病菌的抑制活性较好，其中去氢枞酸基间溴苯磺酰胺(5f，R=3-Br)的抑制率最高(68.3%)。去氢枞酸基间甲基苯磺酰胺(5c，R=3-Me)对番茄早疫病菌的抑制效果最好，抑制率73.6%;5c对花生褐斑病菌的抑制效果也最好，抑制率65.6%。

表2 5的NMR数据Table 2NMR data of 5

续表2

续表2

表3 5的杀菌活性*Table 3Fungicidal activities of 5

5的除草活性数据见表4。由表4可知，在用药量100 μg·mL-1，大部分5对油菜的胚根生长有一定的抑制作用，其中去氢枞酸基对甲氧基苯磺酰胺(5d，R=4-OMe)的抑制率最高(57.1%)。

3 结论

以去氢枞酸为原料，合成了11个新型的去氢枞酸基磺酰胺化合物(5a～5k)。初步生物活性测试结果表明，在用药量50 μg·mL-1时，5a～5k对黄瓜枯萎病菌、苹果轮纹病菌、番茄早疫病菌、花生褐斑病菌和小麦赤霉病菌均有一定抑菌活性，其中5c对番茄早疫病菌的抑制率最高(73.6%)。在用药量100 μg·mL-1时，大部分5对油菜的胚根生长有一定抑制作用，其中5d的抑制率最高(57.1%)。

表4 5的除草活性*Table 4Herbicidal activities of 5

该研究结果为松香的深度开发和利用提供了新的途径和实验数据。

致谢:生物活性委托南开大学元素有机化学研究所生测室测定，谨表谢意!

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Synthesis and Biological Activities of Novel Dehydroabietic Acid-based Sulfamide Compounds

MIN Fang-qian1，DUAN Wen-gui1，LIN Gui-shan1，SHI Xian-chun1，TAN Hong-bing1，YANG Zhang-qi2

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China; 2.Guangxi Academy of Forestry，Nanning 530002，China)

Dehydroabietic acid acyl chloride(2)was prepared by the reaction of dehydroabietic acid with thionyl chloride.N-aryl sulfonyl ethylenediamines(4a～4k)was prepared by the N-acylation of aryl sulfonyl chloride with ethylenediamine.Eleven novel dehydroabietic acid-based sulfonamide compounds(5a～5k)were synthesized by N-acylation reaction of 2 with 4a～4k，respectively，using DMAP as the catalyst.The structures were characterized by1H NMR，13C NMR，IR and ESIMS.The preliminary bioassay showed that 5a～5k exhibited certain fungicidal activities against Fusarium oxysporum f．sp．cucumerinum，Physalospora piricola，Alternaria solani，Cercospora Rachidicola and Fusarium graminearum.Inhibition rate against Alternaria solani of dehydroabietic acid-based mmethyl-benzenesulfonamide(5c)was 73.6%at 50 μg·mL-1.Most of 5a～5k exhibited certain growth inhibition activities against rape root(Brassica campestris)，inhibition rate of dehydroabietic acid-based p-methoxyl-benzenesulfonamide(5d)was 57.1%at 100 μg·mL-1.

dehydroabietic acid;sulfonamide;synthesis;fungicidal activity;herbicidal activity

O621.3

A

1005-1511(2014)03-0281-07

2013-03-13;

2014-03-05

国家自然科学基金资助项目(31060100);广西自然科学基金重点资助项目(2010GXNSFD013013);八桂学者专项

资助项目(松树资源培育及产业化关键技术创新)

闵方倩(1988-)，女，汉族，安徽宿州人，硕士研究生，主要从事天然资源化学与有机合成的研究。

段文贵，教授，博士生导师，E-mail:wgduan@gxu.edu.cn