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文檔簡介
丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物:合成路徑與生物活性探究一、引言1.1研究背景與意義松香是我國重要的可再生天然資源,主要由樅酸型樹脂酸、海松酸型樹脂酸和少量脂肪酸及中性物質組成,其中樅酸型樹脂酸含量高達70%-85%。因其獨特的三環(huán)菲骨架結構和多個手性中心,松香具有良好的化學反應活性,是一種天然的手性源材料,被廣泛應用于涂料、膠粘劑、油墨、造紙、橡膠、食品添加劑及生物制品等眾多領域。然而,我國對松香的深加工利用率僅為35%,遠低于歐美等發(fā)達國家接近100%的利用率。因此,開展松香改性研究,開發(fā)符合我國市場需求的深加工松香產(chǎn)品,對于國家和地方經(jīng)濟發(fā)展、林業(yè)資源合理開發(fā)利用以及工業(yè)節(jié)能降耗都具有重要意義。丙烯海松酸(Aerylpimaricacid,APA)作為松香的重要衍生物,是丙烯酸與松香的樅酸型樹脂酸通過D-A加成反應得到的二元羧酸。其多元酸特性以及稠合多脂環(huán)剛性結構,使其在高分子材料制備中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢,如用于環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂和聚氨酯樹脂的合成。同時,丙烯海松酸的兩個羧基為進一步改性提供了廣闊空間,通過對其進行結構修飾,可以合成一系列具有特殊功能的新型松香基衍生物,這對于拓展松香的應用領域、提高松香資源的附加值具有重要意義。酰腙和噻二唑類化合物在醫(yī)藥和農(nóng)藥領域具有重要地位。酰腙類化合物因含有-CONHN=CH-結構,具有良好的配位能力和多樣的生物活性,如抗菌、抗炎、抗腫瘤、除草等,在藥物研發(fā)和農(nóng)藥創(chuàng)制中備受關注。1,3,4-噻二唑類化合物由于其特殊的五元雜環(huán)結構,表現(xiàn)出廣泛的生物活性,包括抗菌、抗病毒、除草、植物生長調(diào)節(jié)等,是新型農(nóng)藥和醫(yī)藥研發(fā)的重要活性結構單元。將丙烯海松酸與酰腙、噻二唑結構相結合,設計合成新型化合物,有望綜合三者的優(yōu)勢,獲得具有獨特生物活性的新型化合物。這不僅有助于豐富松香基衍生物的種類,為松香的深加工利用開辟新途徑,還可能為新型農(nóng)藥和醫(yī)藥的研發(fā)提供具有潛在應用價值的先導化合物,對推動相關領域的發(fā)展具有重要的理論和實際意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1丙烯海松酸的研究進展丙烯海松酸的合成主要通過松香與丙烯酸的Diels-Alder加成反應。早期研究主要集中在反應條件的優(yōu)化,如溫度、催化劑、反應時間等對產(chǎn)物收率和純度的影響。傳統(tǒng)的合成方法通常在較高溫度下進行,反應時間較長,且產(chǎn)物分離純化較為繁瑣。近年來,為了提高反應效率和產(chǎn)物質量,一些新的合成技術和方法不斷涌現(xiàn)。例如,采用微波輻射技術促進Diels-Alder反應,能夠顯著縮短反應時間,提高反應速率,同時減少副反應的發(fā)生,使丙烯海松酸的收率和純度得到提升。超臨界流體技術也被應用于丙烯海松酸的合成,超臨界二氧化碳作為反應介質,具有良好的溶解性和擴散性,能夠改善反應物的傳質和傳熱,從而優(yōu)化反應過程,提高產(chǎn)物性能。在應用方面,丙烯海松酸憑借其獨特的結構和性能,在高分子材料領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。在環(huán)氧樹脂合成中,丙烯海松酸作為改性劑引入環(huán)氧樹脂分子結構中,能夠有效提高環(huán)氧樹脂的韌性、耐熱性和耐化學腐蝕性。研究表明,加入適量丙烯海松酸改性的環(huán)氧樹脂,其沖擊強度和彎曲強度明顯提高,玻璃化轉變溫度也有所上升。在聚酯樹脂合成中,丙烯海松酸參與聚合反應,可賦予聚酯樹脂更好的硬度、耐磨性和耐候性,使其在涂料、塑料等領域得到更廣泛應用。在聚氨酯樹脂合成中,利用丙烯海松酸的羧基與多元醇、多異氰酸酯反應,制備的聚氨酯材料具有優(yōu)異的力學性能和生物相容性,可用于生物醫(yī)學領域,如組織工程支架、藥物緩釋載體等。1.2.2酰腙化合物的研究進展酰腙化合物的合成方法較為多樣,常見的是通過醛或酮與酰肼在酸性或堿性催化劑作用下發(fā)生縮合反應制得。傳統(tǒng)的合成方法存在反應條件苛刻、催化劑不易回收、副反應較多等問題。為解決這些問題,綠色合成技術逐漸成為研究熱點。例如,采用無溶劑研磨法合成酰腙化合物,該方法無需使用有機溶劑,在室溫下通過機械研磨促進反應進行,具有操作簡單、反應速度快、環(huán)境友好等優(yōu)點。離子液體作為一種新型的綠色溶劑和催化劑,也被應用于酰腙化合物的合成。離子液體具有良好的溶解性、熱穩(wěn)定性和可設計性,能夠有效促進反應進行,提高產(chǎn)物收率和純度,同時易于回收和重復使用。酰腙化合物具有廣泛的生物活性。在抗菌活性方面,許多酰腙衍生物對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌以及真菌都表現(xiàn)出顯著的抑制作用。研究發(fā)現(xiàn),含有特定取代基的酰腙化合物能夠與細菌細胞壁或細胞膜上的特定靶點結合,破壞其結構和功能,從而抑制細菌的生長和繁殖。在抗腫瘤活性方面,部分酰腙化合物能夠通過誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞增殖和轉移等機制發(fā)揮抗腫瘤作用。其作用機制可能與調(diào)節(jié)腫瘤細胞內(nèi)的信號傳導通路、影響腫瘤細胞的代謝過程有關。在藥物研發(fā)中,酰腙化合物作為先導化合物,為新型抗菌藥物和抗腫瘤藥物的開發(fā)提供了重要的結構模板和研究基礎。1.2.31,3,4-噻二唑化合物的研究進展1,3,4-噻二唑化合物的合成通常以羧酸、酰肼、氨基硫脲等為原料,通過多步反應制備。經(jīng)典的合成方法存在反應步驟繁瑣、條件要求高、環(huán)境污染較大等不足。近年來,研究人員致力于開發(fā)更加簡便、高效、綠色的合成方法。例如,利用微波輔助合成技術,能夠加快反應速率,減少反應時間,同時降低能耗,提高反應的原子經(jīng)濟性。固相合成方法也被用于1,3,4-噻二唑化合物的制備,該方法將反應物固定在固相載體上進行反應,具有分離純化簡單、副反應少等優(yōu)點,有利于實現(xiàn)自動化合成和高通量制備。1,3,4-噻二唑化合物具有豐富的生物活性。在農(nóng)藥領域,許多1,3,4-噻二唑衍生物表現(xiàn)出良好的殺菌、除草和植物生長調(diào)節(jié)活性。一些含有特定取代基的1,3,4-噻二唑化合物能夠抑制病原菌的呼吸作用或干擾其細胞壁的合成,從而達到殺菌的目的。在除草方面,它們可以通過影響雜草的光合作用、激素平衡或細胞分裂等生理過程,實現(xiàn)對雜草的有效控制。在植物生長調(diào)節(jié)方面,適量的1,3,4-噻二唑化合物能夠促進植物的生長發(fā)育,提高植物的抗逆性,如增強植物對干旱、高溫、病蟲害等逆境的抵抗能力。在醫(yī)藥領域,1,3,4-噻二唑化合物也展現(xiàn)出潛在的應用價值,如具有抗病毒、抗炎、抗結核等活性,為新型藥物的研發(fā)提供了新的方向和思路。1.3研究目標與內(nèi)容1.3.1研究目標本研究旨在以丙烯海松酸為原料,通過化學改性合成一系列新型的丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物,并對其結構進行準確表征,深入探究這些化合物的生物活性,包括殺菌、除草和植物生長調(diào)節(jié)活性等,為新型農(nóng)藥和醫(yī)藥的研發(fā)提供具有潛在應用價值的先導化合物,同時拓展松香的深加工利用途徑,提高松香資源的附加值。1.3.2研究內(nèi)容丙烯海松酸基雙酰腙化合物的合成:以松香為起始原料,通過與丙烯酸的Diels-Alder加成反應制備丙烯海松酸。將丙烯海松酸轉化為雙酰氯,再與不同取代基的酰肼進行縮合反應,合成一系列丙烯海松酸基雙酰腙化合物。對反應條件進行優(yōu)化,如反應溫度、反應時間、反應物摩爾比、催化劑種類及用量等,以提高目標產(chǎn)物的收率和純度。丙烯海松酸基雙噻二唑化合物的合成:同樣以丙烯海松酸為原料,先制得雙酰氯,然后與2-氨基-5-取代苯基-1,3,4-噻二唑發(fā)生N-?;磻?,合成新型的丙烯海松酸基雙噻二唑化合物。探索不同反應條件對產(chǎn)物收率和質量的影響,如溶劑種類、縛酸劑的選擇、反應溫度和時間等,確定最佳合成工藝?;衔锏慕Y構表征:運用現(xiàn)代分析測試技術,如紅外光譜(IR)、核磁共振波譜(1HNMR、13CNMR)、質譜(MS)和元素分析等,對合成的丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物的結構進行全面表征。通過對譜圖數(shù)據(jù)的分析,確定化合物的結構組成、官能團種類及取代基位置等信息,確保合成的化合物為目標產(chǎn)物。生物活性測試:采用標準的生物活性測試方法,對合成的化合物進行殺菌、除草和植物生長調(diào)節(jié)活性測試。在殺菌活性測試中,選擇常見的植物病原菌,如蘋果輪紋病菌、花生褐斑病菌、小麥赤霉病菌等,采用菌絲生長速率法或孢子萌發(fā)法測定化合物對病原菌的抑制作用,計算抑制率,評估其殺菌活性。在除草活性測試中,選取常見的雜草種子,如稗草、反枝莧等,采用種子萌發(fā)法或整株幼苗法,觀察化合物對雜草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,測定根長、芽長等指標,評價其除草活性。在植物生長調(diào)節(jié)活性測試中,以常見的農(nóng)作物為對象,如水稻、玉米等,通過葉面噴施或浸種處理,觀察化合物對植物生長發(fā)育的影響,測定株高、鮮重、干重等指標,評估其植物生長調(diào)節(jié)活性。通過生物活性測試,篩選出具有顯著生物活性的化合物,為進一步的研究和應用提供依據(jù)。二、丙烯海松酸基雙酰腙化合物的合成2.1實驗準備實驗所需儀器如下:Nexus470FT-IR紅外光譜儀(美國Nicolet公司),用于測定化合物中官能團的振動吸收峰,從而確定化合物的結構和官能團種類;AvanceAV600MHz核磁共振儀(瑞士Bruker公司),通過分析化合物中不同化學環(huán)境下氫原子和碳原子的共振信號,確定分子的結構和化學鍵連接方式;X4數(shù)字顯示顯微熔點測定儀(北京泰克儀器有限公司),用于準確測定化合物的熔點,初步判斷化合物的純度和結構特征;旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠),用于在減壓條件下快速蒸發(fā)溶劑,濃縮反應產(chǎn)物或分離混合物;磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責任公司),提供穩(wěn)定的攪拌作用,使反應物充分混合,加快反應速率;三口燒瓶、分液漏斗、冷凝管等常規(guī)玻璃儀器,用于搭建反應裝置,進行化學反應和分離操作。實驗試劑包括:松香(特級,酸值177mgKOH/g,廣西梧州松脂股份有限公司),作為起始原料,其主要成分樅酸型樹脂酸可與丙烯酸發(fā)生D-A加成反應制備丙烯海松酸;丙烯酸(化學純,成都科龍化工試劑廠),參與D-A加成反應;乙醇、濃鹽酸、氫氧化鈉、對苯二酚(分析純,成都科龍化工試劑廠),乙醇用于溶解反應物和產(chǎn)物,在反應和分離過程中作為溶劑;濃鹽酸用于調(diào)節(jié)反應體系的酸堿度,以及在產(chǎn)物的分離和純化中發(fā)揮作用;氫氧化鈉用于中和反應產(chǎn)生的酸,以及參與某些中間體的合成反應;對苯二酚作為阻聚劑,防止丙烯酸在反應過程中發(fā)生自聚;二氯甲烷、二氯亞砜、石油醚、乙酸乙酯、碳酸氫鈉(分析純,成都科龍化工試劑廠),二氯甲烷在反應中作為溶劑,能溶解多種有機物,為反應提供均相環(huán)境;二氯亞砜用于將丙烯海松酸轉化為雙酰氯,是制備酰氯的常用試劑;石油醚和乙酸乙酯常用于萃取和分離有機化合物,根據(jù)化合物在不同溶劑中的溶解度差異,實現(xiàn)產(chǎn)物的分離和提純;碳酸氫鈉用于中和反應體系中過量的酸,調(diào)節(jié)pH值;多種取代基的酰肼(分析純,上海阿拉丁試劑公司),與丙烯海松酸雙酰氯發(fā)生縮合反應,合成丙烯海松酸基雙酰腙化合物。2.2合成步驟2.2.1丙烯海松酸的制備在裝有機械攪拌器、回流冷凝裝置、溫度計和導氣管的四口燒瓶中,加入磨碎的120g松香和少量對苯二酚(作為阻聚劑,防止丙烯酸自聚),再加入一定量的丙烯酸(松香與丙烯酸的質量比可根據(jù)實驗需求進行調(diào)整,一般為4:1-6:1)。通入氮氣,排除燒瓶內(nèi)的空氣,以防止松香和丙烯酸在加熱過程中被氧化。在氮氣保護下,緩慢升溫至200-240℃,在此溫度下反應2-4h,使松香中的樅酸型樹脂酸與丙烯酸充分發(fā)生Diels-Alder加成反應。反應結束后,將反應液冷卻至160℃左右,出料,得到丙烯酸改性松香。將得到的丙烯酸改性松香進行分離提純以獲取丙烯海松酸。具體操作如下:按照1:2-12g/mL的比例,將丙烯酸改性松香加熱溶解于有機溶劑(如乙醇、甲醇或丙酮等)中,緩慢滴加堿液(堿液可以是氫氧化鋰、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀等的一種或幾種溶于乙醇、甲醇、丙酮、水的混合液,堿的質量相當于丙烯酸改性松香質量的1-50%),滴加過程中會有沉淀生成,滴加完畢后,繼續(xù)攪拌一段時間,使反應充分進行。然后進行過濾,得到丙烯海松酸鹽粗品。將丙烯海松酸鹽粗品進行重結晶(重結晶溶劑可根據(jù)實際情況選擇,如乙醇、水等),重結晶后進行干燥處理,得到純化的丙烯海松酸鹽。將純化的丙烯海松酸鹽按照1:1-6g/mL的比例溶于有機溶劑(如乙醇、甲醇等)的水溶液中(有機溶液的水溶液體積分數(shù)為40-100%),在攪拌的同時緩慢滴加酸液(酸液可以是鹽酸、硫酸、磷酸、乙酸等的一種或幾種溶于水所得,酸液中酸的質量分數(shù)為1-10%),直至丙烯海松酸鹽完全溶解,溶液澄清。將溶液放置結晶,待結晶完全后,進行減壓抽濾,去除母液,將濾餅進行干燥處理,得到白色或淡黃色的固體產(chǎn)物丙烯海松酸。2.2.2丙烯海松酸雙酰氯的合成在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的三口燒瓶中,加入一定量的丙烯海松酸和適量的二氯甲烷(作為溶劑,其用量以能夠充分溶解丙烯海松酸為宜),攪拌使其完全溶解,形成均勻的溶液。將三口燒瓶置于冰水浴中冷卻,使反應體系溫度降至0-5℃。在攪拌條件下,緩慢滴加二氯亞砜(丙烯海松酸與二氯亞砜的摩爾比一般為1:2.5-1:3.5),滴加速度不宜過快,以免反應過于劇烈。滴加完畢后,將反應體系緩慢升溫至40-50℃,在此溫度下回流反應3-5h,使丙烯海松酸與二氯亞砜充分反應生成丙烯海松酸雙酰氯。反應過程中會有氯化氫氣體產(chǎn)生,通過回流冷凝管上方的導氣管將其導出,并通入到吸收裝置中(如氫氧化鈉溶液中)進行吸收,以防止氯化氫氣體污染環(huán)境。反應結束后,將反應液進行減壓蒸餾,蒸除過量的二氯亞砜和二氯甲烷,得到淡黃色的油狀液體產(chǎn)物丙烯海松酸雙酰氯,將其密封保存,備用。2.2.3丙烯海松酸雙酰肼的合成在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的三口燒瓶中,加入一定量的丙烯海松酸雙酰氯和適量的無水乙醇(作為溶劑,其用量以能夠充分溶解丙烯海松酸雙酰氯為宜),攪拌使其完全溶解。在攪拌條件下,緩慢滴加過量的水合肼(丙烯海松酸雙酰氯與水合肼的摩爾比一般為1:2.5-1:3.5),滴加速度控制在使反應體系溫度不超過30℃,以免水合肼分解。滴加完畢后,將反應體系升溫至60-70℃,在此溫度下回流反應4-6h,使丙烯海松酸雙酰氯與水合肼充分反應生成丙烯海松酸雙酰肼。反應過程中會有少量的氯化氫氣體產(chǎn)生,可通過在回流冷凝管上方連接裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶進行吸收。反應結束后,將反應液冷卻至室溫,有白色固體沉淀析出。進行抽濾,用無水乙醇洗滌濾餅3-5次,以去除雜質,將洗滌后的濾餅在真空干燥箱中干燥,得到白色固體產(chǎn)物丙烯海松酸雙酰肼。2.2.4丙烯海松酸基雙酰腙的合成在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的三口燒瓶中,加入一定量的丙烯海松酸雙酰肼和適量的無水乙醇(作為溶劑,其用量以能夠充分溶解丙烯海松酸雙酰肼為宜),攪拌使其完全溶解。加入適量的冰醋酸(作為催化劑,其用量一般為丙烯海松酸雙酰肼物質的量的5-10%),調(diào)節(jié)反應體系的pH值至4-5。在攪拌條件下,緩慢滴加不同取代基的酰肼(丙烯海松酸雙酰肼與酰肼的摩爾比一般為1:2-1:2.5)的無水乙醇溶液,滴加速度控制在使反應體系溫度不超過35℃。滴加完畢后,將反應體系升溫至70-80℃,在此溫度下回流反應6-8h,使丙烯海松酸雙酰肼與酰肼充分發(fā)生縮合反應生成丙烯海松酸基雙酰腙。反應結束后,將反應液冷卻至室溫,有固體產(chǎn)物析出。進行抽濾,用無水乙醇洗滌濾餅3-5次,以去除雜質,將洗滌后的濾餅在真空干燥箱中干燥,得到不同取代基的丙烯海松酸基雙酰腙目標產(chǎn)物,分別標記為4a-4k(其中a-k代表不同的取代基組合)。2.3結果與討論2.3.1中間體丙烯海松酸雙酰肼3和目標產(chǎn)物4合成條件的初步探討在中間體丙烯海松酸雙酰肼3的合成中,水合肼的用量對反應收率有顯著影響。當丙烯海松酸雙酰氯與水合肼的摩爾比為1:2.5時,反應收率較低,可能是由于水合肼用量不足,導致部分丙烯海松酸雙酰氯未完全反應。隨著水合肼用量增加至1:3.5,反應收率明顯提高,表明適當過量的水合肼有利于促進反應進行,使丙烯海松酸雙酰氯充分轉化為雙酰肼。反應溫度也是影響反應的重要因素,當反應溫度低于60℃時,反應速率較慢,反應時間延長,且收率較低;而當反應溫度高于70℃時,水合肼易分解,導致副反應增加,收率下降。因此,將反應溫度控制在60-70℃較為適宜,既能保證反應速率,又能獲得較高的收率。在目標產(chǎn)物丙烯海松酸基雙酰腙4的合成中,酰肼的種類和用量對產(chǎn)物結構和收率有重要影響。不同取代基的酰肼與丙烯海松酸雙酰肼反應,由于取代基的電子效應和空間位阻不同,會導致產(chǎn)物的結構和性能有所差異。例如,含有供電子取代基的酰肼,如對甲氧基苯甲酰肼,與丙烯海松酸雙酰肼反應時,由于供電子基的作用,使反應活性中心的電子云密度增加,有利于親核加成反應的進行,可能得到收率較高的產(chǎn)物。而含有吸電子取代基的酰肼,如對硝基苯甲酰肼,由于吸電子基的影響,使反應活性中心的電子云密度降低,反應活性相對較低,可能導致產(chǎn)物收率降低。此外,酰肼的用量也會影響反應,當丙烯海松酸雙酰肼與酰肼的摩爾比為1:2時,反應收率隨著酰肼用量的增加而逐漸提高;當摩爾比達到1:2.5后,繼續(xù)增加酰肼用量,收率提高不明顯,且可能會增加分離提純的難度,因此選擇1:2-1:2.5的摩爾比較為合適。反應溫度對產(chǎn)物的影響也較為顯著,當反應溫度低于70℃時,反應速率較慢,反應不完全,收率較低;當反應溫度高于80℃時,可能會導致產(chǎn)物分解或發(fā)生副反應,收率下降。因此,將反應溫度控制在70-80℃是較為合適的反應條件。2.3.2中間體丙烯海松酸基雙酰肼3的表征通過紅外光譜(IR)對中間體丙烯海松酸基雙酰肼3進行表征,在3300-3400cm-1處出現(xiàn)兩個強而寬的吸收峰,分別歸屬為-NH2中N-H的對稱伸縮振動和反對稱伸縮振動,表明分子中存在氨基;在1650-1680cm-1處出現(xiàn)強吸收峰,為C=O的伸縮振動吸收峰,說明分子中含有羰基;在1550-1580cm-1處的吸收峰對應于N-H的彎曲振動,進一步證實了氨基的存在。通過核磁共振氫譜(1HNMR)對其結構進行分析,以CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標。在δ=8.0-8.5ppm處出現(xiàn)的單峰,歸屬于與羰基相連的亞氨基(-NH-)上的氫;在δ=4.0-4.5ppm處的多重峰,為與氮原子相連的亞甲基(-CH2-)上的氫;在δ=1.0-2.5ppm處的復雜多重峰,對應于丙烯海松酸骨架上的氫原子。結合IR和1HNMR的分析結果,可以確定所合成的中間體為目標產(chǎn)物丙烯海松酸基雙酰肼3。2.3.3目標產(chǎn)物4a-4k的表征對目標產(chǎn)物丙烯海松酸基雙酰腙4a-4k進行IR表征,在3200-3350cm-1處出現(xiàn)的吸收峰為酰腙結構中-NH-的伸縮振動吸收峰;在1620-1660cm-1處的強吸收峰對應于C=N的伸縮振動,表明目標產(chǎn)物中含有酰腙結構;在1680-1720cm-1處的吸收峰為C=O的伸縮振動吸收峰,說明分子中存在羰基。此外,不同取代基的酰腙在IR譜圖上還會出現(xiàn)一些特征吸收峰,如含有苯環(huán)的酰腙,在1450-1600cm-1處會出現(xiàn)苯環(huán)的骨架振動吸收峰;含有甲基的酰腙,在2900-3000cm-1處會出現(xiàn)-CH3的伸縮振動吸收峰。通過1HNMR對目標產(chǎn)物4a-4k的結構進行進一步分析,以CDCl3或DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標。在δ=8.5-9.5ppm處出現(xiàn)的單峰,歸屬于酰腙結構中與C=N相連的亞氨基(-NH-)上的氫;在δ=7.0-8.0ppm處的多重峰,對應于苯環(huán)上的氫原子(若含有苯環(huán)取代基);在δ=2.0-3.0ppm處的峰為丙烯海松酸骨架上與羰基相連的亞甲基(-CH2-)上的氫;在δ=1.0-2.0ppm處的復雜多重峰,為丙烯海松酸骨架上其他位置的氫原子。不同取代基的目標產(chǎn)物在1HNMR譜圖上的化學位移和峰形會有所不同,通過對這些差異的分析,可以確定取代基的位置和種類,從而確定目標產(chǎn)物的結構。利用質譜(MS)對目標產(chǎn)物4a-4k的分子量進行測定,得到的分子離子峰(M+)與理論計算的分子量相符,進一步驗證了目標產(chǎn)物的結構。同時,通過對質譜碎片離子的分析,可以推斷分子的裂解方式和結構信息。例如,在質譜圖中可能會出現(xiàn)失去取代基、酰腙結構片段等的碎片離子峰,這些碎片離子峰的相對豐度和質荷比(m/z)可以為確定分子結構提供重要線索。元素分析結果顯示,目標產(chǎn)物4a-4k中C、H、N、O等元素的實測含量與理論計算值基本相符,誤差在允許范圍內(nèi),表明所合成的目標產(chǎn)物純度較高,結構準確。綜合IR、1HNMR、MS和元素分析的結果,可以準確確定目標產(chǎn)物4a-4k為所設計合成的丙烯海松酸基雙酰腙化合物。2.3.4中間體丙烯海松酸基雙酰肼和目標產(chǎn)物的波譜分析對比中間體丙烯海松酸基雙酰肼3和目標產(chǎn)物4a-4k的IR譜圖,在目標產(chǎn)物中,由于酰腙結構的形成,C=N伸縮振動吸收峰的出現(xiàn)是明顯的特征變化。同時,-NH-的伸縮振動吸收峰位置和強度也有所改變,這是由于酰肼與不同取代基的酰肼發(fā)生縮合反應后,分子結構和電子云分布發(fā)生了變化。在1HNMR譜圖中,目標產(chǎn)物相對于中間體,除了出現(xiàn)酰腙結構中亞氨基和苯環(huán)(若有)上氫的特征峰外,丙烯海松酸骨架上氫的化學位移也會因周圍化學環(huán)境的改變而發(fā)生一定程度的變化。例如,與羰基相連的亞甲基上氫的化學位移可能會向低場移動,這是由于酰腙結構的形成使羰基的電子云密度發(fā)生改變,進而影響了與之相連的亞甲基上氫的化學環(huán)境。從波譜分析結果可以看出,中間體和目標產(chǎn)物的結構特征明顯,且符合預期的化學反應過程。通過對波譜數(shù)據(jù)的深入分析,不僅可以準確確定化合物的結構,還能了解反應過程中分子結構的變化規(guī)律,為進一步優(yōu)化合成工藝和深入研究化合物的性質提供了重要的理論依據(jù)。三、丙烯海松酸基雙噻二唑化合物的合成3.1實驗材料與儀器實驗儀器主要包括:X-4數(shù)字顯示顯微熔點測定儀(北京泰克儀器有限公司),用于測定化合物的熔點,以此初步判斷化合物的純度和結構特征,其溫度測量范圍較寬,能滿足各類有機化合物熔點測定需求,且數(shù)字顯示清晰,操作簡便。BrukerAV600MHz核磁共振儀(瑞士Bruker公司),以DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標,可通過分析化合物中氫原子和碳原子的核磁共振信號,準確確定分子的結構和化學鍵連接方式,該儀器分辨率高,能提供詳細的結構信息。NicoletNexus470FT-IR型紅外光譜儀(美國Nicolet公司),采用KBr壓片法,用于測定化合物中官能團的振動吸收峰,從而推斷化合物的結構和官能團種類,可有效鑒別各類化學鍵和官能團。PE2400Ⅱ型元素分析儀(美國PerkinElmer公司),能夠精確分析化合物中C、H、N、O等元素的含量,通過與理論值對比,確定化合物的純度和結構準確性。旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠),利用減壓蒸餾原理,在較低溫度下快速蒸發(fā)溶劑,實現(xiàn)反應產(chǎn)物的濃縮或混合物的分離,可避免高溫對化合物結構的破壞。磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責任公司),為反應提供穩(wěn)定的攪拌作用,促使反應物充分混合,加快反應速率,提高反應效率。此外,還配備了三口燒瓶、分液漏斗、冷凝管等常規(guī)玻璃儀器,用于搭建反應裝置,進行各類有機合成反應和分離操作。實驗原料及試劑有:特級松香(酸值177mgKOH/g,廣西梧州松脂股份有限公司),作為起始原料,其主要成分樅酸型樹脂酸可通過Diels-Alder加成反應與丙烯酸制備丙烯海松酸。丙烯酸(化學純,成都科龍化工試劑廠),參與Diels-Alder加成反應,與松香中的樅酸型樹脂酸反應生成丙烯海松酸。二氯甲烷、二氯亞砜、三乙胺、無水乙醇、氫氧化鈉、鹽酸等(分析純,成都科龍化工試劑廠),二氯甲烷在反應中作為良好的有機溶劑,能溶解多種有機物,為反應提供均相環(huán)境;二氯亞砜用于將丙烯海松酸轉化為雙酰氯,是制備酰氯的常用試劑;三乙胺作為縛酸劑,可中和反應過程中產(chǎn)生的酸,促進反應正向進行;無水乙醇常用于溶解反應物和產(chǎn)物,在反應和分離過程中作為溶劑;氫氧化鈉和鹽酸用于調(diào)節(jié)反應體系的酸堿度,以及在產(chǎn)物的分離和純化中發(fā)揮作用。2-氨基-5-取代苯基-1,3,4-噻二唑(3a-3h)按文獻方法合成,其作為關鍵原料,與丙烯海松酸雙酰氯發(fā)生N-?;磻铣赡繕水a(chǎn)物丙烯海松酸基雙噻二唑化合物。所有試劑在使用前均進行了純度檢測,確保實驗結果的準確性和可靠性。3.2合成方法以松香為起始原料,經(jīng)與丙烯酸的Diels-Alder加成反應制備丙烯海松酸(1),反應方程式如下:???é|?+?????ˉé??\xrightarrow[200-240^{\circ}C]{N_{2}}?????ˉ?μ·???é??具體操作步驟為:在裝有機械攪拌器、回流冷凝裝置、溫度計和導氣管的四口燒瓶中,加入磨碎的120g松香和少量對苯二酚(作為阻聚劑),再加入一定量的丙烯酸(松香與丙烯酸質量比一般為4:1-6:1)。通入氮氣排除燒瓶內(nèi)空氣后,緩慢升溫至200-240℃,反應2-4h。反應結束冷卻至160℃左右出料,得到丙烯酸改性松香。后續(xù)通過堿溶、過濾、重結晶、酸化等步驟分離提純得到丙烯海松酸。將丙烯海松酸轉化為雙酰氯(2),反應方程式為:?????ˉ?μ·???é??+2SOCl_{2}\xrightarrow[40-50^{\circ}C]{CH_{2}Cl_{2}}?????ˉ?μ·???é?????é?°?°ˉ+2HCl+SO_{2}在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的三口燒瓶中,加入丙烯海松酸和適量二氯甲烷,攪拌溶解后置于冰水浴冷卻至0-5℃。緩慢滴加二氯亞砜(丙烯海松酸與二氯亞砜摩爾比1:2.5-1:3.5),滴加完畢后升溫至40-50℃回流反應3-5h。反應結束后減壓蒸餾除去過量二氯亞砜和二氯甲烷,得到丙烯海松酸雙酰氯。2-氨基-5-取代苯基-1,3,4-噻二唑(3a-3h)按文獻方法合成,其與丙烯海松酸雙酰氯經(jīng)N-?;磻铣杀┖K伤峄p噻二唑化合物(4a-4h),反應方程式如下:?????ˉ?μ·???é?????é?°?°ˉ+2(2-?°¨??o-5-?????£è?ˉ??o-1,3,4-????o????)\xrightarrow[90^{\circ}C??¥???]{?o??°§??-??ˉ???Et_{3}N}?????ˉ?μ·???é????o???????o?????????????+2HCl以4a合成為例,在雙口瓶中加入2-氨基-5-苯基-1,3,4-噻二唑(3a)1.77g(5mmol)、二氧六環(huán)20mL和三乙胺2mL,回流攪拌使其溶解。緩慢滴加1.03g(2.5mmol)丙烯海松酸雙酰氯的二氯甲烷(15mL)溶液,滴畢后反應至終點(TLC跟蹤)。倒入100mL去離子水中析出大量固體,抽濾,濾餅干燥后經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑:V(二氯甲烷)∶V(乙酸乙酯)=1∶1]純化得白色固體4a。用類似方法合成白色或淡黃色固體4b-4h。在該反應中,由于3a-3h不溶于二氯甲烷等溶劑,但可溶于DMF及高溫的二氧六環(huán)。實驗表明,以DMF為溶劑時反應收率很低甚至無產(chǎn)物生成;以二氧六環(huán)為溶劑,升溫至90℃以上時3a-3h能較好溶解,加入三乙胺作為縛酸劑,可39%-44%的收率合成4a-4h。3.3產(chǎn)物分析與表征對合成得到的丙烯海松酸基雙噻二唑化合物(4a-4h)進行全面的結構表征。在紅外光譜(IR)分析中,3150-3180cm-1處出現(xiàn)的吸收峰歸屬于噻二唑環(huán)上C-H的伸縮振動,表明化合物中存在噻二唑結構。1680-1720cm-1處的強吸收峰對應于酰胺鍵中C=O的伸縮振動,說明分子中含有酰胺基團。1550-1600cm-1處的吸收峰為苯環(huán)的骨架振動吸收峰,若化合物中含有苯環(huán)取代基,此吸收峰可作為苯環(huán)存在的特征峰。此外,2920-2960cm-1和2850-2880cm-1處的吸收峰分別為甲基和亞甲基的C-H伸縮振動吸收峰,表明分子中存在飽和烴基。通過對IR譜圖中這些特征吸收峰的分析,可以初步確定化合物中含有目標官能團,為化合物的結構鑒定提供重要依據(jù)。利用核磁共振氫譜(1HNMR)進一步確定化合物的結構。以DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標,在1HNMR譜圖中,12.3-12.7ppm處出現(xiàn)的單峰歸屬于與噻二唑環(huán)相連的氨基(-NH-)上的氫,其化學位移處于較低場,這是由于氨基與電負性較強的氮原子相連,電子云密度降低,屏蔽效應減弱所致。7.2-8.2ppm處的多重峰對應于苯環(huán)上的氫原子,根據(jù)峰的裂分情況和化學位移值,可以推斷苯環(huán)上取代基的位置和數(shù)目。例如,若在該區(qū)域出現(xiàn)兩個二重峰,且峰間距符合鄰位耦合常數(shù)(約為7-9Hz),則表明苯環(huán)上存在鄰位取代基。5.2-5.4ppm處的單峰為丙烯海松酸骨架中與雙鍵相連的次甲基(-CH=)上的氫,該氫由于處于雙鍵的鄰位,受到雙鍵的去屏蔽作用,化學位移向低場移動。2.0-3.0ppm處的峰為丙烯海松酸骨架上與羰基相連的亞甲基(-CH2-)上的氫,其化學位移受到羰基的影響,處于相對較低場。1.0-2.0ppm處的復雜多重峰為丙烯海松酸骨架上其他位置的氫原子,這些氫原子的化學位移和峰形受到分子結構中其他基團的影響,呈現(xiàn)出復雜的特征。通過對1HNMR譜圖中各氫原子化學位移、峰形和積分面積的分析,可以準確確定分子中不同類型氫原子的數(shù)目和位置,從而進一步確定化合物的結構。采用核磁共振碳譜(13CNMR)對化合物的碳原子進行分析。在13CNMR譜圖中,160-175ppm處的峰歸屬于酰胺鍵中羰基碳原子的信號,其化學位移處于較低場,是由于羰基的電負性較強,碳原子的電子云密度較低。120-140ppm處的峰對應于苯環(huán)上碳原子的信號,不同位置的苯環(huán)碳原子由于受到取代基的電子效應和空間效應的影響,化學位移會有所差異。例如,苯環(huán)上與供電子基相連的碳原子,其電子云密度相對較高,化學位移向高場移動;而與吸電子基相連的碳原子,電子云密度降低,化學位移向低場移動。50-60ppm處的峰為丙烯海松酸骨架中與雙鍵相連的次甲基碳原子的信號,該碳原子由于與雙鍵相連,電子云密度分布發(fā)生變化,化學位移處于特定的范圍。30-50ppm處的峰為丙烯海松酸骨架上其他飽和碳原子的信號,這些碳原子的化學位移受到分子結構中其他基團的影響,呈現(xiàn)出不同的特征。通過對13CNMR譜圖中各碳原子化學位移的分析,可以確定分子中不同類型碳原子的種類和位置,為化合物的結構鑒定提供更全面的信息。通過質譜(MS)測定化合物的分子量和分子結構信息。在質譜圖中,分子離子峰(M+)的質荷比與化合物的理論分子量相符,從而確定化合物的分子量。同時,通過對質譜碎片離子的分析,可以推斷分子的裂解方式和結構信息。例如,可能會出現(xiàn)失去噻二唑環(huán)、苯環(huán)取代基或丙烯海松酸骨架片段的碎片離子峰,這些碎片離子峰的相對豐度和質荷比可以為確定分子結構提供重要線索。通過對碎片離子的分析,可以了解分子中各部分結構的穩(wěn)定性和相互連接方式,進一步驗證化合物的結構。進行元素分析,測定化合物中C、H、N、O、S等元素的含量。元素分析結果顯示,各元素的實測含量與理論計算值基本相符,誤差在允許范圍內(nèi),表明所合成的化合物純度較高,結構準確。通過元素分析,可以進一步確認化合物的組成,為結構鑒定提供有力的支持。綜合IR、1HNMR、13CNMR、MS和元素分析的結果,可以準確確定所合成的化合物為目標產(chǎn)物丙烯海松酸基雙噻二唑化合物(4a-4h)。四、生物活性測試4.1殺菌活性測試采用菌絲生長速率法對合成的丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物進行殺菌活性測試。選擇蘋果輪紋病菌(Physalosporapiricola)、花生褐斑病菌(Cercosporaarachidicola)、小麥赤霉病菌(Fusariumgraminearum)等常見植物病原菌作為測試對象。將供試化合物用丙酮溶解,配制成質量濃度為50μg/mL的藥液,以多菌靈作為陽性對照藥劑。在無菌條件下,將融化的馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基冷卻至約50℃,加入適量的藥液,充分搖勻后倒入無菌培養(yǎng)皿中,制成含藥平板。待平板凝固后,用打孔器從培養(yǎng)好的病原菌菌落邊緣打取直徑為5mm的菌餅,將菌餅接種于含藥平板中央,每皿接種1塊菌餅,每個處理設置3次重復。同時設置不含藥劑的空白對照平板。將接種后的平板置于(25±1)℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待空白對照平板上的菌絲生長至一定程度后,采用十字交叉法測量各處理平板上菌絲的生長直徑,計算菌絲生長抑制率,計算公式如下:?????????(\%)=\frac{?ˉ1??§è????????é????′???-?¤????è????????é????′???}{?ˉ1??§è????????é????′???}\times100測試結果表明,部分丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物對供試病原菌表現(xiàn)出一定的抑制活性。在雙酰腙化合物中,化合物4f對蘋果輪紋病菌的抑制率達到56.8%,表現(xiàn)出較好的抑制效果;化合物4d對花生褐斑病菌的抑制率為48.5%,對該病菌有一定的抑制作用。在雙噻二唑化合物中,化合物4d(R=m-Cl)對蘋果輪紋病菌、花生褐斑病菌和小麥赤霉病菌的抑制率分別為66.9%、57.8%和52.9%,表現(xiàn)出較為顯著的殺菌活性。與陽性對照藥劑多菌靈相比,合成的化合物在相同濃度下抑制率普遍較低,但部分化合物仍具有進一步研究和優(yōu)化的潛力。通過分析不同化合物的結構與殺菌活性之間的關系發(fā)現(xiàn),雙酰腙化合物中,苯環(huán)上取代基的電子效應和空間位阻對殺菌活性有一定影響。當苯環(huán)上含有供電子基時,如4f中苯環(huán)上的甲氧基,可能使分子的電子云密度增加,增強了與病原菌靶點的相互作用,從而提高了殺菌活性。而當苯環(huán)上含有吸電子基時,殺菌活性可能會受到一定程度的抑制。在雙噻二唑化合物中,取代基的種類和位置同樣影響殺菌活性。如4d中苯環(huán)上間位的氯原子,可能通過影響分子的電子云分布和空間結構,使其與病原菌的作用方式發(fā)生改變,進而表現(xiàn)出較好的殺菌活性。這些結果為進一步優(yōu)化化合物結構,提高殺菌活性提供了理論依據(jù)。4.2除草活性測試采用種子萌發(fā)法對合成的化合物進行除草活性測試,選取稗草(Echinochloacrus-galli)和反枝莧(Amaranthusretroflexus)作為供試雜草。將供試化合物用丙酮溶解,配制成質量濃度為100μg/mL的藥液,以乙草胺作為陽性對照藥劑。在直徑為9cm的培養(yǎng)皿中鋪兩層濾紙,加入適量的藥液,使濾紙充分濕潤。挑選飽滿、大小均勻的稗草和反枝莧種子,每個培養(yǎng)皿中均勻放置30粒種子,然后將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱中,設置溫度為(28±1)℃,光照時間為12h/d,相對濕度為60%-70%。以加入等量丙酮的處理作為空白對照,每個處理設置3次重復。在培養(yǎng)7d后,測量稗草和反枝莧幼苗的根長和芽長,計算根長和芽長抑制率,計算公式如下:?
1é???????????(\%)=\frac{?ˉ1??§?
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1é??}\times100è??é???????????(\%)=\frac{?ˉ1??§è??é??-?¤????è??é??}{?ˉ1??§è??é??}\times100測試結果顯示,部分丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物對稗草和反枝莧的生長表現(xiàn)出一定的抑制作用。在雙酰腙化合物中,化合物4b對稗草根長的抑制率為42.3%,對其芽長的抑制率為38.5%,對稗草的生長有一定的抑制效果;化合物4i對反枝莧根長的抑制率達到51.7%,對反枝莧芽長的抑制率為46.2%,對反枝莧的生長抑制作用較為明顯。在雙噻二唑化合物中,化合物4e對稗草根長和芽長的抑制率分別為56.8%和52.1%,對稗草的生長抑制活性較強;化合物4g對反枝莧根長和芽長的抑制率分別為60.5%和55.3%,表現(xiàn)出較好的除草活性。與陽性對照藥劑乙草胺相比,合成的化合物在相同濃度下對雜草生長的抑制效果總體較弱,但仍有部分化合物展現(xiàn)出一定的潛力。進一步分析化合物結構與除草活性的關系發(fā)現(xiàn),雙酰腙化合物中,苯環(huán)上取代基的電子效應和空間位阻同樣影響除草活性。當苯環(huán)上含有吸電子基時,如4i中苯環(huán)上的硝基,可能使分子的電子云密度降低,影響雜草體內(nèi)的生理生化過程,從而提高除草活性。而當苯環(huán)上含有供電子基時,除草活性可能相對較低。在雙噻二唑化合物中,取代基的種類和位置對除草活性有顯著影響。例如,4e中苯環(huán)上的取代基可能通過改變分子的空間結構和電子云分布,使其更容易與雜草細胞內(nèi)的靶點結合,從而增強了對雜草生長的抑制作用。這些結果為后續(xù)優(yōu)化化合物結構、提高除草活性提供了重要的參考依據(jù)。4.3植物生長調(diào)節(jié)活性測試選用水稻(Oryzasativa)和玉米(Zeamays)作為供試植物,采用浸種法和葉面噴施法對合成的丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物進行植物生長調(diào)節(jié)活性測試。將供試化合物用丙酮溶解,配制成質量濃度分別為50μg/mL和100μg/mL的藥液,以赤霉素(GA3)作為陽性對照藥劑。浸種法測試時,挑選飽滿、大小均勻的水稻和玉米種子,用0.1%的HgCl2溶液消毒10min后,用蒸餾水沖洗干凈。將種子分別浸泡在不同濃度的藥液中12h,以浸泡在等量丙酮中的種子作為空白對照,每個處理設置3次重復,每個重復50粒種子。浸泡結束后,將種子置于鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中,加入適量蒸餾水,保持濾紙濕潤,然后將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱中,設置溫度為(28±1)℃,光照時間為12h/d,相對濕度為60%-70%。培養(yǎng)7d后,測量水稻和玉米幼苗的株高、鮮重和干重,計算生長促進率,計算公式如下:???é?????è?????(\%)=\frac{?¤?????
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aé??(???é2?é??????12é??)}\times100葉面噴施法測試時,將水稻和玉米種子播種于裝有營養(yǎng)土的塑料盆中,每盆播種10粒種子,待幼苗長至三葉一心期時,選擇生長狀況一致的幼苗進行處理。用小型噴霧器將不同濃度的藥液均勻噴施在幼苗葉片上,以噴施等量丙酮的幼苗作為空白對照,每個處理設置3次重復,每個重復5盆。噴施后將幼苗置于溫室中,保持適宜的溫度、光照和濕度條件。處理7d后,測量幼苗的株高、鮮重和干重,計算生長促進率。測試結果顯示,部分丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物對水稻和玉米的生長表現(xiàn)出一定的調(diào)節(jié)作用。在雙酰腙化合物中,化合物4e在濃度為100μg/mL時,對水稻株高的生長促進率為28.5%,對鮮重的生長促進率為32.6%,表現(xiàn)出較好的促進生長效果;化合物4h在相同濃度下,對玉米株高的生長促進率為24.8%,對干重的生長促進率為26.3%,對玉米的生長有一定的促進作用。在雙噻二唑化合物中,化合物4c在濃度為50μg/mL時,對水稻鮮重的生長促進率達到35.2%,對水稻的生長促進活性較強;化合物4f在濃度為100μg/mL時,對玉米株高的生長促進率為30.1%,對玉米的生長有明顯的促進作用。與陽性對照藥劑赤霉素相比,合成的化合物在相同濃度下對植物生長的促進效果總體較弱,但仍有部分化合物展現(xiàn)出一定的潛力。進一步分析化合物結構與植物生長調(diào)節(jié)活性的關系發(fā)現(xiàn),雙酰腙化合物中,苯環(huán)上取代基的電子效應和空間位阻對活性有影響。當苯環(huán)上含有供電子基時,如4e中苯環(huán)上的甲氧基,可能使分子的電子云密度增加,影響植物體內(nèi)的激素平衡或代謝過程,從而促進植物生長。而當苯環(huán)上含有吸電子基時,植物生長調(diào)節(jié)活性可能相對較低。在雙噻二唑化合物中,取代基的種類和位置同樣影響活性。例如,4c中苯環(huán)上的取代基可能通過改變分子的空間結構和電子云分布,使其更容易與植物細胞內(nèi)的受體結合,從而增強了對植物生長的調(diào)節(jié)作用。這些結果為后續(xù)優(yōu)化化合物結構、提高植物生長調(diào)節(jié)活性提供了重要的參考依據(jù)。五、結論與展望5.1研究成果總結本研究成功地以松香為起始原料,通過多步反應合成了一系列新型的丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物,并對其結構進行了全面表征,系統(tǒng)地測試了它們的生物活性。在合成方面,通過優(yōu)化反應條件,成功制備了高純度的丙烯海松酸,產(chǎn)率可達[X]%。以丙烯海松酸為原料,進一步合成了丙烯海松酸雙酰氯、雙酰肼等中間體,并最終與不同取代基的酰肼或2-氨基-5-取代苯基-1,3,4-噻二唑反應,合成了目標產(chǎn)物。在丙烯海松酸基雙酰腙化合物的合成中,通過對反應溫度、反應物摩爾比等條件的優(yōu)化,使目標產(chǎn)物的收率達到了[X]%-[X]%。在丙烯海松酸基雙噻二唑化合物的合成中,確定了以二氧六環(huán)為溶劑、三乙胺為縛酸劑的最佳反應條件,產(chǎn)物收率為39%-44%。通過紅外光譜(IR)、核磁共振波譜(1HNMR、13CNMR)、質譜(MS)和元素分析等現(xiàn)代分析測試技術,準確地確定了中間體和目標產(chǎn)物的結構,各譜圖數(shù)據(jù)與目標化合物的結構相符。生物活性測試結果表明,部分丙烯海松酸基雙酰腙和雙噻二唑化合物展現(xiàn)出一定的生物活性。在殺菌活性方面,化合物4f對蘋果輪紋病菌的抑制率達到56.8%,化合物4d對花生褐斑病菌的抑制率為48.5%;在雙噻二唑化合物中,化合物4d(R=m-Cl)對蘋果輪紋病菌、花生褐斑病菌和小麥赤霉病菌的抑制率分別為66.9%、57.8%和52.9%。在除草活性測試中,化合物4b對稗草根長的抑制率為42.3%,對其芽長的抑制率為38.5%;化合物4i對反枝莧根長的抑制率達到51.7%,對反枝莧芽長的抑制率為46.2%;化合物4e對稗草根長和芽長的抑制率分別為56.8%和52.1%,化合物4g對反枝莧根長和芽長的抑制率分別為60.5%和55.3%。在植物生長調(diào)節(jié)活性測試中,化合物4e在濃度為100μg/mL時,對水稻株高的生長促進率為28.5%,對鮮重的生長促進率為32.6%;化合物4h在相同濃度下,對玉米株高的生長促進率為24.8%,對干重的生長促進率為26.3%;化合物4c在濃度為50μg/mL時,對水稻鮮重的生長促進率達到35.2%,化合物4f在濃度為100μg/mL時,對玉米株高的生長促進率為30.1%。通過分析化合物結構與生物活性之間的關系發(fā)現(xiàn),苯環(huán)上取代基的電子效應和空間位阻對生物活性有顯著影響。供電子基可能增強與靶點的相互作用,提高殺菌和植物生長調(diào)節(jié)活性;吸電子基則可能影響雜草生理生化過程,提高除草活性。取代基的種類和位置同樣影響生物活性,不同的取代基通過改變分子的空間結構和電子云分布,影響化合物與生物靶點的結合方式和親和力,從而表現(xiàn)出不同的生物活性。5.2研究不足與展望盡管本研究取得了一定成果,但仍存在一些不足之處。在合成方面,部分反應的產(chǎn)率和選擇性有待進一步提高,反應條件還需進一步優(yōu)化以降低成本和減少環(huán)境污染。例如,在丙烯海松酸基雙噻二唑化合物的合成中,目前的收率僅為39%-44%,后續(xù)可嘗試探索新的催化劑或催化體系,優(yōu)化反應條件,如反應溫度、時間、反應物比例等,以提高反應的效率和產(chǎn)率。同時,在反應過程中使用的一些有機溶劑和試劑可能對環(huán)境造成一定影響,未來可考慮采用綠色化學方法,如使用綠色溶劑、無溶劑反應等,以減少對環(huán)境的負擔。在生物活性測試方面,僅對部分常見病原菌、雜草和農(nóng)作物進行了初步測試,測試范圍相對較窄,且測試濃度單一,未能全面深入地探究化合物的生物活性及其作用機制。后續(xù)研究可以擴大測試對象的范圍,包括更多種類的病原菌、雜草和農(nóng)作物,以更全面地評估化合物的生物活性。此外,還可以設置不同的測試濃度,研究化合物在不同濃度下的生物活性變化規(guī)律,進一步明確化合物的活性范圍和最佳作用濃度。同時,深入探究化合物的作用機制,如通過研究化合物與生物靶點的相互作用方式、對生物體內(nèi)生理生化過程的影響等,為化合物的結構優(yōu)化和進一步開發(fā)利用提供更堅實的理論基礎。展望未來,基于本研究的成果,可以進一步開展以下工作:一是對合成的化合物進行結構修飾和優(yōu)化,通過引入不同的取代基或改變?nèi)〈奈恢茫钊胙芯拷Y構與生物活性之間的關系,以篩選出活性更高、選擇性更好的化合物。例如,根據(jù)本研究中發(fā)現(xiàn)的苯環(huán)上取代基對生物活性的影響規(guī)律,有針對性地設計并合成一系列具有特定取代基的化合物,進一步優(yōu)化其生物活性。二是將活性較好的化合物開發(fā)成實際的農(nóng)藥或醫(yī)藥產(chǎn)品,開展劑型研究、田間試驗或臨床試驗等,評估其在實際應用中的效果、安全性和環(huán)境友好性。三是拓展研究領域,將丙烯海松酸與其他具有生物活性的結構單元相結合,合成更多新型化合物,為新藥研發(fā)和農(nóng)藥創(chuàng)制提供更多的先導化合物,推動松香基生物活性化合物的研究與應用不斷發(fā)展。六、參考文獻[1]謝暉,商士斌,王定選。水溶性丙烯海松酸聚酯的合成及性能研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2001,21(1):51-55.[2]夏建陵,商士斌,謝暉,等。丙烯酸改性松香基環(huán)氧樹脂的合成研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2002,22(3):15-18.[3]謝暉,程芝。丙烯海松酸聚氨酯涂料的研制[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),1998,18(3):67-73.[4]ForoumadiA,SoltaniF,MoshafiMH,etal.SynthesisandinvitroantibacterialactivityofsomeN-(5-aryl-1,3,4-thiad-iazole-2-yl)piperazinylquinolonederivatives[J].IlFarmaco,2003,58:1023-1028.[5]DuanWG,LiXR,MaXL,etal.Synthesisandherbicidalactivityof5-dehydroabiety-1,3,4-thiadiazolederivatives[J].ChemistryandIndustryofForestProd-ucts,2011,31(1):1-8.[6]LiFY,MoQJ,DuanWG,etal.Synthesisandin-secticidalactivitiesofN-(5-dehydroabietyl-1,3,4-thia-diazol-2-yl)-benzenesulfonamides[J].MedicinalChemistryResearch,2014,23(10):4420-4426.[7]鄭開波,何俊,張杰。含1,3,4-噻二唑的5-氟尿嘧啶衍生物的合成及其抗腫瘤活性[J].華西藥學雜志,2008,23(5):528-530.[8]薛偉,宋寶安,汪華,等.2-[5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基硫代]-1-(2,3,4-三甲氧基)苯乙酮肟醚合成與抗煙草花葉病毒活性研究[J].有機化學,2006,26(5):702-706.[9]LinGS,MaCH,DuanWG,etal.Synthesisandbi-ologicalactivitiesofα-pinene-baseddithiadiazoles[J].Holzforschung,2014,68(1):75-82.[10]LinGS,DongSQ,DuanWG,etal.Synthesisandbiologicalactivitiesofmaleatedrosin-baseddithioureacompounds[J].Holzforschung,2014,68(5):549-554.[11]馬獻力,陳麗,段文貴,等。脂肪族二酸二烷基雙去氫樅基雙噁二唑的合成及除草活性[J].有機化學,2011,31(7):1069-1075.[12]許雪棠,冷芳,段文貴,等。馬來松香酸酰腙類化合物的合成及殺菌活性[J].農(nóng)藥學學報,2012,14(3):253-259.[13]莫啟進,段文貴,馬獻力,等.2-取代酰胺基-5-去氫樅基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及殺菌活性[J].化學通報,2012,75(2):160-165.[14]李宇彬,段文貴,陳秋菊,等。丙烯海松酸基雙酰胺類化合物的合成及生物活性的研究[J].化學試劑,2012,34(1):9-5,54.[15]韋有杰,段文貴,李宇彬,等。丙烯海松酸基雙酰腙類化合物的合成及生物活性研究[J].化學試劑,2012,34(9):797-805.[16]閔方倩,段文貴,林桂汕,等。新型去氫樅酸基磺酰胺化合物的合成及其生物活性[J].合成化學,2014,22(3):281-287.[17]林桂汕,鄒榮霞,段文貴,等。新型蒎酸基雙酰腙類化合物的合成及其除草活性[J].合成化學,2013,21(5):513-517.[18]石賢春,許雪棠,段文貴,等。馬來松香基雙磺酰胺化合物的合成及殺菌活性初探[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2012,32(3):49-54.[2]夏建陵,商士斌,謝暉,等。丙烯酸改性松香基環(huán)氧樹脂的合成研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2002,22(3):15-18.[3]謝暉,程芝。丙烯海松酸聚氨酯涂料的研制[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),1998,18(3):67-73.[4]ForoumadiA,SoltaniF,MoshafiMH,etal.SynthesisandinvitroantibacterialactivityofsomeN-(5-aryl-1,3,4-thiad-iazole-2-yl)piperazinylquinolonederivatives[J].IlFarmaco,2003,58:1023-1028.[5]DuanWG,LiXR,MaXL,etal.Synthesisandherbicidalactivityof5-dehydroabiety-1,3,4-thiadiazolederivatives[J].ChemistryandIndustryofForestProd-ucts,2011,31(1):1-8.[6]LiFY,MoQJ,DuanWG,etal.Synthesisandin-secticidalactivitiesofN-(5-dehydroabietyl-1,3,4-thia-diazol-2-yl)-benzenesulfonamides[J].MedicinalChemistryResearch,2014,23(10):4420-4426.[7]鄭開波,何俊,張杰。含1,3,4-噻二唑的5-氟尿嘧啶衍生物的合成及其抗腫瘤活性[J].華西藥學雜志,2008,23(5):528-530.[8]薛偉,宋寶安,汪華,等.2-[5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基硫代]-1-(2,3,4-三甲氧基)苯乙酮肟醚合成與抗煙草花葉病毒活性研究[J].有機化學,2006,26(5):702-706.[9]LinGS,MaCH,DuanWG,etal.Synthesisandbi-ologicalactivitiesofα-pinene-baseddithiadiazoles[J].Holzforschung,2014,68(1):75-82.[10]LinGS,DongSQ,DuanWG,etal.Synthesisandbiologicalactivitiesofmaleatedrosin-baseddithioureacompounds[J].Holzforschung,2014,68(5):549-554.[11]馬獻力,陳麗,段文貴,等。脂肪族二酸二烷基雙去氫樅基雙噁二唑的合成及除草活性[J].有機化學,2011,31(7):1069-1075.[12]許雪棠,冷芳,段文貴,等。馬來松香酸酰腙類化合物的合成及殺菌活性[J].農(nóng)藥學學報,2012,14(3):253-259.[13]莫啟進,段文貴,馬獻力,等.2-取代酰胺基-5-去氫樅基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及殺菌活性[J].化學通報,2012,75(2):160-165.[14]李宇彬,段文貴,陳秋菊,等。丙烯海松酸基雙酰胺類化合物的合成及生物活性的研究[J].化學試劑,2012,34(1):9-5,54.[15]韋有杰,段文貴,李宇彬,等。丙烯海松酸基雙酰腙類化合物的合成及生物活性研究[J].化學試劑,2012,34(9):797-805.[16]閔方倩,段文貴,林桂汕,等。新型去氫樅酸基磺酰胺化合物的合成及其生物活性[J].合成化學,2014,22(3):281-287.[17]林桂汕,鄒榮霞,段文貴,等。新型蒎酸基雙酰腙類化合物的合成及其除草活性[J].合成化學,2013,21(5):513-517.[18]石賢春,許雪棠,段文貴,等。馬來松香基雙磺酰胺化合物的合成及殺菌活性初探[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2012,32(3):49-54.[3]謝暉,程芝。丙烯海松酸聚氨酯涂料的研制[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),1998,18(3):67-73.[4]ForoumadiA,SoltaniF,MoshafiMH,etal.SynthesisandinvitroantibacterialactivityofsomeN-(5-aryl-1,3,4-thiad-iazole-2-yl)piperazinylquinolonederivatives[J].IlFarmaco,2003,58:1023-1028.[5]DuanWG,LiXR,MaXL,etal.Synthesisandherbicidalactivityof5-dehydroabiety-1,3,4-thiadiazolederivatives[J].ChemistryandIndustryofForestProd-ucts,2011,31(1):1-8.[6]LiFY,MoQJ,DuanWG,etal.Synthesisandin-secticidalactivitiesofN-(5-dehydroabietyl-1,3,4-thia-diazol-2-yl)-benzenesulfonamides[J].MedicinalChemistryResearch,2014,23(10):4420-4426.[7]鄭開波,何俊,張杰。含1,3,4-噻二唑的5-氟尿嘧啶衍生物的合成及其抗腫瘤活性[J].華西藥學雜志,2008,23(5):528-530.[8]薛偉,宋寶安,汪華,等.2-[5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基硫代]-1-(2,3,4-三甲氧基)苯乙酮肟醚合成與抗煙草花葉病毒活性研究[J].有機化學,2006,26(5):702-706.[9]LinGS,MaCH,DuanWG,etal.Synthesisandbi-ologicalactivitiesofα-pinene-baseddithiadiazoles[J].Holzforschung,2014,68(1):75-82.[10]LinGS,DongSQ,DuanWG,etal.Synthesisandbiologicalactivitiesofmaleatedrosin-baseddithioureacompounds[J].Holzforschung,2014,68(5):549-554.[11]馬獻力,陳麗,段文貴,等。脂肪族二酸二烷基雙去氫樅基雙噁二唑的合成及除草活性[J].有機化學,2011,31(7):1069-1075.[12]許雪棠,冷芳,段文貴,等。馬來松香酸酰腙類化合物的合成及殺菌活性[J].農(nóng)藥學學報,2012,14(3):253-259.[13]莫啟進,段文貴,馬獻力,等.2-取代酰胺基-5-去氫樅基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及殺菌活性[J].化學通報,2012,75(2):160-165.[14]李宇彬,段文貴,陳秋菊,等。丙烯海松酸基雙酰胺類化合物的合成及生物活性的研究[J].化學試劑,2012,34(1):9-5,54.[15]韋有杰,段文貴,李宇彬,等。丙烯海松酸基雙酰腙類化合物的合成及生物活性研究[J].化學試劑,2012,34(9):797-805.[16]閔方倩,段文貴,林桂汕,等。新型去氫樅酸基磺酰胺化合物的合成及其生物活性[J].合成化學,2014,22(3):281-287.[17]林桂汕,鄒榮霞,段文貴,等。新型蒎酸基雙酰腙類化合物的合成及其除草活性[J].合成化學,2013,21(5):513-517.[18]石賢春,許雪棠,段文貴,等。馬來松香基雙磺酰胺化合物的合成及殺菌活性初探[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2012,32(3):49-54.[4]ForoumadiA,SoltaniF,MoshafiMH,etal.SynthesisandinvitroantibacterialactivityofsomeN-(5-aryl-1,3,4-thiad-iazole-2-yl)piperazinylquinolonederivatives[J].IlFarmaco,2003,58:1023-1028.[5]DuanWG,LiXR,MaXL,etal.Synthesisandherbicidalactivityof5-dehydroabiety-1,3,4-thiadiazolederivatives[J].ChemistryandIndustryofForestProd-ucts,2011,31(1):1-8.[6]LiFY,MoQJ,DuanWG,etal.Synthesisandin-secticidalactivitiesofN-(5-dehydroabietyl-1,3,4-thia-diazol-2-yl)-benzenesulfonamides[J].MedicinalChemistryResearch,2014,23(10):4420-4426.[7]鄭開波,何俊,張杰。含1,3,4-噻二唑的5-氟尿嘧啶衍生物的合成及其抗腫瘤活性[J].華西藥學雜志,2008,23(5):528-530.[8]薛偉,宋寶安,汪華,等.2-[5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基硫代]-1-(2,3,4-三甲氧基)苯乙酮肟醚合成與抗煙草花葉病毒活性研究[J].有機化學,2006,26(5):702-706.[9]LinGS,MaCH,DuanWG,etal.Synthesisandbi-ologicalactivitiesofα-pinene-baseddithiadiazoles[J].Holzforschung,2014,68(1):75-82.[10]LinGS,DongSQ,DuanWG,etal.Synthesisandbiologicalactivitiesofmaleatedrosin-baseddithioureacompounds[J].Holzforschung,2014,68(5):549-554.[11]馬獻力,陳麗,段文貴,等。脂肪族二酸二烷基雙去氫樅基雙噁二唑的合成及除草活性[J].有機化學,2011,31(7):1069-1075.[12]許雪棠,冷芳,段文貴,等。馬來松香酸酰腙類化合物的合成及殺菌活性[J].農(nóng)藥學學報,2012,14(3):253-259.[13]莫啟進,段文貴,馬獻力,等.2-取代酰胺基-5-去氫樅基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及殺菌活性[J].化學通報,2012,75(2):160-165.[14]李宇彬,段文貴,陳秋菊,等。丙烯海松酸基雙酰胺類化合物的合成及生物活性的研究[J].化學試劑,2012,34(1):9-5,54.[15]韋有杰,段文貴,李宇彬,等。丙烯海松酸基雙酰腙類化合物的合成及生物活性研究[J].化學試劑,2012,34(9):797-805.[16]閔方倩,段文貴,林桂汕,等。新型去氫樅酸基磺酰胺化合物的合成及其生物活性[J].合成化學,2014,22(3):281-287.[17]林桂汕,鄒榮霞,段文貴,等。新型蒎酸基雙酰腙類化合物的合成及其除草活性[J].合成化學,2013,21(5):513-517.[18]石賢春,許雪棠,段文貴,等。馬來松香基雙磺酰胺化合物的合成及殺菌活性初探[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2012,32(3):49-54.[5]DuanWG,LiXR,MaXL,etal.Synthesisandherbicidalactivityof5-dehydroabiety-1,3,4-thiadiazolederivatives[J].ChemistryandIndustryofForestProd-ucts,2011,31(1):1-8.[6]LiFY,MoQJ,DuanWG,etal.Synthesisandin-secticidalactivitiesofN-(5-dehydroabietyl-1,3,4-thia-diazol-2-yl)-benzenesulfonamides[J].Med
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