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  吲哚骨架已在医药、农药等活性化合物中具有广泛的应用^{[1, 2]}, 其电子等排体氮杂吲哚具有不同的物理化学性质, 如1-位氮原子的酸性(也为氢键供体)和3-位碳原子的亲核性有所增强, 以及4, 5, 6或7-位氮原子成为氢键受体.更为重要的是, 鉴于它与吲哚、嘌呤等在结构上的相似性, 可作为这些类似化合物的生物电子等排体, 应用于新医药或农药分子的设计与合成^[3].许多重要氮杂吲哚衍生物被发现具有抑制多种蛋白酶的活性, 在抗癌、抗病毒、抗组胺和抗多巴胺等方面都表现出重要的生物活性及潜在的药用价值^[4].

  噻唑(啉或烷)环是具有重要生理活性的杂环结构单元.已有许多含噻唑环的化合物被开发在农业上用作杀虫、杀菌和除草等用途^[5].近几年一系列具有农药活性的含有噻唑环化合物被研发出来, 如噻虫胺、噻氟菌胺及毒氟膦等^[6].鉴于氮杂吲哚和噻唑结构单元都是具有重要生物活性的杂环结构, 将二者通过活性拼接原理簇合在一起, 有可能得到生物活性更好的化合物.在前期工作中, 我们发现2-吲哚基噻唑啉化合物具有很好的植物抗菌活性^[7], 根据生物电子等排原理, 氮杂吲哚环代替吲哚(氮原子代替碳原子)后, 由于在电性、酸碱性和溶解性能等方面有较大差别, 有可能会很好地改善其生物活性.目前关于氮杂吲哚化合物在医药方面的应用多有报道，而对于它们的农用活性尚很少研究。作为我们研究工作的进一步延续和深化, 本文报道了一系列氮杂吲哚噻唑啉化合物的合成及其在植物抗菌方面的应用.

  1    结果与讨论

  关于噻唑啉的合成已有多种方法被报道^[8], 但是由于其骨架或取代基不同需要选择不同的方法进行合成。根据本文设计的2-芳基取代的1, 3-噻唑啉化合物结构特点, 我们应用本课题组发展的简便的“一锅法”进行合成^[7], 如Scheme 1所示.用2-氮杂吲哚羧酸为原料, 与氯化亚砜反应生成酰氯, 然后在二氯甲烷中, 有机碱存在下与L-氨基醇(Ⅱ)反应得到β-羟基酰胺(Ⅲ); 不需要分离纯化直接以甲苯为溶剂, 三乙胺的存在下用五硫化二磷加热关环得到目标化合物噻唑啉1～4, 氨基醇可以直接通过商业途径购得.作者沿用了以前报道的合成方法^[7], 但是在实际合成过程中发现很多产物收率比相应的吲哚骨架噻唑啉要低, 这可能是由于氮杂吲哚环中吡啶氮原子的吸电子效应或者由于其碱性干扰了反应的进行.通过该方法我们得到1a～1e, 2a～2e, 3a～3e, 4a～4e共20个氮杂吲哚基噻唑啉化合物, 它们的结构经过核磁共振和质谱等谱学方法得到确证.

  

  图图式1 目标化合物的合成

  Figure 图式1. The synthesis of the title compounds

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  1.1    波谱解析

  以化合物1b为例, 化学位移δ 10.12处宽单峰为吲哚环的NH基氢, δ 8.51和7.63处两个双重峰分别是吲哚环上5-位和7-位氢, 化学位移δ 7.16处dd峰为吲哚环上6-位氢, δ 7.09处单峰是吲哚环的3-位氢.δ 4.46处多重峰为噻唑环上氮原子邻位氢, δ 3.50和3.24处的dd峰是噻唑环上硫原子邻近的2个氢, 2.07处多重峰是侧链上CH基氢, 化学位移δ 1.08和1.01处分别是两个甲基氢.不仅氢谱数据反映了化合物1b的具体结构, 碳谱也准确的给出了该化合物结构的各种信息, 恰好是13种不同类型碳, 由于噻唑环上4-位为手性碳的缘故, 侧链上异丙基的两个甲基化学位移略有不同, 分别为δ 19.63和19.03.

  1.2    抑菌活性

  本试验按照中华人民共和国农业行业标准(NY/T 1156.2-2006), 采用菌丝生长速率法进行测定^[9].我们对所合成的化合物1a～4e首先进行了离体杀菌活性测试.以棉花立枯(Rhizoctonia solani Khün)、芦笋茎枯(Phomopsis asparagi) Bubak)、油菜菌核(Sclerotonia sclerotiorum)、棉花枯萎(Fusarium oxysporum)、稻瘟(Phyricularia oryzae)、蔬菜灰霉(Botrytis cinerea)和茄绵疫(Phytophthora parasitica Dast)为供试材料．采用含毒培养基法, 普筛浓度为50 mg/L.杀菌活性用抑制百分率表示, 测试结果见表 1.大部分化合物对上述病菌表现出一定的抑制活性, 其中化合物1a对油菜菌核病菌的抑制率达98.0%, 2a对芦笋茎枯病原菌的抑制率达100%, 2d对稻瘟病原菌的抑制率为90.2%.4a对油菜菌核的抑制率达到95.5%.噻唑环上R为甲基时对油菜菌核和芦笋茎枯的抑制活性普遍很好.

  表1 50 mg/L浓度下氮杂吲哚基噻唑啉1a～1e, 2a～2e, 3a～3e和4a～4e的杀菌活性

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  化合物	Rhizoctonia solani Khün	Phomopsis asparagi	Sclerotinia sclerotiorum	Fusarium oxysporum	Pyricularia oryzae	Botrytis cinerea	Phytophthora parasitica Dast
  1a	35.3	53.3	98.0	35.2	17.2	78.4	74.6
  1b	33.8	54.4	23.6	31.6	40.6	-6.1	34.0
  1c	65.9	82.9	53.8	43.0	43.1	40.3	53.9
  1d	80.2	68.0	79.4	44.3	60.2	56.3	49.2
  1e	72.8	78.2	35.7	41.3	62.2	23.8	47.5
  2a	15.4	100	43.8	14.7	12.5	22.5	11.5
  2b	23.6	60.6	9.8	0.8	24.9	-4.2	9.8
  2c	18.7	52.4	22.4	9.5	45.9	28.0	45.8
  2d	69.8	73.0	19.8	9.2	90.2	69.0	25.4
  2e	73.0	68.1	67.6	42.2	56.1	66.3	62.1
  3a	23.9	56.5	62.0	25.8	34.8	48.2	58.1
  3b	52.7	59.0	19.8	9.2	29.4	-2.2	28.4
  3c	66.2	65.4	53.3	32.1	39.1	46.4	38.2
  3d	60.2	74.2	50.0	18.4	43.7	30.7	36.8
  3e	65.9	52.4	55.3	34.9	38.6	45.5	17.1
  4a	57.8	70.5	95.5	74.6	62.9	78.0	62.4
  4b	37.9	49.4	10.7	9.2	11.4	39.6	7.0
  4c	19.0	56.8	24.3	4.2	10.7	4.4	-9.6
  4d	41.5	62.3	66.5	46.4	37.0	58.0	68.0
  4e	29.4	34.6	19.8	10.1	10.2	5.2	11.0
  百菌清	96.3	74.8	100	76.7	85.0	100	72.6

  表1 50 mg/L浓度下氮杂吲哚基噻唑啉1a～1e, 2a～2e, 3a～3e和4a～4e的杀菌活性
  

  在进一步的精密毒力活性测试中(表 2), 1a和4a对油菜菌核病菌的EC₅₀值达到5.60和7.57 mg/L; 2a对芦笋茎枯病原菌的抑制率EC₅₀值达到6.55 mg/L, 超过对照药剂百菌清; 2d对稻瘟病菌的EC₅₀值达到9.66 mg/L, 与对照药剂稻瘟酰胺相当.在构效关系研究中, 氮杂吲哚的吡啶环上氮原子的位置对于抗菌活性没有表现出普遍的规律性, 而噻唑环上基团对抑菌活性具有显着的影响, 4-位基团为甲基时抑菌活性一般要优于其它基团的情况, 但是对稻瘟病菌来说, 4-位为苯甲基时也表现出优异的活性, 如化合物2d.

  表2 EC₅₀值的测定 Table2. The determination of EC₅₀ value

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  化合物	植物病菌	回归方程	相关系数	EC50
  1a	Sclerotinia sclerotiorum	Y＝3.3973＋2.14255X	0.9786	5.60
  4a		Y＝3.9263＋1.2210X	0.9815	7.57
  百菌清		Y＝4.628＋1.4578X	0.9582	1.80
  2a	Phomopsis asparagi	Y＝1.1976＋4.6593X	0.9501	6.55
  百菌清		Y＝3.6089＋1.5960X	0.9911	7.62
  2d	Phyricularia oryzae	Y＝3.7838＋1.2345X	0.9976	9.66
  稻瘟酰胺		Y＝3.4190＋1.8798X	0.9720	6.94

  表2 EC₅₀值的测定
  Table2. The determination of EC₅₀ value

  2    结论

  本文用简便的方法合成了20个未见文献报道的氮杂吲哚噻唑啉化合物, 均经过光谱方法确证结构.离体杀菌活性实验表明, 在50 mg/L浓度下, 大部分化合物对测试植物病菌具有一定程度的抑制活性.其中4个化合物分别对油菜菌核、芦笋茎枯和稻瘟病原菌显示出比较高的抑制活性.EC₅₀值结果表明2a和2d对于芦笋茎枯和稻瘟病菌的抑制活性相当于或略好于对照药剂.该类化合物结构简单, 易于合成, 其良好的生物活性显示出它们具有进一步研究价值.至今关于氮杂吲哚化合物在农用化学品的应用方面报道非常少, 该结构可以作为创制新农用杀菌剂的先导化合物.

  3    实验部分

  3.1    仪器与试剂

  仪器与试剂:熔点经Cole-Parmer熔点仪测定; IR采用ShimadzuIR-435型红外光谱仪, 溴化钾压片法测定; 核磁采用Bruker DPX 300 MHz型核磁共振仪测定(CDCl₃或DMSO-d₆为溶剂, TMS为内标); 高分辨质谱用VG-ZAB-HS质谱仪测定.温度计未经校正, 氨基醇均为L型, 从北京红杉精细化工有限公司购得, 其余所用溶剂均经标准方法纯化.

  3.2    目标化合物合成

  (S)-2-(4-氮杂吲哚基)-4-甲基噻唑啉的合成(1a):在50 mL圆底烧瓶中加入1.0 g (6.17 mmol)的4-氮杂吲哚-2-羧酸和2 mL SOCl₂, 加热回流4 h, 减压蒸馏除去过量的SOCl₂, 得到4-氮杂吲哚-2-酰氯, 不需进一步纯化, 直接加入到10 mL CH₂Cl₂中待用.在100 mL三口瓶中加入50 mL二氯甲烷、4 mL三乙胺(Et₃N)和0.47 g (6.27 mmol) L-丙氨醇, 冰浴冷却至0 ℃, 快速搅拌下滴加上述氮杂吲哚-2-酰氯的二氯甲烷溶液, 滴毕, 继续在室温下搅拌4 h.然后通过旋转蒸发仪除去减压除去溶剂, 得到N-(1-甲基-2-羟基)乙基-2-(4-氮杂吲哚)酰胺, 不需分离纯化直接用于下面的反应, 加入50 mL甲苯、2 mL三乙胺和1.37 g五硫化二磷(6.17 mmol), 回流4～8 h, 冷却后倾出上层清液, 用乙酸乙酯洗涤2次, 合并有机层, 浓缩, 使用体积比为10:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂作为洗脱液进行柱层析, 分离得到白色固体2-(4-氮杂吲哚基)-4-甲基噻唑啉0.83 g, 收率为62%.白色固体, m.p.190～191 ℃; -28.8 (c0.30, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 12.01 (br s, 1H), 8.39 (dd, J=1.5, 4.5 Hz, 1H), 7.77 (dd, J=8.2, 1.3 Hz, 1H), 7.21 (dd, J=4.5, 8.3 Hz, 1H), 6.94 (s, 1H), 4.81～4.69 (m, 1H), 4.03 (dd, J=8.7, 10.9 Hz, 1H), 3.13 (dd, J=7.9, 10.9 Hz, 1H), 1.41 (d, J=6.7 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆) δ: 157.40, 145.15, 143.97, 133.61, 130.38, 119.54, 118.86, 106.01, 72.46, 39.57, 20.29; IR (KBr) ν: 3057, 2970, 1608, 1566, 1428, 1408, 1349, 1287, 1019, 935, 787 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₁H₁₂N₃S[M+H]⁺ 218.07464, found 218.07420.

  (S)-2-(4-氮杂吲哚基)-4-异丙基噻唑啉(1b):白色固体, 收率60%.m.p.165～167 ℃; -19.5 (c0.25, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 10.12 (br s, 1H), 8.51 (d, J=4.1 Hz, 1H), 7.63 (d, J=8.2 Hz, 1H), 7.16 (dd, J=4.6, 8.3 Hz, 1H), 7.08 (s, 1H), 4.50～4.42 (m, 1H), 3.50 (dd, J=8.7, 10.7 Hz, 1H), 3.24 (dd, J=9.6, 10.6 Hz, 1H), 2.12～2.00 (m, 1H), 1.08 (d, J=6.7 Hz, 3H), 1.01 (d, J=6.8 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 159.52, 145.72, 144.34, 133.58, 130.06, 118.90, 118.78, 107.45, 83.31, 35.65, 33.20, 19.63, 19.03; IR (KBr) ν: 3054, 2961, 1609, 1574, 1461, 1426, 1365, 1302, 1267, 1175, 1029, 896, 812 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₃H₁₆N₃S [M+H]⁺ 246.10594, found 246.10528.

  (S)-2-(4-氮杂吲哚基)-4-异丁基噻唑啉(1c):白色固体, 收率60%.m.p.110～111 ℃; -14.2 (c0.25, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 10.52 (br s, 1H), 8.51 (d, J=3.8 Hz, 1H), 7.62 (d, J=8.2 Hz, 1H), 7.16 (dd, J=4.6, 8.3 Hz, 1H), 7.10 (s, 1H), 3.58 (dd, J=8.2, 10.8 Hz, 1H), 3.13 (dd, J=7.7, 10.8 Hz, 1H), 1.88～1.69 (m, 2H), 1.50～1.40 (m, 1H), 0.98～0.80 (m, 6H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 159.40, 145.73, 144.37, 133.61, 130.12, 118.90, 118.76, 107.57, 75.05, 44.06, 38.74, 25.72, 22.66, 22.44; IR (KBr) ν: 3053, 2956, 2924, 1609, 1566, 1428, 1408, 1345, 1288, 1263, 1168, 1027, 788, 737 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₄H₁₈N₃S[M+H]⁺ 260.12159, found 260.12103.

  (S)-2-(4-氮杂吲哚基)-4-苄基噻唑啉(1d):白色固体, 收率65%.m.p.160～163 ℃; -15.4 (c0.15, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 9.83 (br s, 1H), 8.51 (dd, J=3.2, 4.6 Hz, 1H), 7.69～7.64 (m, 1H), 7.33～7.10 (m, 6H), 7.10 (s, 1H), 4.98～4.87 (m, 1H), 3.44 (dd, J=8.1, 11.1 Hz, 1H), 3.27～3.18 (m, 2H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 160.13, 145.56, 144.36, 138.15, 133.51, 130.13, 129.13, 128.53, 126.59, 119.03, 118.98, 107.70, 77.94, 40.33, 37.71; IR (KBr) ν: 3058, 3026, 2924, 2853, 1728, 1608, 1565, 1496, 1428, 1408, 1345, 1288, 1258, 1165, 1117, 1033, 917, 828 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₇H₁₆N₃S [M+H]⁺ 294.10594, found 294.10527.

  (S)-2-(4-氮杂吲哚基)-4-苯基噻唑啉(1e):白色固体, 收率40%.m.p.181～183 ℃; +55.2 (c 0.15, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 9.80 (br s, 1H), 8.52 (dd, J=3.2, 4.6 Hz, 1H), 7.60 (dd, J=8.3, 1.0 Hz, 1H), 7.37～7.28 (m, 5H), 7.18～7.13 (m, 2H), 5.67 (t, J=9.0 Hz, 1H), 3.86 (dd, J=8.7, 11.0 Hz, 1H), 3.39 (dd, J=9.5, 11.0 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆) δ: 159.43, 145.15, 144.13, 142.00, 133.50, 130.55, 128.67, 127.21, 126.95, 119.71, 119.08, 106.46, 79.66, 40.62; IR (KBr) ν: 3051, 2960, 2925, 1723, 1608, 1564, 1493, 1453, 1408, 1284, 1249, 1116, 1025, 820, 802, 784 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₆H₁₃N₃S [M+H]⁺ 280.09029, found 280.08963.

  (S)-2-(5-氮杂吲哚基)-4-甲基噻唑啉(2a):白色固体, 收率60%.m.p.180～183 ℃; -40.0 (c 0.30, CH₃OH); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 12.24 (br s, 1H), 8.90 (s, 1H), 8.23 (d, J=5.8 Hz, 1H), 7.35 (d, J=5.8 Hz, 1H), 7.00 (s, 1H), 4.81～4.68 (m, 1H), 3.65 (dd, J=8.1, 10.9 Hz, 1H), 3.12 (dd, J=7.8, 10.9 Hz, 1H), 1.40 (d, J=6.7 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆) δ: 157.05, 144.75, 142.21, 140.55, 132.25, 124.60, 107.35, 105.59, 72.49, 39.60, 20.30; IR (KBr) ν: 3091, 2960, 2862, 1728, 1606, 1428, 1287, 1173, 1016, 934, 809 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₁H₁₂N₃S [M+H]⁺ 218.07464, found 218.07410.

  (S)-2-(5-氮杂吲哚基)-4-异丙基噻唑啉(2b):白色固体, 收率55%.m.p.182～184 ℃; -28.5 (c 0.20, CH₃OH); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 12.07 (br s, 1H), 8.91 (d, J=1.1 Hz, 1H), 8.25 (d, J=5.8 Hz, 1H), 7.39 (dt, J=5.8, 1.1 Hz, 1H), 7.00 (s, 1H), 4.49～4.40 (m, 1H), 3.53 (dd, J=8.7 Hz, 11.0 Hz, 1H), 3.21 (dd, J=9.5, 10.9 Hz, 1H), 2.09～1.99 (m, 1H), 1.08 (d, J=6.8 Hz, 3H), 0.99 (d, J=6.8 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆)δ: 157.00, 144.71, 142.18, 140.50, 132.22, 124.61, 107.38, 105.38, 83.43, 35.00, 32.79, 19.67, 18.94; IR (KBr) ν: 3052, 2958, 2867, 1610, 1525, 1459, 1426, 1314, 1267, 1175, 1018, 937, 894 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₃H₁₆-N₃S [M+H]⁺ 246.10594, found 246.10536.

  (S)-2-(5-氮杂吲哚基)-4-异丁基噻唑啉(2c):白色固体, 收率50%.m.p.179～182 ℃; -35.3 (c 0.15, CH₃OH); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆)δ: 12.06 (br s, 1H), 8.90 (s, 1H), 8.23 (d, J=5.7 Hz, 1H), 7.37 (dt, J=5.8, 1.0 Hz, 1H), 6.99 (d, J=0.8, 1H), 4.74～4.62 (m, 1H), 3.62 (dd, J=8.1, 10.9 Hz, 1H), 3.12 (dd, J=8.1, 10.9 Hz, 1H), 2.00～1.84 (m, 1H), 1.75～1.65 (m, 1H), 1.53～1.43 (m, 1H), 1.02～0.96 (m, 6H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆) δ: 156.86, 144.71, 142.18, 140.52, 132.25, 124.59, 107.37, 105.49, 75.52, 43.98, 38.24, 25.48, 22.82, 22.75; IR (KBr) ν: 3047, 2954, 2867, 1610, 1574, 1463, 1426, 1368, 1316, 1299, 1265, 1175, 1025, 916, 896, 813 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₄H₁₈N₃S [M+H]⁺ 260.12159, found 260.12095.

  (S)-2-(5-氮杂吲哚基)-4-苄基噻唑啉(2d):白色固体, 收率65%.m.p.231～233 ℃; -15.2 (c 0.15, CH₃OH); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆)δ: 12.07 (br s, 1H), 8.90 (d, J=0.9 Hz, 1H), 8.25 (d, J=5.8 Hz, 1H), 7.39～7.20 (m, 6H), 7.02 (s, 1H), 5.02～4.91 (m, 1H), 4.47 (dd, J=8.3, 11.0 Hz, 1H), 3.23～3.15 (m, 2H), 2.95 (dd, J=7.9, 13.7 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆)δ: 157.81, 144.79, 142.25, 140.58, 138.62, 132.15, 129.50, 128.49, 126.46, 124.60, 107.41, 105.73, 78.14, 40.11, 37.23; IR (KBr) ν: 2958, 2929, 2356, 1727, 1606, 1466, 1289, 1128, 1074, 889, 831 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₇H₁₆N₃S [M+H]⁺ 294.10594, found 294.10531.

  (S)-2-(5-氮杂吲哚基)-4-苯基噻唑啉(2e):白色固体, 收率40%.m.p.207～210 ℃; +62.4 (c 0.20, CH₃OH); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆)δ: 12.29 (br s, 1H), 8.94 (s, 1H), 8.26 (d, J=5.7 Hz, 1H), 7.48～7.29 (m, 6H), 7.12 (s, 1H), 5.79 (t, J=8.9 Hz, 1H), 4.00 (dd, J=8.7, 11.1 Hz, 1H), 3.37 (dd, J=9.2, 11.7 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆)δ: 159.06, 144.92, 142.38, 141.99, 140.66, 132.14, 128.67, 127.72, 126.95, 124.66, 107.41, 106.10, 79.68, 40.65; IR (KBr) ν: 2955, 2927, 2854, 1724, 1609, 1288, 1133, 1075, 1035, 915, 848, 784 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₆H₁₄N₃S [M+H]⁺ 280.09029, found 280.08957.

  (S)-2-(6-氮杂吲哚基)-4-甲基噻唑啉(3a):白色固体, 收率30%.m.p.206～210 ℃; -25.6 (c 0.35, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆)δ: 12.25 (br s, 1H), 8.79 (t, J=0.9 Hz, 1H), 8.14 (d, J=5.5 Hz, 1H), 7.58 (dd, J=1.2, 5.5 Hz, 1H), 6.91 (s, 1H), 4.81～4.72 (m, 1H), 3.66 (dd, J=8.1, 10.9 Hz, 1H), 3.14 (dd, J=7.9, 10.9 Hz, 1H), 1.41 (d, J=6.7 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆)δ: 157.33, 138.35, 135.82, 134.14, 134.11, 131.41, 115.52, 104.97, 72.55, 39.64, 20.23; IR (KBr) ν: 2968, 2906, 1727, 1609, 1413, 1298, 1270, 1165, 1038, 933, 905, 828 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₁H₁₂N₃S [M+H]⁺ 218.07464, found 218.07421.

  (S)-2-(6-氮杂吲哚基)-4-异丙基噻唑啉(3b):白色固体, 收率15%.m.p.195～197 ℃; -48.3 (c 0.15, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆)δ: 12.11 (br s, 1H), 8.81 (t, J=1.0 Hz, 1H), 8.14 (d, J=5.5 Hz, 1H), 7.58 (dd, J=1.2, 5.5 Hz, 1H), 6.90 (s, 1H), 4.51～4.42 (m, 1H), 3.55 (dd, J=8.7, 11.0 Hz, 1H), 3.23 (dd, J=9.6, 11.0 Hz, 1H), 2.10～1.99 (m, 1H), 1.09 (d, J=6.8 Hz, 3H), 1.00 (d, J=6.8 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆)δ: 157.31, 138.38, 135.90, 134.10, 131.44, 115.48, 104.80, 83.49, 35.09, 32.80, 19.61, 18.96; IR (KBr) ν: 3047, 2951, 2907, 1618, 1412, 1364, 1320, 1300, 1268, 1170, 1037, 899, 835 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₃H₁₆N₃S [M+H]⁺ 246.10594, found 246.10543.

  (S)-2-(6-氮杂吲哚基)-4-异丁基噻唑啉(3c):白色固体, 收率20%.m.p.153～155 ℃; -34.4 (c 0.15, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃)δ: 9.53 (br s, 1H), 8.84 (s, 1H), 8.28 (d, J=5.6 Hz, 1H), 7.54 (dd, J=1.1, 5.6 Hz, 1H), 6.88 (s, 1H), 4.75～4.64 (m, 1H), 3.57 (dd, J=8.2, 10.8 Hz, 1H), 3.12 (dd, J=8.3, 10.8 Hz, 1H), 1.96～1.71 (m, 1H), 1.55～1.35 (m, 1H), 1.04～0.96 (m, 6H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃)δ: 159.07, 138.97, 135.11, 134.30, 133.72, 132.40, 115.76, 105.85, 75.26, 44.09, 38.87, 25.78, 22.72, 22.45; IR (KBr) ν: 2954, 2868, 1612, 1458, 1414, 1352, 1317, 1301, 1270, 1171, 1039, 898, 822 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₄H₁₈N₃S [M+H]⁺ 260.12159, found 260.12110.

  (S)-2-(6-氮杂吲哚基)-4-苄基噻唑啉(3d):白色固体, 收率15%.m.p.151～155 ℃; -20.0 (c 0.20, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆)δ: 8.98 (br s, 1H), 8.26 (d, J=5.7 Hz, 1H), 7.60 (d, J=5.6 Hz, 1H), 7.36～7.24 (m, 5H), 6.93 (s, 1H), 5.00～4.93 (m, 1H), 3.47 (dd, J=8.2, 11.1 Hz, 1H), 3.29～3.20 (m, 1H), 2.90 (dd, J=8.2, 13.7 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-d₆)δ: 158.16, 138.60, 138.44, 135.96, 134.21, 134.05, 131.46, 129.53, 128.52, 126.49, 115.60, 105.14, 78.23, 40.11, 37.32; IR (KBr) ν: 2958, 2929, 2356, 1726, 1606, 1466, 1289, 1128, 1074, 889, 831 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₇H₁₆N₃S [M+H]⁺ 294.10594, found 294.10534.

  (S)-2-(6-氮杂吲哚基)-4-苯基噻唑啉(3e):白色固体, 收率10%.m.p.149～151 ℃; +121.3 (c 0.20, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8.92 (s, 1H), 8.34 (d, J=5.6 Hz, 1H), 7.62 (dd, J=5.6, 1.0 Hz, 1H), 7.45～7.29 (m, 5H), 7.02 (s, 1H), 5.79～5.68 (m, 1H), 3.93 (dd, J=11.0, 8.7 Hz, 1H), 3.46 (dd, J=11.0, 9.7 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃)δ: 160.6, 141.3, 138.9, 135.3, 134.1, 133.6, 132.4, 128.8, 128.0, 126.7, 115.8, 106.2, 80.2, 41.2; IR (KBr) ν: 2956, 2928, 1726, 1616, 1606, 1459, 1290, 1132, 1072, 891, 828 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₆H₁₄N₃S [M+H]⁺ 280.09029, found 280.09030.

  (S)-2-(7-氮杂吲哚基)-4-甲基噻唑啉(4a):白色固体, 收率66%.m.p.130～133 ℃; -10.9 (c 0.30, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃)δ: 11.99, (br s, 1H), 8.58 (d, J=4.74 Hz, 1H), 7.98 (dd, J=1.0, 7.9 Hz, 1H), 7.12 (dd, J=4.8, 7.9 Hz, 1H), 6.87 (s, 1H), 4.90～4.80 (m, 1H), 3.60 (dd, J=8.1, 10.7 Hz, 1H), 3.11 (dd, J=7.7, 10.6 Hz, 1H), 1.53 (d, J=6.7 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃)δ: 158.49, 149.30, 145.55, 131.91, 130.11, 120.60, 116.27, 105.04, 72.63, 40.08, 20.40; IR (KBr) ν: 2961, 1724, 1598, 1420, 1375, 1327, 1285, 1117, 1074, 934, 814, 772 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₁H₁₂N₃S [M+H]⁺ 218.07464, found 218.07410.

  (S)-2-(7-氮杂吲哚基)-4-异丙基噻唑啉(4b):白色固体, 收率65%.m.p.126～128 ℃; +21.5 (c 0.30, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃)δ: 11.56 (br s, 1H), 8.54 (dd, J=1.6, 4.8 Hz, 1H), 7.97 (dd, J=1.6, 7.9 Hz, 1H), 7.10 (dd, J=4.7, 7.9 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 4.58～4.49 (m, 1H), 3.47 (dd, J=8.6, 10.8 Hz, 1H), 3.22 (dd, J=9.3, 10.8 Hz, 1H), 2.20～2.04 (m, 1H), 1.14 (d, J=6.8 Hz, 3H), 1.05 (d, J=6.8 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃)δ: 158.32, 149.19, 145.61, 131.88, 130.01, 120.56, 116.21, 104.93, 83.73, 35.35, 33.15, 19.82, 18.96; IR (KBr) ν: 3070, 2958, 2866, 1609, 1598, 1580, 1419, 1319, 1257, 1164, 1024, 814, 795 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₃H₁₆N₃S [M+H]⁺ 246.10594, found 246.10563.

  (S)-2-(7-氮杂吲哚基)-4-异丁基噻唑啉(4c):白色固体, 收率60%.m.p.155～157 ℃; +18.3 (c 0.30, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃)δ: 12.80 (br s, 1H), 8.60 (d, J=4.6 Hz, 1H), 7.97 (d, J=8.8 Hz, 1H), 7.16～7.07 (m, 1H), 6.86 (s, 1H), 4.83～4.73 (m, 1H), 3.55 (dd, J=8.1, 10.6 Hz, 1H), 3.10 (dd, J=8.1, 10.6 Hz, 1H), 2.00～1.82 (m, 2H), 1.58～1.47 (m, 1H), 1.07～0.97 (m, 6H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃)δ: 158.29, 149.31, 145.55, 132.01, 130.07, 120.62, 116.10, 104.99, 75.70, 44.32, 38.73, 25.86, 22.81, 22.69; IR (KBr) ν: 2954, 2922, 2904, 1609, 1599, 1580, 1422, 1321, 1290, 1268, 1165, 1024, 821, 783 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₄H₁₈N₃S [M+H]⁺ 260.12159, found 260.12124.

  (S)-2-(7-氮杂吲哚基)-4-苄基噻唑啉(4d):白色固体, 收率45%.m.p.203～204 ℃; +32.7 (c 0.25, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃)δ: 12.29, (br s, 1H), 8.47 (dd, J=1.5, 4.8 Hz, 1H), 7.97 (dd, J=4.8, 7.9 Hz, 1H), 7.31～7.21 (m, 5H), 6.87 (d, J=1.6 Hz, 1H), 5.12～5.03 (m 1H), 3.42 (dd, J=8.1, 10.9 Hz, 1H), 3.34～3.18 (m, 1H), 2.93 (dd, J=8.3, 13.6 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃)δ: 159.45, 149.23, 145.78, 138.44, 131.73, 130.07, 129.30, 128.53, 126.54, 120.51, 116.41, 105.42, 78.28, 40.52, 37.58; IR (KBr) ν: 2958, 2926, 1731, 1599, 1581, 1429, 1289, 1270, 1121, 1032, 840, 819 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₇H₁₆N₃S [M+H]⁺ 294.10594, found 294.10568.

  (S)-2-(7-氮杂吲哚基)-4-苯基噻唑啉(4e):浅黄色油状物, 收率32%.+147.0 (c 0.30, CH2Cl2); ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃)δ: 12.48, (br s, 1H), 8.38 (dd, J=1.4, 4.7 Hz, 1H), 7.49～7.30 (m, 5H), 6.97～6.92 (m, 2H), 5.81 (t, J=8.9 Hz, 1H), 3.86 (dd, J=8.6, 10.8 Hz, 1H), 3.40 (dd, J=9.4, 10.9 Hz, 1H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃)δ: 160.43, 149.31, 146.04, 141.81, 131.68, 130.13, 128.70, 127.75, 126.84, 120.53, 116.27, 105.43, 80.31, 41.12; IR (KBr) ν: 3064, 2923, 1725, 1599, 1580, 1422, 1286, 1269, 1161, 1030, 846, 771 cm^-1; ESI-HRMS calcd for C₁₆H₁₄N₃S [M+H]⁺ 280.09029, found 280.08987.

  3.3    抗菌活性实验

  实验中所用具体菌株为中国农业科学院植物保护研究所农业部农药化学与应用技术重点开放实验室提供, 各菌株均为农业病害常见的致病真菌, 可方便地从商业途径获得.

  用丙酮将系列化合物1～4溶解并定容为5000 μg/mL的试剂, 再用融化的PSA培养基稀释为50 μg/mL的含毒PSA培养基平板, 20 mL/皿, 设溶剂对照、空白对照和阳性对照(百菌清).3次重复, 待皿中含毒培养基冷凝后, 分别接入培养好的直径为0.5 cm的病原菌菌块, 置于25 ℃培养箱中培养.待其空白对照中的菌落充分生长后, 以十字交叉法测量各处理的菌落直径, 取其平均值.以校正后的空白对照和处理的菌落平均直径计算杀菌率.菌落生长抑制率(%)=(对照菌落增长直径-药剂处理菌落增长直径)/对照菌落增长直径×100%.结果见表 1.

  对于抑菌活性高的化合物1a, 2a, 2d和4a进行了EC₅₀测定.在无菌操作条件下, 把配制好的10000 mg/mL母液用培养基稀释成50, 20, 10, 5, 2.5 μL的系列浓度的含毒培养基平板, 以百菌清和稻瘟酰胺及不含药剂的空白对照, 各处理重复3次.

  采用回归分析法对试验数据进行分析, 将菌丝生长抑制率换算成几率值, 以各药剂浓度对数值为横坐标, 用直线回归分析法计算出EC₅₀值, 结果见表 2.

  辅助材料(Supporting Information)  化合物的核磁共振图谱.这些材料可以免费从本刊(http://sioc-journal.cn/)上下载.

• 1. [1]

     Maryanoff, B. E. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 831.
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     Ye, N.; Neumeyer, J. L.; Baldessarini, R. J.; Zhen, X. C.; Zhang, A. Chem. Rev. 2013, 113, 123.
     (b) Kochanowska-Karamyan, A. J.; Hamann, M. T. Chem.Rev. 2010, 110, 4489.

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     Tan, X.; Zhou, Y.; Yao, Q. Z. World Notes Antibiot. 2010, 31, 207 (in Chinese).
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     (b) Fan, J.-C.; Ren, A.-M.; Feng, J.-K.; Bo, D.-S. Chem. J. Chin. Univ. 2006, 27, 1091 (in Chinese).
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  图式1  目标化合物的合成

  Scheme 1  The synthesis of the title compounds

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  表 1  50 mg/L浓度下氮杂吲哚基噻唑啉1a～1e, 2a～2e, 3a～3e和4a～4e的杀菌活性

  化合物	Rhizoctonia solani Khün	Phomopsis asparagi	Sclerotinia sclerotiorum	Fusarium oxysporum	Pyricularia oryzae	Botrytis cinerea	Phytophthora parasitica Dast
  1a	35.3	53.3	98.0	35.2	17.2	78.4	74.6
  1b	33.8	54.4	23.6	31.6	40.6	-6.1	34.0
  1c	65.9	82.9	53.8	43.0	43.1	40.3	53.9
  1d	80.2	68.0	79.4	44.3	60.2	56.3	49.2
  1e	72.8	78.2	35.7	41.3	62.2	23.8	47.5
  2a	15.4	100	43.8	14.7	12.5	22.5	11.5
  2b	23.6	60.6	9.8	0.8	24.9	-4.2	9.8
  2c	18.7	52.4	22.4	9.5	45.9	28.0	45.8
  2d	69.8	73.0	19.8	9.2	90.2	69.0	25.4
  2e	73.0	68.1	67.6	42.2	56.1	66.3	62.1
  3a	23.9	56.5	62.0	25.8	34.8	48.2	58.1
  3b	52.7	59.0	19.8	9.2	29.4	-2.2	28.4
  3c	66.2	65.4	53.3	32.1	39.1	46.4	38.2
  3d	60.2	74.2	50.0	18.4	43.7	30.7	36.8
  3e	65.9	52.4	55.3	34.9	38.6	45.5	17.1
  4a	57.8	70.5	95.5	74.6	62.9	78.0	62.4
  4b	37.9	49.4	10.7	9.2	11.4	39.6	7.0
  4c	19.0	56.8	24.3	4.2	10.7	4.4	-9.6
  4d	41.5	62.3	66.5	46.4	37.0	58.0	68.0
  4e	29.4	34.6	19.8	10.1	10.2	5.2	11.0
  百菌清	96.3	74.8	100	76.7	85.0	100	72.6

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  表 2  EC₅₀值的测定

  Table 2.  The determination of EC₅₀ value

  化合物	植物病菌	回归方程	相关系数	EC50
  1a	Sclerotinia sclerotiorum	Y＝3.3973＋2.14255X	0.9786	5.60
  4a		Y＝3.9263＋1.2210X	0.9815	7.57
  百菌清		Y＝4.628＋1.4578X	0.9582	1.80
  2a	Phomopsis asparagi	Y＝1.1976＋4.6593X	0.9501	6.55
  百菌清		Y＝3.6089＋1.5960X	0.9911	7.62
  2d	Phyricularia oryzae	Y＝3.7838＋1.2345X	0.9976	9.66
  稻瘟酰胺		Y＝3.4190＋1.8798X	0.9720	6.94

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