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• 吲哚^{[1, 2]}是一种苯并吡咯含氮杂环化合物, 因其骨架的优势结构, 对其1-位、2-位、3-位等进行结构修饰, 连接不同性质的药效基团, 使其具有广泛的生物活性和药理活性^[3], 如抗氧化^[4]、抗肿瘤^{[5, 6]}、抗病毒^{[7, 8]}、抑菌^[9]等.目前以吲哚为骨架的杂环化合物^[10]研究较多, Huffman等^[11]通过分子对接证明, 在吲哚1-位上引入小分子的脂肪基团, 如丙基、戊基, 有助于提高吲哚化合物的生物活性. Pandeya等^[12]利用琼脂稀释法对所合成的吲哚氨基硫脲类化合物进行了细菌、真菌、病毒的抑制活性实验测试, 测试结果表明:含吗啉基团(化合物1, 图 1)及含氮基团的吲哚类化合物具有较好的抑菌作用. Ouyang等^[13]报道合成了22种1H-吲哚- 2-羟基类衍生物, 对水稻白叶枯病菌、柑橘溃疡病菌和烟草青枯病菌等三种植物病菌进行抑菌活性试验, 结果表明吲哚衍生物中苯环上含吸电子基团的衍生物都具有较好的抑菌活性(化合物2、3, 图 1).众所周知, 腙类^[14]化合物如苯腙^[15]、酰腙^[16]、烷腙等具有广泛的生物活性.酰腙类化合物由于其分子结构中含有亚结构(CONHN＝C), 可以增加其化合物的生物活性, 是目前药物研究的热点之一. 1955年, Bayer Leverkusen公司研发出的醌肟腙(化合物4, 图 1)可有效防治腐霉和土壤真菌、稻苗绵腐病及其它苗期引起的病害. 2003年, 范志金等^[17]设计合成了1, 3-二甲基-5-甲硫基-4-苯腙基羰基吡唑衍生物, 通过对番茄早疫病菌、小麦赤霉病菌和苹果轮纹病菌进行抑菌活性测试, 实验结果表明, 化合物5(图 1)对苹果轮纹病菌有较好的抑制作用.

  图 1

  

  图 1.  吲哚类及酰腙类抗菌衍生物的的结构式

  Figure 1.  Structures of indole and acylhydrazone antibacterial derivatives

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  活性拼接原理是设计和创新药物的重要思想, 目前已有许多成功的范例.鉴于吲哚和酰腙广谱的生物活性, 本文以课题组前期所做的工作^[13]为基础, 2-吲哚酮为先导分子, 利用活性拼接原理, 在吲哚的1位引入低分子量丙基、2位引入吗啉基、3位引入不同的酰肼与醛反应生成的酰腙结构, 设计合成了13个未见报道的2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-取代酰腙类化合物, 设计思路见图 2.采用浊度法测试这些化合物对柑橘溃疡病菌(Xanthomonas axonopodis pv. Citri, X. citri)、烟草青枯病菌(Ralstonia. Solanacearum, R. solanacearum)和水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. Oryzae, X. oryzae)的抑菌活性, 发现部分化合物的抑菌活性优于对照物叶枯唑和噻菌铜(化合物6、7, 图 3), 验证了设计思想, 为后续研究奠定了基础.

  图 2

  

  图 2.  目标化合物的设计思路

  Figure 2.  Design strategy of the target compounds

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  图 3

  

  图 3.  叶枯唑和噻菌铜的结构式

  Figure 3.  Structures of bismerthiazol and thiodiazole-copper

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  1.   结果与讨论

  1.1   目标化合物的合成及结构表征

  以不同的酰肼和2-吲哚酮为起始原料经四步反应获得目标化合物, 合成路线如Scheme 1所示.我们以2-吲哚酮为起始原料, 经氯甲酰化得到2-氯-1H-吲哚-3-甲醛(中间体8), 甲醇重结晶.再向中间体8中加入1-溴丙烷, 碳酸钾, 以丙酮为溶剂, 反应28 h后得到2-氯-1-丙基-1-H-吲哚-3-甲醛(中间体9).向中间体9中加入吗啉, 以三乙胺为催化剂, 1, 4-二氧六环为溶剂, 反应37 h, 得2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-甲醛(中间体10).最后以中间体10, 各种酰肼为原料, 以无水乙醇为溶剂, 冰醋酸为催化剂, 于80 ℃下回流搅拌18~24 h, 得到目标化合物12a~12m.

  图式 1

  

  图式 1.  目标化合物12a~12m的合成路线

  Scheme 1.  Synthetic routes of the target compounds 12a~12m

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  在目标化合物的¹H NMR中δ 11.79~11.30处的单峰归属于CONH上的活泼氢; δ 9.10~8.56处的单峰归属于HC＝N上的活泼氢; δ 8.96~7.2处的几组峰归属于吲哚苯环和酰肼苯环上的氢; δ 4.16~4.10处的三重峰归属于吲哚1-NCH₂CH₂CH₃的第一个亚甲基上的两个氢; δ 3.81~3.70归属于吗啉(O(CH₂)₂)上的氢; δ 3.25~3.14归属于吗啉(N(CH₂)₂)上的氢; δ 1.77~1.66处的双二重峰归属于1-NCH₂CH₂CH₃第二个亚甲基的氢; δ 0.93~0.82处的三重峰归属于1-NCH₂CH₂CH₃甲基上的氢.在HRMS谱图中, 目标产物的HRMS [M+H]⁺实测值和理论计算值是一致的, 误差均在m/z ±0.003内, 进一步证实了目标化合物的结构.

  1.2   目标化合物的抗细菌活性分析

  目标化合物的抑菌活性测试结果(表 1)表明, 目标化合物对水稻白叶枯病菌、柑橘溃疡病菌和烟草青枯病菌均具有一定的抑制活性.其中化合物12a、12c、12f、12k、12m在200 μg/mL浓度时, 对水稻白叶枯病菌的抑制活性分别为81.54%、78.67%、80.54%、91.67%、76.22%, 超过对照药叶枯唑和噻菌铜(抑菌活性分别为72.95%、69.24%).对该5个化合物进行了水稻白叶枯病菌的EC₅₀的测定, 结果如表 2所示. EC₅₀测试结果表明, 化合物12k的EC₅₀为36.31 μg/mL, 抑制活性明显优于其对照药叶枯唑和噻菌铜(EC₅₀分别为92.68、120.22 μg/mL).

  表 1

  

  表 1  目标化合物12a~12m的抗细菌活性(抑制率/%)^a

  Table 1.  Antibacterial activities (inhibition rate/%) of target compounds 12a~12m

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  Compd.	R	X. oryzae			R. solanacearum			X. citri
  		200 μg/mL	100 μg/mL		200 μg/mL	100 μg/mL		200 μg/mL	100 μg/mL
  12a	CH2CN	81.54±3.90	55.18±1.40		70.81±1.74	56.97±5.99		55.66±4.84	39.69±1.29
  12b	3, 5-Cl2C6H3	43.27±2.67	37.63±3.36		75.38±2.63	56.51±4.48		42.49±3.47	37.28±1.27
  12c	4-ClC6H4	78.67±6.18	67.82±4.04		63.39±3.64	41.74±7.56		47.04±2.38	47.73±4.84
  12d	3-ClC6H4	54.40±6.49	49.22±3.93		65.65±4.85	50.67±4.45		32.58±4.68	50.02±2.94
  12e	2-ClC6H4	75.62±5.92	62.31±5.18		56.45±7.27	55.28±8.56		35.49±7.20	31.08±2.35
  12f	4-FC6H4	80.54±4.80	77.78±6.67		60.91±0.95	58.97±5.36		43.34±1.26	30.63±2.88
  12g	4-CF3C6H4	30.54±8.06	27.59±7.57		51.83±1.26	43.85±5.39		40.99±3.74	38.84±7.00
  12h	2-CH3-C6H4	62.02±8.70	49.70±5.74		70.48±2.21	59.44±7.32		44.59±7.28	32.18±2.60
  12i	4-CH3-C6H4	70.55±4.93	65.42±6.18		74.84±2.96	58.15±2.18		63.06±7.95	40.94±6.91
  12j	3, 4, 5-(CH3)3C6H2	72.31±3.75	47.72±9.60		50.65±5.88	46.31±4.68		51.05±5.75	53.32±2.89
  12k	4-O2NC6H4	91.67±5.12	76.81±6.96		86.51±5.17	63.69±3.80		73.87±1.45	41.09±0.31
  12l	Pyridin-3-yl	70.14±1.93	50.18±4.09		64.55±1.63	46.72±3.56		52.11±3.48	40.68±6.52
  12m	Pyridin-4-yl	76.22±6.53	65.62±3.35		62.37±7.22	53.17±6.89		65.23±2.47	37.55±1, 57
  Bismerthiazolb		72.95±0.40	53.67±2.65		71.72±0.75	58.67±2.64		98.80±0.36	67.62±2.22
  Thodazole-copperb		69.24±3.28	36.02±1.47		51.25±3.25	35.42±1.08		64.84±3.46	47.22±2.17
  a Average of three replicates; b bismerthiazol and thiodiazole-copper (20% wettable powder) were used as positive control.

  表 2

  

  表 2  目标化合物12a, 12c, 12f, 12k, 12m对水稻白叶枯病菌的EC₅₀

  Table 2.  EC₅₀ of compounds 12a, 12c, 12f, 12k, 12m against X. oryzae

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  Compd.	EC50 /(μg·mL-1)	Toxic regression equation	r
  12a	73.79±2.63	y＝1.622x+1.9704	0.9852
  12c	61.94±0.84	y＝1.615x+2.1058	0.9878
  12f	59.70±1.76	y＝1.804x+1.7956	0.9806
  12k	36.72±5.63	y＝1.662x+2.3991	0.9860
  12m	82.79±0.22	y＝1.482x+2.1575	0.9863
  Bismerthiazol	92.46±6.53	y＝1.507x+2.0365	0.9876
  Thiodiazole-copper	120.22±4.27	y＝1.520x+1.8387	0.9838

  初步构效关系表明, 苯环中取代基的种类、位置、强度和个数对3种植物病菌的抑菌活性有显著影响, 以目标化合物对水稻白叶枯病菌的抑菌活性影响为例: (1)比较化合物12c、12f、12k和12i, 发现当取代基处于苯环对位时, 吸电子基团的抑菌活性明显高于供电子基团, 且吸电子基的强度越强, 抑菌活性越明显(12k＞12f和12m, 发现当取代基处于苯环对位时, 对水稻白叶枯病菌抑菌活性高于在邻位或间位的类似物; (3)比较化合物12b、12c、12d和12e, 发现当苯环上同为吸电子基团时, 吸电子基团的个数越多, 抑菌活性反而降低.总体来看, 苯环对位中含有吸电子基团的化合物具有较好的抑菌活性.

  2.   结论

  以2-吲哚酮、三氯氧磷、酰肼、吗啉、溴丙烷为原料合成13个新型2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-取代酰腙类衍生物.抑菌活性测试结果表明:部分目标化合物对柑橘溃疡病菌、烟草青枯病菌和水稻白叶枯病菌等3种植物病菌, 均具有一定的抑制活性.其中化合物12a、12c、12f、12k和12m在200 μg/mL浓度时, 对水稻白叶枯病菌的抑制活性分别为81.54%、78.67%、80.54%、91.67%和76.22%, 超过对照药叶枯唑和噻菌铜(抑菌活性分别为72.95%、69.24%).研究结果为具有抗菌活性的吲哚类药物的创制提供理论基础.

  3.   实验部分

  3.1   仪器与试剂

  RE-52AA型旋转蒸发仪(德国Heidolph)、MR-52AA型恒温加热磁力搅拌器(德国Heidolph)、Sarforius电子天平(德国赛多利斯集团)、X-4型数字显示显微熔点测定仪、QY-20三用紫外分析仪、Bruker ASCEND 400MHz核磁共振仪(TMS为内标, 德国)、高分辨质谱仪(HRMS, 赛默飞世尔科技有限公司).所用试剂均为分析纯; 1-溴丙烷、吗啉、烟酸、异烟酸均购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司; 各种酸、叶枯唑、噻菌铜均购于上海探索平台; 2-吲哚酮购于湖北巨胜科技有限公司.

  3.2   中间体及目标化合物的合成

  中间体8按照文献[18]的方法合成; 中间体9按照文献[19]的方法合成; 中间体11a~11m按照文献[20~25]的方法合成.

  3.2.1   中间体10的合成

  在50 mL圆底烧瓶中加入2-氯-1-丙基-1H-吲哚-3-甲醛(5 g, 22.55 mmol)、吗啉(19.65 g, 225.55 mmol)、三乙胺(0.685 g, 6.77 mmol), 其摩尔比为1:10:0.3, 110 ℃回流搅拌, 薄层色谱(TLC) [V(乙酸乙酯):V(石油醚)＝1:1]监测反应, 37 h后停止反应.冷却至室温倒入300 mL水中搅拌20 h, 抽滤得到橘红色固体, 烘干, 用甲醇重结晶得2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-甲醛.黄色固体, 收率82.3%. m.p. 116~118 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.22 (s, 1H), 8.10~7.50 (m, 1H), 7.49 (d, J＝7.7 Hz, 1H), 7.21 (ddd, J＝10.9, 7.5, 1.2 Hz, 2H), 4.11 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.84~3.72 (m, 4H), 3.31~3.35 (m, 4H), 1.74 (dd, J＝14.7, 7.4 Hz, 2H), 0.87 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 183.90, 155.77, 134.25, 125.25, 123.35, 122.78, 120.96, 111.24, 109.05, 67.25, 53.06, 44.74, 22.70, 11.70 HRMS calcd for C₁₆H₂₁N₂O₂ [M+H]⁺ 273.15975, found 273.15936.

  3.2.2   目标化合物12a~12m的合成

  在50 mL圆底烧瓶中加入中间体10 (1.84 mmol), 再向其中加入中间体11a (2.39 mmol), 25 mL无水乙醇, 常温搅拌, 缓慢加入冰醋酸(18.36 mmol), 反应0.5~1 h后于80 ℃回流搅拌反应, 用薄层色谱(TLC) [V(乙酸乙酯):V(石油醚)＝1:1]监测反应, 18~24 h后停止反应.冷却至室温倒入100 mL水中, 有大量沉淀产生, 静置、过滤、烘干, 用甲醇重结晶得到目标化合物12a.化合物12b~12m的制备方法及投料比同化合物12a.

  2-氰基-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)乙酰肼(12a):白色固体, 收率89.2%. m.p. 236~237 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.33 (s, 1H), 8.56 (s, 1H), 8.08 (d, J＝7.5 Hz, 1H), 7.46 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 7.28~7.10 (m, 2H), 4.20 (s, 1H), 4.10 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.77 (br s, 4H), 3.19 (br s, 4H), 1.72 (dd, J＝14.4, 7.3 Hz, 2H), 0.87 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 163.93, 149.83, 141.45, 134.25, 122.88, 122.25, 121.43, 110.81, 103.16, 67.51, 52.77, 43.95, 24.89, 23.16, 11.75. HRMS calcd for C₁₉H₂₄N₅O₂ [M+H]⁺ 354.19245, found 354.19269.

  3, 5-二氯-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12b):白色固体, 收率76.6%. m.p. 239~240 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.6 (s, 1H), 8.93 (s, 1H), 8.31 (d, J＝7.5 Hz, 1H), 7.90 (d, J＝29.0 Hz, 3H), 7.45 (d, J＝7.8 Hz, 1H), 7.28~7.06 (m, 2H), 4.11 (t, J＝6.5 Hz, 2H), 3.79 (br s, 4H), 3.24 (br s, 4H), 1.73 (dd, J＝13.8, 6.7 Hz, 2H), 0.89 (t, J＝7.0 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 159.95, 149.94, 144.99, 137.85, 134.85, 134.28, 131.21, 126.66, 124.40, 122.93, 122.73, 121.29, 110.80, 103.63, 67.56, 52.88, 43.9, 23.20, 11.79. HRMS calcd for C₂₃H₂₅Cl₂N₄O₂ [M+H]⁺ 459.13491, found 459.13513.

  4-氯-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12c):白色固体, 收率84.3%. m.p. 245~247 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.58 (s, 1H), 8.95 (s, 1H), 8.32 (d, J＝7.5 Hz, 1H), 7.95 (t, J＝1.7 Hz, 1H), 7.89 (d, J＝7.8 Hz, 1H), 7.66 (dd, J＝2.0, 1.0 Hz, 1H), 7.59 (d, J＝7.8 Hz, 1H), 7.46 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.18 (d, J＝24.9 Hz, 2H), 4.12 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.79 (br s, 4H), 3.24 (br s, 4H), 1.73 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.88 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: δ161.26, 149.76, 144.52, 136.54, 134.23, 133.72, 131.68, 130.95, 127.53, 126.71, 124.37, 122.84, 121.22, 110.78, 103.74, 67.56, 52.86, 43.92, 23.22, 11.80 HRMS calcd for C₂₃H₂₆ClN₄O₂ [M+H]⁺ 425.17388, found 425.17215.

  3-氯-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12d):白色固体, 收率66.5%. m.p. 239~240 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: δ11.55 (s, 1H), 8.96 (s, 1H), 8.33 (d, J＝7.3 Hz, 1H), 8.00~7.91 (m, 2H), 7.66~7.58 (m, 2H), 7.45 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.26~7.11 (m, 2H), 4.11 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.79 (br s, 4H), 3.23 (br s, 4H), 1.72 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.88 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 161.60, 149.69, 144.31, 136.62, 134.22, 133.22, 129.79, 128.99, 124.36, 122.83, 121.20, 110.77, 103.78, 67.58, 52.86, 43.91, 23.23, 11.81 HRMS calcd for C₂₃H₂₆ClN₄O₂ [M+H]⁺ 425.17388, found 425.17401.

  2-氯-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12e):白色固体, 收率57.8%. m.p. 247~249 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.79 (s, 1H), 8.98 (s, 1H), 8.74 (s, 1H), 8.44 (dd, J＝8.2, 1.1 Hz, 1H), 8.36 (dd, J＝16.6, 7.7 Hz, 2H), 7.86 (t, J＝8.0 Hz, 1H), 7.64 (s, 1H), 7.46 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.20 (dt, J＝22.8, 7.2 Hz, 2H), 4.12 (t, J＝7.1 Hz, 2H), 3.80 (br s, 4H), 3.25 (br s, 4H), 1.73 (dd, J＝14.4, 7.3 Hz, 2H), 0.89 (t, J＝7.3 Hz, 3H).; ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 160.60, 149.93, 148.29, 144.96, 135.98, 134.36, 134.27, 130.74, 126.47, 124.39, 122.94, 122.75, 122.52, 121.30, 110.82, 103.65, 67.56, 52.88, 43.96, 23.21, 11.80. HRMS calcd for C₂₃H₂₆ClN₄O₂ [M+H]⁺ 425.17388, found 425.17300.

  4-氟-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12f):白色固体, 收率64.2%. m.p. 238~240 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.53 (s, 1H), 8.98 (s, 1H), 8.36 (d, J＝7.5 Hz, 1H), 8.09~7.97 (m, 2H), 7.52~7.35 (m, 3H), 7.21 (ddd, J＝24.1, 11.2, 4.1 Hz, 2H), 4.13 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.81 (br s, 4H), 3.25 (br s, 4H), 1.75 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.91 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 161.67, 149.61, 144.09, 134.21, 130.54, 130.45, 124.37, 122.87, 122.78, 121.16, 115.97, 115.75, 110.76, 103.82, 67.58, 52.85, 43.89, 23.24, 11.80. HRMS calcd for C₂₃H₂₆FN₄O₂ [M+H]⁺ 409.20343, found 409.20248.

  N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)-4-三氟甲基苯甲酰肼(12g):白色固体, 收率48.8%. m.p. 268~269 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.68 (s, 1H), 8.98 (s, 1H), 8.34 (d, J＝7.3 Hz, 1H), 8.14 (d, J＝8.1 Hz, 2H), 7.93 (d, J＝8.2 Hz, 2H), 7.46 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.26~7.09 (m, 2H), 4.11 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.79 (br s, 4H), 3.24 (br s, 4H), 1.73 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.89 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 161.49, 149.86, 144.79, 138.36, 134.25, 128.80, 125.92, 125.89, 124.37, 122.92, 122.75, 121.26, 110.80, 103.71, 67.57, 52.87, 43.94, 23.22, 11.79. HRMS calcd for C₂₄H₂₆F₃N₄O₂ [M+H]⁺ 459.20024, found 459.20090.

  2-甲基-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12h):白色固体, 收率56.8%. m.p. 229~231 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.44 (s, 1H), 8.97 (s, 1H), 8.35 (d, J＝7.7 Hz, 1H), 7.85 (d, J＝6.9 Hz, 2H), 7.44 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.34 (d, J＝7.5 Hz, 2H), 7.18 (d, J＝25.3 Hz, 2H), 4.10 (t, J＝6.8 Hz, 2H), 3.78 (br s, 4H), 3.22 (br s, 4H), 2.39 (s, 3H), 1.72 (dd, J＝14.1, 7.0 Hz, 2H), 0.88 (t, J＝6.9 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 164.78, 149.65, 143.77, 136.30, 134.24, 131.01, 130.07, 127.79, 126.05, 124.32, 122.85, 121.14, 110.75, 103.72, 67.55, 54.33, 52.84, 43.92, 23.21, 19.85, 11.79. HRMS calcd for C₂₄H₂₉N₄O₂ [M+H]⁺ 405.22850, found 405.22824.

  4-甲基-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12i):白色固体, 收率47.7%. m.p. 248~250 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.50 (s, 1H), 9.02 (s, 1H), 8.38 (d, J＝7.7 Hz, 1H), 7.89 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.49 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 7.39 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.22 (dt, J＝26.1, 7.3 Hz, 2H), 4.16 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.84 (br s, 4H), 3.28 (br s, 4H), 2.44 (s, 3H), 1.77 (dd, J＝14.5, 7.2 Hz, 2H), 0.93 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 162.51, 149.49, 141.87, 141.73, 134.20, 131.65, 129.41, 127.87, 122.84, 121.10, 110.73, 103.92, 67.59, 52.84, 43.88, 23.24, 21.50, 11.81. HRMS calcd for C₂₄H₂₉N₄O₂ [M+H]⁺ 405.22850, found 405.22775.

  3, 4, 5-三甲基-N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)苯甲酰肼(12j):白色固体, 收率69.8%. m.p. 236~237 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.35 (s, 1H), 8.89 (s, 1H), 8.28 (d, J＝7.5 Hz, 1H), 7.40 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.31~6.97 (m, 4H), 4.06 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.83 (s, 6H), 3.74 (br s, 4H), 3.69 (s, 3H), 3.19 (br s, 4H), 1.68 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.83 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 162.59, 153.17, 149.44, 143.95, 140.65, 134.20, 129.96, 124.48, 122.84, 122.77, 121.14, 110.73, 105.62, 103.81, 67.54, 60.62, 56.66, 52.81, 43.91, 23.23, 11.80. HRMS calcd for C₂₆H₃₃N₄O₂ [M+H]⁺ 433.25980, found 433.25906.

  N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)-4-硝基苯甲酰肼(12k):白色固体, 收率72.5%. m.p. 208~209 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.49 (s, 1H), 8.89 (s, 1H), 8.27 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 7.94~7.84 (m, 2H), 7.55 (d, J＝8.5 Hz, 2H), 7.39 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.19~7.05 (m, 2H), 4.04 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.72 (br s, 4H), 3.16 (br s, 4H), 1.66 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.82 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 161.63, 149.69, 144.33, 136.62, 134.23, 133.22, 129.79, 128.98, 124.37, 122.89, 122.77, 121.19, 110.76, 103.78, 67.57, 52.86, 43.91, 23.22, 11.80. HRMS calcd for C₂₃H₂₆N₅O₄ [M+H]⁺ 436.1979, found 436.1985.

  N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)烟酸肼(12l):白色固体, 收率77.8%. m.p. 250~251 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.69 (s, 1H), 8.98 (s, 1H), 8.79 (dd, J＝4.4, 1.6 Hz, 2H), 8.33 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 7.84 (dd, J＝4.4, 1.6 Hz, 2H), 7.46 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.28~7.09 (m, 2H), 4.11 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.78 (br s, 4H), 3.23 (br s, 4H), 1.72 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.88 (t, J＝7.4 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 161.09, 150.75, 149.99, 145.16, 141.56, 134.27, 124.36, 122.95, 122.73, 121.87, 121.30, 110.81, 103.64, 67.56, 52.86, 43.96, 23.21, 11.79. HRMS calcd for C₂₂H₂₆N₅O₂ [M+H]⁺ 392.20810, found 392.20706.

  N'-((2-吗啉基-1-丙基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)异烟肼(12m):白色固体, 收率62.4%. m.p. 200~202 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 11.65 (s, 1H), 9.10 (s, 1H), 8.96 (s, 1H), 8.87~8.64 (m, 1H), 8.30 (dd, J＝23.4, 7.7 Hz, 2H), 7.58 (dd, J＝6.9, 4.9 Hz, 1H), 7.46 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.20 (ddd, J＝22.7, 11.2, 4.1 Hz, 2H), 4.11 (t, J＝7.2 Hz, 2H), 3.79 (br s, 4H), 3.23 (br s, 4H), 1.73 (dd, J＝14.5, 7.3 Hz, 2H), 0.88 (t, J＝7.3 Hz, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆, Mixture of rotamers) δ: 161.20, 152.43, 149.82, 148.85, 144.63, 135.67, 134.25, 124.38, 122.92, 122.74, 121.25, 110.79, 103.70, 67.57, 52.87, 43.94, 23.22, 11.80. HRMS calcd for C₂₂H₂₆N₅O₂ [M+H]⁺ 392.20810, found 392.20740.

  3.3   目标化合物的抑菌活性测试

  采用浊度法, 测试目标化合物在200和100 μg/mL浓度下, 对柑橘溃疡病菌、烟草青枯病菌和水稻白叶枯病菌等3种植物病菌的体外抑制活性, 并对其中活性较好的5个化合物12a、12c、12f、12k和12m进行水稻白叶枯病菌的EC₅₀测试.

  活性测试实验中以二甲基亚砜(DMSO)溶解在培养基中作为空白对照, 对照药剂为叶枯唑和噻菌铜.将水稻白叶枯病菌、烟草青枯病菌和柑橘溃疡病菌在NA (Nutrient Agar)固体培养基上进行划线培养, 放置在28 ℃恒温培养箱中培养, 直到长出单菌落.用接菌环选取适量的中央黄色单菌落, 放到NB (Nutrient Broth)液体培养基中, 在28 ℃、180 r/min恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用.将药剂(化合物和对照药剂)配置为200、100 μg/mL浓度, 移取1 mL加入到装有4 mL NB液体培养基的试管中, 再加入40 μL含有水稻白叶枯病菌、烟草青枯病菌和柑橘溃疡病菌的NB液体培养基.在28 ℃、180 r/min恒温摇床中振荡培养48 h, 将各个浓度的菌液在分光光度计上, 测定595 nm波长处的吸光度值(OD₅₉₅值), 并测定对应浓度的含药无菌NB液体培养基OD₅₉₅值.

  校正OD值＝含菌培养基OD₅₉₅-无菌培养基OD₅₉₅

  抑制率(%)＝(校正后对照培养基菌液OD₅₉₅-

  校正含药培养基OD₅₉₅)/校正后对照培养基菌

  液OD值×100%.

  辅助材料(Supporting Information)  化合物12a~12m的¹H NMR、¹³C NMR和HRMS谱图, 中间体9~10和11a~11m的熔点.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

• 1. [1]

     Agarwal, A.; Srivastava, K.; Puri, S. K.; Chauhan, P. M. S. Bioorg.Med.Chem.Lett. 2005, 15, 3133. doi: 10.1016/j.bmcl.2005.04.011

  2. [2]

     黎秋, 汪雨, 胡孟金, 陈鹏, 游文玮, 赵培亮, 有机化学, 2017, 37, 967. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yjhu201704021&dbname=CJFD&dbcode=CJFQLi, Q.; Wang, Y.; Hu, M. J.; Chen, P.; You, W. W.; Zhao, P. Chin.J.Org.Chem. 2017, 37, 967(in Chinese). http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yjhu201704021&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

  3. [3]

     Kaushik, N. K.; Kaushik, N.; Attri, P.; Kumar, N.; Kim, C. H.; Verma, A. K.; Choi, E. H. Molecules 2013, 18, 6620. doi: 10.3390/molecules18066620

  4. [4]

     Sharma, V.; Kumar, P.; Pathak, D. J.Heterocycl. Chem. 2010, 47, 491. doi: 10.1002/jhet.349/full

  5. [5]

     Skibo, E. B.; Xing, C.; Dorr, R. T. J.Med. Chem. 2001, 44, 3545. doi: 10.1021/jm010085u

  6. [6]

     Cai, M.; Hu, J.; Tian, J. L.; Yan, H.; Zheng, C. G.; Hu, W. L. Chin.Chem.Lett. 2015, 26, 675. doi: 10.1016/j.cclet.2015.03.015

  7. [7]

     Saundane, A. R.; Vijaykumar, K.; Yarlakatti, M.; Prabhaker, W.; Vaijinath, A. V. Heterocycl. Lett. 2011, 1, 339. http://www.doaj.org/doaj?func=abstract&id=1182449&recNo=9&toc=1&uiLanguage=en

  8. [8]

     Rindhe, S. S.; Karale, B. K.; Gupta, R. C.; Rode, M. A. Indian J Pharm Sci. 2011, 73, 292. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22457553/

  9. [9]

     麻红利, 闫晓静, 肖玉梅, 袁德凯, 张振华, 傅滨, 袁会珠, 有机化学, 2016, 36, 158. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yjhu201601013&dbname=CJFD&dbcode=CJFQMa, H. L.; Yan, X. J.; Xiao, Y. M.; Yuan, D. K.; Zhang, Z. H.; Fu, B.; Yuan, H. Z. Chin.J.Org.Chem. 2016, 36, 158(in Chinese). http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yjhu201601013&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

  10. [10]

      Tiwari, R. K.; Singh, D.; Singh, J.; Yadav, V.; Pathak, A. K.; Dabur, R.; Chhillar, A. K.; Singh, R.; Sharma, G. L.; Chandra, R.; Verma, A. K. Bioorg.Med.Chem.Lett. 2006, 16, 413. doi: 10.1016/j.bmcl.2005.09.066

  11. [11]

      Huffman, J. W.; Zengin, G.; Wu, M. J.; Lu, J.; Hynd. G.; Bushell, K.; Thompson, A. S.; Bushell, S.; Tartal, C.; Hurst, D. P.; Reggio, P. H.; Selley, D. E.; Cassidy, M. P.; Wiley, J. L.; Martin, B. R. Bioorg.Med. Chem. 2005, 13, 89. doi: 10.1016/j.bmc.2004.09.050

  12. [12]

      Pandeya, S. N.; Sriram, D.; Nath, G.; DeClercq, E. Eur.J. Pharm.Sci. 1999, 9, 25. doi: 10.1016/S0928-0987(99)00038-X

  13. [13]

      Tu, H.; Wu, S. Q.; Li, X. Q.; Wang, Z. C.; Wan, J. L.; Tian, K.; Ouyang, G. P. J.Heterocycl. Chem. 2017, 00, 00.

  14. [14]

      Ravikumar, C.; Joe, I. H.; Jayakumar, V. S. Chem. Phys. Lett. 2008, 460, 552. doi: 10.1016/j.cplett.2008.06.047

  15. [15]

      Xiang, Y.; Tong, A. J.; Jin, P. Y; Ju, Y. Org. Lett. 2006, 8, 2863. doi: 10.1021/ol0610340

  16. [16]

      Özkay, Y.; Tunalı, Y.; Karaca, H.; IşIkdağ, I. Eur. J. Med. Chem. 2010, 45, 3293. doi: 10.1016/j.ejmech.2010.04.012

  17. [17]

      范志金, 钟滨, 王素华, 李正名, 应用化学, 2003, 20, 365. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yyhx200304012&dbname=CJFD&dbcode=CJFQFan, z. j.; Zhong. B.; Wang, S. H.; Li, Z. M. Chin. J. Appl. Chem. 2003, 20, 365(in Chinese). http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yyhx200304012&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

  18. [18]

      Obulesu, O.; Nanubolu, J. B.; Suresh, S. Org.Biomol.Chem. 2015, 13, 8232. doi: 10.1039/C5OB01011J

  19. [19]

      Gao, W. T.; Gao, D. P; Guo, H. Chem.Res.Chin. Univ. 2009, 25, 465.

  20. [20]

      Singh, P.; Kumar, R.; Yadav, B.; Khanna, R. S.; Tewari, A. K. RSC Adv. 2014, 4, 51239. doi: 10.1039/C4RA06640E

  21. [21]

      Munawar, M. A.; Chattha, F. A. K.; Kousar, S.; Munir, J.; Ismail, T.; Ashraf, M.; Khan, M. A. Bioorg.Med.Chem. 2015, 23, 6014. doi: 10.1016/j.bmc.2015.06.051

  22. [22]

      Palace-Berl, F.; Jorge, S. D.; Pasqualoto, K. F. M.; Ferreira, A. K.; Maria, D. A.; Zorzi, R. R.; Bortolozzo, L. D. S.; Lindoso, J. A. L.; Tavares, L. C. Bioorg.Med.Chem., 2013, 21, 5395. doi: 10.1016/j.bmc.2013.06.017

  23. [23]

      Khan, K. M.; Salar, U.; Fakhri, M. I.; Taha, M.; Hameed, A.; Perveen, S.; Voelter, W. Lett.Org.Chem. 2015, 12, 637. doi: 10.2174/1570178612666150622184042

  24. [24]

      Kamal, A.; Srikanth, P. S.; Vishnuvardhan, M. V. P. S.; Kumar, G. B.; Babu, K. S.; Hussaini, S. A.; Alarifi, A. Bioorg.Chem. 2016, 65126. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045206816300153

  25. [25]

      Backes, G. L.; Jursic, B. S.; Neumann, D. M. Bioorg. Med. Chem. 2015, 23, 3397. doi: 10.1016/j.bmc.2015.04.040

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  图 1  吲哚类及酰腙类抗菌衍生物的的结构式

  Figure 1  Structures of indole and acylhydrazone antibacterial derivatives

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  图 2  目标化合物的设计思路

  Figure 2  Design strategy of the target compounds

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  图 3  叶枯唑和噻菌铜的结构式

  Figure 3  Structures of bismerthiazol and thiodiazole-copper

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  图式 1  目标化合物12a~12m的合成路线

  Scheme 1  Synthetic routes of the target compounds 12a~12m

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  表 1  目标化合物12a~12m的抗细菌活性(抑制率/%)^a

  Table 1.  Antibacterial activities (inhibition rate/%) of target compounds 12a~12m

  Compd.	R	X. oryzae			R. solanacearum			X. citri
  		200 μg/mL	100 μg/mL		200 μg/mL	100 μg/mL		200 μg/mL	100 μg/mL
  12a	CH2CN	81.54±3.90	55.18±1.40		70.81±1.74	56.97±5.99		55.66±4.84	39.69±1.29
  12b	3, 5-Cl2C6H3	43.27±2.67	37.63±3.36		75.38±2.63	56.51±4.48		42.49±3.47	37.28±1.27
  12c	4-ClC6H4	78.67±6.18	67.82±4.04		63.39±3.64	41.74±7.56		47.04±2.38	47.73±4.84
  12d	3-ClC6H4	54.40±6.49	49.22±3.93		65.65±4.85	50.67±4.45		32.58±4.68	50.02±2.94
  12e	2-ClC6H4	75.62±5.92	62.31±5.18		56.45±7.27	55.28±8.56		35.49±7.20	31.08±2.35
  12f	4-FC6H4	80.54±4.80	77.78±6.67		60.91±0.95	58.97±5.36		43.34±1.26	30.63±2.88
  12g	4-CF3C6H4	30.54±8.06	27.59±7.57		51.83±1.26	43.85±5.39		40.99±3.74	38.84±7.00
  12h	2-CH3-C6H4	62.02±8.70	49.70±5.74		70.48±2.21	59.44±7.32		44.59±7.28	32.18±2.60
  12i	4-CH3-C6H4	70.55±4.93	65.42±6.18		74.84±2.96	58.15±2.18		63.06±7.95	40.94±6.91
  12j	3, 4, 5-(CH3)3C6H2	72.31±3.75	47.72±9.60		50.65±5.88	46.31±4.68		51.05±5.75	53.32±2.89
  12k	4-O2NC6H4	91.67±5.12	76.81±6.96		86.51±5.17	63.69±3.80		73.87±1.45	41.09±0.31
  12l	Pyridin-3-yl	70.14±1.93	50.18±4.09		64.55±1.63	46.72±3.56		52.11±3.48	40.68±6.52
  12m	Pyridin-4-yl	76.22±6.53	65.62±3.35		62.37±7.22	53.17±6.89		65.23±2.47	37.55±1, 57
  Bismerthiazolb		72.95±0.40	53.67±2.65		71.72±0.75	58.67±2.64		98.80±0.36	67.62±2.22
  Thodazole-copperb		69.24±3.28	36.02±1.47		51.25±3.25	35.42±1.08		64.84±3.46	47.22±2.17
  a Average of three replicates; b bismerthiazol and thiodiazole-copper (20% wettable powder) were used as positive control.

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  表 2  目标化合物12a, 12c, 12f, 12k, 12m对水稻白叶枯病菌的EC₅₀

  Table 2.  EC₅₀ of compounds 12a, 12c, 12f, 12k, 12m against X. oryzae

  Compd.	EC50 /(μg·mL-1)	Toxic regression equation	r
  12a	73.79±2.63	y＝1.622x+1.9704	0.9852
  12c	61.94±0.84	y＝1.615x+2.1058	0.9878
  12f	59.70±1.76	y＝1.804x+1.7956	0.9806
  12k	36.72±5.63	y＝1.662x+2.3991	0.9860
  12m	82.79±0.22	y＝1.482x+2.1575	0.9863
  Bismerthiazol	92.46±6.53	y＝1.507x+2.0365	0.9876
  Thiodiazole-copper	120.22±4.27	y＝1.520x+1.8387	0.9838

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