肼类衍生物在五元唑类杂环合成中的应用进展

简要概述了肼类衍生物的结构及反应活性,总结了近十年来肼类衍生物分别在合成五元唑类杂环如吡唑、噻唑、1,3,4-噁二唑、1,3,4-噻二唑以及三唑类化合物,及其相关的稠杂环如吡唑并某环、s-三唑[3,4-b][1,3,4]-噻二唑、s-三唑[3,4-b][1,3,4]-噻二嗪,以及含有1,2,4-三唑的稠杂环化合物等合成中的应用进展.     

含有1H-1,2,4-三唑咪唑[2,1-b]-1,3,4-噻二唑、S-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及生物活性

合成了18个含有1H-1,2,4-三唑的咪唑[2,1-b]-1,3,4-噻二唑以及S-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑的稠杂环衍生物,经元素分析及谱学表征,探讨2,5,6-三取代咪唑[2,1-b]-1,3,4-噻二唑的可能生成机制.对大肠杆菌、绿脓杆菌、枯草杆菌等初步抑菌试验证明,多数化合物表现了较好的抑菌活性.     

含连三唑基均三唑、噻二唑、噁二唑类衍生物的电喷雾离子化质谱法测定

许多含三唑环和1,3,4-噻二唑环的化合物具有广谱和生物活性.如抗微生物、杀真菌、驱虫、止痛和消炎等作用,同时各种1,2,4-三唑和1,3,4-噁二唑衍生物也具有杀菌、抗微生物、植物生长调节等活性,从而引起化学家们对这几类化合物的广泛兴趣,并进行深入研究.最近,研究表明,将1,2,3-三唑引入某些活性分子可明显增强其药性.因而,对于1,2,3-三唑衍生物的合成及活性研究已成为唑类化合物研究的新热点.鉴于不同活性位点在同一分子中聚集,能明显改善化合物的生物活性这一特征,将2-苯基-1,2,3-三唑基引入到上述几类杂环体系中合成了一系列新的含连三唑基的1,3,4-噻二唑、1,3,4-噁二唑类衍生物,以期实现生物活性的叠加.     

1,3,4-均三唑并[2,1-b]-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及生物活性

以5-对甲苯基-1-氨基-2-巯基-1,3,4-均三唑和取代苯氧乙酰异硫氰酸酯为原料, 合成了10个未见文献报道的5-对甲苯基-2-取代苯氧乙酰氨基均三唑并[2,1-b]-1,3,4-噻二唑类化合物, 通过元素分析, 1H NMR, IR和MS确定化合物的结构, 初步生物活性测试表明目标化合物具有较好的除草活性.     

2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑的ESI-MS及MS/MS研究

2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑(2-mercapto-5-Methyl-1,3,4-thiadiazole,以下简称噻二唑)是一种用途广泛的有机杂环化合物,也是合成先锋霉素5号[1](cefazolin)的中间体之一.此外研究发现,含有1,3,4-噻二唑的衍生物具有除草、植物生长调节,杀菌,消炎,抗癌,降压,及降低胆固酵等多种生物、生理活性[2,3].因此,噻二唑的合成研究一直为人们所关注[4],而在合成工艺的优化过程中,质谱可发挥监控反应的重要作用.     

[1,2,4]三唑并[3,4-b][1,3,4]噻二嗪类衍生物的合成及生物活性研究进展

[1,2,4]三唑并[3,4-b][1,3,4]噻二嗪作为极具前景的活性基团,在抗菌、抗肿瘤等方面具有多种药理活性,在药物和化学领域受到了广泛的关注。本文以含三唑并噻二嗪结构化合物的合成及其在抗肿瘤、抗菌等方面的生物活性为依据,对近几年国内外关于[1,2,4]三唑并[3,4-b][1,3,4]噻二嗪类化合物的研究进行分析总结,以期为后续该类新型抗肿瘤化合物的设计合成提供参考。     

含有1-芳基-5-甲基-1,2,3-三唑的杂环衍生物的电子轰击质谱

1,2,3-三唑,巯基1,2,4-三唑,1,3,4-噻二唑以及相关衍生物具有重要的生物活性,在医药、工农业应用研究中引起广泛关注.为了在同一个化合物中连接较多的活性基团,我们设计并成功合成了8个全新的杂环化合物.这些化合物的质谱具有非常特征的裂解方式,本文根据文献[1～4]对其进行了解析.     

含吡唑环的双杂环化合物的合成及其生物活性

以4-硝基-5-吡唑甲酰肼为起始物,合成了一系列含硝基的5-吡唑基-1,3,4-噁二唑类、5-吡唑基-1,3,4-噻二唑类和5-吡唑基-1,3,4-三唑类的化合物.初步生测结果表明:部分化合物有较好的杀菌和内吸活性.     

2,5-二吡唑基-1,3,4-(口恶)二唑的一锅煮法合成及生物活性

1,3,4-(口恶)二唑类化合物具有广泛的生物生理活性,如杀菌[1]、除草[2]、杀虫[3]和消炎[4]等,而2,5-二芳基-1,3,4-(口恶)二唑类化合物一般具有昆虫生长调节活性,1980年美国Dow公司报道了2,5-双(2,4-二氯苯基)-1,3,4-(口恶)二唑具有良好的昆虫生长调节活性[5].     

具有植物激素活性的Schiff碱化合物的研究(Ⅲ)——噻二唑类Schiff碱的合成及其生物活性

含杂环的Schiff碱类化合物具有很高的植物生长激素的活性[1],近十几年来受到化学家的重视.前文[2]已报道了三唑类Schiff碱的合成及其生物活性.已发现含噻二唑环的化合物具有高的生物活性,1,3,4-噻二唑的衍生物可以作为杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂[3～6],连有巯基(-SH)的噻二唑的席夫碱目前还未见报道.我们将2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑与芳醛或杂环醛作用,合成了12个新的Schiff碱化合物,发现其中一些化合物具有明显的植物激素活性,合成的反应式为:     

6-取代苄硫基-3-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,2,4-三唑[3,4-b][1,3,4]噻二唑类化合物的合成与抑菌活性

以4-氨基-5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-3-巯基-1,2,4-三唑为原料,环化得到6-巯基-3-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,2,4-三唑[3,4-b][1,3,4]噻二唑再与取代苄氯反应,得到9个6-取代苄硫基-3-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,2,4-三唑[3,4-b][1,3,4]噻二唑类衍生物3a～3i.其结构经IR,1H NMR,MS和元素分析确证.初步生物活性测试结果表明部分化合物有一定的杀菌活性.     

2-氨基-5-[二-(4-氟苯)甲基]硫代-1,3,4-噻二唑席夫碱的微波合成及表征

2,5-二取代-1,3,4-噻二唑具有杀虫、杀菌、除草、调节植物生长以及药理活性等多种功效[1-5],因而该类化合物的研究迄今仍方兴未艾.近年来,很多文献报道含芳环或芳杂环的席夫碱化合物具有很高的生物活性,因而也引起人们的高度重视[6,7].由于氟原子具有模拟效应、电子效应等特殊性质,氟原子与含氟基团的引入有时可使化合物的生物活性倍增,近年也公认含氟化合物对环境的影响最小[8].鉴于不同活性的基团在同一分子中聚集能明显改善化合物的生物活性这一特性,本文将二-(4-氟苯)甲基引入到1,3,4-噻二唑Schiff碱类化合物中,以期实现活性的叠加,有可能发现新型生物活性更好的化合物.该类化合物的合成一般采用常规加热法,但具有反应时间长,收率不高,溶剂使用量大等缺点.     

三唑并噻二唑衍生物的合成及抑菌活性

为了寻找高活性农药先导化合物,考虑到三唑并噻二唑衍生物具有广泛的生物活性,本文利用活性亚结构拼接原理,将活性基团分别引入1,2,4-均三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑杂环的3位和6位,合成了未见文献报道的3,6-二取代均三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑类化合物11个,并用IR、¹HNMR及元素分析测试技术对其进行了结构表征。抑菌活性生物测定结果表明,合成的大部分化合物对黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)均有较好的生长抑制作用,其中,化合物5ae、5ag和5bd的抑制率达到70%;化合物5ad、5cd、5ce的抑制率大于60%;5bd对水稻纹枯病菌(Pellicularia sasakii)抑制率大于60%,化合物5cg对西瓜炭疽病菌(Colletotrichum lagenarium)的抑制率为69%。     

3-(3′-吡啶基)-6-芳基-1，2，4-三唑并[3，4-b]-1，3，4-噻二唑衍生物基态和激发态性质

用密度泛函B3LYP方法对3-(3'-吡啶基)-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物(芳基为苯基、3-吡啶基和苯乙烯基)进行基态几何构型全优化,计算分子的电离势I_p和电子亲和势E_A等相关能量,并用Zerner间略微分重叠(ZINDO)和含时密度泛函(TDDFT)方法计算吸收光谱,用单组态相互作用方法(CIS)优化三种化合物分子的S_1激发态结构,分析其能量与发射光谱的关系,计算溶剂中分子的吸收和发射光谱,并与实验结果对照.计算结果表明,从3-(3'-吡啶基)-6-苯基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物A)到3-(3'-吡啶基)-6-(3'-吡啶基)-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物B)以及3-(3'-吡啶基)-6-对乙烯苯基-1,2,4-三唑并[3,4-b]- 1,3,4-噻二唑分子(化合物C)的电子亲和势依次增大,愈来愈容易接受电子,吸收光谱和发射光谱红移.     

3-(3’-吡啶基)-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物基态和激发态性质

用密度泛函B3LYP方法对3-(3’-吡啶基)-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物(芳基为苯基、3-吡啶基和苯乙烯基)进行基态几何构型全优化, 计算分子的电离势IP和电子亲和势EA等相关能量, 并用Zerner间略微分重叠(ZINDO)和含时密度泛函(TDDFT)方法计算吸收光谱, 用单组态相互作用方法(CIS)优化三种化合物分子的S1激发态结构, 分析其能量与发射光谱的关系, 计算溶剂中分子的吸收和发射光谱, 并与实验结果对照. 计算结果表明, 从3-(3’-吡啶基)-6-苯基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物A)到3-(3’-吡啶基)-6-(3’-吡啶基)-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物B)以及3-(3’-吡啶基)-6-对乙烯苯基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑分子(化合物C)的电子亲和势依次增大, 愈来愈容易接受电子, 吸收光谱和发射光谱红移.     

含吡唑取代基的1,2,4-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑类衍生物的合成及生物活性

以4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑的衍生物和5-吡唑甲酸及其衍生物为原料,设计合成21个未见报道的新的3-取代-6-吡唑基-1,2,4-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑类化合物.通过IR和1H NMR及元素分析对化合物结构进行表征.小麦芽鞘法对目标化合物生长活性测试结果表明,所合成的化合物均表现出不同程度的生长活性;抑菌活性测试结果表明部分化合物表现出较好的抑菌活性.其中化合物3g和3h的活性最好,与氯霉素相似.对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌药物最低抑菌浓度(MIC值)3g达到6.25和3.13 mg/L,3h达到12.5和6.25 mg/L.     

杂环取代苯并[4,5]呋喃[3,2-d]嘧啶类衍生物的合成及其抗癌活性

采用生物活性因子拼接的方法将活性基团1,3,4.三唑等引入苯并[4,5]呋喃[3,2-d]嘧啶化合物中,合成了7个未见文献报道的杂环取代苯并[4,5]呋喃[3,2-d]嘧啶类衍生物,其结构经NMR,IR和MS表征.初步生物活性测试结果表明,部分化合物对人前列腺癌细胞PC3具有一定的抑制活性.     

酰胺基硫脲及其相关的杂环衍生物的研究 V:1-(β-吗啉丙酰基)-4-芳基氨基硫脲及其相关杂环衍生物的合成

研究了β-吗啉丙酰肼和一系列芳基异硫氰酸酯间的反应. 获得六个1-吗啉丙酰基-4-芳基氨基硫脲类化合物, 其中一些被环化得到5-吗啉乙基-4-芳基-三唑啉-5-硫酮和2-芳胺基-5-(β-吗啉乙基)-1,3,4-噻二唑. 这里有些化合物具有植物生理活性和抗结构活性.     

含噁二唑杂环取代的新型三唑并嘧啶衍生物的合成及其生物活性

2-肼羰基亚甲硫基-5,7-二甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶与二硫化碳在乙醇溶液中回流制得化合物2-(5-巯基-1,3,4-噁二唑-2-亚甲硫基)-5,7-二甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶, 后者在碱性环境中与卤化苄反应得到17种新型双杂环化合物. 对所得化合物结构均经元素分析, ¹H NMR和MS确认. 初步生物活性测试表明这些化合物具有一定的杀菌活性.     

3,6-二苯氧甲基-1,2,4-三唑并[3,4-b]- 1,3,4-噻二唑衍生物的合成及生物活性

以4-氨基-5-苯氧甲基-3-巯基-1,2,4-三唑与取代苯氧乙酸为原料,三氯氧磷为溶剂,回流反应, 合成了3,6-二苯氧甲基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物。通过IR、1H NMR和元素分析确定了各化合物分子结构,并对其进行了室内毒力测试,结果表明此类化合物具有较好的杀菌、抑菌活性。