Synthesis and Biological Activity of (Arylthio)acetic Acid Derivatives

Li Yingjun, Luo Mingming, Huang Jinping, Xu Yongting^#, An Yue^#
(Department of Chemistry, Experiment Center,
^#Liaoning Normal University, Dalian 116029)

Abstract Seven aryl (arylthio)acetates and eighteen N-aryl (arylthio)acetamides have been synthesized. Their structures were characterized by IR, ¹HNMR and elemental analysis. The promoting effects of these compounds on the corn growth were tested preliminarily.
Key words Aryl (arylthio)acetates, N-aryl (arylthio)acetamides, Synthesis, Biological activity
摘要 合成了7个芳硫基乙酸芳酯和18个芳硫基乙酰芳胺新化合物，并经IR、¹H NMR和元素分析确定了他们的结构，初步考察了化合物对玉米生长的促进作用。
关键词 芳硫基乙酸芳酯 芳硫基乙酰芳胺 合成 生物活性

芳硫基乙酸衍生物的合成及生物活性

李英俊 罗明明 黄金萍 许永廷^# 安悦^#
（辽宁师范大学化学系 ^#实验中心 大连 116029）

    芳硫基羧酸及其衍生物是一类非常重要的化合物。如芳硫基乙酸及其芳酯具有杀菌和刺激植物生长的活性^[1-3]；可作为食品添加剂，具有抗氧作用^[4]。笔者曾报道的芳硫基丙酸及其芳酯和N-芳酰胺类化合物，经初步的生物活性实验证明它们具有抑制大肠杆菌和刺激小麦生长的作用^[5]。可见这类化合物具有多种生物活性，但目前文献对这类化合物的研究报道甚少。为了进一步研究这类化合物的性质、探索结构与活性之间的关系，本文在前文工作的基础上，采用超声波辐射法合成了芳硫基乙酸，并选择这类具有生物活性的芳硫基乙酸为原料，利用液-液相转移催化法^[6],以聚乙二醇-400(PEG-400)为相转移催化剂，合成了未见文献报道的7个芳硫基乙酸芳酯和18个芳硫基乙酰芳胺新化合物，反应如图1所示，经IR、¹H NMR和元素分析证明了它们的结构。同时初步考查了它们的生物活性，实验结果表明，所有化合物在100ppm浓度时对玉米的根苗生长起抑制作用，大部分化合物在0.1ppm浓度时对玉米的根部生长均具有促进作用，部分化合物还有促玉米生长的作用，并且效果优于2,4-D。合成路线如下：

   

   

   

   

   
    图1 芳硫基乙酸衍生物的合成

1 实验部分
    仪器：日本岛津IR-408红外光谱仪，KBr压片；BRUKER AC-80核磁共振仪，CDCl₃为溶剂，TMS为内标；PE-2400 CHN元素分析仪。
1.1 原料芳硫基乙酸的合成
    参考文献^[7]合成。苯硫基乙酸：m.p. 63-64°C(文献值^[8]: m.p. 62°C)。对甲基苯硫基乙酸：m.p. 93.5-94.5°C(文献值^[8]: m.p. 95°C)
1.2 产物Ⅰ的合成
    称取4mmol苯硫基乙酸放入100mL锥形瓶中,加入20mL石油醚(60-90°C)、 10mLSOCl₂,回流12～13h后，减压下蒸去过量的SOCl₂及石油醚溶剂，即得到苯硫基乙酰氯，所得酰氯不经分离可直接使用。
    在100mL磨口锥形瓶中，加入5mmol的酚、5mmol NaOH、0.38mmol PEG-400、10mL H₂O，室温下磁力搅拌1～2min后加入含有上述制得的芳硫基乙酰氯的25mL CH₂Cl₂溶液，室温下继续搅拌3h后，分出有机层，水层用CH₂Cl₂萃取二次(5mL×2)合并入有机相。有机相用氢氧化钠水溶液洗涤，洗去未反应的酚，再用水洗涤二次，然后用无水硫酸钠干燥，水浴蒸去溶剂CH₂Cl₂，得到粘稠状液体，冷却后放置过夜，粘稠状液体固化得到粗产品，用乙醇或冰醋酸--乙醇重结晶即得到纯品。
1.3 产物Ⅱ的合成
    在100mL锥形瓶中加入5mmol芳胺、0.38mmol PEG-400、按上述方法制得的芳硫基乙酰氯及25mL CH₂Cl₂，再将含有5mmol NaOH的10mL水溶液加入上述溶液中，室温下磁力搅拌3h后，分出有机相，水相用CH₂Cl₂萃取二次(5mL×2)合并入有机相。水浴蒸去溶剂CH₂Cl₂，冷却后得到粗产品，用乙醇或乙醇--水重结晶即得到纯品。
1.4 促生长实验
    将玉米种子(掖单十三号)分别放置在盛有0.1,1.0,10,100 ppm所合成化合物的标准溶液培养皿中, 同时还将玉米种子(掖单十三号)分别放置在盛有0.1,1.0,10,100 ppm标准对照剂2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸,植物生长调节剂)的标准溶液培养皿中,在25°C浸种萌发, 室温下培养7d后量其幼苗的苗高和根长(cm) 。
2 结果与讨论
    化合物Ⅰ、Ⅱ的熔点、产率及波谱数据见表1～2,促生长实验结果见表3。
    由表1可知，IR光谱在1792～1645 cm^-1处有强吸收, 为C=O伸缩振动吸收。但酰胺类化合物的C=O吸收频率较酯类化合物低，这是由于NH和芳环引起的共轭效应之故。在1610～1582、1480～1550 cm^-1处有尖锐的吸收峰为苯环的骨架振动吸收。酰胺类化合物在3240～3350 cm^-1处有尖锐的吸收峰，为-NH-伸缩振动吸收。在1522～1552 cm^-1处有强、宽的吸收，为-C-N-伸缩振动吸收。酯类化合物在1210～1221、1089～1160 cm^-1处有强吸收，为Ar-O-C伸缩振动吸收。由Ⅰ和Ⅱ类化合物的¹H NMR数据可知：d 8.52～9.12处单、宽峰，为-CONH-吸收峰。在d 6.80～9.08处多重峰为苯环质子的多重峰吸收。在d 3.70～3.98处有单峰，为-CH₂-吸收峰。在d 2.19～3.92处有单峰，为-CH₃吸收峰。

表1 化合物Ⅰ、Ⅱ的熔点、产率、IR、元素分析数据

表2 化合物Ⅰ、Ⅱ的1H NMR数据

    由表3的初步生物活性实验结果表明，在浓度较大时主要是抑制玉米的生长，所有化合物在100ppm浓度时，根苗生长均受到抑制，有些甚至抑制了玉米的发芽。大部分化合物在0.1ppm浓度时主要起促进根生长的作用， 并且效果优于2,4-D, 化合物Ⅰa、Ⅱn在0.1ppm时还有促进生长的作用，化合物Ⅰf、Ⅰg在1.0ppm时促生长效果较好，并且优于2,4-D。

表3 化合物Ⅰ、Ⅱ对玉米幼苗生长的影响

空白：苗长12.5cm，根长10.8cm，“—”表示未得结果。

3 参考文献
[1] Newallis P E, Poje A J, Wasleski D M.  U.S. 3657318, 1972 (CA, 77: 61555 w).
[2] Wm. O. Elson.  U.S.2880137, 1959 (CA, 53: 16478 h).
[3] Michiyasu S, Atsushi S.  Bull. Inst. Chem. Research., 1953, 31 (1) :27.
[4] Masuo A and Isamu A.  Yakugaku Zasshi, 1961, 81,492-495
[5] 李英俊, 付兴吉, 谢正方等. 有机化学, 1997, 17(1), 92.
[6] 李英俊, 戴瑜嘉, 陈继畴. 高等学校化学学报, 1988, 9, 584.
[7] 李英俊, 付兴吉, 许永廷等. 应用化学, 1993, 10 (6) :97.
[8] Oksengendler G M, Gerasimenko Yu E.  Zhur Obshchei Khim, 1957, 27:3214 (CA, 1958, 52: 9051e).

李英俊 女，39岁，副教授，主要从事有机合成方面的教学与研究工作。辽宁省教委科研基金资助项目。