取代1_3_苯并恶嗪的合成及其杀菌活性研究_夏赞稳

硕士学位论文取代1,3-苯并噁嗪的合成及其杀菌活性研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：化学作者姓名：夏赞稳导师姓名及职称：唐子龙教授刘汉文教授实践导师姓名及职称：学院名称：化学化工学院论文提交日期：2013-06-01密级：公开中图分类号：O621取代1,3-苯并噁嗪的合成及其杀菌活性研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：化学作者姓名：夏赞稳作者学号：10010601001导师姓名及职称：唐子龙教授刘汉文教授实践导师姓名及职称：学院名称：化学化工学院论文提交日期：2013-06-01学位授予单位：湖南科技大学StudiesontheSynthesisandFungicidalActivityofSubstituted-1,3-BenzoxazinesTypeofDegreeAcademicDegreeDisciplineChemistryCandidateZanwenXiaStudentNumber10010601001SupervisorandProfessionalTitlePro.ZilongTangPro.HanwenLiuPracticeMentorandProfessionalTitleSchoolChemistryandChemicalEngineeringDate01/06/2013UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日i摘要杂环化合物由于具有广泛的生物活性成为新农药创制研究的热点之一，其中1,3-苯并噁嗪就是一类含有氮氧原子的六元杂环化合物，该类化合物通常具有广泛抗癌、抗肿瘤和杀菌等生物活性，在药物研究领域有着广阔的前景。本论文主要研究了取代1,3-苯并噁嗪类化合物的合成与杀菌活性。经Mannich反应法、邻胺甲基苯酚与芳醛缩合反应法合成了三大类取代1,3-苯并噁嗪：3,6(8)-二取代-1,3-苯并噁嗪、2,3-二取代-1,3-苯并噁嗪和2,3,6(8)-三取代-1,3-苯并噁嗪。所有化合物的结构用IR、1HNMR、13CNMR进行了表征，部分化合物的结构用MS进行了表征。⑴以取代苯酚、多聚甲醛和取代苯胺为原料，在无催化剂条件下，无水乙醇中加热回流通过Mannich反应合成了12种新型3,6(8)-二取代-1,3-苯并噁嗪44，收率为46~73%。取代苯胺上的取代基为供电子基团时的反应收率高于吸电子基团的收率，取代苯酚上的取代基为供电子基团时的反应收率也高于吸电子基团的收率。⑵利用水杨醛和取代胺类反应生成Schiff碱，在无水乙醇中用硼氢化钠还原，合成邻胺基取代苯酚50，然后与取代苯甲醛反应，在TMSCl的催化作用下合成了13种2,3-二取代-1,3苯并噁嗪类化合物45。对缩合反应条件进行了优化，获得较优反应条件：催化剂为TMSCl（20mol%），反应时间为5h，反应温度为85℃，收率为5074%。噁嗪环3-位N上的取代基为烃基时收率高于芳基时的收率；当3-位N上的芳基的有供电子基团时，其收率高于吸电子基团的收率，噁嗪环2-位芳基上的的取代基团对产物的收率影响也较大：-NO2-F-Cl。⑶以取代苯酚、多聚甲醛和取代苯胺为原料在室温下经Mannich反应合成了6种新型4-甲基-2-芳胺甲基苯酚类化合物51，然后与硝基苯甲醛在TMSCl（20mol%）的催化剂作用下，生成了10种6-甲基-2,3-二芳基-1,3-苯并噁嗪46a1~46a10，收率为5972％。噁嗪环3-位N上的芳基含有供电子基团时的收率高于含有吸电子基团的收率。噁嗪环2-位芳基上的硝基所处的位置与产物的收率有关：邻位对位间位。⑷采用“一锅法”，利用取代水杨醛53与取代胺（苯胺、甘氨酸酯盐酸盐、2-氨基噻二唑）反应，还原合成15种邻胺甲基苯酚52，然后与取代苯甲醛反应生成22种2,3,6(8)-三取代-1,3苯并噁嗪46a11~46a32，收率为3880%。当6（8）位的取代基团为供电子时收率高于吸电子；噁嗪环3-位N上为噻二唑基时的收率最低；噁嗪环2-位苯环上的-NO2所处的位置与反应收率有关：邻位、对位的收率间位的收率。⑸对所合成的57种取代1,3-苯并噁嗪类化合物进行了杀菌活性测试，结果表明所测试的三类化合物都对菌核病菌的抑制活性最好，抑制活性大小顺序为：3,6(8)-二取代-1,3-苯并噁嗪2,3,6(8)-三取代-1,3-苯并噁嗪的抑制活性2,3-二取代-1,3-苯并噁嗪，最高的抑制活性为86.1%（化合物44l）。对于3,6(8)-二取代-1,3-苯并噁嗪类化合物而言，ii取代基为吸电子基团的对菌核病菌抑制活性大于供电子基团的。对于2,3-二取代-1,3-苯并噁嗪类化合物来说，噁嗪环3-位上的取代基为芳基时的抑制菌核病菌的活性大于烃基的活性，而且当芳基上的取代基为吸电子基团的化合物的抑制率大于含有供电子基团的化合物。对于2,3,6(8)-三取代-1,3-苯并噁嗪类化合物来说，噁嗪环3-位上的取代基对化合物的活性有影响：噻二唑基烃基芳基。关键词：取代1,3-苯并噁嗪；合成；杀菌活性iiiAbstractInrecentyears,theheterocycliccompoundshavealreadybecomeoneofhotpointofnewpesticidediscoveryresearchduetotheirwiderangeofbiologicalactivity.1,3-benzoxazinesisakindofhexa-heterocycliccompoundscontainingnitrogenandoxygenatoms,whichexhibitabroadbiologicalactivitysuchasanticancer,antitumour,bactericidalandfungicidal.Thisclassofcompoundshasabroadforegroundinthefieldofdrugresearches.Thispapermainlystudiesonthesynthesisandbioactivityofsubstituted1,3-benzoxazines.Threecategoriesofsubstituted1,3-benzoxazines3,6(8)-disubstituted-1,3-benzoxazines,2,3-disubstituted-1,3-benzoxazinesand2,3,6(8)-trisubsti-tuted-1,3-benzoxazinesweresynthesizedbyMannichreactionorreactionsofo-arylaminomethylphenolswithsubstitutedbenzaldehydes.TheirstructureswerecharacterizedbyIR,1HNMRand13CNMR,andsomeofthemwerechareacterizedbyMS.⑴12Kindsofnovel3,6(8)-disubstituted-1,3-benzoxazines44weresynthesizedin46-73%yieldsbyMannichreactionsofsubstitutedanilines,paraformaldehydeandsubstitutedphenolsintheabsentofcatalystandrefluxinganhydrousethanol.Theresultsshowedsubstitutedphenolsandanilineswithelectron-releasinggrouponthebenzeneringgavehigheryieldsthanthosewithelectron-withdrawingones.⑵Schiffbasesresultedfromreactionsofsubstitutedamineswithsalicylaldehyde,werereducedbyNaBH4inanhydrousethanolgiving5kindso-aminomethylphenols50.13Kindsofnovel2,3-disubstituted-1,3-benzoxazines45weresynthesizedbyreactionsofo-aminomethylphenolswitharomaticaldehydesinthepresenceofTMSCl.Theeffectofthesortsofcatalyst,theamountofcatalyst,reactiontimeontheyieldofthereactionwereinvestigatedaffordinganoptimizedconditions:20mol%TMSCl,reactiontime5h,reactiontemperature85℃,inwhichthereactionsgavetheproductsin50-74%yields.Alkylgroupsat3-positionofthebenzoxazineringconnectedwiththenitrogenatomgavehigheryieldsthanarylgroups.Electron-releasinggroupsonthebenzeneringconnectedwiththenitrogenatomgavehigheryieldsthanelectron-withdrawingones.Groupsonthebenzeneringat2-positionofbenzoxazineringhaveeffectontheyieldsofthecompoundsintheorderof-NO2-F-Cl.⑶6Kindsof2–arylaminomethyl-4-methylphenols51weresynthesizedbyMannichreactionsofsubstitutedphenols,paraformaldehydeandsubstitutedanilinesatroomtemperature.10Kindsof2,3-diaryl-6-methyl-1,3-benzoxazines46a1-46a10werepreparedin59-72%yieldsbyreactionof2–arylaminomethyl-4-methylphenolswithivnitrobenzaldehydesinthepresenceofTMSCl(20mol%).Electron-releasinggroupsonthebenzeneringconnectedwiththenitrogenatomat3-positionofthebenzoxazineringgavehigheryieldsthanelectron-withdrawingones.Differentpositionofthenitrogrouponthebenzeneringat2-pos