含1,3,4-噁二唑-2-硫基片段的蛇床子素類衍生物的合成及其殺蟲/殺螨活性

任自立, 方珊珊, 徐建偉, 丁海霞, 徐 暉, 呂 敏

(西北農林科技大學 植物保護學院，陜西 楊凌 712100)

以天然產物為母體，通過對其進行結構優化以獲得具有高農用活性的衍生物，已成為目前創制綠色農藥的重要途徑之一[1-5]。蛇床子素的化學名稱為7-甲氧基-8-異戊烯基香豆素 (1，圖式1)，是一種從傳統中藥蛇床子Cnidium monnieri中提取的天然化合物，具有抗真菌[6]和殺蟲[7]等農用活性。在之前的研究中，我們對其異戊烯基片段進行了改造，合成了系列含肟酯 (I)[8]、異噁唑啉酯 (II)[9]和酯/酰胺 (III)[10]片段等衍生物 (圖式1)?；钚詼y定結果表明，異戊烯基的修飾可以不同程度地提高衍生物的殺蟲或殺螨活性。這為進一步對蛇床子素的結構改造提供了參考。

圖式 1 目標化合物的設計Scheme 1 Design of target compounds

1,3,4-噁二唑是一種重要的雜環片段，被廣泛應用于具有抗炎、抗腫瘤、抗病毒、抗真菌、殺蟲和除草活性的藥物研發中[11]，如抗HIV 藥物雷特格韋 (raltegravir)[12]和抗高血壓藥物奈沙地爾(nesapidil)[13](圖式1)。此外，硫醚鍵橋接可有效改善藥物性質以降低親脂性[14]，常存在于醫藥和農藥分子中，如抗癌藥物阿昔替尼 (axitinib)[15]和除草劑嘧硫草醚 (pyrithiobac-sodium)[16](圖式1)。

為了進一步提高蛇床子素的利用價值，本研究以硫醚鍵作為橋接片段，將1,3,4-噁二唑片段引入到蛇床子素碳8 位異戊烯基的末端甲基上，合成了一系列含1,3,4-噁二唑-2-硫基片段的蛇床子素類衍生物，并測定了其殺蟲、殺螨活性，對其構效關系進行了探討，并通過掃描電子顯微鏡進一步研究了化合物對朱砂葉螨體壁表皮角質層的影響，以期為蛇床子素類衍生物作為殺螨劑和殺蟲劑的應用提供參考。

目標化合物的設計思路見圖式1，合成路線見圖式2。

圖式 2 目標化合物6a～6z 的合成路線Scheme 2 Synthetic route of target compounds 6a-6z

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

ALC-210.4 電子分析天平 (上海精科天平儀器公司，精度：0.1 mg)；RE-52 旋轉蒸發器 (上海嘉鵬科技有限公司)；Bruker Advance III 400/500 MHz 核磁共振儀 (德國Bruker 公司)；Bruker TENSOR27 紅外光譜儀 (德國Bruker 公司)；MicroTof Q II 高分辨飛行時間質譜 (德國Bruker公司)；XT-415 型雙目顯微熔點測定儀 (北京泰克儀器有限公司)。98.32%螺螨酯(spirodiclofen)原藥，購于陜西美邦農藥有限公司。96.6%高效氯氰菊酯(β-cypermethrin)原藥，購于湖北速普爾化工股份有限公司。

所有試劑均為分析純或化學純。200～300 目柱層析硅膠 (粒徑 54～74 μm) 和 GF254 薄層層析硅膠均購自青島海洋化工廠。

1.2 化合物的合成

1.2.1 中間體2 和3 的合成 根據文獻報道的方法[9]合成。1.2.2 中間體4 的合成 將中間體3 (1 mmol) 和對甲苯磺酰氯 (1.5 mmol) 溶于10 mL 干燥的二氯甲烷中，并在0 ℃下緩慢加入三乙胺 (1.2 mmol)，在室溫下攪拌12 h。減壓濃縮，硅膠柱層析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 2 : 1) 分離，得到中間體4，產率為31%。

1.2.3 中間體5a～5z 的合成 根據文獻報道的方法[17]合成。

1.2.4 目標化合物6a～6z 的合成 將中間體4 (1 mmol)和5a～5z (1.5 mmol) 溶于乙腈 (5 mL) 中，加入K2CO3(1.5 mmol)，室溫下攪拌10～12 h。薄層層析(TLC，V(石油醚) :V(乙酸乙酯)=2 : 1 或V(二氯甲烷) :V(乙酸乙酯) = 20 : 1)監測反應完全后，除去乙腈。加入10 mL 水，用二氯甲烷 (20 mL × 3)萃取，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥。減壓濃縮，硅膠柱層析 (V(石油醚) :V(乙酸乙酯) = 2 : 1)分離，得到目標化合物6a～6z，產率54%～95%。

1.3 生物活性測定

1.3.1 對朱砂葉螨的室內殺螨活性測定 朱砂葉螨Tetranychus cinnabarinusBoisduval 雌成螨為本實驗室飼養多代的敏感品系。

采用玻片浸漬法[9]。以螺螨酯為陽性對照，以0.1 g/L 吐溫-80 溶液為空白對照，根據0.5 mg/mL質量濃度下的初篩結果，選取活性較好的化合物進行LC50值的測定。蛇床子素的質量濃度梯度設置為2、1、0.5、0.25 和0.125 mg/mL，6h 和6t 的質量濃度梯度設置為1、0.5、0.25、0.125 和0.0625 mg/mL，螺螨酯的質量濃度梯度設置為0.5、0.25、0.125、0.0625 和0.03125 mg/mL，記錄處理48 h 及72 h 后存活螨的數目。

1.3.2 對朱砂葉螨的溫室盆栽試驗 采用葉片噴霧法[9]進行測定。蛇床子素、待測目標化合物及螺螨酯 (陽性對照)，用1 g/L 吐溫-80 溶液配制成質量濃度為0.3 mg/mL 的溶液備用 (以1 g/L 吐溫-80 溶液為空白對照)。在每株豇豆苗上接螨齡一致的朱砂葉螨雌成螨50 頭，每盆3 株為1 個重復，每個待測化合物設 3 個重復。將 10 mL 供試藥液均勻噴至 3 盆植株葉片上。每天記錄植株上活螨數，計算施藥后第 1、3、5 天的防效。

1.3.3 對小菜蛾的室內殺蟲活性測定 3 齡小菜蛾Plutella xyllostellaLinnaeus 幼蟲為本實驗室飼養多代的敏感品系。

采用葉碟法[18-19]進行測定。以丙酮、高效氯氰菊酯分別為空白和陽性對照。根據1 mg/mL 質量濃度下的初篩結果，選取活性較好的化合物進行LC50值的測定。蛇床子素、6u 和6v 的質量濃度梯度均設置為2、1、0.5、0.25 和0.125 mg/mL，高效氯氰菊酯的質量濃度梯度設置為1、0.5、0.25、0.125 和0.0625 mg/mL。記錄處理24 h 及48 h 后存活蟲的數目。

數據處理：用IBM SPSS Statistic 22.0 對所得數據進行分析，求得毒力回歸方程、LC50值及95%置信區間。

1.3.4 對朱砂葉螨雌成螨表皮角質層的掃描電鏡觀察 參考文獻[20]方法測定。將化合物6h 用0.1 g/L 吐溫-80 溶液配制成質量濃度為0.466 mg/mL的溶液備用 (以0.1 g/L 吐溫-80 溶液為空白對照)。在新鮮的豇豆苗葉片上每片接種50 頭大小均勻、健康的朱砂葉螨雌成螨 (每處理3 片葉)，將葉片浸在相應的溶液中5 s 后取出，用濾紙除去多余的溶液，置于光照培養箱中 (溫度26 ℃ ± 1 ℃；相對濕度60%～80%；光照/黑暗14 h/10 h)。分別在24、48 和72 h 后收集相應處理組的死亡螨。在4 ℃下，將死亡螨用4%的戊二醛溶液固定6 h 后，用0.1 mol/L 的PBS 緩沖液洗去殘留的戊二醛，然后先用不同體積分數的乙醇溶液 (10%、30%、50%、70%、80%、90%、95%) 及純乙醇逐級洗脫，再用不同體積分數的叔丁醇乙醇溶液 (25%、50%、75%) 及純叔丁醇逐級洗脫。最后，樣品干燥、噴金，用掃描電子顯微鏡觀察。

2 結果與分析

2.1 化合物的合成及結構表征

取代的苯甲酰肼和CS2在堿性條件下的乙醇中回流，生成具有1,3,4-噁二唑結構的硫醇中間體5a～5z。蛇床子素碳8 位的異戊烯基末端甲基被SeO2氧化，生成具有醛基的中間體2。中間體2被硼氫化鈉在甲醇溶液中還原為醇3?；衔? 和對甲苯磺酰氯反應生成4，最后4 與5a～5z 反應生成目標化合物6a～6z。所有合成化合物通過核磁共振氫譜、紅外光譜和高分辨質譜進行了結構表征。如圖1 所示，通過化合物6c (左；CCDC: 2288268)、6m (中；CCDC: 2288269) 及6t (右；CCDC: 2288270)的X 射線-單晶衍射確定了C2″=C3″雙鍵的空間構型為反式構型。

圖1 化合物6c (左)、6m (中) 和6t (右) 的X-射線衍射單晶結構Fig.1 X-ray single-crystal structures of compounds 6c (left), 6m (middle) and 6t (right)

中間體2、3 及目標化合物6a～6z 的結構表征數據如下：

(2′E)-3′-甲醛基蛇床子素 (2): CAS: 2684405-80-7[16], 產率38%, 白色固體, 熔點 (m.p.) 110～112 ℃;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ: 9.37 (s, 1H, CHO), 7.65 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.38 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-5), 6.88 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6),6.52 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 6.27 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),3.94 (s, 3H, OCH3), 3.90 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 1.95 (s, 3H, CH3).

(2′E)-4′-羥基蛇床子素 (3): CAS: 113375-03-4[16], 產率97%, 白色固體, m.p.96～97 ℃;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ: 7.63 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.32 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5),6.84 (d,J=7.5 Hz, 1H, H-6), 6.25 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-3), 5.63(t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.99 (s, 2H, CH2), 3.92 (s, 3H,OCH3), 3.60 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 1.96 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C15H16O4Na ([M + Na]+), 理論值：283.0941;測定值：283.0923.

(2′E)-4′-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6a):產率61%, 白色固體, m.p.135～136 ℃; IR cm-1(KBr): 1740,1612, 1466, 1104, 829;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ: 7.86 (d,J=6.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.42 - 7.48 (m, 4H, Ph-H, H-4), 7.15 (d,J=8.0 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.83 (s,5H, OCH3, SCH2), 3.52 (d,J=6.0 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H,CH3); HRMS (ESI): C23H20N2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：443.1036; 測定值：443.1048.

(2′E)-4′-(5-鄰甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6b): 產率95%, 白色固體, m.p.149～150 ℃; IR cm-1(KBr):1712, 1609, 1465, 1111, 836;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ:7.75 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-4),7.34 - 7.38 (m, 1H, Ph-H), 7.29 (d,J=7.6 Hz, 1H, Ph-H), 7.21 -7.25 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.17 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-5),6.73 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.2 Hz, 1H, H-3), 5.59(t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H,OCH3), 3.54 (d,J=7.6 Hz, 2H, CH2), 2.62 (s, 3H, Ph-CH3),2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H22N2O4SNa ([M + Na]+),理論值：457.1192; 測定值：457.1195.

(2′E)-4′-(5-間甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6c): 產率92%, 白色固體, m.p.152～154 ℃; IR cm-1(KBr):1712, 1607, 1464, 1109, 835;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ:7.64 - 7.67 (m, 2H, Ph-H), 7.48 (d,J=9.2 Hz, 1H, H-4), 7.29 -7.33 (m, 2H, Ph-H), 7.16 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.6 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H, OCH3), 3.52(d,J=7.2 Hz, 2H, CH2), 2.39 (s, 3H, Ph-CH3), 2.00 (s, 3H,CH3); HRMS (ESI): C24H22N2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：457.1192; 測定值：457.1193.

(2′E)-4′-(5-對甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6d): 產率77%, 白色固體, m.p.165～167 ℃; IR cm-1(KBr):1741, 1609, 1467, 1103, 825;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.74 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.47 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.22 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.15 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-5),6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57(t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.83 (s, 5H, OCH3, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.40 (s, 3H, Ph-CH3), 2.00 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C24H22N2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：457.1192; 測定值：457.1196.

(2′E)-4′-(5-鄰乙基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6e): 產率80%, 白色固體, m.p.114～115 ℃; IR cm-1(KBr):1713, 1606, 1464, 1110, 836;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.72 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.51 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.39 - 7.42 (m, 1H, Ph-H), 7.33 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.22 -7.25 (m, 1H, Ph-H), 7.19 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.60 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.87 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H, OCH3), 3.55(d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 3.05 (q,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.02 (s,3H, CH3), 1.25 (t,J=7.5 Hz, 3H, CH3) HRMS (ESI):C25H25N2O4S ([M + H]+), 理論值：449.1530; 測定值：449.1522.

(2′E)-4′-(5-對乙基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6f): 產率73%, 白色固體, m.p.133～134 ℃; IR cm-1(KBr):1739, 1609, 1468, 1105, 828;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.77 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.47 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-4),7.25 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.15 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-5),6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.15 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57(t,J=8.0 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.72 (q,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00 (s, 3H,CH3), 1.29 (t,J=7.5 Hz, 3H, CH3); HRMS (ESI):C25H24N2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：471.1349; 測定值：471.1345.

(2′E)-4′-(5-鄰甲氧基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6g): 產率90%, 白色固體, m.p.134～135 ℃; IR cm-1(KBr): 1739, 1602, 1466, 1082, 837;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.76 - 7.78 (m, 1H, Ph-H), 7.42 - 7.48 (m, 2H, Ph-H, H-4), 7.15 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-5), 6.95 - 7.00 (m, 2H, Ph-H), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.57 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.90 (s, 3H, OCH3), 3.84 (s, 3H,OCH3), 3.83 (s, 2H, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H23N2O5S ([M + H]+), 理論值：451.1322; 測定值：451.1328.

(2′E)-4′-(5-間甲氧基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6h): 產率69%, 白色固體, m.p.148～149 ℃; IR cm-1(KBr): 1713, 1606, 1460, 1111, 837;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.48 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.44 (d,J=7.5 Hz, 1H,Ph-H), 7.36 (s, 1H, Ph-H), 7.32 (t,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.15(d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 7.00 - 7.02 (m, 1H, Ph-H), 6.71 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); MS(ESI): C24H22N2O5SNa ([M + Na]+), 理論值：473.1142; 測定值：473.1138.

(2′E)-4′-(對甲氧基5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6i): 產率89%, 白色固體, m.p.117～118 ℃; IR cm-1(KBr): 1713, 1613, 1461, 1111, 832;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.79 (d,J=9.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.48 (d,J=9.5 Hz, 1H,H-4), 7.15 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.92 (d,J=9.0 Hz, 2H, Ph-H), 6.72 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.56 (t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s, 3H, OCH3), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.82 (s, 2H, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H22N2O5SNa ([M + Na]+), 理論值：473.1142; 測定值：473.1142.

(2′E)-4′-(5-鄰氟苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6j): 產率54%, 白色固體, m.p.147～149 ℃; IR cm-1(KBr):1710, 1613, 1463, 1112, 835;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.88 (t,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.45 - 7.49 (m, 2H, Ph-H, H-4),7.23 (t,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.18 (m, 2H, Ph-H, H-5), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.58 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.85 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz,2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19FN2O4SNa([M + Na]+), 理論值：461.0942; 測定值：461.0921.

(2′E)-4′-(5-間氟苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6k): 產率69%, 白色固體, m.p.146～148 ℃; IR cm-1(KBr):1733, 1608, 1464, 1120, 833;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.66 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.55 (d,J=9.0 Hz, 1H, Ph-H),7.51 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.39 - 7.43 (m, 1H, Ph-H), 7.16 -7.19 (m, 2H, Ph-H, H-5), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.57 (d,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.85 (s,2H, SCH2), 3.84 (s, 3H, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2),2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19FN2O4SNa ([M +Na]+), 理論值：461.0942; 測定值：461.0930.

(2′E)-4′-(5-對氟苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6l): 產率80%, 白色固體, m.p.170～172 ℃; IR cm-1(KBr):1738, 1607, 1468, 1096, 834;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.84 - 7.87 (m, 2H, Ph-H), 7.50 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.17(d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 7.09 - 7.13 (m, 2H, Ph-H), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-3), 5.58 (t,J=8.0 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 5H, SCH2, OCH3), 3.53 (d,J=7.5 Hz,2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19FN2O4SNa([M + Na]+), 理論值：439.1122; 測定值：439.1102.

(2′E)-4′-(5-鄰氯苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6m): 產率91%, 白色固體, m.p.149～151 ℃; IR cm-1(KBr):1720, 1607, 1469, 1113, 836;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ:7.85 (dd,J=7.6, 1.6 Hz, 1H, Ph-H), 7.47 - 7.51 (m, 2H, Ph-H,H-4), 7.39 - 7.43 (m, 1H, Ph-H), 7.31 - 7.35 (m, 1H, Ph-H),7.17 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.19(d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.59 (t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s,3H, OCH3), 3.85 (s, 2H, SCH2), 3.54 (d,J=7.6 Hz, 2H, CH2),2.01 (s, 3H, CH3) HRMS (ESI): C23H19ClN2O4SNa ([M +Na]+), 理論值：477.0646; 測定值：477.0636.

(2′E)-4′-(5-間氯苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6n): 產率94%, 白色固體, m.p.178～180 ℃; IR cm-1(KBr):1732, 1609, 1462, 1081, 833;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.81 (s, 1H, Ph-H), 7.74 (d,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.45 (m, 1H, Ph-H), 7.38 (t,J=8.0 Hz, 1H,Ph-H), 7.16 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.17 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.55 (d,J=7.0 Hz, 1H, C=CH),3.84 (s, 5H, OCH3, SCH2), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19ClN2O4SNa ([M + Na]+),理論值：477.0646; 測定值：477.0649.

(2′E)-4′-(5-對氯苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6o): 產率93%, 白色固體, m.p.183～184 ℃; IR cm-1(KBr):1741, 1609, 1468, 1092, 827;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.77 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.39 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.14 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5),6.70 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.19 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.56(t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.51 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C23H19ClN2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：477.0646; 測定值：477.0653.

(2′E)-4′-(5-鄰溴苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6p): 產率90%, 白色固體, m.p.144～145 ℃; IR cm-1(KBr):1727, 1607, 1469, 1116, 834;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.79 - 7.81 (m, 1H, Ph-H), 7.68 - 7.69 (m, 1H, Ph-H), 7.52 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.38 - 7.40 (m, 1H, Ph-H), 7.31 - 7.37(m, 1H, Ph-H), 7.18 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.5 Hz,1H, H-6), 6.19 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=7.5 Hz, 1H,C=CH), 3.87 (s, 3H, OCH3), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.54 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C23H19BrN2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：521.0141; 測定值：521.0127.

(2′E)-4′-(5-間溴苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6q): 產率79%, 白色固體, m.p.179～180 ℃; IR cm-1(KBr):1731, 1609, 1461, 1081, 832;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.98 (s, 1H, Ph-H), 7.78 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.60 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5Hz, 1H, H-4), 7.28 - 7.31(m, 1H, Ph-H), 7.17 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.72 (d,J=8.5 Hz,1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.54 (t,J=7.5 Hz, 1H,C=CH), 3.85 (s, 5H, OCH3, SCH2), 3.51 (d,J=7.5 Hz, 2H,CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19BrN2O4SNa ([M +Na]+), 理論值：521.0141; 測定值：521.0150.

(2′E)-4′-(5-對溴苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6r): 產率85%, 白色固體, m.p.178～180 ℃; IR cm-1(KBr):1742, 1604, 1467, 1105, 825;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:7.69 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.55 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H),7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.13 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.69(d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.19 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.56 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.84 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H, OCH3),3.51 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 1.99 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C23H19BrN2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：521.0141; 測定值：521.0144.

(2′E)-4′-(5-鄰三氟甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6s): 產率79%, 白色固體, m.p.122～124 ℃; IR cm-1(KBr): 1732, 1610, 1464, 1126, 834;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.93 - 7.94 (m, 1H, Ph-H), 7.81 - 7.83 (m, 1H, Ph-H), 7.55 - 7.68 (m, 2H, Ph-H), 7.57 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4),7.24 (s, 1H, H-5), 6.80 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-6), 6.22 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.89 (s, 3H,OCH3), 3.88 (s, 2H, SCH2), 3.57 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C24H19F3N2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：511.0910; 測定值：511.0897.

(2′E)-4′-(5-間三氟甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6t): 產率92%, 白色固體, m.p.149～150 ℃; IR cm-1(KBr): 1719, 1609, 1467, 1121, 839;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ: 8.14 (s, 1H, Ph-H), 8.04 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H),7.74 (d,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.59 (t,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H),7.47 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-4), 7.15 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-5), 6.73(d,J=8.8 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.57 (t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.87 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H, OCH3),3.52 (d,J=7.2 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C24H19F3N2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：511.0910; 測定值：511.0903.

(2′E)-4′-(5-對三氟甲基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素 (6u): 產率93%, 白色固體, m.p.149～150 ℃; IR cm-1(KBr): 1743, 1610, 1467, 1108, 836;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 7.97 (d,J=8.0 Hz, 2H, Ph-H), 7.68 (d,J=8.5 Hz, 2H,Ph-H), 7.46 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.12 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.69 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.58 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.83 (s, 3H,OCH3), 3.52 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C24H19F3N2O4SNa ([M + Na]+), 理論值：511.0910; 測定值：511.0907.

(2′E)-4′-(5-間氰基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6v): 產率88%, 白色固體, m.p.168～169 ℃; IR cm-1(KBr):1715, 1613, 1461, 1107, 832;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:8.15 - 8.16 (m, 1H, Ph-H), 8.11 - 8.13 (m, 1H, Ph-H), 7.75 -7.77 (m, 1H, Ph-H), 7.60 (t,J=7.5 Hz, 1H, Ph-H), 7.53 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-4), 7.21 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.75 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.59 (t,J=7.5 Hz, 1H, C=CH), 3.88 (s, 2H, SCH2), 3.87 (s, 3H, OCH3), 3.54(d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C24H19N3O4SNa ([M + Na]+), 理論值：468.0988; 測定值：468.0965.

(2′E)-4′-(5-對氰基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6w): 產率77%, 白色固體, m.p.209～210 ℃; IR cm-1(KBr):1735, 1609, 1463, 1107, 836;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:8.00 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H), 7.73 (d,J=8.5 Hz, 2H, Ph-H),7.53 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.18 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.74(d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.20 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=6.5 Hz, 1H, C=CH), 3.88 (s, 2H, SCH2), 3.85 (s, 3H, OCH3),3.54 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.00 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C24H19N3O4SNa ([M + Na]+), 理論值：468.0988; 測定值：468.0972.

(2′E)-4′-(5-鄰硝基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6x): 產率62%, 淡黃色固體, m.p.157～159 ℃; IR cm-1(KBr): 1727, 1610, 1461, 1116, 838;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ: 7.95 - 7.97 (m, 1H, Ph-H), 7.86 - 7.88 (m, 1H, Ph-H), 7.68 - 7.75 (m, 2H, Ph-H), 7.59 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-4),7.25 (s, 1H, H-5), 6.81 (d,J=8.4 Hz, 1H, H-6), 6.22 (d,J=9.6 Hz, 1H, H-3), 5.61 (t,J=7.2 Hz, 1H, C=CH), 3.90 (s, 3H,OCH3), 3.86 (s, 2H, SCH2), 3.57 (d,J=7.6 Hz, 2H, CH2), 2.00(s, 3H, CH3); HRMS (ESI): C23H19N3O6SNa ([M + Na]+), 理論值：488.0887; 測定值：488.0873.

(2′E)-4′-(5-間硝基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6y): 產率65%, 白色固體, m.p.188～189 ℃; IR cm-1(KBr):1714, 1608, 1460, 1109, 828;1H NMR (500 MHz, CDCl3)δ:8.66 - 8.67 (m, 1H, Ph-H), 8.32 - 8.34 (m, 1H, Ph-H), 8.22 -8.24 (m, 1H, Ph-H), 7.68 (t,J=8.0 Hz, 1H, Ph-H), 7.49 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-4), 7.17 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.73 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.16 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3), 5.60 (t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.89 (s, 2H, SCH2), 3.86 (s, 3H, OCH3), 3.54(d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3); HRMS (ESI):C23H19N3O6SNa ([M + Na]+), 理論值：488.0887; 測定值：488.0876.

(2′E)-4′-(5-對硝基苯基-1,3,4-噁二唑-2-)硫基蛇床子素(6z): 產率67%, 淡黃色固體, m.p.197～199 ℃; IR cm-1(KBr): 1735, 1608, 1462, 1107, 836;1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 8.28 - 8.30 (m, 2H, Ph-H), 8.07 (d,J=8.5 Hz, 2H,Ph-H), 7.50 (d,J=9.0 Hz, 1H, H-4), 7.18 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-5), 6.74 (d,J=8.5 Hz, 1H, H-6), 6.18 (d,J=9.5 Hz, 1H, H-3),5.62 (t,J=7.0 Hz, 1H, C=CH), 3.90 (s, 2H, SCH2), 3.86 (s, 3H,OCH3), 3.54 (d,J=7.5 Hz, 2H, CH2), 2.01 (s, 3H, CH3);HRMS (ESI): C23H19N3O6SNa ([M + Na]+), 理論值：488.0887; 測定值：488.0883.

2.2 生物活性

2.2.1 目標化合物對朱砂葉螨雌成螨的室內殺螨活性 測定結果如表1 所示：在0.5 mg/mL 質量濃度下，部分化合物對朱砂葉螨雌成螨的殺螨活性高于蛇床子素 (1，72 h 校正死亡率：32.5%)，其中化合物6h (72 h 校正死亡率：57.2%) 表現最為突出。

表1 化合物1～3 和6a～6z 在0.5 mg/mL 下對朱砂葉螨雌成螨的室內殺螨活性Table 1 Acaricidal activity of compounds 1-3 and 6a-6z against female adults of T.cinnabarinus at 0.5 mg/mL

中間體2 和3 的殺螨活性與母體蛇床子素相比沒有明顯變化。然而，在引入以硫醚鍵橋接的不同取代的1,3,4-噁二唑基團后，目標化合物的殺螨活性差異較大。雖然化合物6a (R=Ph) 的72 h校正死亡率低于蛇床子素，但6b (R=2-CH3Ph) 的72 h 校正死亡率高于6c (R=3-CH3Ph) 和6d (R=4-CH3Ph) 的。當R 為氯、溴或硝基取代苯基時，其對應化合物的殺螨活性沒有明顯提高，但取代基在苯環上不同的位置，其殺螨活性具有相似的規律：當R 為間位氯、溴或硝基取代苯基時，所得化合物的殺螨活性均相對較差 (如6n、6q 和6y)；而當R 為鄰位氯、溴或硝基取代苯基時，所得化合物具有相對較好的殺螨活性 (如6m、6p 和6x)。當R 為甲氧基或氟取代苯基時，所得化合物的殺螨活性也隨取代基的位置不同而變化：當R 為間位甲氧基或氟取代苯基時，所得化合物具有較高的殺螨活性 (如6h 和6k)；而當R 為對位甲氧基或氟取代苯基時，所得化合物的殺螨活性較差(如6i 和6l)。

進一步測定了化合物6h 和6t 的72 h LC50值。由表2 可知，化合物1、6h、6t 和螺螨酯的LC50值分別為1.200、0.466、0.510 和0.103 mg/mL，其中化合物6h 的殺螨活性為蛇床子素的2.6 倍。

表2 化合物1、6h 和6t 對朱砂葉螨雌成螨的72 h LC50 值Table 2 72 h LC50 values of compounds 1, 6h and 6t against female adults of T.cinnabarinus

溫室盆栽試驗結果表明：蛇床子素、6h、6t和螺螨酯在0.3 mg/mL 質量濃度下，對朱砂葉螨第5 天的防效分別為30.5%、46.9%、40.7% 和76.6%，其中6h 的防效是蛇床子素的1.5 倍 (圖2)。

圖2 用螺螨酯(SP)、蛇床子素 (1)、6h 和6t 處理感染朱砂葉螨雌成螨豇豆葉的防效 (A) 和第5 天的癥狀 (B) (CK：1g/L 吐溫-80 溶液)Fig.2 The control efficacy (A) and symptoms on the 5th day (B) of cowpea leaves infected with T.cinnabarinus after treatment with spirodiclofen (SP), 1 (osthole), 6h and 6t (CK: aq.Tween-80 (1 g/L))

2.2.2 對小菜蛾幼蟲的殺蟲活性 目標化合物對3 齡小菜蛾幼蟲的24 和48 h 校正致死率測定結果見表3。結果表明，化合物6u 和6v 對小菜蛾幼蟲的殺蟲活性較好，48 h 校正死亡率分別為61.0%和54.2%。與殺螨活性不同，中間體2 (48 h 校正死亡率為20.3%) 和3 (48 h 校正死亡率為23.7%)的殺蟲活性與蛇床子素 (48 h 校正死亡率38.9%)相比下降?；衔?a 的殺蟲活性顯著降低。此外，當R 為甲基、乙基、氟、氯、或溴取代苯基時，所得衍生物的殺蟲活性也降低；當R 為間位甲氧基取代苯基時，所得衍生物6h 的殺蟲活性有一定程度提高；當R 為對位三氟甲基取代苯基時，所得化合物6u 的殺蟲活性最好；但當R 為鄰位或間位三氟甲基取代苯基時，所得化合物6s 和6t 的殺蟲活性下降。當R 為間位氰基取代苯基時，所得化合物6v 的殺蟲活性較好 (48 h 校正死亡率：54.2%)；而當R 為對位氰基取代苯基時，所得化合物6w 的殺蟲活性顯著下降 (48 h 校正死亡率：16.9%)。

表3 化合物1～3 和6a～6z 在1 mg/mL 下對3 齡小菜蛾幼蟲的殺蟲活性Table 3 Insecticidal activity of compounds 1-3 and 6a-6z against 3rd instar larvae of P.xylostella at 1 mg/mL

進一步測定了化合物6u 和6v 的48 h LC50值。結果 (表4) 表明，蛇床子素 (1) 及化合物6u 和6v 的48 h LC50值分別為1.503、0.617 和0.853 mg/mL，其中6u 的殺蟲活性是蛇床子素的2.4 倍。

表4 化合物1、6u 和6v 對3 齡小菜蛾幼蟲的48 h LC50 值Table 4 48 h LC50 values of compounds 1, 6u and 6v against 3rd instar larvae of P.xylostella

2.2.3 化合物6h 對朱砂葉螨雌成螨表皮角質層的影響 掃描電子顯微鏡 (SEM) 測定結果 (圖3) 顯示：空白對照組中的雌成螨角質層自始至終都整齊而有規律地排列著，而經化合物6 h 處理后，雌成螨角質層在24 h 內出現褶皺塌陷，且癥狀隨時間推移加重，到48 及72 h 時明顯加深。這與我們之前報道的蛇床子素類衍生物對朱砂葉螨雌成螨表皮角質層的影響結果[20]相似。

圖3 分別用化合物6h (0.466 mg/mL 的0.1g/L 吐溫-80 溶液：D～F) 和0.1 g/L 吐溫-80 溶液 (空白對照：A～C)處理 24、48 和72 h 后的朱砂葉螨雌成螨表皮角質層的掃描電子顯微鏡圖像Fig.3 The scanning electron microscope images of the cuticle layer of female adults of T.cinnabarinus treated with compound 6h (0.466 mg/mL in 0.1 g/L aq.Tween-80：D-F) and 0.1 g/L aq.Tween-80 (CK：A-C)after 24, 48, and 72 h, respectively

3 結論

本文以蛇床子素為先導化合物，引入1,3,4-噁二唑硫基片段，合成了一系列結構新穎的蛇床子素類衍生物?；衔?h 對朱砂葉螨雌成螨具有較好的殺螨活性，是蛇床子素的2.6 倍?；衔?u 和6v 對3 齡小菜蛾幼蟲具有較好的殺蟲活性，分別是蛇床子素的2.4 和1.8 倍。此外，還進一步探討了化合物6h 對朱砂葉螨雌成螨表皮角質層的影響，發現角質層在24 h 內出現褶皺塌陷，且隨時間推移癥狀明顯加重。這些研究結果將為蛇床子素類新型殺螨劑和殺蟲劑的開發應用提供一定的理論基礎。