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烯效唑Fe(II)配合物的合成、结构及生物活性研究

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任国瑜任旭李健亢玉红高勇李霄

摘 ?????要：合成了新的配合物[FeL4Cl2] （L=（E）-1-对氯苯基-2-（1，2，4-三唑-1-基）-4，4-二甲基-1-戊烯-3-醇，采用元素分析EA、红外光谱IR和X射线单晶衍射方法对配合物的组成及结构进行表征。该配合物晶体属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数如下：a =8.989 6（5）（?）， b=13.0714（9）（?）， c =14.717 5（12）（?），α= 93.089（3）°， β= 99.809（3）°， γ =104.408 （4）°， V =1 642.1（2） ?3 ，Dc= 1.308 g?cm-3， F（000）= 676。研究了配合物及烯效唑对苹果干腐I、苹果轮纹II、小麦赤霉III和葡萄黑豆IV四种病菌的抑制活性。结果表明：配合物的抑菌活性优于配体。对于葡萄黑豆病菌IV，配合物毒力指数是配体的3.66倍。与配体相比，FeCl2与烯效唑配位后可提高生物活性。

关 ?键 ?词：金属配合物;晶体结构;生物活性增强

中图分类号：TQ453.3 ?????文献标识码： A ??????文章編号： 1671-0460（2019）08-1682-04

Abstract： The Fe（II） complex of uniconazole [FeL4Cl2] （L =uniconazole） was synthesized and characterized by elemental analysis， IR， single crystal X-ray diffraction. The crystal is in the triclinic system， space group P-1， with cell parameters：a=8.9896（5）（?），b=13.0714（9）（?），c=14.7175（12）（?），α=93.089（3）°，β=99.809（3）°，γ=104.408（4）°，V=1642.1（2）?3 Dc= 1.308 g?cm-3， F（000）= 676. The antifungal activities of this complex and its ligand were then evaluated against four selected fungi using the mycelial growth rate method. Four important phytopathogens of Botryosphaeria ribis（I）， Botryosphaeria berengriana （II）， Wheat gibberellic （III）， and Grape anthracnose （IV）（Shaanxi Microbiology Institute， China） were screened for antifungal activities. The results displayed that the complex showed better antifungal activities than the free ligand. And the complexs toxicity was 3.66 times higher than that of ligand L for Grape Anthracnose IV. And compared with the free ligand uniconazole， the biological activities of Fe（II） complex based on uniconazole were enhanced.

Key words： Metal complex; Crystal structure; Enhanced biological activities

随着人口的增长，耕作土地面积的减少，需要提高农作物的产量。在增产保质的进程中，有效防治病虫害的各类杀菌剂起到了作用。在各种杀菌剂中，三唑类杀菌剂的使用位居榜首，品种最多[1，2]。三唑类杀菌剂是一种高效、低毒、低残留、持效期长、内吸性强的杀菌剂。三唑类杀菌剂的种类繁多，继首个三唑类杀菌剂三唑酮被拜耳公司推出，相继有联苯三唑醇、氟环唑、戊唑醇、环唑醇、丙环唑、烯效唑等推出。其中，烯效唑既具有内吸传导性和保护治疗作用，对稻瘟病、小麦根腐病、玉米小斑病、水稻恶苗病、小麦赤霉病、菜豆炭疽病显示良好的抑菌作用，还可对植物生长调节。可用于水稻、小麦、玉米、花生、大豆、棉花、果树、花卉等作物，可茎叶喷洒或土壤处理，增加着花数[3，4]。但是，三唑类杀菌剂由于长期频繁的使用，使其产生了单一的作用机制和位点，真菌对其产生了抗药性，失去了原有的优势[6-8] ，加大用量，不仅浪费，也会对环境造成一定程度的污染。所以，寻找高效的、高安全性的真菌类杀菌剂势在必行。相对于耗时耗力合成一种新的药物，对现有杀菌剂进行改性和修饰使其功能更强大，同时也能改良农作物原有的抗药性[9]，达到成本低见效快的目的。

近年来以三唑类化合物为配体，与过渡金属合成三唑类金属有机配合物，其生物活性得到研究者们的关注，成为研究领域的热点[10，11]。分析原因主要是：（1） 1，2，4-三唑环其独特的结构是许多抗病毒、抗惊厥、抗肿瘤等药物的活性基团，具有显著的生物特性，是药物合成典型的活性基团，可合成结构多样的1，2，4-三唑类生物活性药物，在医药和农药领域具有重要的地位;（2） 1，2，4-三唑环属于含氮五元杂环，具有大π键的特性，4位上的N原子具有孤对电子，容易与过渡金属盐配位，形成形式各异的金属配合物。正是由于这些特性，使1，2，4-三唑化合物得到广泛应用。

本文以烯效唑为配体，与氯化亚铁配位，形成三唑类的金属配合物，并对配合物的生物活性进行研究。

1 ?实验部分

1.1 ?实验试剂及仪器

烯效唑来自江苏盐城利民有限公司，经过多次重结晶，纯度达99%以上，乙醇和金属盐均为实验分析纯。

仪器：德国IKARET control-vise型磁力搅拌器;超泽衡器设备有限公司JMB2003型电子天平;上海一恒科学仪器有限公司PHG-9013型电热鼓风干燥箱;德国Perkins-Elmer PE-2400型元素分析仪;德国Bruker Equinox-550型傅立叶红外光谱仪（KBr压片）。

1.2 ?配合物的合成

[FeL4Cl2]：将配体烯效唑（0.583 6 g， 2 mmol）和FeCl2 （0.126 7 g， 1 mmol）分别溶于6和6 mL的乙醇溶液中，将FeCl2溶液逐滴滴加到烯效唑溶液中，搅拌4 h，最终得淡黄色的澄清溶液。将其过滤后在室温条件下缓慢蒸发，20 d后得到淡黄色晶体。C60H72Cl6FeN12O4（1 293.84）产率82%，元素分析结果，计算值（%）：C 49.21，H 5.98，N 12.23;實测值（%）：C 48.26，H 6.24，N 11.44;IR（KBr， σ/cm-1）：3 413 （s）， 3 165 （m）， 2 956 （m）， 2 578（w）， 1 645 （w）， 1 280 （m）， 1 014 （s）， 823（m）。

1.3 ?晶体结构的测定

在Bruker Smart ApexⅡ单晶衍射仪上利用经石墨单色化的MoKa（λ=0.0710 73 nm）射线，检测单晶结构。在293（2） K，以扫描方式收集衍射数据。在2.251≤θ≤26.396范围内，共收集18 649个衍射点，所有非氢原子坐标通过直接法和差值傅立叶合成法得到[12]。晶体数据列于表1， CCDC：1 921 476。

1.4 ?生物实验

采用生长速率法，配制不同浓度（0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L）烯效唑和金属配合物的PDA平板。在含药平板接种直径为7.0 mm的菌落，同时不加药剂为对照实验。每个样品做3次平行实验。然后将接种菌落的平板置于25 ℃恒温培养箱中培养7 d后，测量菌落生长直径，计算出抑制率和EC50值[3]。

2 ?结果与讨论

2.1 ??[FeL4Cl2]晶体结构

配合物[FeL4Cl2]的晶体分子结构图见图1，氢键图和堆积图分别见图2和图3，部分键长键角见表2，氢键信息见表3。

由图1知，配合物[FeL4Cl2]中，Fe（II）与四个烯效唑配体中的四个N原子和两个Cl-配位，最终形成中心对称的多面体配合物。由表2知，Fe-Cl键的键长2.535 2（6） ?，Fe-N键的键长在2.16～2.00 ?范围内。说明Fe-Cl键比Fe-N键的键长长，Cl1-Fe-Cl1i和N3i-Fe-N3键角为180°，故为直线，N-Fe-Cl的键角接近90°，故配合物[FeL4Cl2]形成以Cl1和Cl1i为顶点的规则八面体结构。由图2知，配合物有两种形式的氢键，分子内的氢键有C12-H12A···O1、C12-H12A···O1、C15-H15···O1、C22-H22··N5、C26-H26C···O2、C22-H22··N5、C26-H26C···O2、C28-H28A···O2和C29-H29···O2，氢的供体是三唑环上的C15、C29和叔丁基上的C12、C29，受体是醇羟基上的O1、O2和三唑环上N1、N5。分子间的氢键O1-H1···Cl1i、O2-H2···Cl1i、C2-H2A···N2i和C29ii-H29ii···Cl1i。氢键的键长键角如表3所示。因此，通过分子内和分子间的氢键使配合物连接成较为稳定的二维链状结构。图3是通过范德华力和静电引力而组成三维堆积图。

2.2 ?生物活性

图4是配合物[FeL4Cl2]、配体L和金属盐FeCl2 对所选的四种病菌（苹果干腐I、苹果轮纹II、小麦赤霉III和葡萄黑豆IV）的抑菌率。由图4可知，对所选的四种病菌，随着药剂浓度的增加，抑菌率随之增加，当浓度达到4.0 mg/L，配合物对苹果干腐I的抑菌率达到81%。三种药物的抑菌活性由大到小依次是：配合物>配体>金属盐。金属盐的抑菌率明显较小。在相同浓度下，配合物和配体对四种病菌的抑制效果从大到小依次为：I>II>III>IV。由表4知，配合物的EC50值小于配体，故配体烯效唑与金属盐经过配位后形成的配合物的抑菌活性提高。对于四种病菌I-IV，配合物的毒力指数依次是配体的2.39、1.81、1.73、3.66倍。由此可见，对于葡萄黑病菌IV，烯效唑与氯化亚铁配位后抑菌活性增加的倍数最大。其次是苹果干腐I、苹果轮纹II和小麦赤霉III。与配体相比，配合物的生物活性增大的原因可能是：一是增加了金属盐FeCl2的活性位点，金属盐与烯效唑配体以协同的方式起杀菌作用;二是配位后，降低了配合物分子的整体极性，从而增加了其进入真菌膜内的通透性[13]，增加了配合物的抑菌活性。

3 ?结论

[FeL4Cl2]是单齿配合物，Fe（II）与四个配体、和两个氯离子形成中心对称的多面体构型。配体烯效唑与金属盐FeCl2 配位后，对所选的四种病菌的抑菌活性明显提高，对葡萄黑豆病菌IV的抑菌活性提高最显著，是配体的3.66倍。因此，与配体烯效唑比较，配合物[FeL4Cl2]的生物活性明显提高，说明FeCl2与烯效唑配位后可提高其生物活性。

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