植物细菌性病害分布较广，绝大多数农作物都会发生一种或几种细菌性病害。病原细菌能干扰、破坏农作物的生理代谢功能，使植株组织坏死、腐烂、萎蔫和畸形，引起产量损失和品质下降，造成严重的经济损失。
使用化学药剂进行防治是最有效的手段之一，但目前国内已登记的防治细菌性病害的药剂相对较少，效果也不理想；另外，由于农户对植物细菌性病害缺乏认识，长期单一品种用药，从而导致病原细菌产生了严重的抗药性；同时大量用药也给环境造成了严重的污染。因此，研发出新型、高效、低毒、环保的杀细菌剂是十分迫切和必要的。
1,3,4-噁二唑类化合物在化工领域具有广泛的用途。在医药领域，该类化合物具有优良的生物活性，如抗癌、杀菌、抗炎、抗病毒等。在农药领域，该类化合物可用作杀虫剂、除草剂等。
同时，1,3,4-噁二唑类化合物还可应用于植物细菌性病害的防治，如Xu等报道了一系列含1,3,4-噁二唑基团的化合物，对烟草青枯病有较好活性，Li等报道了一系列对水稻白叶枯病和柑橘溃疡病有较好抑菌活性的1,3,4-噁二唑类化合物，其中部分化合物活性甚至高于商品药噻唑酮。
专利CN106916084中报道了一类丙二腈肟醚类化合物(见图1通式I)，其中通式A结构为核心结构(R为氢或卤素、硝基、氰基、烷基、卤代烷基等取代基)，通式A所涉及的化合物对甜瓜果斑病、黄瓜细菌性角斑病、水稻细菌性条斑病和白叶枯病等细菌性病害均具有一定的防治效果。
为了发现结构新颖的高效杀细菌剂，本试验在化合物A骨架的基础上，采用活性亚结构拼接策略，创造性地将具有广泛生物活性的1,3,4-噁二唑结构(片段B)插入到通式A结构的亚甲基和苯环之间，从而设计、合成了一系列新型1,3,4-噁二唑类化合物，并对其进行了结构确证及温室生物活性测定试验。化合物设计思路见图1。
图1 目标化合物7的设计思路
1. 仪器及试剂
（1）仪器
BRUKER Avance 600 MHz型核磁共振仪(CDCl3或DMSO为溶剂，瑞士Bruker公司)；MP450型全自动熔点仪(济南市海能仪器股份有限公司)；BUCHIR-100型旋转蒸发仪(巩义市予华仪器有限责任公司)；Thermo TSQ质谱仪(赛默飞世尔科技公司)；CHEETAH型中压快速纯化制备色谱(天津博纳艾杰尔科技有限公司)。
（2）试剂
取代苯甲酸，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氯乙酰氯、丙二腈，上海麦克林生化科技有限公司；三氯氧磷，上海思言生物科技有限公司；浓硫酸、乙腈、乙酸、四氢呋喃，AR，天津市科密欧化学试剂有限公司；氯化钠、碳酸钠，AR，焦作市维联精细化工有限公司；乙醇、乙酸乙酯、石油醚，AR，国药集团化学试剂有限公司。
2. 目标化合物的合成
目标化合物7的合成路线见图2。
图2 目标化合物7的合成路线
向250mL反应瓶中加入40.97mmol取代苯甲酸(中间体1)、4.10mmol浓硫酸和70mL乙醇。将混合物在80℃下加热搅拌3h。TLC显示反应完全后，向反应液中加入饱和碳酸氢钠水溶液，调节pH至中性。向混合溶液中加入乙酸乙酯萃取，有机相经过无水硫酸镁干燥，过滤、浓缩。得到白色液体为中间体2，收率为94.98%~96.46%。
向250mL反应瓶中加入33.31mmol中间体2、133.27mmol水合肼和100mL乙醇。将混合物在80℃下搅拌4h。TLC显示反应完全后，将反应液倒入冰水中，析出固体，抽滤，干燥。得到白色固体为中间体3，收率为90.94%~93.15%。
（3）N-(2-氯乙酰基)芳基甲酰肼(中间体4)的合成
向250mL反应瓶中加入29.40mmol中间体3、2.94mmol碳酸钠和100mL四氢呋喃。放置于冰浴中，降温至0~5℃，缓慢滴加35.28mmol氯乙酰氯，将混合溶液升至室温后搅拌3h。TLC显示反应完全后，向反应液中加入乙酸乙酯、饱和食盐水进行萃取，有机相经过无水硫酸镁干燥，过滤、浓缩。得到白色固体为中间体4，收率为83.95 %~84.77%。
（4）2-氯甲基-5-(取代苯基)-1,3,4- 二唑(中间体5)的合成
向100mL反应瓶中加入21.22mmol中间体4和40mL三氯氧磷。将混合物在110℃下加热搅拌3h。TLC显示反应完全后，淬灭三氯氧磷，将反应液缓慢加入冰水混合物中，不断搅拌至三氯氧磷与水反应完毕。析出固体，抽滤、干燥。得到白色固体中间体5，收率为81.81%~83.69%。向250mL反应瓶中加入75.69mmol丙二腈、7.56mmol乙酸和100mL水。放置于冰浴中，使温度降至0~5℃，缓慢滴加用75.69mmol亚硝酸钠配置的水溶液，将混合溶液搅拌3h。反应结束，浓缩反应液，利用乙醇进行重结晶，得到产物5.22g，性状为黄色固体，即丙二腈肟醚钠盐，收率为59.03%。（6）(5-芳基-1,3,4- 二唑)-2-甲氧基二氰化碳酰亚胺(目标化合物7)的合成向100mL反应瓶中加入15.46mmol中间体5、15.46mmol中间体6和100mL乙腈。将混合物在80℃下搅拌6h。TLC显示反应完全后，将反应液抽滤，浓缩得黄色油状残余物，将粗品使用中压快速纯化制备色谱进行柱层析(乙酸乙酯-石油醚体积比1：10)纯化，得到目标化合物7，收率为76.21%~78.57%。目标化合物7a~7m的化学结构、性状、收率及熔点信息见表1。
目标化合物7a~7m的1H NMR及ESI-MS数据见表2:
供试菌种：西瓜食酸菌(Acidovorax citrulli)；测试质量浓度：400、100、25mg/L。试验方法：采用浸种法，将待测化合物溶解于二甲基亚砜中，再使用0.1%吐温80水溶液将化合物稀释至试验设计质量浓度，按同样方法设置对照药剂(硫酸链霉素)实验组与空白对照实验组，再加入培养至稳定生长期的A. citrulli菌液配制成的供试浓度药液。将经过催芽的甜瓜种子放入菌液与化合物的混合液中浸泡30min，再将种子播种于蚯蚓土培养杯中，每个纸杯中放置10粒种子，每个质量浓度设置3次重复。再将其放入日光温室进行正常水肥管理，一般培养2周时间，待空白对照充分发病后进行防效调查。
目标化合物7(7a~7m)的杀细菌活性测试结果见表3。
当质量浓度为400mg/L时，所有测试化合物对甜瓜果斑病均有一定的防效；其中化合物7d对甜瓜果斑病的防效高达91.71%，高于同剂量下对照药剂硫酸链霉素对甜瓜果斑病的防效(85.71%)；化合物7g、7j、7k、7m对甜瓜果斑病的防效为66.50%~76.29%，表现出良好的杀细菌活性。
由化合物活性高低排序7d>7b>7c，7g>7e>7f，7j>7h>7i及7m>7k>7l可知：化合物取代基构效关系为邻位取代>对位取代>间位取代；由化合物活性高低排序7d>7g>7m>7j>7a可知：化合物邻位取代的取代基构效关系为CH3>F>NO2>Cl>H，给电子基>吸电子基>H。
当测试质量浓度降低至100mg/L时，化合物7d、7j、1757k、7l对甜瓜果斑病的防效为45.50%~58.43%，其中化合物7d活性最强，与对照药剂硫酸链霉素相当。由化合物7d与化合物7b、7c的活性比较、由化合物7g与化合物7e、7f的活性比较以及由化合物7j与化合物7h、7i的活性比较可知，相对于间位取代和对位取代，化合物7的R为邻位取代时更具杀细菌活性优势。
当测试质量浓度降低至25mg/L时，化合物7d对甜瓜果斑病仍具有51.14%的防效，高于相同剂量下对照药剂硫酸链霉素的防效(30.00%)。
综上所述，当目标化合物7的R为2-CH3取代时，化合物具有优异的杀细菌活性，进一步研究正在进行中。
本研究采用活性亚结构拼接策略，将丙二腈结构与1,3,4-噁二唑结构有机地进行结合，从而设计、合成了13个1,3,4-噁二唑类化合物。以取代苯甲酸为原料，经过酯化、酰肼化、缩合、环合及亲核取代5步反应制备得到目标化合物，目标化合物的结构均经1H NMR及ESI-MS确证，表征数据与相应的化合物一致。
温室杀细菌活性测试结果表明：在测试浓度下，有测试化合物对甜瓜果斑病均有一定的防效。构效关系表明：化合物取代基构效关系为邻位取代>对位取代>间位取代；化合物邻位取代的取代基构效关系为CH3>F>NO2>C1>H，给电子基>吸电子基>H。
在测试质量浓度为400mg/L时，化合物7d对甜瓜果斑病的防效高达91.71%；在所有测试浓度下，化合物7d对甜瓜果斑病的防效均高于对照药剂硫酸链霉素。化合物7d活性优异，可作为先导化合物进行深入研究。