CN103059006B

CN103059006B - 具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物及其制备方法

Info

Publication number: CN103059006B
Application number: CN201310005921.2A
Authority: CN
Inventors: 姜玉钦; 徐桂清; 吕晓孟; 张玮玮; 过治军; 李伟; 梁璐璐; 姜蓉蓉; 师灵娜
Original assignee: Henan Normal University
Current assignee: Henan Normal University
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: CN103059006A

Abstract

本发明公开了一种具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物及其制备方法。本发明的技术方案要点为：具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物的结构通式为，其中R为卤原子、卤代烷基、烷基、烷氧基或硝基，n₁≥1，n₂≥0。本发明还公开了该化合物的制备方法和用途。本发明的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物具有优异的抗菌性能，能够较好地应用于因细菌、真菌所致的动植物病害的防治，其在医药，农药等领域极具应用前景。

Description

具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及抗菌活性化合物及其合成方法的技术领域，特别是一种具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物及其制备方法。

背景技术

自从六十年代发现唑类化合物的杀菌活性以来，该类化合物在危害动植物病原菌的防治中达到了新的水平。七十年代，三氮唑类化合物的高效杀菌活性引起了人们的高度重视，各大公司先后开发研究。迄今为止，已开发了多种杀菌剂，具有对环境影响较小、对病害的选择性较强、疗效较高等优点。近几年来，新研制的三氮唑类杀菌剂的结构具有以下几个特点：以多取代的三氮唑为母核，这类化合物在工业上可用作杀菌剂、除草剂、光稳定剂等；还有一些具有抗菌、抗炎、抑制病毒生长的作用，是许多抗生素，抗体，杀菌剂的替换药剂；并且还发现某些该类物质具有抗感染艾滋病毒的作用。

唑类化合物作为应用最广泛的抗菌药物，1,2,3-三氮唑具有高的芳香稳定性，能够改善原有药物分子在溶解性、药效学、药物代谢动力学等方面的不足，且可通过形成氢键、偶极-偶极提高化合物的作用效果与作用的专属性；另外，随着“Click Chemistry”的提出，通过1,3-偶极环加成反应区域性、选择性地合成了1,2,3-三氮唑类化合物，此法具有简单可靠、高收率、高选择性、易分离等优点，因此使得对其的研究与开发日益活跃，现已有大量的文献报道，结果显示，含有1,2,3-三唑环的化合物表现出了抗菌、抗病毒、抗结核等多种生物活性及高的芳香稳定性。

白杨素（Chrysin，5,7-dihydroxy-2-phenyl-4H-chromen-4-one，5,7-二羟基黄酮）作为一种广泛分布的天然黄酮，具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗焦虑、抗氧化、防紫外线等作用，但因其肠道吸收甚少和5,7位羟基被迅速糖基化代谢导致活性较低，通过对其结构进行修饰，以合成生物利用度高、生物活性强、毒性较低的靶分子，已成为新药创制的重要途径之一。

根据药物拼合原理，将两个或多个具有不同生物活性的片段连接在同一个分子中设计合成的药物分子能通过结合不同的生物靶点发挥良好的药效作用。据此原理，将具有生物活性的1,2,4-三氮唑的生物电子等排体-1,2,3-三氮唑环通过“Click Chemistry”接入到白杨素中，合成一系列白杨素-三氮唑类化合物，经初步的生物活性测试，发现所合成的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物都具有较好的抗菌活性，这些化合物可以用于因细菌（如大肠杆菌、结核分枝杆菌、金黄色葡萄球菌、脑膜炎双球菌）、真菌（如白色念珠菌、新生隐球菌、白假丝酵母菌、

辣椒炭疽病菌、小麦纹枯病菌）所致的动植物病害的防治，其在医药，农药等领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物。

本发明解决的另一个技术问题是提供了一种绿色高效地合成具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物的方法。

本发明还解决的技术问题是该具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物在由细菌（如大肠杆菌、结核分枝杆菌、金黄色葡萄球菌、脑膜炎双球菌）、真菌（如白色念珠菌、新生隐球菌、白假丝酵母菌、辣椒炭疽病菌、小麦纹枯病菌）所致的动植物病害防治中的应用。

本发明的技术方案为：具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物，其特征在于：所述的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物的结构通式为，其中R为卤原子、卤代烷基、烷基、烷氧基或硝基，n₁≥1，n₂≥0。

本发明所述的具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法，其特征在于具体合成步骤为：将白杨素端基炔类化合物、叠氮化物、催化剂硫化亚铜依次放入反应容器中，其中各原料的物质的量之比为n（白杨素端基炔类化合物）：n（叠氮化物）：n（催化剂硫化亚铜）=1:1~1.2:0.1~0.5，加水溶解，在室温下超声1~2小时，TLC监控反应完全后过滤，干燥，柱层析纯化制得具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物。

本发明所述的具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法，其特征在于白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物制备过程中的主要反应方程式为：

其中，R为卤原子、卤代烷基、烷基、烷氧基或硝基，n₁≥1，n₂≥0。

本发明所述的具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物的用途，其特征在于：所述的具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物可用于因细菌（如大肠杆菌、结核分枝杆菌、金黄色葡萄球菌、脑膜炎双球菌）、真菌（如白色念珠菌、新生隐球菌、白假丝酵母菌、辣椒炭疽病菌、小麦纹枯病菌）所致的动植物病害的防治。

本发明通过“Click Chemistry”对白杨素进行化学修饰，将具有多种生物活性的1,2,3-三氮唑环引入白杨素中，绿色高效地合成具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物。该类化合物具有优异的抗菌性能，能够较好地应用于因细菌（如大肠杆菌、结核分枝杆菌、金黄色葡萄球菌、脑膜炎双球菌）、真菌（如白色念珠菌、新生隐球菌、白假丝酵母菌、辣椒炭疽病菌、小麦纹枯病菌）所致的动植物病害的防治。并且制备过程中工艺简单，目标产物产品收率高。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

(1) 5-羟基-2-苯基-7-(丙基-2-炔基-1-基氧)-4H-色满-4-酮的制备

将白杨素(30 mmol, 7.63 g)和3-溴丙炔(30 mmol, 3.57 g)置于100 mL圆底烧瓶中，加入K₂CO₃(30 mmol, 4.15 g)和丙酮50 mL，回流，TLC跟踪反应的进行，待反应完全后，过滤，用丙酮洗涤，旋干，柱层析纯化，得到黄色固体，收率87%。

(2) 邻甲基叠氮苯的制备

在250 mL二颈瓶中加入浓盐酸与水的混合溶液(14 mL, 1:1, v/v)，加入邻甲苯胺(22 mmol, 2.36 g)，搅拌至溶解。在0-5 ℃时，缓慢滴加8 mL溶解有亚硝酸钠(22 mmol, 1.52 g)的冰水溶液。20分钟后，缓慢滴加18 mL溶解有NaN₃(22 mmol, 1.43 g)的水溶液。滴加完毕后，室温搅拌，薄层色谱（TLC）跟踪反应，反应完全后，用适量的二氯甲烷萃取三次，水洗三次，无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，得黄色液体，收率88%。

(3) 5-羟基-2-苯基-7-((1-(邻甲苯基)-1H-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-4H-色满-4-酮的制备

在10 mL单口瓶中分别加入5-羟基-2-苯基-7-(丙基-2-炔基-1-基氧)-4H-色满-4-酮(0.68 mmol, 200 mg)、邻甲基叠氮苯(0.68 mmol, 90 mg)和水(3 mL)。然后加入催化剂硫化亚铜(0.07 mmol)，在室温下超声反应，TLC监控。反应完全后，用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，经柱层析，得到淡黄色固体，产率83%。

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 12.77 (s, 1H, OH), 7.94 (s, 1H, CH-H), 7.93-7.90 (m, 2H, Ar-H), 7.61-7.53 (m, 3H, Ar-H), 7.48-7.35 (m, 4H, Ar-H), 6.72 (s, 1H, CH-H), 6.71 (d, J = 2.0 Hz, 1H, Ar-H), 6.51 (d, J = 2.0 Hz, 1H, Ar-H), 5.42 (s, 2H, CH₂-H), 2.26 (s, 3H, CH₃-H). ESI MS m/z :426 [M+H]⁺.

实施例2

5-羟基-2-苯基-7-((1-(邻甲苯基)-1H-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-4H-色满-4-酮的制备

在10 mL单口瓶中分别加入5-羟基-2-苯基-7-(丙基-2-炔基-1-基氧)-4H-色满-4-酮(0.68 mmol, 200 mg)、邻甲基叠氮苯(0.82 mmol, 109 mg)和水(3 mL)。然后加入催化剂硫化亚铜(0.34 mmol)，在室温下超声反应，TLC监控。反应完全后，用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，经柱层析，得到淡黄色固体，产率85%。

实施例3

7-((1-(4-溴苯基)-1H-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-5-羟基-2-苯基-4H-色满-4-酮的制备

在10 mL单口瓶中分别加入5-羟基-2-苯基-7-(丙基-2-炔基-1-基氧)-4H-色满-4-酮(0.68 mmol, 200 mg)、对溴叠氮苯(0.68 mmol, 135 mg)和水(3 mL)。然后加入催化剂硫化亚铜(0.34 mmol)，在室温下超声反应，TLC监控。反应完全后，用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，经柱层析，得到淡黄色固体，产率88%。

¹H NMR (400 MHz, [D₆]DMSO): δ = 12.84 (s, 1H, OH), 9.04 (s, 1H, CH-H), 8.11 (d, J = 5.8 Hz, 2H, Ar-H), 7.91 (d, J = 8.1 Hz, 2H, Ar-H), 7.82 (d, J = 8.1 Hz, 2H, Ar-H), 7.65-7.59 (m, 3H, Ar-H), 7.06 (s, 1H, CH-H), 7.01 (s, 1H, Ar-H), 6.55 (s, 1H, Ar-H), 5.41 (s, 2H, CH₂-H). ESI MS m/z : 490 [M+H]⁺.

实施例4

5-羟基-2-苯基-7-((1-(2-(三氟甲基)苯基)-1H-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-4H-色满-4-酮的制备

在10 mL单口瓶中分别加入5-羟基-2-苯基-7-(丙基-2-炔基-1-基氧)-4H-色满-4-酮(0.68 mmol, 200 mg)、邻三氟甲基叠氮苯(0.68 mmol, 127 mg)和水(3 mL)。然后加入催化剂硫化亚铜(0.34 mmol)，在室温下超声反应，TLC监控。反应完全后，用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，经柱层析，得到淡黄色固体，产率92%。

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 7.98 (s, 1H, CH-H), 7.94-7.90 (m, 3H, Ar-H), 7.81-7.71 (m, 2H, Ar-H), 7.63-7.53 (m, 4H, Ar-H), 6.71 (s, 1H, CH-H), 6.70 (d, J = 2.0 Hz, 1H, Ar-H), 6.51 (d, J = 2.0 Hz, 1H, Ar-H), 5.42 (s, 2H, CH₂-H). ESI MS m/z :480 [M+H]⁺.

实施例5

5-羟基-7-((1-(4-甲氧基苯基)-1H-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-2-苯基-4H-色满-4-酮的制备

在10 mL单口瓶中分别加入5-羟基-2-苯基-7-(丙基-2-炔基-1-基氧)-4H-色满-4-酮(0.68 mmol, 200 mg)、对甲氧基叠氮苯(0.68 mmol, 101 mg)和水(3 mL)。然后加入催化剂硫化亚铜(0.07 mmol)，在室温下超声反应，TLC监控。反应完全后，用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，经柱层析，得到淡黄色固体，产率87%。

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 12.75 (s, 1H, OH), 8.02 (s, 1H, CH-H), 7.89 (d, J = 6.6 Hz, 2H, Ar-H), 7.64 (d, J = 8.8 Hz, 2H, Ar-H), 7.56-7.51 (m, 3H, Ar-H), 7.02 (d, J = 8.8 Hz, 2H, Ar-H), 6.68 (s, 2H, CH-H and Ar-H), 6.48 (s,1H, Ar-H), 5.37 (s, 2H, CH₂-H), 3.87(s, 3H, CH₃-H). ESI MS m/z :442 [M+H]⁺.

实施例6

5-羟基-7-((1-(2-硝基苯基)-1H-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-2-苯基-4H-色满-4-酮的制备

在10 mL单口瓶中分别加入5-羟基-2-苯基-7-(丙基-2-炔基-1-基氧)-4H-色满-4-酮(0.68 mmol, 200 mg)、邻硝基叠氮苯(0.68 mmol, 112 mg)和水(3 mL)。然后加入催化剂硫化亚铜(0.07 mmol)，在室温下超声反应，TLC监控。反应完全后，用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，经柱层析，得到淡黄色固体，产率89%。

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 12.75 (s, 1H, OH), 8.12(d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 7.98 (s, 1H, CH-H), 7.91 (d, J = 6.9 Hz, 2H, Ar-H), 7.84-7.65 (m, 3H, Ar-H), 7.57-7.52 (m, 3H, Ar-H), 6.69 (s, 1H, CH-H), 6.68 (d, J = 1.1 Hz, 1H, Ar-H), 6.49 (d, J = 1.1 Hz, 1H, Ar-H), 5.40 (s, 2H, CH₂-H). ESI MS m/z :457 [M+H]⁺.

实施例7

对细菌的抑菌活性测试

（1）待测化合物溶液的制备

分别称取适量的待测化合物，溶于二甲基亚砜中，制成10 mg/ml的母液，然后用二甲基亚砜溶液稀释成1 mg/ml和0.5 mg/ml的待测化合物溶液各100ml，灭菌备用。

（2）菌种的活化及菌液的制备

在试验前两日，将四种供试菌分别接种于供试斜面上，置28℃恒温培养48小时，每支斜面用0.85%的灭菌生理盐水2ml将菌苔洗下，摇匀备用。

（3）双碟的制备

取直径9cm的灭菌双碟若干，分别将溶化的15ml培养基注入双碟底层，置水平位置凝固。将2ml各供试菌液分别加入到45℃～50℃的含100ml双碟上层培养基的各三角瓶中，摇匀。在每个含底层培养基的双碟中，分别加入5ml含菌培养基，均匀摊布，置水平位置凝固后备用。

（4）测量方法

采用打孔法，在供试菌的双层琼脂平板上，用打孔器（外径8mm）按间隔一致的距离打三个孔，将两种不同浓度的待测化合物溶液（0.25ml）加入不同孔内，对照加入二甲基亚砜溶液。37℃恒温培养15-16小时，测量抑菌圈大小。每次设置三个重复，同样条件做三次。

实施例8

对人体致病真菌抑菌活性测试

采用美国NCCLS推荐的标准化抗真菌敏感性实验方法测试所得化合物的体外抗真菌活性，以目标化合物抑制所选真菌80%生长率的浓度作为判断终点（MIC₈₀）。

实施例9

对植物致病真菌的抑菌活性测试

采用菌落生长直径法，将待测化合物溶于二甲基亚砜中配制成一定浓度母液，并将母液加入60 ℃ PDA培养基中并使之均匀分散，制备成浓度为20 mg/1000 mL的含药培养基。冷却后分别接种辣椒炭疽病原菌、小麦纹枯病原菌，然后在25 ℃恒温箱内培养，分别量取培养24 h、48 h和72 h的菌落直径 (每个菌落按十字交叉法测量2次，以其平均数代表菌落大小)，重复3次，取其平均值。根据菌落扩展直径的长度与对照组比较，求出相对抑制百分率。

相对抑制率 (%) = × 100 %

表1 典型化合物的编号、化学结构、产率及Click反应时间

表2为典型化合物对具有代表性细菌的抑菌活性测试结果，表2中化合物编号1―5与表1中的相对应，编号6为不加任何测试样品的对照组。

表2 典型化合物对具有代表性细菌的抑菌活性

表3为典型化合物对人体致病真菌及植物致病真菌的抑菌活性测试结果，表3中化合物编号1―5与表1中的相对应，编号6为对照药品氟康唑，编号7为对照药品烯唑醇，抑制率为48h的抑制率。

表3典型化合物对人体致病真菌及植物致病真菌的抑菌活性

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims

1.具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物，其特征在于：所述的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物的结构通式为，其中R为甲基、硝基、甲氧基、三氟甲基或溴，n₁=1，该白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物通过以下方法制备而成：将白杨素端基炔类化合物、叠氮化物、催化剂硫化亚铜依次放入反应容器中，其中各原料的物质的量之比为n（白杨素端基炔类化合物）：n（叠氮化物）：n（催化剂硫化亚铜）=1:1~1.2:0.1~0.5，加水溶解，在室温下超声1~2小时，TLC监控反应完全后过滤，干燥，柱层析纯化制得具有抗菌活性的白杨素-1,2,3-三氮唑类化合物。