CN105837569B

CN105837569B - 一种骆驼蓬碱噁唑啉类化合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN105837569B
Application number: CN201610284709.8A
Authority: CN
Inventors: 钟国华; 张智军; 崔高峰; 孙冉冉; 胡美英; 曾勇
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2036-04-29
Also published as: CN105837569A

Abstract

本发明公开了一种骆驼蓬碱噁唑啉类化合物及其制备方法和应用。所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物的结构式如式（I）所示：式（I）中，R₁为甲基、苯基、对氯苯基或邻羟基苯基；R₂为邻羟基苯基、3‑甲氧基‑4‑羟基苯基、3,5‑二甲基‑4‑羟基苯基或2‑呋喃基。该类化合物不仅对草地贪夜蛾离体细胞系Sf9有显著的细胞毒活性，对致倦库蚊和萝卜蚜有较好的杀虫活性，对斜纹夜蛾具有较好的生长发育调节活性，而且对水稻纹枯病菌、芒果炭疽病菌、黄瓜疫病菌、西瓜枯萎病菌、荔枝霜疫霉病菌、草莓灰霉病菌和香蕉枯萎病菌均具有较好的抑制活性。而且该化合物结构简单，易于合成，合成工艺简单、产品纯度高，适于大规模工业推广应用。

Description

一种骆驼蓬碱噁唑啉类化合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于农药技术领域。更具体地，涉及一种骆驼蓬碱噁唑啉类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

骆驼蓬碱是从我国蒺藜科植物骆驼蓬(Peganumharmala L.)中提取分离到的一类β-咔啉生物碱，其具有抗癌、杀虫、抑菌及抗病毒等多种生物活性，倍受国内外研究者关注。近年来，对骆驼蓬碱的研究主要侧重于抗肿瘤方面，并在结构修饰、抗肿瘤构效关系、作用机理等方面进行了深入研究((1)潘启超，等.癌症，1985，4，192-194；(2)曹俊，等.癌症，1993，12，214-216；(3)Amy M.D.,et al.Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,2001,11,1251-1255；(4)Cao R.H.,et al.European Journal of Medicinal Chemistry,2005,40,991-1001；(5)Guan H.J.,et al.European Journal of Medicinal Chemistry,2006,41,1167-1179)。

研究发现，骆驼蓬生物碱在用于害虫防治方面也具有广泛的农用活性，现已明确骆驼蓬碱对埃及伊蚊(Aedesaegypti)、家蝇(Muscadomestica)、灰翅夜蛾(Spodopteralittoralis)、印度谷螟(Plodiainterpunctella)、松材线虫(Bursaphelenchuhxylophilus)、菜青虫(Pierisrapae)、斜纹夜蛾(SpodoteraLitura)均表现出较强的毒杀、拒食、忌避和抑制生长作用，此外还有抑菌、抗植物源病毒及植物生长调节作用((1)孙之谭，等.广西农业生物科学，2004，23，118-121；(2)赵国林，等.西北农业大学学报，1997，25，111-114；(3)薛林贵，等.中兽医医药杂志，2007，3，16-19；(4)刘建新，等.西北植物学报，2003，23，2200-2203；(5)刘建新，等.西北植物学报，2005，25，1756-1760；(6)Song H.J.,et al.Journal of Agricultural and Food Chemistry,2014,62,1010-1018)。

但是，目前国内外对骆驼蓬碱类化合物作为农药进行植物病害防治和农业害虫防治应用方面研究相对较少，其研究内容主要针对骆驼蓬碱粗提物和简单衍生物的杀虫或抑菌活性的初步测定，以及取食骆驼蓬碱后昆虫的生理变化和杀虫机理的初步探讨，如已有相关的文献报道((1)孙之谭，等.湖北农学院学报，2004，24，85-89；(2)翁群芳，等.中国农业科学，2005，38，2014-2022；(3)黄劲飞，等.华中农业大学学报，2010，29，31-36；(4)Rharrabe K.,et al.Pesticide Biochemistry and Physiology,2007,89,137-145)。但是，目前的研究还没有深入到系统的衍生合成、构效关系研究之中。骆驼蓬碱及其相关化合物的合成研究较少，而从自然界提取的该类物质完全不能满足大量的需求，因此探索骆驼蓬碱及其相关化合物的研究及其人工合成方法，对于该类化合物的应用意义重大。

噁唑啉是指一类含氮、氧五元杂环化合物，因其具有重要的生物活性而广泛应用于医药、农业等领域((1)李少磊，等.合成化学，2010，18，611-613；(2)王振宁，等.精细化工中间体，2008，2，9-15)。目前的研究表明在1,3,4-噁唑啉环上引入不同取代基，特别是杂环基，能够筛选到针对不同病原菌或害虫的高活性化合物((1)崔紫宁，等.有机化学，2006，26，1647-1656；(2)李黔柱，等.农药，2005，44，538-540)，对其构效关系进行分析总结和优化，可望获得更高生物活性的化合物，进而为开发对环境友好的新颖1,3,4-噁唑啉活性化合物。但到目前为止，还未见该类化合物及其在防治斜纹夜蛾、致倦库蚊、萝卜蚜以及水稻纹枯病菌、芒果炭疽病菌、黄瓜疫病菌、西瓜枯萎病菌、荔枝霜疫霉病菌、草莓灰霉病菌和香蕉枯萎病菌中的研究报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术骆驼蓬碱及其相关化合物研究的不足，提供一种新的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物，是基于噁唑啉的结构，以1-位不同基团取代的骆驼蓬碱的3-位为修饰位点进行进一步衍生化，合成一系列新的骆驼蓬碱噁唑啉类衍生物，同时测试了该类化合物对Sf9的细胞毒活性，对致倦库蚊和萝卜蚜的毒杀活性，对斜纹夜蛾的生长发育调节活性以及对7种植物病原菌(水稻纹枯病菌、芒果炭疽病菌、黄瓜疫病菌、西瓜枯萎病菌、荔枝霜疫霉病菌、草莓灰霉病菌和香蕉枯萎病菌)的抑制活性。该类化合物不仅对草地贪夜蛾离体细胞系Sf9有显著的细胞毒活性，而且对斜纹夜蛾、致倦库蚊和萝卜蚜有较好的杀虫活性；还对水稻纹枯病菌、芒果炭疽病菌、黄瓜疫病菌、西瓜枯萎病菌、荔枝霜疫霉病菌、草莓灰霉病菌和香蕉枯萎病菌有很好的防治作用。

本发明的目的是提供一种骆驼蓬碱噁唑啉类化合物。

本发明另一目的是提供所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物的制备方法。

本发明的再一目的是提供所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种骆驼蓬碱噁唑啉类化合物，其结构式如式(I)所示：

式(I)中，R₁为甲基、苯基、对氯苯基或邻羟基苯基；R₂为邻羟基苯基、3-甲氧基-4-羟基苯基、3,5-二甲基-4-羟基苯基或2-呋喃基。

另外，上述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物的制备方法，是将1-取代-β-咔啉-3-酰肼和不同的醛进行加成反应形成腙类化合物，然后在醋酸酐回流下进一步环合得到目标化合物；所述不同的醛为邻羟基苯甲醛、3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛或糠醛。

具体地，反应式如下所示：

更具体地，所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物的制备方法，包括如下步骤：

S1.将1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼溶于无水乙醇中，搅拌下加入不同取代的醛，同时加入冰乙酸，加热回流1～3h，旋蒸除去大部分溶剂，余下悬浊液用稀乙醇重结晶，过滤，干燥，得到N-不同取代-1-不同取代-β-咔啉-3-酰腙；

S2.将N-不同取代-1-不同取代-β-咔啉-3-酰腙溶于乙酸酐中，室温下搅拌30min后，油浴加热升温至90～110℃回流反应1～3h，停止加热，冷却至室温，将反应物倾倒入剧烈搅拌下的冰水混合物中，持续搅拌至油状物消失，出现大量沉淀，过滤，干燥得到目标化合物。

其中，优选地，步骤S1所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼为1-甲基-β-咔啉-3-酰肼、1-苯基-β-咔啉-3-酰肼、1-对氯苯基-β-咔啉-3-酰肼或1-邻羟基苯基-β-咔啉-3-酰肼。

所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼的制备方法参考文献方法(Lin G.W.,etal.Synthetic Communications,2012,42,1895-1910)，化学反应式如下所示：

优选地，步骤S1所述不同取代的醛为邻羟基苯甲醛、3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛或糠醛。

优选地，步骤S1所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼和不同取代的醛的摩尔比为1：1～1：2。

更优选地，步骤S1所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼和不同取代的醛的摩尔比为1：1。

优选地，步骤S1所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼：无水乙醇＝1～2mmol/mL。

更优选地，步骤S1所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼：无水乙醇＝1mmol/mL。

优选地，步骤S1所述无水乙醇和冰乙酸的体积比为8：1～12：1。

更优选地，步骤S1所述无水乙醇和冰乙酸的体积比为10：1。

优选地，步骤S2所述N-不同取代-1-不同取代-β-咔啉-3-酰腙和乙酸酐的比例为1～2mmol/mL。

更优选地，步骤S2所述N-不同取代-1-不同取代-β-咔啉-3-酰腙和乙酸酐的比例为1mmol/mL。

优选地，步骤S2所述乙酸酐：冰水混合物＝1：5～1：15。

更优选地，步骤S2所述乙酸酐：冰水混合物＝1：10。

另外，优选地，步骤S1所述加热回流的时间为2h。

优选地，步骤S2所述回流反应的条件是90～110℃回流反应2h。

另外，作为一种优选地可实施方案，所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物的制备方法如下：

S1.将10mmol的1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼溶于10mL无水乙醇中，搅拌下加入10mmol不同取代的醛，同时加入1mL冰乙酸，加热回流2h，旋蒸除去大部分溶剂，余下悬浊液用稀乙醇重结晶，过滤，干燥，得到N-不同取代-1-不同取代-β-咔啉-3-酰腙；

S2.将10mmol的N-不同取代-1-不同取代-β-咔啉-3-酰腙溶于10mL乙酸酐中，室温下搅拌30min后，油浴加热升温至90～110℃回流反应2h，停止加热，冷却至室温，将反应物倾倒入剧烈搅拌下的100mL冰水混合物中，持续搅拌至油状物消失，出现大量沉淀，过滤，干燥得到目标化合物。

经生物活性实验证明，本发明的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物对草地贪夜蛾离体细胞Sf9均表现出较好的细胞毒活性，其中部分化合物的活性比骆驼蓬碱的提高近10倍以上。而且该类化合物对致倦库蚊和萝卜蚜也表现出较好的毒杀活性，甚至毒杀活性比对照药20-羟基蜕皮酮的活性更好，部分化合物对斜纹夜蛾具有较好的生长发育抑制活性，此外，该类化合物对7种植物病原菌均表现出不同程度的抑制活性。

因此，上述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物在防治农业害虫和/或植物病原菌方面，或在制备防治农业害虫和/或植物病原菌的药剂方面的应用，也都在本发明的保护范围之内。

优选地，所述农业害虫为斜纹夜蛾、草地贪夜蛾、萝卜蚜和/或致倦库蚊

优选地，所述植物病原菌为水稻纹枯病菌、芒果炭疽病菌、黄瓜疫病菌、西瓜枯萎病菌、荔枝霜疫霉病菌、草莓灰霉病菌和/或香蕉枯萎病菌。

优选地，所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物包括7a～7j所述的化合物：1-甲基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7a)、1-苯基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7b)、1-对氯苯基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7c)、1-邻羟基苯基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7d)、1-苯基-3-{5-[2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7e)、1-苯基-3-{5-[2-(3,5-二甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7f)、1-苯基-3-{5-[2-(2-呋喃基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7g)、1-甲基-3{5-[2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7h)、1-对氯苯基-3-{5-[2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7i)、1-对氯苯基-3-{5-[2-(2-呋喃基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7j)。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种新的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物，该类化合物不仅对草地贪夜蛾离体细胞系Sf9有显著的细胞毒活性，对致倦库蚊和萝卜蚜有较好的杀虫活性，对斜纹夜蛾具有较好的生长发育调节活性，而且对水稻纹枯病菌、芒果炭疽病菌、黄瓜疫病菌、西瓜枯萎病菌、荔枝霜疫霉病菌、草莓灰霉病菌和香蕉枯萎病菌这7种植物病原菌均具有较好的抑制活性。

本发明的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物结构简单，易于合成，合成工艺简单、产品纯度高，适于大规模工业推广应用。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1：1-甲基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7a)的合成

1、制备方法

(1)步骤A：1-甲基-β-咔啉-3-邻羟基苯酰腙的合成

取0.5g 1-甲基-β-咔啉-3-酰肼于50mL单口瓶中，加入10mL无水乙醇，搅拌下向瓶中加入0.27g邻羟基苯甲醛，同时加入1mL冰乙酸，加热回流2h，旋蒸除去大部分溶剂，余下悬浊液用稀乙醇重结晶，过滤，干燥得到1-甲基-β-咔啉-3-邻羟基苯酰腙，产率93％；

(2)步骤B：1-甲基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7a)的合成

称取0.8g 1-甲基-β-咔啉-3-邻羟基苯酰腙加入到安装在磁力搅拌器上的50mL圆底烧瓶中，同时加入10mL乙酸酐，室温下搅拌30min后，油浴加热升温至90～110℃回流反应2h，停止加热，冷却至室温，将反应物倾倒入剧烈搅拌下的100mL冰水混合物中，持续搅拌至油状物消失，出现大量沉淀，过滤，干燥得到产物。

2、产物检测数据如下：

产率：64％；¹H NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:12.04(s,1H,9-NH),11.92(brs,1H,-OH),8.82(s,1H,2′-H),8.71(s,1H,4-H),8.39(d,J＝7.8Hz,1H,5-H),7.66(d,J＝7.8Hz,1H,8-H),7.61(q,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.58(m,1H,7-H),7.48(m,1H,Ar-H),7.30(m,1H,Ar-H),7.27(t,J＝9.0Hz,1H,6-H),7.21(d,J＝9.0Hz,1H,Ar-H),2.91(s,3H,1-CH₃),2.46(s,3H,3′-COCH₃).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:169.45,169.16,161.33,156.96,149.89,148.93,143.21,141.10,140.78,138.11,136.14,132.49,130.67,128.38,127.72,126.90,126.31,126.24,125.79,123.52,123.41,122.17,121.35,120.04,113.27,122.20,20.94。

实施例2：1-苯基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7b)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼。

2、产物检测数据如下：

产率：67％；¹H NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:11.91(s,1H,9-NH),8.95(s,1H,2′-H),8.76(s,1H,4-H),8.44(d,J＝7.8Hz,1H,5-H),8.19(d,J＝18.6Hz,1H,8-H),8.00(t,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.72(m,1H,Ar-H),7.68(t,J＝12.6Hz,1H,A-H),7.63(t,J＝15.6Hz,2H,Ar-H),7.60(d,J＝16.2Hz,1H,7-H),7.56(d,J＝17.4Hz,1H,Ar-H),7.34(d,J＝13.6Hz,1H,Ar-H),7.31(t,J＝7.2Hz,1H,6-H),6.80(d,J＝3.6Hz,1H,Ar-H),6.53(s,1H,Ar-H),1.91(s,3H,3′-COCH₃).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:169.56,169.44,160.76,148.96,148.53,143.11,141.45,138.07,138.00,135.22,131.16,130.92,130.25,129.98,129.65,128.88,127.77,126.60,126.44,123.74,122.47,122.25,121.01,120.33,114.34,112.54,20.81。

实施例3：1-对氯苯基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7c)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-对氯苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼。

2、产物检测数据如下：

产率：70％；¹H NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:11.97(s,1H,9-NH),11.91(s,1H,OH),9.00(s,1H,2′-H),8.69(s,1H,4-H),8.48(d,J＝7.9Hz,1H,5-H),8.24(d,J＝8.5Hz,2H,Ar-H),7.90(dd,J＝7.8,1.4Hz,1H,Ar-H),7.73(d,J＝8.5Hz,2H,Ar-H),7.70(d,J＝8.1Hz,1H,8-H),7.63(t,J＝7.6Hz,1H,7-H),7.49(td,J＝7.9,1.6Hz,1H,Ar-H),7.40(t,J＝7.3Hz,1H,Ar-H),7.35(t,J＝7.5Hz,1H,6-H),7.22(d,J＝7.3Hz,1H,Ar-H),2.46(s,3H,3′-COCH₃).¹³CNMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:169.49,161.34,156.97,148.89,143.79,141.57,139.68,138.99,136.06,134.51,133.78,130.91,130.33,130.05,128.82,128.79,128.10,126.77,126.32,125.86,123.49,122.14,121.09,120.40,114.44,112.63,90.19,20.96。

实施例4：1-邻羟基苯基-3-[5-(2-邻羟基苯基)-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉]-β-咔啉(7d)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-邻羟基苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼。

2、产物检测数据如下：

产率：76％；¹H-NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:11.84(s,1H,9-NH),11.55(s,1H,-OH),9.01(s,1H,2′-H),8.52(s,1H,4-H),8.48(d,J＝7.8Hz,1H,5-H),7.93(q,J＝9.0Hz,1H,Ar-H),7.90(q,J＝9.6Hz,1H,Ar-H),7.67(d,J＝9.0Hz,1H,8-H),7.66(t,J＝4.2Hz,2H,Ar-H),7.60(m,1H,7-H),7.56(m,1H,Ar-H),7.49(m,1H,Ar-H),7.46(t,J＝8.4Hz,1H,Ar-H),7.38(t,J＝15.0Hz,1H,Ar-H),7.34(t,J＝15.0Hz,1H,6-H),7.21(d,J＝8.4Hz,1H,Ar-H),1.87(s,3H,3′-COCH₃).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:169.50,162.73,161.43,158.59,148.87,143.81,141.56,141.04,138.97,137.31,134.54,133.18,130.78,129.82,128.79,128.18,126.80,126.28,123.51,122.11,121.13,120.32,119.56,116.49,114.20,112.69,20.97。

实施例5：1-苯基-3-{5-[2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7e)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼，以3-甲氧基-4-羟基苯甲醛代替邻羟基苯甲醛。

2、产物检测数据如下：

产率：68％；¹H NMR(600MHz,DMSO)δ:11.95(s,1H),11.84(s,1H),8.96(s,1H),8.67(s,1H),8.48(d,J＝7.8Hz,1H),8.23(d,J＝7.4Hz,2H),8.01(d,J＝7.4Hz,1H),7.73-7.66(m,4H),7.65-7.58(m,4H),7.52(s,1H),7.33(d,J＝7.3Hz,3H),7.20(d,J＝8.1Hz,1H),3.87(s,3H),2.29(s,3H).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:168.90,161.65,151.68,148.21,142.05,141.42,141.21,139.40,137.80,134.98,133.88,130.36,129.49,129.40,129.27,129.06,123.79,122.63,121.61,120.90,120.82,114.47,113.19,110.38,56.32,20.88。

实施例6：1-苯基-3-{5-[2-(3,5-二甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7f)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼，以3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛代替邻羟基苯甲醛。

2、产物检测数据如下：

产率：65％；¹H NMR(600MHz,DMSO)δ:11.96(s,1H),11.84(s,1H,OH),8.96(s,1H),8.65(s,1H),8.48(d,J＝7.8Hz,1H),8.24(d,J＝7.2Hz,2H),7.74-7.66(m,4H),7.64-7.58(m,3H),7.34(t,J＝7.6Hz,1H),7.14(s,2H),3.85(s,6H),2.28(s,3H).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:168.46,161.62,152.55,148.55,142.05,141.39,139.35,137.79,134.98,133.22,130.38,129.86,129.51,129.39,129.27,129.05,122.64,121.61,120.83,114.46,113.20,104.14,56.56,20.63。

实施例7：1-苯基-3-{5-[2-(2-呋喃基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7g)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼，以糠醛代替邻羟基苯甲醛。

2、产物检测数据如下：

产率：66％；¹H-NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:11.89(s,1H,9-NH),8.98(s,1H,2′-H),8.70(s,1H,4-H),8.47(d,J＝7.8Hz,1H,5-H),8.19(t,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.89(q,J＝9.0Hz,1H,8-H),7.69(m,1H,7-H),7.59(m,2H,Ar-H),7.48(m,1H,Ar-H),7.40(d,J＝7.2Hz,1H,furan-H),7.34(t,J＝14.4Hz,1H,6-H),7.21(q,J＝9.0Hz,1H,furan-H),6.98(q,J＝10.2Hz,1H,furan-H),2.46(s,3H,3′-COCH₃).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:178.87,168.47,163.91,155.75,149.65,148.87,144.84,143.19,142.02,141.28,139.15,137.80,134.83,134.43,132.76,130.30,129.48,129.44,128.98,122.53,121.65,121.35,120.80,114.71,114.02,113.28,111.42,85.52,21.81。

实施例8：1-甲基-3{5-[2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7h)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以3-甲氧基-4-羟基苯甲醛代替邻羟基苯甲醛。

2、产物检测数据如下：

产率：76％；¹H-NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:12.05(s,1H,9-NH),11.87(s,1H,OH),8.81(s,1H,2′-H),8.67(s,1H,4-H),8.40(d,J＝7.8Hz,1H,5-H),7.66(d,J＝8.2Hz,1H,8-H),7.60(t,J＝7.6Hz,1H,7-H),7.49(d,J＝1.3Hz,1H,Ar-H),7.32-7.29(m,2H,6-H,Ar-H),7.20(d,J＝8.0Hz,1H,Ar-H),3.87(s,3H,OCH₃),2.91(s,3H,1-CH₃),2.29(s,3H,3′-COCH₃).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:168.90,161.61,151.70,147.85,141.58,141.29,141.22,138.61,136.62,133.95,128.89,127.96,123.79,122.74,121.86,121.02,120.56,113.59,112.72,110.17,56.33,20.87,20.83。

实施例9：1-对氯苯基-3-{5-[2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7i)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-对氯苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼，以3-甲氧基-4-羟基苯甲醛代替邻羟基苯甲醛。

2、产物检测数据如下：

产率：74％；¹H-NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:11.98(s,1H,9-NH),11.85(s,1H,OH),8.97(s,1H,2′-H),8.67(s,1H,4-H),8.49(d,J＝7.8Hz,1H,5-H),8.26(d,J＝15.6Hz,2H,Ar-H),8.03(q,J＝9.0Hz,1H,Ar-H),7.72(d,J＝8.4Hz,2H,8-H),7.51(d,J＝1.8Hz,1H,7-H),7.35(d,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.34(d,J＝1.8Hz,1H,Ar-H),7.32(t,J＝7.2Hz,1H,6-H),7.20(d,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),3.88(s,1H,-OCH₃),2.29(s,3H,3′-COCH₃).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:168.89,161.62,151.72,148.29,142.10,141.28,140.10,139.48,136.59,134.98,134.30,133.88,131.26,130.87,130.61,129.29,129.20,123.80,122.68,121.62,120.91,114.75,113.15,110.38,56.33,20.87。

实施例10：1-对氯苯基-3-{5-[2-(2-呋喃基)]-3-N-乙酰基-1,3,4-噁唑啉}-β-咔啉(7j)的合成

1、制备方法

操作同实施例1，仅在步骤A中以1-对氯苯基-β-咔啉-3-酰肼代替1-甲基-β-咔啉-3-酰肼，以糠醛代替邻羟基苯甲醛。

2、产物检测数据如下：

产率：70％；¹H-NMR(600MHz,DMSO-d₆)δ:12.03(s,1H,9-NH),8.80(s,1H,2′-H),8.68(s,1H,4-H),8.40(d,J＝7.8Hz,1H,5-H),7.76(t,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.66(d,J＝7.8Hz,1H,8-H),7.59(m,1H,7-H),7.48(m,2H,Ar-H),7.44(m,1H,furan-H),7.30(t,J＝15.6Hz,1H,6-H),2.91(s,3H,3′-COCH₃).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ:167.14,155.64,148.85,144.85,142.03,141.79,136.57,134.39,134.30,132.78,130.86,130.01,129.28,122.67,121.31,120.90,114.93,113.14,111.50,111.36,85.55,21.79。

实施例11：化合物生物活性测定

1、供试细胞、昆虫及病原菌

(1)供试草地贪夜蛾离体细胞系Sf9：由本课题组采用常规方法传代、冻存与复苏、培养供试(钟国华，等.昆虫学报，2008，54：449-453)。

(2)致倦库蚊：致倦库蚊4龄幼虫，由广东省疾病预防控制中心长期累代饲养。取回饲养24h稳定后供试。

(3)萝卜蚜：采自华南农业大学杀虫植物标本园小区实验池中载种，生长期内未施任何农药的芥兰中的萝卜蚜[Lipaphiserysimi(Kaltenbach)]成蚜。

(4)斜纹夜蛾：由中山大学昆虫学研究所购回长期累代饲养斜纹夜蛾蛹，置于养虫室纸箱中，湿润棉球保湿。羽化后，每日加10％蜂蜜水溶液，成虫开始产卵，将卵块剪下置于放有芋头叶的养虫盒中，孵化幼虫以芋头叶饲养至3龄供试。

(5)供试病原菌：水稻纹枯病(Thanatephoruscucumeris)、西瓜枯萎病(Fusariumoxysporum)、番茄早疫病(Alternariasolani)、香蕉炭疽病(Calletotrichummusae)、草莓灰霉病(Botrytis cinerea Pers.)、柑橘酸腐病(Geotrichumcandidum)菌，均由华南农业大学资源环境学院植物病理系提供。

2、供试药剂

(1)供试药剂为化合物7a-j(按照实施例1～10制备)，骆驼蓬碱、鱼藤酮和20-羟基蜕皮酮作为对照药剂。

(2)供试化合物含量均以100％计算，精确称取供试化合物100mg，溶于1～2mLDMSO中，然后用丙酮定容到10mL或者直接用DMSO定容到10mL，得到10000mg/L母液，然后用含0.05％吐温80乳化水溶液稀释至测试浓度，即得到一定浓度的试验药剂。

3、活性测定

(1)对离体培养细胞Sf9的毒杀活性测定

采用MTT法测定化合物对Sf9的细胞活性(张前锋，等.农药学学报，2008，10：243-246)。四甲基偶氮唑盐(Methylthiazoletrazolium，MTT)是一种黄色水溶性四噻唑蓝，正常活细胞内线粒体呼吸链上的琥珀酸脱氢酶可使紫色MTT分解产生紫色结晶状甲瓒(Formazan)颗粒积于细胞内和细胞周围，其DMSO溶液在570nm有一吸收峰，且其量与细胞数呈正比，也与细胞活力呈正比，但是死细胞不具有这个能力。因此，用一定浓度的药剂处理指数生长期的细胞后一段时间，加入MTT，再测出所有混合液体的吸光值，可推出细胞的活力，衡量供试药剂的毒力大小。

取对数生长期细胞，细胞量为3.0×10⁵细胞/mL，向96孔细胞培养板中，每孔加入100μL细胞悬液，留2列作对照，27℃培养过夜(使细胞贴壁)后，用含1％DMSO TC-199-MK培养基(或TC-199-MK培养基)将样品母液(或溶剂母液)2倍稀释成所需浓度每一浓度梯度加4孔，加入量为100μL/孔，向对照列中加4孔不含试样的TC-199-MK培养基作基准对照，加入量为200μL/孔，在含细胞列留4孔，各加入100μL TC-199-MK培养基作空白对照。27℃继续培养24h，在培养结束前4h向孔内加入20μL MTT母液。培养结束后，将细胞培养板翻过来，轻敲或轻晃，弃去上清液，再向每孔加200μL溶剂A，置室温0.5h，其间轻敲细胞培养板数次，待甲瓒完全溶解后，置酶联免疫检测仪上，在570nm下读取OD值，并按以下公式将OD值换算为细胞抑制率，换算公式：

(2)对致卷库蚊幼虫毒杀活性的测定方法

采用混药饲养法测定对致倦库蚊(Culexpipiensquinquefasciatus)4龄幼虫的毒杀活性(秦巧慧，等.中国生物防治学报，2011，27，418-422)。根据预备实验结果，设定1、10、50、100、500mg/L等5个供试浓度。实验时，先将供试药化合物按上述方法完全溶解后再用蒸馏水配制成设定浓度，然后再转入供试幼虫，每浓度设置3个重复，每重复供试幼虫数30-50头。抑食肼和Harmine为对照药剂，设置清水空白对照。处理后24h、48h和72h观察试虫的死亡情况，计算化合物对致倦库蚊的死亡率。计算公式为：

(3)对萝卜蚜成蚜毒杀活性的测定方法

按照《农药室内生物测定试验准则》(中华人民共和国农业部，2006)推荐方法，采用叶片浸渍法处理。从华南农业大学杀虫植物标本园小区实验池中载种，生长期内未施任何农药的芥兰中采回带有萝卜蚜[Lipaphiserysimi(Kaltenbach)]成蚜的菜叶剪下，在准备好的药液中浸渍5s取出，擦干叶面上的药液，置于培养皿中，保湿，培养观察，每片菜叶上约有50头虫龄一致的蚜虫。处理后24h、48h和72h观察试虫的死亡情况。

(4)对斜纹夜蛾的生长抑制活性

按照文献方法进行(蒋春先，等.西南大学学报，2008，30，105-108)。由中山大学昆虫学研究所购回长期累代饲养斜纹夜蛾蛹，置于养虫室纸箱中，湿润棉球保湿。羽化后，每日加10％蜂蜜水溶液，成虫开始产卵，将卵块剪下置于放有芋头叶的养虫盒中，孵化幼虫以芋头叶饲养至3龄供试。试验时，将供试化合物配制成10mg/L药液，将芋头叶在药液中浸5s后取出，晾干溶剂，置于直径12cm培养皿，连续饲喂试虫(预先饥饿4h)48h，然后换无毒饲料继续饲喂观察，处理前和处理后7d称虫重(精确到0.1g)，然后一直观察，统计最终存活试虫化蛹数、羽化数，称量蛹重。每个培养皿放试虫3头(保证有足够的饲料，试验中未发现有相互残杀试虫)，每处理共30头试虫。计算化蛹率、蛹重和羽化率(均指各处理最终化蛹和羽化)，计算公式如下：

处理后7d虫重(mg/头)＝存活幼虫总重/存活幼虫数

化蛹率(％)＝正常化蛹数/总供试虫数(30)

蛹重(mg/头)＝正常蛹总重/正常化蛹数

羽化率(％)＝正常羽化数/总供试虫数(30)

(5)对植物病原菌抑制活性

按照《农药室内生物测定试验准则》(中华人民共和国农业部，2006)推荐方法，采用活体病原菌菌丝生长速率法进行。按照一定的浓度梯度，将测试化合物加入经灭菌并冷却至50℃左右的培养基中，混匀，将药剂稀释成系列浓度制备成含药培养基，每培养皿接种一菌碟(直径d＝0.6cm)，测试药剂的最终浓度为200mg/L，设3个重复；并以harmine为对照药剂，测定化合物对水稻纹枯病抑制活性。在25℃培养至对照菌落长满培养皿2/3以上时以十字交叉法测定各浓度处理的菌落直径(cm)，取其平均值代表，计算药剂对菌丝体的生长抑制率，差异性统计分析采用统计软件SAS8.1(Statistical Analysis System 8.1)进行。

4、测试结果

测试结果见表1～5所示。

表1骆驼蓬碱噁唑啉类化合物对Sf-9的细胞毒活性(MTT法)

^aNT:no test.

由表1生测结果可知，本发明制备的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物7a-7j对Sf9细胞具有较强的毒性，其中7g和7h的活性最大，其半数致死浓度LC₅₀为29.49和14.27μmol/L，分别比骆驼蓬碱的活性(LC₅₀为140.79μmol/L)提高了5倍和10倍。

表2骆驼蓬碱噁唑啉类化合物对致倦库蚊4龄幼虫的毒杀活性(混药饲养法)

表3骆驼蓬碱噁唑啉类化合物对萝卜蚜成蚜的毒杀活性(浸渍法)

表4骆驼蓬碱噁唑啉类化合物对斜纹夜蛾3龄幼虫的生长发育调节活性(叶碟饲喂法)

由表2、表3、表4生测结果可知，本发明制备的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物7a-7j对致倦库蚊4龄幼虫和萝卜蚜成蚜均有不同程度的抑制活性，其中部分化合物对这两种昆虫的杀灭活性比骆驼蓬碱的活性要好，其中化合物7a、7g对两种昆虫的杀灭或性比对照药20-羟基蜕皮酮的活性要更好。此外，本发明制备的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物对斜纹夜蛾的生长发育具有较强的抑制作用，处理后其虫重、化蛹率、蛹重和羽化率均显著小于CK，其中化合物7a处理后的虫重、化蛹率和蛹重均要比对照药20-羟基蜕皮酮的要小。

表5骆驼蓬碱噁唑啉类化合物对7种植物病原菌的抑制活性

由表5生测结果可知，本发明制备的骆驼蓬碱噁唑啉类化合物7a-7j对7种植物病原菌均具有较强的抑制活性，而且对水稻纹枯病、芒果炭疽病、黄瓜疫病、西瓜枯萎病、荔枝霜疫霉病的抑制活性均要比对照药骆驼蓬碱的活性高，其中化合物7c、7d和7i对这五种病原菌的抑制活性最高。因此本发明所述的化合物可用于制备农药中的用途。

综上所述，本发明化合物合成工艺简单、产品纯度高。本发明所述的骆驼蓬碱类衍生物结构简单，易于合成，且一些化合物对农业害虫及植物病原菌表现出显著的抑制活性，具有进一步研究的价值，有望开发成为新型的植物源农药。

Claims

1.一种骆驼蓬碱噁唑啉类化合物，其特征在于，其结构式如式（I）所示：

@8OZ2]XFK`JE~`JLL7{GBRH

式（I）中，R₁为甲基、苯基、对氯苯基或邻羟基苯基；R₂为邻羟基苯基、3-甲氧基-4-羟基苯基、3,5-二甲基-4-羟基苯基或2-呋喃基。

2.权利要求1所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物的制备方法，其特征在于，将1-取代-β-咔啉-3-酰肼和不同的醛进行加成反应形成腙类化合物，然后在醋酸酐回流下进一步环合得到目标化合物；所述不同的醛为邻羟基苯甲醛、3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛或糠醛。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼为1-甲基-β-咔啉-3-酰肼、1-苯基-β-咔啉-3-酰肼、1-对氯苯基-β-咔啉-3-酰肼或1-邻羟基苯基-β-咔啉-3-酰肼。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述不同取代的醛为邻羟基苯甲醛、3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛或糠醛。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述1-不同取代-β-咔啉-3-酰肼和不同取代的醛的摩尔比为1：1～1：2。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述N-不同取代-1-不同取代-β-咔啉-3-酰腙和乙酸酐的比例为1～2mmol/mL。

8.权利要求1所述骆驼蓬碱噁唑啉类化合物在制备防治农业害虫和/或植物病原菌的药剂方面的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述农业害虫为斜纹夜蛾、草地贪夜蛾、萝卜蚜和/或致倦库蚊。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述植物病原菌为水稻纹枯病菌、芒果炭疽病菌、黄瓜疫病菌、西瓜枯萎病菌、荔枝霜疫霉病菌、草莓灰霉病菌和/或香蕉枯萎病菌。