CN107337633B - 含吡啶盐的戊二烯酮类化合物及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含吡啶盐的戊二烯酮类化合物及其制备方法及应用，该化合物具有如通式(I)所示的结构：

Description

含吡啶盐的戊二烯酮类化合物及其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及药物化学技术领域，尤其是一种含吡啶盐的戊二烯酮类化合物及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，随着一些植物细菌性病害(如水稻白叶枯病和柑橘溃疡病等)和病毒病(如烟草花叶病等)的抗药性的大量出现，在我国大规模发生并流行，并在全国有进一步扩散蔓延趋势，为害范围广，防治困难，现有商品化抗菌药剂(如叶枯唑、噻菌铜、可杀得等)及抗病毒剂(宁南霉素、病毒唑等)防效低，研制出具有高效抗植病细菌或病毒的活性化合物变得十分有意义，在此基础上创制出自主知识产权的绿色新农药，为农作物细菌性和病毒性病害防控提供候选药物。
戊二烯酮类化合物在抗细菌和病毒方面具有广泛的生物活性，同时，含吡啶盐基团类化合物在农药方面也表现出广泛的生物活性。为了寻找高效杀菌、抗病毒的活性化合物，本发明以戊二烯酮类化合物为基础，将可能提高目标化合物生物活性的吡啶盐基团引入到此体系中，合成一系列含吡啶盐的戊二烯酮类化合物，考察其生物活性，为新农药的研发和创制提供重要的科学基础。
戊二烯酮类化合物的生物活性研究进展如下：
2016年Wu等[F.Wu,P.Li,D.Y.Hu,B.A.Song.Design,synthesis,and antiviralactivity of novel purine derivatives containing 1,4-pentadien-3-one moietyRes Chem Intermed.2016,42,7153–7168]合成了一系列的含戊二烯酮类衍生物。此类化合物对黄瓜花叶病毒表现出良好的保护活性。
2016年Yang等[Z.B.Yang,D.Y.Hu,S.Zeng,B.A.Song,Novel hydrazonederivatives containing pyridine amide moiety:Design,synthesis,andinsecticidal activity.Bioorg.Med.Chem.Lett.2016,26,1161-1164]合成了一系列含戊二烯酮结构的喹唑啉酮类化合物，生物活性测试结果表明目标化合物对烟草花叶病毒病表现出了良好的治疗活性，部分化合物的EC50值在132.25μg/mL-156.10μg/mL之间。
2016年Good等[J.Wu,Y.Y.Zhua,Y.H.Zhao,W.L.Shan,D.Y.Hu，J.X.Chen,D.Y.Liu，X.Y.Li,S.Yang,Synthesis and antiviral activities of novel1,4-pentadien-3-onederivatives bearing an emodin moiety.Chinese Chemical Letters.2016,27,948-952]报道了一系列戊二烯酮并大黄素类化合物，生物活性测试结果表明，部分目标化合物对烟草花叶病毒病表现出了良好的治疗活性和保护活性。
2015年Long等[C.W.Long,P.Li,M.H.Chen,L.R.Dong,D.Y.Hu,B.A.Song,Synthesis,anti-tobacco mosaic virus and cucumber mosaic virus activity,and3D-QSAR study of novel 1,4-pentadien-3-one derivatives containing4-thioquinazoline moiety.Eur J Med Chem 2015,102,639-647]合成了一系列含戊二烯酮并喹唑啉类化合物。生物活性测试结果表明，化合物7j对烟草花叶病毒病展示出了良好的治疗活性，其EC50值为213.5μg/mL，优于对照药剂Ningnanmycin(EC50值为270.9μg/mL)。
基于吡啶盐的两亲性分子的生物活性研究进展如下：
2016年Li等[Q.Li,W.Q.Tan,C.L.Zhang,G.D.Gu,Z.Y.Guo.Synthesis of watersoluble chitosan derivatives with halogeno-1,2,3-triazole and theirantifungal activity.Int J Biol Macromol.2016,91,623-629]将吡啶盐嫁接到壳聚糖上，合成了一系列含吡啶盐的壳聚糖衍生物，生物活性测试结果表明，该化合物在浓度为1.0mg/mL时对尖孢镰刀菌的抑制率可以达到93％。
2017年Tan等[W.Q.Tan,Q.Li,Z.P.Gao,S.Qiu,F.Dong,Z.Y.Guo.Design,synthesis of novel starch derivative bearing 1,2,3-triazolium and pyridiniumand evaluation of its antifungal activity Carbohydr Polym.2017,157,236-243]通过1,2,3-三氮唑将吡啶盐嫁接到淀粉多聚糖上合成了一系列衍生物，生物活性测试结果发现该化合物在浓度为1.0mg/mL时对刺盘孢菌(Colletotrichum lagenarium)的抑制率可以达到97％。
发明内容
本发明的目的是：提供一种含吡啶盐的戊二烯酮类化合物及其制备方法及应用，它对致病病原细菌和病毒具有良好的抑制效果，且其合成方法非常经济简便。
本发明是这样实现的：一种含吡啶盐的戊二烯酮类化合物，其特征在于：该化合物具有如通式(Ⅰ)所示的结构：
Figure GDA0002310329450000031
式中，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、C1-3烷氨基、硝基或卤素原子；氧醚在苯环上的取代位置为戊二烯酮基的邻位、间位或对位；R2为氢、C1-4烷基、三氟甲基、羟基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、氨基、C1-3烷氨基、硝基或卤素原子；n为不小于1的自然数。
含吡啶盐的戊二烯酮类化合物的制备方法，其合成路线如下；
Figure GDA0002310329450000032
式中，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、C1-3烷氨基、硝基或卤素原子；氧醚在苯环上的取代位置为戊二烯酮基的邻位、间位或对位；R2为氢、C1-4烷基、三氟甲基、羟基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基、丙烯基、丙烯酰胺基、氨基、C1-3烷氨基、硝基或卤素原子；n为不小于1的自然数。
含吡啶盐的戊二烯酮类化合物在制备抗致病病原细菌和病毒的药物中的应用。
通过采用上述技术方案，本发明以戊二烯酮类化合物为基础，将能够提高目标化合物生物活性的吡啶盐阳离子引入到此体系中，合成一系列含吡啶盐的戊二烯酮类化合物，且发现该化合物对致病病原细菌和病毒具有良好的抑制作用，针对病原细菌[如水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、柑橘溃疡病菌(Xanthomonasaxonopodis pv.citri,Xac)、烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum,R.solanacearum)等]和植物病毒[如烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus,TMV)等]均具有良好的抑制效果，为新农药的研发和创制提供重要的科学基础。
具体实施方式
本发明的实施例1：目标化合物1的制备
将1，4-二溴丁烷(0.45mmol)加入到溶有1-(4-羟基苯基)-5-苯基-1,4-戊二烯酮(0.45mmol)和碳酸钾(0.91mmol)的10mL干燥N’N-二甲基甲酰胺溶液中，常温反应7小时后停止反应，加入50mL乙酸乙酯，饱和氯化铵溶液洗20mL×3次，无水硫酸钠干燥，脱溶后再溶解于5mL吡啶中，50℃反应12小时后，脱溶，柱层析(洗脱剂CH2Cl2:CH3OH＝6:1)得黄色油状物，产率30.2％。
其它目标化合物的合成参照实施例1。
合成的部分含吡啶盐的戊二烯酮类化合物的结构及核磁共振氢谱和碳谱数据如表1所示，物化性质如表2所示。
表1部分化合物的核磁共振氢谱和碳谱数据
Figure GDA0002310329450000041
Figure GDA0002310329450000051
Figure GDA0002310329450000061
Figure GDA0002310329450000071
Figure GDA0002310329450000081
表2部分目标化合物的理化性质
Figure GDA0002310329450000082
药理实施例1：
采用浊度法测试目标化合物对植物病原菌的抑制率，试验对象为水稻白叶枯病菌(Xoo)、柑橘溃疡病菌(Xac)和烟草青枯病菌(R.solanacearum)。DMSO溶解在培养基中作为空白对照。将水稻白叶枯病菌或柑橘溃疡病菌或烟草青枯病菌(病原菌在M210固体培养基)放到NB培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用。将药剂(化合物)配置成不同浓度(例：100,50μg/mL)的含毒NB液体培养基5mL加入到试管中，分别加入40μL含有植病细菌的NB液体培养基，在28-30℃、180rpm恒温摇床中振荡，其水稻白叶枯病原菌和烟草青枯病菌培养36h，柑橘溃疡病菌培养48h。将各个浓度的菌液在分光光度计上测定OD595值，并且另外测定对应浓度的含毒无菌NB液体培养基的OD595值。
EC50是评价植物病原菌对化合物敏感性的重要指标，同时也是对目标化合物作用机制研究时，化合物浓度设置的重要参数。在浓度梯度实验中，采用二倍稀释法设定合适的5个浓度，最后将药剂对植物病原菌的抑制率、药剂浓度换算成对数值，通过SPSS软件回归分析得到毒力曲线，计算出EC50。
采用浊度法测试目标化合物对植物病原菌的有效中浓度EC50，试验对象为水稻白叶枯病菌、烟草青枯病菌和柑橘溃疡病菌。DMSO溶解在培养基中作为空白对照。将病原菌(病原菌在M210固体培养基)放到NB培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用。将药剂(化合物)配置成不同浓度(例：80,40,20,10,5μg/mL)的含毒NB液体培养基5mL加入到试管中，分别加入40μL含有植病细菌的NB液体培养基，在28-30℃、180rpm恒温摇床中振荡，其水稻白叶枯病原菌和柑橘溃疡病菌培养36h，柑橘溃疡病菌培养48h。将各个浓度的菌液在分光光度计上测定OD595值，并且另外测定对应浓度的含毒无菌NB液体培养基的OD595值。
校正OD值＝含菌培养基OD值－无菌培养基OD值
抑制率＝[(校正后对照培养基菌液OD值－校正含毒培养基OD值)/
校正后对照培养基菌液OD值]×100％
本发明实施例辅以说明本发明的技术方案，但实施例的内容并不局限于此，部分目标化合物实验结果如表3和4所示。
表3含吡啶盐的戊二烯酮类化合物对植物病原细菌的抑制活性
Figure GDA0002310329450000091
“NT”表示未测试
表4含吡啶盐的戊二烯酮类化合物对植物病原细菌的EC50
Figure GDA0002310329450000092
Figure GDA0002310329450000101
从表3和4中可以看出，在离体试验中，目标化合物对植物致病病原菌(如水稻白叶枯病菌、柑橘溃疡病菌及烟草青枯病菌)表现出了较好的抑制活性。目标化合物1-10在50μg/mL浓度下对水稻白叶枯病菌的抑制率可达到100％；化合物1、2、5、6、7和9在100μg/mL浓度下对柑橘溃疡病菌的抑制活性分别为89.6、86.5、88.1、86.0、89.2和85.1％，化合物1、2、5和7在50μg/mL浓度下对柑橘溃疡病菌的抑制活性分别为83.7、84.4、82.3和82.3％；化合物1、3、4和5在100μg/mL浓度下对烟草青枯病菌的抑制率分别为66.6、72.9、71.8和65.5％。进一步生物活性测试结果表明化合物9对水稻白叶枯病菌的EC50为1.2μg/mL，可用于制备抗植物致病病原细菌农药。
药理实施例2：部分目标化合物的抗病毒活性实验(抗烟草花叶病毒)
采用半叶斑法测定化合物的抗植物病毒活性。准确称取3mg供试化合物于称量瓶中，加入溶剂DMSO 60μL使其充分溶解。用含1％Tween 20的二次蒸馏水将其配成500mg/L的化合物溶液。另取250μL 2％宁南霉素水剂，加入溶剂DMSO 60μL，含1％Tween 20的二次蒸馏水10mL，配成500mg/L的宁南霉素溶液。
药剂对TMV侵染的活体治疗活性。选取长势一致的心叶烟，先用排笔蘸取病毒液(浓度为6×10-3mg/mL)，在叶面(全叶)沿其支脉方向人工摩擦接种于撒有金刚砂的叶片上，左右叶片的接种力度尽量保持一致，叶片下方用平整木板支撑。待病毒液干后，用流水冲洗掉叶片上面的金刚砂。待叶片干后，在左半叶涂施药剂，右半叶涂施灭菌水作对照。每药剂处理设3株，每株3-4片叶，随后将植株放在光照培养箱中保湿培养，控制温度23℃，光照10000LuX，2-4d后观察并记录产生枯斑的数目。按上述方法每药剂进行3次重复，计算抑制率。
药剂对TMV侵染的活体保护活性。选取长势一致的心叶烟，用毛笔轻轻在左半叶涂施药剂，右半叶涂施灭菌水作对照，24小时后接种病毒。用排笔蘸取病毒汁液(浓度为6x10-3mg/mL)，在叶面(全叶)沿其支脉方向人工摩擦接种于撒有金刚砂的叶片上，左右叶片的接种力度尽量保持一致，叶片下方用平整木板支撑。待病毒液干后，用流水冲洗掉叶片上面的金刚砂。每药剂处理设3株，每株3-4片叶，随后将植株放在光照培养箱中保湿培养，控制温度23℃，光照10000Lux，2-4d后观察并记录产生枯斑的数目。按上述方法每药剂进行3次重复，计算抑制率Y(％)＝(R-L)/R×100％。
其中：Y为化合物对对烟草花叶病毒的抑制率；R为对照组(右半叶)枯斑个数，L为处理组(左半叶)枯斑个数。本发明实施例辅以说明本发明的技术方案，但实施例的内容并不局限于此，实验结果如表5所示。
表5含吡啶盐的戊二烯酮类化合物对烟草花叶病毒病的治疗活性
Figure GDA0002310329450000111
从表5可以看出，在浓度为500μg/mL下，活体测试结果表明，该系列化合物有一定的抗病毒活性，其中化合物1对烟草花叶病毒的治疗活性为50.2％，与对照药剂活性相当，可见本发明的化合物可用于制备抗植物病毒农药。

Claims (4)

1.一种含吡啶盐的戊二烯酮类化合物，其特征在于：该化合物具有如通式(Ⅰ)所示的结构：
Figure FDA0002400369030000011
式中，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基或卤素原子；氧醚在苯环上的取代位置为戊二烯酮基的邻位、间位或对位；R2为氢、C1-4烷基、三氟甲基、或卤素原子；n为4、6、8、10或12。
2.根据权利要求1所述的一种含吡啶盐的戊二烯酮类化合物，其特征在于选自下述具体化合物：
Figure FDA0002400369030000012
Figure FDA0002400369030000021
3.一种如权利要求1所述的含吡啶盐的戊二烯酮类化合物的制备方法，其特征在于：其合成路线如下：
Figure FDA0002400369030000022
式中，式中，R1为氢、C1-4烷基、三氟甲基、C1-3烷氧基、三氟甲氧基或卤素原子；氧醚在苯环上的取代位置为戊二烯酮基的邻位、间位或对位；R2为氢、C1-4烷基、三氟甲基、三氟甲基、或卤素原子；n为4、6、8、10或12。
4.如权利要求1所述的含吡啶盐的戊二烯酮类化合物在制备抗植物致病病原细菌和抗植物病毒的药物的应用。
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