CN107382996A - 一种特异性抑制植物质膜H+‑ATPase的化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种特异性抑制植物质膜H+‑ATPase的化合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种能够特异性抑制植物质膜H+‑ATPase的化合物，其结构通式(I)如下。本发明所述的化合物对质膜H+‑ATPase具有特异性抑制作用，对动植物病原真菌具有显著的抑制效果。

Description

一种特异性抑制植物质膜H+-ATPase的化合物及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及特异性抑制植物质膜 H+-ATPase的化合物及其制备方法和在抑制动植物病原真菌中的应用。
背景技术
质膜H+-ATPase(也称质子泵)属于P型ATPase，是植物和真菌中特有的，它们通过水解ATP产生能量，把细胞质内的H+泵出膜外，产生跨膜pH梯度和电势梯度，为其它次级共转运系统(顺向和反向转运体)提供驱动力(H+)完成物质的跨膜运输，如离子、糖、氨基酸、激素和肽段等。在动物中功能类似的酶为Na+/K+-ATPase(也称钠钾泵)，进行钠离子和钾离子之间的交换，每消耗一个ATP分子，逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子，保持膜内高钾，膜外高钠的不均匀离子分布。因而细胞膜跨膜H+和电势梯度的维持对于保持植物和真菌细胞各种生理生化过程的正常进行至关重要。如果能够抑制质膜H+-ATPase的活性,则能够抑制植物和真菌的生长。目前报道的质子泵抑制剂并不特异，常用的钒酸钠不只抑制质膜H+-ATPase的活性，也抑制其它P型H+-ATPase的活性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够特异性抑制植物质膜H+-ATPase 的化合物，其通式(I)结构如下：
其中，R1代表芳基，R2为氢或者烷基；
A为S或者NH；
B为氧，硫，NH或者烷基硫；
D为氧，硫，NH或者烷基氮；
虚线处代表单键或者双键，且B原子和D原子之间只能有一根双键。
优选地，所述通式(I)化合物选自式I-A化合物中的一种或几种，其中，A为S或者NH；B为氧，硫，NH或者烷基硫；D为硫，NH或者烷基氮；R3为氢、Br、NO2或者Me；R4和R5各自独立选自氢或Br。进一步优选如下表1中式I-A化合物中的一种或几种，即所述通式(I) 化合物优选化合物ps-1至化合物13中的一种或几种；
表1在杂环以及呋喃环做修饰的式(I-A)化合物
或者，所述通式(I)化合物选自式I-B化合物中的一种或几种，其中，R1为3-呋喃基2-吡啶基3-吡啶基2- 苯并呋喃基2,5-二甲基-1-(3-吡啶基)-3-吡咯基2-呋喃基2-恶唑基5-恶唑基 2-噻唑基5-噻唑基4-噻唑基1H-2-咪唑基1H-5-咪唑基1H-2-吡咯基(已添加结构式)； R2为H或者Me；进一步优选化合物14至化合物27中的一种或几种。
表2将呋喃环替换为其他芳环或者烷基的化合物
进一步优选地，所述通式(I)化合物中，R1代表2-呋喃基，R2代表氢，A和B均代表S，D代表NH。即PS-1化合物，其具体结构如下：
或者，所述通式(I)化合物进一步优选下述化合物中的一种或几种：
本发明还提供上述通式(I)化合物的制备方法，具体为：含醛羰基或酮羰基的化合物A与化合物B五元环的亚甲基发生缩合反应。
作为优选方式之一，所述通式(I)化合物由如下方法制得：溶剂中，芳基醛类化合物与五元杂环类化合物在碱作用下于100-110℃回流反应，静置冷却，过滤，洗涤，得到棕色固体；
其中，所述芳基醛类化合物结构式为或者其中，为五元芳环，上一个或多个C 原子各自独立地被N、S、O取代；
所述五元杂环类化合物选自
所述碱选自乙酸铵、乙酸钠、乙醇钠或二异丙基氨基锂中的一种或多种。
所述溶剂选自乙酸、乙醇或四氢呋喃中的一种或多种。
作为另一优选方式之一，所述通式(I)化合物由如下方法制得：在含有四氢呋喃、二异丙基胺、正丁基锂体系中，于-78℃--40℃加入将混合溶液滴加至新制得的二异丙基氨锂 (LDA)溶液中反应，萃取，洗涤，干燥。
作为另一优选方式之一，所述化合物的制备方法如下：以3-溴糠醛为原料，通过SNAr反应得到3-叠氮糠醛；3-叠氮糠醛再与罗丹宁通过Knoevenagel缩合得到N3-PS-1。合成路线如下：
作为另一优选方式之一，所述化合物23或27的合成路线为：5-噻唑甲醛或2-吡咯甲醛分别与罗丹宁溶于乙酸中，于室温加入乙酸铵，反应在氩气保护条件下回流12个小时，然后过滤，洗涤，干燥。
本发明还提供上述化合物在制备植物质膜H+-ATPase特异性抑制剂中的应用。
本发明还提供上述化合物在抑制动植物病原真菌中的应用。
本发明所述的化合物对质膜H+-ATPase具有特异性抑制作用，对动植物病原真菌具有显著的抑制效果。
附图说明
图1为质膜H+-ATPase抑制活性验证。
图2为PS-1特异地抑制质膜H+-ATPase活性。
图3为化合物23和27对转基因酵母生长的抑制作用。
图4为PS-1和AHA2 Center Loop特异结合。
图5为PS-1抑制植物病原真菌的生长。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1PS-1的合成
合成过程如下：
在一个100mL的圆底烧瓶中加入糠醛(32,1g,7.52mmol)，罗丹宁(33,722mg,7.52mmol)和乙酸铵(1.2g,15.04mmol)。向该反应体系中加入30mL乙酸。将该反应体系在110℃回流搅拌4个小时后静置冷却，向反应体系中加入约30mL水，冷却后过滤得到棕色固体。
将该棕色固体在乙醇中重结晶得到PS-1(1，1.314g,6.23mmol, 83％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ6.78(dd,J＝3.6Hz,2Hz,1H), 7.18(d,J＝3.2Hz,1H),7.50(s,1H),8.12(d,J＝1.6Hz,1H),13.71(br, 1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ113.9,117.7,119.9,122.4,148.3, 149.4,169.0,196.5.IR(neat)νmax 3145,3036,2853,1689,1599,1440,1253,1224,1086,676cm-1；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated for C8H6NO2S2:211.9835,found:211.9835。
实施例2
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由糠醛32(83mg,0.86mmol)与34(100mg, 0.86mmol)反应得到棕色固体化合物4(128.4mg,0.662mmol, 77％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ6.69(dd,J＝3.2Hz,1.6Hz,1H), 6.93(d,J＝3.6Hz,1H),7.39(s,1H),7.95(d,J＝1.6Hz,1H),9.05(br,1H),9.32(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ113.2,115.8,116.1, 126.9,146.1,149.7,176.1,180.1.高分辨质谱(ESI):[M+H]+ calculated for C8H7N2O2S:195.0223,found:195.0224。
实施例3
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由糠醛32(9.7mg,0.101mmol)与35(13.4mg, 0.101mmol)反应得到黄色固体化合物6(13.4mg,0.636mmol, 63％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ6.65(s,1H),6.75(dd,J＝3.6Hz,2 Hz,1H),7.29(d,J＝3.6Hz,1H),8.01(d,J＝1.6Hz,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ102.3,113.8,119.4,131.0,147.5,148.4,187.7, 188.2；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated for C8H6NO2S2:211.9835, found:211.9836。
实施例4
合成路线如下：
在一个充满氩气的10mL圆底烧瓶中加入1mL四氢呋喃和二异丙基胺(DIPA,57μL,0.44mmol)。将该体系冷却至0℃，向该反应体系中加入正丁基锂(1.6M正己烷溶液,273μL,0.44mmol)并且在0℃搅拌10分钟。将该反应体系冷却至-78℃，将起始原料糠醛32(30mg,0.31mmol)和36(45.6mg,0.31mmol)的溶解在1mL 四氢呋喃中，使用注射器将该混合溶液滴加至新制得的LDA溶液中。在-78℃搅拌2小时后，加入3mL氯化铵饱和溶液将反应淬灭，使用乙酸乙酯萃取(15mL×3)，将合并的有机相用饱和氯化钠洗涤，使用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发至干燥。所得固体经柱层析得到化合物8(27.5mg,0.122mmol,39％)。mp＝144-145℃；氢谱(400MHz CDCl3):δ3.51(s,3H),6.60(dd,J＝3.4Hz,1.8Hz,1H),6.84(d,J＝3.6 Hz1H),7.49(s,1H),7.71(d,J＝1.6Hz,1H)；碳谱(100MHz CDCl3): δ31.1,113.5,118.4,118.7,121.1,147.0,150.1,167.6,194.7；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated forC9H8NO2S2:225.9991,found: 225.9991。
实施例5
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由5-溴糠醛37(100mg,0.57mmol)与33(55 mg,0.41mmol)反应得到棕色固体化合物9(53mg,0.262mmol, 64％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ6.91(d,J＝4Hz,1H),7.20(d,J＝ 3.6Hz,1H),7.42(s,1H),13.75(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ116.0,116.3,121.7,123.2,128.0,151.5,168.9,196.1；高分辨质谱 (ESI):[M+H]+calculated for C8H5BrNO2S2:289.8940,found:289.8942.
实施例6
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由4-溴糠醛38(100mg,0.57mmol)与33(55 mg,0.41mmol)反应得到棕色固体化合物10(133mg,0.332mmol, 81％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.31(d,J＝2Hz,1H),7.42(s,1H), 8.34(s,1H),13.78(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ102.5,116.3,120.8,124.5,146.0,150.3,168.9,196.2；高分辨质谱(ESI): [M+H]+calculatedfor C8H5BrNO2S2:289.8940,found:289.8942.
实施例7
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由3-溴糠醛30(55.6mg,0.318mmol)与33 (42.3mg,0.318mmol)反应得到棕色固体化合物11(53.9mg,0.188 mmol,59％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.06(d,J＝2Hz,1H),7.17 (s,1H),8.20(d,J＝2Hz,1H),12.92(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ108.9,112.9,116.8,124.9,146.6,148.9,169.0,196.1；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated for C8H4BrNO2S2:289.8940,found: 289.8943.
实施例8
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由3-呋喃甲醛39(36mg,0.376mmol)与33(50 mg,0.376mmol)反应得到棕色固体化合物14(58.4mg,0.277mmol, 74％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ6.78(d,J＝2Hz,1H),7.58(s,1H), 7.91(m,1H),8.32(s,1H),13.75(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ109.4,121.4,123.4,124.9,146.5,148.6,169.5,195.6；高分辨质谱 (ESI):[M+H]+calculated for C8H6NO2S2:211.9835,found:211.9835.
实施例9
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由恶唑-5-甲醛40(36mg,0.376mmol)与33 (68mg,0.515mmol)反应得到黄色固体化合物21(69.8mg,0.33 mmol,64％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.59(s,1H),7.79(s,1H), 8.74(s,1H),13.80(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ114.6,126.0,133.2,146.8,155.0,168.8,196.0；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated for C7H5N2O2S2:212.9787,found:212.9789.
实施例10
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由噻唑-2-甲醛41(50mg,0.442mmol)与 33(58.8mg,0.442mmol)反应得到黄色固体化合物22(98mg,0.429 mmol,97％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.91(s,1H),8.09(d,J＝3.2 Hz,1H),8.21(d,J＝3.2Hz,1H),13.79(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ119.9,125.4,129.3,145.4,160.7,168.9,199.7；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated for C7H5N2OS3:228.9559,found:228.9561.
实施例11
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由噻唑-5-甲醛42(50mg,0.442mmol)与33 (58.8mg,0.442mmol)反应得到黄色固体化合物23(83.8mg,0.367 mmol,83％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ8.03(m,1H),8.05(m,1H), 9.46(s,1H),13.95(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ121.6,126.9,123.1,149.4,159.7,168.6,194.2；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated for C7H5N2OS3:228.9559,found:228.9561.
实施例12
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由噻唑-4-甲醛43(50mg,0.442mmol)与33 (58.8mg,0.442mmol)反应得到黄色固体化合物24(84.8mg,0.371 mmol,84％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.70(s,1H),8.40(m,1H), 9.34(d,J＝1.2Hz,1H),13.63(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ122.7,127.0,127.4,150.1,156.3,169.4,199.4；高分辨质谱(ESI): [M+H]+calculatedfor C7H5N2OS3:228.9559,found:228.9561.
实施例13
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由咪唑-2-甲醛44(50mg,0.52mmol)与33 (69.3mg,0.52mmol)反应得到棕色固体化合物25(25.9mg,0.123 mmol,23.7％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.32(s,1H),7.35(s,1H), 7.50(s,1H),12.93(br,1H),13.50(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ116.7,121.0,125.6,132.5,142.0,169.1,199.7；高分辨质谱(ESI): [M+H]+calculatedfor C7H6N3OS2:211.9947,found:211.9948.
实施例14
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由咪唑-4-甲醛45(50mg,0.52mmol)与33 (69.3mg,0.526mmol)反应得到棕色固体化合物26(51.4mg, 0.2444mmol,47％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.53(s,1H),7.84(d, 1H),7.96(s,1H),12.75(br,1H),13.40(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ121.3,124.1,124.5,135.7,138.5,169.4,199.7；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculatedfor C7H6N3OS2:211.9947,found:211.9948.
实施例15
合成路线如下：
合成过程同PS-1，由吡咯-2-甲醛46(50mg,0.526mmol)与33(70 mg,0.526mmol)反应得到红棕色固体化合物27(80.1mg,0.381mmol, 73％)。氢谱(400MHz DMSO-d6):δ6.37(m,1H),6.50(m,1H),7.30 (m,1H),11.77(br,1H),13.50(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ 112.7,115.0,116.9,121.9,125.8,127.2,169.2,194.8；高分辨质谱 (ESI):[M+H]+calculated for C8H7N2OS2:210.9994,found:210.9997.
实施例16
合成路线如下：
将3-溴糠醛30(226mg，1.29mmol)溶于4.4mL DMSO中，向该溶液中加入叠氮化钠(226mg，3.49mmol)。反应在65℃条件下避光搅拌48个小时。向反应液中加入10mL水，然后使用乙醚萃取三次，合并的有机相使用无水硫酸钠干燥。过滤，在减压条件下除去溶剂。经柱层析纯化得到淡黄色固体3-叠氮糠醛31。
将钠(5.1mg,0.22mmol)溶于1mL乙醇中。然后将31(15mg, 0.11mmol)与罗丹宁(14.6mg,0.11mmol)在2mL乙醇中的混合溶液在-15℃的条件下缓慢滴加到上述新制得的乙醇钠溶液中。反应在-15℃，氩气保护条件下避光反应2个小时，然后缓慢升至室温并继续反应12个小时。向反应液中加入5mL 3M盐酸溶液，过滤收集析出的固体得到黄色固体化合物28(15.7mg,0.0627mmol, 57％).氢谱(400MHz DMSO-d6):δ7.08(m,2H),8.15(d,J＝2.0Hz,1H),13.70(br,1H)；碳谱(100MHz DMSO-d6):δ108.0,112.4,121.1, 133.1,137.7,149.1,168.9,195.9；高分辨质谱(ESI):[M+H]+calculated for C8H5N4O2S2:252.9848,found:252.9849。
实施例17
合成路线如下：
在1mL干燥的四氢呋喃溶液中加入二异丙基胺(DIPA,31.1μL, 0.31mmol)，然后将反应温度降至0℃，在此温度下加入正丁基锂 (1.6M正己烷溶液，194μL,0.31mmol)。反应在0℃氩气保护条件下搅拌30分钟。然后使温度降至-78℃，将N-甲基罗丹宁36 (32.2mg，0.22mmol)和3-叠氮糠醛31(30mg,0.22mmol)在1mL 干燥四氢呋喃中的混合溶液缓慢滴加到上述新制的LDA溶液中。反应在-78℃条件下继续搅拌2个小时。向反应液中加入3mL饱和氯化铵溶液，使用乙酸乙酯萃取三次。合并的有机相使用饱和氯化钠溶液洗涤，使用无水硫酸钠干燥。过滤，在减压下除去溶剂，得到固体使用柱层析纯化得到褐色固体化合物29(18.7mg，0.122mmol， 32％)。氢谱(400MHz CDCl3):δ3.50(s,3H),6.56(d,J＝2.4Hz,1.81H),7.43(s,1H),7.64(d,J＝2.4Hz,1H)；碳谱(100MHz CDCl3):δ 31.2,106.7,114.2,119.8,132.7,139.2,147.2,167.4,194.4；高分辨质谱 (ESI):[M+H]+calculated forC9H7N4O2S2:267.0005,found:267.0005.
效果验证
1、PS-1小分子抑制活性验证
PS-1小分子抑制RS-72-AHA2酵母生长和植物质膜H+-ATPase 活性(图1)。酵母RS-72-AHA2酵母中的生长受到明显的抑制(A)；随着PS-1浓度的增加，植物质膜H+-ATPase活性的抑制程度明显增加(B、C)。
2、PS-1特异地抑制质膜H+-ATPase活性
为了研究PS-1小分子对质膜H+-ATPase活性的特异性，我们分离了质膜、液泡膜、和叶绿体的膜微囊。质膜ATPase(P type)活性可以被其特异抑制剂泛酸钠(Vanadate)抑制，但PS-1仅能抑制质膜H+-ATPase活性(图2A)，说明PS-1对质膜ATPase中的 H+-ATPase是特异的。同时PS-1不能抑制液泡H+-ATPase(V type) 活性(图2B)，液泡焦磷酸酶活性(图2C)，及叶绿体H+-ATPase 活性(F type)活性(图2D)。然而液泡H+-ATPase和叶绿体H+-ATPase 活性能被它们特异的抑制剂NaNO3和NaN3分别抑制(图2B和2D)。我们的结果表明PS-1特异地抑制质膜H+-ATPase活性。
3、PS-1的类似物及代表化合物对转基因酵母的抑制活性
我们选取了表2中抑制剂化合物23和27作为代表性的类似物，测试了他们对于转基因酵母RS-72-AHA2的生长抑制作用。当以半乳糖为碳源时，化合物23与PS-1有相似的抑制活性，化合物27抑制活性更强。类似地，以葡萄糖为碳源时，化合物27的抑制活性比 PS-1更加明显。
4、PS-1叠氮化探针的活性测试
28对于质膜H+-ATPase的抑制活性，并以29为对照例。
以二异丙基氨锂作碱使用N-甲基罗丹宁与化合物31缩合可得到阴性探针分子29。合成路线如下：
结果如表3所示，28同PS-1的抑制活性相同，而阴性探针29 与阴性化合物8类似没有抑制活性。
表3.PS-1和阴性化合物8对质膜H+-ATPase的抑制活性.
化合物 H+-ATPase活性(μM Pi mg-1蛋白min-1)和抑制效率(％)
对照(无抑制剂) 4.786±0.469(0)
DMSO(0.1％) 4.763±0.515(0.48)
PS-1(50μM) 0.691±0.268(85.55)
28(50μM) 0.674±0.236(85.90)
8(50μM) 4.748±0.242(0.78)
29(50μM) 4.698±0.305(1.83)
Na3VO4(1mM) 0.570±0.205(88.10)
5、PS-1和质膜H+-ATPase Center Loop特异结合
为了进一步研究PS-1和AHA2是否直接结合，我们纯化了 AHA2C-Terminus和Center Loop的His融合蛋白。将AHA2 C-Terminus和Center Loop的His融合蛋白分别和28或29孵育2 小时后，与生物素化炔环进行加成反应(azide-alkyne cycloadditionligation)。然后该反应和结合Biotin抗体的琼脂糖柱子共孵育30分，漂洗5次后，在室温条件下用强酸洗脱15分钟。上清进行SDS-PAGE 电泳，后用Biotin或His抗体进行Western分析。Biotin和His信号仅在Biotin-PS-1和AHA2Center Loop的反应中获得(图4A)。因为Biotin-PS-1和Biotin-29分子量非常小，在SDS-PAGE电泳出了胶，所以在Biotin-PS-1和Biotin-29等样品中没有得到Biotin的Western 信号。
另外我们采用微量热涌动(Microscale Thermophoresis，MST) 方法检测了PS-1与质膜H+-ATPaseAHA2Center Loop的结合能力。分别检测PS-1与AHA2C-Terminus和CenterLoop的His融合蛋白的结合能力。结果表明，PS-1与质膜H+-ATPase Center Loop的结合能力比较强，半抑制浓度为4.88微摩(图4B)。PS-1与AHA2 C-Terminus没有结合。
6、PS-1在抗动植物病原真菌中的应用
(1)PS-1抑制动物病原真菌的生长
采用微量液基稀释法观察PS-1对动物病原真菌(供试真菌都为危害人类的重要病原菌)的生长的半抑制浓度，同时用奥美拉唑 (Omeprazole)为对照，培养48h后观察PS-1对真菌生长的抑制情况。我们的结果表明PS-1对供试病原真菌的生长都有不同程度的抑制作用(表4)。
表4为PS-1抑制动物病原真菌的生长
(2)PS-1抑制植物病原真菌的生长
采用PDA平板接种法，浓度为25ppm，接种3天后观察PS-1 对3种病原菌(禾谷镰刀菌(F.graminearum)，造成作物穗腐、茎腐、茎基腐；轮枝镰刀菌(Fusariumverticillioides)，造成玉米茎腐病；木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)，造成作物根腐病)拍照(图 5A)并量取计算菌落直径(图5B)，观察PS-1对真菌生长的抑制情况。我们的结果表明PS-1抑制供试病原真菌的生长
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种能够特异性抑制植物质膜H+-ATPase的化合物，其特征在于，具有如通式(I)所示的结构：
其中，R1代表芳基，R2为氢或者烷基；
A为S或者NH；
B为氧，硫，NH或者烷基硫；
D为氧，硫，NH或者烷基氮；
虚线处代表单键或者双键，且B原子和D原子之间只能有一根双键。
2.根据权利要求1所述的能够特异性抑制植物质膜H+-ATPase的化合物，其特征在于，选自如下式I-A化合物中的一种或几种，其中，A为S或者NH；B为氧，硫，NH或者烷基硫；D为硫，NH或者烷基氮；R3为氢、Br、NO2或者Me；R4和R5各自独立选自氢或Br；
或者，所述通式(I)化合物选自式I-B化合物中的一种或几种，其中，R1为3-呋喃基2-吡啶基3-吡啶基2-苯并呋喃基2,5-二甲基-1-(3-吡啶基)-3-吡咯基2-呋喃基2-恶唑基5-恶唑基2-噻唑基5-噻唑基4-噻唑基1H-2-咪唑基1H-5-咪唑基1H-2-吡咯基(已添加结构式)；R2为H或者Me。
3.根据权利要求1所述的能够特异性抑制植物质膜H+-ATPase的化合物，其特征在于，所述通式(I)化合物中，R1代表2-呋喃基，R2代表氢，A和B均代表S，D代表NH；
或者，所述通式(I)化合物选自下述化合物中的一种或几种：
4.权利要求1-3任一所述化合物的制备方法，其特征在于，含醛羰基或酮羰基的化合物A与化合物B五元环的亚甲基发生缩合反应。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，由如下方法制得：溶剂中，芳基醛类化合物与五元杂环类化合物在碱作用下于100-110℃回流反应，静置冷却，过滤，洗涤，得到棕色固体；
所述芳基醛类化合物结构式为其中，为五元芳环，上一个或多个C原子各自独立地被N、S、O取代；
所述五元杂环类化合物选自
所述碱选自乙酸铵、乙酸钠、乙醇钠或二异丙基氨基锂中的一种或多种；
所述溶剂选自乙酸、乙醇或四氢呋喃中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，由如下方法制得：在含有四氢呋喃、二异丙基胺、正丁基锂体系中，于-78℃--40℃加入将混合溶液滴加至新制得的二异丙基氨锂溶液中反应，萃取，洗涤，干燥。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，由如下方法制得：以3-溴糠醛为原料，通过SNAr反应得到3-叠氮糠醛；3-叠氮糠醛再与罗丹宁通过Knoevenagel缩合得到N3-PS-1。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，由如下方法制得：5-噻唑甲醛或2-吡咯甲醛分别与罗丹宁溶于乙酸中，于室温加入乙酸铵，反应在氩气保护条件下回流，过滤，洗涤，干燥。
9.权利要求1-3任一所述化合物在制备植物质膜H+-ATPase特异性抑制剂中的应用。
10.权利要求1-3任一所述化合物在抑制动植物病原真菌中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108658891A (zh) * 2018-07-03 2018-10-16 河南农业大学 2-硫代噻唑烷-4-酮、衍生物及其制备方法
CN113563437A (zh) * 2021-08-20 2021-10-29 南京农业大学 一种药物靶标蛋白pma1及其在农业上的用途

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000018748A1 (en) * 1998-09-30 2000-04-06 Roche Diagnostics Gmbh Rhodanine derivatives for the treatment and prevention of metabolic bone disorders
WO2004093803A2 (en) * 2003-04-16 2004-11-04 Pintex Pharmaceuticals, Inc. Photochemotherapeutic compounds for use in treatment of pin1-associated states
WO2006119736A2 (de) * 2005-05-09 2006-11-16 Combinature Biopharm Ag Modulatoren der pdz-domäne
US9538734B2 (en) * 2013-03-12 2017-01-10 The General Hospital Corporation Germ cell ablation compounds and uses thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000018748A1 (en) * 1998-09-30 2000-04-06 Roche Diagnostics Gmbh Rhodanine derivatives for the treatment and prevention of metabolic bone disorders
WO2004093803A2 (en) * 2003-04-16 2004-11-04 Pintex Pharmaceuticals, Inc. Photochemotherapeutic compounds for use in treatment of pin1-associated states
WO2006119736A2 (de) * 2005-05-09 2006-11-16 Combinature Biopharm Ag Modulatoren der pdz-domäne
US20090204336A1 (en) * 2005-05-09 2009-08-13 Forschungsverbund Berlin E. V. PDZ-Domain Modulators
US9538734B2 (en) * 2013-03-12 2017-01-10 The General Hospital Corporation Germ cell ablation compounds and uses thereof

Non-Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ASSEM BARAKAT ET AL.: "Synthesis, Molecular Structure Investigations and Antimicrobial Activity of 2-Thioxothiazolidin-4-one Derivatives", 《JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE》 *
CAROLE J.R.BATAILLE ET AL.: "Thiazolidine derivatives as potent and selective inhibitors of the PIM kinase family", 《BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY》 *
FREDERICK J.ALLAN ET AL.: "Condensation of Rhodanine with Pyridine and Quinoline Aldehydes", 《THE JOURNAL OF ORANGIC CHEMISTRY》 *
FVA B. AKERBLOM: "Synthesis and structure-activity relations of a series of antibacterially activite 5-(5-nitro-2-furylidene)thiazolones,5-(5-nitro-2-furypropenylidene) thiazolidines, and 6-(5-nitro-2-furyl)-4H-1,3-thiazinones", 《J.MED.CHEM.》 *
MICHIHIRO GASHA ET AL.: "Antimicrobial Activity of 5-Oxothiazolidine-2-thione and Rhodanine Derivatives", 《YAKUGAKU ZASSHI》 *
PETER KUTSCHY ET AL.: "SYNTHESIS OF 2-SUBSTITUTED 5-ARYLIDENETHIAZOLIN-4-ONES FROM α,β-UNSATURATED ACTL ISOTHIOCYANATES", 《COLLECTION CZECHOSLOVAK CHEM. COMMUN》 *
PETER SCHUISKY ET AL.: "SYNTHESIS, 1H AND 13C NMR SPECTRA, AND CONFIGURATIONAL ASSIGNMENT OF FURFURYLIDENEIMIDAZOLINONES", 《HETEROCYCLES》 *
R.B.西尔弗曼 编: "《有机药物化学》", 31 January 2008 *
S.K.MALICK ET AL.: "Synthesis and antimicrobial evaluation of some 5-(5-nitrofurylidene)rhodanines,5-(5-nitrofurylidene) thiazolidine-2,4-diones, and their vinylogs", 《J.MED.CHEM.》 *
SAN-FUN TAN ET AL.: "IONIZATION CONSTANTS OF 5-FURYLMETHYLENEHYDANTIONS AND 5-THIENYLMETHYLENEHYDANTIONS IN 80%(W/W) DIMETHYL SULPHOXIDE-WATER AT 25℃", 《JOURNAL OF PHYSICAL ORGANIC CHEMISTRY》 *
THOMAS MENDGEN ET AL.: "Privileged Scaffolds or Promiscuous Binders:A Comparative Study on Rhodanines and related heterocycles in Medicinal Chemistry", 《J.MED.CHEM.》 *
刘慧强 等: "L-组氨酸催化水相合成5-芳亚甲基罗丹宁", 《精细石油化工》 *
韩珊 等: "植物病原真菌毒素作用机理研究进展", 《四川林业科技》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108658891A (zh) * 2018-07-03 2018-10-16 河南农业大学 2-硫代噻唑烷-4-酮、衍生物及其制备方法
CN108658891B (zh) * 2018-07-03 2020-09-29 河南农业大学 2-硫代噻唑烷-4-酮、衍生物及其制备方法
CN113563437A (zh) * 2021-08-20 2021-10-29 南京农业大学 一种药物靶标蛋白pma1及其在农业上的用途
CN113563437B (zh) * 2021-08-20 2023-06-23 南京农业大学 一种药物靶标蛋白pma1及其在农业上的用途

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