CN107814790A - Topsentin类衍生物及其制备和在抗植物病毒和病菌中的应用 - Google Patents

Topsentin类衍生物及其制备和在抗植物病毒和病菌中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及Topsentin类衍生物I及其制备方法和在抗植物病毒和病菌中的应用。本发明的Topsentin类衍生物I显示出特别优异的抗植物病毒活性，能很好地抑制烟草花叶病毒(TMV)，该类化合物同时表现出很好的抗植物病菌活性，通式中取代基所指代内容详见说明书。

Description

Topsentin类衍生物及其制备和在抗植物病毒和病菌中的 应用
技术领域
本发明涉及Topsentin类衍生物及其制备方法和在抗植物病毒和病菌中的应用，属于农业防护技术领域。
背景技术
海洋是生命的发源地，由于海洋环境其特殊的高盐、高压、缺氧、缺少光照等条件，海洋生物体在其生命过程中产生了许多具有特殊化学结构以及独特生物活性和功能的物质，是人类的海洋资源宝库。目前从海绵、海兔、海鞘、海藻、鲨鱼、珊瑚等海洋生物中分离获得7000余种海洋天然产物，新发现的化合物还在以加速度递增。在已发现的化合物中包括萜类、多肽、甾体类、聚醚类、生物碱、大环内酯类、多糖等化合物，约50％具有各种生物活性，超过0.1％的化合物结构新颖，活性显著，极有可能开发成药(Chem.Rev.2015，115，9655-9706)。因此，从海洋天然产物中寻找新型活性药物先导已成为当今研究的热点。
Topsentin类生物碱是一类含有双吲哚结构骨架的天然生物碱，广泛存在于海洋动物海绵中。自1987年，Topsentin类生物碱Topsentin A(Deoxytopsentin，1)，TopsentinB1(Topsentin，2)和Topsentin B2(Bromotopsentin，3)被首次分离报道以来，目前已有10个该类生物碱被分离并确定结构(结构式一)。其中包括双吲哚咪唑酮化合物1-6和双吲哚-4，5-二氢咪唑酮化合物7-10。
结构式一
1987年，比利时布鲁塞尔自由大学Bartik小组首次从法国地中海海岸的浅水海绵Topsentia genitrix中分离得到Topsentin类生物碱Topsentin A(Deoxytopsentin，1)，Topsentin B1(Topsentin，2)和Topsentin B2(Bromotopsentin，3)，同时该小组发现分离的三个生物碱对虹鱼表现出毒性，LD值在15-20mg/L(Can.J.Chem.1987，65，2118-2121)。
1987年，比利时布鲁塞尔自由大学Braekman小组以3-乙酰基吲哚(11)为原料经3步以8％的总收率完成了生物碱Topsentin A(Deoxytopsentin，1)的首次全合成。3-乙酰基吲哚(11)与溴化铜反应得3-溴乙酰基吲哚(12)，再与1，1-二甲基肼进行亲核取代得关键中间体季铵盐(13)，在加热条件下季铵盐(13)重排然后偶联得生物碱Topsentin A(Deoxytopsentin，1)，该路线总收率较低，且重排反应条件苛刻(结构式二)(Bull.SOC.Chim.Belg.1987，96，809-812)。
结构式二
结构式三
1988年，美国伊利诺伊大学香槟分校的Rinehart研究小组从几种加勒比深海海绵Spongosorites中分离得到已知生物碱Topsentin(2，干含量0.1％)和Bromotopsentin(3，干含量0.3％)，同时也分离到一种新型双吲哚类化合物4，5-Dihydro-6″-deoxybromotopsentin(Spongotine A，8，干含量0.005％)。为了验证Topsentin(2)的结构，他们对Topsentin(2)及其衍生物进行了合成，以3-氯乙酰基吲哚(14)及3-氯乙酰基-6-苄氧基吲哚(15)为原料，经水解，醋酸铜氧化，与氨水反应合环得Topsentin苄基衍生物18，再经钯碳催化氢化得生物碱Topsentin(2)，同时还得到Topsentin(2)的几个衍生物，该方法缺点是反应选择性差，收率低(结构式三)。生物活性研究发现，Topsentin(2)和Bromotopsentin(3)在体外对HSV，VSV及corona virus A-59等多种病毒有抑制活性。Topsentin(2)在体外能抑制P388白血病细胞的生长(IC50＝3.0μg/mL)，也能抑制人结肠癌细胞HCT-8、人肺癌细胞A-549和T47D的生长(IC50＝20μg/mL)。在体内能抑制P388(T/C137％，150mg/kg)和B16黑色素肿瘤细胞(T/C 144％，37.5mg/kg)的生长。化合物4，5-Dihydro-6″-deoxybromotopsentin(8)同样表现出不错的抗肿瘤活性，但抗病毒活性较差(J.Org.Chem.1988，53，5446-5453)。
1996年，美国先灵葆雅研究所的Coval研究小组从巴哈马圣塔玛丽亚海滩西部海域的海绵Spongosorites sp.中分离到生物碱Bromotopsentin(3)，同时发现Bromotopsentin(3)及其同系物具有很好的绑定α-1肾上腺素受体能力(表1)(Bioorg.Med.Chem.Lett.1996，6，2103-2106)。
表1.生物碱2，3的α-1Ki值
1996年，法国兰斯大学的Achab研究小组以钯催化的Still反应为关键步骤，实现了生物碱Deoxytopsentin(1)，Topsentin(2)，Bromotopsentin(3)和Deoxybromotopsentin(Bromodeoxytopsentin，4)的合成，路线收率较高，但操作条件较为苛刻，不易重复。二碘咪唑19在丁基锂条件下转化为锂中间体20，与醛21和22进行加成反应分别制得咪唑醇23和24，再经二氧化锰氧化得咪唑酮25和26，在钯催化下与3-碘吲哚27偶联得28和29，最后脱保护得Deoxytopsentin(1)和Topsentin(2)(结构式四)。3-碘吲哚27和30与咪唑醛31加成分别制得咪唑醇32和33，经二氧化锰氧化得咪唑酮34和35，在钯催化下与锡化物36偶联得37和38，最后脱保护得Bromotopsentin(3)和Deoxybromotopsentin(Bromodeoxytopsentin，4)(结构式五)(Tetrahedron Lett.1996，37，5503-5506)。
1998年，日本京都药科大学的Ohta研究小组，通过Pb0催化的在咪唑环5-位的Suzuki偶联反应及咪唑环2-位的酰化反应实现了Topsentin(2)的合成。但路线较长，收率较低。三碘咪唑39经保护得40，钯催化下与3-吲哚硼酸41偶联得42，与格式试剂反应脱除碘得43，再在丁基锂存在下与44发生咪唑环2-位的酰化反应得45，最后三溴化硼脱甲基得Topsentin(2)(结构式六)(Heterocycles 1998，48，1887-1901)。
结构式四
结构式五
结构式六
1999年，韩国韩南大学Shin研究小组从济州岛海绵Spongosorites genitrix中分离到4个Topsentin类双吲哚生物碱Deoxytopsentin(1)，Bromotopsentin(3)，Bromodeoxytopsentin(4)和Isobromodeoxytopsentin(5)，其中Bromodeoxytopsentin(4)和Isobromodeoxytopsentin(5)为首次分离并确定结构。生物活性研究发现，Bromodeoxytopsentin(4)和Isobromodeoxytopsentin(5)对人白血病细胞K562有抑制活性，LC50分别为0.6μg/mL和2.1μg/mL(J.Nat.Prod.1999，62，647-649)。
2000年，意大利萨勒诺大学Riccio研究小组从地中海海绵Rhaphisia lacazei中分离到6个Topsentin类双吲哚生物碱Deoxytopsentin(1)，Topsentin(2)，Bromotopsentin(3)，Bromodeoxytopsentin(4)，Topsentin D(7)和4，5-Dihydro-6″-deoxybromotopsentin(8)。生物活性研究发现，Topsentin(2)，Bromotopsentin(3)对人支气管肺癌(NSCLC-N6)有抑制活性，IC50分别为12.0μg/mL和6.3μg/mL(J.Nat.Prod.2000，63，447-451)。
2000年，美国俄勒冈州立大学Horne研究小组完成了生物碱Topsentin A(Deoxytopsentin，1)。以吲哚(46)为原料，经草酰化再与氰化亚铜反应得3-氰基甲酰基吲哚(48)，钯碳氢气还原得3-氨乙酰基吲哚醋酸盐(49)，再在氨水中双分子合环得TopsentinA(1)，路线4步，总收率38％，但反应选择性不好，不能用于大量衍生物的制备(结构式七)(Org.Lett.2000，2，2121-2123)。并且申请人尝试过该路线，在合环制备咪唑环时适中拿不到产品，估计是文献作者进行了技术保留。
结构式七
2005年，韩国国立首尔大学Shin研究小组从韩国西南部济州岛的海绵Spongosorites sp.中分离得到4个Topsentin类双吲哚生物碱Deoxytopsentin(1)，Bromotopsentin(3)，Bromodeoxytopsentin(4)和4，5-Dihydro-6″-deoxybromotopsentin(8)。生物活性研究发现，该类化合物具有抑制金黄色葡萄球菌SrtA酶活性和抑制金黄色葡萄球菌活性(表2)(Bioorg.Med.Chem.Lett.2005，15，4927-4931)。
表2.生物碱1，3，4和11抑制SrtA酶活性和抑制金黄色葡萄球菌活性。
2005年，韩国釜山国立大学Jung研究小组从韩国济州岛海域海绵Spongosoritessp.中分离到6个Topsentin类双吲哚生物碱Deoxytopsentin(1)，Topsentin(2)，Bromotopsentin(3)，Bromodeoxytopsentin(4)，Isobromodeoxytopsentin(5)和Dibromodeoxytopsentin(6)，其中Dibromodeoxytopsentin(6)为首次报道。生物活性研究发现，该类化合物对多种肿瘤细胞都有抑制活性(表3)(J.Nat.Prod.2005，68，711-715)。
表3.生物碱1-6抗癌活性a。
aData expressed in ED50values(μg/mL).A549，human lung cancer；SK-OV-3，human ovarian cancer；SK-MEL-2，human skin cancer；XF498，human CNS cancer；HCT15，human colon cancer.
2006年，韩国国立首尔大学Oh研究小组对生物碱Deoxytopsentin(1)，Bromotopsentin(3)，Bromodeoxytopsentin(4)和4，5-Dihydro-6″-deoxybromotopsentin(8)进行了抗菌和抗癌活性研究，化合物Deoxytopsentin(1)表现出非常好的抗菌(表4)和抗癌活性(表5)(Biol.Pharm.Bull.2006，29，570-573)。
表4.生物碱1，3，4和8对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的离体抑制活性。
MRSA＝methicillin-resistant Staphylococcus aureus.
表5.生物碱1，3，4和8抗癌活性。
AGS：human gastric adenocarcinoma；L1210：mouse lymphocytic leukemia；BC：human breast cancer；HepG2：hepatoma.
2007年，韩国釜山国立大学Jung研究小组从韩国济州岛海域海绵Spongosoritessp.中分离到3个Topsentin类双吲哚生物碱Spongotine A(4，5-Dihydro-6″-deoxybromotopsentin，8)，Spongotine B(9)和Spongotine C(10)，Spongotine B(11)和Spongotine C(12)为首次报道。生物活性研究发现Spongotines A(8)和C(10)具有很好的抗癌活性，能对多种癌细胞产生抑制(表6)(J.Nat.Prod.2007，70，2-8)。
表6.化合物Spongotine A-C(8-10)抗癌活性a。
aData expressed in ED50values(μg/mL).A549，human lung cancer；SK-OV-3，human ovarian cancer；SK-MEL-2，human skin cancer；XF498，human CNS cancer；HCT15，human colon cancer.bThe solubility of the sample was not good.
2007年，法国约瑟夫傅立叶大学的Denis研究小组完成了生物碱Topsentin A(1)，Isobromodeoxytopsentin(5)，Topsentin D(7)和Spongotine B(9)的全合成，其中Isobromodeoxytopsentin(5)，Topsentin D(7)和Spongotine B(9)为首次全合成。路线步骤较短，但原料的制备较为困难。吲哚(46)和6-溴吲哚(50)与草酰氯反应得酰氯47和51，与三丁基锡烷反应再经S8和哌啶处理得52和53，与碘甲烷反应得亚胺盐54和55。氨基醇56经钯催化还原得57，酸性条件下脱保护基得盐酸盐58，与亚胺盐54和55反应得生物碱Topsentin D(7)和Spongotine B(9)，再经IBX氧化脱氢得生物碱Topsentin A(1)和Isobromodeoxytopsentin(5)(结构式九)(J.Org.Chem.2007，72，3972-3975)。
结构式九
由于Topsentin类生物碱天然含量较低，且合成较为困难，生物活性研究还不够深入，主要集中在抗癌活性方面，在抗病毒和杀菌方面的研究还处于初级阶段，并且在抗植物病毒和病菌中的应用还没有报道。
发明内容
本发明的目的是提供Topsentin类衍生物及其制备方法和在抗植物病毒和病菌中的应用。本专利的Topsentin类衍生物具有很好的抗植物病毒和病菌活性。
本发明的Topsentin类衍生物是具有如下结构式十所示结构的化合物I，具体包括Ia，Ib和Ic所示的化合物及其农药应用中可以接受的盐。
结构式十
上式中Ia和Ic按照结构式十一所示的方法制备：取代吲哚59与草酰氯反应得60，经乙醇处理得酯61，Ts保护硼氢化钠还原得二醇63，经mitsunobo staudinger反应得关键中间体双胺65。酰氯66经三正丁基氢化锡还原得羰基醛67，在NCS存在下与65发生合环反应得68，氢氧化钠脱Ts得Ic，经IBX氧化得Ia。
上式中Ib按照结构式十二所示的方法制备：生物碱1(Topsentin A)与相应的酸酐，酰氯或者卤代烷烃反应得Ib。
通式Ia，Ib和Ic的相应的盐按照结构式十三所示的方法制备：Ia，Ib和Ic与相应的酸反应生成相应的盐。
结构式十一
结构式十二
结构式十三
以上通式及结构式中：
HX代表无机酸和有机酸，HX代表无机酸时，分别选自如下所示无机酸：HCl、HBr、HI，HX代表有机酸时，分别选自如下所示有机酸：二氯乙酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸、丙二酸、草酸、己二酸、樟脑磺酸、甲烷磺酸、对甲苯磺酸、反式阿魏酸、水杨酸、苹果酸、琥珀酸、对羟基苯甲酸、乳酸、咖啡酸、绿原酸、对氨基苯磺酸、5-磺基水杨酸、富马酸、葡萄糖酸、衣康酸、山梨酸。
R4代表通式Ia，Ib和Ic中所示的结构，两个氢原子或者是与另一个单键组成双键。
在通式Ia中R1和R3代表以下几种情况：R1＝Br，R3＝OMe；R1＝Br，R3＝NH2；R1＝Br，R3＝1-10碳烷胺基；R1＝OMe，R3＝Br；R1＝R3＝OMe；R1＝R3＝OH；R1＝R3＝1-10碳烷胺基；R1＝R3＝1-10碳烷氧基。
在通式Ib中R2代表：甲基，乙基，对甲苯磺酰基，叔丁氧羰基，苄基，苄氧羰基。
在通式Ic中R1和R3代表以下几种情况：R1＝Br，R3＝OMe；R1＝Br，R3＝NH2；R1＝Br，R3＝1-10碳烷胺基；R1＝OMe，R3＝Br；R1＝R3＝OMe；R1＝R3＝OH；R1＝R3＝1-10碳烷胺基；R1＝R3＝1-10碳烷氧基。
本发明优选化合物如结构式十四所示I-1～I-8。
结构式十四
本发明的Topsentin类衍生物I表现出很好的抗植物病毒和病菌活性，能很好地抑制烟草花叶病毒(TMV)和黄瓜枯萎，花生褐斑，苹果轮纹，小麦纹枯，玉米小斑，西瓜炭疽，水稻恶苗，番茄早疫，小麦赤霉，马铃薯晚疫，辣椒疫霉，油菜菌核，黄瓜灰霉，水稻纹枯14种植物病菌。
具体实施方式
下述的实施例和生测试验结果可用来进一步说明本发明，但不意味着限制本发明。
实施例1：Topsentin类衍生物I-1和I-7的合成
61：于250mL圆底烧瓶中加入(20mmol)吲哚和80mL无水乙醚，0℃下滴加草酰氯2.56mL(26mmol)的乙醚溶液，0℃下反应约1.5h，TLC监测，反应完毕，化合物60未经处理直接向反应液中滴加无水乙醇15mL，室温下搅拌30min，TLC监测，反应完毕，抽滤得亮黄色粉末61，两步收率86％，熔点：174℃分解。1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ12.48(s，1H)，8.47(d，J＝3.2Hz，1H)，8.09(d，J＝8.5Hz，1H)，7.75(d，J＝1.5Hz，1H)，7.43(dd，J＝8.5，1.7Hz，1H)，4.36(q，J＝7.1Hz，2H)，1.34(t，J＝7.1Hz，3H).
62：100mL圆底烧瓶中，加入化合物61(5mmol)，40mL二氯甲烷，0℃搅拌下加入Et3N0.9mL(1.4mmol)和0.05g DMAP作为催化剂，搅拌约5min钟后，加入TsCl 0.95g(5mmol)，TLC检测(PE∶EA＝4∶1)，反应约2h。用饱和NH4Cl淬灭，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，经水洗，饱和NaCl溶液洗涤，无水Na2SO4干燥，脱溶后得到白色固体62，收率94％，熔点：141-142℃。1HNMR(400MHz，CDCl3)δ8.82(s，1H)，8.21(d，J＝8.8Hz，1H)，8.13(d，J＝1.2Hz，1H)，7.87(d，J＝8.4Hz，2H)，7.48(dd，J＝1.6Hz，1H)，7.34(d，J＝8.0Hz，1H)，4.44(q，J＝7.2Hz，2H)，2.40(s，3H)，1.46(t，J＝6.4Hz，3H).
63：在100mL单口瓶中加入化合物62(2mmol)，加入MeOH 40mL，0℃搅拌下加入NaBH40.38g(10mmol)，反应液升至室温后再搅拌12h，TLC监测(PE∶EA＝2∶1)，反应完毕后，加入饱和NH4Cl淬灭，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，经饱和NaCl洗涤，无水Na2SO4干燥，脱溶后得浅棕色油状物63，收率98％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.06(s，1H)，7.65(d，J＝7.5Hz，2H)，7.59(s，1H)，7.31-7.20(m，1H)，7.20-7.11(m，1H)，7.03(d，J＝7.3Hz，2H)，4.97(s，1H)，4.43(s，1H)，4.23-3.92(m，2H)，3.95-3.60(m，2H)，2.19(s，3H).
64：在250mL反应瓶中加入化合物63(1.63mmol)，加入Ph3P(4.89mmol)，加入干燥的甲苯，0℃搅拌下加入DEAD 3.65mL(4.89mmol)，再加入DPPA 1.05mL(4.89mmol)，反应液升至室温后，搅拌过夜。TLC监测(PE∶EA＝4∶1)，反应完毕后，减压脱去溶剂，柱层析分离(PE∶EA＝20∶1)，得白色固体，收率61％，熔点：90-92℃.yield：61％.1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.18(d，J＝1.4Hz，1H)，7.77(d，J＝8.4Hz，2H)，7.66-7.60(m，1H)，7.41(dt，J＝8.5，5.0Hz，2H)，7.27(d，J＝8.4Hz，2H)，7.27(d，J＝8.4Hz，3H)，4.83(dd，J＝6.9，5.3Hz，1H)，3.72-3.49(m，2H)，2.37(s，3H).
65：将化合物64(2.91mmol)溶解在15mL甲苯中，搅拌下缓慢加入Ph3P(6.75mmol)，加热回流15min左右，TLC(PE∶EA＝10∶1)检测反应完全后，反应冷却至室温，加入H2O 1.5mL加热回流过夜，TLC检测(DCM∶MeOH＝10∶1)反应结束后，用5％的HCl萃取，水相用石油醚洗涤，分出水相，用5％的NaOH溶液调至碱性，用DCM萃取，脱溶后即得浅黄色油状物65，收率62.0％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.17(s，1H)，7.76(d，J＝8.1Hz，2H)，7.49(s，1H)，7.45(d，J＝8.4Hz，1H)，7.33(d，J＝8.3Hz，1H)，7.25(d，J＝8.0Hz，2H)，4.24-4.12(m，1H)，3.02(dd，J＝12.8，4.4Hz，1H)，2.83(dd，J＝12.7，6.9Hz，1H)，2.36(s，3H)，1.64(brs，4H).
67：250mL四口瓶中加入化合物66(50mmol)，简单干燥的乙酸乙酯50mL，0℃条件下Ar气保护，滴加HSnBu3(13.5mL，50mmol)的乙酸乙酯(75mL)，滴加完毕后，保持0℃反应30min，逐渐升至室温后，反应15h，加入约150mL石油醚，大量黄色固体析出，抽滤，用大量石油醚洗涤，通风厨内晾干，得黄色固体67，直接用于下一步反应。
I-7：Ar气保护下，将化合物67(0.5g，1.5mmol)溶于20mL乙腈中，0℃搅拌下，滴加化合物65(1.65mmol)的乙腈溶液，滴加完毕，保持0℃反应30min，TLC监测原料反应完全，滴加NCS的乙腈溶液，滴加完毕，自然升至室温，反应过夜。反应完毕后，饱和Na2S2O3溶液淬灭反应，直接脱溶后，加入饱和NaHCO3溶液50mL，搅拌30min，抽滤得化合物68粗品，取化合物68(0.82mmol)，加入2N NaOH(0.3mL，21.32mmol)，MeOH 3mL，加热至70℃，反应30min，反应完毕后，冷却至室温，加水，乙酸乙酯萃取，无水Na2SO4干燥，脱溶后，柱层析分离(DCM∶MeOH＝50∶1)得黄色固体I-7，收率27％，熔点：228-230℃.yield：27％.1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ12.03(s，1H)，11.19(s，1H)，8.76(s，1H)，8.14(d，J＝8.8Hz，1H)，7.60(d，J＝1.6Hz，1H)，7.53(d，J＝8.4Hz，1H)，7.37(t，J＝2.0Hz，1H)，7.13(dd，J＝1.6Hz，1H)，7.04(d，J＝2.0Hz，1H)，6.91(dd，J＝2.4Hz，1H)，5.37(t，J＝10.0Hz，1H)，4.16(t，J＝11.1Hz，1H)，3.75-3.62(m，1H).13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ172.0，157.7，141.3，138.3，136.9，131.5，126.1，124.6，122.8，122.4，120.8，120.0，119.9，116.4，114.2，113.0，112.7，103.1，96.3，55.7.HRMS(ESI)calcd for C21H18BrN4O2(M+H)+437.0608，found 437.0607.
I-1：将I-7(1mmol)，溶解在5mL DMSO中，搅拌下分批加入IBX(1.5mmol)，Ar气保护下反应，TLC监测，约5h反应完毕。饱和Na2S2O3溶液淬灭反应，加水，乙酸乙酯萃取，经水洗，饱和NaHCO3溶液洗，饱和NaCl溶液洗，无水Na2SO4干燥，脱溶后，柱层析分离(DCM∶MeOH＝80∶1)分离，DCM重结晶，得黄色固体I-1，收率31％。熔点：230℃分解。1H NMR(400MHz，DMSO-d6+1％TFA)δ12.32(s，1H)，11.77(s，1H)，10.80(brs，TFA)，8.74(s，1H)，8.09(dd，J＝36.5，21.9Hz，1H)，7.72(s，1H)，7.31(s，1H)，7.09(s，1H)，6.96(s，1H)，3.83(s，3H).13C NMR(100MHz，DMSO-d6+1％TFA)δ171.8，157.7，141.3，138.4，138.4，137.7，130.8，127.1，123.6，123.6，122.4，121.5，120.0，116.5，115.5，115.3，114.1，113.0，103.2，96.2，55.6.HRMS(ESI)calcd for C21H16BrN4O2(M+H)+435.0451，found 435.0452.
实施例2：Topsentin类衍生物I-2和I-3的合成
I-2：将Topsentin A(0.16g，0.5mmol)溶于150mL二氯甲烷中，加入Et3N(0.5mL，3mmol)，室温搅拌约10min，加入Boc2O(0.44g，2mmol)，室温下搅拌，TLC监测，反应完全后，加水，二氯甲烷萃取，饱和NaCl洗涤，无水Na2SO4干燥，脱溶后，柱层析(PE∶EA＝15∶1)分离，得淡黄色固体0.26g，收率83％，熔点：161-162℃.1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.59(s，1H)，8.48-8.46(m，1H)，8.26(d，J＝7.7Hz，1H)，8.19(d，J＝7.2Hz，1H)，8.05(s，1H)，7.99(d，J＝7.5Hz，1H)，7.84(s，1H)，7.45-7.42(m，2H)，1.68(s，18H)，1.53(s，9H).13C NMR(100MHz，CDCl3)δ179.7，149.6，149.0，146.9，145.4，136.8，135.9，135.7，135.1，128.0，127.7，125.8，124.7，124.7，123.6，123.1，122.6，120.3，119.0，115.8，115.5，115.1，113.7，86.7，85.53，84.0，28.2，28.1，27.5.HRMS(ESI)calcd for C35H39N4O7(M+H)+627.2813，found627.2819.
I-3：将Topsentin A(0.49g，1.5mmol)溶于150mL四氢呋喃中，冰浴下加入NaH(60％，0.42g，10.5mmol)，冰浴下搅拌15min后，室温搅拌1h，冷却至0℃，加CH3I(0.47mL，7.5mmol)恢复室温，TLC监测，反应约1h，反应完全后，冰浴下，加饱和NH4Cl淬灭，乙酸乙酯萃取，饱和NaCl洗涤，无水Na2SO4干燥，脱溶后，柱层析(PE∶EA＝6∶1)分离，得到淡黄色固体0.37g，收率67.3％，熔点：202-204℃。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ9.01(s，1H)，8.58(d，J＝6.4Hz，1H)，8.01(d，J＝7.7Hz，1H)，7.52(s，1H)，7.37-7.30(m，4H)，7.29-7.25(m，1H)，7.25-7.20(m，2H)，4.11(s，3H)，3.82(s，3H)，3.79(s，3H).13C NMR(100MHz，CDCl3)δ178.2，143.4，140.7，137.3，137.1，136.3，128.0，126.5，125.9，123.2，122.7，122.7，121.9，121.0，120.2，119.8，114.8，109.7，109.6，36.3，33.6，32.9.HRMS(ESI)calcd for C23H21N4O(M+H)+369.1710，found 369.1713.
实施例3：Topsentin类衍生物I-4，I-5和I-6的合成
I-4：将Topsentin A(0.21g，0.65mmol)溶于20mL二氯甲烷和20mL甲醇的混合溶液中，加入樟脑磺酸(0.15g，0.65mmol)，加热回流2h，脱溶后，二氯甲烷重结晶，抽滤得黄色晶体0.33g，收率94.3％，熔点：267-270℃。1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ12.65(s，1H)，11.77(s，1H)，8.76(s，1H)，8.32(d，J＝5.4Hz，1H)，8.17(s，2H)，8.03(d，J＝7.5Hz，1H)，7.64(d，J＝5.7Hz，1H)，7.55(d，J＝7.7Hz，1H)，7.40-7.30(m，2H)，7.29-7.10(m，2H)，2.98(d，J＝14.7Hz，1H)，2.68(t，J＝11.6Hz，1H)，2.48(d，J＝15.0Hz，1H)，2.24(d，J＝18.0Hz，1H)，1.93(s，1H)，1.89-1.83(m，1H)，1.80(d，J＝18.1Hz，1H)，1.42-1.20(m，1H)，1.04(s，3H)，0.74(s，3H).13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ216.6，172.7，141.8，139.0，137.3，136.9，126.4，126.0，124.7，124.4，123.3，122.7，121.8，120.8，119.8，117.0，114.0，113.3，112.7，58.6，47.6，47.3，42.7，42.6，26.9，24.6，20.5，20.0.
I-5：操作同化合物I-4，黄色固体，收率96.9％。熔点：289-291℃。1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ12.54(s，1H)，11.67(s，1H)，8.80(s，1H)，8.35-8.27(m，1H)，8.14(s，2H)，8.04(d，J＝7.7Hz，1H)，7.67-7.58(m，1H)，7.53(d，J＝7.9Hz，1H)，7.39-7.29(m，2H)，7.23(dt，J＝14.9，6.9Hz，2H).13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ172.8，141.9，139.0，137.2，136.9，132.0，126.4，125.8，124.7，124.4，123.3，122.8，121.8，120.8，119.9，117.1，114.0，113.2，112.7，103.6.
I-6：操作同化合物I-4，黄色固体，收率88.0％，熔点：268-270℃。1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ12.54(s，1H)，11.67(s，1H)，8.80(s，1H)，8.35-8.27(m，1H)，8.14(s，2H)，8.04(d，J＝7.7Hz，1H)，7.67-7.58(m，1H)，7.53(d，J＝7.9Hz，1H)，7.39-7.29(m，2H)，7.23(dt，J＝14.9，6.9Hz，2H).13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ171.5，140.6，138.7，136.8，136.4，130.9，125.7，125.7，124.1，124.1，123.0，122.3，121.2，120.4，119.3，115.8，113.5，112.8，112.2，102.3.
实施例4：抗烟草花叶病毒活性的测定，测定程序如下：
1、病毒提纯及浓度测定：
病毒提纯及浓度测定参照南开大学元素所生测室编制烟草花叶病毒SOP规范执行。病毒粗提液经2次聚乙二醇离心处理后，测定浓度，4℃冷藏备用。
2、化合物溶液配制：
称量后，原药加入DMF溶解，制得1×105μg/mL母液，后用含1‰吐温80水溶液稀释至所需浓度；宁南霉素制剂直接兑水稀释。
3、离体作用：
摩擦接种珊西烟适龄叶片，用流水冲洗，病毒浓度10μg/mL。收干后剪下，沿叶中脉对剖，左右半叶分别浸于1‰吐温水及药剂中，30min后取出，于适宜光照温度下保湿培养，每3片叶为1次重复，重复3次。3d后记录病斑数，计算防效。
4、活体保护作用：
选长势均匀一致的3-5叶期珊西烟，全株喷雾施药，每处理3次重复，并设1‰吐温80水溶液对照。24h后，叶面撒布金刚砂(500目)，用毛笔蘸取病毒液，在全叶面沿支脉方向轻擦2次，叶片下方用手掌支撑，病毒浓度10μg/mL，接种后用流水冲洗。3d后记录病斑数，计算防效。
5、活体治疗作用：
选长势均匀一致的3-5叶期珊西烟，用毛笔全叶接种病毒，病毒浓度为10μg/mL，接种后用流水冲洗。叶面收干后，全株喷雾施药，每处理3次重复，并设1‰吐温80水溶液对照。3d后记录病斑数，计算防效。
6、活体钝化作用：
选长势均匀一致的3-5叶期珊西烟，将药剂与等体积的病毒汁液混合钝化30min后，摩擦接种，病毒浓度20μg/mL，接种后即用流水冲洗，重复3次，设1‰吐温80水溶液对照。3d后数病斑数，计算结果。
抑制率(％)＝[(对照枯斑数-处理枯斑数)/对照枯斑数]×100％
表7 Topsentin类衍生物I-1～I-7的抗TMV活性测试结果：
从表7中可见Topsentin类衍生物I-1～I-7表现出很好的抗TMV活性，I-7抗TMV活性较好，超过了病毒唑，具备极大的开发价值。
实施例5：抗菌活性测试，测定程序如下：
A.离体杀菌测试，菌体生长速率测定法(平皿法)：
将一定量药剂溶解在适量丙酮内，然后用含有200ug/mL乳化剂水溶液稀释至所需浓度，然后各吸取1mL药液注入培养皿内，再分别加入9mL培养基，摇匀后制成50ug/mL的含药平板，以添加1mL灭菌水的平板做空白对照。用直径4mm的打孔器沿菌丝外缘切取菌盘，移至含药平板上。每处理重复三次。将培养皿放在24±1℃恒温培养箱内培养。48小时后调查各处理菌盘扩展直径，求平均值，与空白对照比较计算相对抑菌率。
表8 Topsentin类衍生物I-1～I-7的离体杀菌活性测试结果：
由表8中数据可以看出，Topsentin类衍生物I-1～I-7表现出很好的抗植物病菌活性，化合物I-6对苹果轮纹病菌和小麦纹枯病菌的抑制率达到80％以上。化合物I-2和I-7对油菜菌核病菌抑制率达到90％以上，EC50值分别为13mg/kg和4mg/kg。化合物I-7对黄瓜灰霉病菌和水稻纹枯病菌抑制率达到了90％以上，EC50值分别为5mg/kg和5mg/kg。
B.活体杀菌测试，植株喷雾法：
称量各化合物，定量DMSO溶解后加入1‰吐温80水溶液，配制成所需浓度待测液。
供试黄瓜、小麦幼苗培养于南开大学生测楼日光温室。黄瓜第一片真叶完全展开后，喷雾处理，喷液量1mL/处理，喷雾压力0.7kg/cm2，喷雾距离15cm。小麦一叶一心期处理，方法与黄瓜处理过程相同。
药剂处理后24h，黄瓜灰霉与黄瓜霜霉均采用喷雾接种5×105个/mL的孢子囊悬浮液于药剂处理后的黄瓜真叶叶背，至叶片呈水浸状止。暗环境保湿培养24h，后移至温室环境下正常培养。48h后调查结果。小麦苗则采用沉降接种法，接菌后7d调查结果。结果调查采用分级方法，以“100”级代表无病，即抑制率100％；“0”级代表最严重的发病程度，抑制率为0，记录。
表9 Topsentin类衍生物I-1～I-7的活体杀菌活性测试结果：
从表5中数据可以看出，Topsentin类衍生物I-1～I-7同样表现出不错的活体杀菌活性。

Claims (5)

1.如下所示结构的Topsentin类衍生物I，具体包括Ia，Ib和Ic所示的化合物及其农药应用中可以接受的盐，
HX代表无机酸和有机酸，HX代表无机酸时，分别选自如下所示无机酸：HCl、HBr、HI，HX代表有机酸时，分别选自如下所示有机酸：二氯乙酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸、丙二酸、草酸、己二酸、樟脑磺酸、甲烷磺酸、对甲苯磺酸、反式阿魏酸、水杨酸、苹果酸、琥珀酸、对羟基苯甲酸、乳酸、咖啡酸、绿原酸、对氨基苯磺酸、5-磺基水杨酸、富马酸、葡萄糖酸、衣康酸、山梨酸；
R4代表通式Ia，Ib和Ic中所示的结构，两个氢原子或者是与另一个单键组成双键；
在通式Ia中R1和R3代表以下几种情况：R1＝Br，R3＝OMe；R1＝Br，R3＝NH2；R1＝Br，R3＝1-10碳烷胺基；R1＝OMe，R3＝Br；R1＝R3＝OMe；R1＝R3＝OH；R1＝R3＝1-10碳烷胺基；R1＝R3＝1-10碳烷氧基；
在通式Ib中R2代表：甲基，乙基，对甲苯磺酰基，叔丁氧羰基，苄基，苄氧羰基；
在通式Ic中R1和R3代表以下几种情况：R1＝Br，R3＝OMe；R1＝Br，R3＝NH2；R1＝Br，R3＝1-10碳烷胺基；R1＝OMe，R3＝Br；R1＝R3＝OMe；R1＝R3＝OH；R1＝R3＝1-10碳烷胺基；R1＝R3＝1-10碳烷氧基。
2.权利要求1所示的Topsentin类衍生物I的合成方法，其特征在于Ia和Ic按照下式所示的方法制备：取代吲哚59与草酰氯反应得60，经乙醇处理得酯61，Ts保护硼氢化钠还原得二醇63，经mitsunobo staudinger反应得关键中间体双胺65；酰氯66经三正丁基氢化锡还原得羰基醛67，在NCS存在下与65发生合环反应得68，氢氧化钠脱Ts得Ic，经IBX氧化得Ia；
R1和R3代表以下几种情况：R1＝Br，R3＝OMe；R1＝Br，R3＝NH2；R1＝Br，R3＝1-10碳烷胺基；R1＝OMe，R3＝Br；R1＝R3＝OMe；R1＝R3＝OH；R1＝R3＝1-10碳烷胺基；R1＝R3＝1-10碳烷氧基。
3.权利要求1所示的Topsentin类衍生物I的合成方法，其特征在于Ib按照下式所示的方法制备：生物碱1(Topsentin A)与相应的酸酐，酰氯或者卤代烷烃反应得Ib；
R2代表：甲基，乙基，对甲苯磺酰基，叔丁氧羰基，苄基，苄氧羰基。
4.权利要求1所述的Topsentin类衍生物I在抗植物病毒中的应用，其特征在于它作为抗植物病毒剂，能抑制烟草花叶病毒、辣椒病毒、水稻病毒、番茄病毒、甘薯病毒、马铃薯病毒和瓜类病毒及玉米矮花叶病毒，可有效防治烟草、辣椒、水稻、番茄、甘薯、马铃薯、瓜类及玉米多种作物的病毒病。
5.权利要求1所述的Topsentin类衍生物I在抗植物病菌中的应用，其特征在于它作为抗植物病菌剂，能抑制黄瓜枯萎，花生褐斑，苹果轮纹，小麦纹枯，玉米小斑，西瓜炭疽，水稻恶苗，番茄早疫，小麦赤霉，马铃薯晚疫，辣椒疫霉，油菜菌核，黄瓜灰霉，水稻纹枯14种植物病菌。
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