CN108047141B - 一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的制备方法及用途 - Google Patents

一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的制备方法及用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防治黄瓜花叶病毒的化合物含5‑氯‑4‑甲氧基‑6‑甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的制备方法和生物活性，是由下列通式(I)表示的化合物及其制备方法。本发明介绍了以5‑氯‑4‑甲氧基‑6‑甲基嘧啶‑2‑胺、取代醛、丙二酸酯为原料，对二甲苯为溶剂，一锅法合成含5‑氯‑4‑甲氧基‑6‑甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物。本发明化合物I2和I7对黄瓜花叶病毒具有较好的抑制作用。
Figure DDA0001513087460000011

Description

一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物 的制备方法及用途
技术领域
本发明涉及化学技术领域，具体来说涉及一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物、该化合物的制备方法以及对黄瓜花叶病毒病具有抑制作用的用途。
背景技术
黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)黄瓜花叶病毒属(Cucum ovirus)典型成员，其危害严重，寄主方位广泛，是世界上最流行的植物病毒之一。CMV对感病作物的危害十分严重，如引起番茄叶片丝状畸形、黄瓜植株黄化、香蕉花心腐烂、辣椒叶片畸形顶部坏死等等，给世界各国的农作物生产造成严重的经济损失。当前广泛使用的宁南霉素、病毒唑等抑制剂防治黄瓜花叶病毒，但是这些药剂存在防效低和使用效果不理想等问题，为此，创制出高效、新型的抗植物病毒剂迫在眉睫。
在农药的研究开发中，杂环化合物由于表现出较好的生物活性、结构多样性等优点，成为当今前农药领域开发的热点，在农药的研究开发中占有非常重要的地位，深受农药开发者的青睐。在杂环类活性化合物中，嘧啶杂环因具有良好的生物活性和环境相容性，成为国内外研究的热点。近年来，发现含有嘧啶杂环的化合物具有较好的抗植物病毒活性。
2011年，Yuan等(Yuan,D.K.；Zhang,D.Q.；Li,R.X.；Wang,D.Q；Yang,X.L.；Synthesis and anti-TMV activity of novel N-(pyrimidin-5-yl)-N'-phenylureas[J].Chinese Chemical Letters,2011,22(1):18-20)以2-N,N-二乙基-4-氯-6-甲基-5硝基嘧啶为原料，合成了一系列含苯基脲结构的嘧啶类衍生物。生物活性测试结果表明，在500μg/mL浓度下，部分化合物表现出一定的抗植物病毒活性。
2011年，Xu等(Xu,W P.；Zhang D.Q.；Li,R.X.；Yang,X.L.；Wang D.Q.；Yuan,D.K..；Fan,Z.J.；Synthesis andAnti-TMV Activity of Novel Poly-substitutedPyrimidine-5-amino Amide andAryl(Thio)urea Derivatives[J].Chemical Journal ofChinese Universities,2011,32(7):1545-1550)以2,-N,N-二乙胺基4-氯苯-5硝基嘧啶为起始原料，通过取代、催化还原和酸化等反应，设计合成了一系列含有氧醚和烷胺侧链的多取代嘧啶类衍生物。生物活性测试结果表明，所有化合物均显示出良好的抗烟草花叶病毒活活性。
2013年，Bao等(Bao,X.P.；Lin,J.F.；Jian,J.Y.；Zhang,F.；Zou,L.B.Synthesisand Bioactivities of Novel 1,2,4-Triazolo[1,5-a]pyrimidine DerivativesContaining 7-(1,3,4-Oxadiazolyl)thioether Moiety[J].Chinese Journal ofOrganic Chemistry,2013,33(5):995-999)以2-苄硫基-5-甲基-7-羟基-1,2,4-三唑并[1,5-α]嘧啶为起始原料，经过醚化、肼解、环化和硫醚化合成了系列新型含
Figure BDA0001513087440000022
二唑硫醚结构的嘧啶类化合物。生物活性测试结果表明，部分化合物表现出较好的抗植物病毒活性和一定的体外抑菌活性。
综上所述，嘧啶类衍生物表现出了一定的防治植物病毒活性。为创制新型高效的抗黄瓜花叶病毒剂，本发明在前期工作的基础上，设计合成了系列含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物，期望筛选出高活性的抗黄瓜花叶病毒的药物。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有抗黄瓜花叶病毒活性的含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物及其制备方法。
本法明的另一目的在于防治黄瓜花叶病毒病(CMV)的用途。
本发明的一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物，其通式为下式(I)：
Figure BDA0001513087440000021
其中：R1为苯基、单取代苯基、对位单取代甲氧基苯基、对位单取代甲基苯基、环己基或呋喃甲基；R2甲基或乙基。
本发明含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物，已合成化合物为：
化合物I1：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)苯甲基)丙二酸；
化合物I2：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-氯苯甲基)丙二酸；
化合物I3：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-甲基苯甲基)丙二酸；
化合物I4：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-甲氧基苯甲基)丙二酸；
化合物I5：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)呋喃-2-基)甲基)丙二酸；
化合物I6：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)环己基)甲基)丙二酸；
化合物I7：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)环己基)甲基)丙二酸；
化合物I8：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)苯甲基)丙二酸。
本发明含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的制备方法，是以5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺、取代醛、丙二酸酯为原料，对二甲苯为溶剂，一锅法合成含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物，其合成路线为：
Figure BDA0001513087440000031
其中部分化合物(I1-I2)的结构特征如下：
Figure BDA0001513087440000032
Figure BDA0001513087440000041
本发明内容所述的一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的制备方法，经下列步骤合成：
将5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺、取代醛、丙二酸酯投入单口瓶，加入对二甲苯，升温至回流，反应4-6小时结束，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
本发明含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的用途是指对黄瓜花叶病毒病具有抑制作用的抗植物病毒病的药物或药剂。
本发明的有益效果：本发明合成了具有抗黄瓜花叶病毒病活性的含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物。目前无此类化合物用于防治黄瓜花叶病毒方面的报道，本发明的优点在于，原料易得，工艺简单，反应条件温和，反应收率高。并且本发明中的化合物I2在防治黄瓜花叶病毒活性方面，无论是治疗、保护还是钝化活性，均优于商品化对照药剂宁南霉素。另外，本发明，还对生物活性最优的化合物I2的制备方法进行了深入的研究，并最终确定本发明中活性最优化合物I2的连续生产制备方法。
附图说明
图1为利用MCT微反应器连续制备I2示意图。
具体实施方式
实施例1：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)苯甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、苯甲醛(0.001mol)、丙二酸二甲酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，5小时后结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
实施例2：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-氯苯甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、4-氯苯甲醛(0.001mol)、丙二酸二乙酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，5小时候结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
实施例3：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-甲基苯甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、4-甲基苯甲醛(0.001mol)、丙二酸二甲酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，4小时候结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
实施例4：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-甲氧基苯甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、4-甲氧基苯甲醛(0.001mol)、丙二酸二乙酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，6小时候结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
实施例5：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)呋喃-2-基)甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、2-呋喃甲醛(0.001mol)、丙二酸二甲酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，6小时候结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
实施例6：二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)环己基)甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、环己基甲醛(0.001mol)、丙二酸二甲酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，6小时候结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
实施例7：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)环己基)甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、环己基甲醛(0.001mol)、丙二酸二乙酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，6小时候结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
实施例8：二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)苯甲基)丙二酸的合成；
在100mL单口瓶中，加入5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺(0.001mol)、苯甲醛(0.001mol)、丙二酸二乙酯(0.0015mol)，加入对二甲苯(40mL)为溶剂，升温回流，TLC监测反应进程，6小时候结束反应，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得到目标产物。
对上述实施例1-8合成的含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的收率、物理形态与元素分析如表1所示，核磁共振氢谱(1H NMR)数据如表2所示、核磁共振碳谱(13C NMR)数据如表3所示，红外光谱(IR)数据如表4所示，质谱(MS)数据如表5所示：
表1目标化合物的理化性质与元素分析
Figure BDA0001513087440000061
表2目标化合物的1H NMR数据
Figure BDA0001513087440000062
Figure BDA0001513087440000071
表3目标化合物的13C NMR数据
Figure BDA0001513087440000072
Figure BDA0001513087440000081
表4目标化合物的红外数据
化合物 IR(KBr)(cm<sup>-1</sup>)
I<sub>1</sub> 3104,2996,1712,1585,1553,1494,1477,1248,1091,1052,860
I<sub>2</sub> 3111,2986,1735,1582,1555,1491,1476,1294,1236,,1081,1054,787
I<sub>3</sub> 3118,2997,1722,1554,1540,1490,1475,1242,1171,1052,861
I<sub>4</sub> 3071,2978,1726,1584,1557,1496,1473,1237,1173,1059,866
I<sub>5</sub> 3101,2932,1726,1715,1583,1551,1496,1473,1247,1090,782
I<sub>6</sub> 3075,2982,2664,1557,1443,1269,1244,1163,1045,1018,901
I<sub>7</sub> 3088,2984,2662,1552,1435,1278,1237,1169,1040,1004,893
I<sub>8</sub> 3101,2976,1733,1711,1568,1491,1463,1292,1249,1177,1052,866
表5目标化合物的质谱
Figure BDA0001513087440000082
Figure BDA0001513087440000091
实施例9、目标化合物抗黄瓜花叶病毒治疗、钝化和保护活性
(1)测试方法
A.病毒提纯
采用周雪平方法(Zhou,X.P.；Xu,Z.X.；Xu,J.；Li,D.B.J.SouthChin.Agric.Univ.1995,16,74-79)，选取接种3周以上，CMV系统侵染寄主Nicotianatabacum.L植株上部叶片，在磷酸缓冲液中匀浆，双层纱布过滤，8000g离心，经过2次聚乙二醇处理，再离心，沉淀用磷酸缓冲液悬浮，即得到CMV精提液体。整个实验在4℃下进行，用紫外分光光度计测定260nm波长的吸光度，根据公式计算病毒浓度。
病毒浓度(mg/mL)＝(A260×稀释倍数)/E0.1％ 1cm 260nm
其中E表示消光系数，即波长260nm时，浓度为0.1％(1mg/mL)的悬浮液，在光程为l厘米时的光吸收(光密度)值。CMV的E0.1％ 1cm 260nm是5.0。
B、药剂对CMV侵染的活性治疗作用：选长势一直的5-6叶期笕色黎打顶，向全叶撒匀金刚砂，用排笔蘸取病毒汁(6×10-3mg/mL)全叶接种病毒，自然晾干后用清水冲洗。待叶片干后，用毛笔在左半叶轻轻涂施药剂，右半叶涂施对应溶剂的浓度作为对照，6-7天后记录枯斑数，按下列公式计算抑制率。
C、药剂对CMV侵染的活体保护作用
药剂对CMV侵染的活体保护租用：选长势一直的5-6叶期笕色黎打顶，用毛笔在左半叶轻轻涂施药剂，右半叶涂施对应浓度的溶剂作对照，24小后向全叶撒匀金刚砂，用排笔蘸取病毒汁(6×10-3mg/mL)全叶接种病毒，用清水冲洗，6-7天后记录枯斑数，按下列公式计算抑制率。
D、药剂对CMV侵染的活体钝化作用
药剂对CMV侵染的活体钝化作用:选长势一直的5-6叶期笕色黎打顶，向全叶撒匀金刚砂，用磷酸缓冲液将CMV；病毒稀释至6×10-3mg/mL，将化合物与等体积的病毒汁液混合钝化30分钟，用排笔人工摩擦接种于撒有金刚砂的适龄笕色黎左半业，对应剂量的溶剂与病毒汁液混合接种于撒有金刚砂的适龄笕色黎右半叶，6-7天后记录枯斑数，按下列公式计算抑制率。
X％＝(CK－T)/CK×100
X:相对抑制率(％),
CK:未涂施药剂半叶的平均枯斑数
T:涂施药剂半叶的平均枯斑数
其中，CK与T都采用各组三次重复的平均数。
(2)生物测试结果
表6目标化合物对黄瓜花叶病毒的治疗、保护、钝化活性
化合物 浓度(μg/mL) 治疗效果(％) 保护效果(％) 钝化效果(％)
I<sub>1</sub> 500 41.1±3.3 47.3±2.6 68.1±1.3
I<sub>2</sub> 500 56.1±4.2 65.2±2.7 94.5±2.3
I<sub>3</sub> 500 43.1±3.7 63.4±4.2 65.8±1.6
I<sub>4</sub> 500 45.3±2.8 49.4±4.8 51.6±4.2
I<sub>5</sub> 500 52.3±3.9 68.8±3.3 85.7±2.7
I<sub>6</sub> 500 39.1±2.6 47.5±2.2 66.2±2.5
I<sub>7</sub> 500 54.2±3.2 66.3±1.9 92.8±2.8
I<sub>8</sub> 500 45.1±1.8 59.2±4.2 73.4±3.5
宁南霉素 500 49.2±3.5 61.4±4.3 91.4±2.1
采用半叶枯斑法，浓度为500mg/L，以宁南霉素为对照药剂测试了目标化合物的抗CMV活性，从表6生物活性测定结果可以看出含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物对CMV均具有中等到优秀的抑制活性，其中I2和I7在治疗、保护、钝化方面，均优于对照药剂宁南霉素。
为了进一步研究含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物抗CMV活性，我们测定了该类化合物中I2和I7的治疗EC50值，结果见表7。
表7部分目标化合物对CMV的治疗活性的EC50值
Figure BDA0001513087440000101
Figure BDA0001513087440000111
结果可以看出，I2和I7对CMV保护活性的EC50分别为194.7和227.1μg/mL，均优于对照药剂宁南霉素325.4μg/mL。
实施例10、利用MCT微反应器连续制备I2
取500mL的0.1mol/L的5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺的甲苯溶液置于A瓶中(标为A瓶)，取500mL的浓度均为0.1mol/L的4-氯苯甲醛和丙二酸二乙酯的混合甲苯溶液置于B瓶中。(标为B瓶)；将A瓶和B瓶分别用MPK2005中压恒流泵以10mL/min的流速推动，进入MCT微反应器(MCT微反应器设置反应温度60℃)，50分钟后停止反应，减压回收产物收集瓶中的甲醇，产物经过柱色谱分离(石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V)得33g目标产物I2，产率：86.3％。利用MCT微反应器可连续生产克级目标产物I2。
本发明实施例辅以说明本发明的技术方案。本发明效果是合成路线简单、产率较高，得到新型、高效的防治黄瓜花叶病毒病的新药剂。

Claims (6)

1.一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物，其特征在于：其通式为下式(I)：
Figure FDA0002715315940000011
其中：R1为苯基、对位单取代甲氧基苯基、对位单取代甲基苯基、环己基或呋喃甲基；R2甲基或乙基。
2.根据权利要求1所述的所述的一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物，其特征在于：部分合成的化合物如下：
化合物I1：
二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)苯甲基)丙二酸；
化合物I3：
二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-甲基苯甲基)丙二酸；
化合物I4：
二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)4-甲氧基苯甲基)丙二酸；
化合物I6：
二甲基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)环己基)甲基)丙二酸；
化合物I7：
二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)环己基)甲基)丙二酸；
化合物I8：
二乙基-2-(((5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-基)氨基)苯甲基)丙二酸。
3.如权利要求1或2所述的一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的合成方法，其特征在于：以5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺、取代醛、丙二酸酯为原料，对二甲苯为溶剂，一锅法合成含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物，其合成路线为：
Figure FDA0002715315940000021
4.根据权利要求3所述的一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：合成步骤和工艺条件为：将5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶-2-胺、取代醛、丙二酸酯投入单口瓶，加入对二甲苯，升温至回流，反应4-6小时结束，减压回收对二甲苯，经过柱色谱分离得到目标产物。
5.根据权利要求4所述的一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述的柱色谱分离条件为石油醚：乙酸乙酯＝6:1V/V。
6.权利要求1或2所述的所述的一种含5-氯-4-甲氧基-6-甲基嘧啶杂环的氨基酸酯类化合物在制备防治黄瓜花叶病毒的药物和药剂中的应用。
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