CN109422744A - 苦参碱衍生物及其合成和在防治植物病虫害方面的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通式所示化合物及其制备和在农药中的应用，本发明提供了一种具有新颖的抗烟草花叶病毒病、杀虫与杀菌活性的结构，具有利于工业化，合成简单等特点。N‑取代‑11‑取代苦参碱衍生物具有非常好的抗烟草花叶病毒活性(保护，治疗，钝化)，其中R的意义见说明书。

Description

苦参碱衍生物及其合成和在防治植物病虫害方面的应用

技术领域

本发明涉及苦参碱衍生物及其合成和在防治植物病虫害方面的应用，属于农业防护领域。

背景技术

化学合成农药简称化学农药，是由人工研制合成，并由化学工业生产的一类农药，化学合成农药的分子结构复杂、品种繁多、生产量大，是现代农药中的主体，其应用范围广，很多品种的药效很高，而且由于它们的主要原料为石油化工产品，资源丰富，产量很大。人工合成的化学农药，按化学组成可以分为有机氯、有机磷、有机汞、有机砷、氨基甲酸酯类等制剂。化学农药的毒性及对环境的污染在20世纪70年代就引起各界特别是发达国家的重视。美国在1972年就停止生产和使用DDT等毒性大、高残留的农药，我国则在1983年开始禁止生产和使用有机氯农药。在环境保护、生态平衡、人畜和有益生物中毒等种种问题以及一些非政府组织和一些舆论的压力下，化学合成农药受到了严重挑战。

因此人们希望用天然源农药来取代化学合成农药，如植物源农药(包括低等植物藻类) 和微生物农药(如真菌、细菌、放线菌等)以及病毒、原生动物等。其中，植物源农药特别受到青睐。植物源农药的研究和开发利用无疑是最为诱人的领域之一。因为，据统计地球上的植物最少有25万种，实际上可能达50万种。作为农药利用的天然产物有很多，除虫菊、烟草和鱼藤过去是最著名的三种植物性农药。植物源药物的研究利用已经有几千年之久。作为农药，早年的研究主要限于植物材料的直接利用，如点燃发烟、机械粉碎撒粉或浸汁或浸提加工后使用等。天然源农药资源浩瀚研究开发利用既存在大量机遇，也存在许多问题。(天然源农药的研究利用--机遇与问题，屠豫钦，世界农药，1999，22(4)：412)

然而，由于化学农药见效快、能耗低及容易大规模生产等特点，至今仍是防治病虫害的主要手段。所以，在未来相当一段时间内，化学农药仍将是农药的主体，而绿色化学农药是发展的重点。其特点是：①超高效：药剂量少而见效快；②高选择性：仅对特定有害生物起作用；③无公害：无毒或低毒且能迅速降解。杂环化合物就是其中典型的代表。在世界农药的专利中，大约有90％是杂环化合物。

氮和生命有着极为密切的联系，氮杂环农药是形成生命体所需蛋白质的必要成分，也是核酸酶等维持生理机能必不可少的高分子有机化合物的重要组成部分。在含氮杂环化合物中，含有吡啶、嘧啶、吡唑、三唑等杂环和稠杂环的化合物，又是发展最快、最为重要的领域。在这些领域中，出现了许多超高效的新品种。(绿色农药研究进展，刘雪琴，长江大学学报(自然科学版)，2013，10：35)。

苦参碱类化合物广泛存在于豆科植物苦参(Sophora flavescens)、苦豆子(Sophora alopecuroides)及广豆根(Sophora subprostrara)中，是几种常用中草药的主要有效成分。(国家医药管理局中草药情报中心站编.植物药有效成分手册[M].北京：人民卫生出版社，1986：700. 国家药典委员会.中华人民共和国药典.一部[S].2010：188-189.)山豆根为中药名，出自《开宝重定本草》。《中华人民共和国药典》(2010年版)有此味中药的药典标准。山豆根又名苦豆根、黄结、广豆根、芸豆根、山大豆根、柔枝槐等，含有多种生物碱类、黄酮类化合物及三萜类化合物如异黄酮、槐根碱、苦参碱、槐花二醇、臭豆碱、大豆皂醇等，主产于我国广西省。药理作用较多，有降血脂，抗心律失常，增加冠脉血流量，增加心肌收缩力，抗血栓，也可解热等。

国外早在30年代初苏联开始研究，国内开始于1972年，国内外研究的重点均放在生物碱上，目前国内自苦参植物中提取、分离、鉴定的生物碱主要有氧化苦参碱(oxymatrine， C₁₅H₂₄N₂O₂)，苦参碱(Matrine，C₁₅H₂₄N₂O)，异苦参碱(Iosmatrine，C₁₅H₂₄N₂O)，羟基苦参碱 (sophor-anol)、槐果碱(Sophocarpine，C₁₅H₂₂N₂O)，氧化槐果碱(N-oxysophocarpine，C₁₅H₂₂N₂O₂)，槐啶碱(Sophoridine，C₁₅H₂₄N₂O)等。

本课题组首次发现苦参碱有良好的抗烟草花叶病毒活性。苦参碱具有四个环，还有四个相邻的手性碳C-5，C-6，C-7以及C-11，结构式如下：

对于如此复杂的生物碱，开环来简化结构则是活性分子设计中的一种策略。由于打开苦参碱的D环后，设计合成的11-酰腙苦参碱衍生物具有很好的抗烟草花叶病毒(TMV)活性，在此基础上，设计合成了各种N-取代-11-取代苦参碱衍生物，来考察11位直链上的官能团对苦参碱活性的影响，即打开苦参碱D环后直链上的羧基还原，再脱去羟基，得到苦参碱丁烷类衍生物，同时通过在16-N引入不同的基团，来研究对抗TMV、杀虫以及杀菌活性的影响。

发明内容

本发明的内容是提供一类N-取代-11-取代苦参碱衍生物(通式1)及其合成和在抗烟草花叶病毒病、杀虫与杀菌方面的应用。

本发明所述的通式I中，R代表芳香酰基：苯甲酰基，各种给电子和吸电子苯甲酰基；芳香杂环甲酰基；脂肪酰基：各种烷烃酰基、烯烃酰基；脂肪基：直链烷基、芳基甲基、环烷基；磺酰基：各种烷烃磺酰基、烯烃磺酰基、芳烃磺酰基；氨基甲酰基：烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基。

本发明通式I是如下结构所示的化合物1-21。

本发明通式I所述的N-取代-11取代苦参碱衍生物中的化合物1-15可以通过方法一制备：

方法一

本发明的再一个目的在于提供N-酰基与磺酰基取代的11-脱羟基苦参碱的制备方法，其特点在于操作简单，反应条件温和，易于提纯。

本发明通式I所述的N-取代-11-取代苦参碱衍生物中的化合物16-19可以通过方法二制备：

方法二

本发明的再一个目的在于提供N-烷基取代的11脱羟基苦参碱的制备方法，其特点在于操作简单，反应条件温和，易于提纯。

本发明通式I所述的N-取代-11取代苦参碱衍生物中的化合物20-21可以通过方法三制备：

方法三

本发明的再一个目的在于提供N-酰基氨基取代的11-脱羟基苦参碱的制备方法，其特点在于操作简单，反应条件温和，易于提纯。

本发明还有一个目的在于提供N-取代-11取代苦参碱衍生物在抗烟草花叶病毒、杀虫与杀菌活性方面的应用。本发明通式I所述的化合物和病毒唑相比有显著的抗TMV的活性，能够有效的抑制烟草花叶病毒，可有效的防治烟草、水稻、辣椒、番茄、瓜类、玉米等病毒病，尤其适合防治烟草花叶病毒病。

本发明的苦参碱衍生物具有很大的优点：其特征在于它们具有很好的水溶性，热稳定性，水溶性，有机溶剂溶解性和生物活性，易于合成，环境兼容性好，对非靶标生物安全。

附图说明：

图1 N-取代-11-取代苦参碱衍生物结构

具体实施方式

实施例1 N-取代-11取代苦参碱衍生物化合物1的合成(方法一)

方法一

N-叔丁氧羰基-11-脱羟基苦参碱(C)

mL乙酸乙酯萃取，有机相合并，80mL饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，脱溶，柱层析分离(DCM∶MeOH＝20∶1)得淡黄色油状产物3.00g，收率为81％。直接进行下一步。

11-脱羟基苦参碱(D)

mL乙酸乙酯萃取，有机相合并，80mL饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，脱溶，柱层析分离(DCM∶MeOH＝20∶1)得淡黄色油状产物1.20g，空气中固化，收率为77％，Mp 46-47℃。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ3.25(t，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)，3.09-3.03(m，1H，NCH)，2.80(dd，J＝ 16.0，12.0Hz，2H，NCH₂)，2.63(dd，J＝12.0，4.0Hz，1H，NCH₂)，2.08(s，1H，NCH₂)，1.97-1.88 (m，3H，NCH₂，CH₂)，1.75-1.51(m，6H，CH₂)，1.44-1.16(m，9H，CH，CH₂)，0.90(t，J＝8.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ63.7，56.7，56.6，51.0，45.5，40.8，36.3，31.8，27.3，26.5，25.8， 22.0，20.7，20.3，13.0.HRMS(ESI)calcd for[C₁₅H₂₈N₂+H]⁺237.2325，found237.2330.

化合物1

于100mL圆底烧瓶中加入11-脱羟基苦参碱(0.38g，1.60mmol)，10mL新蒸二氯甲烷，以及三乙胺(0.67mL，4.80mmol)，搅拌五分钟后，在氩气保护下，注射器加入环丙磺酰氯(0.33mL，3.20mmol)，室温搅拌，12h后TLC监测反应完全，反应液用20mL 20％的氢氧化钠溶液洗涤，水相再用3×40mL二氯甲烷萃取，接着用60mL饱和食盐水洗，硫酸钠干燥，脱溶，柱层析(EA)，得黄色油状液体0.30g，产率为53％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ3.72(dd， J＝12.0，8.0Hz，1H，NCH₂)，3.42(d，J＝8.0Hz，2H，NCH₂)，2.77(t，J＝12.0Hz，2H，NCH₂)， 2.50-2.44(m，1H，NCH₂)，2.10-1.17(m，22H，NCH₂CH₃)，1.02-0.96(m，1H，CH₂)，0.92(t，J＝ 8.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ63.5，57.9，56.9，47.7，39.7，34.7，31.3，30.1，28.3，28.0，27.9，22.9，21.0，20.9，14.1，5.9，5.1.HRMS(ESI)calcd for[C₁₈H₃₂N₂O₂S+H]⁺341.2257，found 341.2260.

实施例2

N-取代-11取代苦参碱衍生物(化合物2-15)参照实施例1的操作步骤来完成(结构式见附图1)：

化合物2

白色固体0.30g，产率为75％，Mp 78-79℃。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ3.61(d，J＝4.0Hz，1H，NCH)，3.44-3.39(m，1H，NCH₂)，3.29(t，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)，2.91(s，3H，NCH₂)，2.74(s，2H，NCH₂，NCH)，2.05-1.73(m，9H，CH₂)，1.59-1.26(m，10H，CH，CH₂)，0.92(t，J＝4.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ63.1，57.3，56.8，56.7，46.3，39.7，39.0，34.2，32.2，28.4，27.9，27.7，21.1，20.9.HRMS(ESI)calcd for[C₁₆H₃₀N₂O₂S+H]⁺315.2101，found315.2190.

化合物3

黄色油状液体，产率为76％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ9.07(s，1H，Py-H)，8.74(d，J＝ 4.0Hz，1H，Py-H)，8.14(d，J＝8.0Hz，1H，Py-H)，7.41(dd，J＝8.0，4.0Hz，1H，Py-H)，3.66(dd，J ＝8.0，4.0Hz，1H，NCH)，3.53(dd，J＝8.0，4.0Hz，1H，NCH₂)，3.31-3.26(m，1H，NCH₂)，2.52(dd， J＝24.0，12.0Hz，2H，NCH₂)，1.98(s，2H，NCH₂)，1.79-1.71(m，6H，CH₂)，1.50(t，J＝12.0Hz， 1H，CH₂)，1.44-1.18(m，10H，CH₂)，0.82(t，J＝8.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ152.3，148.5，137.4，135.1，123.0，62.61，57.6，56.4，56.3，45.9，39.7，34.1，32.8，28.7，28.2，27.9， 22.7，20.8，20.4，14.0.HRMS(ESI)calcd for[C₂₀H₃₁N₃O₂S+H]⁺378.2210，found 378.2219.

化合物4

黄色油状液体0.25g，收率为50％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ6.55(dd，J＝16.0，8.0Hz， 1H，＝CH₂)，6.19(d，J＝16.0Hz，1H，＝CH₂)，5.86(d，J＝12.0Hz，1H，CH)，3.62(dd，J＝8.0，4.0 Hz，1H，NCH)，3.38(dd，J＝8.0，4.0Hz，1H，NCH₂)，3.30-3.24(m，2H，NCH₂)，2.73(t，J＝8.0Hz， 1H，NCH₂)，2.05(s，1H，NCH₂)，1.97(d，J＝4.0Hz，2H，NCH₂)，1.79-1.68(m，5H，CH₂)， 1.66-1.26(m，10H，CH₂)，0.90(t，J＝8.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ136.5，124.7，63.1，57.5，56.78，56.70，46.2，39.8，34.4，31.8，28.4，27.9，27.9，22.7，20.9，20.7，14.1.HRMS (ESI)calcd for[C₁₇H₃₀N₂O₂S+H]⁺327.2101，found 327.2096.

化合物5

黄色油状产物0.43g，收率为72％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.85(d，J＝8.0Hz，2H，PhCH)，7.54-7.44(m，3H，PhCH)，3.63-3.55(m，2H，NCH，NCH₂)，3.33(t，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)，2.63(dd，J＝12.0，8.0Hz，2H，NCH₂)，2.04(d，J＝12.0Hz，2H，NCH₂)，1.89-1.72(m，6H，CH₂)，1.55-1.09(m，10H，CH₂)，1.11(t，J＝8.0Hz，1H，CH₂)，0.76(t，J＝8.0Hz，3H，CH₃).¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)δ141.4，131.9，128.5，127.3，63.3，58.3，56.8，47.6，39.6，34.9，31.0，29.7， 29.7，29.3，28.3，27.9，22.7，20.8，13.9.HRMS(ESI)calcd for[C₂₁H₃₂N₂O₂S+H]⁺377.2257，found 377.2261.

化合物6

黄色油状产物0.64g，收率为85％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.39(d，J＝8.0Hz，2H，Ph-H)，7.18(t，J＝8.0Hz，1H，Ph-H)，7.09(t，J＝8.0Hz，1H，Ph-H)，4.33(s，1H，NCH)，3.85(d，J ＝65.6Hz，1H，NCH₂)，3.33(d，J＝12.0Hz，3H，NCH₂)，2.56-2.36(m，4H，NCH₂，CH₂)，2.05-1.97 (m，4H，CH₂)，1.74-1.15(m，11H，CH₂)，0.90(t，J＝8.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃) δ167.8，132.8，132.2，131.4，128.9，125.3，124.5，123.6，116.6，116.1，115.9，99.9，64.6，60.3，56.1， 50.2，38.2，36.9，29.6，28.3，26.1，22.7，21.0，19.3，14.17，14.11.HRMS(ESI)calcd for [C₂₂H₃₁FN₂O+H]⁺359.2493，found 359.2497.

化合物7

黄色油状产物0.30g，产率为68％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.43(s，1H，NCH)，7.37(s，2H，NCH₂)，4.01(s，1H，NCH)，3.75(s，1H，NCH₂)，3.43-3.08(m，1H，NCH₂)，2.76(dd，J＝12.0， 4.0Hz，2H，NCH₂)，2.04-1.26(m，19H，NCH₂，CH₂)，0.88(t，J＝4.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100 MHz，CDCl₃)δ171.6，138.0，67.9，62.9，56.7，56.5，54.6，40.0，35.2，32.4，28.7，28.6，22.7，21.2，20.9，14.1.HRMS(ESI)calcd for[C₂₂H₃₁N₂O+H]⁺341.2587，found341.2593.

化合物8

黄色油状产物1.20g，产率为75％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ8.16-7.82(m，3H，Ph-H)， 7.61-7.36(m，4H，Ph-H)，4.58(s，1H，NCH)，3.19(s，2H，NCH₂)，2.87-2.80(m，1H，NCH₂)，2.56 (s，1H，NCH₂)，2.28(s，1H，NCH₂)，2.16-1.77(m，7H，NCH₂，CH₂)，1.66-0.88(m，14H，CH₂，CH₃). ¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ171.3，135.8，133.5，133.3，130.1，129.0，128.4，128.0，126.3，125.0， 124.2，63.2，55.9，54.3，47.7，39.4，36.0，31.5，28.7，27.7，26.6，22.6，21.6，20.3，19.6，14.1.HRMS (ESI)calcd for[C₂₆H₃₄N₂O+H]⁺391.2744，found 391.2747.

化合物9

黄色油状液体0.45g，收率为75％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.29-7.22(m，5H，PhCH)， 4.13-4.06(m，1H，NCH)，3.75-3.46(m，4H，NCH₂)，3.00(s，2H，COCH₂Ph)，2.02-1.28(m，19H， NCH₂，CH₂)，0.87(t，J＝4.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ171.4，135.5，129.3， 128.9，128.4，126.5，63.1，56.3，56.1，55.1，46.6，42.6，41.4，38.8，35.3，32.0，29.7，28.6，26.7，22.8， 20.0，14.1.HRMS(ESI)calcd for[C₂₃H₃₄N₂O+H]⁺355.2744，found355.2740.

化合物10

黄色油状液体0.51g，收率为85％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.37(d，J＝8.0Hz，2H，PhCH)，7.18(d，J＝8.0Hz，2H，PhCH)，4.05(s，1H，NCH)，3.83(s，1H，NCH₂)，3.39(s，1H，NCH₂)，2.98(s，2H，NCH₂)，2.37(s，4H，PhCH₃，NCH₂)，2.08-1.80(m，8H，NCH₂，CH₂)，1.50-1.26(m，10H，CH₂)，0.88(s，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ172.7，139.7，134.4，129.5，128.9，127.3，64.7，63.8，56.5，56.4，55.3，38.9，36.0，30.8，28.5，27.5，22.9，22.7，21.6，21.4，20.3，14.1. HRMS(ESI)calcd for[C₂₃H₃₄N₂O+H]⁺355.2744，found 355.2752.

化合物11

黄色油状液体0.52g，收率为60％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ6.63(dd，J＝16.0，12.0Hz， 1H，CH＝C)，6.19(d，J＝16.0Hz，1H，CH₂＝C)，5.58(d，J＝12.0Hz，1H，CH₂＝C)，4.15-3.84(m， 2H，NCH₂)，3.14(s，1H，NCH)，2.67(s，1H，NCH)，1.83(s，1H，NCH₂)，1.70-1.09(m，18H，NCH₂， CH，CH₂)，0.88(t，J＝8.0Hz，3H).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ166.7，129.6，125.8，62.4，56.5， 56.3，54.7，40.2，39.9，34.4，33.3，29.1，28.8，28.5，22.7，21.3，20.9，14.0.HRMS(ESI)calcd for [C₁₈H₃₀N₂O+H]⁺291.2431，found 291.2435.

化合物12

黄色油状液体1.00g，收率为91％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ4.05(d，J＝8.0Hz，1H，NCH)，3.66-3.32(m，1H，NCH₂)，2.74(s，2H，NCH₂)，2.32-2.29(m，3H，NCH，NCH₂)，2.01(s，1H，NCH)，1.83-1.26(m，24H，CH₂)，0.90-0.88(d，J＝6.1Hz，6H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃) δ177.7，62.7，56.3，53.9，39.8，34.3，33.2，31.7，31.3，29.0，28.6，24.9，24.6，22.8，22.5，22.3，21.2，20.9，14.1，14.0，13.9.HRMS(ESI)calcd for[C₂₁H₃₈N₂O+H]⁺335.3057，found335.3061.

化合物13

黄色油状液体0.38g，收率为90％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ4.06-4.00(m，1H，NCH)，3.95(s，0.5H，NCH₂)，3.33(s，0.5H，NCH₂)，2.75(s，2H，NCH₂)，2.05(s，1H，COCH)，1.88-1.58(m， 9H，NCH₂，CH₂)，1.51-1.26(m，10H，CH₂)，1.04-0.65(m，9H，CH₂).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ172.8，62.7，56.46，56.43，54.64，39.9，34.5，33.5，29.6，28.8，28.6，22.8，21.2，20.8，14.0，12.3，8.2， 6.9，6.4.HRMS(ESI)calcd for[C₁₉H₃₂N₂O+H^]+305.2587，found 305.2591.

化合物14

淡黄色油状液体0.75g，收率为90％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ4.15(s，1H，NCH)，3.44 (s，1H，NCH₂)，2.64(d，J＝8.0Hz，2H，NCH₂)，2.02(s，3H，COCH₃)，1.98-1.26(m，20H，NCH₂， CH₂)，0.84(d，J＝8.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ169.9，62.4，62.0，56.0，55.5， 52.9，45.3，40.9，39.9，38.1，34.3，33.4，29.2，28.6，22.8，21.0，14.0.HRMS(ESI)calcd for [C₁₇H₃₀N₂O+H]⁺279.2431，found 279.2435.

化合物15

淡黄色固体1.40g，收率为97％，Mp 102-103℃。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ4.10(d，J＝8.0Hz，2H，NCH，NCH₂)，3.63(d，J＝16.0Hz，1H，NCH₂)，3.49(d，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)， 3.24(s，1H，NCH₂)，2.67(s，2H，NCH₂)，2.41-2.31(m，4H，NCH₂，CH₂)，2.10(d，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)，1.94(s，1H，CH₂)，1.80-1.20(m，20H，CH₂)，0.86(d，J＝4.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ178.7，65.6，56.7，56.3，56.1，48.7，42.4，38.0，37.5，30.6，29.8，28.7，28.4，26.0， 25.8，25.6，25.1，22.7，19.0，18.7，14.1.HRMS(ESI)calcd for[C₂₂H₃₈N₂O+H]⁺347.3057，found 347.3058.

实施例3 N-取代-11取代苦参碱衍生物的合成(化合物16)(方法二)

N-取代-11取代苦参碱衍生物(化合物17-19)参照实施例3的操作步骤来完成(结构式见附图)：

方法二

化合物16

于100mL圆底烧瓶中加入N-苯甲酰基-11-脱羟基苦参碱(0.60g，1.70mmol)，加入四氢铝锂(0.13g，3.4mmol)，升温至回流，6h后TLC监测反应完全，冰水浴淬灭，脱溶，加20mL乙酸乙酯，分液，水相再用3×40mL乙酸乙酯萃取，接着用60mL饱和食盐水洗，硫酸钠干燥，脱溶，得到淡黄色油状液体0.30g，收率为79％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.34-7.20 (m，5H，PhCH)，4.68(s，0.5H，NCH₂Ph)，4.09(d，J＝12.0Hz，0.5H，NCH₂Ph)，3.04(d，J＝12.0Hz， 1H，NCH₂Ph)，2.83-2.75(m，2H，NCH₂)，2.55(t，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)，2.30(d，J＝8.0Hz，1H，NCH₂)，2.01-1.23(m，20H，NCH₂，CH，CH₂)，0.87(t，J＝4.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ128.8，128.5，128.1，126.9，126.5，64.6，57.6，57.4，57.0，52.2，38.5，34.2，29.7，29.2，28.2， 27.4，26.2，23.2，21.6，21.4，14.1.HRMS(ESI)calcd for[C₂₂H₃₄N₂+H]⁺327.2795，found 327.2798.

化合物17

淡黄色油状液体0.26g，收率为62％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ8.41(d，J＝8.0Hz，1H， PhCH)，7.86-7.72(m，2H，PhCH)，7.56-7.39(m，4H，PhCH)，4.56(d，J＝12.0Hz，1H，NCH₂Ph)， 3.52(d，J＝12.0Hz，1H，NCH₂Ph)，2.86(d，J＝8.0Hz，2H，NCH₂)，2.77(d，J＝8.0Hz，1H，NCH)， 2.62(t，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)，2.24(d，J＝12.0Hz，1H，NCH₂)，2.03-1.23(m，19H，CH，CH₂)， 0.90(t，J＝4.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ136.1，133.7，132.5，128.4，127.1， 126.8，125.5，125.4，124.5，64.7，59.1，57.7，57.4，55.8，52.6，38.8，34.6，29.3，28.2，27.3，26.8，23.3， 21.7，21.6，14.2.HRMS(ESI)calcd for[C₂₆H₃₆N₂+H]⁺377.2951，found 377.2944.

化合物18

淡黄色油状液体0.40g，收率78％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ4.31-4.14(m，1H，NCH)，3.48-2.80(m，8H，NCH₂，CH₂)，2.31-1.25(m，25H，CH，CH₂)，0.96-0.90(m，6H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ100.0，62.4，59.0，55.8，53.8，50.2，36.0，31.1，30.6，27.9，27.2，26.6，25.0，24.6， 23.2，22.6，22.4，18.4，18.4，13.9，13.6.HRMS(ESI)calcd for[C₂₁H₄₀N₂+H]⁺321.3264，found 321.3258.

化合物19

白色固体0.5g，产率为89％，Mp 89-90℃.¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ2.80(dd，J＝12.0， 8.0Hz，2H，NCH)，2.61-2.48(m，4H，NCH₂)，2.10-1.05(m，30H，NCH₂，CH₂)，0.90(t，J＝8.0Hz， 3H)，0.92-0.78(m，1H，CH₂).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ64.6，59.9，58.1，57.6，57.4，53.1，38.7， 35.9，34.3，32.5，29.5，28.5，27.3，26.8，26.6，26.4，23.3，23.3，21.7，21.5，14.1.HRMS(ESI)calcd for[C₂₂H₄₀N₂O+H]⁺333.3264，found 333.3268.

实施例4

N-取代-11取代苦参碱衍生物的合成(化合物20)(方法三)

方法三

化合物20

于100mL圆底烧瓶中加入11-脱羟基苦参碱(0.24g，1.00mmol)，20mL新蒸二氯甲烷，在氩气保护下加入三乙胺(0.15mL，1.11mmol)，搅拌五分钟后，在冰水浴下，注射器加入环己异氰酸酯(0.13mL，1.05mmol)，移至室温搅拌，TLC监测反应进行，18h后，反应完全，硅胶柱层析分离(DCM∶MeOH＝30∶1)，得到白色固体0.24g，收率为67％，Mp 86-87℃.¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ4.35(d，J＝8.0Hz，1H)，3.72-3.60(m，2H)，3.52(dd，J＝12.0，4.0Hz，1H)，3.19(dd，J＝8.0，4.0Hz，1H)，2.74(d，J＝4.0Hz，2H)，2.04(s，1H，NH)，1.95-1.07(m，28H)，0.89 (t，J＝4.0Hz，3H，CH₃)，¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ158.3，63.6，56.8，55.3，48.9，46.8，39.1， 34.8，34.1，33.9，32.2，28.7，28.5，28.1，25.7，25.0，25.0，22.8，21.2，21.2，14.1.HRMS(ESI)calcd for[C₂₂H₃₉N₃O+H]⁺362.3166，found 362.3164.

N-取代-11取代苦参碱衍生物化合物21参照实施例4的操作步骤来完成(结构式见附图)：

化合物21

淡黄色固体0.40g，收率为68％，Mp 93-94℃。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.23(s，1H，CH)，7.16-7.05(m，2H，CH)，6.81(d，J＝4.0Hz，1H，CH)，6.48(s，1H，NHPh)，3.82-3.63(m，2H，NCH₂)，3.31(dd，J＝8.0，4.0Hz，1H，NCH)，2.79(s，2H，NCH₂)，2.31(s，3H，CH₃Ph)，2.14(s，1H，NCH₂)，1.92-1.26(m，18H，CH₂)，0.88(t，J＝4.0Hz，3H，CH₃).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ156.4，139.5，138.7，128.6，123.3，120.0，116.4，63.6，56.86，56.82，55.6，47.5，38.9，35.3，31.8， 28.7，28.3，28.0，22.8，21.5，21.2，21.1，14.1.HRMS(ESI)calcd for[C₂₃H₃₅N₃O+H]⁺370.2853， found 370.2861.

实施例7：抗烟草花叶病毒、杀虫、杀菌活性测试方法

常规测法测抗烟草花叶病毒的活性

(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。将病毒粗提取液经过二次聚乙二醇离心处理后测定浓度，于4℃冷藏备用。

(2)化合物溶液配制：化合物称量后，原药用DMF溶解，制得1×10⁵μg/mL的母液，后用含1‰吐温80(聚山梨酯-80)水溶液稀释至所需浓度。

(3)离体活性：摩擦接种珊西烟适龄叶片，并用流水冲洗。病毒浓度为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之后取出，于适宜光照及温度下保湿培养，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：选长势均匀一致的3-5叶期珊西烟。24小时后，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，病毒浓度为10 μg/mL，接种后以流水冲洗。3d后，记录病斑数，计算防效。

(5)活体治疗：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，接种后以流水冲洗。叶面收干后，全株喷雾施药，每处理3次重复，并以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：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。病毒浓度为20μg/mL，接种后即以流水冲洗，重复3次，设1‰吐温80水溶液对照。3d后，记录病斑数，计算结果。

抑制率(％)＝[(对照枯斑数-处理枯斑数)/对照枯斑数]×100％

杀虫活性测试方法：

棉铃虫：饲料混药法，从事先配置好的所需浓度的溶液中移取3mL加入约27g的刚配置好的饲料中，从而得到稀释十倍的所需浓度。药剂混匀后均匀地倒入干净的24孔板中，晾凉后接入24头3龄棉铃虫幼虫，观察3-4天后检查结果。

玉米螟、小菜蛾幼虫、粘虫：与棉铃虫同法。

蚜虫：试虫为蚜虫(Aphis laburni Kaltenbach)，实验室蚕豆叶饲养的正常群体。称取药品，加1mL DMF溶解，加两滴吐温-20乳化剂，加入一定量的蒸馏水，搅拌均匀，配成所需浓度的药液。将带蚜虫(约60只)蚕豆叶片浸入药剂中5秒钟，拿出轻轻甩干，用滤纸吸干多余药剂，然后将蚕豆枝插入吸水海绵中，并用玻璃罩罩住枝条，用纱布封口，96小时检查结果，每个化合物重复3次。对照只向蒸馏水中加入乳化剂和溶剂，搅拌均匀。

朱砂叶螨成螨：供试验用的矮生菜豆长至两片真叶时，选择长势比较整齐、叶面积4-5 平方厘米、株高10厘米左右的植株接虫，每株虫量控制在60-100头左右。接虫24小时后，进行药剂处理。药剂处理采用植株浸渍法，浸渍时间5秒钟。植株从药液中取出后，轻轻抖动，甩掉多余药液，然后移入水培缸中，放置在室温下。处理后24小时在双目镜下检查结果。 (做三次平行试验取平均值)

蚊幼虫：尖音库蚊淡色亚种，室内饲养的正常群体。称取供试化合物约5mg于盘尼西林药瓶中，加5mL丙酮(或适宜溶剂)，振荡溶解，即为1000μg/mL母液。移取1.0mL母液，加入盛有89.0mL水的100mL烧杯中，选取10头4龄初蚊子幼虫，连同10mL饲养液一并倒入烧杯中，其药液的浓度即为10μg/mL。放入标准处理室内，24小时检查结果。以含有1.0 mL试验溶剂的水溶液为空白对照。同理配制5，2，1μg/mL化合物溶液测试。

杀菌活性测试方法

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200μg/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50μg/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。

实施例8：抗烟草花叶病毒、杀虫、杀菌活性测试结果

表1 为所有化合物抗烟草花叶病毒的活性测试数据

由表1我们可以得出以下构效关系：

1.所有化合物中，除了N-环丙磺酰基-11-脱羟基苦参碱(1)和N-(2-氟苯甲酰基)-11-脱羟基苦参碱(6)，其他化合物的离体活性均高于病毒唑(40.9％，500μg/mL)和苦参碱(33.7％， 500μg/mL)，尤其N-正己基-11-脱羟基苦参碱(18)(66.9，500μg/mL)，N-环己甲基-11-脱羟基苦参碱(19)(63.1，500μg/mL)，N-[12-(11-脱羟基苦参碱)]-N′-环己基脲(20)(68.4，500μg/mL) 的离体活性接近NK-007(65.4％，500μg/mL)。而绝大多数化合物的活体活性高于宁南霉素或与宁南霉素(57.8±1.4，55.3±0.5，60.3±1.2％，500μg/mL)活性相当。

2.在N-磺酰基取代的脱羟基苦参碱化合物中，活体活性检测发现，N-乙烯磺酰基脱羟基苦参碱与N-苯甲磺酰基脱羟基苦参碱活性最好，而N-吡啶脱羟基苦参碱化合物以及N-甲磺酰基脱羟基苦参碱的活性相似。即N-乙烯磺酰基-11-脱羟基苦参碱(4)(62.3±0.8，58.7±1.5， 65.9±3.0％，500μg/mL)＞N-苯甲磺酰基-11-脱羟基苦参碱(5)(60.0±1.9，53.6±0.7，51.5±2.8％， 500μg/mL)＞N-吡啶-3-磺酰基-11-脱羟基苦参碱(3)(56.8±2.2，48.3±2.5，54.0±1.0％， 500μg/mL)≈N-甲磺酰基-11-脱羟基苦参碱(2)(55.1±1.7，51.6±0.2，50.3±3.6％，500μg/mL)。

3.在N-酰基脱羟基苦参碱化合物中，对活体活性而言，N-正己酰基-11-脱羟基苦参碱活性最好，即N-正己酰基-11-脱羟基苦参碱(12)(63.8±2.4，57.9±3.5，61.0±4.1％，500μg/mL)＞N-乙酰基-11-脱羟基苦参碱(14)(51.6±1.5，53.7±0.3，58.9±0.4％，500μg/mL)与N-环己甲酰基-11-脱羟基苦参碱(15)(53.0±1.9，58.3±0.6，51.0±3.7％，500μg/mL)。

4.在N-烷基取代脱羟基苦参碱化合物中，对活体活性而言，N-辛基高于N-芳基甲基高于N-环己甲基脱羟基苦参碱，即化合物N-辛烷基-11-脱羟基苦参碱(19)(70.1+1.0，66.4+3.5， 72.3+0.9％，500μg/mL)＞N-萘甲基-11-脱羟基苦参碱(17)(68.1±2.1，62.6±3.7，60.5±2.9％， 500μg/mL)与N-苄基-11-脱羟基苦参碱(16)(64.0±3.0，69.7±3.6，61.9±2.5％，500μg/mL)＞ N-正己基-11-脱羟基苦参碱(18)(61.0±3.3，56.4±1.2，64.7±4.1％，500μg/mL)

5.烷基脲活体活性高于芳基脲。即N-[12-(11-脱羟基苦参碱)]-N′-环己基脲(20)(61.5±3.5， 62.1±2.4，67.0±1.5％，500μg/mL)＞N-[12-(11-脱羟基苦参碱)]-N′-3-甲基苯基脲(21)(52.8±0.5， 57.6±2.3，59.0±1.0％，500μg/mL)。

总的来说，N-烷基-11-脱羟基苦参碱的活性＞N-磺酰基-11-脱羟基苦参碱＞N-酰基-11-脱羟基苦参碱。

杀虫活性

表2 N-取代-11-脱羟基苦参碱衍生物杀虫活性测试数据

表3 N-取代-11-脱羟基苦参碱衍生物杀虫活性测试数据(续)

由表2和3我们可以得出：

1.N-辛烷基-11-脱羟基苦参碱(19)和N-[12-(11-脱羟基苦参碱)]-N′-环己基脲(20)对棉铃虫活性较好，600μg/mL下死亡率达到80％以上。同样是这两个化合物对玉米螟有较好的抑制率，达到70％以上。

2.化合物20和N-[12-(11-脱羟基苦参碱)]-N′-3-甲基苯基脲(21)对粘虫活性较好，在600 μg/mL浓度下死亡率为100％，而在200μg/mL的浓度下，死亡率分别为40％和60％。

几乎一半化合物600μg/mL浓度下对小菜蛾有60％的致死率，其中化合物20和21致死率可达到80％以上。

同时，化合物21对蚊幼虫抑制率最高，在2μg/mL浓度下，死亡率依然能达到20％。因此，N位进行脲类结构衍生有助于杀虫活性提高。

3.所有化合物对蚜虫和成螨几乎没有活性。

杀菌活性

表4 N-取代-11-脱羟基苦参碱衍生物杀菌活性测试数据

由表4我们可以得出：

1.此类衍生物的杀菌活性相比于苦参碱均有所提高，但是提高幅度不大，化合物N-萘甲酰基-11-脱羟基苦参碱(8)、N-辛烷基-11-脱羟基苦参碱(19)、N-[12-(11-脱羟基苦参碱)]-N′-3- 甲基苯基脲(21)50mg/kg下对辣椒疫霉的离体杀菌活性均高于60％。化合物21对油菜菌核的抑制率达到72.2％。

2.N-吡啶-3-磺酰基-11-脱羟基苦参碱(3)、化合物8以及N-正己基-11-脱羟基苦参碱(18) 在50mg/kg浓度下对苹果轮纹的离体杀菌活性高于60％；化合物3、N-萘甲基-11-脱羟基苦参碱(17)以及18对小麦纹枯的离体杀菌活性达到60％以上；同时化合物18对花生褐斑的离体杀菌活性高于60％。

3.总的来说，该类化合物对大多数菌类起较好作用，可以作为先导进一步优化，具备较高开发价值。

Claims (7)

1.通式I所示结构N-取代-11-取代苦参碱衍生物，

其特征在于通式所代表的化合物是如下结构所示的化合物：

2.权利要求书1所述N-取代-11-取代苦参碱衍生物1-15制备方法：在回流条件下，苦参碱与过量氢氧化钾进行水解开环反应，经过冷却，过滤，可以得到晶莹剔透的白色片状苦参酸钾化合物，得到苦参酸钾后，在三乙胺的催化下，甲醇做溶剂，滴加过量的Boc酸酐，回流，反应完毕，处理得到淡黄色固体，将其置于干燥的四氢呋喃溶剂中，冰浴下，加入过量四氢铝锂，室温反应过夜，处理可得到N-Boc苦参醇化合物，将其置于适量干燥新蒸的二氯甲烷中，氩气保护下注射三乙胺，搅拌10min后，冰浴下，缓慢滴加甲基磺酰氯，滴毕，移至室温过夜，处理得到产物N-Boc苦参醇的磺酸酯化合物，将其置于新蒸的四氢呋喃中，冰浴下加入过量四氢铝锂，加完后，气体保护下反应过夜，处理得到黄色油状产物，将N-Boc-11-脱羟基苦参碱置于烧瓶中，加入过量浓盐酸，体积相同的二氧六环，室温下反应5h，脱溶，加入适量水，调节pH＝11左右，乙酸乙酯萃取，合并有机相，脱溶，得到黄色油状物体，1min后固化为淡黄色固体，得到11-脱羟基苦参碱(D)，将11-脱羟基苦参碱置于无水二氯甲烷溶剂中，加入取代磺酰氯类化合物，室温反应，中和后柱层析分离，得到N-磺酰基-11-脱羟基苦参碱(1-5)，将11-脱羟基苦参碱置于无水二氯甲烷溶剂中，加入取代苯甲酰氯及烷基酰氯化合物，室温反应，柱层析分离得到N-酰基-11-脱羟基苦参碱(6-15)，

3.权利要求书1所述苦参碱衍生物16-19制备方法：将N-酰基-11-脱羟基苦参碱置于无水四氢呋喃溶剂中，加入过量的四氢铝锂，次日，淬灭，乙酸乙酯萃取，脱溶，柱层析分离所需化合物，N-烷基取代-11-脱羟基苦参碱衍生物(16-19)，

4.权利要求书1所述苦参碱衍生物20-21制备方法：将11-脱羟基苦参碱置于无水二氯甲烷溶剂中，加入异氰酸酯类化合物，在三乙胺催化下，室温反应，柱层析分离得到N-取代氨基甲酰基-11-脱羟基苦参碱衍生物(20，21)，

5.权利要求书1所述的N-取代-11-取代苦参碱衍生物在防治烟草花叶病毒病方面的应用。

6.权利要求书1所述的N-取代-11-取代苦参碱衍生物在杀虫方面的应用。

7.权利要求书1所述的N-取代-11-取代苦参碱衍生物在杀菌方面的应用。