CN112106779A - 一种a环修饰的白叶藤碱衍生物在防治农业植物病害中的应用 - Google Patents
一种a环修饰的白叶藤碱衍生物在防治农业植物病害中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种A环修饰的白叶藤碱衍生物L‑1~L‑10任一化合物在防治农业植物病害中的应用。活性测试结果表明,本发明所述化合物对油菜菌核病,立枯丝核菌,番茄灰霉病,和小麦赤霉病四种植物病害表现出潜在的抑制活性,尤其是对番茄灰霉病具有优异的抑菌效果,可望作为一种新型的特异性杀菌剂来开发。
Description
技术领域
本发明属于天然药物化学领域,公开了一种A环修饰的白叶藤碱衍生物的新用途,具体涉及一种A环修饰的白叶藤碱衍生物在防治油菜菌核病、番茄灰霉病、立枯丝核病菌、小麦赤霉病病菌中的应用。
背景技术
据统计,植物真菌性病害每年造成全球主要农作物减产10%左右,经济损失达数千亿美元,不仅如此,植物病害对我国的农业发展和粮食安全也有着巨大威胁,每年因植物病害造成的粮食损失已超过产量的11%。例如,我国马铃薯产区受到晚疫病的影响,每年造成10%到40%的减产;小麦受赤霉病的影响,每年造成10%到30%的减产。由于植物病害的严重爆发以及化学杀菌剂的广泛持续使用,导致了植物病原菌对杀菌剂抗性的增强,严重威胁了人类健康和环境安全。天然产物具有结构多样性、生物降解性、环境友好性、靶标特异性以及低毒等特点,符合理想农药的要求,有望替代化学农药,是农药领域的研究热点之一。
白叶藤碱是一种从西非传统药用植物血红白叶藤(Cryptolepis sanguinolenta)中分离得到的天然生物碱,已知的生物活性主要表现在抗疟,抗高血糖,抗高血压,抗肿瘤等方面,((1)J.Med.Chem,1998,41(15):2754-2764;(2)J.Nat.Prod,1999,62(7):976-983;(3)J.Nat.Prod,1997,60(7):688-691)。在本课题组的前期研究(CN109090123A;CN109717198A)中,发现新白叶藤碱衍生物在防治稻瘟病、油菜菌核病和番茄灰霉病方面显示出优异的抑制活性。在进一步以活性导向的类似结构的优化过程中,我们发现其类似结构白叶藤碱也对多种真菌表现出潜在的抑制活性,尤其是对番茄灰霉病表现出显著的抑制活性。据此,我们以白叶藤碱为先导模型,进一步通过其全合成策略设计合成了一系列A环修饰的白叶藤碱衍生物,发现其衍生物对多种病菌均表现出不同程度的抑制作用,尤其是对番茄灰霉病具有优异的抑菌效果,有望作为一种新型的特异性杀菌剂来开发。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷,为农业生产提供一种天然植物源杀菌剂白叶藤碱的新用途,即白叶藤碱生物碱作为生物农药在防治油菜菌核病、立枯丝核病、番茄灰霉病和小麦赤霉病等农业植物病害中的应用。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方法:一种抗油菜菌核病、立枯丝核病、番茄灰霉病和小麦赤霉病的药物,其中含有治疗有效量的L-1~L-10中任一白叶藤碱衍生物,其结构如化学式Ⅰ所示。
化学式Ⅰ
本发明所述的一种A环修饰的白叶藤碱衍生物L-1~L-10制备方法如下:
化学式Ⅱ
本发明所述的一种白叶藤碱衍生物合成方法见实施例,经多次硅胶柱层析等常规方法分离获得纯品,经质谱和核磁共振等波谱技术,确定了权利要求白叶藤碱衍生物L-1~L-10,其结构式如化学式Ⅰ所示。室内生物活性测定结果表明,本发明所述的白叶藤碱衍生物对油菜菌核病,番茄灰霉病,立枯丝核菌,小麦赤霉病表现出潜在的抑制作用,尤其是对番茄灰霉病表现出优异的抑制作用,有望作为一种新型的特异性杀菌剂来开发。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,以下通过具体实施方式,对本发明的上述内容做进一步的详细说明。但不应将此理解为对本发明的限制。下列实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
实施例1:目标化合物L-1的合成
合成方法参见文献方法:Org.Lett.2017,19(16):4275-4278,其具体合成操作如下:中间体1的合成:将吲哚(30mmol)溶于乙腈中,保持体系0℃加入60%氢化钠(42mmol),反应搅拌10分钟后加入对甲苯磺酰氯(33mmol),常温搅拌4小时,加入饱和氯化铵水溶液中止反应,再用乙酸乙酯萃取,卤水洗涤,合并有机相,以硫酸镁干燥后,过滤,减压浓缩有机相得固体残渣,以石油醚/乙酸乙酯为洗脱剂经柱层析纯化收得白色固体产品。
中间体2的合成:将中间体1(11mmol)和蒸馏水(110mmol)加入110mL丙酮中,再加入NBS(12mmol)反应至原料反应完,TLC监测,再加入三乙胺(12mmol)搅拌1小时,过滤,得到中间体2,不需纯化。
中间体3的合成:将中间体2(0.5mmol)、N-甲基苯胺(0.55mmol)和三乙胺(1.0mmol)溶于乙酸乙酯中,加热回流0.5小时,反应结束后,加入蒸馏水,再用乙酸乙酯萃取,卤水洗涤,合并有机相,以硫酸镁干燥后。过滤,减压浓缩有机相,再溶于乙酸乙酯(5ml),加入三氟化硼乙醚(2.5mmol),在50℃条件下搅拌3小时,加入饱和碳酸氢钠,再用乙酸乙酯萃取,有机层用卤水洗涤,合并有机相,以硫酸镁干燥后,过滤,减压浓缩得固体残渣,以石油醚/乙酸乙酯为洗脱剂经柱层析纯化收得淡黄色,即为中间体3。
中间体4的合成:将三氯氧磷(2mmol)在-16℃条件下滴加至DMF(1mL)中,搅拌0.5小时,再将中间体3加入反应液中,常温搅拌1小时,反应完毕后,在冰浴条件下将饱和碳酸氢钠加入到反应液中,再用乙酸乙酯萃取,饱和碳酸氢钠洗涤,合并有机相,用硫酸镁干燥,过滤,减压浓缩有机相得固体残渣,以二氯甲烷/甲醇为洗脱剂经柱层析纯化收得黄色固体产品,即为中间体4。
L-1的合成:将二甲胺盐酸盐(0.1mol)溶于DMF(1mL),再加入到中间体4(0.05mol)的DMF溶液中,150℃条件下反应1.5小时,反应结束后冷却至室温,加入5%碳酸钠(5mL),常温搅拌10分钟,用乙酸乙酯萃取3次,再用饱和碳酸钠洗涤,合并有机相,以硫酸镁干燥,过滤,减压浓缩有机相得固体残渣,以二氯甲烷/甲醇为洗脱剂经柱层析纯化收得紫色固体,即为最终产物L-1。
产率:42%;紫色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.94(s,1H),8.50(dd,J=11.2,8.8Hz,2H),8.40(dd,J=8.2,1.4Hz,1H),7.90(t,J=6.8,Hz,1H),7.69(dd,J=13.2,7.9Hz,2H),7.54(t,J=6.7,Hz,1H),7.09–6.99(m,1H),4.92(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:158.73,143.50,139.24,133.41,131.14,129.99,129.68,126.39,125.59,125.01,124.57,118.83,117.45,117.03,114.11,39.39.MS-ESI m/z:C16H12N2:232.1[M+H]+。
实施例2:目标化合物L-2的合成
实验步骤与实施例1相同,仅以4-氯-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:37%;紫红色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.88(s,1H),8.55(d,J=9.6Hz,1H),8.51(d,J=2.4Hz,1H),8.47(d,J=8.5Hz,1H),7.86(dd,J=9.4,2.5Hz,1H),7.66(d,J=8.5Hz,1H),7.55(t,J=7.6Hz,1H),7.05(t,J=7.5Hz,1H),4.90(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:160.94,145.29,139.88,131.46,131.30,128.85,128.49,127.98,125.66,125.60,125.19,119.59,119.37,117.29,114.15,39.88.MS-ESI m/z:C16H11ClN2:267.0[M+H]+。
实施例3:目标化合物L-3的合成
实验步骤与实施例1同,仅以4-甲氧基-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:38%;红黑色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.81(d,J=4.5Hz,1H),8.50–8.46(m,1H),8.45(d,J=5.5Hz,1H),7.85–7.75(m,1H),7.64(d,J=8.6Hz,1H),7.53(dd,J=8.0,5.7,4.0Hz,2H),7.04(t,J=7.5Hz,1H),4.91(s,3H),3.95(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:155.69,145.29,138.48,130.41,128.90,126.33,125.25,124.93,121.53,119.17,118.58,116.59,114.31,107.25,56.09,39.48.MS-ESI m/z:C17H14N2O:263.1[M+H]+。
实施例4:目标化合物L-4的合成
实验步骤与实施例1同,仅以4-三氟甲基-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:47%;紫黑色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:9.14(s,1H),8.94(s,1H),8.74(d,J=9.4Hz,1H),8.53(d,J=8.5Hz,1H),8.11(dd,J=9.3,2.2Hz,1H),7.70(d,J=8.6Hz,1H),7.59(dd,J=8.6,6.6Hz,1H),7.15–7.04(m,1H),4.97(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:140.39,133.87,131.56,128.11,127.14,125.76,123.79,123.56,120.05,118.81,117.57,114.14,39.88,39.66.MS-ESI m/z:C17H11F3N2:301.0[M+H]+
实施例5:目标化合物L-5的合成
实验步骤与实施例1同,仅以3-三氟甲基-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:41%;紫色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:9.04(s,1H),8.88(s,1H),8.64(d,J=8.6Hz,1H),8.56(d,J=8.5Hz,1H),7.96(d,J=8.6Hz,1H),7.71(d,J=8.7Hz,1H),7.61(t,J=7.6Hz,1H),7.11(t,J=7.4Hz,1H),5.03(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:161.26,156.93,141.68,137.81,135.70,131.64,130.18,127.40,125.05,120.54,118.70,117.40,117.27,114.21,97.16,56.62,39.51.MS-ESI m/z:C17H11F3N2:301.0[M+H]+。
实施例6:目标化合物L-6的合成
实验步骤与实施例1同,仅以3-甲氧基-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:39%;紫色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.92(s,1H),8.49(d,J=8.5Hz,1H),8.31(d,J=9.0Hz,1H),7.72(s,1H),7.66(d,J=8.6Hz,1H),7.52(t,J=7.7Hz,1H),7.42–7.35(m,1H),7.07(t,J=7.6Hz,1H),4.86(s,3H),4.08(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:159.32,157.24,144.39,139.78,133.33,131.90,129.38,126.93,123.18,120.55,119.38,117.40,116.72,113.81,97.16,56.62,39.51.MS-ESI m/z:C16H12N2:232.1[M+H]+。
实施例7:目标化合物L-7的合成
实验步骤与实施例1同,仅以4-甲基-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:32%;紫黑色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.82(s,1H),8.48(d,J=8.4Hz,1H),8.41(d,J=9.1Hz,1H),8.12(s,1H),7.74(dd,J=9.2,2.1Hz,1H),7.65(d,J=8.5Hz,1H),7.55(dd,J=8.6,6.6Hz,1H),7.07(t,J=7.6Hz,1H),4.88(s,3H),2.57(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:158.94,143.97,138.89,133.94,131.93,131.67,130.83,128.39,125.66,125.44,125.16,118.89,117.14,116.83,39.50,21.11.MS-ESI m/z:C17H14N2:247.1[M+H]+。
实施例8:目标化合物L-8的合成
实验步骤与实施例1同,仅以3-甲基-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:37%;红色粉末状固体;1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.94(s,1H),8.52(d,J=8.5Hz,1H),8.35(s,1H),8.31(d,J=8.4Hz,1H),7.67(d,J=8.4Hz,1H),7.58(d,J=1.3Hz,1H),7.56(t,J=1.6Hz,1H),7.09(t,J=8.0,6.7,1.2Hz,1H),4.90(s,3H),2.69(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:163.84,153.27,139.26,132.76,132.13,129.24,128.84,126.54,123.13,122.38,120.86,118.21,115.33,113.76,39.57,22.58.MS-ESI m/z:C17H14N2:247.1[M+H]+。
实施例9:目标化合物L-9的合成
实验步骤与实施例1同,仅以4-溴-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:43%;紫黑色粉末状固体;1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.91(s,1H),8.69(d,J=2.7Hz,1H),8.52(s,1H),8.49(d,J=2.6Hz,1H),7.98(d,J=9.5Hz,1H),7.67(d,J=8.6Hz,1H),7.57(t,J=7.6Hz,1H),7.08(t,J=7.5Hz,1H),4.92(d,J=3.8Hz,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:157.26,151.23,146.38,137.21,135.60,131.34,130.18,127.40,123.05,120.64,117.51,117.40,115.57,111.21,97.16,39.51.MS-ESI m/z:C16H11BrN2:311.1[M+H]+。
实施例10:目标化合物L-10的合成
实验步骤与实施例1同,仅以4-叔丁基-N-甲基苯胺代替N-甲基苯胺。产率:39%;紫红色粉末状固体;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.96(s,1H),8.52(d,J=8.4Hz,1H),8.48(d,J=9.4Hz,1H),8.34(d,J=2.2Hz,1H),8.04(dd,J=9.4,2.3Hz,1H),7.67(d,J=8.5Hz,1H),7.60–7.53(m,1H),7.12–7.05(m,1H),4.92(s,3H),1.46(s,9H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:158.69,146.92,138.84,132.02,130.87,128.70,126.54,125.46,124.72,118.78,117.26,116.94,114.20,49.06,35.08,31.42.MS-ESI m/z:C20H20N2:289.1[M+H]+。
实施例11:化合物L-1至L-10的抗植物病原菌活性的试验方法及结果
本发明的抗菌活性测定采用马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA培养基)进行。其制备方法如下:先将马铃薯洗净去皮,称取200g切成小块,加水煮烂(煮沸20-30分钟,马铃薯块能被玻璃棒戳破即可),用八层纱布过滤,加热,再加15g琼脂,继续加热搅拌混匀,待琼脂溶解完后,加入葡萄糖,搅拌均匀,稍冷却后再补足水分至1000毫升,分装锥形瓶,加塞、包扎,115℃灭菌2h,备用。将化合物L 01-43分别用DMSO溶解,加入培养基中,混合均匀,使培养基中的化合物浓度分别为50μg/mL,以等浓度的DMSO作为空白对照,以上市药物嘧菌酯为阳性对照。倒平板,冷却后分别接菌,置于23摄氏度培养箱中培养,以空白对照菌丝长满培养皿为限,测定各化合物的抑菌率。所有试验设三个平行组或重复三次。抑菌率的计算按下述计算公式进行:
化合物L-1-L-10的抗植物病原菌活性测试结果见表1
表1目标化合物L-1~L-10对四种植物病原菌的抑制活性。
由表1抑菌活性测定结果可知,本发明制备的白叶藤碱衍生物L-1~L-10在浓度为50、25ppm下,对四种植物病原菌表现出不同程度的抑制活性,部分化合物的抑菌活性优对照药嘧菌酯,尤其是对番茄灰霉病菌具有优异的抑制活性,有望开发成为新型杀菌剂,因而本发明所述的化合物可用于制备防治植物病原菌的用途。
Claims (6)
1.本发明涉及一种A环修饰的白叶藤碱衍生物在防治农业病害的药物中的应用,是白叶藤碱衍生物的新用途。
3.根据权利要求2所述的一种A环修饰的白叶藤碱衍生物L-1~L-10任一化合物在制备防治或抗油菜菌核病引起的病害的药物中的应用。
4.根据权利要求2所述的一种A环修饰的白叶藤碱衍生物L-1~L-10任一化合物在制备防治或抗番茄灰霉病引起的病害的药物中的应用。
5.根据权利要求2所述的一种A环修饰的白叶藤碱衍生物L-1~L-10任一化合物在制备防治或抗小麦赤霉病引起的病害的药物中的应用。
6.根据权利要求2所述的一种A环修饰的白叶藤碱衍生物L-1~L-10任一化合物在制备防治或抗立枯丝核菌引起的病害的药物中的应用。
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