CN117402170B

CN117402170B - 一种喹啉类化合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN117402170B
Application number: CN202311326948.1A
Authority: CN
Inventors: 张宪鹏; 石绪根; 桂志坤; 马建; 张连虎
Original assignee: Jiangxi Agricultural University
Current assignee: Jiangxi Agricultural University
Priority date: 2023-10-13
Filing date: 2023-10-13
Publication date: 2025-05-06
Anticipated expiration: 2043-10-13
Also published as: CN117402170A

Abstract

本发明属于农药技术领域，提供了一种喹啉类化合物及其制备方法和应用。该喹啉类化合物的化学结构式为：。以烟草花叶病毒为试验对象发现，该化合物对植物病原性病毒具有很明显的抑制活性，可作为新型抗植物病毒的有效成分。

Description

一种喹啉类化合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于农药技术领域，具体涉及一种喹啉类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

喹啉及其衍生物是一类具有重要生物活性的含氮杂环化合物，广泛应用于药物化学和农业化学以及冶金、材料等领域。在药理学上，喹啉类化合物具有丰富的生物活性，如抗菌、抗肿瘤、抗疟药、抗HIV以及抗生素类药物等。在农业方面，喹啉类化合物因其具有低毒、高效、对环境友好、结构变化多样等特点，逐渐成为新农药研究的主流，已表现出广泛的杀虫、杀菌和除草等活性。目前，市面上已经有多个含有喹啉骨架的农药产品出现，如苯氧喹啉和8-羟基喹啉的铜盐具有很好的杀菌活性；喹啉腙类衍生物和含有氨基甲酸的喹啉酯类化合物都表现出良好的杀虫活性。

在农业生产中，植物病毒病是危害农作物的重要病原物之一。全球每年因植物病毒病造成粮食减产20-30%，经济损失达600亿美元以上。目前已知的植物病毒有900多种，造成1000多种病害，是仅次于真菌的第二大植物病害，因其难以有效防治，素有“植物癌症”之称。

近年来，植物病毒病在蔬菜、果树、花卉上的危害日益严重。其中，烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus，TMV），马铃薯Y病毒（Potato virus Y，PVY）是全球发生最为普遍、危害最为严重的病毒，主要通过汁液传播，可广泛侵染烟草、番茄、辣椒等350多种植物，造成植物叶片花叶、生长畸形，植株发育迟缓、矮化等症状，严重降低作物的产量和品质。然而，目前，仅有少数抗病毒药剂进入实用阶段，并且许多抗病毒药剂只能降低症状的严重度，远未达到有效而令人满意的应用效果。因此，开发新型的抗病毒活性化合物是一项极为紧迫的任务。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种喹啉类化合物，能够应用于植物体发挥抗病毒作用。

本发明的另一目的是提供一种上述喹啉类化合物的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种喹啉类化合物，简称BBPQ6，其化学结构式如式（I）所示：

式（I）。

上述喹啉类化合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）和碳酸二乙酯于溶剂中在强碱性条件下隔氧反应获得化合物1a：；

（2）化合物1a和原甲酸三乙酯在乙酸酐中反应获得化合物2a：

；

（3）化合物2a和3,4-(亚甲二氧基)苯胺于溶剂中反应获得化合物3a：

；

（4）化合物3a和二苯醚反应得化合物4a：；

（5）化合物4a和2-溴代苯乙烷于溶剂中在强碱性条件下反应得化合物5a：

；

（6）化合物5a和乙酸、水合肼反应得化合物BBPQ6：

。

步骤（1）、（3）、（5）中，所述溶剂可以是四氢呋喃，N,N-二甲基甲酰胺，异丙醇。

一种上述喹啉类化合物在防治植物病毒中的应用。

一种包含上述喹啉类化合物的组合物。

上述喹啉类化合物在所述组合物中的质量百分含量为0.1%-99%。

为了扩大防治谱或对喹啉类化合物增效，所述组合物中还可包含其他有效成分；所述有效成分可以是具有杀虫、杀菌、防治病毒的化合物、天然提取物或微生物。如有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、烟碱类杀虫剂，铜制剂、吗啉胍、烯腺嘌呤、羟烯腺嘌呤、氨基寡糖素、宁南霉素、壳聚糖、香菇多糖等。

所述组合物可以通过添加惰性辅料制备各种适于使用或适于附着到施用对象的各种形式，如，粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、乳油、悬乳剂、悬浮剂等。

本发明具有以下优点：

本发明的新型喹啉衍生物在喹啉结构的氮原子上进行芳基取代修饰，对烟草花叶病毒、黄瓜花叶病毒、具有很明显的抑制活性，可作为新型抗植物病毒的有效成分。

附图说明

图1是化合物BBPQ6的¹H NMR谱图；

图2是化合物BBPQ6的¹³C NMR谱图；

图3是化合物BBPQ6的HRMS谱图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。

实施例1 喹啉衍生物的合成

（1）1a的合成

取离心管加入干燥的THF (15 mL)，加入3,4-(亚甲基二氧)苯乙酮(S0, 30mmol)，0 ℃搅拌溶解获得S0溶液；

另取干净的100 mL烧瓶，依次加入NaH (60%矿物油，4.8 g, 120 mmol)，无水THF(25 mL)，碳酸二乙酯（19.4 mL，120 mmol)；

氮气保护下将S0溶液在5 min内缓慢滴加到上述烧瓶，70 ℃加热回流反应；石油醚:乙酸乙酯（PE: EA=1: 5, v/v）为展开剂使用薄层层析(TLC)监测反应进程，回流6 h后在反应混合物中加1 mol/L HCl (30 mL)除去过量NaH结束反应；

向上述体系中加入水(20 mL)，用乙酸乙酯萃取3次，每次20 mL；有机层再加饱和NaCl溶液萃取；有机层用Na₂SO₄干燥，48 ℃旋转蒸发仪旋干溶剂，油泵抽干，得到黄褐色油状物1a，产率72.2%。

（2）2a的合成

取50ml圆底烧瓶，加入化合物1a (5.1 g，21.6 mmol)，CH(OEt)₃(18 mL，108mmol)，Ac₂O (11 mL, 108 mmol)，140 ℃回流16 h；反应物加25 mL的水，加EA萃取，有机层用无水Na₂SO₄干燥，然后柱层析纯化（PE: EA=3: 1, v/v）得到化合物2a，产率62.9%。

（3）3a的合成

取50 mL圆底烧瓶，加入化合物2a (4.0 g, 13.59 mmol)，加入25 mL异丙醇，再加入3,4-(亚甲二氧基)苯胺(1.12 g, 8.15 mmol)，反应半个小时后TLC监测反应进程（EA:PE=2: 1, v/v），4 h后反应完全，反应体系减压抽滤，滤饼加入乙醇清洗，油泵抽干，柱层析纯化（PE: EA=3: 1, v/v）得到白色沉淀3a，产率47.8%。

（4）4a的合成

5根10 mL高温反应管，每根反应管分别加入二苯醚5 mL，化合物3a 0.3 g，260 ℃回流反应，使用TLC石油醚：乙酸乙酯（PE: EA=1: 5, v/v）监测反应进程，5 h后反应完全；反应体系中加入PE萃取3次，每次20 mL，析出黑色固体，抽滤得固体并用乙酸乙酯清洗，得到黑色固体4a，产率63.9%。

（5）5a的合成

取50 mL圆底烧瓶加入化合物4a (300 mg)，加入NaH (42.73 mg, 1.07 mmol)，加入DMF (20 mL)，加入2-溴代苯乙烷(105 μL, 1.07 mol)，80 ℃回流。甲醇:二氯甲烷(MeOH: DCM=1: 10, v/v)为展开剂TLC监测反应进程；8 h后反应完全，加1 mol/L HCl (30mL)除去NaH，反应液旋转蒸发仪旋干，加入DCM (20 mL)萃取，有机层加NaHCO₃洗，有机层旋干后过层析柱(MeOH: DCM=1: 20, v/v)，得到褐色固体5a，¹H NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ8.50 (s, 1H), 7.51 (s, 1H), 7.45-7.18 (m, 8H), 6.99 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 6.14(d, J = 9.8 Hz, 4H), 5.62 (d, J = 15.9 Hz, 2H). MS (ESI) for C₂₅H₁₇O₆N [M+H]⁺,calculated 428.1134, found 428.1032，产率60%。

（6）BBPQ6的合成

取高温反应管加入化合物5a 200 mg，加入5 mL的乙酸，加入18 μL的水合肼，80℃回流TLC(MeOH: DCM=1: 10)监测反应进程，反应完全后反应液旋干，加1 mol/L HCl (30mL)除去水合肼，加入DCM（20 mL）萃取，有机层加NaHCO₃洗，有机层旋干后柱层析(MeOH:DCM=1: 20, v/v)，得到黄色固体BBPQ6，即目的化合物，¹H NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ7.99 (s, 1H), 7.72 - 7.67 (m, 3H), 7.39 - 7.25 (m, 6H), 7.15 (d, J = 8.2 Hz,1H), 6.33 (s, 2H), 6.20 (s, 2H), 6.15 (s, 2H). MS (ESI) for C₂₅H₁₇O₄N₃ ¹³C NMR(151 MHz, DMSO) δ 150.45, 149.90, 148.29, 147.76, 143.56, 135.97, 129.98,129.39, 128.51, 127.77, 126.90, 121.20, 115.97, 113.61, 109.20, 107.52,103.43, 101.66, 100.44, 98.80, 58.89, 40.52. [M+H]⁺, calculated 424.1297,found 424.1202，产率58%；其¹H NMR、¹³C NMR和HRMS分别如图1-3所示。

实施例2 化合物BBPQ6的抗病毒活性

（1）化合物溶液配制

准确称量化合物BBPQ6后，将其溶于DMSO溶液，配制5×10⁵μg/mL母液，后用含1‰吐温80水溶液稀释至所需浓度；病毒唑制剂直接兑水稀释使用。

（2）活体钝化作用

选长势均匀一致的4-6叶期珊西烟，将化合物BBPQ6与等体积的烟草花叶病毒（TMV）病毒粒子溶液混合孵育30 min后，摩擦接种，病毒浓度20 μg/mL。采用半叶法测定，同一叶片右侧接种化合物与病毒的混合液，左侧接种相同浓度的病毒与1‰吐温80水溶液，作为对照。接种后用流水冲洗，每处理重复3次。4-5 d后统计叶片病斑数，计算抑制率。

（3）活体保护作用

选长势均匀一致的4-6叶期珊西烟。采用半叶法测定，同一叶片右侧喷雾药剂，右侧喷雾1‰吐温80水溶液，作为空白对照。24 h后，叶面撒布金刚砂(500目)，用毛笔蘸取病毒液，全叶摩擦接种TMV病毒，病毒浓度为10 μg/mL，接种后用流水冲洗。每处理重复3次。4-5 d后统计叶片病斑数，计算抑制率。

（4）活体治疗作用

选长势均匀一致的4-6叶期珊西烟，用毛笔全叶摩擦接种TMV病毒，病毒浓度为10μg/mL。接种2 h后用流水冲洗。叶面晾干后，采用半叶法测定，同一叶片右侧喷雾药剂，右侧喷雾1‰吐温80水溶液，作为对照。每处理重复3次。4-5 d后统计叶片病斑数，计算抑制率。

抑制率(％)＝[(对照枯斑数-处理枯斑数)/对照枯斑数]×100％

表1 喹啉衍生物BBPQ6的抗TMV活性结果

从表1可以看出，化合物BBPQ6在3种作用方式下，均对TMV具有很好的抑制活性。化合物BBPQ6对TMV的钝化活性最强，其次为治疗活性。并且，在相同浓度下，化合物BBPQ6的防效，优于商品化药剂病毒唑。综上，化合物BBPQ6作为一种结构新颖的病毒抑制剂，具有较大的开发和应用潜力。

Claims

1.一种喹啉类化合物在防治植物病毒中的应用，所述喹啉类化合物的化学结构为：

。

2.一种包含喹啉类化合物的农用组合物，所述喹啉类化合物的化学结构为：

。

3.根据权利要求2所述的农用组合物，其特征在于，所述喹啉类化合物在所述组合物中的质量百分含量为0.1%-99%。

4.根据权利要求2所述的农用组合物，其特征在于，所述农用组合物中还包含其他有效成分。

5.根据权利要求2所述的农用组合物，其特征在于，所述组合物还包括惰性辅料。

6.根据权利要求2所述的农用组合物，其特征在于，所述农用组合物的剂型为粉剂、颗粒剂、乳油、悬乳剂或悬浮剂。

7.根据权利要求2所述的农用组合物，其特征在于，所述农用组合物的剂型为可湿性粉剂。