具除草活性的新穎平板霉素衍生物

葉 萱 摘譯

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具除草活性的新穎平板霉素衍生物

葉 萱 摘譯

(上海市農(nóng)藥研究所，上海 200032)

生物活性次級代謝產(chǎn)物還沒有被有效地用于新農(nóng)藥的開發(fā)。這些天然產(chǎn)品為新產(chǎn)品的開發(fā)提供著靈感，如倍半萜內(nèi)酯具有消炎、抗發(fā)芽、植物毒性和抗癌等多種生物活性。倍半萜烯主要由菊科植物生物合成，但也可從真菌分離得到，是新的一類具有發(fā)展前景的生物活性物質(zhì)。

天然倍半萜烯化合物去氫木香烴內(nèi)酯(1)、木香烴內(nèi)酯(2)、-山道年(3)，合成衍生物-亞甲基--山道年(4)、lumisantonin(5)、-亞甲基--lumisantonin(6)、-acetylisophotosantonin(7)、-acetylisophotosantonin- lumisantonin(8)和photosantonic acid(9)具有一定的生物活性(圖1)。

圖1 天然和合成的倍半萜內(nèi)酯

磷脂酶(PLA2)能水解甘油磷脂膜(PL)，釋放脂肪酸，此脂肪酸參與抗炎過程。lumisantonin(5)、photosantonic acid(9)和-山道年(3)抑制Bothropsjararacussu venom磷脂酶的活性，表明這些抑制劑可能不是與酶的活性點(diǎn)結(jié)合。

Alvarenga等人介紹了一些化合物的合成和植物毒性，-acetylisophotosantonin-lumisantonin(8)對高粱(對根有84%的抑制作用)有很高的活性，此化合物具有,-不飽和羰基和乙酰氧基。

lumisantonin(5)、-山道年(3)和-acetylisophoto-santonin(7)在二異丙基氨基鋰存在下與苯基氯化硒反應(yīng)后，用過氧化氫進(jìn)行selenyde處理，它們的-丁內(nèi)酯的-甲基轉(zhuǎn)化為亞甲基。-亞甲基-丁內(nèi)酯(4)、(6)和(8)對正常細(xì)胞系具有重要細(xì)胞毒性和選擇性，是開發(fā)抗癌新藥的重要特征。

Kretschmer等人調(diào)查了去氫木香烴內(nèi)酯(1)、木香烴內(nèi)酯(2)對3個(gè)人類軟組織肉瘤細(xì)胞系的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體的細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡的表達(dá)的影響，結(jié)果為去氫木香烴內(nèi)酯(1)、木香烴內(nèi)酯(2)能夠抑制一種罕見的惡性腫瘤的生長，抑制與遺傳病和多藥抗性有關(guān)的基因(ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體)的表達(dá)。

抗生素抗性一直警示著這個(gè)世界，開發(fā)新穎活性物質(zhì)抑制劑是全球許多研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)。張等人介紹了從普拉特鏈霉菌()分離平板霉素(10)和其同類物質(zhì)。活性評估發(fā)現(xiàn)平板霉素抑制細(xì)菌脂肪酸合酶的活性(圖2)。

平板霉素是一個(gè)功能化的分子，含有氨、苯酚、酸、,-不飽和酮和醚功能基團(tuán)。本文報(bào)道了含有,-不飽和酮和乙醇功能基團(tuán)的三環(huán)氨基化合物的制備，同時(shí)也評估了這些化合物對一些作物的植物毒性來確定其構(gòu)效關(guān)系。

1 合 成

1.1 lumisantonin(5)

稱取500 mg(2.0 mmol)-山道年(3)于石英管中，加入300 mL的無水乙腈，充分溶解，用氮脫氣30 min。用6個(gè)低壓汞燈(15 W)照射溶液4 h，在真空條件下去除溶劑，用Shimadzu QP5050A氣相色譜-質(zhì)譜儀(硅膠柱，正己烷︰乙酸乙酯=1︰1(體積)洗脫)分離得到lumisantonin(5)，產(chǎn)率91%，白色固體。

圖2 平板霉素和其類似物11－15的結(jié)構(gòu)

1.2 氨基化合物的一般制備過程

在lumisantonin(5)(200 mg，0.81 mmol)的二氯甲烷(2 mL)溶液中分別加入甲胺、乙胺、丙胺、丁胺和吡咯烷，攪拌反應(yīng)5 h后，加入飽和的氯化銨溶液(30 mL)。反應(yīng)，過濾，出除氯化銨沉淀，把濾液轉(zhuǎn)入分液漏斗中，分離有機(jī)相，用二氯甲烷(3×20 mL)萃取水相。合并有機(jī)相后，用鹽水(20 mL)沖洗，用無水硫酸鈉干燥。過濾混合物，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮濾液。用硅膠柱氣相色譜法純化粗產(chǎn)品，得到相應(yīng)的氨基化合物。

(2)-甲基-2-{(3a,3b,6S,7)-7-羥基-3a,3b-二甲基-3-氧-3a,3b,4,5,6,7-六氫化-3-環(huán)戊并[1,3]環(huán)丙并[1,2]苯-6-基}丙酰胺(11)，黃色固體，產(chǎn)率33%。(2)-乙基-2-{(3a,3b,6,7)-7-羥基-3a,3b-二甲基-3-氧-3a,3b,4,5,6,7-六氫化-3-環(huán)戊并[1,3]環(huán)丙并[1,2]苯-6-基}丙酰胺(12)，白色固體，產(chǎn)率78%。(2)-丙基-2-{(3a,3b,6,7)-7-羥基-3a,3b-二甲基-3-氧-3a,3b,4,5,6,7-六氫化-3-環(huán)戊并[1,3]環(huán)丙并[1,2]苯-6-基}丙酰胺(13)，白色固體，產(chǎn)率86%。(3a,3b,6,7)-7-羥基-3a,3b-二甲基-6-[()-1-氧-1-(吡咯烷-1-基)丙烷-2-基]-3a,3b,4,5,6,7-六氫化-3-環(huán)戊并[1,3]環(huán)丙并[1,2]苯-3-酮(15)，白色固體，產(chǎn)率67%。(2)-甲基-2-{(3a,3b,6,7)-7-羥基-3a,3b-二甲基-3-氧-3a,3b,4,5,6,7-六氫化-3-環(huán)戊并[1,3]環(huán)丙并[1,2]苯-6-基}丙酰胺(15)，白色固體，產(chǎn)率79%。

2 生物活性

分別稱取上述合成的酰胺化合物，溶解于DMSO中，用蒸餾水稀釋配置成1 000、500、250、125、50 μM一系列濃度，但都含有0.3%(體積比)DMSO，用于種子發(fā)芽試驗(yàn)。高粱、洋蔥和番茄，每種20顆種子種于直徑9 cm的皮氏培養(yǎng)皿中，使用5 mL試驗(yàn)溶液，在黑暗25 ℃培養(yǎng)5 d，重復(fù)3次。鬼針草種子培養(yǎng)7 d，其他條件相同，黃瓜種子種在直徑15 cm的皮氏培養(yǎng)皿中，其他條件相同。DMSO水溶液(0.3%，體積比)為陰性對照，芽前除草劑，異丙甲草胺(Dual)為陽性對照。培養(yǎng)結(jié)束后，測量萌發(fā)芽的長度。

試驗(yàn)結(jié)果為化合物5、11－15都抑制高粱地上部分的生長，而化合物5和12的活性最高，抑制率分別為76%和80%，且濃度為1000 μM時(shí)抑制作用最強(qiáng)，隨著濃度的降低作用減弱。在最大濃度化合物5、12與陽性對照對根的抑制作用沒有顯著差異。

濃度為500 μM時(shí)，化合物對洋蔥地上部分生長的抑制率為65%，而陽性對照只有43%。濃度為1 000 μM時(shí)，化合物14對洋蔥地上部分生長的抑制率為49%，與陽性對照一樣(52%)?；衔?和14對根的抑制作用最強(qiáng)，抑制率分別為80%和63%。

陽性對照和化合物5對黃瓜地上部分生長的抑制作用分別為56%和35%，其他化合物的活性很低?；衔?對根的抑制作用最強(qiáng)，抑制率為60%；其次為化合物14，對胚根生長的抑制率只有33%。

濃度為1 000 μM時(shí)，化合物5對番茄地上部分生長的抑制作用于陽性對照相似。即使在最低濃度化合物刺激番茄的地上部分和胚根的生長(22%和92%)。

化合物11－15對鬼針草的呀和根的抑制和刺激作用很低，化合物5在濃度為1000 μM時(shí)完全抑制鬼針草種子的發(fā)育，但隨著濃度的減少，抑制作用顯著降低。

由上可知化合物5對所有試驗(yàn)植物品種都有優(yōu)異的活性，與商業(yè)化除草劑異丙甲草胺相同?；衔?2對高粱有很好的除草活性，對其他幾種的活性低。因此，化合物12對高粱有一定的選擇性，而化合物5和異丙甲草胺沒有此特性?；衔?1－15對黃瓜和鬼針草的發(fā)育有弱的影響，而化合物13刺激番茄根的生長，所有濃度下促進(jìn)生長率達(dá)90%以上?；衔?4對洋蔥的抑制作用與異丙甲草胺的相同，對雙子葉植物(黃瓜、番茄和鬼針草)的活性較弱。

由此推斷化合物5對所有試驗(yàn)植物有致死作用，化合物12和14對單子葉植物有一定的選擇抑制活性。

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.03.03

TQ450

A

1009-6485(2017)03-0020-02

葉萱，女，工程師，碩士。Tel: 021-64387891-201。

2017-06-10。