6-(哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿酰胺衍生物的合成及抑菌活性

金秋彤, 韓廣田, 胡冬燕, 楊順義*,

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070；2.樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 藥學(xué)系，四川 樂山 614000)

我國天然產(chǎn)物資源豐富。天然產(chǎn)物在環(huán)境中易降解、有很好的環(huán)境相容性，但存在一些諸如生物活性低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和控制有害生物范圍較窄等缺點(diǎn)[1]。為了更好地利用天然產(chǎn)物，一個(gè)行之有效的辦法就是以天然產(chǎn)物為先導(dǎo)化合物，通過結(jié)構(gòu)修飾與改造保留天然產(chǎn)物的優(yōu)勢，規(guī)避其劣勢，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥綠色化[2]。去氫駱駝蓬堿 (harmine)廣泛的存在于蒺藜科 (Zygophyllaceae) 駱駝蓬屬(Peganum) 類植物中，含量 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 占干燥駱駝蓬種子的 4.3%、根部的 2.1%[3]。去氫駱駝蓬堿具有廣譜的生物活性，如抗腫瘤[4]、神經(jīng)保護(hù)作用[5]、降糖作用[6]、消炎止痛[7]等醫(yī)藥活性和抑菌[8]、殺蟲[9]、殺螨[10]等農(nóng)藥活性。但由于去氫駱駝蓬堿本身的活性較低，不足以直接成藥，因此許多學(xué)者對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修飾。代斌[11]、汪清民[12]課題組以去氫駱駝蓬堿為底物，設(shè)計(jì)合成了系列衍生物，發(fā)現(xiàn)部分化合物對花生褐斑病菌、蘋果輪紋病菌和水稻惡苗病菌等多種植物病原菌的抑制率接近陽性對照百菌清、多菌靈和嘧菌酯。鐘國華[13]課題組合成了一系列含有苯甲酰脲、苯甲酰硫脲結(jié)構(gòu)的去氫駱駝蓬堿衍生物，發(fā)現(xiàn)部分化合物對水稻紋枯病具有較好的防治效果，特別是化合物17c (EC50= 0.131 mmol/L) (圖式1)，活體抑菌活性優(yōu)于陽性對照井岡霉素[13]；此后，該課題組以天然產(chǎn)物β-咔啉生物堿為底物進(jìn)行優(yōu)化，篩選得到了在活體和離體抑菌試驗(yàn)中均對水稻紋枯病菌具有較強(qiáng)抑制作用的衍生物，可作為防治水稻紋枯病的潛在候選化合物[14-15]。

從圖式1 可以看出，目前去氫駱駝蓬堿及其類似物在應(yīng)用于抗植物病原真菌方面的結(jié)構(gòu)改造主要集中在其β-咔啉骨架的1、3、7 位和N9位，針對其6 位改造較少，只有汪清民[12]和鐘國華[13]課題組對其6 位進(jìn)行了簡單的鹵代，并未進(jìn)行深入研究。在前期研究中，我們對去氫駱駝蓬堿的6 位進(jìn)行了改造，并證實(shí)改造后的化合物具有一定的抗癌效果[16-17]。本研究在前期研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合成了15 個(gè)新的、含有酰胺鍵的6-(哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿衍生物 (圖式2 和圖式3)，并測定了其對4 種植物病原菌的抑菌活性，以期篩選出高活性的新型農(nóng)藥先導(dǎo)化合物，為天然產(chǎn)物去氫駱駝蓬堿的開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker Avance 400 核磁共振儀 (以CDCl3或DMSO-d6為溶劑，TMS 為內(nèi)標(biāo))；SCIEX UPLC(EXion)-Q-TOF (X500R) 高分辨質(zhì)譜儀。

圖式1 已報(bào)道的具有抗植物病源真菌活性的去氫駱駝蓬堿衍生物及其類似物[11-13]Scheme 1 The reported harmine derivatives and their analogues with antifungal activities[11-13]

圖式2 本課題組前期工作[16-17]及本文中6-取代去氫駱駝蓬堿衍生物的結(jié)構(gòu)式Scheme 2 The structural formula of 6-sustituted harmine derivatives in our previous work[16-17] and this paper

圖式3 目標(biāo)化合物的合成路線Scheme 3 Synthetic route of target compounds

去氫駱駝蓬堿 (harmine，純度>97%) 購于上海麥克林生化科技有限公司，其他合成試劑與催化劑分別購于上海泰坦科技股份有限公司、百靈威科技有限公司和安徽澤升科技有限公司；對照藥劑97%啶酰菌胺 (boscalid)原藥，購于百靈威科技有限公司；柱層析用硅膠(200～300 目，篩孔徑48～75 μm) 和薄層層析 (TLC) 硅膠板 (GF254型)，均購自青島海洋化工廠；乙酸乙酯與石油醚等后處理及柱層析分離所用溶劑均為分析純級別，未做進(jìn)一步處理。

1.2 化合物的合成

1.2.1 化合物1 的合成 根據(jù)文獻(xiàn)方法[18]合成化合物 1，白色固體，收率95%。1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.23 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.92 (d,J= 8.4 Hz, 1H), 7.68 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 6.86 (dd,J= 8.4,2.0 Hz, 1H), 6.78 (d,J= 2.0 Hz, 1H), 4.01 (s, 3H),3.93 (s, 3H), 3.02 (s, 3H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 160.8, 143.6, 141.0, 138.2, 135.9, 129.0,122.3, 114.8, 112.2, 108.9, 92.8, 55.7, 32.3, 23.5.

1.2.2 化合物2 的合成 參考文獻(xiàn)方法[16]合成。白色固體，收率75%，m.p.239～240.1H NMR(400 MHz, CDCl3),δ: 8.22 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 8.07(s, 1H), 7.54 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 6.62 (s, 1H), 3.94 (s,3H), 3.91 (s, 3H), 2.96 (s, 3H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 156.2, 142.2, 141.3, 138.5, 135.7, 127.9,125.4, 115.4, 112.2, 104.0, 92.1, 56.5, 32.3, 23.5.HRMS (ESI): C14H14BrN2O [M + H]+, 計(jì)算值305.0284, 測試值 305.0284.

1.2.3 化合物3 的合成 參考文獻(xiàn)方法[17]合成。黃色固體, 產(chǎn)率: 93%，m.p.230～231.1H NMR(400 MHz, CDCl3),δ: 8.25 (d,J= 4.8 Hz, 1H), 7.69(d,J= 4.8 Hz, 1H), 7.60 (s, 1H), 6.84 (s, 1H), 4.09 (s,3H), 4.04 (s, 3H), 3.72～3.65 (m, 4H), 3.10～3.03 (m,7H), 1.51 (s, 9H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ:154.9, 154.8, 141.3, 139.5, 138.1, 136.3, 135.8, 128.9,113.7, 112.1, 110.8, 92.1, 79.9, 56.0, 51.8, 32.5, 28.6,23.7.HRMS (ESI): C23H31N4O3[M + H]+, 計(jì)算值411.2391, 測試值 411.2385.

1.2.4 化合物4 的合成 參考文獻(xiàn)方法[17]合成。得到的粗品4 未經(jīng)過進(jìn)一步純化直接投入下一步反應(yīng)。

1.2.5 化合物5a～5o 的合成 將不同羧酸 (0.59 mmol) 溶于二氯甲烷 (10 mL) 中，依次加入 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基) 碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI,136 mg，0.71 mmol)、三乙胺(245 μL，1.77 mmol)和1-羥基-7-氮雜苯并三唑(HOAT，96 mg，0.71 mmol)，室溫?cái)嚢?.5 h。加入化合物4 (0.49 mmol)粗品，室溫反應(yīng)過夜，TLC (V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 20 : 1) 檢測至反應(yīng)完全后，加入水淬滅反應(yīng)。用水洗滌3 次，合并有機(jī)相，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮后柱層析 (V(二氯甲烷) :V(甲醇)=40 : 1～20 : 1) 分離，得到目標(biāo)化合物5a～5o。

6-(4-乙酰基-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5a)：白色固體,產(chǎn)率: 80%，m.p.218～219.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.23 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.67 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.56 (s, 1H),6.83 (s, 1H), 4.07 (s, 3H), 4.03 (s, 3H), 3.85～3.83 (m, 2H),3.70～3.67 (m, 2H), 3.12～3.05 (m, 4H), 3.03 (s, 3H), 2.15 (s,3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 169.1, 154.8, 141.2,139.6, 137.9, 135.8, 135.7, 128.9, 113.7, 112.1, 110.9, 92.2,56.0, 52.0, 51.6, 46.8, 41.8, 32.5, 23.5, 21.5.ESI HRMS:C20H25N4O2[M + H]+, 計(jì)算值353.1972, 測試值 353.1973.

6-(4-丙?；?哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5b)：白色固體,產(chǎn)率: 77%，m.p.223～224.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.25 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.69 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.58 (s, 1H),6.85 (s, 1H), 4.09 (s, 3H), 4.04 (s, 3H), 3.88～3.85 (m, 2H),3.71～3.69 (m, 2H), 3.12～3.06 (m, 4H), 3.05 (s, 3H), 2.42 (q,J= 7.6 Hz, 2H), 1.20 (t,J= 7.6 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 172.5, 154.9, 141.2, 139.7, 137.9, 135.9, 135.8,129.0, 113.7, 112.2, 110.9, 92.2, 56.1, 52.1, 51.8, 45.9, 42.0,32.5, 26.6, 23.5, 9.7.ESI HRMS: C21H27N4O2[M + H]+, 計(jì)算值367.2129, 測試值 367.2129.

6-(4-丁?；?哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5c)：白色固體,產(chǎn)率: 71%，m.p.219～220.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.23 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.68 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.57 (s, 1H),6.84 (s, 1H), 4.07 (s, 3H), 4.03 (s, 3H), 3.87～3.84 (m, 2H),3.71～3.69 (m, 2H), 3.11～3.05 (m, 4H), 3.04 (s, 3H), 2.39～2.35 m, 2H), 1.75～1.66 (m, 2H), 1.01～0.98 (m, 3H).13C NMR(100 MHz, CDCl3),δ: 171.8, 154.9, 141.1, 139.7, 137.8, 135.9,135.8, 129.0, 113.7, 112.2, 110.9, 92.2, 56.0, 52.1, 51.8, 46.1,41.9, 35.4, 32.5, 23.4, 18.9, 14.2.ESI HRMS: C22H29N4O2[M + H]+, 計(jì)算值381.2285, 測試值381.2283.

6-(4-(4-羰基環(huán)己?；?-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿(5d)：白色固體, 產(chǎn)率: 72%，m.p.251～252.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.22 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.67 (d,J= 5.2 Hz,1H), 7.57 (s, 1H), 6.84 (s, 1H), 4.07 (s, 3H), 4.03 (s, 3H),3.92～3.74 (m, 4H), 3.19～3.06 (m, 4H), 3.03 (s, 3H), 2.89～2.80(m, 1H), 2.59～2.52 (m, 2H), 2.41～2.33 (m, 2H), 2.15～2.03 (m,4H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 209.1, 171.6, 153.7,140.1, 138.6, 136.7, 134.6, 134.5, 127.8, 112.5, 111.0, 109.8,91.1, 54.9, 51.1, 50.6, 45.0, 41.1, 39.0, 36.8, 31.4, 27.9, 22.3.ESI HRMS: C25H31N4O3[M + H]+, 計(jì)算值435.2391, 測試值435.2388.

6-(4-(四氫吡喃-4-甲?；?-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿(5e)：白色固體, 產(chǎn)率: 75%, m.p.242～243.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.23 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.67 (d,J= 5.2 Hz,1H), 7.56 (s, 1H), 6.84 (s, 1H), 4.07 (s, 3H), 4.03 (s, 3H),3.89～3.83 (m, 2H), 3.79～3.73 (m, 2H), 3.50～3.43 (m, 2H),3.14～3.06 (m, 4H), 3.03 (s, 3H), 2.84～2.75 (m, 3H), 2.01～1.91(m, 2H), 1.69～1.62 (m, 2H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ:172.9, 154.8, 141.2, 139.7, 137.8, 135.7, 128.9, 113.7, 112.1,110.9, 92.2, 67.4, 56.0, 52.2, 51.8, 45.9, 42.1, 37.7, 32.5, 29.2,23.4.ESI HRMS: C24H31N4O3[M + H]+, 計(jì)算值423.2391, 測試值 423.2389.

6-(4-丙烯?；?哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5f)：白色固體, 產(chǎn)率: 61%, m.p.231～232.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ:8.25 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.69 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.58 (s, 1H),6.85 (s, 1H), 6.64 (dd,J= 16.8, 10.4 Hz, 1H), 6.34 (dd,J=16.8, 2.0 Hz, 1H), 5.74 (dd,J= 10.4, 2.0 Hz, 1H), 4.10 (s, 3H),4.04 (s, 3H), 3.95～3.92 (m, 2H), 3.81～3.79 (m, 2H), 3.13～3.11(m, 4H), 3.05 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 165.6,154.9, 141.2, 139.8, 137.8, 135.8, 135.9, 129.1, 128.2, 127.6,113.7, 112.2, 111.0, 92.2, 56.1, 52.2, 51.7, 46.3, 42.4, 32.6,23.4.ESI HRMS: C21H25N4O2[M + H]+, 計(jì)算值365.1972, 測試值 365.1970.

6-(4-苯甲?；?哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5g)：白色固體, 產(chǎn)率: 79%, m.p.253～254.1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ:8.23 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.67 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.58 (s, 1H),7.47～7.40 (m, 5H), 6.83 (s, 1H), 4.05 (s, 3H), 4.01 (s, 3H),4.07～4.00 (m, 2H), 3.71～3.62 (m, 2H), 3.22～3.03 (m, 4H),3.02 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 170.5, 154.7,141.2, 139.6, 138.0, 135.8, 135.7, 129.8, 128.8, 128.6, 127.2,113.7, 112.1, 110.9, 92.2, 56.0, 52.2, 51.8, 48.2, 42.6, 32.4,23.6.ESI HRMS: C25H27N4O2[M + H]+, 計(jì)算值415.2129, 測試值 415.2132.

6-(4-(4-甲氧基苯甲?；?-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿(5h)：白色固體, 產(chǎn)率: 81%, m.p.247～248.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.23 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.67 (d,J= 5.2 Hz,1H), 7.58 (s, 1H), 7.46～7.42 (m, 2H), 6.94～6.90 (m, 2H), 6.83(s, 1H), 4.06 (s, 3H), 4.02 (s, 3H), 3.97～3.63 (m, 4H), 3.82 (s,3H), 3.20～3.05 (m, 4H), 3.02 (s, 3H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 170.4, 160.8, 154.8, 141.2, 139.6, 138.0, 135.8,135.7, 129.3, 128.8, 127.9, 113.8, 113.7, 112.1, 110.9, 92.2,56.0, 55.4, 52.0, 32.4, 23.6.ESI HRMS: C26H29N4O3[M +H]+, 計(jì)算值445.2234, 測試值445.2236.

6-(4-(噻吩-3-甲?；?-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5i)：白色固體, 產(chǎn)率: 62%, m.p.257～258.1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.18 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.62 (d,J= 5.2 Hz, 1H),7.53 (s, 1H), 7.51～7.50 (m, 1H), 7.30～7.28 (m, 1H), 7.19～7.17(m, 1H), 6.79 (s, 1H), 4.03 (s, 3H), 3.97 (s, 3H), 3.84～3.67 (m,2H), 3.16～3.02 (m, 4H), 2.99 (s, 3H), 2.44～2.32 (m, 2H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 165.9, 154.9, 141.2, 139.7, 137.9,136.4, 135.8, 135.7, 129.0, 127.2, 126.6, 126.2, 113.7, 112.2,111.0, 92.2, 56.1, 32.5, 23.5.ESI HRMS: C23H25N4O2S [M +H]+, 計(jì)算值421.1693, 測試值421.1694.

6-(4-(噻吩-2-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5j)：白色固體, 產(chǎn)率: 67%, m.p.251～252.1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.25 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.69 (d,J= 5.2 Hz, 1H),7.60 (s, 1H), 7.48～7.45 (m, 1H), 7.37～7.34 (m, 1H), 7.07～7.05(m, 1H), 6.85 (s, 1H), 4.09 (s, 3H), 4.04 (s, 3H), 4.02～3.97 (m,4H), 3.19～3.13 (m, 4H), 3.05 (s, 3H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 163.8, 154.9, 141.2, 139.8, 137.8, 137.1, 135.8,135.8, 129.0, 128.8, 126.8, 113.7, 112.2, 111.0, 92.2, 56.1,52.0, 32.5, 23.4.ESI HRMS: C23H25N4O2S [M + H]+, 計(jì)算值421.1693, 測試值 421.1693.

6-(4-(呋喃-2-甲?；?-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5k)：白色固體, 產(chǎn)率: 72%, m.p.247～248.1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 8.24 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.68 (d,J= 5.2 Hz, 1H),7.60 (s, 1H), 7.51 (br s, 1H), 7.06～7.04 (m, 1H), 6.86 (s, 1H),6.52～6.49 (m, 1H), 4.09 (s, 3H), 4.07～4.02 (m, 5H), 3.21～3.15(m, 4H), 3.05 (s, 3H), 2.52～2.40 (m, 2H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ: 159.3, 154.9, 148.1, 143.8, 141.2, 139.7, 137.9,135.9, 135.8, 129.0, 116.6, 113.7, 112.2, 111.4, 111.0, 92.2,56.1, 32.5, 23.5.ESI HRMS: C23H25N4O3[M + H]+, 計(jì)算值405.1921, 測試值 405.1921.

6-(4-(嘧啶-5-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5l)：白色固體, 產(chǎn)率: 60%, m.p.275～276.1H NMR (400 MHz,CDCl3),δ: 9.29 (s, 1H), 8.88 (s, 2H), 8.25 (d,J= 5.2 Hz, 1H),7.69 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.60 (s, 1H), 6.86 (s, 1H), 4.09 (s,3H), 4.04 (s, 3H), 3.73～3.66 (m, 2H), 3.27～3.20 (m, 2H),3.15～3.05 (m, 2H), 3.05 (s, 3H), 2.79～2.69 (m, 2H).13C NMR(100 MHz, CDCl3),δ: 165.1, 159.4, 155.5, 154.8, 141.1, 139.8,137.8, 135.7, 135.3, 129.7, 128.9, 113.6, 112.1, 111.2, 92.2,56.0, 52.1, 51.4, 48.3, 42.8, 32.5, 23.3.ESI HRMS:C23H25N6O2[M + H]+, 計(jì)算值417.2034, 測試值 417.2032.

6-(4-(2-氯吡啶-3-甲?；?-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿(5m)：白色固體, 產(chǎn)率: 57%, m.p.265～266.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.46 (dd,J= 4.8, 2.0 Hz, 1H), 8.24 (d,J=5.2 Hz, 1H), 7.73～7.68 (m, 2H), 7.59 (s, 1H), 7.35 (dd,J= 7.6,4.8 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 4.10 (s, 3H), 4.03 (s, 3H), 3.61～3.54(m, 1H), 3.49～3.42 (m, 1H), 3.25～3.15 (m, 3H), 3.05 (s, 3H),2.38～2.26 (m, 3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 165.3,154.8, 150.3, 147.3, 141.2, 139.8, 137.9, 137.1, 135.8, 135.6,132.3, 129.0, 122.8, 113.7, 112.2, 111.1, 92.3, 56.1, 51.9, 51.5,47.4, 42.3, 32.6, 23.5.ESI HRMS: C24H25ClN5O2[M + H]+, 計(jì)算值450.1692, 測試值 450.1695.

6-(4-(2-甲基-4-(三氟甲基)-噻唑-5-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5n)：黃色固體, 產(chǎn)率: 43%, m.p.280～281.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.25 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.69(d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.58 (s, 1H), 6.85 (s, 1H), 4.08 (s, 3H),4.02 (s, 3H), 4.01～3.98 (m, 2H), 3.59～3.55 (m, 2H), 3.20～3.15(m, 2H), 3.09～3.06 (m, 2H), 3.04 (s, 3H), 2.76 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 167.9, 159.3, 154.7, 141.2, 139.7,137.9, 135.7, 135.3, 131.9, 128.8, 121.6, 118.9, 113.6, 112.1,111.1, 92.2, 56.0, 51.5, 51.2, 47.8, 42.8, 32.4, 23.4, 19.2.ESI HRMS: C24H25F3N5O2S [M + H]+, 計(jì)算值504.1676, 測試值504.1678.

6-(4-(3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-甲?；?-哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿 (5o)：白色固體, 產(chǎn)率: 47%, m.p.287～288.1H NMR (400 MHz, CDCl3),δ: 8.22 (d,J= 5.2 Hz, 1H),7.66 (d,J= 5.2 Hz, 1H), 7.56 (s, 1H), 7.54 (s, 1H), 6.86 (t,JH-F=54.4 Hz, 1H), 6.83 (s, 1H), 4.06 (s, 3H), 4.02 (s, 3H),3.93 (s, 3H), 3.92～3.71 (m, 4H), 3.14～3.07 (m, 4H), 3.02 (s,3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3),δ: 162.7, 154.7, 144.1 (t,JC-F=26.6 Hz), 141.2, 139.6, 138.0, 135.8, 135.7, 130.8, 128.8,115.5, 113.7, 112.1, 110.9, 110.6 (t,JC-F=234.4 Hz), 92.2,56.0, 51.7, 39.6, 32.5, 23.6.ESI HRMS: C24H27F2N6O2[M + H]+,計(jì)算值469.2158, 測試值 469.2157.

1.3 生物活性測試

采用菌絲生長速率法[19]測定去氫駱駝蓬堿及目標(biāo)化合物在50 μg/mL 下對4 種植物病原菌的抑菌活性，以啶酰菌胺為陽性對照。供試菌種分別為番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、小麥赤霉病菌Fusarium graminearum、梨樹腐爛病菌Valsa pyri、棉花枯萎病菌Fusarium oxysporum，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院和甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供。

2 結(jié)果與討論

2.1 目標(biāo)化合物的合成

在去氫駱駝蓬堿結(jié)構(gòu)中，9-位氮原子具有一定的親核反應(yīng)活性，為避免對后續(xù)反應(yīng)造成影響，首先對9-位氮原子進(jìn)行甲基化處理，即在氫化鈉存在下，與碘甲烷進(jìn)行N9位甲基化反應(yīng)，得到化合物1；然后化合物1 與N-溴代丁二酰亞胺(NBS) 進(jìn)行溴代得到6-溴代化合物2；化合物2 與N-叔丁氧羰基哌嗪(N-Boc)哌嗪通過Buchwald胺化反應(yīng)得到化合物3；化合物3 經(jīng)脫Boc 得到化合物4；最后在EDCI 和HOAT 條件下與不同的酸縮合得到化合物5?；衔? 中取代基R 選取了脂肪鏈、脂環(huán)鏈、苯環(huán)、取代苯環(huán)、雜芳環(huán)以及取代雜芳環(huán)，以考察不同基團(tuán)的引入對化合物抑菌活性的影響。

2.2 抑菌活性

抑菌活性測定結(jié)果 (表1) 表明，在 50 μg/mL下，母體化合物去氫駱駝蓬堿及其改造后的6-(哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿衍生物對4 種供試真菌均表現(xiàn)出一定的抑菌活性。與母體化合物相比較，部分衍生物抑菌活性得到較為明顯提高，其中化合物5j 對棉花枯萎病菌菌絲生長的抑制率為61.7%，與啶酰菌胺相當(dāng)。

表1 目標(biāo)化合物 5a～5o 在 50 μg/mL 下的離體抑菌活性Table 1 Antifungal activities in vitro of target compounds 5a-5o at 50 μg/mL

初步構(gòu)效關(guān)系分析表明，當(dāng)取代基R 為脂肪鏈烴基 (5a～5c)和脂環(huán)烴基 (5d～5e) 時(shí)，與去氫駱駝蓬堿相比，目標(biāo)化合物的抑菌活性幾乎沒有大的改變，可見脂肪鏈烴基、脂環(huán)烴基的引入對化合物活性沒有積極影響；針對棉花枯萎病菌和梨樹腐爛病菌，當(dāng)取代基R 為苯環(huán)或取代苯環(huán)供電子基 (5g～5h) 時(shí)，抑菌活性降低；當(dāng)苯環(huán)或取代苯環(huán)換成其他雜芳環(huán)或取代雜芳環(huán) (5i～5o) 時(shí)，抑菌活性有增有減。對比化合物5i、5j 的抑菌活性數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其R 均為噻吩基團(tuán)，只是取代位置不同，但化合物的活性卻相差較大，說明相同的取代基不同的連接位置對化合物的活性有較大影響。

3 結(jié)論

本文以去氫駱駝蓬堿為母體，設(shè)計(jì)合成了15 個(gè)未見文獻(xiàn)報(bào)道的新型6-(哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿衍生物，并對其抑菌活性及構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了初步研究。離體抑菌活性測定結(jié)果表明，所制備的衍生物在 50 μg/mL 下對番茄灰霉病菌、小麥赤霉病菌、梨樹腐爛病菌和棉花枯萎病菌均有一定的抑制活性，其中化合物5j對棉花枯萎病菌的抑制率為61.7%，高于陽性對照啶酰菌胺，表明改造后的6-(哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿具有一定的抑菌活性，特別是對棉花枯萎病菌抑菌活性較好。本研究結(jié)果為6-(哌嗪-1-基)-去氫駱駝蓬堿衍生物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。下階段將繼續(xù)考察更多的取代官能團(tuán)，例如稠環(huán)基團(tuán) (萘、喹啉、異喹啉等)，同時(shí)繼續(xù)篩選敏感菌株，以期找到更優(yōu)的先導(dǎo)化合物。