6-N雜環(huán)取代血根堿衍生物的合成、結(jié)構(gòu)表征、生物活性與構(gòu)效關系

賈長青， 馬瑞， 錢璽丞， 覃兆海， 許厚強

6-雜環(huán)取代血根堿衍生物的合成、結(jié)構(gòu)表征、生物活性與構(gòu)效關系

賈長青1，3， 馬瑞1， 錢璽丞1， 覃兆海2， 許厚強3

（1. 銅仁職業(yè)技術學院, 國家工程研究中心, 銅仁 554300；2. 中國農(nóng)業(yè)大學理學院, 北京 100193； 3. 貴州大學生物學博士后科研流動站, 貴陽 550000）

以血根堿為先導, 通過活性基團拼接方法, 設計合成了一類結(jié)構(gòu)新穎的6-雜環(huán)取代血根堿衍生物. 目標化合物的結(jié)構(gòu)均通過核磁共振波譜(NMR)、 紅外光譜(IR)和高分辨質(zhì)譜(HRMS)確證. 采用生長速率法測定了目標化合物的體外抑菌活性, 并對其構(gòu)效關系進行了分析. 初步抑菌活性測試結(jié)果表明, 目標化合物3a-06, 3a?07, 3b?01, 3c-07和3c-08對10種供試病原菌表現(xiàn)出相對廣譜的抑菌活性, 在50 μg/mL濃度下, 對多數(shù)供試病原菌抑制率在72%以上. 精密毒力測定結(jié)果顯示, 部分目標化合物表現(xiàn)出優(yōu)良的抑菌活性. 化合物3b-01對茶葉炭疽病菌和棉花立枯病菌的半最大效應濃度(EC50值)分別為8.52和9.77 μg/mL; 化合物3c-08對茶葉炭疽病菌和茶葉輪斑病菌的EC50值分別為9.17和8.83 μg/mL, 具有在茶葉病害防治方面應用的潛力. 與先導化合物血根堿鹽酸鹽相比, 多數(shù)目標化合物表現(xiàn)出較優(yōu)的抑菌活性. 殺蟲活性初步測定結(jié)果表明, 在400 μg/mL濃度下該類化合物對桃蚜的殺蟲活性一般. 本文為血根堿衍生物的進一步開發(fā)利用提供了一定依據(jù).

博落回； 血根堿衍生物；雜環(huán)； 生物活性； 構(gòu)效關系

博落回是中國傳統(tǒng)藥用資源植物之一， 廣泛分布于河南、 山東、 貴州及云南等地區(qū)， 現(xiàn)已在獸藥、 飼料添加劑、 醫(yī)藥和化妝品等領域廣泛應用［1，2］. 現(xiàn)有研究表明， 博落回富含多種生物堿， 主要功能活性成分為血根堿、 白屈菜紅堿、 原阿片堿和別隱品堿等異喹啉類生物堿［3］. 血根堿（1）是博落回生物堿的主要有效成分之一， 以博落回果實中含量最高. 生物活性研究結(jié)果表明， 血根堿表現(xiàn)出多種生物學特性， 包括抗細菌、 抗真菌、 抗炎、 抗艾滋病病毒、 抗腫瘤或作為生物農(nóng)藥防治病蟲害等［4～9］.

基于天然產(chǎn)物的農(nóng)藥研究的最主要策略是以天然產(chǎn)物分子為母體進行結(jié)構(gòu)衍生， 因此選擇合適的天然產(chǎn)物作為先導化合物尤為重要. 血根堿因其具有多樣的生物活性且來源于傳統(tǒng)藥用植物而備受關注. 對于血根堿的結(jié)構(gòu)衍生， 已有文獻［10～12］報道了利用血根堿或白屈菜紅堿分子中亞胺鍵（C=N+）與烷氧基、 胺、 唑類及一些氫氧化物進行親核加成反應得到的多種血根堿衍生物. 目前， 只有少量工作對這類血根堿衍生物的生物活性進行了研究， 結(jié)果表明血根堿或白屈菜紅堿分子中C6位有烷氧基、 胺類、 氫氧化物取代的衍生物具有抗菌、 抗腫瘤及殺螨等活性［5，13，14］. 但對血根堿分子中C6位（Scheme 1）有唑類基團取代的血根堿衍生物的生物活性和構(gòu)效關系尚未見文獻報道. 另一方面， 氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)作為重要的功能基團， 廣泛存在于農(nóng)藥和醫(yī)藥藥物分子中［15］. 鑒于上述原因， 為進一步尋找具有優(yōu)異活性的血根堿衍生物， 本文設計合成了目標化合物3（結(jié)構(gòu)見Scheme 1）， 并對其生物活性和構(gòu)效關系進行了研究.

Scheme 1Design of the title compounds and atomic position number of sanguinarine

1 實驗部分

1.1　試劑與儀器

四氫呋喃（THF， 分析純）、 氫化鈉（NaH， 純度60%）、 對照藥劑多菌靈、 吡蟲啉和吡唑醚菌酯原藥（純度>97%）， 國藥集團化學試劑有限公司； 取代-1-雜環(huán)類化合物（2， 結(jié)構(gòu)見Scheme 1， 純度>97%）， 上海阿拉丁化學試劑； 血根堿鹽酸鹽（1， 結(jié)構(gòu)見Scheme 1， 純度>98%）為本實驗室利用高速逆流色譜法從博落回果莢中分離得到［16］.

Bruker Avance NEO 500和NEO 600型核磁共振波譜儀（NMR）， 德國Bruker公司； Hermo Scientific LTQ Orbitrap Discovery型高分辨質(zhì)譜儀（HRMS）， 德國Bremen公司； SGW X-4型顯微熔點測定儀， 上海儀電物理光學儀器有限公司； iCAN9型傅里葉變化紅外光譜儀（IR）， 天津市能譜科技有限公司.

1.2　實驗過程

目標化合物的合成路線如Scheme 2所示.

Scheme 2Preparation of the title compounds

將0.0033 mol取代-1-雜環(huán)類化合物2和30 mL干燥的四氫呋喃加入到100 mL干燥的三口燒瓶 中； 在N2氣保護下， 向體系中加入0.0042 mol NaH， 室溫下攪拌反應0.5 h； 在N2氣保護下， 加入干 燥的血根堿鹽酸鹽（1）粉末（0.003 mol）， 室溫下劇烈攪拌反應18～24 h； 待反應較完全后， 加100 mL水淬滅反應. 用乙酸乙酯萃取， 合并有機相， 經(jīng)干燥后濃縮得到粗品； 使用乙酸乙酯/石油醚（體積比 1∶3）或三氯甲烷/石油醚（體積比1∶3）混合溶液多次重結(jié)晶， 得到目標化合物3. 通過核磁共振氫譜、 碳譜、 紅外光譜和高分辨質(zhì)譜對目標化合物的結(jié)構(gòu)進行了確認. 目標化合物3的物性數(shù)據(jù)列于表1和表2.

Table 1　Physico-chemical constants of title compound 3

3a?10dWhite powder222—22428.52900， 2356， 1609， 1527， 1497， 1469， 1446， 1304， 1253， 1102， 1040， 948， 926， 864， 825， 811 3b?01White powder202—20446.4400.1295（400.1297）2898， 2364， 1477， 1464， 1445， 1251， 1188， 1107， 1041， 941， 862， 821， 799 3b?02White powder205—20753.6414.1448（414.1454）2902， 1496， 1469， 1448， 1251， 1187， 1150， 1105， 1037， 934， 867， 806， 761 3c?01White crystal195—19756.4414.1450（414.1454）2899， 2359， 2342， 1464， 1444， 1252， 1188， 1104， 1037， 944， 864， 801， 759 3c?02eWhite powder229—23141.62900， 2345， 1464， 1447， 1250， 1189， 1037， 943， 862， 811， 781 3c?03White powder241—24363.3526.0260（526.0264）3432， 2895， 2358， 1465， 1448， 1253， 1187， 1104， 1040， 941， 865， 800， 768 3c?04White powder232—23440.5526.0259（526.0264）2898， 2359， 2342， 1610， 1498， 1476， 1465， 1447， 1252， 1188， 1103， 1037， 941， 865， 802， 781 3c?05White crystal197—19856.6478.0394（478.0402）2898， 2362， 2342， 1499， 1477， 1448， 1293， 1252， 1187， 1158， 1105， 1038， 945， 864， 800， 759， 742 3c?06White powder169—17054.4478.0396（478.0402）2873， 2358， 1496， 1478， 1464， 1449， 1311， 1250， 1189， 1103， 1043， 944， 933， 856， 842， 798 3c?07White crystal177—17958.5434.0900（434.0908）2899， 2358， 2342， 1499， 1477， 1464， 1447， 1385， 1253， 1188， 1039， 945， 864， 800， 758 3c?08White powder212—21452.4418.1196（418.1203）2901， 2358， 1577， 1498， 1469， 1449， 1411， 1360， 1251， 1186， 1039， 1020， 943， 928， 863， 799 3c?09White powder228—23060.8468.1164（468.1171）2899， 2359， 1480， 1465， 1448， 1248， 1211， 1167， 1135， 1040， 948， 862， 813， 771 3c?10Light greenpowder219—22143.3445.1139（445.1148）2896， 2315， 1540， 1492， 1464， 1444， 1378， 1251， 1190， 1160， 1039， 947， 867， 822， 780， 752 3d?01Yellowish powder235—23726.3449.1497（449.1501）3456， 2892， 1460， 1439， 1247， 1183， 1102， 1039， 945， 865， 797， 746 3e?01Yellowish powder259—26121.9450.1447（450.1454）2891， 2351， 1472， 1464， 1438， 1248， 1184， 1039， 801， 771

. HRMS （ESI），： calcd. for C26H20N2NaO5（M+Na）+： 463.1270， found 463.1264；. HRMS（ESI），： calcd. for C26H20N2NaO5（M+Na）+： 463.1270， found 463.1264；. HRMS（ESI），： calcd. for C25H18N2NaO5（M+Na）+： 449.1113， found 449.1107；. HRMS （ESI），： calcd. for C24H17N3NaO6（M+Na）+： 466.1015， found 466.1010；. HRMS（ESI），： calcd. for C24H18N3O4（M?H）?： 412.1297， found 412.1290.

Table 2　1H and 13C NMR data of title compound 3

3a?047.86（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.63（d， J=8.3 Hz， 1H）， 7.59—7.51（m， 2H）， 7.31（s， 1H）， 7.20（d， J=8.2 Hz， 1H）， 7.03（d， J=2.4 Hz， 1H）， 6.52（d， J=1.2 Hz， 1H）， 6.46（s， 1H）， 6.25（d， J=0.8 Hz， 1H）， 6.15（d， J=4.7 Hz， 3H）， 4.02（dd， J=7.1， 2.8 Hz， 2H）， 2.81（s， 3H）， 1.95（s， 3H）， 1.13（t， J=7.1 Hz， 3H）164.5， 148.7， 148.0， 147.8， 146.1， 137.9， 131.2， 126.4， 125.7， 125.0， 124.7， 122.7， 120.4， 120.1， 119.5， 117.5， 113.7， 110.2， 109.9， 104.8， 102.7， 101.9， 100.2， 68.6， 59.1， 42.0， 14.8， 12.2 3a?05*7.70（d， J=8.6 Hz， 1H）， 7.65（s， 1H）， 7.47（dd， J=8.4， 3.5 Hz， 2H）， 7.18（t， J=1.8 Hz， 1H）， 7.09（s， 1H）， 7.06（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.78—6.74（m， 1H）， 6.38（dd， J=3.0， 1.7 Hz， 1H）， 6.31（s， 1H）， 6.16（d， J=1.3 Hz， 1H）， 6.12—6.02（m， 3H）， 3.68（s， 3H）， 2.88（s， 3H）165.3， 148.5， 147.8， 147.5， 146.0， 137.5， 131.2， 126.6， 126.0， 124.6， 124.5， 122.8， 120.3， 119.9， 117.0， 115.3， 109.9， 109.7， 109.7， 104.6， 102.1， 101.2， 100.4， 69.5， 50.9， 41.9 3a?06*7.89（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.66（d， J=8.3 Hz， 1H）， 7.58—7.46（m， 1H）， 7.26（s， 1H）， 7.19（d， J=8.2 Hz， 1H）， 7.11（s， 1H）， 7.04（dd， J=3.8， 1.5 Hz， 1H）， 6.28—5.98（m， 6H）， 5.77—5.67（m， 1H）， 2.81（s， 1H）， 2.49（s， 1H）187.4， 148.1， 147.9， 147.6， 147.3， 139.4， 132.4， 130.9， 127.3， 125.7， 125.4， 124.5， 123.7， 120.5， 117.3， 116.6， 115.3， 110.1， 108.7， 104.7， 102.0， 101.7， 100.7， 66.4， 42.7， 26.0 3a?07*8.32（s， 1H）， 7.86（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.68—7.52（m， 1H）， 7.22（dd， J=17.0， 5.9 Hz， 1H）， 6.76—6.70（m， 1H）， 6.54（s， 1H）， 6.24—6.26（m， 2H）， 6.18（s， 1H）， 6.14—6.16（m， 2H）， 2.83（s， 3H）， 2.13（s， 3H）192.6， 148.7， 148.0， 147.8， 146.2， 137.8， 131.2， 126.4， 125.6， 125.5， 124.8， 124.4， 122.8， 121.3， 120.4， 117.5， 110.2， 109.9， 108.9， 104.8， 102.7， 101.9， 100.2， 68.9， 42.0， 27.3 3a?089.79（s， 1H）， 7.89（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.67（d， J=8.3 Hz， 1H）， 7.60—7.49（m， 1H）， 7.31（s， 1H）， 7.26（s， 1H）， 7.20（d， J=8.2 Hz， 1H）， 7.15（s， 1H）， 6.98（dd， J=3.8， 1.6 Hz， 1H）， 6.21—6.05（m， 5H）， 5.82（s， 1H）， 2.83（s， 3H）179.6， 148.5， 148.0， 147.9， 145.7， 137.7， 131.2， 131.2， 128.4， 126.5， 126.4， 124.6， 123.7， 122.9， 120.3， 117.3， 111.0， 109.5， 108.7， 104.7， 102.7， 101.8， 99.9， 66.7， 42.4 3a?09*9.44（s， 1H）， 7.85（d， J=8.4 Hz， 1H）， 7.64（d， J=7.8 Hz， 2H）， 7.56（d， J=8.4 Hz， 1H）， 7.30（t， J=10.9 Hz， 2H）， 7.21（d， J=8.1 Hz， 1H）， 6.94（s， 1H）， 6.58（s， 1H）， 6.27（d， J=17.9 Hz， 2H）， 6.20—6.14（m， 3H）， 2.84（s， 3H）185.7， 148.7， 148.1， 147.9， 146.2， 137.6， 131.2， 128.6， 126.3， 126.1， 125.6， 124.8， 122.7， 122.7， 120.4， 117.5， 110.3， 109.7， 107.3， 104.8， 102.8， 101.9， 100.2， 69.0， 42.0 3a?107.86（d， J=8.6 Hz， 1H）， 7.70—7.60（m， 2H）， 7.57（d， J=8.9 Hz， 2H）， 7.31（s， 1H）， 7.23（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.83（s， 1H）， 6.65（s， 1H）， 6.51（s， 1H）， 6.28（s， 1H）， 6.18（d， J=15.9 Hz， 3H）， 2.86（s， 3H）148.8， 148.1， 148.0， 146.3， 137.2， 136.1， 131.3， 126.2， 125.5， 125.0， 122.6， 121.2， 120.8， 120.4， 117.6， 110.5， 108.9， 105.2， 104.9， 102.9， 101.9， 100.2， 69.5， 42.0 3b?017.84（d， J=8.5 Hz， 1H）， 7.64—7.52（m， 3H）， 7.38（s， 1H）， 7.30（s， 1H）， 7.18（d， J=8.1 Hz， 1H）， 6.94（s， 1H）， 6.67（s， 1H）， 6.59（s， 1H）， 6.18（dd， J=31.9， 15.5 Hz， 4H）， 2.82（s， 3H）148.8， 148.0， 147.9， 145.9， 137.7， 135.8， 131.2， 128.5， 126.4， 125.5， 124.8， 122.8， 120.4， 118.2， 117.5， 110.2， 110.1， 104.8， 102.7， 101.9， 100.2， 67.2， 41.8 3b?027.84（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.60（d， J=8.3 Hz， 1H）， 7.56（d， J=8.0 Hz， 2H）， 7.31（d， J=4.8 Hz， 1H）， 7.27（d， J=7.5 Hz， 1H）， 7.17（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.60（s， 1H）， 6.50（s， 1H）， 6.23（s， 1H）， 6.15（dd， J=13.0， 7.8 Hz， 3H）， 2.80（s， 3H）， 1.87（s， 3H）148.7， 148.0， 147.9， 145.9， 137.9， 136.8， 135.1， 131.2， 126.4， 125.5， 124.8， 122.8， 120.4， 117.4， 114.4， 110.3， 110.0， 104.8， 102.7， 101.9， 100.2， 67.1， 41.9， 14.0 3c?017.85（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.59—7.54（m， 2H）， 7.50（s， 1H）， 7.30（s， 1H）， 7.23（d， J=2.3 Hz， 1H）， 7.14（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.49（s， 1H）， 6.21（s， 1H）， 6.13（dd， J=14.4， 8.2 Hz， 3H）， 5.79（d， J=2.2 Hz， 1H）， 2.82（s， 3H）， 1.99（s， 3H）148.5， 147.9， 147.7， 147.3， 146.1， 138.1， 131.1， 128.8， 126.3， 125.8， 124.5， 123.0， 120.4， 117.1， 111.0， 109.7， 105.5， 104.8， 102.4， 101.8， 100.3， 70.9， 42.3， 13.9 3c?027.84（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.56（dd， J=17.3， 8.4 Hz， 2H）， 7.49（s， 1H）， 7.29（s， 1H）， 7.23（s， 1H）， 7.13（d， J=8.2 Hz， 1H）， 7.03（s， 1H）， 6.50（s， 1H）， 6.19（s， 1H）， 6.16—6.06（m， 3H）， 2.82（s， 3H）， 1.79（s， 3H）148.5， 147.9， 147.6， 146.1， 139.5， 138.1， 131.1， 126.7， 126.3， 125.9， 124.5， 123.0， 120.4， 117.0， 115.3， 111.0， 109.6， 104.8， 102.4， 101.8， 100.3， 71.0， 42.4， 9.0 3c?03*7.85（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.57（dd， J=20.6， 8.4 Hz， 2H）， 7.53（s， 1H）， 7.40（d， J=2.4 Hz， 1H）， 7.30（s， 1H）， 7.16（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.63（s， 1H）， 6.26（d， J=2.4 Hz， 1H）， 6.23（s， 1H）， 6.17—6.11（m， 3H）， 2.84（s， 3H）148.7， 148.0， 147.7， 146.3， 137.6， 131.2， 131.0， 126.2， 125.7， 124.7， 122.9， 120.4， 117.2， 114.8， 110.2， 110.0， 104.8， 102.5， 101.9， 100.2， 95.9， 71.4， 42.2 Compd.1H NMR（DMSO?d6， 500 MHz）， δ13C NMR（DMSO?d6， 126 MHz）， δ

3c?04*7.75（d， J=8.6 Hz， 1H）， 7.62（s， 1H）， 7.50（dd， J=16.7， 8.4 Hz， 2H）， 7.44（s， 1H）， 7.16（s， 1H）， 7.12（s， 1H）， 7.05（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.59（s， 1H）， 6.16（d， J=1.4 Hz， 1H）， 6.08（dd， J=6.4， 2.5 Hz， 3H）， 2.96（s， 3H）148.5， 147.9， 147.6， 146.0， 144.6， 137.5， 132.1， 131.3， 126.5， 125.7， 124.6， 122.5， 119.8， 116.7， 110.0， 109.8， 104.6， 102.2， 101.2， 100.6， 72.2， 56.4， 42.5 3c?05*7.85（d， J=8.5 Hz， 1H）， 7.57（dd， J=22.1， 11.4 Hz， 4H）， 7.31（s， 1H）， 7.17（d， J=8.1 Hz， 1H）， 6.62（s， 1H）， 6.24（s， 1H）， 6.20（s， 1H）， 6.17—6.12（m， 3H）， 2.85（s， 3H）148.7， 148.0， 147.7， 146.3， 137.5， 131.2， 131.2， 126.2， 125.7， 124.7， 124.7， 122.9， 120.4， 117.2， 110.0， 110.0， 108.7， 104.8， 102.5， 101.9， 100.2， 71.6， 42.2 3c?06*7.90（s， 1H）， 7.83（d， J=8.6 Hz， 1H）， 7.60—7.52（m， 3H）， 7.31（d， J=14.2 Hz， 2H）， 7.14（d， J=8.1 Hz， 1H）， 6.62（s， 1H）， 6.21（s， 1H）， 6.14（dd， J=17.0， 5.5 Hz， 3H）， 2.85（s， 3H）148.7， 148.0， 147.6， 146.4， 139.4， 137.5， 131.1， 128.8， 126.2， 125.8， 124.6， 122.9， 120.4， 117.0， 110.1， 109.9， 104.8， 102.5， 101.8， 100.3， 92.7， 71.7， 42.3 3c?07*7.84（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.64（d， J=2.5 Hz， 1H）， 7.57（dd， J=18.9， 8.0 Hz， 3H）， 7.30（s， 1H）， 7.16（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.60（s， 1H）， 6.24（s， 1H）， 6.17—6.11（m， 4H）， 2.85（s， 3H）148.7， 148.0， 147.7， 146.3， 137.6， 137.5， 131.2， 131.2， 126.2， 125.7， 124.7， 122.9， 120.4， 117.1， 110.0， 110.0， 105.4， 104.8， 102.5， 101.9， 100.2， 71.6， 42.2 3c?08*7.86—7.79（m， 2H）， 7.60（s， 1H）， 7.55（dd， J=13.4， 8.4 Hz， 2H）， 7.29（s， 1H）， 7.24（d， J=4.4 Hz， 1H）， 7.14（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.54（s， 1H）， 6.21（s， 1H）， 6.16—6.11（m， 3H）， 2.83（s， 3H）148.7， 147.9， 147.6， 146.5， 137.5， 131.1， 126.3， 126.1， 126.0， 125.9， 124.6， 123.0， 120.4， 117.0， 115.1， 114.9， 110.2， 109.8， 104.8， 102.4， 101.8， 100.3， 71.9， 42.2 3c?09*7.85（d， J=8.8 Hz， 1H）， 7.75（s， 1H）， 7.60（d， J=8.3 Hz， 1H）， 7.56（t， J=4.2 Hz， 2H）， 7.30（s， 1H）， 7.18（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.76（s， 1H）， 6.52（d， J=2.4 Hz， 1H）， 6.23（s， 1H）， 6.16—6.13（m， 3H）， 2.88（s， 3H）148.7， 148.0， 147.8， 146.4， 140.8， 140.5， 137.3， 131.2， 130.8， 126.1， 125.7， 124.8， 122.9， 120.8， 120.4， 117.3， 110.2， 109.8， 104.8， 102.6， 101.9， 100.1， 72.0， 42.3 3c?10*8.03（d， J=2.3 Hz， 1H）， 7.85（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.61（d， J=10.8 Hz， 2H）， 7.58—7.52（m， 1H）， 7.31（d， J=4.7 Hz， 1H）， 7.20（d， J=8.2 Hz， 1H）， 6.89（s， 1H）， 6.85（s， 1H）， 6.25（s， 1H）， 6.15（d， J=9.5 Hz， 3H）， 2.91（s， 3H）155.2， 148.8， 148.0， 147.8， 146.6， 136.9， 132.4， 131.2， 126.0， 125.7， 125.0， 122.9， 120.4， 117.3， 110.4， 109.1， 104.9， 103.5， 102.7， 101.9， 100.2， 72.7， 42.3 3d?018.02（d， J=8.2 Hz， 1H）， 7.90（d， J=8.8 Hz， 1H）， 7.69（d， J=8.3 Hz， 1H）， 7.53（d， J=8.6 Hz， 1H）， 7.41（d， J=7.8 Hz， 1H）， 7.32—7.17（m， 4H）， 7.05（t， J=7.9 Hz， 1H）， 6.81（s， 1H）， 6.28（d， J=3.3 Hz， 1H）， 6.13（s， 2H）， 6.08—6.02（m， 2H）， 5.99（s， 1H）， 2.93（s， 3H）147.0， 146.4， 146.2， 144.0， 139.7， 135.9， 129.8， 126.1， 125.8， 125.3， 123.1， 122.8， 122.5， 120.5， 119.4， 119.0， 117.9， 116.0， 114.6， 114.1， 110.8， 106.9， 103.4， 100.8， 100.5， 99.4， 53.3， 41.7 3e?0111.12（s， 1H）， 8.34—8.27（m， 1H）， 8.11（dd， J=4.7， 1.6 Hz， 1H）， 7.76（d， J=8.7 Hz， 1H）， 7.54（s， 1H）， 7.50（d， J=8.3 Hz， 1H）， 7.44 （d， J=8.6 Hz， 1H）， 7.19（s， 1H）， 7.03—7.07（m， 2H）， 6.39（dd， J=2.5， 1.0 Hz， 1H）， 6.16 —6.05（m， 4H）， 5.72（d， J=0.9 Hz， 1H）， 2.79（s， 3H）149.2， 148.3， 147.6， 147.4， 145.2， 143.0， 140.6， 130.9， 128.3， 127.0， 126.3， 124.1， 123.7， 120.5， 119.1， 117.2， 115.6， 115.1， 114.2， 108.2， 104.6， 102.0， 101.6， 100.2， 54.3， 42.7

*1H NMR， DMSO-d6， 600 MHz；13C NMR， DMSO-d6， 151 MHz.

1.3　抑菌活性測定

1.3.1測試材料測試對象為化合物3a-1～3a-10； 3b-01， 3b-02； 3c-01～3c-10； 3d-01和3e-01. 選用多菌靈和吡唑醚菌酯作為對照藥劑， 同時以先導化合物血根堿鹽酸鹽作為對比藥劑. 供試菌種為番茄晚疫病菌［（）］、 小麥赤霉病菌（）、 茶葉輪斑 病菌［（］、 瓜果腐霉病菌（）、 玉米大斑病菌［（）］、 茶葉炭疽病菌（）、 稻瘟病菌（）、 蘋果輪紋病菌（）、 辣椒疫霉病菌（）和棉花立枯病菌（）， 均由中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護所提供. 實驗用培養(yǎng)基均為馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基（PDA）.

1.3.2測試方法參照文獻［17，18］方法， 將目標化合物用二甲基亞砜（DMSO）溶解， 配制成濃度為 1×104μg/mL的母液； 將供試藥劑加入到已滅菌并冷卻到約50 ℃的PDA培養(yǎng)基中混合均勻， 倒入培養(yǎng)皿中， 配制成含藥濃度為50 μg/mL的平板. 實驗設不含藥劑處理的空白對照， 分別重復處理3次.

采用生長速率法測定抑菌活性. 在含藥培養(yǎng)基平板中央分別接一塊供試病菌的新鮮菌絲塊菌碟， 在恒溫光照培養(yǎng)箱中， 于28 ℃培養(yǎng)至空白對照菌落布滿培養(yǎng)皿2/3以上時， 用十字交叉法測量處理的菌落直徑， 重復3次， 以其平均值代表菌落的大小.

藥劑處理對各種病原菌的菌絲生長抑制率（MIR， %）公式如下：

式中：（mm）表示空白對照菌落直徑；（mm）表示藥劑處理的菌落直徑；（mm）表示接種時新鮮菌碟直徑.

采用生長速率法測定精密毒力. 供試藥劑為所有目標化合物和血根堿鹽酸鹽. 供試菌種為茶葉輪斑病菌［（）］、 玉米大斑病菌［（.）］、 茶葉炭疽病菌（）和棉花立枯病菌［（）］. 每種供試藥劑濃度梯度設定為1.562， 3.125， 6.25， 12.5， 25和50 μg/mL； 對照藥劑多菌靈、 吡唑醚菌酯的濃度梯度設定為20， 10， 5， 2.5， 1.25和0.625 μg/mL， 每個梯度平行測定3次. 實驗結(jié)果用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析， 計算半最大效應濃度（EC50）值、 誤差與置信區(qū)間.

1.4　殺蟲活性測定

實驗用害蟲為桃蚜（）， 采自本地田間的種群； 對照藥劑為吡蟲啉. 先將供試藥劑用，-二甲基甲酰胺（DMF）配制成母液（質(zhì)量分數(shù)5%）， 再用曲拉通（Triton X-100）水溶液（質(zhì)量分數(shù)0.05%）稀釋至測定濃度. 測定濃度為400 μg/mL， 每個處理重復3次. 殺蟲活性測定方法采用浸蟲浸葉法［18］.

2 結(jié)果與討論

2.1　目標化合物的合成

反應溶劑為預先經(jīng)過無水無氧處理的四氫呋喃， 實驗中用氫化鋁鋰處理四氫呋喃. 在反應過程中， 鈉鹽中富含電子的氮原子進攻血根堿亞胺鍵（C=N+）中缺乏電子的C6原子， 通過親核加成得到目標化合物3［10］. 目標化合物的產(chǎn)率在21%～64%之間， 但在后處理過程中并未發(fā)現(xiàn)明顯的副產(chǎn)物， 只檢 測到一部分未反應的原料（血根堿）. 延長反應時間或提升反應溫度并不能提高產(chǎn)率. 在同等條件下， 1-1，2，4-三唑未與血根堿發(fā)生反應. 而且， 當反應底物為體積較大的雜環(huán)時， 反應產(chǎn)率顯著降低（化合物3d-01和3e-01）. 吡咯、 咪唑和吡唑等基團作為親核試劑參與反應時， 親核性較弱和空間位阻作用應是導致反應產(chǎn)率較低的主要原因. 由于本實驗以得到產(chǎn)物為目標， 且沒有明顯副產(chǎn)物產(chǎn)生， 故未對反應條件做進一步優(yōu)化.

2.2　目標化合物的抑菌活性

采用菌絲生長速率法測定了目標化合物在50 μg/mL濃度下對10種植物病原菌的室內(nèi)抑菌活性. 由表3可見， 整體上多數(shù)目標化合物對茶葉輪斑病菌（PS）、 玉米大斑病菌（ET）、 茶葉炭疽病菌（CC）及棉花立枯病菌（TC）表現(xiàn)出優(yōu)秀的抑菌活性. 部分化合物對這4種病原菌的抑制率均在85%以上， 接近或高于對照藥劑多菌靈. 另一方面， 目標化合物對蘋果輪紋病菌（PP）和辣椒疫霉病菌（PC）表現(xiàn)出較差的抑菌活性. 目標化合物3a-06， 3a-07， 3b-01， 3c-07和3c-08對10種供試病原菌表現(xiàn)出較廣譜的抑菌活性； 且以上目標化合物對多數(shù)供試病原菌的抑菌活性明顯高于對比藥劑血根堿鹽酸鹽， 接近或高于對照藥劑多菌靈或吡唑醚菌酯. 對比目標化合物3a-01， 3b-01， 3c-01， 3d-01和3e-01對10種供試病原菌的抑菌活性可知， 引入不同的氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)對化合物抑菌活性有明顯影響， 引入體積較小的氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)有利于化合物抑菌活性的提高， 如咪唑和吡唑基團.

Table 3　Mycelium growth inhibitory rate(%) of in vitro fungicidal activity against the phytopathogens at 50 μg/mL*

SS=（）； FG=； PS=（）； PA=； ET=（）； CC=； PO=； PP=； PC=； TC（）

2.3　精密毒力測定

根據(jù)初步抑菌活性測試結(jié)果， 測試了目標化合物對茶葉輪斑病菌（PS）、 玉米大斑病菌（ET）、 茶葉炭疽病菌（CC）和棉花立枯病菌（TC）的精密毒力. 由表4～表7數(shù)據(jù)可知， 化合物3a-07和3c-08對茶葉輪斑病菌（PS）表現(xiàn)出較好的抑菌活性， EC50值分別為9.76和8.83 μg/mL（表4）； 化合物3a-06， 3b-01和 3c-08對茶葉炭疽病菌（CC）的抑菌活性較好， EC50值分別為8.83， 8.52和9.17 μg/mL（表6）； 化合物3a-08和3b-01對棉花立枯病菌表現(xiàn)出優(yōu)良的抑菌活性， EC50值分別為7.89和9.77 μg/mL（表7）. 通過比較以上幾個目標化合物的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)， 除化合物3b-01外， 其余目標化合物在C6位取代雜環(huán)上均有吸電子取代基. 通過比較目標化合物3a-01～3a-10的抑菌活性（表3～表7）可知， 化合物3a-01， 3a-02和 3a-03對10種供試病原菌均表現(xiàn)出較差的抑菌活性； 當血根堿C6位為吡咯環(huán)取代且環(huán)上有吸電子取代基時， 目標化合物（3a-05～3a-10）表現(xiàn)出較好的抑菌活性. 但這一規(guī)律在血根堿C6位為吡唑環(huán)取代時（化合物3c）表現(xiàn)得并不明顯. 通過整體對比血根堿鹽酸鹽（1）和目標化合物的抑菌活性（表3～表7）可知， 多數(shù)目標化合物表現(xiàn)出較優(yōu)的抑菌活性.

Table 4　In vitro fungicidal activity against Pestalotiopsis theae(Sawada) Steyaert

Table 5　In vitro fungicidal activity against Exserohilum turcicum(Pass.) Leonay et Suggs

Table 6　In vitro fungicidal activity against Colletotrichum camalliae Massee

目前， 對血根堿藥理活性的研究表明， 分子中亞胺鍵（C=N+）是其重要的功能基團［19，20］. 僅有少量文獻和專利研究血根堿衍生物的生物活性和構(gòu)效關系［13，14，20，21］. 另一方面， 對血根堿分子穩(wěn)定性的研究結(jié)果表明， 分子中的亞胺鍵（C=N+）是其不穩(wěn)定因素之一［22，23］， 易受外界環(huán)境影響， 是限制血根堿推廣應用的主要因素之一. 本文通過結(jié)構(gòu)衍生， 變季銨鹽為共價鍵， 得到的6-雜環(huán)取代血根堿衍生物減少了血根堿分子不穩(wěn)定因素的同時仍表現(xiàn)出良好的抑菌活性. 對其構(gòu)效關系的研究為血根堿衍生物的開發(fā)利用提供了一定依據(jù).

Table 7　In vitro fungicidal activity against Thanatepephorus cucumeris(Frank) Donk

2.4　殺蟲活性

以桃蚜（）為實驗材料， 采用浸蟲浸葉法測定了目標化合物在400 μg/mL濃度下對桃蚜的校正致死率. 表8結(jié)果表明， 在此濃度下， 目標化合物對桃蚜的殺蟲活性較差， 致死率多低于75%. 僅化合物3b-01， 3c-07和3c-08表現(xiàn)出一定的殺蟲活性， 致死率分別為74.4%， 74.2%和75.0%， 與先導化合物血根堿鹽酸鹽（1）對桃蚜致死率（74.9%）相當. 故未對目標化合物進行進一步精密毒力測定.

Table 8　Corrected mortality of title compounds to Myzus perscicaeSulzer at 400 μg/mL

3 結(jié) 論

利用活性基團拼接方法合成了一類未見報道的6-雜環(huán)取代血根堿衍生物， 并對其生物活性和構(gòu)效關系進行了初步研究. 結(jié)果表明， 部分目標化合物對供試病原菌表現(xiàn)出良好的抑菌活性. 化合物 3c-08對茶葉輪斑病菌和茶葉炭疽病菌的EC50值分別為8.83和9.17 μg/mL， 稍遜于多菌靈， 但其為天然產(chǎn)物衍生而來， 在茶葉病蟲害防治方面仍具有進一步研究開發(fā)的價值. 該類化合物的對桃蚜殺蟲活性一般， 在400 μg/mL濃度下僅個別目標化合物表現(xiàn)出一定的殺蟲活性. 構(gòu)效關系分析結(jié)果表明， 當在血根堿分子中C6位引入含吸電子取代基且體積較小的雜環(huán)時， 目標化合物表現(xiàn)出較高的抑菌活性， 為下一步結(jié)構(gòu)衍生工作指明了方向. 此外， 合成底物范圍和目標化合物產(chǎn)率問題還需進一步研究優(yōu)化.

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Synthesis， Characterization， Biological Activity and Structure-activity Relationship of 6--heterocyclic Substituted Sanguinarine Derivatives

JIAChangqing1，3*， MARui1， QIANXicheng1， QINZhaohai2， XUHouqiang3

（，，554300，；，，100193，；，，550000，）

A novel series of 6-?heterocycle substituted sanguinarine derivatives was designed and synthesized by active group splicing with sanguinarine as lead. The structures of title compounds were confirmed by1H NMR，13C NMR， IR and HRMS. By using the mycelium growth rate method， title compounds were evaluated for antifungal activitiesand structure-activity relationships（SAR） were investigated. The preliminary antifungal activity test results indicate that compounds 3a?06， 3a?07， 3b?01， 3c?07 and 3c?08 exhibited a relatively broad spectrum of fungicidal activity against ten tested pathogens at a concentration of 50 μg/mL， the inhibition rate against most of the tested pathogens is above 72%. In further precision virulence assay， some title compounds showed good antifungal activity. The median effective concentrations （EC50） of compound 3b?01 againstandwere 8.52 and 9.77 μg/mL， respectively. The EC50of compound 3c?08 againstandwere 9.17 and 8.83 μg/mL， respectively. Compound 3c?08 has the potential for application in the prevention and control of tea diseases. Compared with the lead compound sanguinarine hydrochloride， most of the title compounds showed better antifungal activity. The preliminary results of insecticidal activity showed that the insecticidal activity of these compounds againstwas normal at a concentration of 400 μg/mL. In conclusion， these results laid a foundation for further development and utilization of sanguinarine derivatives.

Macleaya cordata； Sanguinarine derivatives；-heterocyclic； Biological activity； Structure-activity relationships（SAR）

2023-05-08

賈長青, 男, 博士, 教授, 主要從事新農(nóng)藥創(chuàng)制、 有機合成以及天然產(chǎn)物化學方面的研究. E-mail: jiachangq@126.com

貴州省科技計劃項目(批準號: 黔科合基礎[2018]1422)和貴州省高校創(chuàng)新團隊（批準號： 黔教技[2023]097）資助.

O626

A

10.7503/cjcu20230231

2023-07-29.

Supported by the Guizhou Provincial Science and Technology Plan Project of China(No.Qiankehe Foundation [2018]1422) and the Guizhou Higher Education Institutions Innovation Team, China(No.Qianjiaoji[2023]097).

（Ed.： L， W， K）