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3-（1-羟基亚乙基）-5-取代吡咯烷-2，4-二酮类衍生物的合成与生物活性研究

作　者: 韩宝峰
导　师: 杨春龙
学　校: 南京农业大学
专　业: 农药学
关键词: tenuazonic acid 吡咯烷-2,4-二酮非天然α-氨基酸合成生物活性
分类号: TQ450.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

Tenuazonic acid(TeA)及其天然类似物结构复杂,同时也表现出显著的抗肿瘤、抗细菌、抗真菌、抗病毒以及除草等生物活性。吡咯烷-2,4-二酮是这类化合物的核心杂环结构。通过对吡咯烷-2,4-二酮环上基团的修饰,化学工作者已经合成了大量的TeA类似物并筛选到一些高活性化合物。本文对TeA的5位进行修饰,引入取代苄基、苯甲酰甲基、烷基、取代硫甲基和酯基,合成了27个3-(1-羟基亚乙基)-5-取代吡咯烷-2,4-二酮类衍生物,并对除草和杀菌活性进行了初步筛选。本文首先以甘氨酸为原料经酯化、缩合、烷基化和水解4步反应先得到10个非天然氨基酸酯,再经N-乙酰乙酰化和环化2步反应得到10个相应的5-取代-3-(1-羟基亚乙基)吡咯烷-2,4-二酮衍生物。同时以L-半胱氨酸为原料经烷基化合成了3个取代半胱氨酸,再经酯化、N-乙酰乙酰化和环化3步反应合成了3个相应的5-取代硫甲基-3-(1-羟基亚乙基)吡咯烷-2,4-二酮衍生物。以L-天冬氨酸为原料经酯化、N-乙酰乙酰化、环化、水解和酯化5步反应合成了12个2-(4-(1-羟基亚乙基)-3,5-二氧吡咯烷乙酸酯类衍生物。以L-半胱氨酸和L-苯丙氨酸为原料经缩合、酯化、N-乙酰乙酰化和环化4步反应合成了2个3-(1-羟基亚乙基)-1,5-并杂环吡咯烷-2,4-二酮。采用IR、1H NMR、MS和元素分析确证了上述目标化合物的结构。采用平皿法测定了目标化合物对油菜(Brassica napus)和稗草(Echinochloa crusgalli)的生长抑制活性。在100μg/mL浓度下,目标化合物对油菜和稗草均有一定的抑制作用,其中,化合物18f、18j和38对稗草芽的抑制率达到了60%以上,超过了先导化合物TeA。化合物24a、24b和24c对稗草根长的抑制率超过了70%。18a和18h对油菜根的抑制率几乎达到了90%。计算了7个化合物的EC50值,其中化合物18f、18j和38对稗草根的EC50值分别为94.4、72.7和88.3μg/mL,比TeA(97.7μg/mL)的要小。化合物18a对油菜根的EC50值表现出最低值,为25.5μg/mL,但仍比TeA(15.0μg/mL)的大。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
前言  9-14
  1 选题背景  9
  2 选题依据、目的及意义  9-11
  3 研究内容  11-13
  参考文献  13-14
第一章文献综述  14-46
  1 Tetramic acid类化合物的研究概况  14-25
    1.1 天然tetramic acid类化合物  14-20
      1.1.1 Tenuzonic acid  14-16
      1.1.2 α-Cyclopiazonic acid  16-17
      1.1.3 Trichosetin和equisetin  17-18
      1.1.4 Malonomycin(K-16)  18-19
      1.1.5 Ikarugamycin  19-20
    1.2 人工合成的tetramic acid衍生物  20-25
  2 除草剂结构中几种常见的活性基团介绍  25-35
    2.1 取代苄基  25-27
    2.2 苯甲酰基  27-28
    2.3 烷基  28-30
    2.4 硫醚基  30-33
    2.5 酯类基团  33-35
  3 氨基酸合成方法概述  35-40
    3.1 Strecker法  35-36
    3.2 丙二酸二乙酯法  36-38
    3.3 α-卤代酸的氨解  38-39
    3.4 相转移催化法  39-40
  参考文献  40-46
第二章 3-(1-羟基亚乙基)-5-取代吡咯烷-2,4-二酮类衍生物的合成与生物活性研究  46-84
  一引言  46
  二实验部分  46-82
    1 材料与方法  46-57
      1.1 仪器  47
      1.2 试剂  47-48
      1.3 合成方法  48-55
        1.3.1 3-(1-羟基亚乙基)-5-烷基(取代苄基、取代苯甲酰甲基、苯基烯丙基、烷基)呲咯烷-2,4-二酮(18a-j)的合成  48-52
        1.3.2 (S)-2-(4-(1-羟基亚乙基)-3,5-二氧吡咯烷-2-基)乙酸酯22a和24a-k的合成  52-53
        1.3.3 (R)-5-(取代硫基甲基)-3-(1-羟基亚乙基)吡咯烷-2,4-二酮30a-c的合成  53-54
        1.3.4 (R)-6-(1-羟基亚乙基)二氢吡咯[1,2-c]并三唑-5,7(3H,6H)-二酮37和(S)-2-(1-羟基亚乙基)-10,10a-二氢毗咯[1,2-b]并异喹啉-1,3(2H,5H)-二酮38的合成  54-55
      1.4 生物活性测定方法  55-57
        1.4.1 除草活性测定方法  55-56
        1.4.2 杀菌活性测定方法  56-57
    2 结果与讨论  57-82
      2.1 化合物的物理参数与波谱数据  57-70
        2.1.1 目标化合物18a-j的波谱数据  57-62
        2.1.2 目标化合物22a,24a-k的波谱数据  62-67
        2.1.3 目标化合物30a-c的波谱数据  67-69
        2.1.4 目标化合物37,38的波谱数据  69-70
      2.2 化合物的合成方法讨论  70-71
      2.3 目标化合物的波谱分析  71-79
        2.3.1 3-(1-羟基亚乙基)-5-烷基(取代苄基、取代苯甲酰甲基、烷基、苯烯丙基)吡咯烷-2,4-二酮(18a-j)  71-73
        2.3.2 (S)-2-(4-(1-羟基亚乙基)-3,5-二氧吡咯烷-2-基)乙酸酯22a和24a-k  73-75
        2.3.3 (R)5-(取代硫基甲基)-3-(1-羟基亚乙基)吡咯烷-2,4-二酮30a-c  75-77
        2.3.4 (R)-6-(1-羟基亚乙基)二氢吡咯[1,2-c]并三唑-5,7(3H,6H)-二酮37和(S)-2-(1-羟基亚乙基)-10,10a-二氢吡咯[1,2-b]并异喹啉-1,3(2H,5H)-二酮38  77-79
      2.4 目标化合物的生物活性  79-82
        2.4.1 目标化合物的除草活性  79-81
        2.4.2 目标化合物的杀菌活性  81-82
  参考文献  82-84
全文结论  84-86
致谢  86-88
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  88

3-（1-羟基亚乙基）-5-取代吡咯烷-2，4-二酮类衍生物的合成与生物活性研究

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