论文部分内容阅读
天然源活性物质可直接用做农药,也可为新农药的发现和创制提供多样性的先导结构,其中植物源和微生物源的天然产物是新农药创制的重要源泉之一。含有噁唑啉结构的天然产物具有重要的生物活性,在药物化学、农药化学以及有机合成中发挥着重要的作用。噁唑啉类天然产物Spoxazomicin C于201 1年首次从放线菌Streptosporangium oxazolinicum K07-0460T次生代谢产物中分离,其有较好的杀菌活性和抗锥体虫活性,结构简单,适合作为高活性化合物的先导结构,此外生物活性也表现出明显的手性效应。本文以Spoxazomicin C为先导化合物,设计合成了 77个手性噁唑啉类目标化合物并进行了抑菌构效关系研究,取得的结果如下:(1)基于天然产物Spoxazomicin C与商品化杀菌剂啶酰菌胺,设计合成了含有手性噁唑啉的烟酰胺类化合物28个(3aa-3fd),对合成的目标化合物进行了物理常数测定,并通过氢核磁共振谱(1H-NMR)、碳核磁共振谱(13C-NMR)以及电喷雾离子源质谱(ESI-MS)进行结构分析和确认。以啶酰菌胺为阳性对照,通过抑制菌丝生长速率法测定了目标化合物对水稻纹枯病菌(Rhizoctoniasolani)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)和油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)3种病原菌的离体抑菌活性。结果表明:获得的目标化合物表现出较好的抑菌活性,其中化合物3ad的抑菌活性最为突出,其对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)的 EC50 低至 4.99、3.14、11.29 mg/L,其中对番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)的EC50与啶酰菌胺接近。这类化合物的抑菌活性表现出显著的手性差异,噁唑啉环4位取代基为R构型时的活性优于其对映异构体。(2)以抑菌活性较好地的手性化合物3ad为先导结构,进行了结构优化,以期获得新型高活性手性噁唑啉类化合物并探索羧酸片段对活性的影响。共计合成49个化合物,完成了物理常数测定、结构鉴定、离体生物活性测定。结果表明,咔啉-3-羧酸酰胺类化合物5kd对小麦全蚀病菌(Gaeumannomycesgramini)的活性明显优于阳性对照啶酰菌胺,其EC50低至3.53 mg/L。化合物3ai表现出了非常好的抑菌活性,其对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、番茄早疫病菌(A.solanisorauer)、水稻噁苗病菌(Fusarium moniliforme)、小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces gramini)的 EC50 分别为 0.58、0.42、2.10、4.01、8.2、3.30 mg/L。(3)为了进一步探索获得的高活性噁唑啉酰胺3ai在新农药创制中的潜力,以啶酰菌胺在活体水平上进行了番茄灰霉病和油菜菌核病的保护作用实验;在分子水平上,利用SYBYL-X2.0软件,探索了 3ai,3ah和啶酰菌胺与潜在的靶标蛋白(code:2FBW)进行了分子对接研究。化合物3ai在100 mg/L时对番茄灰霉病和油菜菌核病保护作用分别为54.0%和55.4%,前者与啶酰菌胺相当,表现出明显的手性效应(R>S)。分子对接结果显示,手性噁唑啉3ai与其对映异构体3ah与受体蛋白均可以较好的结合,但与啶酰菌胺的结合方式有显著差别:啶酰菌胺的2-氯吡啶环埋在蛋白质空腔中,3ah、3ai的2-氯吡啶环却漏在空腔外;3ah与3ai表现出差异,且打分的高低和活性差异能较好的吻合。分子对接结果为化合物活性之间的差别提供了良好的解释,在一定程度上也揭示设计合成的目标化合物可能与啶酰菌胺有不同的作用机理。本文共计合成77个目标化合物,其中新化合物75个,完成了结构鉴定及抑菌构效关系研究,并对活性较好化合物进行了活体保护实验和分子对接实验,探索了应用潜力及初步的机理,为含有噁唑啉的新型手性杀菌剂的创制打下基础。