6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱酰胺衍生物的合成及抑菌活性

金秋彤, 韩广田, 胡冬燕, 杨顺义*,

(1.甘肃农业大学 植物保护学院，甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室，甘肃 兰州 730070；2.乐山职业技术学院 药学系，四川 乐山 614000)

我国天然产物资源丰富。天然产物在环境中易降解、有很好的环境相容性，但存在一些诸如生物活性低、结构复杂和控制有害生物范围较窄等缺点[1]。为了更好地利用天然产物，一个行之有效的办法就是以天然产物为先导化合物，通过结构修饰与改造保留天然产物的优势，规避其劣势，实现农药绿色化[2]。去氢骆驼蓬碱 (harmine)广泛的存在于蒺藜科 (Zygophyllaceae) 骆驼蓬属(Peganum) 类植物中，含量 (质量分数) 占干燥骆驼蓬种子的 4.3%、根部的 2.1%[3]。去氢骆驼蓬碱具有广谱的生物活性，如抗肿瘤[4]、神经保护作用[5]、降糖作用[6]、消炎止痛[7]等医药活性和抑菌[8]、杀虫[9]、杀螨[10]等农药活性。但由于去氢骆驼蓬碱本身的活性较低，不足以直接成药，因此许多学者对其结构进行了修饰。代斌[11]、汪清民[12]课题组以去氢骆驼蓬碱为底物，设计合成了系列衍生物，发现部分化合物对花生褐斑病菌、苹果轮纹病菌和水稻恶苗病菌等多种植物病原菌的抑制率接近阳性对照百菌清、多菌灵和嘧菌酯。钟国华[13]课题组合成了一系列含有苯甲酰脲、苯甲酰硫脲结构的去氢骆驼蓬碱衍生物，发现部分化合物对水稻纹枯病具有较好的防治效果，特别是化合物17c (EC50= 0.131 mmol/L) (图式1)，活体抑菌活性优于阳性对照井冈霉素[13]；此后，该课题组以天然产物β-咔啉生物碱为底物进行优化，筛选得到了在活体和离体抑菌试验中均对水稻纹枯病菌具有较强抑制作用的衍生物，可作为防治水稻纹枯病的潜在候选化合物[14-15]。

从图式1 可以看出，目前去氢骆驼蓬碱及其类似物在应用于抗植物病原真菌方面的结构改造主要集中在其β-咔啉骨架的1、3、7 位和N9位，针对其6 位改造较少，只有汪清民[12]和钟国华[13]课题组对其6 位进行了简单的卤代，并未进行深入研究。在前期研究中，我们对去氢骆驼蓬碱的6 位进行了改造，并证实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础上，设计合成了15 个新的、含有酰胺键的6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱衍生物 (图式2 和图式3)，并测定了其对4 种植物病原菌的抑菌活性，以期筛选出高活性的新型农药先导化合物，为天然产物去氢骆驼蓬碱的开发利用奠定基础。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker Avance 400 核磁共振仪 (以CDCl3或DMSO-d6为溶剂，TMS 为内标)；SCIEX UPLC(EXion)-Q-TOF (X500R) 高分辨质谱仪。

图式1 已报道的具有抗植物病源真菌活性的去氢骆驼蓬碱衍生物及其类似物[11-13]Scheme 1 The reported harmine derivatives and their analogues with antifungal activities[11-13]

图式2 本课题组前期工作[16-17]及本文中6-取代去氢骆驼蓬碱衍生物的结构式Scheme 2 The structural formula of 6-sustituted harmine derivatives in our previous work[16-17] and this paper

图式3 目标化合物的合成路线Scheme 3 Synthetic route of target compounds

去氢骆驼蓬碱 (harmine，纯度>97%) 购于上海麦克林生化科技有限公司，其他合成试剂与催化剂分别购于上海泰坦科技股份有限公司、百灵威科技有限公司和安徽泽升科技有限公司；对照药剂97%啶酰菌胺 (boscalid)原药，购于百灵威科技有限公司；柱层析用硅胶(200～300 目，筛孔径48～75 μm) 和薄层层析 (TLC) 硅胶板 (GF254型)，均购自青岛海洋化工厂；乙酸乙酯与石油醚等后处理及柱层析分离所用溶剂均为分析纯级别，未做进一步处理。

1.2 化合物的合成

1.2.1 化合物1 的合成 根据文献方法[18]合成化合物 1，白色固体，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 参考文献方法[16]合成。白色固体，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]+, 计算值305.0284, 测试值 305.0284.

1.2.3 化合物3 的合成 参考文献方法[17]合成。黄色固体, 产率: 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]+, 计算值411.2391, 测试值 411.2385.

1.2.4 化合物4 的合成 参考文献方法[17]合成。得到的粗品4 未经过进一步纯化直接投入下一步反应。

1.2.5 化合物5a～5o 的合成 将不同羧酸 (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) 碳二亚胺盐酸盐(EDCI,136 mg，0.71 mmol)、三乙胺(245 μL，1.77 mmol)和1-羟基-7-氮杂苯并三唑(HOAT，96 mg，0.71 mmol)，室温搅拌0.5 h。加入化合物4 (0.49 mmol)粗品，室温反应过夜，TLC (V(二氯甲烷) :V(甲醇) = 20 : 1) 检测至反应完全后，加入水淬灭反应。用水洗涤3 次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后柱层析 (V(二氯甲烷) :V(甲醇)=40 : 1～20 : 1) 分离，得到目标化合物5a～5o。

6-(4-乙酰基-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5a)：白色固体,产率: 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]+, 计算值353.1972, 测试值 353.1973.

6-(4-丙酰基-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5b)：白色固体,产率: 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]+, 计算值367.2129, 测试值 367.2129.

6-(4-丁酰基-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5c)：白色固体,产率: 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]+, 计算值381.2285, 测试值381.2283.

6-(4-(4-羰基环己酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱(5d)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值435.2391, 测试值435.2388.

6-(4-(四氢吡喃-4-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱(5e)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值423.2391, 测试值 423.2389.

6-(4-丙烯酰基-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5f)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值365.1972, 测试值 365.1970.

6-(4-苯甲酰基-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5g)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值415.2129, 测试值 415.2132.

6-(4-(4-甲氧基苯甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱(5h)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值445.2234, 测试值445.2236.

6-(4-(噻吩-3-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5i)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值421.1693, 测试值421.1694.

6-(4-(噻吩-2-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5j)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值421.1693, 测试值 421.1693.

6-(4-(呋喃-2-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5k)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值405.1921, 测试值 405.1921.

6-(4-(嘧啶-5-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5l)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值417.2034, 测试值 417.2032.

6-(4-(2-氯吡啶-3-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱(5m)：白色固体, 产率: 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]+, 计算值450.1692, 测试值 450.1695.

6-(4-(2-甲基-4-(三氟甲基)-噻唑-5-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5n)：黄色固体, 产率: 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]+, 计算值504.1676, 测试值504.1678.

6-(4-(3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰基)-哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱 (5o)：白色固体, 产率: 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]+,计算值469.2158, 测试值 469.2157.

1.3 生物活性测试

采用菌丝生长速率法[19]测定去氢骆驼蓬碱及目标化合物在50 μg/mL 下对4 种植物病原菌的抑菌活性，以啶酰菌胺为阳性对照。供试菌种分别为番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、小麦赤霉病菌Fusarium graminearum、梨树腐烂病菌Valsa pyri、棉花枯萎病菌Fusarium oxysporum，由甘肃农业大学植物保护学院和甘肃省农业科学院植物保护研究所提供。

2 结果与讨论

2.1 目标化合物的合成

在去氢骆驼蓬碱结构中，9-位氮原子具有一定的亲核反应活性，为避免对后续反应造成影响，首先对9-位氮原子进行甲基化处理，即在氢化钠存在下，与碘甲烷进行N9位甲基化反应，得到化合物1；然后化合物1 与N-溴代丁二酰亚胺(NBS) 进行溴代得到6-溴代化合物2；化合物2 与N-叔丁氧羰基哌嗪(N-Boc)哌嗪通过Buchwald胺化反应得到化合物3；化合物3 经脱Boc 得到化合物4；最后在EDCI 和HOAT 条件下与不同的酸缩合得到化合物5。化合物5 中取代基R 选取了脂肪链、脂环链、苯环、取代苯环、杂芳环以及取代杂芳环，以考察不同基团的引入对化合物抑菌活性的影响。

2.2 抑菌活性

抑菌活性测定结果 (表1) 表明，在 50 μg/mL下，母体化合物去氢骆驼蓬碱及其改造后的6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱衍生物对4 种供试真菌均表现出一定的抑菌活性。与母体化合物相比较，部分衍生物抑菌活性得到较为明显提高，其中化合物5j 对棉花枯萎病菌菌丝生长的抑制率为61.7%，与啶酰菌胺相当。

表1 目标化合物 5a～5o 在 50 μg/mL 下的离体抑菌活性Table 1 Antifungal activities in vitro of target compounds 5a-5o at 50 μg/mL

初步构效关系分析表明，当取代基R 为脂肪链烃基 (5a～5c)和脂环烃基 (5d～5e) 时，与去氢骆驼蓬碱相比，目标化合物的抑菌活性几乎没有大的改变，可见脂肪链烃基、脂环烃基的引入对化合物活性没有积极影响；针对棉花枯萎病菌和梨树腐烂病菌，当取代基R 为苯环或取代苯环供电子基 (5g～5h) 时，抑菌活性降低；当苯环或取代苯环换成其他杂芳环或取代杂芳环 (5i～5o) 时，抑菌活性有增有减。对比化合物5i、5j 的抑菌活性数据，发现其R 均为噻吩基团，只是取代位置不同，但化合物的活性却相差较大，说明相同的取代基不同的连接位置对化合物的活性有较大影响。

3 结论

本文以去氢骆驼蓬碱为母体，设计合成了15 个未见文献报道的新型6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱衍生物，并对其抑菌活性及构效关系进行了初步研究。离体抑菌活性测定结果表明，所制备的衍生物在 50 μg/mL 下对番茄灰霉病菌、小麦赤霉病菌、梨树腐烂病菌和棉花枯萎病菌均有一定的抑制活性，其中化合物5j对棉花枯萎病菌的抑制率为61.7%，高于阳性对照啶酰菌胺，表明改造后的6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱具有一定的抑菌活性，特别是对棉花枯萎病菌抑菌活性较好。本研究结果为6-(哌嗪-1-基)-去氢骆驼蓬碱衍生物在农业上的应用奠定基础。下阶段将继续考察更多的取代官能团，例如稠环基团 (萘、喹啉、异喹啉等)，同时继续筛选敏感菌株，以期找到更优的先导化合物。