【摘要】：咔唑類雜環(huán)衍生物因其具有廣譜的生物活性在藥物研究領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色。基于本課題組前期關(guān)于咔唑類化合物的生物活性研究,本論文采用亞結(jié)構(gòu)活性拼接法,設(shè)計(jì)并合成了一系列以異丙醇為連接鏈的咔唑基異丙醇胺類化合物,并通過~1H NMR、~(13)C NMR和高分辨質(zhì)譜(HRMS)對目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用濁度法測試了目標(biāo)化合物對水稻白葉枯病菌、柑橘潰瘍病菌和獼猴桃細(xì)菌性潰瘍病菌的離體生物活性。對活性較好的化合物測定了其對水稻白葉枯病的活體盆栽試驗(yàn),并對高活性化合物進(jìn)行了初步作用機(jī)制研究。結(jié)果如下:以3,6-位取代的咔唑?yàn)槠鹗荚?通過取代反應(yīng)將環(huán)氧丙烷與咔唑氮原子相連,然后使用不同取代的氨基進(jìn)行開環(huán)反應(yīng),合成了37個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的1-(取代氨基)-3-(3,6-取代基-9H-咔唑-9-基)-2-丙醇類化合物I,生物活性測試結(jié)果表明,大部分化合物表現(xiàn)出較好的活性,其中,化合物I_1-I_(20)和I_(25)-I_(37)對水稻白葉枯病菌的EC_(50)在0.902~35.4μg/mL之間,遠(yuǎn)優(yōu)于對照藥劑葉枯唑和噻菌銅(EC_(50)分別為92.61和121.82μg/mL);化合物I_1-I_(20)和I_(27)-I_(37)對柑橘潰瘍病菌的EC_(50)在0.993~30.5μg/mL之間,也遠(yuǎn)超過了對照藥劑噻菌酮的抑制活性(EC_(50)=77.04μg/mL);化合物I_1-I_7、I_9-I_(12)、I_(14)-I_(17)、I_(19)、I_(20)和I_(24)對獼猴桃細(xì)菌性潰瘍病菌的EC_(50)在0.603~32.0μg/mL之間,也遠(yuǎn)超過了對照藥劑葉枯唑和噻菌酮(EC_(50)分別為111.2和87.0μg/mL)的抑制活性。利用剪葉法測試了化合物I_(15)的活體活性,結(jié)果表明:當(dāng)濃度為200μg/mL時(shí),化合物I_(15)對水稻白葉枯病具有較好的治療和保護(hù)效果,防效分別為50.77%和48.71%,高于對照藥劑葉枯唑(治療:43.47%;保護(hù):40.91%)及噻菌銅(治療:42.60%;保護(hù):39.17%)。為了進(jìn)一步的改善目標(biāo)化合物的生物活性,在路線1目標(biāo)化合物I_(37)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步通過點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)合成了15個(gè)1-(((1-取代基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基)氨基)-3-(9H-咔唑-9-基)-2-丙醇類化合物II。生物活性測試結(jié)果表明,化合物II_1-II_9和II_(11)-II_(15)對水稻白葉枯病菌的EC_(50)在3.36~8.28μg/mL之間,遠(yuǎn)低于對照藥劑葉枯唑和噻菌銅(EC_(50)分別為92.61和121.82μg/mL);化合物II_1-II_9和II_(11)-II_(15)對柑橘潰瘍病菌的EC_(50)在2.87~12.9μg/mL之間,也遠(yuǎn)超過了對照藥劑噻菌酮(EC_(50)=77.04μg/mL)的抑制活性。利用掃描電子顯微鏡成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)化合物I_(15)的加入使病原體的細(xì)胞膜出現(xiàn)部分褶皺或破裂;同時(shí),熒光滴定圖譜結(jié)果顯示,化合物I_(15)能與水稻白葉枯病菌的DNA發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用;為了進(jìn)一步的探討其作用機(jī)制,利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析了化合物I_(15)處理的水稻白葉枯病菌的實(shí)驗(yàn)組和對照組的蛋白表達(dá)變化,結(jié)果表明247個(gè)蛋白表達(dá)出現(xiàn)顯著的變化,其中,β-葡萄糖苷酶、果糖激酶、內(nèi)切葡聚糖酶、海藻糖-6-磷酸合成酶和海藻糖-6-磷酸磷酸酶顯著的變化影響了淀粉和蔗糖代謝途徑;丙二酰-�；籽趸D(zhuǎn)移載體蛋白、β-酮乙基合成酶I和丙二�；D(zhuǎn)運(yùn)還原酶等顯著的降低影響了脂肪酸的合成,導(dǎo)致生物素代謝異常。通過平行反應(yīng)監(jiān)測技術(shù)對非標(biāo)定量蛋白質(zhì)組中差異蛋白進(jìn)行驗(yàn)證,二者具有相同的趨勢。因此,我們推測目標(biāo)化合物I_(15)可能影響細(xì)菌的能量代謝過程,導(dǎo)致細(xì)菌不能進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸,從而使菌體不能正常進(jìn)行生命活動(dòng)。
【圖文】：

23圖 2-1 目標(biāo)化合物總體研究思路Fig. 2-1 The overall design idea of title compounds2.3 設(shè)計(jì)思想基于本課題組前期關(guān)于 N-取代咔唑衍生物的研究和探討，發(fā)現(xiàn)該類化合物具有很好的抗植物病原細(xì)菌活性。例如，咔唑系列化合物離體活性測試結(jié)果表明對水稻白葉枯病菌(Xoo)、柑橘潰瘍病菌(Xac)和煙草青枯病菌(R. solanacearum)的 EC50值分別在 0.4~16.4、0.3~2.3 和 0.3~5.8 μg/mL 范圍內(nèi)，遠(yuǎn)低于對照藥劑葉枯唑(92.6 μg/mL)和噻菌銅(77.0、99.1 μg/mL)，結(jié)構(gòu)如圖式 2-2 所示。

論文將不同的含氮結(jié)構(gòu)通過異丙醇作為連接鏈引入到咔唑結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)并合成一系列咔唑基異丙醇胺衍生物，期望能在保留咔唑結(jié)構(gòu)母體原有的抗細(xì)菌活性基礎(chǔ)上，提高其抗菌活性。2.4 研究內(nèi)容以 3,6-取代的咔唑?yàn)槠鹗蓟衔铮ㄟ^取代和開環(huán)反應(yīng)合成第一系列咔唑基異丙醇胺類目標(biāo)化合物 I；再通過點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)合成第二系列咔唑基異丙醇-1,2,3-三氮唑類目標(biāo)化合物 II，通過1H NMR、13C NMR 和 HRMS 表征，對所得的咔唑基異丙醇胺類目標(biāo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，并對所得到的目標(biāo)化合物進(jìn)行離體抗菌活性測試，，期望篩選出具有高效廣譜抗菌活性的化合物，最后利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、熒光滴定技術(shù)和掃描電子顯微鏡(Nova Nano SEM 450)成像技術(shù)對其作用機(jī)制進(jìn)行初步的研究。2.5 合成路線
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ455

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