基于松節(jié)油的對(duì)孟胺衍生物合成及其生物活性研究
本文選題:松節(jié)油 + 對(duì)孟胺衍生物。 參考:《中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院》2017年博士論文
【摘要】:松節(jié)油是一類(lèi)重要的可再生資源,具有獨(dú)特的生物活性。我國(guó)是松節(jié)油生產(chǎn)大國(guó),但其深加工產(chǎn)品種類(lèi)還不夠豐富,特別是高附加值綠色產(chǎn)品還有待深度開(kāi)發(fā)。本研究致力于以松節(jié)油為原料合成系列具有高生物活性的對(duì)孟胺衍生物,為開(kāi)發(fā)綠色農(nóng)藥和醫(yī)藥產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。由松節(jié)油與乙腈合成了N,N'-二乙酰基-1,8-對(duì)孟烷二胺,進(jìn)一步水解合成了順/反-1,8-對(duì)孟烷二胺,發(fā)現(xiàn)了新化合物3-對(duì)孟烯-1-胺和N-乙;-1,2-環(huán)氮對(duì)孟烷。以3-對(duì)孟烯-1-胺和順-1,8-對(duì)孟烷二胺為原料,通過(guò)系列反應(yīng)合成了相應(yīng)的酰胺類(lèi)衍生物、席夫堿類(lèi)衍生物及硫脲類(lèi)衍生物等共計(jì)53個(gè)新化合物。通過(guò)FT-IR、ESI+-MS、HRMS、1H NMR及13C NMR等現(xiàn)代分析手段對(duì)新化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定。測(cè)定了這些新化合物的抑菌、除草、細(xì)胞毒性等生物活性。得出主要結(jié)論如下:1、首次應(yīng)用Ritter反應(yīng)由松節(jié)油和乙腈通過(guò)一鍋法直接合成了N,N'-二乙;-1,8-對(duì)孟烷二胺。在高沸點(diǎn)溶劑乙二醇中將N,N'-二乙;-1,8-對(duì)孟烷二胺進(jìn)行高溫、氫氧化鈉催化水解得到了1,8-對(duì)孟烷二胺。反應(yīng)混合物通過(guò)精餾很容易得到純度達(dá)98%以上的1,8-對(duì)孟烷二胺。解決了現(xiàn)有NaCN及NaN3法合成1,8-對(duì)孟烷二胺工藝中存在副產(chǎn)物多、分離難、毒性大的弊端。解決了現(xiàn)有NaCN及NaN3法合成1,8-對(duì)孟烷二胺工藝中存在的弊端。通過(guò)銨鹽分步結(jié)晶法成功實(shí)現(xiàn)了1,8-對(duì)孟烷二胺順?lè)磧煞N異構(gòu)體的有效分離。2、發(fā)現(xiàn)了N,N'-二乙;-1,8-對(duì)孟烷二胺在酸催化作用下消去C-8位乙酰胺基合成N-乙;-3-對(duì)孟烯-1-胺,及其進(jìn)一步異構(gòu)、閉環(huán)合成N-乙酰基-1,2-環(huán)氮對(duì)孟烷的重要反應(yīng)。同時(shí),將N-乙酰基-3-對(duì)孟烯-1-胺進(jìn)行高溫堿水解得到新化合物3-對(duì)孟烯-1-胺。3、通過(guò)酰胺化和亞胺化反應(yīng)成功合成了順-1,8-對(duì)孟烷二胺和3-對(duì)孟烯-1-胺的酰胺類(lèi)和席夫堿類(lèi)衍生物,酰胺類(lèi)產(chǎn)率53%~100%,席夫堿類(lèi)65%~99%。通過(guò)3-對(duì)孟烯-1-胺與硫代氯甲酸苯酯的親核加成-消除和高溫裂解反應(yīng)合成了3-對(duì)孟烯-1-異硫氰酸酯,產(chǎn)率為97%。將3-對(duì)孟烯-1-異硫氰酸酯與胺反應(yīng),或者將3-對(duì)孟烯-1-胺與異硫氰酸酯反應(yīng)合成了相應(yīng)的硫脲,產(chǎn)率為53%~98%。4、對(duì)孟胺及其部分衍生物對(duì)肺炎克雷伯氏菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌活性研究證明:N-(5-硝基-2-噻吩羧基)-3-對(duì)孟烯-1-胺(7g)對(duì)肺炎克雷伯氏菌(革蘭氏陰性菌)的抑菌活性最強(qiáng),MIC(最小抑菌濃度)值僅為0.44μg/mL;3-對(duì)孟烯-1-胺(5)和N,N'-二(6-氯-2吡啶-羧基)-1,8-對(duì)孟烷二胺(12h)對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌活性最強(qiáng),MIC值為56.25μg/m L;化合物5和N-(5-氯-2-噻吩羧基)-3-對(duì)孟烯-1-胺(7h)對(duì)白色念珠菌的抑菌活性最強(qiáng),MIC值為112.5μg/mL。5、對(duì)孟胺及其席夫堿衍生物對(duì)一年生黑麥草均具有很強(qiáng)的除草活性。其中N,N'-二(4-溴苯亞甲基)-1,8-對(duì)孟烷二胺(13j)活性最強(qiáng),對(duì)一年生黑麥草根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)的抑制活性分別比現(xiàn)有最好的除草劑草甘膦高310.0%和583.3%。構(gòu)效關(guān)系研究表明:3-對(duì)孟烯-1-胺的環(huán)內(nèi)雙鍵有助于提高除草活性;向含呋喃環(huán)和苯環(huán)的對(duì)孟胺席夫堿衍生物中引入氯元素或溴元素可顯著提高其除草活性。6、細(xì)胞毒性研究表明:對(duì)孟胺及其衍生物對(duì)MDA-MB-231、ES-2和HepG-2等3種癌細(xì)胞沒(méi)有明顯的抑制活性,對(duì)正常細(xì)胞3T3和HUVEC-C也沒(méi)有毒害作用,屬于安全型新化合物。
[Abstract]:Turpentine is a kind of important renewable resources and has unique biological activity. China is a big producer of turpentine, but its deep processing products are not rich enough, especially the high value-added green products are still to be developed. This study is devoted to the synthesis of monciditic amines with high bioactivity by using turpentine as raw material. N, N'- two acetyl -1,8- was synthesized from moncidiylamine from turpentine and acetonitrile. The synthesis of cis / anti -1,8- pair monalkanine was further hydrolyzed, and the new compound 3- was found to montelene -1- amine and N- acetyl -1,2- cyclonitrogen to montelane. 3- is used as raw material for montelene -1- amines and shun -1,8- to montelanine. A total of 53 new compounds, such as amide derivatives, Schiff Base Derivatives and thiourea derivatives, were synthesized through a series of reactions. The new compounds were identified by modern analytical methods such as FT-IR, ESI+-MS, HRMS, 1H NMR and 13C NMR. The biological activities of these new compounds were determined, such as bacteriostasis, herbicide, cytotoxicity and so on. The main conclusions are as follows: 1, the first application of the Ritter reaction was N, N'- two acetyl -1,8- to mencidiamine by one pot method, and N, N'- two acetyl -1,8- at high boiling point solvent ethylene glycol at high temperature, and sodium hydroxide catalyzed by sodium hydroxide to moncidiamine. The reaction mixture was distilled through distillation. It is easy to get mencidiamine with the purity of more than 98% of 1,8-. It solves the disadvantages of the existing NaCN and NaN3 synthesis of 1,8- in the process of montelan diamine, which has many byproducts, difficult separation and great toxicity. It solves the drawbacks of the existing NaCN and NaN3 synthesis of 1,8- in the process of mencidiamine. The 1,8- pair of Mencius has been successfully realized through the fractional crystallization of ammonium salt. The effective separation of.2 from the two isomers of alkanes two amines found that N, N'- two acetyl -1,8- eliminated C-8 bit acetamidyl group under the catalysis of acid to synthesize N- acetyl -3- to montelene -1- amines, and their further isomerization, and closed loop synthesis of N- acetyl -1,2- cyclic nitrogen for montelane. A new compound 3- was obtained by alkaline hydrolysis of montelene -1- amine.3. Through amidation and imidization, the amides and Schiff Base Derivatives of CIS -1,8- to mencidiene and 3- against montelene -1- amine, the yield 53%~100% of amides, and the nucleophilic addition of Schiff base 65%~99%. through 3- to Mencius -1- amines and benzoate benzoate were eliminated. The reaction of 3- to montelene -1- isothiocyanate was synthesized with a high temperature cracking reaction. The yield was 97%., and 3- was used to react with montelene -1- isothiocyanate with amines, or 3- to react with montelene -1- amine and isothiocyanate to synthesize the corresponding thiourea, the yield of which was 53%~98%.4, and to monamine and some of its derivatives against Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus and white. The bacteriostatic activity of Candida albicans showed that N- (5- nitro -2- thiophene) -3- had the strongest inhibitory activity against Klebsiella pneumoniae (Gram-negative bacteria), and MIC (minimum inhibitory concentration) was only 0.44 u g/mL; 3- against Mencius -1- amines (5) and N, N'- two (chlorhexine carboxylic group) against M. aureus The bacteriostasis activity was the strongest, MIC value was 56.25 g/m L; compound 5 and N- (5- chloro -2- thiophene) -3- had the strongest antibacterial activity to monicraline Candida albicans, MIC value was 112.5 mu g/mL.5. Both meniamine and Schiff base derivatives had strong herbicidal activity to annual ryegrass. The activity of two amine (13j) is the strongest, and the inhibitory activity of the root length and stem length of the annual rye root and stem length is 310% and 583.3%. higher than the existing best herbicide glyphosate. The study shows that 3-'s double bonds in the moncienene -1- amine can help improve the herbicidal activity, and the chloride or bromine are introduced into the montelamine Schiff Base Derivatives containing the furan ring and the benzene ring. The element can significantly increase its herbicidal activity.6. Cytotoxicity studies show that Mencius and its derivatives have no obvious inhibitory activity on 3 kinds of cancer cells, such as MDA-MB-231, ES-2 and HepG-2, and have no toxic effects on normal cells, 3T3 and HUVEC-C, which belong to a new safe type compound.
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:TQ351.472
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,本文編號(hào):1778350
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