新型吡唑类衍生物合成与抗病毒和抗癌生物活性研究

摘要

本论文以 1-取代基-3-甲基吡唑酮为起始原料，经多步反应，设计合成一系列新的含 5-取代硫醚吡唑肟醚类化合物和 5-取代砜吡唑肟醚类化合物(如图所示)，然后进行结构表征和生物测定，希望从中筛选出较高抗TMV生物活性的化合物，并对作用机理进行研究。本论文完成工作归纳为以下几点结论： R1=Ph，3-ClPh，4-ClPh，4-CH3Ph；G1=H，F，Me，OMe；G3代表的芳基杂环，等。 1.目标化合物 5-取代硫醚-1-取代基-3-甲基吡唑肟醚衍生物的合成(化合物编号：以1-取代芳基-3-甲基吡唑酮为原料，通过POCl3氯化合成了5个1-取代苯基-3-甲基-5-氯-4-醛基吡唑中间体(中间体M1)，取代苯基-3-甲基-5-氯-4-醛基吡唑(中间体M1)通过取代的苯硫酚醚化合成了9个1-取代苯基-3-甲基-5-取代苯硫基-4-醛基吡唑(中间体M3)，1-取代苯基-3-甲基-5-取代苯硫基-4-醛基吡唑(中间体M3)和盐酸羟胺反应合成了9个1-取代苯基-3-甲基-5-取代苯硫基4-吡唑醛肟(中间体M4)，1-取代苯基-3-甲基-5-取代苯硫基-4-吡唑醛肟(中间体M4)和氯甲基芳杂环化合物(C1-G3)进行醚化反应合成了11个5-取代硫醚-1-取代基-3-甲基吡唑肟醚衍生物，其中有11个为未见报道的化合物。对合成的11个化合物进行了物理常数的测定，其结构经过了IR、1H NMR、13C NMR及元素分析确证。 2.目标化合物5-取代砜-1-取代基-3-甲基吡唑肟醚衍生物的合成(化合物编号：PS2) 以吡唑醛肟中间体M4为原料，通过与氯甲基芳杂环化合物(C1-G3)进行醚化反应反应，在冰醋酸中用高锰酸钾室温条件下可将5-位的硫醚氧化为砜，合成了5个5-取代砜-1-取代基-3-甲基吡唑肟醚未见报道的化合物。对所合成的化合物分别进行了物理常数的测定，其结构经过了IR、1H NMR、13C NMR及元素分析确证。 3.目标化合物5-取代硫醚-1-取代基-3-甲基吡唑肟酯衍生物(化合物编号：PS3)、5-取代砜-1-取代基-3-甲基吡唑吡唑肟酯类衍生物的合成(化合物编号：PS4) 以吡唑醛肟中间体M4为原料，通过与酰氯进行酯化反应成了14个5-取代硫醚-1-取代基-3-甲基吡唑肟酯衍生物(化合物编号：PS3)，在冰醋酸中用高锰酸钾室温条件下可将5-位的硫醚氧化为砜，合成了5个5-取代砜-1-取代基。3-甲基吡唑肟酯未见报道的化合物。对所合成的化合物分别进行了物理常数的测定，其结构经过了IR、1H NMR、13C NMR及元素分析确证。 4.目标化合物吡唑酰胺(PS5)及吡唑酰脲类衍生物(PS6)的合成以1-取代基-3-甲基吡唑酮为原料，通过POCl3氯化合成了5个1-取代苯基-3-甲基-5-氯-4-醛基吡唑中间体(中间体M1)，通过高锰酸钾进行氧化反应合成了5个1-取代苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酸(中间体M5)，1-取代苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酸(中间体M5)通过氯化亚砜加热回流反应合成了5个1-取代苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰氯中间体(中间体M6)，通过26％的氨水酰胺反应合成了5个1-取代苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰胺中间体(中间体M7)，1-取代苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰氯和芳胺(G5-NH2)反应合成了9个吡唑酰胺类衍生物(PS5)目标化合物；吡唑酰胺(中间体M7)和草酰氯反应，通过含氟芳胺(G5-NH2)进行酰脲反应含成了10个吡唑酰脲类衍生物衍生物(PS6)，其中有19个为未见报道的化合物。对合成的19个化合物分别进行了物理常数的测定，其结构经过了IR、1H NMR、13C NMR及元素分析确证。 5、标化合物吡唑甲胺衍生物(PS8)的合成 1-取代苯基-3-甲基-5-取代苯硫基-4-醛基吡唑(中间体M3)和对三氟甲基苯胺，加热回流反应，NaBH4进行还原反应合成了5个吡唑甲胺衍生物(PS7)目标化合物，对合成的5个化合物分别进行了物理常数的测定，其结构经过了IR、1H NMR、13C NMR及元素分析确证。 6.部分目标化合物的抗癌活性研究采用MTT法，对目标化合物还进行了离体抗癌活性研究，结果表明部分化合物对人前列腺癌细胞(PC3)、人乳腺癌细胞Bcap37和胃癌细胞(BGC-823)具有较高的抑制活性。采雳MTT法，目标化合物吡唑衍生物对癌细胞的IC50值，测试化合物对PC3细胞的IC50值为7.06-46.81μM，对Bcap-37细胞的IC50值为1.77-206.18μM，对BGC-823细胞的IC50值为7.75-38.35 μM；采用TRYPANBLUE细胞活力测定和AO／EB染色荧光显微镜观察PS6-7对PC3细胞的细胞毒性，显示该化合物在该浓度下作用予PC3没有引起细胞凋亡，同时造成细胞死亡较少。 7.部分目标化合物的抗TMV活性研究采用半时法，在药剂的质量浓度均为500 mg/L时，对40个化合物进行了活体治疗抗烟草花叶病毒活性测定，测定结果表明：化合物PS3-1、PSI-1、PS3-2、PS3-6、PS3-8、PS3-7、PS3-12、PS3-13、PS5-4、PS5-5、PS5-8表现出较高的活体治疗作用，抑制率分别为47.8％，47.0％，40.4％，50.0％，46.4％，47.7％，62.0％，60.0％，44.0％，46.5％，46.0％，PS3-12，PS3-13活性较高，抑制率分别为62.0％，60.0％，略高于商品抗病毒剂宁南霉素(56-58％)。化合物PS1-1，PS3-2，PS1-7,PS3-8，PS3-12，PS3-13，PS3-14表现出较高的抗烟草花时病毒钝化活性，抑制率分别为81.4％，74.1％，80.6％，72.1％，74.6％，73.7％，73.9％，其中PS1-1，PS1-7活性较高，抑制率为81.4％，80.6％，比商品抗病毒剂宁南霉素略低，PS3-2，PS3-8，PS3-12，PS3-13，PS3-14低于PS1-1，PS1-7活性，抑制率分别为74.1％，72.1％，74.6％，73.7％，73.9％，其它化合物抗烟草花叶病毒钝化活性均低于70％；化合物PS5-7，PS5-5，PS5-2，PS3-6，PS3-10，PS1-7表现出较高的抗烟草花时病毒保护活性，其中PS5-7活性较高，比商品抗病毒剂宁南霉素略低，PS5-5,PS5-2，PS3-6，PS3-10，PS1-7低予PS5-7活性(抑制率为59.0％)，抑制率分别为50.0％，45.7％，48.4％，40.9％，43.5％。进行了化合物PS3-12处理接种TMV后的烟草植株中，抗TMV的生化研究，结果表明其PAL酶、POD酶、SOD酶等相关酶和调控物质在一定的时间内都具有相关性；对普通烟PR-5基因的研究，处理已感染TMV天的普通烟后，普通烟叶片PR-5基因表达改变不明显，说明具有诱导PR-5基因不表达上调的作用；结果表明PS3-12可诱导pathogenesis related proteins-1基因表达上调，以增加烟草抗病毒的能力，从而阻止TMV病毒的系统感染和远距离侵袭；这些结果为创制具有离效具有农用抗病毒活性的新化合物提供了先导化合物；由此，该类化合物具有较好的抗TMV活性，对该类化含物进行结构优化，筛选出抗烟草花叶病毒的药剂是很有希望的。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语

声明

第一章引言

第二章吡唑类化合物合成与生物活性研究进展

2.1具有杀虫杀螨活性的吡唑杂环类化合物

2.1.1 1-芳基吡唑类衍生物

2.1.2吡唑酰胺类衍生物

2.1.3肟或肟醚类衍生物

2.1.4其它类型的吡唑衍生物

2.2.具有杀菌活性的吡唑类衍生物

2.2.1芳基取代吡唑环类衍生物杀菌剂

2.2.2吡唑酰胺基衍生物杀菌剂

2.2.3含甲氧丙烯酸酯类结构的吡唑衍生物杀菌剂

2.2.4其他吡唑类杀菌剂

2.3具有除草活性的吡唑衍生物

2.3.1芳基吡唑衍生物除草剂

2.3.2芳氧基吡唑类衍生物除草剂

2.3.3磺酰脲基吡唑类衍生物除草剂

2.4用于治疗人类疾病的吡唑类衍生物

第三章吡唑类化合物设计思想

3.1目的和意义

3.2总体研究思路

3.3研究目标

3.3.1目标化合物合成与结构表征

3.3.2目标化合物合成方法

3.3.3目标化合物生物活性

3.4研究内容

3.4.1目标化合物合成路线设计

3.4.2生物活性测定

第四章实验部分

4.1仪器与试剂

4.2.吡唑肟醚类衍生物的合成

4.2.1合成路线

4.2.2.主要中间体的制备

4.2.3目标化合物PS1，PS2的合成

4.2.4目标化合物PS1，PS2的波谱数据

4.2.5 PS1-2的单晶结构

4.3吡唑肟酯类衍生物的合成

4.3.1合成路线

4.3.2目标化合物的合成

4.3.3吡唑肟酯类衍生物PS3、PS4的波谱数据

4.4吡唑酰胺及吡唑酰脲类衍生物的合成

4.4.1合成路线

4.4.2中间体的制备

4.4.3目标化合物的合成

4.4.4吡唑酰胺及吡唑酰脲类衍生物波谱数据

4.5吡唑甲胺衍生物的合成

4.5.1合成路线

4.5.2目标化合物的合成

4.5.3吡唑甲胺衍生物波谱数据

第五章吡唑衍生物抗TMV生物活性测试及作用机理研究

5.1仪器及试剂

5.2材料

5.2.1供试对象

5.2.2培育无病植物

5.2.3供试病毒

5.2.4试验药物

5.3试验方法

5.3.1样品称量与配制

5.3.2磷酸缓冲液的配制

5.3.3烟草花叶病毒的提纯

5.3.4测病毒浓度流程

5.3.5化合物溶液的配制

5.3.6抗TMV活性测试

5.4抗TMV作用机理初步研究

5.4.1供试植物

5.4.2供试病毒

5.4.3供试药剂

5.4.4酶粗提取液制备及测定方法

5.5结果与分析

5.5.1药剂对TMV的活体治疗、活体保护和活体钝化作用结果

5.5.2 PS3-6与TMV CP的作用(Ⅰ)

5.5.3 PS 3-6与TMV CP的相互作用(Ⅱ)

5.5.4室内抗TMV的防御酶活性实验

第六章 吡唑衍生物的抗癌细胞活性测试与作用机理研究

6.1仪器及试剂

6.2供试细胞株

6.3 MTT法检测吡唑衍生物对癌细胞的IC50值

6.3.1实验方法

6.3.2 MTT法检测部分吡唑衍生物对PC-3癌细胞的IC50值

6.3.3 MTT法检测部分吡唑衍生物对Bcap-37癌细胞的IC50值

6.3.4 MTT法检测部分吡唑衍生物对BGC-823癌细胞的IC50值

6.4 PS6-7对PC3细胞的细胞毒性初步观察

6.5吡唑衍生物对三种癌细胞作用的细胞染色图片

6.5.1吡唑衍生物对PC-3细胞作用

6.5.2吡唑衍生物对BGC-823细胞作用

6.5.3吡唑衍生物对Bcap-37细胞作用

6.6.吡唑衍生物体外抗肿瘤少性初步检测

6.7结果讨论

第七章结论

7.1主要成果

7.2创新点

7.3存在问题

致谢

参考文献

附录