一种六氢吡咯2,3并吲哚类化合物及其制备方法和在杀菌活性中的应用

摘要

本发明公开了一种六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物及其制备方法和在杀菌活性中的应用。本发明提供的化合物具有如下所示的通式结构,其中，R为烃类取代基：甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异丙基、烯丙基。本发明的化合物对多种细菌具有很高的杀菌活性,具有广泛的应用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及农药制备技术领域，具体的说，本发明具体涉及一种六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物及其制备方法与在杀菌活性方面应用的技术领域。 

背景技术

蜡梅(Chimonanthus praecox (L.)Link．)是蜡梅科蜡梅属植物，为我国特有种。蜡梅是我国传统的庭院名花和园林绿化植物，同时其根、花又是民间常用的有效单方，用于治疗感冒、解热镇痛、止咳化痰、降压、改善免疫系统等。 

西北农林科技大学农药研究所研究人员在筛选秦巴山区天然产物的农药活性时，发现蜡梅种子甲醇提取物具有强烈的抑制某些植物病原菌的活性（西北植物学报, 2005, 25 (10) : 2068-2071； Chemistry & Biodiversity，2009，6(6) : 838-845）。在抑菌活性测定指导下的化学成分研究结果表明：六氢吡咯[2,3]并吲哚类生物碱是蜡梅种子中的主要抑菌活性成分。 

但蜡梅的杀菌活性成分结构复杂，人工合成成本高，难度较大。如何简化其结构并且保持其杀菌活性和天然产物的环境相容性好的特性，是解决这一问题的关键所在。 

发明内容

针对现有技术中未见报道蜡梅的杀菌活性成分，特别是未见关于六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物及其制备方法与其在杀菌活性方面应用的技术现状，本发明目的旨在于提供一种六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物及其制备方法和在杀菌活性中的应用，克服现有技术存在的不足，提供的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物对多种植物病原细菌具有良好的杀菌活性具有广泛的应用价值。 

本发明具体提供一种六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物，所述的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物具有如下通式 

其中，R为烃类取代基：甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异丙基、烯丙基。

同时，本发明提供了六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物的制备方法，具体制备方法步骤如下： 

（1）将色氨酸甲酯与氯甲酸甲酯在无水吡啶中，室温搅拌下反应4小时后，加入甲醇淬灭反应，经乙酸乙酯萃取，脱溶，得到N-甲酸甲酯色氨酸甲酯。

（2）将上述步骤中获得的N-甲酸甲酯色氨酸甲酯溶于85%（W/W）的磷酸中，室温下搅拌反应3小时后加入10%（W/V）的碳酸钠溶液淬灭反应，二氯甲烷萃取，脱溶，得到N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚。 

（3）将步骤（2）中获得的N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚溶于乙腈中，加入等当量的碳酸氢钠和等当量的炔丙基溴，室温搅拌反应过夜，然后在水和二氯甲烷中分配，弃去水相，二氯甲烷相脱溶，得到N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚。 

（4）将步骤（3）中获得的N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入等当量的烃基溴，等当量的叠氮钠和催化量的溴化亚铜室温搅拌反应过夜，过滤后脱溶，得到N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-烃基）-吲哚。 

具体的，本发明的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物合成路线如下。 

进一步，本发明六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物在杀菌活性方面应用，体现出对多种植物病原细菌具有良好的杀菌活性。 

通过实施本发明具体的发明内容，可以达到以下效果： 

本发明提供的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物具有结构简单原料易得，反应条件温和，工艺简单,适合作为农药用途。

本发明提供的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物比蜡梅碱具有更高的杀菌活性。 

附图说明

图1为六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物化学通式结构图，图中R为烯丙基，正丙基，正丁基。 

具体实施方式

下面，举实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。另外，在下述的说明中，如无特别说明，％皆指质量百分比。 

主要仪器：旋转蒸发仪、电磁搅拌器、恒温培养箱、酶标仪等。 

主要原辅材料：L-色氨酸、磷酸、氯甲酸甲酯、炔丙基溴、叠氮化钠、绣化亚铜等。 

本发明中选用的所有试剂、仪器及原辅材料都为本领域熟知选用的，但不限制本发明的实施，其他本领域熟知的一些试剂和设备都可适用于本发明以下实施方式的实施。 

实施例一：六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物的制备

六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物的制备方法，具体制备方法步骤如下：

（1）将色氨酸甲酯与氯甲酸甲酯在无水吡啶中，室温搅拌下反应4小时后，加入甲醇淬灭反应，经乙酸乙酯萃取，脱溶，得到N-甲酸甲酯色氨酸甲酯。

（2）将上述步骤中获得的N-甲酸甲酯色氨酸甲酯溶于85%（W/W）的磷酸中，室温下搅拌反应3小时后加入10%（W/V）的碳酸钠溶液淬灭反应，二氯甲烷萃取，脱溶，得到N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚。 

（3）将步骤（2）中获得的N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚溶于乙腈中，加入等当量的碳酸氢钠和等当量的炔丙基溴，室温搅拌反应过夜，然后在水和二氯甲烷中分配，弃去水相，二氯甲烷相脱溶，得到N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚。 

（4）将步骤（3）中获得的N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入等当量的烃基溴，等当量的叠氮钠和催化量的溴化亚铜室温搅拌反应过夜，过滤后脱溶，得到N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-烃基）-吲哚。 

具体的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物合成路线如下所述。 

  

实施例二：N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丙基）-吲哚的合成

参见实施例一提供的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物合成路线，具体N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丙基）-吲哚的合成如下。

（1）在100ml的干燥圆底烧瓶中加入2.18g（100mmol）化合物色氨酸甲酯（见实施例一合成路线中1），电磁搅拌下用45ml无水吡啶溶解，氮气保护下缓慢滴加3ml（约4mmol）氯甲酸甲酯，室温下搅拌反应4小时；加入3ml甲醇淬灭反应，反应液先用减压蒸馏浓缩，再倾入200ml乙酸乙酯中，依次用40ml10%硫酸铜，40ml水，20ml饱和食盐水洗涤；无水硫酸钠干燥，脱溶；柱层析分离，石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶2.29mg，为化合物N-甲酸甲酯色氨酸甲酯（见实施例一合成路线中2）；收率83.1%，熔点132-134℃。 

（2）在100ml的干燥圆底烧瓶中加入1.5g（5mmol）化合物N-甲酸甲酯色氨酸甲酯（见实施例一合成路线中2）；电磁搅拌下加入15ml 85%的磷酸，反应3小时；将反应液倾倒入500ml，10%的碳酸钠溶液中，分次用二氯甲烷对反应后的碳酸钠溶液进行萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶；柱层析分离，石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶1.27g，为化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚（见实施例一合成路线中3）；收率84.9%，熔点154-156℃。 

（3）在25ml的干燥圆底烧瓶中加入276mg（1mmol）化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚（见实施例一合成路线中3），电磁搅拌下用10ml乙腈溶解，依次加入277mg（约3.3mmol）碳酸氢钠，0.17ml（约2mmol）溴代丙炔，室温反应24小时，将反应液减压浓缩，加入10ml的水和二氯甲烷分配，弃去水相，二氯甲烷相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶；柱层析分离，石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶160.1mg，为化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚（见实施例一合成路线中4）；收率51%，熔点161-163℃。 

（4）在50ml的干燥圆底烧瓶中加入157mg（0.5mmol）化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚（见实施例一合成路线中4），电磁搅拌下用20ml的N,N-二甲基甲酰胺溶解，依次加入97.5mg(1.5mmol)叠氮化钠, 0.2ml(约2mmol)碘丙烷, 572mg (4mmol)溴化亚铜，常温搅拌12小时；反应液倾入40ml饱和氯化铵溶液中，用60ml×3乙酸乙酯萃取，合并有机相，10ml饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶；柱层析分离，在石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶113mg，为目标化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丙基）-吲哚（见实施例一合成路线中5.2），化合物收率61%，熔点168-170℃。 

实施例三：N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丁基）-吲哚的合成

参见实施例一提供的六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物合成路线，具体N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丙基）-吲哚的合成如下：

（1）在100ml的干燥圆底烧瓶中加入2.18g（100mmol）化合物色氨酸甲酯（见实施例一合成路线中1），电磁搅拌下用45ml无水吡啶溶解，氮气保护下缓慢滴加3ml（约4mmol）氯甲酸甲酯，室温下搅拌反应4小时；加入3ml甲醇淬灭反应，反应液先用减压蒸馏浓缩，再倾入200ml乙酸乙酯中，依次用40ml10%硫酸铜，40ml水，20ml饱和食盐水洗涤；无水硫酸钠干燥，脱溶；柱层析分离，石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶2.29mg，为化合物N-甲酸甲酯色氨酸甲酯（见实施例一合成路线中2）；收率83.1%，熔点132-134℃。

（2）在100ml的干燥圆底烧瓶中加入1.5g（5mmol）化合物N-甲酸甲酯色氨酸甲酯（见实施例一合成路线中2）；电磁搅拌下加入15ml 85%的磷酸，反应3小时；将反应液倾倒入500ml，10%的碳酸钠溶液中，分次用二氯甲烷对反应后的碳酸钠溶液进行萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶；柱层析分离，石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶1.27g，为化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚（见实施例一合成路线中3），收率84.9%，熔点154-156℃。 

（3）在25ml的干燥圆底烧瓶中加入276mg（1mmol）化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并吲哚（见实施例一合成路线中3），电磁搅拌下用10ml乙腈溶解，依次加入277mg（约3.3mmol）碳酸氢钠，0.17ml（约2mmol）溴代丙炔，室温反应24小时，将反应液减压浓缩，加入10ml的水和二氯甲烷分配，弃去水相，二氯甲烷相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶；柱层析分离，石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶160.1mg，为化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚（见实施例一合成路线中4），收率51%，熔点161-163℃。 

（4）在50ml的干燥圆底烧瓶中加入157mg（0.5mmol）化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-炔丙基-吲哚（见实施例一合成路线中4），电磁搅拌下用20ml的N,N-二甲基甲酰胺溶解，依次加入97.5mg(1.5mmol)叠氮化钠, 0.23ml(约2mmol)碘丁烷， 572mg (4mmol)溴化亚铜，常温搅拌12小时；反应液倾入40ml饱和氯化铵溶液中，用60ml×3乙酸乙酯萃取，合并有机相，10ml饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶；柱层析分离，在石油醚：丙酮=3:1中重结晶，得到无色结晶113mg，为目标化合物N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-烃基）-吲哚（见实施例一合成路线中5.3），收率61%，熔点173-175℃。 

实施例四：六氢吡咯[2,3]并吲哚类化合物的杀菌活性测定

采用微量稀释法测定N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丁基）-吲哚（见实施例一合成路线）对大白菜软腐病菌（Erwina carotovora）,猕猴桃溃疡病菌 （Pseudomonas syringaePv.actinidiae）,水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae）等3种供试细菌的抑菌活性，菌种均购自中国普通微生物菌种保藏中心。

以接种环自培养平皿上挑取4-5个形态相同的供试菌落，接入Mueller-Hinton肉汤培养基中，35℃培养至轻度浑浊后转入0.9%生理盐水中，调整至麦氏浊度0.5（使其在650nm波长下吸光度为0.020，此时相当于1.5×108 CFU/ml）,再以Mueller-Hinton肉汤培养基稀释200倍，其接菌量相当于7.5×105CFU/ml；将稀释好的接种液转入96孔板中，每孔加液量100μl，再分别加入无菌水配制的不同浓度的待测药液100μl，每板另设不加药液的空白对照和加药不接菌的对照，每处理重复3次，以氨苄青霉素为阳性对照药剂；将处理好的96孔板置35℃培养箱中培养20h,650nm波长下测定透光率，记录药剂对共试细菌的抑制生长最低浓度（MIC），以透光度大于85%为抑制生长的标准，结果见表1。 

表1：试细菌的抑菌活性检测

由表1的结果说明N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丙基）-吲哚（见实施例一合成路线中5.2）、N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-丁基）-吲哚（见实施例一合成路线中5.3）对大白菜软腐病菌、猕猴桃溃疡病菌、水稻白叶枯病菌均具有很强的抑制作用，从而表明本发明得到的得到N-甲酸甲酯六氢吡咯-5-甲酸甲酯-[2,3]并-N-三唑（N-烃基）-吲哚化合物其活性明显优于对照药剂氨苄青霉素，在杀菌活性方面应用具有良好的应用价值。