菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物及其制备和抗植物病毒应用

摘要

本发明涉及菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物及其制备和抗植物病毒应用，式中各基团的意义见说明书。本发明的菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物具有很好的光稳定性，热稳定性和水溶性，表现出特别优异的抗植物病毒活性，均能很好地抑制烟草花叶病毒(TMV)。

说明书

技术领域

本发明涉及菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物及其制备方法和抗植物病毒应用。

背景技术

1935年，第一个菲并吲哚里西啶生物碱一娃儿藤碱(tylophorine)被分离鉴定出来[RatnagiriswaranAN，VenkatachalamK.ThechemicalexaminationofTylophoraasthmaticaandisolationofthealkaloidstylophorineandtylophorinine[J].IndianJ.Med.Res.，1935，22：433-441.]，由于其独特的化学结构、显著的生物活性，受到国内外化学家的广泛关注。菲并吲哚里西啶生物碱主要存在于四个科植物：萝摩科(Asclepiadaceae)、桑科(Moraceae)、爵床科(Acanthaceae)和樟科(Lauraceae)。其中最主要的是萝摩科植物，在该科中有五个属的植物发现含有菲并吲哚里西啶生物碱，分别为：娃儿藤属(Tylophora)、鹅绒藤属(Cyanchum)、夜来香属(Pergularia)、Vinceto-xicum属和Antitoxicum属。菲并吲哚里西啶生物碱被发现具有广泛的生物活性，如：抗肿瘤、治疗白血病、抗菌、抗阿米巴虫活性，因此引起众多化学家和药物学家的极大兴趣。

本课题组首次发现牛心朴子草的浸取物对危害极大的烟草花叶病毒(TMV)具有极高的抑制活性，进一步生物活性跟踪化学分离研究结果表明：其中抗TMV主要活性物质为菲并吲哚里西啶类生物碱—(R)-安托芬(1)，同时还分离到了微量的(R)-6-O-脱甲基安托芬(2)，它们比已见文献报道的植物病毒抑制剂活性高出很多。随后开展广泛的结构修饰和改造，优化出高效的植物病毒病防治药剂NK-007。虽然菲并吲哚里西啶生物碱具有很好的生物活性，但是也存在中枢神经系统毒性较大、水溶性差、对光照和热不稳定的缺点，这影响它们的实际应用。

季铵盐与无机盐性质相似，易溶于水。而且自然界中也存在季铵盐，不少具有一定的生物活性，例如：胆碱是卵磷脂的组成成分，是机体可变甲基的一个来源而作用于合成甲基的产物，同时又是乙酰胆碱的前体；甜菜碱具有抗肿瘤，降血压，抗消化性溃疡及胃肠功能障碍，治疗肝脏疾病；毒蕈碱(Muscarine)天然生物碱，主要存在于丝盖伞属和杯伞属的真菌中，具有重要的药理活性；黄连碱主要存在粟科植物，具有抗微生物、杀虫、抗癌、抗肾炎等作用。

用化学方法对天然产物进行季铵盐衍生作为一个合理的结构改造的工具已经应用到药物化学上，可以拓展天然产物的化学结构和生物活性的多样性。对菲并吲哚里西啶生物碱进行季铵盐衍生可以增加其水溶性，同时还可以增加其分子极性，从而使其不易穿透血脑屏障，进而可以解决其中枢神经系统的毒性较大的缺点。与无机盐相比，季铵盐还克服了吸湿性缺点。在娃儿藤碱的分离鉴定中，文献报道了碘甲烷季铵盐衍生物进而通过降解反应来鉴定其确切结构[(a)GovindachariTR，LakshmikanthamMV，K.NagarajanK，PaiBR.ChemicalExaminationofTylophoraAsthmatica-IITrtrahedron，1958，4，311-324；(b)GellertE，GovindachariTR，LakshmikanthamMV，RagadIS，RudzatsR，ViswanathN.TheAlkaloidsofTylophoracrebriflora：StructureandSynthesisofTylocrebrine，aNewPhenanthroindolixidineAlkuloid.TheAlkaloidsofTylophoracrebriflora，1962，1008-1014；(c)MulchandaniNB，VenkatachalamSR.AlkaloidsofPergulariapallida.Phytochemistry，1976，15(10)，1561-1563.(d)娄红祥，李铣，初晓君，姜志明，赵彦伟.华北白前根中生物碱的分离与衍生物的制备.山东医科大学学报，1995，33(2)，158-162.]，除此以外对于菲并吲哚里西啶生物碱10-位N取代基对活性的影响还从未进行研究过，对10-位N进行衍生化的方法也缺乏报道。

发明内容

本发明的目的是提供菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物及其制备方法和在防治植物病毒方面的应用。本专利的菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物表现出很好的抗植物病毒活性。

本发明的菲并吲哚里西啶生物季铵盐化产物具有如下通式(I)所示结构的化合物：

以上通式中，

R代表一个至四个羟基、一个至四个1-10碳烷氧基、一个至两个OCH₂O、一个至两个OCH₂CH₂O；

R¹分别代表2-10碳烃基、1-10碳烯丙基、1-10碳炔丙基、氰甲基、1-10碳烷氧羰基甲基、1-10碳烷羰基甲基、1-10碳芳环羰基甲基、1-10碳烷氨羰基甲基、1-10碳芳环苄基、1-10碳含氮杂环苄基、1-10碳含氧杂环苄基、1-10碳含硫杂环苄基。

x^-分别代表卤素负离子、1-10碳烷基磺酸负离子、1-10碳芳基磺酸负离子、碳酸负离子、磷酸负离子等。

以上通式中包括所有13a位和14位的立体异构体。

本发明中的菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物I可以按如下方法制备：

不同菲并吲哚里西啶生物碱与RX在三氯甲烷、DMF等溶剂中发生反应，然后通过分离得到单一构型的季铵盐产物I。

本发明优选如下化学结构式的菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物(I)：

本发明通式(I)的化合物具有优异的抗植物病毒活性，能很好地抑制烟草花叶病毒、辣椒病毒、水稻病毒、番茄病毒、甘薯病毒、马铃薯病毒和瓜类病毒及玉米矮花叶病毒等，可有效防治烟草、辣椒、水稻、番茄、瓜菜、粮食、蔬菜、豆类等多种作物的病毒病，尤其适合于防治烟草花叶病。通式(I)的菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐化产物表现出很高的离体抗TMV活性，而且还表现出很好的抗烟草花叶病毒(TMV)活体活性，部分季铵盐化产物的抗烟草花叶病毒活体活性明显优于商品化品种病毒唑，尤其是化合物I-S-1a、I-S-1b、I-R-1a、I-R-1b、I-R-2a、I-S-7b、I-S-8a、I-S-8b、I-R-8a、I-S-10a、I-S-10b、I-S-11a、I-S-11b、I-S-12在500μg/mL浓度下抗烟草花叶病毒活性与商品化品种宁南霉素在500μg/mL浓度下的活性相当；化合物I-S-1b、I-S-10a、I-S-10b在500μg/mL浓度下抗烟草花叶病毒活性明显高于母体娃儿藤碱，甚至高于高效的植物病毒病防治药剂NK-007；其中最优化合物I-S-1b在100μg/mL浓度下抗烟草花叶病毒活性与商品化品种病毒唑在500μg/mL浓度下的活性相当。据我们所知，这也是首次报道菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物具有抗植物病毒活性。

本发明通式(I)的化合物作为植物病毒抑制剂可以直接使用，也可以加上农业上接受的载体使用，也可以和其他抗植物病毒剂如苯并噻二唑(BTH)、噻酰菌胺(TDL)、4-甲基-1，2，3-噻二唑-5-甲酸(TDLA)、DL-β-氨基丁酸(BABA)、病毒唑、宁南霉素、菲并吲哚里西啶生物碱安托芬、联三唑类化合物XY-13和XY-30、病毒A、水杨酸、多羟基双萘醛、氨基寡糖素形成互作组合物使用，这些组合物有的表现增效作用，有的表现相加作用。

具体实施方式

下述的实施例和生测试验结果可用来进一步说明本发明，但不意味着限制本发明。

实施例1：菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐化产物的合成

将R-娃儿藤碱或S-娃儿藤碱(590mg，1.5mmol)溶于CHCl₃中，然后加入碘甲烷或溴化物(3-丙烯溴，3-溴丙炔，1-溴-2-丁炔，溴乙腈，溴代乙酰胺，2-溴-N-甲基乙酰胺，2-溴-N，N-二甲基乙酰胺，苄溴，对三氟甲基苄溴，对三氟甲基苄溴，2-溴苯乙酮)(3mmol)。反应加热回流24-48h，反应减压脱溶，得到粗产物，然后常压柱层析分离(CH₂Cl₂∶MeOH＝20∶1)得到目标产物。

化合物I-S-1a

浅黄色固体，Mp：216-217℃.收率：20％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.12(s，1H)，8.10(s，1H)，7.47(s，1H)，7.39(s，1H)，5.20(d，J＝16.0Hz，1H)，4.97(d，J＝16.0Hz，1H)，4.52-4.39(m，2H)，4.30(br，1H)，4.07(s，6H)，4.00(s，3H)，3.99(s，3H)，3.88-3.86(m，2H)，3.70-3.55(m，2H)，3.12-3.11(m，1H)，2.44-2.42(m，1H)，2.29-2.19(m，2H)，1.94-1.78(m，1H)；¹³C(100MHz，DMSO-d₆)δ149.5，149.1，149.0，149.0，124.2，123.7，123.5，123.3，122.6，118.1，104.5，104.3，103.6，82.5，72.8，67.5，63.1，56.0，55.8，55.6，50.5，45.6，28.4，25.2，19.7；HRMS(ESI)calcdforC₂₇H₃₀NO₄⁺[M-Br^-]432.2169，found432.2178.

化合物I-R-1a：浅黄色固体，Mp212-214℃.收率：22％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-1a相同。

化合物I-S-1b

浅黄色固体.Mp：237-239℃.收率：43％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.12(s，1H)，8.10(s，1H)，7.39(s，1H)，7.30(s，1H)，5.51(d，J＝16.0Hz，1H)，4.97(d，J＝16.0Hz，1H)，4.34-4.32(m，3H)，4.19(br，1H)，4.06(s，6H)，3.98(s，6H)，3.88-3.64(m，2H)，3.35-3.26(m，2H)，2.50(br，1H)，2.35-2.24(m，2H)，2.20-2.10(m，1H)；¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.4，149.2，149.1，148.9，123.9，123.9，123.8，123.6，122.5，118.4，104.5，104.5，104.1，103.2，83.1，72.3，68.9，61.8，58.7，56.0，55.6，41.7，26.2，25.3，18.6；HRMS(ESI)calcdforC₂₈H₃₂NO₄⁺[M-Br^-]446.2326，found446.2333.

化合物I-R-1b：浅黄色固体，Mp：235-238℃.收率：40％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-1b相同.

化合物I-S-2a

白色固体.Mp：220-224℃.Yield：24％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.16(s，1H)，8.14(s，1H)，7.51(s，1H)，7.45(s，1H)，5.26(d，J＝16.0Hz，1H)，5.03(d，J＝16.0Hz，1H)，4.53-4.29(m，3H)，4.11(s，6H)，4.05(s，3H)，4.03(s，3H)，3.96-3.78(m，2H)，3.65(br，2H)，2.50-2.40(m，1H)，2.31-2.22(m，2H)，2.00(s，3H)，1.94-1.80(m，1H)；¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.9，149.5，149.5，149.4，124.6，124.1，124.0，123.7，123.1，118.8，105.0，104.7，104.1，88.6，68.7，67.3，63.2，56.5，56.5，56.4，56.1，55.4，53.6，51.6，28.9，25.7，20.1，3.9；HRMS(ESI)calcdforC₂₈H₃₂NO₄⁺[M-Br^-]446.2326，found446.2331.

化合物I-R-2a：白色固体，Mp：222-223℃.Yield：22％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-2a相同.

化合物I-S-2b

白色固体.Mp：240-242℃.Yield：24％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.16(s，1H)，8.14(s，1H)，7.43(s，1H)，7.34(s，1H)，5.57(d，J＝16.0Hz，1H)，4.99(d，J＝16.0Hz，1H)，4.38-4.35(m，4H)，4.12(s，6H)，4.04(s，3H)，4.03(s，3H)，3.88-3.60(m，2H)，3.40-3.26(m，1H)，2.50(br，1H)，2.34-2.24(m，2H)，2.20-2.10(m，1H)，1.98(s，3H)；¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.4，149.1，149.0，148.8，123.8，123.8，123.7，123.6，122.5，118.5，104.5，104.0，103.3，88.7，68.6，67.5，61.4，58.5，56.0，56.0，55.6，55.0，42.2，26.2，25.3，18.6，3.4；HRMS(ESI)calcdforC₂₇H₃₀NO₄⁺[M-Br^-]432.2169，found432.2177.

化合物I-R-2b：白色固体，Mp：240-243℃.Yield：30％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-2b相同.

化合物I-S-3a

浅黄色固体.Mp：212-215℃.Yield：45％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.11(s，1H)，8.10(s，1H)，7.49(s，1H)，7.44(s，1H)，5.32(d，J＝16.0Hz，1H)，5.15(d，J＝16.0Hz，1H)，5.07(s，2H)，4.40-4.38(m，1H)，4.07(s，6H)，4.02(s，3H)，4.00(s，3H)，3.74-3.63(m，2H)，2.48-2.45(m，1H)，2.31-2.27(m，2H)，1.94-1.84(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.6，149.1，149.0，149.0，124.4，123.7，123.5，123.4，122.5，117.8，112.5，104.5，104.3，103.6，69.7，65.0，56.0，55.9，55.6，55.0，48.7，28.6，25.3，20.1.HRMS(ESI)calcdforC₂₆H₂₉N₂O₄⁺[M-Br^-]433.2122，found433.2127.

化合物I-R-3a：浅黄色固体，Mp：212-214℃.Yield：44％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-3a相同.

化合物I-S-3b

浅黄色固体，Mp：217-219℃.Yield：28％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.10(s，1H)，8.06(s，1H)，7.37(s，1H)，7.31(s，1H)，5.54(d，J＝16.0Hz，1H)，5.21(d，J＝16.0Hz，1H)，4.98(d，J＝16.8Hz，1H)，4.81(d，J＝16.8Hz，1H)，4.44-4.36(m，1H)，4.29-4.22(m，1H)，4.06(s，3H)，4.05(s，3H)，4.00(s，3H)，3.98(s，3H)，4.01-3.95(m，1H)，3.88-3.83(m，1H)，3.24-3.19(m，1H)，2.58-2.55(m，1H)，2.43-2.31(m，2H)，2.23-2.13(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.5，149.2，149.0，148.9，124.0，123.9，123.7，123.3，122.4，118.1，112.5，104.5，104.1，103.4，70.5，64.1，60.8，56.0，55.6，41.1，26.2，25.1，18.8.HRMS(ESI)calcdforC₂₆H₂₉N₂O₄⁺[M-Br^-]433.2122，found433.2127.

化合物I-R-3b：浅黄色固体Mp：216-220℃.Yield：30％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-3b相同.

化合物I-S-4a

白色固体，Mp：173-175℃.Yield：47％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.10(s，1H)，8.09(s，1H)，7.47(s，1H)，7.34(s，1H)，5.28(d，J＝16.0Hz，1H)，5.07(d，J＝16.0Hz，1H)，4.57-4.43(m，3H)，4.19(q，J＝6.8Hz，2H)，4.06(s，3H)，4.06(s，3H)，3.99(s，3H)，3.98(s，3H)，3.99-3.98(m，2H)，3.74-3.68(m，1H)，2.43-2.38(m，1H)，2.27-2.14(m，2H)，1.80-1.68(m，1H)，1.19(t，J＝6.8Hz，3H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ165.3，149.5，149.1，149.0，124.2，123.7，123.6，123.5，122.7，118.3，104.5，104.2，103.4，69.8，64.0，62.0，59.4，56.0，55.8，55.6，53.4，28.2，25.3，20.0，13.7.HRMS(ESI)calcdforC₂₈H₃₄NO₆⁺[M-Br^-]480.2381，found480.2384.

化合物I-R-4a：白色固体，Mp：175-176℃.Yield：42％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-4a相同.

化合物I-S-4b

白色固体.Mp：174-177℃.Yield：40％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ7.86(s，1H)，7.84(s，1H)，7.13(s，1H)，6.95(s，1H)，5.52(d，J＝17.2Hz，1H)，4.86(d，J＝16.0Hz，1H)，4.30-4.27(m，1H)，4.05-3.99(m，2H)，3.90(q，J＝7.2Hz，2H)，3.90-3.78(m，7H)，3.75-3.73(m，7H)，3.66-3.44(m，2H)，2.28(br，1H)，2.13-1.91(m，3H)，0.86(t，J＝7.2Hz，3H).¹³CNMR(100MHz，DMS0-d₆)δ165.1，149.4，149.1，148.9，148.8，123.9，123.7，123.4，122.5，118.6，104.5，104.1，103.1，71.8，62.5，62.1，59.4，56.0，55.9，55.6，48.9，26.2，24.9，18.8，13.6.HRMS(ESI)calcdforC₂₈H₃₄NO₆⁺[M-Br^-]480.2381，found480.2387.

化合物I-R-4b：白色固体.Mp：169-171℃.Yield：46％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-4b相同.

化合物I-S-5a

浅黄色固体.Mp：211-215℃.Yield：40％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.11(s，1H)，8.10(s，1H)，7.83(s，1H)，7.71(s，1H)，7.46(s，1H)，7.31(s，1H)，5.38(d，J＝16.4Hz，1H)，4.90(d，J＝16.4Hz，1H)，4.30(br，1H)，4.17-4.12(m，10H)，3.98(s，3H)，3.97(s，6H)，3.68-3.56(m，2H)，2.45-2.39(m，1H)，2.28-2.19(m，2H)，1.88-1.78(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ165.6，149.5，149.1，149.0，148.9，124.2，123.7，123.53，122.8，122.6，118.2，104.5，104.3，103.4，68.8，63.6，59.1，56.0，55.7，55.6，53.3，27.7，25.3，19.7.HRMS(ESI)calcdforC₂₆H₃₁N₂O₅⁺[M-Br^-]451.2227，found451.2236.

化合物I-R-5a：浅黄色固体，Mp：211-213℃.Yield：40％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-5a相同.

化合物I-S-5b

浅黄色固体.Mp：228-231℃.Yield：37.5％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.10(s，1H)，8.08(s，1H)，7.87(s，1H)，7.72(s，1H)，7.41(s，1H)，7.16(s，1H)，5.96(d，J＝16.0Hz，1H)，4.96(d，J＝16.0Hz，1H)，4.57(br，1H)，4.23-4.15(m，1H)，4.06(s，6H)，3.98(s，3H)，3.95(s，3H)，3.98-3.95(m，1H)，3.81-3.69(m，3H)，3.24-3.16(m，1H)，2.57-2.53(m，1H)，2.35-2.28(m，2H)，2.14-2.03(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ165.6，149.4，149.1，148.9，148.9，123.9，123.9，123.8，123.4，122.5，118.8，104.5，104.4，104.1，103.0，71.1，62.2，59.1，56.0，55.8，55.6，48.6，26.6，25.3，18.8.HRMS(ESI)calcdforC₂₆H₃₁N₂O₅⁺[M-Br^-]451.2227，found451.2231.

化合物I-R-5b：Paleyellowsolid，Mp：230-232℃.Yield：39％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-5b相同.

化合物I-S-6a

黄色固体.Mp205-209℃.yield：35％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.48(d，J＝4.4Hz，1H)，8.10(s，1H)，8.09(s，1H)，7.46(s，1H)，7.33(s，1H)，5.42(d，J＝16.0Hz，1H)，4.94(d，J＝16.0Hz，1H)，4.21(br，1H)，4.24-4.14(m，3H)，4.06(s，6H)，3.99(s，3H)，3.98(s，3H)，3.69-3.56(m，2H)，2.62(d，J＝4.4Hz，3H)，2.45-2.38(m，1H)，2.28-2.19(m，2H)，1.87-1.81(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ163.8，149.5，149.1，148.9，148.9，124.2，123.7，123.5，122.7，122.6，118.2，104.5，104.3，103.5，68.7，63.6，59.5，56.0，55.8，55.6，53.5，27.8，25.5，25.2，19.6.HRMS(ESI)calcdforC₂₇H₃₃N₂O₅⁺[M-Br^-]465.2384，found465.2378.

化合物I-R-6a：黄色固体，Mp：217-219℃.yield：33％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-6a相同.

化合物I-S-6b

白色固体.Mp：232-234℃.Yield：35％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.50(d，J＝4.4Hz，1H)，8.10(s，1H)，8.09(s，1H)，7.41(s，1H)，7.18(s，1H)，6.00(d，J＝15.6Hz，1H)，4.95(d，J＝15.6Hz，1H)，4.49-4.11(m，1H)，4.24-4.14(m，1H)，4.06(s，6H)，3.99(s，3H)，3.96(s，3H)，3.81-3.67(m，3H)，3.25-3.18(m，1H)，2.58(d，J＝4.4Hz，3H)，2.58(m，1H)，2.33-2.25(m，2H)，2.13-2.01(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ163.8，149.4，149.1，149.0，148.9，123.9，123.9，123.8，123.5，122.6，118.8，104.5，104.4，104.2，103.0，71.0，62.1，59.2，56.0，55.8，55.6，49.1，26.5，25.6，25.3，18.8.HRMS(ESI)calcdforC₂₇H₃₃N₂O₅⁺[M-Br^-]465.2384，found465.2388.

化合物I-R-6b：白色固体.Mp：232-235℃.Yield：38％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-6b相同.

化合物I-S-7a

黄色固体.Mp：190-194℃.Yield：23.3％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.09(s，1H)，8.08(s，1H)，7.47(s，1H)，7.27(s，1H)，5.53(d，J＝16.0Hz，1H)，5.02(d，J＝16.0Hz，1H)，4.62-4.57(m，2H)，4.53(br，1H)，4.05(s，6H)，3.98(s，3H)，3.97(s，3H)，4.00-3.97(m，1H)，3.89-3.65(m，3H)，2.87(s，3H)，2.86(s，3H)，2.37-2.35(m，1H)，2.20-2.16(m，2H)，1.78-1.70(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ164.1，149.4，149.0，148.9，124.1，123.7，123.6，123.4，122.7，118.5，104.5，104.2，103.2，70.1，63.8，59.2，56.0，55.7，55.6，52.6，36.1，35.2，27.8，25.3，19.8.HRMS(ESI)calcdforC₂₈H₃₅N₂O₅⁺[M-Br^-]479.2540，found479.2541.

化合物I-R-7a：黄色固体.Mp：191-193℃.Yield：25％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-7a相同.

化合物I-S-7b

浅黄色固体.Mp：195-197℃.Yield：40％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.07(s，1H)，8.03(s，1H)，7.36(s，1H)，7.09(s，1H)，6.09(d，J＝16.0Hz，1H)，5.00(d，J＝16.0Hz，1H)，4.66(br，1H)，4.16-4.12(m，3H)，4.05(s，6H)，4.02(s，6H)，3.98(s，3H)，3.95(s，3H)，3.69-3.51(m，2H)，3.51-3.49(m，1H)，2.78(s，6H)，2.51(br，1H)，2.27(br，3H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ163.4，149.3，149.1，148.9，148.8，123.9，123.8，123.6，122.5，118.7，104.5，104.0，102.8，72.0，62.7，59.4，56.0，55.8，55.5，47.2，36.4，35.4，26.1，24.9，18.7.HRMS(ESI)calcdforC₂₈H₃₅N₂O₅⁺[M-Br^-]479.2540，found479.2540.

化合物I-R-7b：浅黄色固体.Mp：197-199℃.Yield：40％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-7b相同.

化合物I-S-8a

浅黄色固体.Mp：175-178℃.Yield：35.6％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.14(s，1H)，8.13(s，1H)，7.85(d，J＝8.0Hz，2H)，7.56(d，J＝8.0Hz，2H)，7.45(s，1H)，7.17(s，1H)，4.87(d，J＝17.2Hz，1H)，4.71(s，2H)，4.60(d，J＝17.2Hz，1H)，4.36-4.30(m，1H)，4.08(s，6H)，4.06-3.97(m，4H)，4.89(s，3H)，3.82-3.67(m，3H)，2.51-2.50(m，1H)，2.20(br，2H)，2.02-1.97(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.5，149.1，149.0，148.9，133.5，133.0，130.5(q，J＝31.8Hz)，125.8，125.8，124.1，123.9(q，J＝271.0Hz)，123.9，123.8，122.2，121.2，117.0，104.6，104.3，103.4，66.6，61.5，60.8，56.1，56.1，55.7，55.6，50.2，27.2，24.3，18.1.HRMS(ESI)calcdforC₃₂H₃₃F₃NO₄⁺[M-Br^-]552.2356，found552.2363.

化合物I-R-8a：浅黄色固体.Mp：174-176℃.Yield：35.6％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-8a相同.

化合物I-S-8b

白色固体.Mp：181-183℃.Yield：53.3％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.13(s，1H)，8.11(s，1H)，7.79(d，J＝8.0Hz，2H)，7.44(s，1H)，7.32(d，J＝8.0Hz，2H)，7.10(s，1H)，5.13(d，J＝16.4Hz，1H)，4.60(d，J＝16.4Hz，1H)，4.49(d，J＝13.2Hz，1H)，4.36(d，J＝13.2Hz，1H)，4.32-4.31(m，1H)，4.09(s，3H)，4.09(s，3H)，4.00(s，3H)，3.94-3.89(m，1H)，3.84-3.82(m，4H)，3.55-3.46(m，2H)，2.70-2.53(m，2H)，2.40-2.25(m，2H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.5，149.2，149.2，148.9，133.8，132.3，130.4(q，J＝31.8Hz)，125.8，125.7，124.1，124.1，124.0，123.9，123.8(q，J＝270.7Hz)，122.2，118.5，104.6，104.5，104.2，103.0，70.4，59.6，57.2，56.1，56.0，55.9，55.6，50.9，26.5，25.4，18.6.HRMS(ESI)calcdforC₃₂H₃₃F₃NO₄⁺[M-Br^-]552.2356，found552.2367.

化合物I-R-8b：白色固体.Mp：183-184℃.Yield：53.3％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-8b相同.

化合物I-S-9a

白色固体.Mp：179-180℃.Yield：33％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.08(s，2H)，8.02(d，J＝7.6Hz，2H)，7.70(t，J＝7.6Hz，1H)，7.55(t，J＝7.6Hz，2H)，7.50(s，1H)，7.27(s，1H)，5.42(s，2H)，5.34(d，J＝16.0Hz，1H)，5.13(d，J＝16.0Hz，1H)，4.56-4.48(m，1H)，4.19-4.13(m，1H)，4.06(s，3H)，4.03(s，3H)，4.00(s，3H)，3.97(s，3H)，3.95-3.86(m，2H)，3.69(d，J＝16.8Hz，1H)，2.43-2.36(m，1H)，2.25-2.20(m，2H)，1.80-1.70(m，1H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ191.8，149.4，149.0，148.9，148.9，134.5，134.3，128.7，128.2，124.1，123.8，123.6，123.2，122.8，118.6，104.5，104.3，103.4，70.4，64.5，63.9，56.0，55.7，55.6，53.0，27.7，25.0，20.0.HRMS(ESI)calcdforC₃₂H₃₄NO₅⁺[M-Br^-]512.2431，found512.2435

化合物I-R-9a：白色固体.Mp：175-178℃.Yield：33％.¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-9a相同.

化合物I-S-9b

白色固体.Mp：182-183℃.Yield：42％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.04-8.01(m，4H)，7.63(t，J＝7.2Hz，1H)，7.45(t，J＝7.6Hz，2H)，7.39(s，1H)，7.12(s，1H)，5.89(d，J＝16.0Hz，1H)，5.16(d，J＝16.0Hz，1H)，5.05(d，J＝18.0Hz，1H)，4.82(d，J＝18.0Hz，1H)，4.68-4.64(m，1H)，4.20-4.16(m，1H)，4.03(s，3H)，4.02(s，3H)，4.01(s，3H)，3.97(s，3H)，3.92-3.89(m，1H)，3.77-3.64(m，2H)，2.42-2.27(m，4H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ191.5，149.3，149.0，148.8，148.7，134.5，134.4，128.5，128.4，123.9，123.8，123.5，122.6，118.9，104.6，104.5，104.0，103.0，72.6，62.8，59.7，56.0，55.8，55.5，52.5，26.0，24.8，18.9.HRMS(ESI)calcdforC₃₂H₃₄NO₅⁺[M-Br^-]512.2431，found512.2435.

化合物I-R-9b：白色固体.Mp：180-181℃.yield：40％..¹HNMR，¹³CNMR，andHRMS(ESI)与化合物I-S-9b相同.

化合物I-S-10a

白色固体.Mp：185-188℃.Yield：35％.¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ7.86(s，2H)，7.36(br，4H)，7.28(s，1H)，7.22(s，1H)，5.22-5.15(m，2H)，5.04-5.00(m，1H)，4.71-4.64(m，2H)，4.61-4.53(m，1H)，4.16(s，3H)，4.15(s，3H)，4.09(s，3H)，4.08(s，3H)，3.86-3.68(m，2H)，3.54(d，J＝18Hz，1H)，2.57-2.50(m，1H)，2.36-2.26(m，1H)，2.22-2.11(m，1H)，1.96-1.85(m，1H)，1.28(s，9H).¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)δ154.2，149.9，149.8，149.6，149.5，132.5，126.2，124.7，124.3，123.9，122.7，121.1，117.1，103.6，103.6，103.5，103.0，65.8，62.2，61.7，56.9，56.2，56.2，56.1，51.1，34.8，31.1，28.2，25.4，18.8.HRMS(ESI)calcdforC₃₅H₄₂NO4⁺[M-Br^-]540.3108，found540.3108.

化合物I-S-10b

白色固体.Mp：193-197℃.Yield：45％¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ7.89(s，1H)，7.86(s，1H)，7.29(d，J＝8.4Hz，2H)，7.09(s，1H)，6.98(s，1H)，6.82(d，J＝8.4Hz，2H)，5.35(d，J＝15.2Hz，1H)，4.94(d，J＝15.2Hz，1H)，4.43(br，1H)，4.35-4.25(m，1H)，4.20(s，3H)，4.19(s，3H)，4.09-4.05(m，4H)，4.01-3.97(m，4H)，3.94-3.87(m，1H)，3.52-3.44(m，1H)，3.33-3.21(m，1H)，2.70(br，1H)，2.56(br，1H)，2.45-2.22(m，2H)，1.77(s，9H).¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)δ154.5，149.9，149.6，149.5，149.4，132.2，126.4，124.4，124.3，123.9，123.3，123.2，122.4，118.3，103.7，103.3，102.7，70.1，59.0，57.5，56.7，56.4，56.2，52.0，34.8，31.0，27.5，26.3，19.1.HRMS(ESI)calcdforC₃₅H4₂NO4⁺[M-Br^-]540.3108，found540.3110.

化合物I-S-11a

白色固体.Mp：178-181℃.Yield：30％.¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ7.86(s，2H)，7.49(d，J＝7.2Hz，2H)，7.45(t，J＝7.2Hz，1H)，7.37(t，J＝7.2Hz，2H)，7.28(s，1H)，7.22(s，1H)，5.30(d，J＝12.8Hz，1H)，5.15(d，J＝16.0Hz，1H)，5.07-4.96(m，1H)，4.77-4.67(m，2H)，4.61(dd，J＝19.6，9.6Hz，1H)，4.16(s，3H)，4.14(s，3H)，4.09(s，3H)，4.07(s，3H)，3.75(dd，J＝18.0，6.8Hz，2H)，3.55(d，J＝18.0Hz，1H)，2.62-2.43(m，1H)，2.32-2.24(m，1H)，2.19-2.15(m，1H)，1.93-1.83(m，1H).¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)δ149.9，149.7，149.5，149.5，132.8，130.7，129.3，127.9，124.7，124.2，123.8，122.7，121.3，117.1，103.6，103.5，103.4，103.0，66.2，62.3，61.7，57.0，56.2，56.2，56.1，51.3，28.2，25.5，18.9.HRMS(ESI)calcdforC₃₁H₃₄NO₄⁺[M-Br^-]484.2482，found484.2480.

化合物I-S-11b

白色固体.Mp：192-194℃.Yield：58％.¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ7.88(s，1H)，7.86(s，1H)，7.42(t，J＝7.4Hz，1H)，7.30(t，J＝7.7Hz，2H)，7.11(s，1H)，6.96(s，1H)，6.92(d，J＝7.3Hz，2H)，5.38(d，J＝16.0Hz，1H)，4.96(d，J＝16.0Hz，1H)，4.65-4.52(m，1H)，4.36(dd，J＝20.4，10.0Hz，1H)，4.19(s，3H)，4.19(s，3H)，4.14-4.03(m，5H)，3.98(s，3H)，3.94-3.86(m，1H)，3.53(dd，J＝17.5，4.8Hz，1H)，3.29(dd，J＝17.4，12.1Hz，1H)，2.78-2.68(m，1H)，2.64-2.53(m，1H)，2.43-2.26(m，2H).HRMS(ESI)calcdforC₃₁H₃₄NO₄⁺[M-Br^-]484.2482，found484.2486.

化合物I-S-12

浅黄色固体.Mp：200-204℃.Yield：60％.¹HNMR(400MHz，DMSO-d₆)δ8.10(s，1H)，8.09(s，1H)，7.40(d，J＝8.0Hz，2H)，7.25(s，1H)，6.23-6.13(m，1H)，5.53(d，J＝11.2Hz，1H)，5.41-5.36(m，1H)，4.79(d，J＝16.0Hz，1H)，4.26-4.14(m，1H)，4.12-4.08(m，1H)，4.06(m，1H)，4.06(s，3H)，3.98(s，3H)，3.97(s，3H)，3.87-3.79(m，2H)，3.76-3.68(m，2H)，3.58-3.50(m，1H)，2.53-2.50(m，1H)，2.29-2.14(m，3H).¹³CNMR(100MHz，DMSO-d₆)δ149.4，149.1，149.0，148.9，127.0，125.9，123.9，123.8，123.8，122.5，118.8，104.5，104.2，103.4，69.4，60.2，57.7，56.0，56.0，55.9，55.6，51.6，26.2，25.2，18.5.HRMS(ESI)calcdforC₂₇H₃₂NO₄⁺⁺[M-Br^-]434.2326，found434.2328.

实施例2：菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物的理化性质研究

上述优选菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐衍生物I-S-1a、I-S-1b、I-R-1a、I-R-1b、I-R-2a、I-S-7b、I-S-8a、I-S-8b、I-R-8a、I-S-10a、I-S-10b、I-S-11a、I-S-11b、I-S-12与各自的对照样品(R)/(S)-娃儿藤碱相比，其特征在于优选化合物与已知化合物相比具有突出优点，具体表现在：(1)化学稳定性明显增强，同等条件下室温放置或者日光照射同等时间，变质速度明显比他们慢；(2)水溶性明显增强，(R)/(S)-娃儿藤碱不溶于水，而以上季铵盐衍生物的水溶性均大于5mg/mL；上述两点对化合物在农药上的应用具有至关重要的作用。

实施例3：抗烟草花叶病毒活性的测定，测定程序如下：

1、病毒提纯及浓度测定：

病毒提纯及浓度测定参照南开大学元素所生测室编制烟草花叶病毒SOP规范执行。病毒粗提液经2次聚乙二醇离心处理后，测定浓度，4℃冷藏备用。

2、化合物溶液配制：

称量后，原药加入DMF溶解，制得1×10⁵μg/mL母液，后用含1‰吐温80水溶液稀释至所需浓度；宁南霉素制剂直接兑水稀释。

3、离体作用：

摩擦接种珊西烟适龄叶片，用流水冲洗，病毒浓度10μg/mL。收干后剪下，沿叶中脉对剖，左右半叶分别浸于1‰吐温水及药剂中，30min后取出，于适宜光照温度下保湿培养，每3片叶为1次重复，重复3次。3d后记录病斑数，计算防效。

4、活体保护作用：

选长势均匀一致的3-5叶期珊西烟，全株喷雾施药，每处理3次重复，并设1‰吐温80水溶液对照。24h后，叶面撒布金刚砂(500目)，用毛笔蘸取病毒液，在全叶面沿支脉方向轻擦2次，叶片下方用手掌支撑，病毒浓度10μg/mL，接种后用流水冲洗。3d后记录病斑数，计算防效。

5、活体治疗作用：

选长势均匀一致的3-5叶期珊西烟，用毛笔全叶接种病毒，病毒浓度为10μg/mL，接种后用流水冲洗。叶面收干后，全株喷雾施药，每处理3次重复，并设1‰吐温80水溶液对照。3d后记录病斑数，计算防效。

6、活体钝化作用：

选长势均匀一致的3-5叶期珊西烟，将药剂与等体积的病毒汁液混合钝化30min后，摩擦接种，病毒浓度20μg/mL，接种后即用流水冲洗，重复3次，设1‰吐温80水溶液对照。3d后数病斑数，计算结果。

抑制率(％)＝[(对照枯斑数-处理枯斑数)/对照枯斑数]×100％

表1部分菲并吲哚里西啶生物碱季铵盐化产物抗TMV活性测试结果：

从表1中可见，菲并吲哚里西啶季铵盐衍生物表现出很高离体抗烟草花叶病毒(TMV)活性，而且大部分化合物表现出很好的抗烟草花叶病毒(TMV)活体活性，大部分菲并吲哚里西啶季铵盐衍生物抗烟草花叶病毒活体活性明显优于商品化品种病毒唑，尤其是化合物I-S-1a、I-S-1b、I-R-1a、I-R-1b、I-R-2a、I-S-7b、I-S-8a、I-S-8b、I-R-8a、I-S-10a、I-S-10b、I-S-11a、I-S-11b、I-S-12在100μg/mL浓度下抗烟草花叶病毒活性与商品化品种宁南霉素在100μg/mL浓度下的活性相当，化合物I-S-1b、I-S-10a、I-S-10b在500μg/mL浓度下抗烟草花叶病毒活性明显高于母体娃儿藤碱，甚至高于高效的植物病毒病防治药剂NK-007；其中最优化合物I-S-1b在100μg/mL浓度下抗烟草花叶病毒活性与商品化品种病毒唑在500μg/mL浓度下的活性相当，具备极大的开发价值。

实施例4：NK117(I-S-1b)防治烟草病毒病田间药效试验

1试验对象、作物和品种的选择

试验对象：烟草病毒病

试验作物：烟草(品种名为：云烟85)

2环境条件

试验地位于云南省腾冲县界头镇西康河村，试验地为坡地，前作为油菜，每亩栽培约₁500株，栽培管理条件良好，烟草病毒病已发生，适于试验的开展。

3药剂与对照药剂

试验药剂NK117(I-S-1b)产品，南开大学元素有机化学研究所提供。

对照药剂：20％病毒A可湿性粉剂，氨基寡聚糖素5％AS。

4药效计算方法

病情指数％＝[∑(各级病株数×相对级数值)/(调查总数×4)]×100

5实验结果

化合物I-S-1b(NK-117)在田间小区实验同样有很好的抗TMV活性，在100g/公顷时防止效果达到100％，50g/公顷时达到90.17％，在10g/公顷时与对照样5％氨基寡聚糖素水溶液100g/公顷以及20％WP盐酸吗啉胍·乙酸铜600g/公顷防治效果相当。

实施例5：NK117(I-S-1b)的大鼠急性毒性研究

1供试品

2实验动物

基本情况

3实验方法

(1)试验过程

首先将实验动物随机分组，给药前一天禁食，药品现配现用，按照体重经口给药。观察给药后大鼠对于农药的反应，并且记录下来。药品配置按照《试验方法》要求。

(2)观测指标

a中毒症状：全面观察中毒的发生、发展过程和规律以及中毒特点和毒作用靶器官(详见表1)

b体重：给药前、死亡时各称重一次，观察期间每3d称量一次。

c病理组织：一般不做病理组织学检查和生化指标检查，但对死亡动物应做大体病理学观察。如24h以上的存活动物，肉眼检查有病变时应做病理组织学检查。

(3)动物处死方法

先麻醉后放入二氧化碳箱窒息处死。尸体处理记录在《实验动物尸体、组织处置和存放记录表》(BG-040-V00)。

(4)结果判定

a中毒症状结果判定：

1)中枢神经系统和神经肌肉系统：体位异常、叫声异常、不安、呆滞、痉挛、抽搐麻痹、运动失调、对外反应过敏或迟钝；

2)植物神经系统：瞳孔扩大或缩小、流涎或流泪；

3)呼吸系统：鼻孔流液、鼻冀煽动、呼吸深缓、呼吸过速、蜂腰；

4)泌尿生殖系统：会阴部污秽、有分泌物、阴道或乳房肿胀；

5)皮肤和毛：皮肤充血、紫绀、被毛蓬松、污秽；

6)眼：眼球突出、结膜充血、角膜混浊；

7)消化系统：腹泄、厌食。

b体重：统计学分析每组之间是否存在差异。

c毒性分级标准：

1)剧毒：LD₅₀＜5mg/kg

2)高毒：LD₅₀5-50mg/kg

3)中毒：LD₅₀50-500mg/kg

4)低毒：LD₅₀＞500mg/kg

(5)动物尸体处理

动物尸体已暂时存放于本平台19F动物尸体处理间的冰柜冷冻保存，待冰柜达到4/5满时由动物管理组通知天津合佳威立雅公司进行无害化处理，并将尸体处理专用单交由动物管理组保存。

(6)统计分析方法

SPSS、EXCEL进行统计

4实验结果

表2大鼠体重统计表(x±s，n＝4单位：g)

表2大鼠体重统计表(x±s，n＝4单位：g)续

表3动物临床症状观察个体数据

表4大鼠体重变化率

表5动物临床症状观察统计数据

(1)中毒症状：500mg/kg高剂量下NK117(I-S-1b)化合物无明显中毒症状。50mg/kg低剂量条件下NK118(母体S娃儿藤碱)小鼠2天后全部中毒死亡。

(2)体重：任意两组动物体重无显著性差异。

(3)病理学观察：解剖后所有动物在肉眼观察下均无异常。

(4)毒性分级：NK-117化合物属于低毒标准。

因此，在本次实验条件下，初步判断NK-117两种不同剂量下对大鼠的毒性均为低毒，可以得出娃儿藤碱形成季铵盐后毒性明显降低。