Pimprinine类天然产物的合成及其杀菌活性的研究开题报告

 2022-01-23 20:36:00

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

天然产物作为动物、植物、微生物和海洋生物的次级代谢产物,具有维持生理、自身防御和种群繁衍的功能,但天然活性物质未必能满足成药性条件,需要进行结构修饰合优化[1]。以天然产物为先导化合物而进行的农药分子开发,是近年来绿色农药创制的一个热点和前沿领域。从新农药的创制过程来看,发现先导化合物是关键,而大自然中,大量的生物活性化合物广泛存在于植物、动物及微生物次生代谢产物中,这些天然产物在生物有效防御病害和对付逆境压力等生命活动中,都起着非常重要的作用。因而,天然产物具有来源广泛、结构多样和环境友好等特点,从天然产物中寻找农药先导化合物,无疑是一条十分有效的途径。事实上,基于天然产物的新农药研究一旦取得突破,发现新型作用靶标并阐明作用机制,通过基于靶标的分子设计和结构优化便会催生一批崭新的农药品种,具有重要的科学意义和应用价值。

自然界中,吲哚及其衍生物约占已知生物碱的1/4, 吲哚及其衍生物在农业及医药精细化工等领域有着十分广泛的应用, 已经成为一个重要的热点。吲哚衍生物是一类具有广泛生物活性的重要的杂环化合物[2]。吲哚不仅是许多天然产物的亚结构单元, 同时吲哚衍生物也被广泛应用于医药和农药化学领域。例如3-吲哚乙酸(iaa)是一种重要的植物生长素[2]。色氨酸是22种基本氨基酸之一,也是我们日常饮食所必需的氨基酸,它参与了很多重要的生物代谢过程[3]。吲哚美辛(indomethacin)是一种非甾体抗炎药[4]。舒马普坦(sumatriptan),夫罗曲坦(frovatriptan)和佐米曲普坦(zolmitriptan)都是治疗偏头痛和头痛的化学药物[5]。利血平(reserpine)属于吲哚型生物碱,是治疗精神病和抗高血压的药物,用于控制高血压以及减轻精神病性躁狂症状[6]。长春碱(vinblastine)被用于治疗某些癌症,例如何杰金氏病、绒毛上皮癌等[7]

pimprinine类天然产物是一类具有5-(3-吲哚基)噁唑骨架的化合物。由于这类天然产物具有一定的杀菌活性、广泛的生物活性,因而在医药、农药领域都有着广泛的应用前景。pimprinine,结构式为2-甲基-5-(3-吲哚)噁唑,pimprinine最早于1960年从streptomyces pimprina的发酵母液中分离得到的一种天然生物碱[8],其后在streptoverticillium olivoreticuli[9],streptoverticillium waksmaii[10],strepcdril-312[11],streptoverticillim griseocarneum[12]等菌中也发现过。

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2. 研究的基本内容和问题

1. 研究目标及内容

(1)pimprinine类天然产物硫醚类、砜类衍生物的合成

基于前期的文献检索工作,多篇文献报道硫醚、砜类物质具有广谱高效的杀菌活性,因此本项目在pimprinine保持吲哚骨架的前提下,将1,3,4-噁二唑-2-硫醚结构引入不同的活性母体结构中,包括通过氧化得到一系列砜类目标化合物(本项目设计思路,见附件图3)。

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3. 研究的方法与方案

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4. 研究创新点

(1)近年来,关于pimprinine的文献报道集中于其合成方向,pimprinine类天然产物的结构优化及其农用杀菌活性研究则鲜有文献报道。本项目的立项基于天然产物pimprinine的结构改造,从而多样性的合成一系列高活性目标产物;

(2)本项目的立项思路具有明显的优势。本项目的立项思路区别普通设计思路,依据线性思维展开。

(3)由于越来越多的药物等精细化学品中包含砜基结构,所以砜类化合物的合成日益受到人们的重视。

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5. 研究计划与进展

2016.12.27-2016.01.12 合成反应中间体;

2017.03.01-2017.04.01 合成目标产物;

2017.04.01-2017.04.30 对合成的目标产物进行生物活性测试;

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