3?对孟烯?1?胺及其制备方法与生物活性应用
【专利摘要】本发明公开了一种3?对孟烯?1?胺及其制备方法与生物活性应用。将N,N'?二酰基?1,8?对孟烷二胺溶入到强酸水溶液中，搅拌，加热回流反应后，静置分层。将上层黄色油状液体转入到另一个反应瓶中，并加入适量的乙二醇和强碱，开动搅拌，加热除去部分低沸点物质后，升温后，换上冷凝管，加热回流反应。反应结束后，用乙酸乙酯萃取。向萃取得到的有机层中加入水并将pH调至酸性。取水相并用碱将其pH调至9～11，分层。上层黄色透明液体即为3?对孟烯?1?胺，减压精馏纯化。本发明反应条件较为温和，无毒，易操作，原料易于合成。本发明制备的3?对孟烯?1?胺具有一定的抑菌活性和除草活性。
【专利说明】
3-对孟稀-1-胺及其制备方法与生物活性应用
技术领域：
[0001] 本发明设及具有生物活性的3-对孟締-1-胺及其制备方法，具体设及利用N，N'-二 (乙）酷基-1，8-对孟烧二胺为原料经过N-(乙）酷基-3-对孟締-1-胺中间体化合物制备得到 3-对孟締-1-胺的方法，W及作为除草活性物质和抑菌活性物质进行应用。
【背景技术】
[0002] 3-对孟締-1-胺是一种单祗締胺类衍生物，在常溫下为无色透明液体，由对孟締和 胺基两部分组成，含有两个活性基团：环内碳碳双键和胺基基团，其中，环上的胺基易与醒、 酸酢或酷氯发生反应生成相应的席夫碱、酷胺酸或酷胺类衍生物。据文献报道，含有对孟締 骨架的化合物往往具有较强的生物活性，有的某些中药材的主要成分，据此推测，3-对孟 締-1-胺也可能是具有较好生物活性的物质。3-对孟締-1-胺的结构式为：
[0003]
[0004] 目前还没有关于3-对孟締-1-胺及其制备方法与应用方面的文献报道。
[0005] 在已有关于单祗胺类化合物的文献报道中，具有代表性的是对孟二胺，其合成方 法如:Newman M.Bortnic等化S 2632022,1950)?祗二醇、α-松油醇或巧樣締为原料，在硫 酸水溶液中与氨氯酸进行反应，先生成1,8-对孟烧二甲酯胺，再进一步水解得到1,8-孟烧 二胺。该方法所用的原料氨氯酸为剧毒物质，极易对人体及环境造成严重危害。赵振东等 (CN100486956,2009)在硫酸溶液中使1,8-祗二醇与化化反应合成二叠氮基对孟烧，而后在 5%Pd/C催化剂或Lindlar催化剂作用下加氨还原二叠氮基对孟烧得到对孟烧二胺，该产品 为含有1,8-对孟烧二胺等Ξ种对孟烧二胺异构体的混合物。该方法虽然擬弃了氯化钢或氨 氯酸运样的剧毒化合物，但是依然还存在使用毒性较大的叠氮钢作为反应试剂，而且叠氮 钢还具有潜在的爆炸危险性。后来，钟兴等(CN102746161A，2011)W有机酸（乙酸、丙酸或下 酸)为溶剂，将1,8-祗二醇与乙腊、丙腊或正下腊在浓硫酸水溶液中反应生成相对应的前体 1,8-对孟烧二酷胺，并用棚氨化钟、棚氨化钢或草酸将其还原为1,8-对孟烧二胺，所使用的 还原试剂棚氨化钟或棚氨化钢依然属于易爆化合物，具有一定的危险性，反应后需要用大 量的酸来巧灭未完全反应的棚氨化物。但是，在运些合成对孟烧二胺的产品中没有发现本 发明物质3-对孟締-1-胺的存在，也就是说已有合成对孟烧二胺的方法不适用于合成本发 明物质3-对孟締-1-胺。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种3-对孟締 -1-胺及其制备方法与生物活性应用，该方法 具有原料比较易得、操作比较容易、反应条件较为溫和、制备成本低等优点，工业化应用前 景良好。
[0007]本发明的技术方案为:一种具有生物活性的3-对孟締-1-胺，结构式为：
[000引
、 G
[0009] 制备所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺的方法，
[0010] 第一步，合成前体N-酷基对孟烧-1-胺:将N，N'-二酷基-1,8-对孟烧二胺溶入强酸 水溶液中，揽拌，加热，回流反应，反应结束后，冷却，静置分层，分取上层黄色油状液体即为 N-酷基对孟烧-1-胺；
[0011] 第二步，制备3-对孟締-1-胺:将黄色油状N-酷基对孟烧-1-胺转入另一个反应瓶 中，加入高沸点有机溶剂和强碱，开动揽拌，加热除去部分低沸点物质后，升溫，换上冷凝 管，加热回流反应，反应结束后，静置冷却并加水，用乙酸乙醋萃取得到反应产物；
[0012] 第Ξ步，3-对孟締-1-胺粗提:往乙酸乙醋有机层中加入水并用酸调节pH至酸性， 静置分层，分取水相并用碱调节抑至9~11，分层，分取上层黄色透明液体即为3-对孟締-1- 胺粗产物；
[0013] 第四步，纯化精制：3-对孟締-1-胺粗产物通过减压精馈进行纯化得到3-对孟締- 1-胺产品。
[0014] 第一步原料N，N'-二酷基-1,8-对孟烧二胺，其中的酷基包括乙酷基、丙酷基、正戊 酷基、苯甲酯基、苯乙酷基中的任意一种。
[001引第一步合成前体的反应中所用的强酸包括肥1或此S04,其中肥1的质量百分比浓度 为5%~20%，出S04的质量百分比浓度为10%~50%。
[0016] 第二步加热回流反应溫度170°C~180°C或回流状态下进行反应。
[0017] 第一步的反应时间为6~lOh，第二步的反应时间为1化W内，两步反应的总时间为 化~2化。
[0018] 第二步中所述的高沸点有机溶剂包括乙二醇、丙二醇、二甘醇、丙Ξ醇中的任意一 种，所用的强碱包括NaOH或K0H，强碱在反应液中的质量体积分数为15g/L~lOOg/L。
[0019] 所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺作为除草剂的应用。
[0020] 所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺作为抑菌活性物质的应用。
[0021] 所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺作为抑制金黄葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌 及白色念珠菌活性物质的应用。
[0022] 有益效果
[0023] 1.本发明首次公开了具有生物活性的3-对孟締-1-胺及其合成制备方法。
[0024] 2.本发明所使用的原料为N，N'-二酷基-1,8-对孟烧二胺，容易按照赵振东等发明 的方法(CN105037189A、CN105294474A)进行制备。
[0025] 3.本发明反应在常压下进行，反应条件较为溫和。
[00%] 4.本发明工艺过程简单、安全，易操作，易于进行工业化开发。
[0027] 5.本发明3-对孟締 -1-胺对一年生黑麦草具有较强的除草活性，对一年生黑麦草 的茎长和根长的LD日日分别为0.46mmol/L和0.24mmol/L，毒力回归方程分别为y = 5.7766+ 2.2868x和y = 8.5730巧.7664x。本发明3-对孟締 -1 -胺对金黄葡萄球菌(革兰氏阳性菌）、肺 炎克雷伯氏菌（革兰氏阴性菌）及白色念珠菌（真菌）具有一定的抑制作用，MIC值分别为 56.25yg/mL、450yg/ni和112.5yg/mL。
【附图说明】
[00%]图1为本发明物质3-对孟締-1-胺的气相色谱分析图谱，产物保留时间为9.70min， 含量为100%。
[0029] 图2为本发明物质3-对孟締-1-胺的红外光谱(FT-IR)分析图谱。
[0030] 图3为本发明物质3-对孟締-1-胺的iH核磁共振(iH NMR)分析图谱。
[0031] 图4为本发明物质3-对孟締-1-胺的1化核磁共振(iH NMR)分析图谱。
[0032 ]图5为本发明物质3-对孟締-1 -胺的高分辨率质谱化R-MS)分析图谱。 具体实施方案
[0033] 本发明采用的3-对孟締-1-胺的合成方法，由W下操作步骤组成：
[0034] (1)在强酸水溶液中，加入原料N，N'-二酷基-1,8-对孟烧二胺，其中的酷基可W是 乙酷基、丙酷基、正戊酷基、苯甲酯基、苯乙酷基中的任意一种，其中原料N，N'-二乙酷基-1， 8-对孟烧二胺(按照赵振东等的方法(CN105037189A、CN105294474A)制备得到），开动揽拌， 加热或加热回流。
[0035] (2)步骤(1)中所用的强酸为硫酸或盐酸等，其中出S〇4的质量百分比浓度为10%~ 50%，肥1的质量百分比浓度为5%~20%。
[0036] (3)待反应结束后，静置，反应液分层，上层为黄色油状液体，下层为水溶液。将上 层黄色油状液体移到另一个反应蓋中，并加入适量的高沸点有机溶剂和强碱。先加热蒸馈 除去部分低沸点物质，待反应液溫度升至170°CW上时，换上冷凝管，溫度控制在170°C~ 180°C或加热回流进行反应。
[0037] (4)步骤(3)中所用的高沸点有机溶剂为乙二醇、丙二醇、二甘醇、丙Ξ醇(甘油）， 强碱为NaOH、K0H，强碱与溶剂的质量体积分数为15~1 OOg/L。
[0038] (5)待反应完成后，静置冷却并加适量的水，用乙酸乙醋萃取反应液。分取有机相 并加入适量水，用步骤(2)所述的强质子酸调节抑至酸性，静置分层。分取取水相，并用步骤 (4)所述的碱调节抑至9~11，分层后分取上层黄色透明液体即为3-对孟締-1-胺粗产物。
[0039] (6)利用减压精馈方法对3-对孟締-1-胺进行分离和纯化得到终产品。
[0040] 合成原理反应式为：
[0041]
[0042] 本发明3-对孟締-1-胺对一年生黑麦草具有较强的除草活性，对一年生黑麦草的 茎长和根长的LDso分别为0.46mmol/L和0.24mmol/L，毒力回归方程分别为y = 5.7766+ 2.2868X和y = 8.5730巧.7664X。本发明3-对孟締-1 -胺对金黄葡萄球菌(革兰氏阳性菌）、肺 炎克雷伯氏菌（革兰氏阴性菌）及白色念珠菌（真菌）具有一定的抑制作用，MIC值分别为 56.25yg/mL、450yg/ni和112.5yg/mL。
[0043] 分析方法
[0044] 采取气相色谱法对产物进行分析，气相分析条件：岛津GC-2014AF型气相色谱仪， Trx-5型石英毛细管柱(柱长30m，Φ 0.25mm，膜厚0.25皿），载气化，压力为0.6MPa，空气压力 为0.6MPa，出压力为0.6MPa，柱箱升溫程序为:70°C (保持2min，速率：3°C/min)一 100°C (保持 Omin，速率 10°C/min) 一 270°C (保持 2min)。
[0045] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明：
[0046] 本发明所使用的原料为N，N'-二（乙）酷基-1,8-对孟烧二胺，按照赵振东等申请的 专利(CN105037189A、CN105294474A)中实施例1记载的方法进行制备。
[0047] 实施例1
[004引往装有溫度计、冷凝管W及机械揽拌器的1L四口烧瓶中加入浓度为7.5%的肥1水 溶液451.4mL、N，N'-二乙酷基-l，8-对孟烧二胺101.6g(400mmol)，开动揽拌，加热回流化。 反应完后，待反应液冷却，静置，反应液分层。上层黄色油状液体经真空旋转蒸发得黄色油 粘稠状中间体产物43g(220.5mmol)，收率55.1 %。
[0049] 实施例2
[0050] 往装有溫度计、冷凝管W及机械揽拌器的1L四口烧瓶中加入浓度为10%的HC1水 溶液398mL、N，N'-二乙酷基-1,8-对孟烧二胺101.6g(400mmol)，开动揽拌，加热回流化。反 应完后，待反应液冷却，静置，反应液分层。上层黄色油状液体经真空旋转蒸发得黄色油粘 稠状中间体产物43.9g(225.2mmol)，收率56.3%。
[0化1]实施例3
[0052]往装有溫度计、冷凝管W及机械揽拌器的1L四口烧瓶中加入浓度为20%的出S〇4水 溶液460mL、N，N ' -二乙酷基-1，8-对孟烧二胺101.6g(400mmo 1)，开动揽拌，加热回流1 Oh。反 应完后，待反应液冷却，静置，反应液分层。上层黄色油状液体经真空旋转蒸发得黄色油粘 稠状中间体产物41.4g(212.3mmol)，收率53.1%。
[0化3] 实施例4
[0054]往装有溫度计、冷凝管W及机械揽拌器的1L四口烧瓶中加入浓度为10%的HC1水 溶液451.4mL、N，N'-二戊酷基-l，8-对孟烧二胺135.3g(400mmol)，开动揽拌，加热回流化。 反应完后，反应液按实例1处理。
[0化5] 实施例5
[0056]往装有溫度计、冷凝管W及机械揽拌器的1L四口烧瓶中加入浓度为10%的HC1水 溶液451.4mL、N，N'-二己酷基-l，8-对孟烧二胺151.3g(400mmol)，开动揽拌，加热回流化。 反应完后，反应液按实例1处理。
[0化7] 实施例6
[0058]往装有溫度计、冷凝管W及机械揽拌器的1L四口烧瓶中加入浓度为10%的HC1水 溶液451.4血、N，N ' -二苯甲酯酷基-1，8-对孟烧二胺146.5g(400mmo 1)，开动揽拌，加热回流 她。反应完后，反应液按实例1处理。
[0化9] 实施例7
[0060]合并实施例1~3所得的黄色粘稠油状中间体产物，取该中间体产物6 4.9 g (332.8mmol)，加入到装有300血乙二醇和20g化OH的500mL四口烧瓶中，加热蒸出部分低沸 点物质，待反应液溫度上升至170°C后，装上球型冷凝管，加热回流13h。待反应冷却后，加入 lOOmL水，用乙酸乙醋萃取4次，每次用量lOOmL。合并有机层，并加入200血水，用浓盐酸调抑 至酸性，得到的水层再用化0H水溶液调抑至9~10,分层。有机层经减压精馈得无色透明液 体 23.3邑（152.3111〇1)，得率45.8%。
[0061 ] 1-氨基-3-对孟締的主要物性参数和FT-IR、HR-MS和iH-NMR的表征数据如下：
[0062] B.P. =184.(TC ;折光率Η 0=1.4说7;相对密度f=0.91178 g/mL。
[0063] FT-IR(cm-i):3：M4.22、3279.82(w，VN-H);2956.98、2912.41(s^c-H);1592.53(w， 5n-h) ; 1461.76cm_i、1375.64(m，Sc-H); 1047.85(w，vc-N);812.16(m，S=c-H)。
[0064] HR-MS:分子式Cl地l9N，m/zl54.1590(M+HΓ，Cl地2oN(M+H)的计算值m/zl54.1590， Δ 二〇.〇lppm，DBE二2d
[00化]1h-NMR(DMS0,500MHz)，Sh 5.27(lH，t，3-H),2.14-2.19(lH，m，8-H),2.0-2.06(1H, m,2-H),1.81-1.94(3H,m,2-H,5-H,6-H),1.40(2H,t J = 6.4,5-H,6-H),0.98(3H,s,7-H), 0.96(6H，s9-H，10-H).
[0066] "C 醒R(DMS0,125MHz),141.39(4-C),116.80(3-C),46.75(1-C),40.45(2-C), 36.67(6-0,34.07(8-0,28.43(7-0,23.50(5-0,21.25( 10-0,21.23(9-0.
[0067] 实施例8
[0068] 合并实施例1~3所得的黄色粘稠油状中间体产物，取该中间体产物6 4.9 g (332.8mmol)，加入到装有300血乙二醇和15g化OH的500mL四口烧瓶中，加热蒸出部分低沸 点物质，待反应液溫度上升至170°C后，装上球型冷凝管，加热回流13h。待反应冷却后，加入 lOOmL水，用乙酸乙醋萃取4次，每次用量lOOmL。合并有机层，并加入200血水，用浓盐酸调抑 至酸性，得到的水层再用化0H水溶液调抑至9~11，分层。有机层经减压精馈得无色透明液 体 16.2邑（105.9111〇1)，得率31.8%。
[0069] 实施例9
[0070] 合并实施例1~3所得的黄色粘稠油状中间体产物，取该中间体产物6 4.9 g (332.8mmol)，加入到装有300血乙二醇和20g化OH的500mL四口烧瓶中，加热蒸出部分低沸 点物质，待反应液溫度上升至170°C后，装上球型冷凝管，加热回流lOh。待反应冷却后，加入 lOOmL水，用乙酸乙醋萃取4次，每次用量lOOmL。合并有机层，并加入200血水，用浓盐酸调抑 至酸性，得到的水层再用化0H水溶液调抑至9~10,分层。有机层经减压精馈得无色透明液 体 20.7邑（135.3111〇1)，得率40.7%。
[OOW 实施例10
[0072] 合并实施例1~3所得的黄色粘稠油状中间体产物，取该中间体产物6 4.9 g (332.8mmol)，加入到装有300血二甘醇和20g化OH的500mL四口烧瓶中，加热蒸出部分低沸 点物质，待反应液溫度上升至180°C后，装上球型冷凝管，加热反应12h。其他处理方法同实 施例7。
[0073] 实施例11
[0074] 合并实施例1~3所得的黄色粘稠油状中间体产物，取该中间体产物6 4.9 g (332.8mmol)，加入到装有300血丙二醇和15g化OH的500mL四口烧瓶中，加热蒸出部分低沸 点物质，待反应液溫度上升至185°C后，装上球型冷凝管，加热反应15h。其他处理方法同实 施例7。
[00对实施例12
[0076] 3-对孟締 -1-胺除草活性测定方法:培养皿种子萌发法，供试草种为一年生黑麦草 (百绿集团）。
[0077] 称取0.153g( Immol) 1-氨基-3-对孟締至IjlOO血容量瓶中，用0.25血DMF溶解，滴加 一滴吐溫80,并用蒸馈水稀释至刻度，得到浓度为lOmmol/L的溶液作为母液。采用二倍稀释 法，配置成一系列浓度(稀释液中DMF和吐溫80的浓度和母液一致）。
[0078]先将一年生黑麦草种子用蒸馈水浸泡15h。在培养皿（Φ 9cm)底部放一张滤纸，标 上标签，分别加入lOmL上述对应浓度的样品溶液，加等量的水、DMF与吐溫80的混合液作为 空白对照。每个培养皿中加入10粒种子，置于培养箱中，25 Γ培养5d。
[0079]
[0080] 式中；
[0081 ] y-根长或茎长抑制率 [0082] X2-对照根长或茎长
[0083] XI-处理后根长或茎长
[0084] 实验结果：
[0085] 表1 3-对孟締-1-胺对一年生黑麦草的芽前除草活性
[0086]
[0089] 实施例13
[0090] 抑菌活性的测定方法 [00川 1.供试菌种
[0092] 金黄葡萄球菌(CMCC-26069)、肺炎克雷伯氏菌(GIM-1.279)及白色念珠菌(ATCC- 10231)。
[0093] 2.实验方法
[0094] 采用微量肉汤稀释法。
[00巧]2.1培养基配制
[0096] 往250mLS角瓶中加入2.1g MH肉汤复合培养基和lOOmL蒸馈水，于121°C灭菌 30min，作为金黄葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌的培养基。
[0097] 往250mLS角瓶中加入2.6g马铃馨葡萄糖水复合培养基和lOOmL蒸馈水，于12rC 灭菌30min，作为白色念珠菌的培养基。
[009引 2.2样品溶液的配制
[0099] 分别称取样品0.06g，置于lOmL的无菌试管中，加入2mL DMS0溶解，得到3000化邑/ mL的溶液，取30化该溶液溶于97化L含3 % DMS0的无菌培养基溶液，得到浓度为90化g/mL的 样品溶液作为母液。
[0100] 2.3菌悬液的配制
[0101] 挑取少量菌种到lOmL的小烧杯中，用无菌水稀释至相当于0.5麦氏比浊标准的菌 悬液。取SOiiL上述菌悬液，并用相应的无菌培养基稀释1000倍，作为初始菌悬液。
[0102] 2.4抑菌活性测试
[0103] 往96孔平板的2-11号孔中分别加入1(Κ)化含3%DMS0的无菌培养基溶液，往1号孔 和2号孔中加入1(Κ)化已配好的母液。从2号孔中取10化L母液到第3个孔中，从3号孔取10化1 样品溶液到4号孔，依次类推进行梯度稀释，最终弃去11号l(K)yL，便得到1-U孔的浓度分别 为900、450、225、112.5、56.25、28.125、14.0625、7.0313、3.5156、1.7578、0.87894邑/血的样 品溶液，并分别加入10化L初始菌悬液，W10化L含3%DMS0的无菌培养基溶液和10化L初始 菌悬液的混合液作为空白对照组。金黄葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌于37°C培养24h，白色念 珠菌于3(TC培养2地。培养结束后，比较待测组与空白对照组浑浊度差异。
[0104] 3.实验结果
[01化]表3 3-对孟締-1-胺抑菌活性
[0106]
【主权项】
1. 一种具有生物活性的3-对孟締-1-胺，其特征在于，结构式为：2. 制备权利要求1所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺的方法，其特征在于： 第一步，合成前体N-酷基对孟烧-1-胺:将N，N 二酷基-1，8-对孟烧二胺溶入强酸水溶 液中，揽拌，加热，回流反应，反应结束后，冷却，静置分层，分取上层黄色油状液体即为N-酷 基对孟烧-1-胺； 第二步，制备3-对孟締-1-胺:将黄色油状N-酷基对孟烧-1-胺转入另一个反应瓶中，加 入高沸点有机溶剂和强碱，开动揽拌，加热除去部分低沸点物质后，升溫，换上冷凝管，加热 回流反应，反应结束后，静置冷却并加水，用乙酸乙醋萃取得到反应产物； 第Ξ步，3-对孟締-1-胺粗提:往乙酸乙醋有机层中加入水并用酸调节抑至酸性，静置 分层，分取水相并用碱调节抑至9~11，分层，分取上层黄色透明液体即为3-对孟締-1-胺粗 产物； 第四步，纯化精制：3-对孟締-1-胺粗产物通过减压精馈进行纯化得到3-对孟締-1-胺 产品。3. 根据权利要求2所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺的制备方法，其特征在于，第 一步原料N，N'-二酷基-1,8-对孟烧二胺，其中的酷基包括乙酷基、丙酷基、正戊酷基、苯甲 酷基、苯乙酷基中的任意一种。4. 根据权利要求2所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺的制备方法，其特征在于，第 一步合成前体的反应中所用的强酸包括HC1或出S〇4,其中HC1的质量百分比浓度为5%~ 20%，出S〇4的质量百分比浓度为10%~50%。5. 根据权利要求2所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺的制备方法，其特征在于，第 二步加热回流反应溫度170°C~180°C或回流状态下进行反应。6. 根据权利要求2所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺的制备方法，其特征在于第一 步的反应时间为6~1 Oh，第二步的反应时间为15h W内，两步反应的总时间为化~25h。7. 根据权利要求2所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺的制备方法，其特征在于，第 二步中所述的高沸点有机溶剂包括乙二醇、丙二醇、二甘醇、丙Ξ醇中的任意一种，所用的 强碱包括NaOH或K0H，强碱在反应液中的质量体积分数为15g/L~1 OOg/L。8. 权利要求1所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺作为除草剂的应用。9. 权利要求1所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺作为抑菌活性物质的应用。10. 权利要求1所述的具有生物活性的3-对孟締-1-胺作为抑制金黄葡萄球菌、肺炎克 雷伯氏菌及白色念珠菌活性物质的应用。
【文档编号】C07C231/12GK106083603SQ201610454509
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】赵振东, 朱守记, 徐士超, 陈玉湘, 李冬梅, 毕良武, 王婧, 古研, 卢言菊
【申请人】中国林业科学研究院林产化学工业研究所