一种糖基芳香环碳苷衍生物及其制备方法与应用

1.本发明属于农业害虫控制技术领域，具体涉及一种糖基芳香环碳苷衍生物及其制备方法与应用。


背景技术：

2.几丁质(chitin)又称为壳多糖，是一种由n-乙酰氨基葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接聚合而成的线性氨基多糖。广泛存在于线虫、节肢动物外壳、昆虫的围食膜和外表皮以及真菌的细胞壁中。在昆虫体内，几丁质主要存在于外表皮中，作为主要成分保护其免遭外界环境影响。在真菌细胞壁中，几丁质作为胞外多糖起支撑保护作用。几丁质也可为细菌提供生命活动所必须的糖源。同时，几丁质及其衍生物壳聚糖在生物医学、食品饮料及化妆品中也有大量应用。几丁质先经gh18家族的几丁质酶催化断裂β-1,4-糖苷键，形成较短的(glcnac)2和(glcnac)3等几丁质寡糖，再由20家族的β-n-乙酰己糖胺酶将这些寡糖从非还原末端进一步水解为最小单元乙酰氨基葡萄糖。农业害虫亚洲玉米螟(ostrinia furnacalis)的β-n-乙酰基己糖胺酶ofhex1是昆虫几丁质降解过程中的一种重要酶，能降解玉米螟虫旧的表皮，促进昆虫的蜕皮。因此以ofhex1为靶标设计新型农药杀虫剂是一种潜在的害虫防治策略。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一类含n-乙酰氨基葡萄糖、氨基甲酸酯结构的新颖的糖基芳香环碳苷衍生物及其制备方法与应用。本发明所述的糖基芳香环碳苷衍生物或其药学上可接受的盐具有良好的靶标酶抑制活性和杀虫活性。
4.为了研究发现新型高效安全的杀虫剂，发明人以亚洲玉米螟(ostrinia furnacalis)的β-n-乙酰基己糖胺酶ofhex1为靶标，以发明人所设计的糖基萘酰亚胺硫苷为先导化合物，将硫苷键用更稳定的碳苷键替代，通过氨基甲酸脂类活性片段将乙酰氨基葡萄糖与不同的芳香基团相连接，合成一系列具有较好活性和选择性的化合物，以期达到较好的酶抑制活性。
5.根据本发明的第一方面，提供一种糖基碳苷类化合物或其药学上可接受的盐，所述糖基碳苷类化合物的结构式为式(i)、式(ii)所示，分别记为cauzl-a、cauzl-b；
[0006][0007]
式(i)中r1为甲基、乙基、吡啶基、萘基、苄基、苯基或带有一个取代基的苯基；所述带有一个取代基的苯基中的取代基选自卤素、甲基、甲氧基中的任意一种，取代基为2位取代、3位取代或4位取代；
[0008]
式(ii)中r2为卤素、氢、硝基或哌啶基；n为1、2、3、4。
[0009]
具体情况下，式(i)所示化合物cauzl-a的制备方法包括以下步骤：
[0010]
(1)将式(iii)所示化合物与式(iv)所示化合物在碱性条件下反应得到式(v)所示化合物；
[0011][0012]
(2)将式(v)所示化合物在氨的饱和甲醇溶液条件下脱乙酰基保护得到式(i)所示目标化合物。
[0013]
具体情况下，式(ii)所示化合物cauzl-b的制备方法包括以下步骤：
[0014]
(1)将式(vi)所示化合物在碱性条件下与式(vii)所示化合物反应得到式(viii)所示化合物；
[0015][0016]
(2)将式(viii)所示在氨的饱和甲醇溶液条件下脱乙酰基保护得到式(ii)所示目标化合物。
[0017]
根据本发明的第二方面，提供一种根据本发明第一方面所述的糖基碳苷类化合物或其药学上可接受的盐作为昆虫β-n-乙酰己糖胺酶抑制剂的应用。
[0018]
根据本发明的第三方面，提供一种杀虫剂，其活性成份为根据本发明第一方面所述的糖基碳苷类化合物或其药学上可接受的盐。
[0019]
具体情况下，所述杀虫剂其剂型为药效学上可接受的剂型；所述剂型包括乳油、可湿性粉剂、悬浮剂、粉剂、可溶性粉剂、水剂、水分散粉剂、烟剂、颗粒剂和种衣剂中的至少一种。
[0020]
例如，一种杀虫剂乳油，由下述质量百分含量的物质组成：1～10％上述糖基芳香环碳苷衍生物或其药学上可接受的盐，5～15％乳化剂，0.1～1％渗透剂和余量为溶剂组成。所述乳化剂为表面活性剂，如农乳0203b、0208、gfc、op-10、吐温-60等。所述溶剂可为甲苯、二甲苯等。
[0021]
例如，一种杀虫剂可湿性粉剂，由下述质量百分含量的物质组成：15～50％上述糖基芳香环碳苷衍生物或其药学上可接受的盐，10～20％表面活性剂(如表面活性剂nno)，和30～75％白碳黑。
[0022]
本发明的有益效果为：本发明以昆虫β-n-乙酰己糖胺酶为生物学靶标，合成出结构新颖的糖基芳香碳苷类化合物。本发明所述的糖基芳香环碳苷衍生物或其药学上可接受的盐具有良好的靶标酶抑制活性和杀虫活性，部分化合物对小菜蛾的杀虫活性超过对照药剂除虫脲(diflubenzuron)。本发明所述化合物具有很高的农药研究价值。
附图说明
[0023]
图1为化合物cauzl-a-01的核磁共振氢谱图。
[0024]
图2为化合物cauzl-a-01的核磁共振碳谱图。
[0025]
图3为化合物cauzl-b-01的核磁共振氢谱图。
[0026]
图4为化合物cauzl-b-01的核磁共振碳谱图。
具体实施方式
[0027]
下面通过具体实施例对本发明进行说明。应当注意到，这里给出的描述和实施例仅仅是为了描述本发明的具体实施方式，使技术人员更容易理解本发明，它们并非意欲限定本发明的范围。
[0028]
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0029]
实施例1化合物cauzl-a-01,r1＝3-ome-ph的制备及结构鉴定。
[0030][0031]
(1)在50ml圆底烧瓶中加入1-c-(2-乙酰氨基-2-脱氧-3,4,6-三-o-乙酰-β-d-吡喃葡萄糖基)-丙-2-酮肟(1.0g，2.5mmol)，3-甲氧基异氰酸苯酯(0.45g，3.0mmol，1.2当量)，三乙胺(0.76g，7.5mmol，3.0当量)，干燥四氢呋喃20ml。室温搅拌3小时，反应结束后浓缩，浓缩物通过柱层析得淡黄色固体1.1g，收率79.7％。
[0032]
(2)在50ml的圆底烧瓶中加入(1)中所得产物(0.83g，1.5mmol)，10ml甲醇，10ml氨的饱和甲醇溶液，反应4h，浓缩，柱层析纯化得到白色固体0.71g，产率89.9％。
[0033]
其他通式为cauzl-a的系列化合物均参照上述方法制备得到。它们的化合物编号，对应的取代基团、理化数据见表1。
[0034]
表1 cauzl-a系列部分化合物的编号、取代基团、理化数据
[0035][0036]
实施例2化合物cauzl-b-01,r1＝pip，n＝1的制备及结构鉴定。
[0037][0038]
(1)在50ml圆底烧瓶中加入1-c-(2-乙酰氨基-2-脱氧-3,4,6-三-o-乙酰-β-d-吡喃葡萄糖基)-丙-2-酮肟(1.00g，2.5mmol)；对硝基苯基氯甲酸酯(0.36g，3.0mmol，1.2当量)，dipea(0.39g，3.0mmol，1.2当量)，干燥四氢呋喃20ml。室温搅拌1小时，tlc检测反应完全后。无后处理，直接加入2-(2-氨基乙基)-6-(哌啶-1-基)-1h-苯并[de]异喹啉-1,3(2h)-二酮(0.97g，3.0mmol，1.2当量)，室温反应5h，反应结束后浓缩，浓缩物通过柱层析得黄色固体1.51g，收率80.7％。
[0039]
(2)在50ml的圆底烧瓶中加入(1)中所得产物(1.25g，1.7mmol)，10ml甲醇，10ml氨的饱和甲醇溶液，反应4h，浓缩，柱层析纯化得到白色固体0.78g，产率75.0％。
[0040]
其他通式为cauzl-b的系列化合物均参照上述方法制备得到。它们的化合物编号，对应的取代基团、理化数据见表2。
[0041]
表2 cauzl-b系列部分化合物的编号、取代基团、理化数据
[0042][0043]
实施例3化合物cauzl-a-01乳油的配制
[0044]
在100ml容量瓶中加入化合物cauzl-a-01 1～10g,乳化剂5～15g,渗透剂0.1～1g，然后用溶剂如甲苯、二甲苯等定容得含量为1～10％的乳油。
[0045]
其他通式为cauzl-a，cauzl-b化合物的乳油均可按照上述方法制备得到。
[0046]
实施例4化合物cauzl-a-01可湿性粉剂的配制
[0047]
取化合物cauzl-a-01 15～50g，表面活性剂10～20g，白碳黑30～75g，经混合粉碎后得含量为15～50％的可湿性粉剂。
[0048]
其他通式为cauzl-a、cauzl-b的化合物的可湿性粉剂均可按照上述方法制备得到。
[0049]
实施例5通式为cauzl-a、cauzl-b化合物的酶抑制活性测定
[0050]
酶抑制活性测定方法：以对硝基苯基-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-d-吡喃葡萄糖苷(pnp-β-glcnac)为测试底物，将酶与测酶活缓冲液(20mm nah2po4，ph＝6)在96孔板内混合至终体积为51μl，加入不同浓度的抑制剂3μl在室温温育5min，dmso做空白对照，最后加入6μl 5mm pnp-β-glcnac起始反应，25℃温育5min，加入60μl 0.5m碳酸钠终止反应，于405nm测定吸收值。部分化合物对昆虫β-n-乙酰己糖胺酶ofhex1的抑制活性见下表3。
[0051]
实施例6通式为cauzl-a、cauzl-b化合物的杀虫活性测定
[0052]
测定方法：采用浸渍法处理叶片，3天后检查结果，轻触虫体，不能正常爬行个体视为死亡，计算其校正死亡率(％)。与对照药剂比对，判断药剂毒力大小。部分化合物的杀虫活性数据见表4。
[0053]
下述供试靶标：
[0054]
小菜蛾(plutella xylostella linnaeus)，2021年采自北京市蔬菜田，在室内用十字花科蔬菜叶片饲养，饲养条件为室温(27
±
1)℃，湿度为80％，光照强度为2000lux，光照时间为每天12h。在室内饲养条件下，用虫龄、体重及生理状况一致的3龄幼虫进行药剂活性筛选试验。
[0055]
表3 cauzl-a、cauzl-b系列部分化合物对β-n-乙酰己糖胺酶ofhex1的抑制率(％)
[0056]
[0057][0058]
表4 cauzl-a、cauzl-b系列部分化合物不同浓度下对小菜蛾的杀虫活性(％)
[0059]
[0060][0061]
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。