一種α-取代的甘氨酸衍生物的制備方法及其應用
一種
α-取代的甘氨酸衍生物的制備方法及其應用
技術領域
1.本發明屬于有機合成和藥物合成技術領域，涉及一種α-取代的甘氨酸衍生物的制備方法及其應用。
背景技術：
2.甘氨酸類衍生物廣泛應用于醫藥、生物領域，在人類和動物體內中具有非常重要的生理功能，其不僅可參與蛋白質及與代謝有關的活性分子的合成，還具有包括肝臟解毒，胃腸道功能的紊亂，防止胃潰瘍及預防關節炎等多重功效。然而，甘氨酸類衍生物在自然界中的含量及其有限，嚴重影響了其在藥理學研究中的應用，因此通過化學方法合成甘氨酸類衍生物具有重要的研究意義。
3.醇在化學中無處不在，并且是許多天然產物和生物活性分子中的天然官能團。因此，利用含羥基化合物開發新的鍵斷開和鍵形成過程的策略將實現分子多樣性。在此，我們利用由醇制備的穩定的n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺在可見光照射下通過自由基過程與甘氨酸衍生物偶聯，提供多種非天然氨基酸和肽衍生物。該合成方法通過β-斷裂對香紫蘇內酯、β-蒎烯和樟腦等天然產物進行改造，對于從天然產物出發設計新型的防治植物真菌的藥劑具有一定的啟示。
技術實現要素：
4.發明目的：針對現有技術存在的上述技術問題，本發明旨在提供一種光催化的α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，以光催化代替格氏反應，實現在較溫和條件下的自由基偶聯反應。
5.為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案
6.本發明的技術方案之一，一種α-取代的甘氨酸衍生物的制備方法，結構式為：
[0007][0008]
其中，ar為苯基、取代苯基或芳香雜環中的任何一種，r1、r2為各自獨立的基團，r1為酯基、酰胺或多肽中的任何一種；r2為各種取代基。
[0009]
本發明的技術方案之二，上述α-取代的甘氨酸衍生物的制備方法，將式(1)所示的甘氨酸類衍生物、式(2)所示的n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺以及光催化劑溶解于有機溶劑中，在可見光照射下，于60℃溫度下反應6-10h，反應結束后，反應體系經分離純化得到目標產物，即合成得到如式(3)所示α-取代的甘氨酸衍生物，反應式如下：
[0010][0011]
所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于式(1)所示的甘氨酸
衍生物與式(2)所示的n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺的摩爾比為1∶0.5～1。
[0012]
所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于光催化劑為4czipn、ru(bpy)3cl2或ir[df(cf3)ppy]2(dtbbpy)]pf6，優選為4czipn。
[0013]
所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于式(3)所示的n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺與光催化劑的摩爾比例為1∶0.05～0.1。
[0014]
所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于可見光為藍光。
[0015]
所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于有機溶劑為二甲基亞砜。
[0016]
所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于反應體系進行分離純化的步驟如下：反應體系中加入水及萃取劑二氯甲烷，萃取分層，分為水層和有機層，有機層用飽和食鹽水洗滌后加入無水硫酸鈉進行干燥，干燥后的有機層進行減壓濃縮，所得濃縮物通過柱層析硅膠進行分離提純，洗脫劑為石油醚與乙酸乙酯的混合液，收集洗脫液并蒸除溶劑，即制得目標產物。
[0017]
所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于洗脫劑中，石油醚與乙酸乙酯的體積比為10～50∶1。
[0018]
本發明的另一個目的是，克服現有技術中的不足，提供一種α-取代的甘氨酸衍生物在防治農業或林業的植物真菌的應用，所述植物真菌包括油菜菌核病菌和水稻紋枯病菌。
[0019]
本發明與現有技術相比較，有益效果體現在：
[0020]
(1)本發明的合成方法具有原料穩定且易制備，反應條件溫和，實驗操作簡單，化學選擇性及官能團普適性好，是一種具有較好應用前景的綠化學合成方法。
[0021]
(2)本發明所述的化合物是一種在農業或林業領域的防治植物真菌的藥劑，這種藥劑對于防治油菜菌核病菌和水稻紋枯病菌顯示出較好的效果。
附圖說明
[0022]
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。其中：
[0023]
圖1為α-取代的甘氨酸衍生物的結構式；
[0024]
圖2-1為實施例制備的化合物3a的核磁共振氫譜圖；
[0025]
圖2-2為實施例制備的化合物3a的核磁共振碳譜圖；
[0026]
圖3-1為實施例制備的化合物3b的核磁共振氫譜圖；
[0027]
圖3-2為實施例制備的化合物3b的核磁共振碳譜圖；
[0028]
圖4-1為實施例制備的化合物3c的核磁共振氫譜圖；
[0029]
圖4-2為實施例制備的化合物3c的核磁共振碳譜圖。
具體實施方式
[0030]
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合說明書實施例
對本發明的具體實施方式做詳細的說明。
[0031]
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0032]
其次，此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發明至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0033]
實施例1
[0034]
反應方程式如下：
[0035][0036]
將n-(4-甲苯)甘氨酸乙酯1(0.2mmol，2.0equiv.，38.6mg)，n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺2a(0.1mmol，39.7mg)、4czipn(5mol％，0.005mmol，4.0mg)和dmso(3ml，0.03m)依次添加到配有磁子的4ml透明玻璃小瓶中。用氮氣鼓泡5分鐘以去除氧氣后，將小瓶密封并放置在藍光下照射，于60℃的溫度下反應。通過tlc監測反應混合物直到原料n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺2a被消耗。反應結束后，將反應用水(2ml)淬滅，用二氯甲烷萃取，有機相用飽和食鹽水洗滌后用無水硫酸鈉干燥，將干燥后的有機相真空濃縮，并通過柱譜純化，得到產物3a。
[0037]
表征數據：黃油狀物，(23.8mg，57％yield)；rf＝0.82(石油醚/乙酸乙酯，5∶1)；1h nmr(400mhz，cdcl3)δ6.99(d，j＝7.8hz，2h)，6.61(t，j＝7.8hz，2h)，4.28-3.90(m，4h)，2.25(s，3h)，1.80-1.50(m，6h)，1.49-1.33(m，4h)，1.27-1.19(m，3h)，1.07(s，3h)，1.04-0.96(m，2h)，0.94-0.87(m，6h)，0.84(s，3h)，0.83-0.77(m，2h)；
13
c nmr(101mhz，cdcl3)δ173.9，173.7，145.6，145.3，129.8，129.7，127.6，127.5，114.2，114.2，65.3，64.1，60.4，60.3，56.0，55.9，50.1，47.0，41.9，41.9，40.6，40.5(2c)，38.3，38.2，34.8，33.3(2c)，33.1，21.7，21.6，20.4，19.3，18.6，18.3，18.2，18.1，15.7，15.4，14.3，8.7，8.3.hrms(esi，m/z)calcd for c
26h40
no2(m-h2o+h)
+
：398.3054，found：398.3044.
[0038]
實施例2：
[0039]
反應方程式如下：
[0040][0041]
將n-(4-甲苯)甘氨酸乙酯1(0.2mmol，2.0equiv.，38.6mg)，n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺2b(0.1mmol，29.9mg)、4czipn(5mol％，0.005mmol，4.0mg)和dmso(3ml，0.03m)依次添加到配有磁子的4ml透明玻璃小瓶中。用氮氣鼓泡5分鐘以去除氧氣后，將小瓶密封并放置在藍光下照射，于60℃的溫度下反應。通過tlc監測反應混合物直到原料n-烷氧基鄰苯二甲
酰亞胺2b被消耗。反應結束后，將反應用水(2ml)淬滅，用二氯甲烷萃取，有機相用飽和食鹽水洗滌后用無水硫酸鈉干燥，將干燥后的有機相真空濃縮，并通過柱譜純化，得到產物3b。
[0042]
表征數據：黃油狀物，(16.7mg，53％yield)；rf＝0.79(石油醚/乙酸乙酯，5∶1)；1h nmr(400mhz，cdcl3)δ7.00(d，j＝7.8hz，2h)，6.61(d，j＝7.8hz，2h)，5.69(s，2h)，4.12(m，3h)，2.25(s，3h)，1.98(m，7h)，1.24(t，j＝7.1hz，3h)，1.07(s，1h)，1.04(s，2h)，0.95(m，3h)；
13
c nmr(101mhz，cdcl3)δ173.8，145.4，145.2，129.8，127.6，127.6，127.0，126.9(3c)，114.0(2c)，62.5，62.4，60.5，40.4，39.6，39.2，39.1，26.6(2c)，26.4，24.1，23.7，20.4，20.3，20.2(2c)，20.0，14.3(2c).hrms(esi，m/z)calcd for c
20h30
no2(m+h)
+
：316.2271，found：316.2270.
[0043]
實施例3：
[0044]
反應方程式如下：
[0045][0046]
將n-(4-甲苯)甘氨酸乙酯1(0.2mmol，2.0equiv.，38.6mg)，n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺2c(0.1mmol，31.5mg)、4czipn(5mol％，0.005mmol，4.0mg)和dmso(3ml，0.03m)依次添加到配有磁子的4ml透明玻璃小瓶中。用氮氣鼓泡5分鐘以去除氧氣后，將小瓶密封并放置在藍光下照射，于60℃的溫度下反應。通過tlc監測反應混合物直到原料n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺2c被消耗。反應結束后，將反應用水(2ml)淬滅，用二氯甲烷萃取，有機相用飽和食鹽水洗滌后用無水硫酸鈉干燥，將干燥后的有機相真空濃縮，并通過柱譜純化，得到產物3c。
[0047]
表征數據：黃油狀物，(17.7mg，50％yield)；rf＝0.49(石油醚/乙酸乙酯，5∶1)；1h nmr(400mhz，cdcl3)δ8.07(m，1h)，7.00(m，2h)，6.61(m，1h)，4.17(m，j＝11.3hz，5h)，2.40-2.19(m，4h)，2.03-1.33(m，4h)，1.28-0.79(m，j＝18.3hz，12h)；
13
c nmr(101mhz，cdcl3)δ174.0，173.7，173.5，173.4，161.2(2c)，144.5，144.3，144.2，129.9，129.8(2c)，128.0(2c)，127.8(2c)，114.3，114.0，113.9，66.7，66.4，66.1，66.0，62.1，62.0，61.7，61.4，60.6(2c)，60.5，51.4，50.9，49.1，48.5，47.7，47.6，46.9，46.4，46.2，46.1，45.9，44.7，36.1，35.8，35.3，31.9，26.9(2c)，26.4，25.2，24.4，24.0，23.9，22.1，20.7(2c)，20.4，19.8，18.5，18.2，17.4，16.9，16.4，14.3(2c)，14.2，14.1.hrms(esi，m/z)calcd for c
21h32
no4(m+h)
+
：362.2326，found：362.2329.
[0048]
實施例4：
[0049]
將實施例1-3制備的化合物3a-c進行生物活性測試實驗，具體過程如下：
[0050]
本實驗中所用的植物真菌為實驗室4℃保存的菌種，為草莓灰霉病菌、油菜菌核病菌、黃瓜病菌和水稻紋枯病菌。采用的培養基為馬鈴薯瓊脂葡萄糖培養基(簡稱pda)。pda培養基配方：馬鈴薯(去皮)200g，葡萄糖20g，瓊脂15g，蒸餾水1000ml，配制方法：將馬鈴薯洗凈去皮，稱200g切成小塊，加水煮爛(煮沸20-30分鐘，能被玻璃棒戳破即可)，用八層紗
布過濾于燒杯中，根據實驗需要加15-20g瓊脂，加入20g葡萄糖，攪拌均勻，充分溶解后稍冷卻，補足水至1000ml，分裝后121℃滅菌15分鐘，冷卻后備用。
[0051]
實驗方法：采用生長速率法。
[0052]
(1)先將2種植物真菌在pda平板上25℃培養3-6d左右待用；
[0053]
(2)將pda培養基加熱溶化，冷卻至45-50℃，加入250μl的10g/l濃度的待測化合物3a-c制成含50mg/l藥液的培養基，并分別倒入培養皿中冷卻，啶酰菌胺(boscalid)作為陽性對照；
[0054]
(3)以無菌操作，用打孔器在培養6d的各菌株菌絲邊緣(生長狀況盡量一致)打取圓形菌餅(直徑0.50cm)，再用接種針挑至含藥平板中央，然后將培養皿倒置于培養箱(28℃)中培養；
[0055]
(4)于處理后不同時間觀察測定菌絲的生長情況，并采用十字交叉法測得直徑并處理數據，計算抑制率；
[0056]
(5)抑制率(％)＝(對照菌絲直徑-處理菌絲直徑)/(對照菌絲直徑-0.5)
×
100；
[0057]
(6)每個處理重復3次。
[0058]
測試結果見表1。
[0059]
表1α-取代的甘氨酸衍生物對四種農業致病真菌的抑制活性試驗結果
[0060][0061]
實驗組3a-c以及對照藥劑啶酰菌胺的殺菌活性測定結果見表1。由表1的結果可見，50mg/l濃度時，化合物3a-c對4種植物真菌顯示出不同程度的抑菌活性，部分化合物對油菜菌核病菌和水稻紋枯病菌有一定的抑制活性；其中化合物3c對油菜菌核病菌的抑制率為75.0％，部分化合物對水稻紋枯病菌抑制率在40％以上。
[0062]
本發明所述含有α-取代的甘氨酸衍生物，結構區別明顯，化學結構特征鮮明，對于防治油菜菌核病菌和水稻紋枯病菌顯示出較好的效果。可用于防治農業或林業植物真菌病害。所述化合物的制備方法簡便，收率較高，產物性質穩定。
[0063]
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于將式(1)所示的甘氨酸衍生物、式(2)所示的n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺以及光催化劑溶解于有機溶劑中，在可見光照射下，于60℃的溫度下反應6-10h，反應結束后，反應體系經分離純化得到目標產物，即合成得到如式(3)所示α-取代的甘氨酸衍生物，反應式如下：2.根據權利要求1所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于式(1)所示的甘氨酸衍生物與式(2)所示的n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺的摩爾比為1∶0.5～1。3.根據權利要求1所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于光催化劑為4czipn、ru(bpy)3cl2或ir[df(cf3)ppy]2(dtbbpy)]pf6。4.根據權利要求1所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于式(2)所示的n-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺與光催化劑的摩爾比例為1∶0.05～0.1。5.根據權利要求1所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于可見光為藍光。6.根據權利要求1所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于有機溶劑為二甲基亞砜。7.根據權利要求1所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于反應體系進行分離純化的步驟如下：反應體系中加入水及萃取劑二氯甲烷，萃取分層，有機層用飽和食鹽水洗滌后加入無水硫酸鈉進行干燥，干燥后的有機層進行減壓濃縮，所得濃縮物通過柱層析硅膠進行分離提純，洗脫劑為石油醚與乙酸乙酯的混合液，收集洗脫液并蒸除溶劑，即制得目標產物。8.根據權利要求6所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物的合成方法，其特征在于洗脫劑中，石油醚與乙酸乙酯的體積比為10～50∶1。9.根據權利要求1所述的一種α-取代的甘氨酸衍生物在防治農業或林業的植物真菌的應用。10.根據權利要求9所述應用，其特征在于：所述植物真菌包括油菜菌核病菌和水稻紋枯病菌。
技術總結
本發明公開了一種α-取代的甘氨酸衍生物的制備方法及其應用，所述α-取代的甘氨酸衍生物，其結構式為：其中，Ar為苯基、取代苯基或芳香雜環中的任何一種，R1、R2為各自獨立的基團，R1為酯基、酰胺或多肽中的任何一種；R2為各種取代基。本發明以-烷氧基鄰苯二甲酰亞胺為起始底物，通過可見光誘導的單電子轉移(SET)過程，實現α-取代的甘氨酸衍生物的構建。本發明的合成方法具有原料穩定且易制備，反應條件溫和，實驗操作簡單，化學選擇性及官能團普適性好，是一種具有較好應用前景的綠化學合成方法。對所合成的部分化合物進行了生物活性測試，結果表明所制備的化合物對油菜菌核病菌和水稻紋枯病菌有較好的抑制活性。菌核病菌和水稻紋枯病菌有較好的抑制活性。菌核病菌和水稻紋枯病菌有較好的抑制活性。
