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贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 摘要 天然产物l c 为无环单萜类化合物，具有一定的生物活性。研究发现，l c 对真菌具有较好的抑菌杀菌效果。稻瘟病是为害水稻生产最严重的病害之一，目 前主要是用化学农药仿治，但是稻瘟病菌( 助i c u l a r i ao r y z a e ( h e b e r t ) b a r r ) 对 一些常用药剂( 如稻瘟灵) 产生了抗药性，需要开发新颖、安全、高效、低残留 的绿色农药来防治稻瘟病。本论文在实验室天然产物l c 前期研究的基础上，主 要做了以下三个方面的工作。 一、比较研究了亚硫酸氢钠加成法提取l c 与亚硫酸钠加成法提取l c 的差 异，及微波条件下与传统条件下用亚硫酸氢钠加成法提取l c 的差异。结果表明， 用亚硫酸氢钠加成法提取得到的l c 纯度达到9 6 2 3 ，亚硫酸钠加成法所得l c 的含量可达9 6 7 4 ，采用微波法提取出的l c 含量高达9 7 2 8 。微波萃取与传 统的提取方法相比，具有选择性高、操作时间短，溶剂耗量少、有效成分收率高、 节能环保的特点。 二、为了寻求高效、稳定、安全的新化合物，利用天然产物l c 生物活性物 质模型和亚结构连接法设计合成了缩醛类化合物和席夫碱类化合物，共计1 3 种。 1 合成了l c 二甲缩醛等4 个l c 缩醛类化合物，通过元素分析、r 、1 h - n m r 对其结构进行了表征。 2 合成了l c 缩苯胺席夫碱等6 个l c 缩芳胺类席夫碱化合物，通过取对 其结构进行了表征。 3 合成了水杨醛缩柠檬胺及其金属配合物共3 个。先将l c 肟化，还原为柠 檬胺，然后与水杨醛缩合，得水杨醛缩柠檬胺席夫碱，再以之为配体，分别与过 渡金属离子c u 2 + 和蔚+ 配合生成金属配合物，通过取对其结构进行了表征，并 讨论了化合物的配位情况。 三、将天然产物l c 和所得的目标合成物对稻瘟病菌进行茵丝生长抑制试验。 1 以天然产物l c 为标准对照，其在5 0 0 m g l 和3 1 2 5 m g l 时的抑菌效果分 别为9 0 3 1 和3 4 8 ，其e c s o 为5 0 4 3 m g l 。 2 缩醛类化合物均有一定的抑菌效果。浓度为5 0 0m g l 时，l c 缩7 , - 醇的 抑菌效果最佳，为8 0 2 7 。 3 席夫碱类化合物具有较好的抑菌活性，抑菌效果为3 2 2 7 - 9 4 8 8 。浓 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 度为5 0 0 m g l 时，l c 缩磺胺的抑菌效果最佳，可达9 4 8 8 。浓度为3 1 2 5 m g l 时，席夫碱类化合物中抑菌效果最高的为水杨醛缩柠檬胺合铜( i i ) ，为5 6 9 1 。 4 试验发现，合成的缩醛类化合物的抑菌效果均低于天然产物l c ，其相对 毒力指数为2 1 4 5 2 5 4 2 ；席夫碱类化合物的抑菌效果则普遍优于天然产物l c 。 还发现席夫碱与金属离子配合后，抑菌活性都有不同程度的提高。 关键词：天然产物l c ，合成，稻瘟病菌，生物活性 中图分类号：s 4 8 2 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 s t u d yo nc h e m i c a ls t r u c t u r em o d i f i e do fn a t u r a lp r o d u c tl c a n d i t sb i o l o g i c a la c t i v i t yo fr i c eb l a s tf u n g u s a b s t r a c t n a t u r a lp r o d u c tl ci sak i n do fa c y c l i cm o n o t e r p e n i o da n dh a ss p e c i f i cb i o a c t i v i t i e s a ss t u d i e ss h o w , l cc a ne f f e c ta n de l i m i n a t ee p i p h y t ep e r f e c t h o w e v e r , f l e eb l a s t i so n eo ft h em o s td i s e a s e sw h i c he f f e c tf l e e ，a n dc h e m i c a lm e t h o d sa let h em a i nw a y t op r o t e c tf r o mk i n d so fv i r u s b u tr i c eb l a s tf u n g u s ( 尸矿i c u l a r i ao r y z a e ( h e b e r t ) b a r r ) h a sb e t t e rr e s i s t a n c et os o m ec o m m o np e s t i c i d e ss u c h 舔i s o p r o t h i o l a n e s on o v e l ， e f f e c t i v ea n dl o wr e s i d u ep e s t i c i d e sa n dc o m p o u n d sa r en e e dt op r o t e c tr i c eb l a s t b a d l y b a s e do nt h ef o r m e rr e s u l t so fo u rl a b o r a t o r y , t h r e em a i na s p e c t so f t h i sp a p e r s m s e a r c ha r eb e l o w f i r s t , c o m p a r i n ga n ds t u d y i n gt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nm e t h o d so fe x t r a c t i n gl cb y s o d i u mb i s u l f i t ea n ds o d i u ms u l f i t e a l s ow eh a v ef o u n dt h ed i f f e r e n c e so fm e t h o d so f e x t r a c t i n gl cb ys o d i u mb i s u l f i t eu n d e rb o mc o n d i t i o n so fm i c r o w a v ea n dt r a d i t i o n 刀砖r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep u r i t yo fl cc a nb er e a c h e dt o9 6 2 3 b yt h ec o n d i t i o n o fs o d i u mb i s u l f i t e t h ep u r i t yo fl cc a nb er e a c h e dt o9 6 7 4 b yt h ec o n d i t i o no f s o d i u ms u l f i t e a l s ot h ec o n t e n to fl cc a l lb er e a c h e dt o9 7 2 8 u n d e rt h ec o n d i t i o n o fm i c r o w a v e s i nc o m p a r i s o n ，i th a ss e v e r a lc h a r a c t e r i s t i c ss u c ha sh i 曲s e l e c t i o n , s h o r tp e r i o d so fo p e r a t i o n , l i t t l ec o n s u m p t i o n , h i g hr a t eo fr e c y c l ea n de n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o nu n d e r t h ec o n d i t i o no fm i c r o w a v e s e c o n d l y , i no r d e rt os e e kn o v e l ，e f f e c t i v ea n ds a f ec o m p o u n d s ，w eu s e dt h ep r i n c i p l e o fm o d e ln a t u r a lp r o d u c tl ca c t i v em a t e r i a la n dl i n k i n gi r r f e f i o rs t r u c t u r et od e s i g n a n ds y n t h e s i z et h i r t e e na e e t a la n ds c h i f fb a s ec o m p o u n d si nt o t a l 1 s y n t h e s i z i n gf o u rl ca c e t a lc o m p o u n d s ，s u c h 懿l cd i m e t h y la c e t a l i d e n t i f y i n g t h e i rs t r u c t u r e sb yi r , 1 h - n m ra n de l e m e n t sa n a l y s i s 2 s y n t h e s i z i n gs i x l cs c b _ i 霞b a s ec o m p o u n d s ，s u c ha sl ca n i ls c b _ i f fb a s e i d e n t i f y i n gt h e i rs t r u c t u r e sb y 风 3 l cw a sr e d u c e di n t ol i m o - a m i n eb yc y c l o h e x f a n o n eo x i m a t i o n - 7 o fl ca n d 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文 天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 c o n d e n s a t i o n 谢也s a l i c y l a l d e h y d e t h e nw eg o ts a l i c y l a l d e h y d el i m o a l d i n e s c h i f fb a s ec o m p o u n d b a s e do i lt h a tc o m p o u n d ，i tw a sm i x e di n t oc o o r d i n a t i o n c o m p o u n dw i t hc u 2 + a n dz n 2 + ，i d e n t i f y i n gt h e i rs t r u c t u r e sb yi ra n dd i s c u s s i n g t h ec o o r d i n a t i o no ft h o s ec o m p o u n d s t h i r d , a l lt h ep u r p o s e dc o m p o u n d sa n dn a t u r a lp r o d u c tl cw e r eo p e r a t e di n t ot h e e x p e r i m e n to fi n h i b i t i n gt h em y c e l i a lg r o w t ho fm a g n a p o r t h eg r i s e a ( h e b e r t ) b a r r 1 t h ei n h i b i t o r yr e s u l t so fn a t u r a lp r o d u c tl c ( 5 0 0m g la n d31 2 5m g l ) w e r e 9 0 31a n d3 4 8 r e s p e c t i v e l y e c s 0w a s5 0 4 3m g l 。 2 a l lt h ea c e t a lc o m p o u n d sh a dc e r t 血e f f e c t i v e i n h i b i t o r y r e s u l t s a tt h e c o n c e n t r a t i o no f5 0 0m g l ，l cb u t a n e d i o la e e t a lh a dt h eb e s ti n h i b i t o r yr e s u l ti n t h ea c e t a lc o m p o u n d s i tw a s8 0 2 7 3 s c h i f fb a s ec o m p o u n d sa l s oh a ds o u n di n h i b i t o r yr e s u l t s t h e yw e r e3 2 2 7 9 4 8 8 a tt h ec o n c e n t r a t i o no f5 0 0m g l ，l cs u l f a n i l a m i d eh a dt h eb e s t i n h i b i t o r y r e s u l ti nt h es c h i f fb a s ec o m p o u n d s i tw a s9 4 8 8 a tt h e c o n c e n t r a t i o no f31 2 5m e , e ，s a l i c y l a l d e h y d e - l e m o na m i n ec o m p l e x e so fc o p p e r h a dt h eb e s ti n h i b i t o r yr e s u l ti nt h es c h i f fb a s ec o m p o u n d s i tw a s5 6 91 4 r e s u l t so fr e s e a r c hs h o w e dt h a tn a t u r a lp r o d u c tl ch a db e t t e ri n h i b i t o r yr e s u l t s t h a nt h a to fa c e t a l c o m p o u n d s r e l a t i v et o x i c i t yi n d e xo fc o m p o u n d sw e r e 21 4 5 2 5 4 2 m o r e o v e r , t h ei n h i b i t o r yr e s u l t so fs c h i f fb a s ec o m p o u n d sw e r e b e t t e rt h a nt h a to fn a t u r a lp r o d u c tl c a n di tw a si m p r o v e dt oe l i m i n a t er i c eb l a s t f u n g u s , w h e ns c h i f fb a s s e sw e r em i x e dw i t hm e t a li o n s k e y w o r d s ：n a t u r a lp r o d u c tl c ，s y n t h e s i z e ，r i c eb l a s tf u n g u s ，b i o l o g i c a la c t i v i t y c l a s s i f i e di n d e x ：s 4 8 2 8 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究曾做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意- i m , j 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：起蓥盖 日 期：2 q q 星生笸旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅；本人授权贵州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：曼曼鏊j 师 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 第一章绪论 引言 2 1 世纪，持续快速增长的世界人口给粮食生产带来巨大压力。在耕地有限并 且土壤砂化盐渍日益严重的情况下，世界农业面临每年增加7 0 0 0 万人口的巨大 压力，而联合国粮农组织( f a o ) 的资料表明，粮食产量每年因病虫害损失1 4 ， 病害损失1 0 ，草害损失1 1 。勿庸置疑，使用农药对增加作物产量、稳定市场 会带来一系列的好处；农药的研究开发和合理利用将会起到十分重要的作用。统 计显示，全世界平均每投入农药1 元可得到经济效益8 - - 一1 0 元。据我国国家统计 局资料，我国每年通过农药防治挽回粮食损失5 4 0 0 万吨，减少直接经济损失6 0 0 0 多亿元。 为了保证粮食的高产、稳产，新农药的研究与开发必将伴随着人们对粮食的 需要而长期存在。新农药的开发是一个复杂的过程，其关键是如何发现新型活性 化合物( a c t i v e c o m p o u n d ) ，发现新型活性化合物的主要途径有：( 1 ) 随机筛选 ( r a n d o ms c r e e n i n g ) ，成本太高，所需化合物数目巨大；( 2 ) 类同合成( a n a l o g u e s y n t h e s i s ) ，投资小、见效快，但很难发现有新的作用机制的新型化合物；( 3 ) 生 物合理设计c o i o m t i o n a ld e s i g n ) ，最为诱人，但需对受体进行很深入的研究或对药 物的构效关系研究得很透彻；( 4 ) 天然生物活性物质模型( n a t u r a lb i o a c t i v e s u b s t a n c em o d e l ) ，化学结构新颖，活性功能多种多样，易降解，但天然活性物质 结构往往复杂，含量少，难以分离或性质不稳定( 陈万义等，1 9 9 6 ) 。 由于天然生物活性物质模型法是从天然产物中寻找活性成分作为先导化合 物进行修饰改造而获得高生物活性化合物，而且来源广泛，越来越受到全世界的 重视，成为新农药创制的一条重要途径。天然产物模型法有很多优点，首先，天 然产物可以提供变化无穷的新颖化学结构，容易从中发现新的先导化合物，自然 界中生物多样性在分子水平上的必然体现就是天然产物结构的多样性，绚烂多姿 的大自然为我们提供了宝贵而丰富的化合物库；其次，天然产物在自然界中自生 自灭，一般具有环境友好性，以其为模板所开发的新化合物在环境中大多也容易 降解，对环境的压力相对较小；再者，人们对天然产物的研究有悠久的历史，尤 其是医药研究上有很多成功的经验可以借鉴。在农药发展史上，我们也有很多成 功的先例。例如，原产非洲的豆科植物毒扁豆的种子，其含有毒成分毒扁豆碱 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 ( p h y s o s t i m n i n e ) ，以苯基氨基甲酸酯部分为基础结构，产生了很多氨基甲酸酯类 杀虫剂；将沙蚕毒素( n e r e i s t o x i n ，简称n t x ) 作为母体化合物，开发了杀虫双 ( d i m e h y p o ) 、杀螟丹( c a r t a p ) 和杀虫( t h i o c y c l a m ) ：以天然除虫菊酯( p y r e t h r i n ) 为母核合成了划时代意义的新农药衷【除虫菊酯，其用药量占以农药总用量的 三分之一；绿化烟碱类杀虫剂咪唑胺的研究得益于烟碱( n i c o f i n a m i d e ) ；而另一 类受烟碱启示合成的化合物烟碱硝基烯类被认为是一类极具潜力的新颖杀虫剂， 从植物中分离出的有效成分有糖甙类、酮类、酚类、萜类、香豆素类、生物碱类、 甾类、聚乙炔类和其他类化合物，其中萜烯类最为引人注目，是非常重要的昆虫 拒食剂和生长发育抑制剂( 陈万义等，1 9 9 6 ) 。以上足以说明天然产物模型法的 可行性。 1 1 天然产物l c 生物活性的研究进展 单萜( m o n o t e r p e n i o d ) 由两个异戊二烯骨架结构单位组成的化合物，广泛分布 于高等植物的腺体、油室和树脂道等分泌组织中，是植物挥发油的主要成分，在 昆虫激素及海洋生物中也有存在。根据它们的碳架，单萜又可以分开链状单萜、 单环单萜和双环单萜。在众多的单萜醛酮类天然物中，l c 属典型的无环单萜醛 ( 余伯良等，2 0 0 2 ) 。 l c ，化学名为： 3 ，7 一二甲基- 2 ，6 一辛二烯一l 一醛 ( 3 ，7 - - ：- d i m e t h y l 2 ，6 o c t a d i e n l ) ，分子式为：c 1 0 h 1 6 0 ，是一种浅黄色透明油状 液体。它以顺、反两种几何异构体一香叶醛( 反式，a l c ，g e r a n i a l ) 和橙花醛( 顺 式，i b - l c ，n e r a l ) 的形式混合存在于自然界中( 黄致喜等，2 0 0 0 ) 。 顺式b l c ( 橙花醛) a l c ： 3 - l c ： o c h o 反式a - l c ( 香叶醛) 沸点11 8 - - 一1 1 9 c 2 6 7k p a , d 2 00 8 8 9 8 沸点1 1 8 - 一1 1 9 c 2 6 7k p a , d 2 00 8 8 8 8 贵州大学2 0 0 8 屈硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 天然产物l c 主要存在于山苍子油( l i t s e ac u b e b a ) 、柠檬草 油( c y m b o p o g e n f l e x u o s u s ) 等植物精油中。我国植物物种资源丰富，一些植物精油中都富含l c ( 表 1 1 ) ( 周永红等，2 0 0 3 ；王发松等，2 0 0 0 ；程必强等，1 9 9 4 ) 。 表1 1 几种植物精油中l c 的含量 t a b l e l 1t h ec o n t e n to fl ci ns e v e r a le s s e n t i a lo i lo fp l a n t s 1 1 1 天然产物l c 抑菌杀菌作用 天然产物l c 可用作杀、驱昆虫剂，杀菌、防腐剂等( 和承尧等，2 0 0 5 ) 。 我国古代就有在食品防腐中使用l 植物精油等植物精油的记载，这是人们对l c 抑菌杀菌作用的早期应用。当今在植物病原茵对化学杀菌剂产生抗药性时，国内 外一些公司正从事具有广谱抗菌活性的单烯类化合物的开发和实际应用，使之逐 步取代某些正大量使用的农药和防腐剂( 侯化民等，2 0 0 1 ) 。近年来国内外学者 对l c 杀菌活性及其杀菌机理进行了大量的研究。 早在1 9 4 5 年，b a l a k _ h o v s k i i 和m e i s e i ( 1 9 4 5 ) 就曾报道l c 具有一定的抗菌功 能，并认为它在医药工业中有一定的价值。之后，b o s e 等( 1 9 4 9 ) 发现从柠檬草 香精油中分离出来的l c ，可抑制伤寒杆菌( b a c i l l u st y p h o s u s ) 的生长。此外，柠檬 草香精油的抑菌功能与其l c 浓度密切相关( b o s esm e ta 1 ，1 9 5 0 ) 。m a s h i m o 等( 19 5 3 ) 报道，l c 强烈抑制金黄色化脓微球菌( m i c r o c o c c u sp y o g e n e s ) 的生长， 但对肠炎沙门氐菌( s a l m o n e l l ae n t e r i f i d i s ) 及铜绿假单细胞菌( p s e u d o m o n a s a e r u g i n o s e ) 无效。o k a z a k j 和o s h i m a ( 1 9 5 3 ) 认为l c 可抑制真菌生长。 k k n o b l o c h 等( 1 9 8 6 ) ，研究了4 0 种萜类对初生能量代谢、n a d h 及丁二 酸脱氢酶( s d h ) 活性、呼吸过程的电子传递以及氧化磷酸化过程的影响作用。发 现在6 x l om o l l 浓度下，所有供试萜类都能抑制上述反应。这表明香精油可影响 茵类的呼吸作用及细胞膜功能。m a r t i nb a r d 等( 1 9 8 8 ) 研究表明；香叶醇可提高 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 k + 向细胞外渗透并增加真菌细胞膜的流动性。此外，香叶醇还可降低细胞膜脂质 层的相变温度、影响膜脂的流动性。有些香精油如l c 可通过其q ，p 不饱和键与某 些酶结合，进而导致微生物的代谢系统紊乱( i f i y er e ta 1 ，1 9 8 4 ) 。 - 为了寻找防止糖浆长霉的物质，l o r d 和h u s a ( 1 9 5 4 ) 对许多天然产物的抗茵 性进行了研究。发现有一个l c 样品当稀释2 0 0 0 - - - 5 0 0 0 倍时，仍具有明显的抗真 菌功能k e l l n e r 和k o b c r ( 1 9 5 5 ) w 认为l c 可作为室内清洁剂。他们发现l c 对 抑制奈氏球菌( n e i s s e r i a ) ，类链球菌( s t r e p t o c o c x ：j u sf a e e a l i s ) ，金黄色葡萄球菌 ( s a u r e u s ) ，巨大芽孢杆菌( b a c i l l u sm e g a t h e r i u m ) 和白色青霉( o i d i u ma l b i c a s ) 的生 长有明显的作用。1 9 5 7 年，m o s e 和l u k a s ( 1 9 5 7 ) 对包括l c 在内的多个香精油样 品的抗菌功能进行了比较广泛的研究，发现在所用3 4 个细菌材料中，l c 对其中 1 4 个有效。z i b i t s k e r ( 19 6 0 ) 发现l c 对7 个念珠菌属的真菌有杀伤作用，致死剂 量为原液的1 0 4 - 1 0 刁倍。s t e v e n s 等( 1 9 7 1 ) 将l c 经高压液相色谱分离成为反式 及顺式两组分，之后分别测试其组分的抗细菌、真菌及酵母菌的能力。发现混合 的l c 有杀菌功能，但如单独使用，无论是反式还是顺式都失去了抗茵功能，这 表明顺、反式l c 之问存在一定的互作作用。d a v i s 和s m o o t ( 1 9 7 2 ) 发现l c 可抑 制绿霉菌( p e n i c i l l i u md i g i t a t u m ) 孢子的萌发。但f r e n c h 等( 1 9 7 8 ) 则报道，在仅 用蒸馏水配制的琼脂培养基上，l c 可促进绿霉菌及青霉菌( f e n i c i l l i u mi t a l i c u m ) 孢子的萌发，这表明l c 的抗菌功能与营养还有一定关系。除了f r e n c h 等人的报道 外，其余的报道都表b 韭j l c 在极低的浓度下( o 0 1v v ) 都具有一定的抗菌功能 ( t r i p a t h in n e ta 1 ，1 9 8 4 ；g r a c eo e ta 1 ，1 9 8 9 ；a s t h a n aa c ta 1 ，1 9 8 8 ) 。 s b e n y e h o s h u a 等( 1 9 9 2 ) 报道l c 可显著抑制柠檬果实的腐烂，但高浓度 则会造成果面伤害。z h u 等( 1 9 9 1 ) 则把l c 或香叶醇渗入在塑料膜、蜡或包装纸 中，之后用其包装柑橘果实，消除了l c 对果面的伤害作用，并可大大延长贮藏 期。在印度，n a n d i 及其合作者进行了一系列利用l c 贮藏谷物的研究( n a n d ibe t a 1 ，1 9 7 7 ；m a l l i c ka k e ta 1 ，1 9 8 2 ；g h o s hj 甜a 1 ，1 9 8 5 ) 。他们的研究结果表明， l c 可有效地延长小麦，大麦及稻谷的贮藏期，此外，经它处理的谷物对供试动 物的食欲、健康及生长无不良影响，但处理的谷物都丧失了发芽能力。 天然产物l c 与黄曲霉产毒关系的试验显示，l c 对黄曲霉产生黄曲霉毒素具 有较强的抑制作用，可以减少8 1 以上的毒素产生。( 余伯良等，2 0 0 2 ) 谢小梅 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 等发现l c 对黄曲霉孢子萌发有显著的抑制作用( 谢小梅等，2 0 0 4 ) 。张文平等 采用多步骤连续传代培养法观察了白念珠菌对l c 的耐药反应，并以正在广泛研 究的抗真菌药物氟康唑作为对照，结果表明氟康唑能诱导产生可稳定遗传的耐药 性，而l c 不能诱导白念珠产生耐药性( 张文平等，2 0 0 7 ) 。 余伯良等研究发现，在花生酱p h 5 5 时，l c 对黄曲霉( a s p e r g i l l u s f l a v u s l i n k ) 、黑曲霉 s p n i g e ，- p a nt i e g h e m ) 、杂色曲霉似s p v e r s i c o l o r ) 、桔青霉 ( p e n i c i l l i u mc i t r i n u m ) 、禾谷镰刀霉( f u s a r i u mg r a m i n e a r u m ) 、黑根霉( r h i z o p u s n i g r i c a n s ) 、米根霉( r h o r y z a e ) 、总状毛霉( m u c o rr a c e m o s u s ) 等八种菌的最低 抑菌浓度( m i c ) 为0 1 0 ，对花生酱具有良好的防腐效果( 余伯良等，2 0 0 2 ) 。 张文平等报道l c 对2 株白念珠菌、1 株新生隐球菌、2 株曲霉菌等5 株深部真菌的 m i c 值范围为0 1 6 2 - 1 2 9 5 r t g m l ( 张文平等，2 0 0 4 ) 。 1 1 2 抑菌杀菌作用机制 天然产物l c 属于醛类物质，有一些共同的杀菌机理，如醛基是亲水基，易 被真菌菌表面的亲水基吸附而穿人胞壁，破坏细胞壁多糖结构；还可与茵体蛋白 质功能基团s h ，- n h 2 ，c h 及一c o o h 等发生化学作用，使其失活等( 张文福 等，2 0 0 2 ) 。 近年来，国内学者对天然产物l c 损伤曲霉的机制研究的比较多。罗曼等对 黄曲霉的损伤机制作了一系列的研究( 罗曼等，2 0 0 1 ，2 0 0 2 ，2 0 0 6 ，2 0 0 7 ) 。l c 渗入细胞的过程，首先通过改变弹性弯曲模量，并使一些脂类分子连接键断裂， 黄曲霉素细胞膜被破坏，而使其渗入( 李晶等，2 0 0 5 ) 通过对氧化还原系统中的 关键酶如a 一酮戊二酸脱氢酶，琥珀酸脱氢酶，苹果酸脱氢酶的抑制( 罗曼等， 2 0 0 1 ；吴子健等，2 0 0 2 ) ，使新陈代谢系统紊乱而抑制其黄曲霉的生长。l c 作 用于a f c 质膜，与膜上的疏水蛋白结台( p u m p l i nd w e ta 1 ，1 9 9 3 ) ，破坏膜的 选择通透性，使细胞渗透压降低，细胞内溶物大量外渗，破坏了细胞的正常代谢， 但另一方面却通过改变对膜的弯曲弹性模量，改变质膜物理性状，最终导致选择 通透性的不可逆变化，促进了细胞的死亡( 罗曼等，2 0 0 2 ) 。此外，采用透射电 镜、多维显微及激光拉曼散射技术对毒化的黄曲霉孢子及菌丝体进行显微结构观 察和膜相关参数的测定。结果表明，无论是液体还是气体毒化方式，l c 顺反异 构体单独存在时均有抗黄曲霉作用；二者混合物的抗菌总活性与单体相比表现出 k 5 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文 天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 度为5 0 0 m g m 时，l c 缩磺胺的抑茵效果最佳，可达9 4 8 8 。浓度为3 1 2 5 m g l 时，席夫碱类化合物中抑菌效果最高的为水杨醛缩柠檬胺合铜( i i ) ，为5 6 9 1 。 4 试验发现，合成的缩醛类化合物的抑菌效果均低于天然产物l c ，其相对 毒力指数为2 1 4 5 - 2 5 4 2 ；席夫碱类化合物的抑菌效果则普遍优于天然产物l c 。 还发现席夫碱与金属离子配合后，抑菌活性都有不同程度的提高。 关键词：天然产物l c ，合成，缩醛，席夫碱，稻瘟病菌，生物活性 中图分类号：s 4 8 2 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文 天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 抗心律失常、抗血小板凝集、平喘和抗过敏等多方面的药理活性，及抗真菌和杀 灭毛滴虫的作用( 涂新义等，1 9 8 5 ，1 9 8 7 ，1 9 8 6 ) 。 此外，l c 能明显延长氯化乙酰胆碱磷酸组胺喷雾引起的豚鼠哮喘潜伏期， 能延长浓氨水喷雾诱发小鼠咳嗽反应潜伏期，明显减少咳嗽次数，表b j j l c 气雾 剂具有一定的平喘、镇咳和祛痰作用，具有良好的支气管解痉作用( 殷志勇等， 2 0 0 6 ) 。l c 对皮肤组织有明显的刺激作用，可引起皮肤组织的无菌性炎性反应， 且时间延续较长( 涂新义等，1 9 9 5 ) 。 现在，利用天然产物l c 开发成药剂的有妇炎清栓剂( 陈敬炳等，1 9 9 9 ) 。 1 2 席夫碱类化合物及其生物活性的研究进展 席夫碱主要是指含有亚胺或亚甲胺( c 拈) 特性基团的一类有机化合物， 通常席夫碱是由胺和活性羰基缩合而成，如：r 2 c = o + r n h 2 一r 2 c = n r + h 2 0 ， r 或r i 中有一个为芳基的亚胺比较稳定。1 虫s c h i f f h u g o 第一次用水杨醛、苯胺和 铜离子合成，席夫碱也因此得名( s c h i f f b a s e ) ( s c h i f f h u g o 1 9 8 4 ) 。席夫碱基团 可以通过碳氮双键上的氮原子及与之相邻的具有孤对电子的氧( o ) 、硫( s ) 、磷( p ) 原子作为给体( 供体) 与金属原子( 或离子) 配位。 1 2 i 席夫碱类化合物的研究进展 席夫碱大都是由醛、酮和伯胺缩合而成，它们大致可以分为如下几类： ( 一) 缩胺类 1 单胺类 这类配体以失去质子状态或中性状态( 禹元等，2 0 0 0 ；赵国良，1 9 9 9 ；a g a r w a l s k e t a 1 ，1 9 7 4 ) 与过渡金属配位，即作为阴离子型二齿配体和中性的单齿配体。 2 二胺类 二胺类席夫碱考虑更多的是配体具有双官能团的功效性( 车文实等，2 0 0 2 ) ， 分子中含多个配位n 、o 原子，其配合物的稳定性随配位原子的增加而增加。 3 其它胺类 这类席夫碱( 丁克强等，2 0 0 1 ；a g a r w a l ai l g e t a 1 ，1 9 7 3 ) 由于本身带环的 刚性( 不可扭转性) ，在形成配合物时，其化学光谱、氧化还原性及其本身的l e w i s 酸度均与其它缩胺有明显的差别。其结构是 ( c h c - n ( c 6 i - h ) n - n = c ( c h 3 ) f c - c ( c h 3 ) ，其中 ，1 ，为二茂铁基，他们发现其对 贵州大学2 0 0 8 届硕士学位论文天然产物l c 化学结构修饰及对稻瘟病菌的生物活性研究 c o n d e n s a t i o nw i 也s a l i c y l a l d e h y d e t h e nw eg o ts a l i c y l a l d e h y d el i m o a m i n e s c h i f fb a s ec o m p o u n d b a s e do nt h a tc o m p o u n d ，i tw a sm i x e di n t oc o o r d i n a t i o n c o m p o u n dw i t hc u ”a n dz n 2 + i d e n t i f y i n gt h e i rs 仃u c t l l r e sb yi ra n dd i s c u s s i n g t h ec o o r d i n a t i o no ft h o s ec o m p o u n d s t h i r d , a l lt h ep u r p o s e dc o m p o u n d sa n dn a t u r a lp r o d u c tl cw e r eo p e r a t e di n t ot h e e x p e r i m e n to fi n h i b i t i n gt h em y c e l i a lg r o w t ho fm a g n a p o r t h eg r i s e a ( h e b e r t ) b a r r 1 t h ei n h i b i t o r yr e s u l t so fn a t u r a lp r o d u c tl c ( 5 0 0m g la n d31 2 5m g l ) w e r e 9 0 31a n d3 4 8 r e s p e c t i v e l y e c s ow a s5 0 4 3m g l 2 a l lt h ea c e t a l c o m p o u n d s h a dc e r t a i ne f f e c t i v e i n h i b i t o r y r e s u l t s a tt h e c o n c e n t r a t i o no f5 0 0m g l ，l cb u t a n e d i o la e e t a lh a dt h eb e s ti n h i b i t o r yr e s u l ti n t h ea c e t a lc o m p o u n d s i tw a s8 0 2 7 3 s c h i f fb a s ec o m p o u n d sa l s oh a ds o u n di n h i b i t o r yr e s u l t s t h e yw e r e3 2 2 7 9 4 8 8 a tt h ec o n c e n t r a t i o no f5 0 0m g l ，l cs u l f a n i l a m i d eh a dt h eb e s t i n h i b i t o r yr e s u l t i n t h es c h i f fb a s ec o m p o u n d s i tw a s9 4 8 8 a tt h e c o n c e n t r a t i o no f31 2 5m g l ，s a l i c y l a l d e h y d e l e m o na m i n ec o m p l e x e so fc o p p e r h a dt h eb e s ti n h i b i t o r yr e s u l ti nt h es c h i f fb a s ec o m p o u n d s i tw a s5 6 91 4 r e s u l t so fr e s e a r c hs h o w e dt h a tn a t u r a lp r o d u c tl ch a db e t t e ri n h i b i t o r yr e s u l t s t h a nt h a to fa c e t a l c o m p o u n d s r e l a t i v et o x i c i t yi n d e xo fc o m p o u n d sw e r e 21 4 5 - 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