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文檔簡介

1、中烏頭堿的丙?;揎椦芯?#160;                  作者:許源,侯大斌,王惠, 袁小紅,楊海君,趙祥升【摘要】  目的探討中烏頭堿C3,C13,C15位羥基的丙酰化方法。方法以中烏頭堿、丙酸酐為原料合成中烏頭堿酯化衍生物。結(jié)果得到4種丙?;苌铮⑼ㄟ^ESI-MS,1HNMR驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu),分別為3丙酰基中烏頭堿(a);3,13,15三丙?;袨躅^堿(b);3丙?;?3,15二乙?;袨躅^堿(c);3乙?;?/p>

2、13 丙酰基中烏頭堿(d)。據(jù)文獻(xiàn)檢索,所有化合物均為首次報(bào)道。 結(jié)論中烏頭堿的三個(gè)羥基中,C3OH最易被丙?;?,C15OH最難被丙?;?【關(guān)鍵詞】  烏頭; 二萜生物堿; 酯化反應(yīng); 植物源農(nóng)藥Abstract:ObjectiveTo study the propionylation method of  C3OH,C13OH,C15OH from mesaconitine.MethodsEsterification derivatives were synthesized from mesaconitine and propionic anhydride.Result

3、sFour derivatives were synthesized. They were 3 -propionyl mesaconitine, 3,13,15tripropionyl mesaconitine, 3-propionyl13, 15diacetyl mesaconitine, 3acetyl13propionyl mesaconitine. All the derivatives were reported for the first time recording to literature retrieval, and characterized by ESIMS,1HNMR

4、. ConclusionAmong the three hydroxy groups, C3OH is the first esterified one and the C15OH is the last esterified one.Key words: Diterpenoid alkaloids;   Esterification;   Botanical pesticide    植物源農(nóng)藥的研究是新農(nóng)藥研究開發(fā)中的熱點(diǎn)課題之一1,2。以植物源農(nóng)藥活性成分為先導(dǎo)化合物,合成篩選高活性化合物是植物源農(nóng)藥研究開發(fā)的重要途徑

5、3,如以除蟲菊酯為先導(dǎo)物篩選得到的擬除蟲菊酯殺蟲劑4。川烏、附子為毛茛科植物烏頭Aconitum carmichaeli Debx.的母根及側(cè)根,在祖國醫(yī)學(xué)上作為重要藥物,使用歷史悠久。前者有溫中止痛散寒燥濕的效用,后者對(duì)大汗亡陽四肢厥逆、脈微欲絕等危急證候有回陽救逆之功。同時(shí)烏頭作為一種殺蟲植物,用于防治農(nóng)業(yè)病蟲鼠害植物自古就有記載,并且從長遠(yuǎn)來看仍具應(yīng)用前景。    中烏頭堿(Mesaconitine)為該植物中提取分離得到的一種烏頭型C19二萜生物堿,又名新烏頭堿。因其為雙酯型生物堿而具有較強(qiáng)的親脂性,是此類植物中主要?dú)⑾x活性成分之一5。許勇華等6已通過實(shí)驗(yàn)

6、證實(shí)中烏頭堿對(duì)甜菜夜蛾表現(xiàn)出胃毒、拒食和生長抑制作用,但毒性較烏頭堿和次烏頭堿低。本實(shí)驗(yàn)探討了中烏頭堿的丙酰酯化合成方法;合成得到的化合物因其增加了酯基團(tuán)而有可能提高殺蟲活性,為附子的植物源農(nóng)藥開發(fā)進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。1  儀器與試劑    Varian 1200 LC/MS液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀;XRC1型顯微熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未校正);Bruker AV600核磁共振儀 (TMS為內(nèi)標(biāo),CDCl3為溶劑);薄層色譜(GF254)和柱色譜硅膠(青島海洋化工廠)。    中烏頭堿為從綿陽產(chǎn)生附片中提取分離得到的純度96%以上中烏頭堿,

7、由西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院提供;所用試劑和溶劑均為分析純,市售。2  方法    中烏頭堿丙酰化衍生物的化學(xué)合成7路線見圖1。3丙酰基中烏頭堿(a):在室溫下,按摩爾比N (mesaconitine) N (anhydride) = 15稱取中烏頭堿和丙酸酐。先將中烏頭堿溶于干燥吡啶中,再緩慢加入丙酸酐。反應(yīng)14 h后,將反應(yīng)液倒入冰水中,并緩慢滴加飽和碳酸鈉溶液直至溶液pH=9,用等體積的氯仿萃取3次,合并氯仿層,飽和NaCl水溶液洗滌、無水Na2SO4干燥過夜,減壓蒸干氯仿。     3,13,15三丙酰

8、基中烏頭堿(b):在室溫下,按摩爾比N (mesaconitine) N (TsOH) =13稱取中烏頭堿與對(duì)甲苯磺酸并溶于過量丙酸酐中,反應(yīng)約26 h,其余操作同(a)的合成。    3-丙?;?13,15二乙?;袨躅^堿(c):在常溫下,按摩爾比N(a)N(TsOH) = 12.5稱取原料,溶于過量乙酸酐中,反應(yīng)約24 h。其余操作同(a)的合成。氯仿-甲醇(VV = 13)重結(jié)晶。   3乙?;?13-丙?;袨躅^堿(d):按照(a)的合成方法,合成3乙?;袨躅^堿(e)。在常溫下,按摩爾比N(e)N(TsOH) = 11稱取原料,溶于過

9、量丙酸酐中,反應(yīng)約20 h。其余操作同(a)的合成。3  結(jié)果     通過質(zhì)譜所顯示的分子離子之相對(duì)分子量并結(jié)合與參考文獻(xiàn)8所述中烏頭堿的氫譜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比得到的結(jié)構(gòu)信息,完成衍生物的結(jié)構(gòu)鑒定。    a:白色無定形粉末。熔點(diǎn)118120 ,收率98.7%, ESI-MS m/z:688 (M+);化合物的氫譜顯示其13OH與15OH信號(hào)仍然存在(3.88、4.34),但增加了一個(gè)丙酰基的甲基信號(hào)(1.16),質(zhì)譜顯示化合物分子量恰好比中烏頭堿(631)多了一個(gè)丙酰基的分子量(57),因此可以推斷該化合物為3-丙?;苌?。

10、    1HNMR(CDCl3, 600 MHz)(ppm): 1.16(3H, t, J= 7.50 Hz, OC-CH2CH3), 1.40 (3H, s,OAc), 2.36 (3H, sNCH3), 3.09 (1H, s, H17),3.13 (1H, dd, J1 = 6.90,J2 = 10.80, H1), 3.19, 3.20, 3.27 (each 3H, s, 3×OCH3),3.79 (1H, d, J = 8.88 Hz, H3), 3.88(1H, s, OH13), 4.08(1H, d, J=7.14 Hz, H6),4.

11、34(1H, d, J = 2.88 Hz, OH15),4.47(2H, dd, J1= 2.88 Hz, J2=5.22 Hz, 15-H),4.90(2H, ddd, J1 = 5.40 Hz,J2 = 13.14 Hz, J3 = 26.82 Hz H14), 7.45 (2H, dd, J1 = 7.92 Hz, J2 = 15.6 Hz, ArH), 7.57(1H,dd, J1 = 7.14 Hz, J2 = 14.64 Hz ArH) 8.03(2H, d, J= 5.76 Hz, ArH)    b:白色無定形粉末。熔點(diǎn):220222 ,收率86

12、.3%;ESI-MS m/z:745 (M+);化合物的氫譜顯示其13OH、15OH信號(hào)都已消失,同時(shí)增加了3個(gè)丙?;募谆鶜渥V信號(hào)(1.12、1.16、1.20);質(zhì)譜中顯示正離子分子量下號(hào)比原化合物多了三個(gè)丙酰基的分子量(57×3),據(jù)此可以推斷該化合物位三羥基全丙?;苌?。    1H-NMR(CDCl3, 600 MHz)(ppm): 1.12(3H, dd, J1 = 7.68 Hz,J2 = 13.98 Hz, O=CCH2CH3), 1.16(3H, dd, J1 = 7.62 Hz, J2 = 15.00 Hz, O=CCH2CH3),

13、 1.20(3H, dd, J1 = 7.62 Hz,J2 = 15.24 Hz,O=CCH2CH3), 1.27(3H, s, OAc), 2.39(3H,s, N-CH3),3.19,3.24, 3.39,3.35(each 3H, s, 4×OCH3), 7.50(2H, m, ArH), 7.60 (1H, m, ArH), 8.17(2H, d, J=7.20 Hz, ArH)    c:無色透明針狀晶體。收率87.3%,熔點(diǎn)121123 。ESI-MS m/z:773(M+);該化合物為在衍生物a基礎(chǔ)上繼續(xù)乙?;玫降漠a(chǎn)物。通過a與c的質(zhì)譜對(duì)

14、比發(fā)現(xiàn),c多了兩個(gè)乙酰基分子量(43×2);且氫譜中也有相應(yīng)的體現(xiàn),即多了兩個(gè)乙?;募谆|(zhì)子峰(1.26、2.04)。因此推斷該化合物為3丙?;?3,15二乙酰基中烏頭堿。    1HNMR(CDCl3, 600 MHz)(ppm): 0.87(2H, dd, J1 = 6.54 Hz, J2 = 22.98 Hz), 1.16(3H, dd, J1= 7.62 Hz, J2 = 15.18Hz, O=CCH2CH3), 1.37(3H, s, OAc), 1.26(3H, s, OAc), 2.04(3H, s, OAc), 2.38(3H, s,

15、N-CH3), 2.64(1H, d, J=11.64 Hz), 2.95(1H, d, J=8.64 Hz), 3.15(1H, s, H17), 3.11(1H, m), 3.20(6H, d, J=4.74 Hz, 2×OCH3), 3.25(3H, s, OCH3), 3.29(1H, m, H1), 3.60(3H, s, OCH3), 3.79(1H, d, J=8.97 Hz, H3), 3.86(1H, d, J=4.50 Hz), 4.06 (1H, d, J=6.36 Hz, H6), 4.29(1H, d, J=2.64 Hz, 15H), 4.91(1H, d

16、d, J1=6.12 Hz, J2=12.48 Hz), 5.10(1H, d, J=5.28 Hz, H14), 7.47(1H, m, ArH), 7.58(2H, m, ArH), 8.07(2H, m, ArH)         d:白色無定形粉末。收率89.5%  熔點(diǎn)151153,ESI-MS m/z:730 (M+); 該化合物為e基礎(chǔ)上進(jìn)行的丙酰化反應(yīng)產(chǎn)物。通過與e的質(zhì)譜對(duì)比,化合物d增加了一個(gè)丙?;姆肿恿?57),氫譜中顯示有一個(gè)丙?;募谆|(zhì)子峰(1.12)且15OH的質(zhì)子峰沒有消失 (4.3

17、5),所以可以推斷此化合物為3乙?;?13丙?;袨躅^堿。     1HNMR(CDCl3, 600 MHz)(ppm): 1.12 (3H, dd, J1 = 7.68 Hz, J2 = 13.98 Hz,  O=CCH2CH3), 1.14(3H, dd, J1 = 7.62 Hz, J2 = 15.00 Hz, O=CCH2CH3), 2.01 (3H, s, OAc), 2.38(3H, s, N-CH3), 3.20(6H, d, J=4.74 Hz, 2×OCH3), 3.24(3H, s, OCH3), 3.25 (3H

18、, s, OCH3), 3.28(1H, m, H1), 4.35(1H, d, J=2.98 Hz, OH15), 4.47(2H, dd, J1= 2.88 Hz, J2=5.22 Hz, 15H), 7.378.00 (m, 5H, ArH)     e:白色無定形粉末。收率95.2%,熔點(diǎn)171173 ,ESI-MS m/z: 674(M+);化合物的氫譜數(shù)據(jù)顯示其13OH與15OH信號(hào)仍然存在(3.84、4.34),但增加了一個(gè)乙酰基的甲基氫譜信號(hào)(1.42),質(zhì)譜顯比原化合物多了一個(gè)乙酰基的分子量(43),因此可以推斷該化合物為3OH乙?;苌?。&#

19、160;   1H-NMR(CDCl3, 600 MHz)(ppm) : 1.42 (3H, s, OAc), 2.01(3H, s, OAc), 2.34 (3H, s, NCH3), 3.09(1H, s, H17), 3.14(1H, dd, J1 = 6.90 Hz, J2 = 10.80 Hz, H1), 3.14, 3.22, 3.29 (each 3H, s, 3×OCH3), 3.76 (1H,d, J = 8.88 Hz, H3), 3.84(1H, s, OH13), 4.02(1H, d, J = 7.14 Hz, H6), 4.34 (1H

20、, d, J = 2.88 Hz, OH15), 4.47(2H, dd, J1 = 2.88 Hz, J2 = 5.22 Hz, 15H), 4.90(2H, ddd, J1 = 5.40 Hz, J2=13.14 Hz, J3 = 26.82 Hz, H14), 7.45(2H, dd, J1 = 7.92 Hz, J2 = 15.6, ArH), 7.55(1H, dd, J1 = 7.14 Hz, J2 = 14.64 Ar-H), 8.01(2H, d, J = 5.76  Hz, ArH)4  討論    根據(jù)文獻(xiàn)檢索,本實(shí)驗(yàn)中得到

21、的4個(gè)化合物均為未報(bào)道的新化合物。中烏頭堿的結(jié)構(gòu)上有3個(gè)羥基(3OH,13OH,15OH),本實(shí)驗(yàn)中通過控制酯化反應(yīng)的條件,分別獲得了3OH丙?;闹袨躅^堿衍生物以及3OH,13OH,15OH三羥基同時(shí)丙酰化的中烏頭堿衍生物;3OH丙?;?、其他兩個(gè)羥基同時(shí)被乙?;约?OH乙?;?、13OH被丙?;膬蓚€(gè)交叉酯化中烏頭堿衍生物。    酯化反應(yīng)時(shí),要盡量保證干燥無水的反應(yīng)環(huán)境。水的存在會(huì)削弱酯化試劑的酯化能力以及弱堿性有機(jī)溶劑的催化能力,最終影響酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,以至于反應(yīng)不徹底或者產(chǎn)生副產(chǎn)物,這與參考文獻(xiàn)7所述一致。    在沒有加催化劑對(duì)甲苯磺酸的條件下,即使丙酸酐過量或者延長反應(yīng)時(shí)間也只有

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