（农药学专业论文）新型喹唑啉类化合物的抑菌活性筛选及作用机理初步研究.pdf

贵辩大学2 0 0 7 届磺士研究生论文 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。 对本文的研究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：徐z 生 日期： 2 q q z 生q 鱼旦 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：猛f 羞导师签名：追良匦日期：2 q q 2 生q 旦 贵，h 大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 摘要 本论文采用室内生长速率法对本课题组新合成的数十个喹唑啉类化合物进 行了抑菌活性的初步筛选，通过筛选发现含喹唑啉母环结构的化合物具有较好的 抗真菌活性，如6 一氟4 乙硫基喹唑啉( q 1 7 ) 、6 - 氟4 正丙硫基喹唑啉( q 2 1 ) 和6 氟 4 烯丙硫基喹唑啉( q 2 5 ) 等化合物。实验结果表明：化合物6 氟- 4 乙硫基喹唑啉 抑菌效果最好，对小麦赤霉病原菌( gz e a e ) 、辣椒枯萎病原菌何o x y s p o r u m ) 、苹 果腐烂病原菌( cm a n d s h u r i c a ) 、半夏立枯病原菌僻s o l a n o 、水稻纹枯病原菌( z c u c u m e r i s ) 、马铃薯晚疫病原茵( p i n f e s t a n s ) 、油菜菌核病原菌 s c l e r o a o r u m ) 、 黄瓜灰霉病原菌慨c i n e r e a ) 、苹果炭疽病原菌( cg l o e o s p o r i o i d e s ) 九种植物病原真 菌都有较好的生物活性，其e c s o 分别为1 2 4 1u g m l 、1 8 1 9u g m l 、1 9 2 4 a g m l 、 2 4 9 1u g m l 、3 0 7 5u g m l 、2 6 7 7 , u g m l 、1 1 4 0 , u g m l 、8 3 1u g m l 、6 4 1 8u g m l ， 对某些病原菌的生物活性甚至超过了商品药剂恶霉灵。 由于其较高的抑菌活性，本文选择抑菌活性最好的化合物6 氟4 乙硫基喹 唑啉( q 1 7 ) 为研究对象，以辣椒枯萎病原菌为作用靶标，并以商品药剂恶霉灵为 对照，对其作用机理进行了初步研究。实验结果表明：化合物q 1 7 在1 0 0u g m l 时，强烈抑制辣椒枯萎病原菌小孢子的萌发；使菌丝细胞出现肿胀，细胞质凝缩， 并能诱导细胞膜通透性的增加；同时降低病原菌菌体细胞内包括还原糖、弦乙酰 葡萄糖胺在内的一系列生物分子的含量；并抑制几丁质酶的活性；影响细胞对培 养基中葡萄糖的吸收；但对蛋白合成几乎没有影响。 关键词：喹唑啉；抑菌活性；作用机理。 图书分类号：t q 4 5 0 1 贵州大学2 0 0 7 届硬士研究生论文 a b s t r a c t t h ee f f e c to fn e wq u i n a z o l i n ed e r i v a t i v e sw e r et e s t e da g a i n s tp a t h o g e n i cf u n g i b yu s i n gt h em y c e l i a lg r o w t hr a t em e t h o di nt h el a b o r a t o r y p r e l i m i n a r yb i o a s s a yt e s t s s h o w e dt h a ts o m ec o m p o u n d sp o s s e s s e d g o o da n t i f u n g a la c t i v i t i e s , s u c ha s 4 - e t h y l t h i o - 6 - f l u o r o q u i n a z o l i n e ( q 1 7 ) ，4 - n - p r o p y l t h i o - 6 一f l u o r o q u i n a z o l i n e ( q 2 1 1 a n d 4 - a l l y l t h i o - 6 - f l u o r o q u i n a z o l i n e ( q 2 勤f u r t h e rb i o a s s a y sd i s c l o s e dt h a tc o m p o u n d sq 1 7 , q 2 1a n dq 2 ss h o w e dr e m a r k a b l ei n h i b i t o r ye f f e c to na l lk i n d so ft e s t e dp l a n t p a t h o g e n i cf u n g iw i t hq 1 7s h o w i n gt h eb e s tr e s u l t s t h ee c s oo fq 1 7o ngz e a e , f o x y s p o r u m ，cm a n d s h u r i c a ，r s o l a n i , zc u c u m e s ，pi n f e s t a n s ，& s c l e r o t i o r u m ，且 c i n e m a ，cg l o e o s p o r i o i d e sw e r e1 2 4 1g g m l ，1 8 1 9g g m l , 1 9 2 4 z g m l ，2 4 9 1 u g m l , 3 0 7 5 , u g m l , 2 6 7 7 g m l , 1 1 ，4 0 2 9 m l , 8 3 1 g m l , 6 4 1 8 u g m l , r e s p e c t i v e l y c o m p o u n dq 1 7h a dm o r ep o t e n ta n t i f u n g a la c t i v i t i e sa g a i n s tm o s to f t h e t e s t e df u n g i ，a n ds h o w e da b r o a d s p e c t r u mb i o a c t i v i t y a c t i o nm e c h a n i s i mo fc o m p o u n d ( q 1 7 ) a g m n s te o x y s p o r u mw a gs m d i e d ，a n d h y m e x a z o ls e r v i n ga st h ec o n t r 0 1 a f t e rt r e a t i n gfo 叫s p o m mw i t hc o m p o u n dq 1 7a t 1 0 0g # m l ，o n l y6 5 o fi t s s p o r eb o u r g e o n e d t h ep e r m e a b i l i t yo ft h ec e l l m e m b r a n ei n c r e a s e da l o n gw i t ht h em a l f o r m a t i o no ft h eh y p h a la n dc o n d e n s a t i o no f i t se n d o s o m e a f t e rt r e a t m e n tw i t hc o m p o u n dq 1 7a t1 0 0 岸舢w i t h i n1 2h ，t h e m y c e l i a lr e d u c i n gs u g a r , d g i c n a cc o n t e n ta n dc h i t i n a s ea c t i v i t yd e c l i n e d ，a n dt h e a b i l i t yo fs u g a ra b s o r p t i o nb yt h ec e l lf r o mt h ec u l t u r em e d i u mw a sd e p r e s s e d ，b u tt h e s o l u b l ep r o t e i nc o n t e n ts h o w e dn oo b v i o u s c h a n g e k e yw o r d s ：q u i n a z o l i n e ；a n f i f u n g a la c t i v i t y ；a c t i o nm e c h a n i s m - 2 - 贵，h 大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 刖青 近年来，喹唑啉类化合物因其具有广泛的生物活性和多变的结构类型而倍受 人们的关注。表现出杀菌、杀螨、杀虫、抗病毒、除草、抗疟疾、抗肿瘤、止痛 等生物活性，同时，在中草药板蓝根的提取物中也发现有喹唑啉类化合物，因此， 喹唑啉类化合物己成为药物创制的研究热点之一，其中一些高活性的化合物已经 实现商品化，如：杀菌剂f l u q u i n c o n a z o l e 、高效杀螨剂f e n a z a q u i n 等，抗癌药物 z d l 8 3 9 、抗高血压药p y r a z o s i n 等，其中z d l 8 3 9 为表皮生长因子酪氨酸激酶抑 制剂( s h i n t a n i ，s 甜a 1 2 0 0 4 ) ，4 氨基喹唑啉衍生物对e g f 受体具有抑制作用 ( w i s s n e r , a e ta 1 2 0 0 0 ) 。 本课题组刘刚等曾报道( 刘刚等，2 0 0 4 ) 合成了三个全新的取代苯环或杂环 4 氨基喹唑啉类化合物，并对中间体的合成做了优化筛选试验。三个新化合物的 抗玉米大斑病菌抑菌实验结果显示：化合物4 ( 2 ，6 - 二氯4 三氟甲基苯胺基) 喹唑 啉在药剂浓度为5 0 0 g m l 时，对玉米大斑孢子萌发的校正抑制率达5 6 0 7 。 初步的体外抗肿瘤活性试验表明化合物4 ( 4 三氟甲基苯胺基) 喹唑啉在2 0 m g m l 浓度下对p c 3 细胞的酪氨酸磷酸化抑制活性达到1 0 0 。 为了系统研究喹唑啉衍生物的结构和生物活性之间的关系，寻找高效、新颖 多位点的抑菌活性化合物，本课题组以邻氨基苯甲酸和卤代邻氨基苯甲酸为原 料，设计合成了一系列喹唑啉类化合物，分别为6 氟- 4 ( - 芳基) 氨基喹唑啉 ( q 1 一q 3 ) 、3 一烃基喹唑啉一4 酮( q 4 - q 1 5 ) 和喹唑啉硫醚( q 1 6 - q 3 2 ) ，本文通过采用室内 生长速率法对它们进行了抑菌活性的初步筛选，筛选出数个离体抑菌活性较好喹 唑啉类化合物，部分化合物的抑菌活性在1 0 0 u g m l 时甚至超过商品药剂恶霉 灵。因此，本论文借助农药生物活性测定技术、显微观察技术和生物化学技术， 以商品药剂恶霉灵为对照，对化合物进行了抑菌效果实验及其抑菌作用机理的初 步研究，希望了解喹唑啉类化合物的作用方式，指导进一步的研究，并为药物的 设计与合成提供理论指导。其内容包括：测定活性化合物的抑菌谱、抑制中浓度， 观察化合物对辣椒枯萎病原菌菌丝形态及小孢子萌发的影响；初步研究活性化合 物作用于辣椒枯萎病原菌后菌体细胞结构( 细胞壁、质膜) 、代谢物质( 糖) 和物质 合成( 蛋白质) 等生理生化指标的变化。 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 一文献综述 近年来，喹唑啉类农药和医药研究受到了人们越来越多的重视，得到了广泛的 关注，喹唑啉类化合物的新合成方法、生物活性及其作用机理的研究也不断被报道。 在本文中，分别对喹唑啉类化合物的生物活性及喹唑啉类杀菌剂作用机理两部分进 行了综述。 1 1 喹唑啉类化合物的生物活性 近几年来，喹唑咻类化台物在农药和医药方面均表现出良好的生物活性，成 为化学界和生物学界学者们研究的热点之一。表现出杀菌( g h o r a b ，m m e ta 1 2 0 0 0 ) 、除草( k h a n ，i a e ta 1 2 0 0 3 ) 、抗病毒( k a p t e y n ，j c e ta 1 1 9 9 2 ；刘听等 1 9 9 9 ；黄润秋等1 9 9 6 ) 、抗疟疾、抗肿瘤( 蒙小英等1 9 9 1 ；刘进前等1 9 9 1 ；i b r a l l i i i l ， s s e la 1 1 9 9 7 ) 等生物活性；还可用于治疗良性前列腺增生和肥大( a n o n y m o u s 1 9 9 4 ) 、用作镇静催眠药( e s u a d a , e e t a 1 9 9 8 ) ：具有抗艾滋病毒( h r v ) 活性( m e i ，h ye ta 1 1 9 9 8 ) ；是降血压药的重要中间体( 张建华1 9 9 4 ) ：同时，在中草药板兰根 的提取物中也发现有喹哗啉酮类化合物( 刘云海等2 0 0 2 ) 。喹唑啉类化合物有如 此多的生物活性，从而引起了人们的广泛兴趣并进行了深入研究。为了进一步研 究不同取代基对这类化合物生物活性的影响：为研发高效、低毒、对环境友好的 绿色农药奠定基础，现对近年来合成的喹唑啉类化合物的生物活性研究进展介绍 如下。 1 1 1 抗菌活性 进入八十年代，喹唑啉类化合物在农药上的应用引起了人们的极大观注，喹 唑啉类农药相继出现并商品化。比如氟喹唑( f l u q u i n c o n a z o l e ) ( 见图1 1 ) ，它是一 种带有三唑结构的喹唑啉类杀菌剂，对麦角甾醇的生物合成有良好的抑制作用。 是一种广谱的内吸性杀菌剂( d a w s o n , w a j m ；b a t e m a n , g l 2 0 0 0 ) 。 图1 1 化合物氟喹唑 s c h e m e1 1c o m p o u n df l u q u i n e o n a z o l e 贵，l i 大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 2 0 0 0 年s h a l a b y , a a 等( s h a l a b y , a a e ta 1 2 0 0 0 ) 报道了一类喹唑啉衍生物 的合成，杀菌活性测试结果表明：对洋葱白根病和茎腐病有抑制效果，其中化合 物1 在1 5a g m l 药剂浓度下对洋葱白根病原菌抑制率可达6 8 8 8 ，在2 0u e d m l 药剂浓度下，化合物2 和3 对茎腐病原菌抑制活性分别达5 0 和4 1 。 1 23 图1 2 化合物1 、2 、3 的结构 s c h e m e1 2s t r u c t u r eo f c o m p o u n d s 1 ，2 ，3 2 0 0 0 年黄君珉( 黄君珉，陈茹玉2 0 0 0 ) 等设计合成了新的a 一硫羰基膦酸衍生 物喹唑啉酮含磷类似物，植物病原真菌的抗菌活性测定结果表明：化合物4 和5 对苹果斑点落叶病原菌口m a t 0 表现出很好的抑制效果，1 5 6 x 1 0 - 2p m o l m l 处理 3h 后观测，对其孢子萌发的抑制率分别为9 1 4 和8 9 5 。另外除草活性测试 结果表明部分目标化合物还具有选择性除草活性，但效果不显著。 4 5 图1 3 硫羰基膦酸衍生化喹唑啉酮含磷类似物 s c h e m e1 3a - t h i o c a r b o n y lp h o s p h o n i ea c i dd e r i v a t i v e sq u i n a z o l i n e 2 0 0 1 年e i s h a r i e f , a m s h 等报道了( e 1 s h a r i e f , a m s h e t a l 2 0 0 1 ) 一类含喹 唑啉酮结构化合物的合成，并在4 x 1 0 5m o l l 浓度下，对化合物的抗真菌活性进行了 测试。测试结果表明：化合物6 对赭曲霉 a s p e r g i l l u s o c h r a c e u sw i l h e l m ( a u c c - 2 3 0 ) 】 表现出很高的活性，抑菌直径大于2 0m l l l ；化合物7 对黄青霉 p e n i c i l l i u mc h r y s o g e n u m t h o m ( a u c c 一5 3 0 ) 表现出很高的活性，抑菌直径也大于2 0 l l l l n 。 o 0 露 双 6 0 落 o=少、占 顶 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 q 三娜呐 矗 6r - l 王，a r = p - c h 3 c 6 h 4 ，1 1 = 2 0 嗽( c h 2 a 籼呐 r 7r = h 。a r = p - c h 3 c 6 h 4 ，n = 2 图1 4 化合物6 和7 s c h e m e1 4s t r u c t u r eo f c o m p o u n d s6a n d7 2 0 0 4 年丁明武等研究( 丁明武等2 0 0 4 ) 合成了1 2 个未见文献报道的2 一烷氧基 喹唑啉4 酮衍生物。采用含毒介质法( 丙酮为溶剂) ，以多菌灵( c a r b e n d a z i m ) 为对 照，对2 烷氧基喹唑啉4 酮衍生物的杀菌活性进行了初步测试。测试结果表明： 部分化合物表现出较好的抑菌活性，如：化合物8 在5 0 z g m l 浓度时，对水稻 纹枯菌僻s a s a k i o 的抑制率为8 9 。 8 图1 5 化合物8 的结构 s c h e m e1 5s t r u c t u r eo fc o m p o u n d8 2 0 0 4 年刘刚等( 刘刚等。2 0 0 4 ) 以p d l 5 3 0 3 5 为先导化合物，合成了三个全新 的- 取代苯环或杂环4 氨基喹唑啉类化合物，并对中间体合成做了优化筛选试 验。其中化合物9 对玉米大斑孢子萌发有抑制作用，在药剂浓度为5 0 0 z g m l 下， 校正抑制率达5 6 0 7 。 3 图1 6 化合物9 的结构 s c h e m e1 6s t r u c t u r eo fc o m p o u n d9 2 0 0 4 年m o h a m e d ，a a 等报道了( m o h a m e d ，a a e ta 1 2 0 0 4 ) 取代喹唑啉一4 - 酮类化合物的合成及其抑菌活性。离体抑菌( 细菌、真菌) 活性测试结果表明：化 责州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 合物1 0 对金黄色葡萄球菌 a u r e u s ) 、枯草杆菌 s u b t i l e ) 、白色念珠菌( c a l b i c a n s ) 有较强的抑制作用，抑菌圈大于2 0m m ；化合物1 1 对格兰氏大肠埃希 氏菌饵、金黄色葡萄球菌晖a u r e u s ) 、枯草杆菌佃s u b t i f i s ) ：化合物1 2 对格 兰氏大肠埃希氏菌及化合物1 3 对枯草杆菌也都有很高的生物活性，抑菌圈均大 于2 0 n l r t l 。 图1 7 取代喹唑啉4 酮类化合物 s c h e m e1 7q u i n a z o l i n e - 4 - o n ed e r i v a t i v e s 2 0 0 4 年r y u ，c h k 等( r y u , c h k e ta 1 2 0 0 4 ) 报道了5 ，8 喹唑啉二酮衍生物 的合成及其抗菌活性，结果表明：大多数的5 ，8 喹唑啉二酮衍生物对测试的所有 真菌均表现出一定的抑制作用，对热带念珠菌( ct r o p i c a l i s ) 的活性尤为突出。如 6 芳胺基7 氯5 ，8 喹唑啉二酮对测试的所有真菌表现出的抑制活性最好，其抑制 活性均优于或与对照药剂酮康唑相当；另外化合物1 4 对白色念珠菌( ca l b i c a n s ) ， 热带念珠菌( ct r o p i c a l i s ) ，克柔念珠菌( cj b u s e 0 ，黑曲霉菌a n i g e r ) 的m i c 值 分别为6 3 、3 2 、3 2 、o 8 # g m l ，也均优于或与对照药剂酮康唑( m i c 值分别为 6 3 、6 3 、1 2 5 、1 2 5 # g m r ) 相当。6 , 7 - 二芳硫基5 ，8 - 喹唑啉二酮的对白色念珠菌、 热带念珠菌、黑曲霉菌的抑制活性尤其突出，但其对克柔念珠菌不具备抑制活性。 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 郇oi u 艮a 2 c h 3 1 5 图1 9 化合物1 5 的结构 s c h e m e1 9s t r u c t u r eo f c o m p o u n d1 5 1 9 9 1 年l e i s t n e r , s 等a ( l e i s t n e r , s e ta 1 1 9 9 1 ) 申请了关于喹唑啉酮衍生物抗 病毒的专利，q z t ( 3 ( 2 巯基乙基) 喹唑啉- 2 ，4 二酮) 在0 0 0 1m 0 1 l 时能抑制烟草叶 片上马铃薯x 病毒( p v x ) 的复制。结构式如图1 1 0 所示： q z t 图1 1 0 化合物q z t 的结构 s c h e m e1 1 0s t r u c t u r eo f q z t 1 9 9 6 年黄润秋等人( 黄润秋等1 9 9 6 ) 设计合成了一系列芳基肟醚基喹唑啉类 化合物，生物活性测试发现四个化合物对烟草花叶病毒的抑制率超过商品抗病毒 剂2 ，4 二氧六氢1 ，3 ，5 三嗪( d h ，r ) ( 抑制率为4 5 ) ，特别是其中优选的高活性化合 物胡椒醛肟醚- 4 喹唑啉( 1 6 ) ，对t m v 抑制率达6 5 。另外部分化合物还表现出其 它生物活性，如化合物( 1 7 ) 在0 3m m o f l 浓度时对蚊虫的致死率为1 0 0 。 贵州大学2 0 0 7 届硬士研究生论文 o n = 昌龟 1 6 ：3 , 4 o c h 2 0 ；1 7 ：4 - c m e 3 图1 1 1 肟醚类化合物1 6 、1 7 的结构通式 s c h e m e1 1 1o - ( 4 - q u i n a z o l i n y l ) o x i m ee t h e r sd e r i v a t i v e s 1 9 9 9 年刘听等人( 刘听等1 9 9 9 ) 设计合成了1 8 个喹唑啉肟醚类化合物，采用半 叶法对部分化合物进行了抗烟草花叶病毒活性测试，测试结果表明：此类化合物 均表现出一定的抗烟草花叶病毒活性，见表1 1 。 表1 1 喹唑啉肟醚类化合物抗烟草花叶病毒活性 t a b l e1 1e f f e c to f q u i n a z o l i n ed e r v a t i v e so nt m v 些盒塑! ! ! ! ! 竖垫堑型里望! 抑制率 4 03 06 04 03 05 0l o3 04 5 盗壅f ! ! 二型立兰：! ! ：! ：q ! ：! ! ：! 三：! ! ：q 兰：! ：! ：! 其中3 e 活性最高，当药剂浓度为1 0 1 0 一g ，g 时，抑制率为6 0 ；超过商品 抗病毒剂d h t ，但是当3 e 和3 i 浓度超过2 5 1 0 。4 g 值时出现药害。 c f - - s c 5 h 1 1 4 c h 3 3 e 图1 1 2 喹唑啉肟醚类化合物3 e s c h e m e1 1 2q u i n a z o l i n y lo x i m ee t h e r sd e r i v a t i v e3 e 1 9 9 9 年马军安等人( 马军安等1 9 9 9 ) 曾将喹唑啉杂环引入肟醚母体中，发现 了这样的喹唑啉肟醚类化合物1 8 具有优良的抗病毒活性，结构式见图1 1 3 所示。 w ：h ，a l k y l ，c y c l o a l k y l ，a l k y l t h i o 图1 1 3 喹唑啉肟醚类化合物1 8 的结构 s c h e m e1 1 3s t r u c t u r eo f q u i n a z o l i n y lo x i m ee t h e r sd e r i v a t i v e s 2 0 0 5 年，陈齐斌、沈嘉祥( 陈齐斌，沈嘉祥2 0 0 5 ) 在总结抗植物病毒剂研究 9 一 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 进展和面临的挑战与机遇时报道了图1 1 4 中的喹唑啉衍生物具有良好的抗植物 病毒活性，其抑制烟草花叶病毒的活性优于商品抗病毒剂2 争二氧六氢一1 ，3 ，5 - 三 嗪( d h t ) 。1 9 9 1 年s c h u , s g 等报道抗烟草花叶病毒剂d h t 作用于病毒复制的 前期阶段( s c h u ，s g ；h u b e r , s 1 9 9 1 ) ，作为尿嘧啶的类似物，它可能是通过干扰 u m p 的形成来抑制病毒核酸r n a 的合成与复制，而对植物r n a 的合成没有影 响。 图l 1 4 喹唑啉衍生物 s c h e m e1 1 4q u i n a z o l i n ed e r i v a t i v e s 1 1 3 杀螨活性 喹螨醚( f e n a z a q u i n ) 是道农业科学公司( 陶氏益农公司) 1 9 9 0 年发现的新喹唑 啉类化合物( w r i g h t ，i g1 9 9 0 ) ，1 9 9 3 年商品化，对叶螨的整个生长期均有效a 该化合物通过干扰辅酶q o 位点与复合物i 的键合来抑制线粒体的电子传递 ( h o l l i n g w o r t h r e ta 1 1 9 9 4 ) ，从而影响害螨的代谢作用，起到杀螨的作用。 饼 喹螨醚 图1 1 5 喹螨醚的结构 s c h e m e1 1 5c o m p o u n df e n a z a q u i n 2 0 0 3 年，张一宾在总结近几年新开发的化学农药品种时报道x r - 1 0 0 为美国 陶氏公司于1 9 9 8 年发现的一个兼具菊酯类结构的喹唑啉酮类杀虫杀螨剂( 张一宾 2 0 0 3 ) 。 图1 1 6 化合物x r 1 0 0 s c h e m e1 1 6c o m p o u n dx r - 1 0 0 - 1 0 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 2 0 0 0 年l a m b e r t h , c 等( l a m b e r t h , c e ta 1 2 0 0 0 ) 报道了4 嘧啶氧基和4 _ 嘧啶 胺基二氧戊环和肟酯类化合物的合成，并对其杀螨活性进行测试，测试结果表明： 对欧洲红蜘蛛接触2 - 3d 的i - c 9 5 最好可达o 3p g m l ，8 - 1 0d 最好可达2n g m l ， 沙卵活性测试，处理6d 的l c 9 5 最好可达4p g m l ，同时还对部分化合物测定了 其对p u l m i 的l c g s ，处理2 - 3d 最好可达2 0 a g m l ，对h o n e y b e e s 处理2d ，l c s o 最好可达3 0 p g m l 。大田实验表明部分化合物在用量5 1 0g h a 下，2 1d 后最高 抑制率为1 0 0 。筛选出了一个活性较好的化合物s a n1 3 9 8 a ，大田实验在5g h a 用量下处理2 id ，抑制率为1 0 0 。 s a n1 3 9 8 a 图1 1 7 化合物s a n l 3 9 8 a 。 s c h e m e1 1 7c o m p o u n ds a n l 3 9 8 a 1 1 4 抗癌活性 近年来，对喹唑啉类化合物的研究，主要集中在其抗癌活性方面，表现出具 有抗前列腺癌、肺癌、胃癌和胆癌等的作用，发现其对表皮生长因子( e g f ) 受体 或e g f 受体酪氨酸激酶有抑制作用( l e e , j ye ta 1 2 0 0 3 ) 。 2 0 0 1 年k e l e d j i a n , k 等( k e l e d j i a n , k e ta l2 0 0 1 ) 报道了喹唑啉衍生物特拉唑 嗪( t e r a z o s i n ) 作为a 1 肾上腺受体抑制剂，通过对3 4 位男性良性前列腺癌进行了 t u n e l 测定、细胞增值( g i - 6 7 ) 、微管密度( m v d ) 、血管内皮细胞生长因子( v e g f ) 表达、前列腺特定抗原免疫( p s a ) 活性。结果表明：在前列腺血管中的m v d 有 明显降低( 从1 3 8 降至5 9 ) ，p s a 表达也明显降低( 从7 2 降至1 2 ) ，而v e g f 表达没有明显改变( 控制组为9 4 5 ，处理组为8 9 1 - 8 5 8 ) 。证明喹唑啉碱是a l - 肾上腺的阻断剂，能降低前列腺癌中的血管，是一个有选择性的c t i - 肾上腺受体 拮抗物，可作为有效治疗人类前列腺癌的治疗药物。 2 0 0 4 年d o m i n g u e z e s c r i g , j l 等人( d o m i n g u e z e s c r i g , j l e ta l2 0 0 4 ) 研究 了g e f i t i n i b ( 1 r e s s a , z d l 8 3 9 ) 在治疗膀胱癌方面的作用，活体小鼠试验研究表明： 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 在用量为1 5 0m 眺g d a y 的剂量下，较对照可以明显的减小肿瘤的大小，且连续 观察6 3d 后全部恢复为健康的小鼠。 2 0 0 5 年j i a n g , s p 等人( j i a n g , s p e t a l2 0 0 5 ) 对化合物黄常山碱( f e b r i f u g i n e ) 和卤夫酮( h a l o f u g i n o n e ) 做了小鼠的活体试验，结果表明：对肝癌和脾癌有良好 的抑制作用。 oo h 庐p i ；i 吖，a 弋八一0h n 兰吖的 图1 1 8 化合物黄常山碱和卤夫酮 s c h e m e1 1 8c o m p o u n d sf e b r i f u g i n ea n dh a l o f u g i n o n e 1 1 5 消炎活性 1 9 9 1 年刘进前等报道了( 刘进前等1 9 9 1 ) 2 , 4 二氨基一5 一氯6 一取代苄氨基喹唑啉 类化合物的合成及其抗疟、抗肿瘤、抗菌活性，经对感染伯氏疟原虫僻b e r g h e o 的 鼠抑制性治疗筛选，有八个化合物剂量为2 0m g k g x 4d 时抑制率1 0 0 ，1 9 、2 0 和 2 1 三个化合物剂量5m g k g x 4d 时抑制率在9 0 以j 2 ，体外抗肿瘤试验有四个化合 物的活性优于氨甲喋呤( m d ( ) 和抗生素( s i p i ) ，经对1 8 种常用菌株进行体外筛选， 发现大部分化合物对肺炎双球菌( d p n e u m o n i a e ) s j 有较好的活性，其m i c 为6 2 u g m l ，但对另外的1 7 种菌株均无抑制活性。 x 口字r e l n h 2 1 9 ：r = h ，x = 2 c i ；2 0 ：r = h x = 3 - c i ；2 1 ：r = n o 。x = 4 - b r 图1 1 9 苄氨基喹唑啉 s c h e m e1 1 9b e n z y l a m i n o q u i n a z o l i n e s 2 0 0 4 年p r e e t ，m s b 等报道了( p r c c t ，m s b e ta 1 2 0 0 4 ) 6 - 甲基2 芳基仲胺基 4 芳基喹唑啉的合成及其抗细菌活性。活性测定结果表明，在5 0 z g m l 浓度下， 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 化合物2 2 对金黄色葡萄球菌 a u r e u s ) ，粪肠球菌幔f a e c a l i s ) 和肺炎克雷伯氏菌( 砭 p h e u m o n i a e ) 的抑制活性及化合物2 3 对肺炎克雷伯氏菌的抑制活性均优于对照药剂 环丙沙星。 o r 1 2 2 ：r = p - m e 2 n p h2 3 ：r = p - m e o p h 图1 2 0 化合物2 2 、2 3 s c h e m e1 2 0s t r u c t u r eo f c o m p o u n d s2 2a n d2 3 2 0 0 4 年e l - s a y e d ，r 等( e l - s a y e d ，r e ta l2 0 0 4 ) 合成了1 5 个新的喹唑啉类化合 物，并采用管碟法( c u p p l a t em e t h o d ) 对化合物的离体抑菌( 细菌、真菌) 活性进行了测 试。结果表明：化合物2 4 在2 5 0 z g m l 浓度下，对枯草杆菌僻s u b l i t i s ) 和白色念珠 菌( ca l b i c a n s ) 均有显著的抑制效果，其抑菌圈大于1 6 r e a l 。化合物2 5 在2 5 0 9 9 m l 浓度下对白色念珠菌的抑制效果也很明显，其抑菌圈大于1 6m i l l 。 图1 2 1 化合物2 4 、2 5 的合成 s c h e m e1 2 1c o m p o u n d s2 4 ，2 5 1 1 6 其它生物活性 r - 7 6 8 是新型喹唑啉酮类杀虫剂，由日本农药公司发现并开发。对主要蚜虫 的活性与吡虫啉相当，施药6 天后的活性结果见下表。 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 表1 2 杀虫剂r - 7 6 8 的生物活性 t a b l e1 2e f f e c to f p e s t i c i d er - 7 6 8 杀虫剂 坚銎垒型坐堕 桃蚜棉蚜甘蓝蚜 此外，r 7 6 8 对益虫和非靶标节肢动物，如桑蚕、蜂类及瓢虫等低毒或无毒 ( 万琴，徐尚成1 9 9 9 ) 。 五十年代c u j r a l 等报道了喹唑啉酮的卓越催眠特性，资料表明：喹唑啉二酮 类化合物的药理活性位点是经中枢特别是外围神经，对治疗高血压病有特效，一 些化合物已用于临床治疗( 揭元萍，陈勇军1 9 9 7 ) ，如图1 2 2 中所示化合物 喹唑囔 呱唑嗪 图1 2 2 化台物喹唑嗪和呱唑嗪 s c h e m e1 2 2c o m p o u n d sd o x a z o s i na n dp r a z o s i n 2 0 0 0 年r m l ，s 等人( r a d l ，s e ta 1 2 0 0 0 ) 模拟止痛药安吡昔康( a n p i r t o l i n e ) 设 计合成了喹啉或6 氯喹啉，喹唑啉或6 氯喹唑啉类化合物，所有化合物对安吡 营康的靶标5 h t i b 受体和5 - h t l a 受体进行止痛活性测试，结果表明：对雄性 n m r i 小鼠口服3 0 0 m g a ( g 处理2 0 r a i n 后，化合物2 6 、2 7 ( 见图1 2 3 ) 均有较好的 止痛效果。 h 2 62 7 图1 2 3 喹唑啉化合物2 6 、2 7 s c h e m e1 2 3q u i n a z o l i n ed e r i v a t i v e2 6 ，2 7 1 4 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 1 2 喹唑啉类杀菌剂作用机制 关于喹唑啉类化合物的作用机制，所见文献报道主要集中在医药方面，尤其 是抗癌作用机制方面的研究，据近二十年来的研究报道，喹唑啉类化合物具有多 种抗癌活性，其作用机制现在研究最多的是通过抑制酪氨酸激酶的磷酸化而抑制 各种受体的磷酸化( v a n b r o c k l i n , h 2 0 0 1 ) ，从而达到抗癌的作用，另外还有些喹 唑啉类化合物是d 一肾上腺的阻断齐u ( k d e d j i a n ，k e t a l 2 0 0 1 ) ，能影响前列腺癌中 血管的形成。另外喹唑啉类化合物在农用方面的研究也开始增多，但对其作用机 理的研究所见文献报道不多。 k a p t e y n ，j c 等( k a p t e y n ，j c e ta 1 1 9 9 2 ) 报道，由艾格福公司开发的f l u - q u i n c o n a z o l e 是一种带有三唑结构的喹唑啉类杀菌剂，它对植物病原真菌的作用 机制是抑制麦角甾醇的生物合成，进一步影响细胞膜的完整性，从而达到杀菌的 目的，是一种广谱的内吸性杀菌剂。 刘庆等( 刘庆等1 9 9 6 ) 报道2 , 4 二氨基喹唑啉类化合物是二氢叶酸还原酶抑 制剂，通过抑制胸腺嘧啶核苷酸合成时甲基供体四氢叶酸的合成而影响胸腺嘧啶 核苷酸的合成，具有一定的抗菌作用。 1 9 9 7 年r a m a d a n , a m ( r a m a d a n ，a m 1 9 9 7 ) 通过合成2 甲基- 3 一氨基( 3 h ) - 喹唑啉4 酮的各种阴离子配位体与铜( u ) 形成的复合物发现，它们都具有抗真菌 和抗病毒作用，且复合物的活性比游离的配位体强。这是由于在细胞的氧化过程 中有铜离子参与的电子转移，铜( 1 i ) 的复合物在细胞内被还原为铜( i ) 的复合物， 后者可能催化0 2 到0 2 。的还原反应，而铜( ) 催化o 到h 2 0 2 的歧化反应。0 2 。和 h 2 0 2 由于对细胞膜上的成分具有潜在的氧化作用，可引起细胞毒反应，铜( i ) 还 可通过抑制线粒体的呼吸和破坏细胞变形性来抑制脱氧核糖核酸( d n a ) 的合成 及三磷酸腺苷( a t p ) 的产生。 1 3 结语 通过对近几年来喹唑啉类化合物的生物活性查阅，我们可以看出，喹唑啉类 化合物作为一个小分子化合物，在医用和农用方面都显示出较好的生物活性，因 此预计在不久的将来会有更多地学者投入其研究之中，也会在此类化合物中筛选 出具有更高活性或新作用靶点的化合物。 贵州大学2 0 0 7 届硕士研究生论文 二研究路线设计 2 1 研究的目的和意义 喹唑啉类化合物因其具有广泛的生物活性和多变的结构类型而倍受人们的 关注，成为当前新药研发的热点。本论文对本课题组合成的新型喹唑啉类化合物 进行抑菌活性筛选，及时为化学合成反馈信息，旨在寻找高效抑菌化合物。而搞 清化合物对病原真菌的作用机制，是研发与现有杀菌剂无交互抗性以及能与环 境、生物具有良好相容性的新型杀菌剂的关键。因此，本研究结合当前农用杀菌 剂作用机制的研究方法，从药剂作用后菌体形态及细胞生理生化指标的变化入 手，初步研究了活性化合物抑菌机制，为喹唑啉衍生物进一步的结构优化以及深 入探索其作用机理提供参考。 2 2 拟解决的主要问题 筛选出具有高效抑菌活性的喹唑啉类化合物，建立喹唑啉类抑菌化合物作用 机制初步研究的方法，提出喹唑啉类杀菌剂可能的作用机制，并对所得的数据进 行科学的分析与讨论，为喹唑啉类化合物结构优化及其在绿色杀菌剂的研制过程 中的应用提供参考。 2 3 研究内容 l 、选取三种属性相差较大的植物病原真菌小麦赤霉病原菌( g i b b e r e l l az e a e ) 、 辣椒枯萎病原菌( f u s a r i u mo x y s p o r u m ) 和苹果腐烂病原菌( c y t o s p o r a m a n d s h u r i c a ) ，作为新化合物离体抑菌活性初筛的供试菌种。 2 、选取植物病原真菌三大亚门( 半知菌亚门、子囊菌亚门、鞭毛菌亚f - j ) 中8 个属的9 种真菌，作为测定活性化合物抑菌谱和活性水平的供试菌种，包括：小 麦赤霉病原菌( g i b b e r e l l az e a e ) 、辣椒枯萎病原菌( f u s a r i u mo x y s p o r u m ) 、水稻纹 枯病原菌( t h a n a t e p h o r u sc u c u m e r i s ) 、半夏立枯病原菌( r h i z o c t o n i as o l a n o 、苹果 腐烂病原菌( c y t o s p o r am a n d s h u r i c a ) 、马铃薯晚疫病原菌( p h y t o p h t h o r ai n f e s t a n s ) 、 油菜菌核病原菌( s c l e r o t i n i as c l e r o t i o r u m ) 、黄瓜灰霉病原菌( b o t r y t i sc i n e r e a ) 和苹 果炭疽( c o l l e t o t r i c h