[01626053]新型芳基吡唑类席夫碱配合物的合成及生物活性

⑴课题来源与背景 在国内外的农药研究中,杂环化合物由于其选择性好、活性高、用量少、毒性低以及在有害物生化生理反应中的特异性而成为研究的主体。杂环化合物中的吡咯、吡啶、嘧啶、咪唑以及三唑等几类化合物中不断涌现出一些具有划时代意义的新颖药剂,从而引起了人们的重视,成为在农药领域开发的热点之一。金属配合物具有生物活性是早已熟知的事实,许多金属参与蛋白质的合成与分解,特别是生物体中金属蛋白酶是一类极其重要的酶,它参与体内氧化、还原反应、电子传递等多种生命过程,而其中起关键作用的部分是金属离子与其周围的配位结构,因此研究金属配合物的活性与微环境的结构关系对于阐明某些生命过程具有十分重要的意义,同时可以为我们寻找高效低毒环境友好型的农药先导化合物提供依据。 ⑵ 本项目的研究目的和意义 芳基吡唑类化合物因具有不同的生物活性,如杀虫、除草、杀菌、杀螨等,从而引起人们对这类化合物的广泛兴趣并进行了深入研究。4-氨基安替比林衍生物在镇痛、抗菌和抗肿瘤活性及化学分析等方面已得到应用。氨基酸酯类化合物及其衍生物也具有很好的应用性能,后者作为食品的保鲜剂和添加剂、化妆品的乳化剂和矿物浮选剂等应用到生产生活的各个方面。更重要的是它们可作为药物作用于机体,利用氨基酸对生物体的特殊渗透性和酶催化的专一性,用氨基酸作载体,将具有生物活性的分子或者基团引入机体,既增加了药物在体内的溶解和吸收,又降低了药物的毒副作用。研究还发现,这类物质还具有滋润皮肤、防锈、杀虫灭菌、抑制植物体内乙烯含量,抗微生物、抗氧化性,软化纤维素等优良特性,用这类化合物合成的农药,对昆虫、杂草和菌类等有强烈的生理作用,它们很容易被日光和自然界中的微生物降解,在土壤、动植物体内和果实中不留残毒,其降解物质还可作为农作物的营养物质,提高农作物的质量和产量。若将其引入芳基吡唑类化合物分子中,既可以拓宽化合物的生物活性范围,促进其在生物体内的溶解和吸收,增强药效;又可以降低其毒性,对其生物功能的发挥具有有益作用。进一步合成金属配合物以后,能够改善配位环境。由于配合物的生物活性不仅和金属中心的配位结构有关,还和金属活性中心周围的微环境有关,配位环境改善后,也能使配合物的生物活性得到更好的改善。 ⑶主要论点与论据 本项目设计合成了β-二化合物l-苯基-3-甲基-4-甲酰基-5-吡唑啉酮（PMFP）,l-苯基-3-甲基-4-乙酰基-5-吡唑啉酮（PMAP）,l-苯基-3-甲基-4-苯酰基-5-吡唑啉酮（PMTP）以及l-苯基-3-甲基-4-噻吩甲酰基-5-吡唑啉酮（PMTP）;进一步与氨基硫脲,苯甲酰肼,甘二肽甲酯等反应合成了9种未见文献报道的芳基吡唑;最后将合成的9种席夫碱分别与不同金属离子如铜、镍、钴、锌等离子配位得到16种未见文献报道的金属配合物。 对合成的希夫碱及配合物进行了紫外、红外等表征,结果表明配体与金属离子按照2：1的比例配位形成金属配合物。运用X-射线单晶衍射法测得了3个未见文献报道的PMTP缩甘二肽甲酯,PMTP缩苯甲酰肼以及PMTP缩氨基安替吡啉的晶体结构。晶体结构显示所合成的希夫碱化合物主要以烯胺酮式结构存在。采用单片纸碟法测定了所合成化合物对大肠杆菌和枯草杆菌的抑菌活性,实验结果发现希夫碱及金属配合物都有一定的抑菌活性,且配合物明显好于配体,有望成为活性较好的抑菌药物。采用平皿法初步测定了化合物对小麦和油菜的抑制能力,结果表明合成化合物对油菜根的生长几乎达到完全抑制,而对小麦的抑制作用则相对较弱。 ⑷创见与创新 目前国内外对于芳基吡唑类化合物的研究主要局限于简单的酰基化,酯化,醚化,酰胺化等等,直接将氨基酸酯、小肽等直接引入分子中的研究不多,对其生物活性的研究和结构与活性的关系报道较少。课题学术特点和创新之处在于设计合成和自组装有生物活性的芳基吡唑类席夫碱及其金属配合物;利用分子力学、分子动力学以及量子化学等手段探索结构与活性的关系,筛选高效低毒的环境友好型农药的先导化合物。 ⑸社会经济效益,存在的问题; 本课题在于设计合成和自组装有生物活性的芳基吡唑类席夫碱及其金属配合物;利用分子力学、分子动力学以及量子化学等手段探索结构与活性的关系,筛选高效低毒的环境友好型农药的先导化合物。研究成果在理论上对于从原子和分子水平上揭示生物活性与结构的关系有重要的学术价值,在应用方面可望对有实用价值的高效低毒的环境友好型农药的开发提供帮助。