新型含取代哌嗪的咖啡因衍生物的合成、结构表征及生物活性研究

作者：张舒昀; 刘航; 汪蕾; 李正名; 王宝雷^*

来源：有机化学, 2021, 41(10): 4075-4082.

• 黄嘌呤
• 咖啡因
• 哌嗪
• 合成
• 杀虫活性
• 抑菌活性

基于在咖啡因8-位引入哌嗪活性基团的策略,以8-氯茶碱和取代哌嗪为原料,利用N-甲基化、亲核取代、(保护)脱保护等多步反应,合成了16个新型含取代哌嗪的咖啡因衍生物Ia～Ip,通过熔点、1H NMR、13C NMR和HRMS对新化合物进行了结构确认和表征,获得了8-(4-(3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酰基)哌嗪-1-基)-1,3,7-三甲基-3,7-二氢-1H-嘌呤-2,6-二酮(Ip)的单晶结构.生物活性测试结果表明,目标化合物大多对小菜蛾(Plutella xylostella L.)和东方粘虫(MythimnaseparataWalker)表现出显著的杀虫活性,尤其针对小菜蛾,部分化合物活性优于咖啡因,其中8-(4-(4-氟苯基)哌嗪-1-基)-1,3,7-三甲基-3,7-二氢-1H-嘌呤-2,6-二酮(Ie)和1,3,7-三甲基-8-(4-(4-硝基苯甲酰基)哌嗪-1-基)-3,7-二氢-1H-嘌呤-2,6-二酮(In)在100 mg·L-1分别具有60%和53%的致死率.此外,部分化合物在50 mg·L-1测试浓度下对苹果轮纹病菌(Physalospora piricola)、小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)和油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)等具有50%以上的抑制活性.研究结果可为基于黄嘌呤类天然产物结构的新型农药分子设计提供重要参考.

• 单位
  南开大学; 元素有机化学国家重点实验室