范鐘天， 段文貴， 林桂汕， 陳 銘， 黃 媚

(廣西大學 化學化工學院，廣西 南寧 530004)

茴香醛，也稱對甲氧基苯甲醛，通常將茴香醛直接用作香料或食品添加劑，亦可作合成原料。茴香醛可由中國南方的天然優(yōu)勢生物質資源之一，林產香料植物八角茴香(IlliciumverumHook.f.)精油的主要成分茴腦[1-3]碳碳雙鍵氧化而得[4-5]，也存在于金合歡[6]以及香莢蘭[7]的植物精油之中，但含量均很低。茴腦及其衍生物由于其含有苯丙素類C6-C3共軛分子骨架，具有抗炎[8-9]、抗氧化[10]、抗菌[11]和抗真菌[12]等廣泛的生物活性。因此，將茴腦轉化為高附加值的生物活性化合物是一個重要的研究課題。而研究表明，茴香醛及其衍生物同樣顯示出多種生物活性[13-16]。雙酰肼化合物分子中含有兩個酰胺鍵，有多個氫鍵供體和受體，可形成多重氫鍵，能通過協(xié)同作用克服分子間弱相互作用的不足，在醫(yī)療和農藥領域因其生物活性[17-19]已有廣泛應用。本研究在課題組近年來對天然產物基生物活性化合物研究的基礎上[20-23]，對茴腦開展改性研究。先將茴腦氧化得到的茴香醛為原料，再通過Perkin縮合反應，制備保持有茴腦中苯丙素類C6-C3活性結構單元的羧酸，然后對羧基進一步改性，引入雙酰肼活性基團，合成一系列茴腦基雙酰肼化合物。通過FT-IR、1H NMR、13C NMR 和ESI-MS等方法對目標化合物結構進行表征，并測試其抑菌活性，旨在為我國天然優(yōu)勢資源八角的深度開發(fā)利用提供新的思路。

1 實 驗

1.1 原料、試劑與儀器

茴香醛(GC純度98.0%)，上海麥克林生化科技有限公司；丙酸酐、碘甲烷、系列取代酰氯，均為市售分析純試劑。黃瓜枯萎病菌(Fusariumoxysporum)、花生褐斑病菌(Cercosporaarachidicola)、蘋果輪紋病菌(Physalosporapiricola)、番茄早疫病菌(Alternariasolani)、小麥赤霉病菌(Fusariumgraminearum)、水稻紋枯病菌(Rhizoctoniasolani)、玉米小斑病菌(Helminthosporiummaydis)和西瓜炭疽病菌(Colletetrichumlagenarium)等8種植物病原菌，由南開大學元素有機化學國家重點實驗室生物活性測試室提供。

AVANCE III HD 600 MHz 超導核磁共振波譜儀，瑞士 BRUKER 公司； NICOLET IS 50 FT-IR 紅外光譜儀，TSQ QUANTUM ACCESS MAX 液相色譜-質譜(LC-MS)聯(lián)用儀，美國 THERMO SCIENTIFIC 公司；WATERS 1525 高效液相色譜儀，美國WATERS公司；AGILENT 6890氣相色譜儀，美國AGILENT TECHNOLOGIES公司；海能 MP420 全自動熔點儀，濟南海能儀器股份有限公司。

1.2 茴腦基雙酰肼化合物(6a～6s)的合成

1.2.1合成路線 茴腦基雙酰肼化合物(6a～6s)的合成路線如下所示：

6a:R=H; 6b:R=o-Cl; 6c:R=o-CH3; 6d:R=o-CF3; 6e:R=o-NH2; 6f:R=m-Cl; 6g: R=m-CF3;

1.2.2中間體茴腦基羧酸(3)的制備 參考文獻[23]的方法，在250 mL三口燒瓶中加入茴香醛(2)13.6 g(0.1 mol)和無水乙酸鈉16.4 g(0.2 mol)，室溫條件下攪拌均勻后，緩慢滴加丙酸酐13.0 g(0.1 mol)，滴加完成后逐漸升溫至150 ℃，攪拌加熱12 h，用薄層色譜(TLC)監(jiān)測反應情況。反應結束后，加入20 mL水，使用乙醚洗滌3次，取水相，滴入鹽酸，調節(jié)pH值為1，產生大量白色絮狀沉淀，抽濾，濾渣再用乙醇為溶劑重結晶，得到茴腦基羧酸(3)。

1.2.3中間體茴腦基羧酸甲酯(4)的制備 參照文獻[23]的制備方法，將化合物(3)1.92 g(10 mmol)溶解于30 mL 二氯甲烷(DCM)中，加入3 g碳酸鉀，室溫攪拌均勻后，緩慢滴加碘甲烷1.41 g(10 mmol)。室溫下攪拌反應12 h后，使用乙酸乙酯萃取3次，再用亞硝酸鈉溶液和水分別洗滌3次，取有機相，旋蒸除去溶劑，得到茴腦基羧酸甲酯(4)。

1.2.4中間體茴腦基酰肼(5)的制備 將化合物(4)0.43 g(3.0 mmol)、 2.8 mL水合肼、 40 mL 乙醇混合，80 ℃攪拌，TLC跟蹤反應進程。反應結束后，先將反應液旋蒸除去乙醇，用乙酸乙酯萃取3次，將有機層合并，用飽和NaCl溶液洗滌有機相3次，蒸去溶劑，將所得固體粗品重結晶，得到茴腦基酰肼(5)。

1.2.5目標產物(6a～6s)的合成 將化合物5(2.0 mmol)溶于5 mL吡啶中，再在冰浴下，滴加酰氯(2.0 mmol)，滴加結束后恢復至常溫攪拌5 h，TLC跟蹤反應進程。反應結束后，向反應瓶中滴加1 mol/L鹽酸，直至pH值為1，產生白色沉淀，抽濾，用乙醇作溶劑重結晶，產物抽濾、干燥，得到白色固體，即為茴腦基雙酰肼化合物(6a～6s)。

1.3 目標化合物的結構表征

采用KBr壓片法測定目標化合物的FT-IR；以CDCl3為溶劑，用600 MHz 核磁共振儀進行1H NMR和13C NMR分析；采用電噴霧電離源(ESI)在LC-MS儀上進行質譜分析。

1.4 目標化合物的抑菌活性測試

參照文獻[21]，在目標化合物質量濃度50 mg/L下，采用離體法(即瓊脂稀釋法)，測試目標化合物的抑菌活性。按照相對抑菌率(Ri)進行活性分級：A級Ri≥90%，B級70%≤Ri<90%，C級50%≤Ri<70%，D級Ri<50%。

2 結果與討論

2.1 中間體茴腦基羧酸(3)的構型確定

理論上，中間體茴腦基羧酸(3)的碳碳雙鍵使其存在(Z)和(E)兩種異構體。然而，HPLC分析只顯示一個純度高達96.5%的單峰，說明3是單一構型化合物。從3的NOESY譜圖圖1可知，C11(甲基)上的氫原子與C1、C2、C4、C5(苯環(huán))上的氫原子相關，而與C8(烯鍵)上的氫原子不相關，表明茴腦基羧酸(3)中的碳碳雙鍵為(E)式結構。

圖1 中間體茴腦基羧酸(3)的NOESY譜圖Fig.1 The NOESY spectra of the intermediate anethole-derived carboxylic acid(3)

2.2 目標產物(6a～6s)的表征

在1H NMR譜圖中，目標產物6a～6s兩個N—H化學位移在δ10.7～9.8之間，茴腦骨架碳碳雙鍵上C—H化學位移在δ7.3附近，甲氧基在δ3.8附近，甲基在δ2.09左右。

從質譜數據中可看出化合物6a～6s的質荷比與目標化合物相吻合。

2.3 抑菌活性測試結果

從表1數據可知，在質量濃度50 mg/L時，目標化合物6a～6s對8種植物病原菌均表現出一定的抑菌活性，其中對蘋果輪紋病菌的抑制活性較好。

表1 化合物6a～6s的抑菌活性Table 1 Antifungal activity of compounds 6a-6s

化合物6a(R=H)、6f(R=m-Cl)、6o(R=p-I)、6p(R=p-OH)、6q(R=p-t-Bu)對蘋果輪紋病菌的抑制率分別為94.8%、 96.1%、 91.7%、 96.1%、 91.7%(均為A級活性水平)，均遠優(yōu)于陽性對照百菌清。化合物6b(R=o-Cl)和6c(R=o-CH3)對花生褐斑病菌的抑制率均為80.0%(B級活性水平，優(yōu)于陽性對照百菌清)?；衔?e(R=o-NH2)對番茄早疫病菌的抑制率為84.1%(B級活性水平，優(yōu)于陽性對照百菌清)。化合物6f(R=m-Cl)和6p(R=p-OH)值得進一步研究。本系列化合物的構效關系不明顯。

3 結 論

3.1以茴腦氧化得到的茴香醛為原料，通過Perkin縮合反應，制備含有茴腦中苯丙素類C6-C3活性結構單元的羧酸，再經酯化、肼解和N-?；磻?，合成得到19個茴腦基雙酰肼化合物(6a～6s)。采用FT-IR、1H NMR、13C NMR和ESI-MS對目標化合物結構進行了表征。

3.2初步的抑菌活性測試表明：在目標化合物質量濃度為50 mg/L時，6a、6f、6o、6p、6q對蘋果輪紋病菌的抑制率分別為94.8%、 96.1%、 91.7%、 96.1%、 91.7%(均為A級活性水平)，均遠優(yōu)于陽性對照百菌清?；衔?f和6p值得進一步研究。

致謝：抑菌活性由南開大學元素有機化學國家重點實驗室生物活性測試室測定，謹表謝意。