賀宏偉, 徐 丹,2, 徐 功*,,2

(1.植保資源與病蟲害治理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北農(nóng)林科技大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省天然產(chǎn)物化學(xué)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北農(nóng)林科技大學(xué) 化學(xué)與藥學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

植物病毒是一類危害農(nóng)作物的重要病原，可侵染糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、園藝觀賞植物而使得植物產(chǎn)量下降和品質(zhì)降低。使用抗病毒藥劑是防治植物病毒病不可缺少的有效手段[1-3]。然而，目前僅有少數(shù)商品化藥劑用于防治植物病毒病，如寧南霉素、病毒唑、香菇多糖、氨基寡糖素等[4]，這些藥劑因其藥效有限 (一般低于60%) 而受到較大限制[5]。因此，創(chuàng)制高效、安全、環(huán)境友好的新型抗病毒藥劑迫在眉睫。結(jié)構(gòu)新穎的天然產(chǎn)物是新型農(nóng)藥的重要來(lái)源[6-8]，它不僅可以提供獨(dú)特的作用方式，還具有良好的環(huán)境相容性[9]，因此以天然產(chǎn)物作為先導(dǎo)化合物開(kāi)發(fā)新型抗植物病毒劑受到了廣泛的關(guān)注[10]，這對(duì)于開(kāi)發(fā)綠色抗植物病毒劑具有重要的意義。

木脂素是一類由苯丙素氧化聚合而成的天然產(chǎn)物，廣泛存在于植物中[11]，具有抗氧化[12]、抗腫瘤[13]、殺蟲[14]、抑菌[15]和抗病毒[16-18]等多種生物活性。2012 年，高雪梅等[19]從煙草Nicotiana Tabacum中分離得到一種降木脂素類化合物nicotlactone A (圖式1)，其核心骨架含有γ-丁內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，通過(guò)抗病毒活性測(cè)試發(fā)現(xiàn)，nicotlactone A 在濃度20 μmol/L 下對(duì)煙草花葉病毒 (TMV) 的抑制率達(dá)到58.4%，表現(xiàn)出較高的抗病毒活性，優(yōu)于對(duì)照藥劑寧南霉素和病毒唑等。另外，其他含有γ-丁內(nèi)酯或者四氫呋喃結(jié)構(gòu)的木脂素類化合物，如nicotnorlignan A、nicotnorlignan C、nicotlactone B、austrobailignan 和clinopodphenol B 也表現(xiàn)出一定的抗病毒活性[20-23](圖式1)。

圖式 1 含有γ-丁內(nèi)酯或四氫呋喃結(jié)構(gòu)片段的木脂素類天然產(chǎn)物Scheme 1 Natural products containing γ-butyrolactone or tetrahydrofuran structural fragments

基于nicotlactone A 具有較好的抗TMV 活性，本課題組近期對(duì)nicotlactone A (L1，圖式2)的合成和構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：γ-丁內(nèi)酯環(huán)上8 位甲基對(duì)該類化合物的抗TMV 活性影響較小[24]，合成的(±)-nicotlactone A (L1) 和(±)-8-demethylnicotlactone A (L2，圖式2) 在500 μg/mL下對(duì)TMV 的鈍化活性分別為78.3%和72.8%，優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照病毒唑 (53.5%)，且與寧南霉素 (73.6%)活性相當(dāng)?；衔風(fēng)2 的合成是以苯并[1,3]二氧雜-5-甲醛為原料，經(jīng)Babier 反應(yīng)和Mukaiyama 水合反應(yīng)2 步所得，合成路線相對(duì)簡(jiǎn)短，然而存在關(guān)鍵步驟Mukaiyama 水合反應(yīng)不易放大，且產(chǎn)物以非對(duì)映體混合物的形式存在的問(wèn)題，從而限制了化合物L(fēng)2 的規(guī)?；铣珊瓦M(jìn)一步應(yīng)用。基于此，本研究以化合物L(fēng)2 為先導(dǎo)化合物，通過(guò)骨架躍遷的策略，將苯環(huán)遷移到9'位甲基，設(shè)計(jì)合成一系列具有全新骨架的α-羥基-γ-丁內(nèi)酯類化合物并對(duì)其抗病毒活性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期找到易于合成的高抗病毒活性候選化合物。

目標(biāo)化合物的設(shè)計(jì)見(jiàn)圖式2，合成路線見(jiàn)圖式3。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Burker AV-400 核磁共振波譜儀 (以TMS 為內(nèi)標(biāo)，氘代二甲基亞砜或氘代氯仿為溶劑)，柱層析硅膠 (篩孔徑48～75 μm) 和薄層層析硅膠板(GF254型) 均購(gòu)于青島海洋化工廠；所用試劑均為市售分析純或化學(xué)純。

圖式 2 目標(biāo)化合物的設(shè)計(jì)Scheme 2 Design of the target compounds

1.2 化合物的合成

1.2.1 中間體化合物 (2a～2b，6a～6r，7a～7c) 的合成 以化合物2a 的合成為例。參考文獻(xiàn)反應(yīng)條件[25-26]，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將苯并[1,3]二氧雜-5-甲醛(1a，300.2 mg，2 mmol) 和α-溴代丁內(nèi)酯 (396.0 mg，2.4 mmol) 溶于8 mL 無(wú)水叔丁醇和四氫呋喃 (3 : 1)的混合溶劑中。將反應(yīng)體系置于0 ℃下，在30 min內(nèi)分批加入t-BuOK (269.3 mg，2.4 mmol)，并將所得懸浮液在相同溫度下攪拌1 h，最后將得到的淡黃色混合物移至室溫下繼續(xù)攪拌12 h。待反應(yīng)結(jié)束后，用冰水 (20 mL) 淬滅反應(yīng)。分離有機(jī)相，并用乙酸乙酯萃取水相，合并有機(jī)相后用飽和食鹽水 (20 mL) 洗滌，無(wú)水MgSO4干燥，過(guò)濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到中間體化合物2a，無(wú)需純化直接投入下一步反應(yīng)。

1.2.2 目標(biāo)化合物 (3a～3b，8a～8r，9a～9c) 的合成以化合物3a 的合成為例。參考文獻(xiàn)方法[27]，向反應(yīng)管中依次加入2a (234.1 mg，1 mmol)、Pd/C (25 mg，10% Pd) 和20 mL 乙酸乙酯，隨后加入甲酸 (30 μL，2 mmol) 和三乙胺 (112 μL，2 mmol)，在80 ℃下封管反應(yīng)3 h。冷卻至室溫，經(jīng)硅藻土抽濾，濾出Pd/C 催化劑，減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫除溶劑，獲得粗產(chǎn)物。通過(guò)硅膠柱色譜法 (V(乙酸乙酯) :V(石油醚)=1 : 3 至1 : 1) 純化粗產(chǎn)物，得到目標(biāo)化合物3a。

3-(苯并[d][1,3]二氧雜環(huán)-5-基甲基)-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (3a)：白色固體, 81%, m.p.119.8-121.3 ℃;1H NMR(400 MHz, CDCl3)δ6.80-6.69 (m, 2H), 6.72-6.63 (m, 1H),5.95 (s, 2H), 4.30 (ddd,J=9.1, 8.3, 4.4 Hz, 1H), 3.87 (ddd,J=9.1, 8.0, 7.1 Hz, 1H), 2.97 (s, 2H), 2.42-2.25 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.8, 148.0, 147.2, 127.8, 123.4,110.5, 108.6, 101.3, 75.3, 65.3, 43.3, 34.1; HRMS-ESI (m/z)(M + Na)+計(jì)算值259.0577, 測(cè)試值259.0580.

3-(2,3-二氫苯并[b][1,4]二氧雜環(huán)-6-基甲基)-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (3b)：白色固體, 77%, m.p.132.7-134.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ6.80 (d,J=8.2 Hz, 1H), 6.76 (d,J=2.1 Hz, 1H), 6.70 (dd,J=8.2, 2.1 Hz, 1H), 4.29 (td,J=8.7,4.3 Hz, 1H), 4.24 (s, 4H), 3.90-3.80 (m, 1H), 2.94 (d,J=1.7 Hz, 2H), 2.41-2.22 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.8, 143.6, 143.2, 127.4, 123.1, 118.9, 117.6, 75.3, 65.4, 64.4(2C), 42.8, 34.1; HRMS-ESI (m/z) C13H14NaO5+(M + Na)+計(jì)算值273.0733, 測(cè)試值273.0743.

3-[(2-氟苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8a)：白色固體, 86%, m.p.133.4-135.1 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.27-7.14 (m, 2H), 7.08-6.91 (m, 2H), 4.27 (td,J=8.6, 4.5 Hz, 1H), 3.98 (dt,J=9.1, 7.4 Hz, 1H), 3.10-2.93 (m, 2H),2.35-2.11 (m, 2H)；13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.9,161.5 (d,J=244.7 Hz), 132.7 (d,J=4.1 Hz), 129.4 (d,J=8.3 Hz), 124.5 (d,J=3.6 Hz), 121.7 (d,J=15.5 Hz), 115.5 (d,J=22.6 Hz), 75.3, 65.6, 35.5 (d,J=1.8 Hz), 34.2 (d,J=1.9 Hz);HRMS-ESI (m/z) C11H11FNaO3+(M + Na)+計(jì)算值233.0584,測(cè)試值233.0588.

3-[(3-氟苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8b)：白色固體, 84%, m.p.130.2-131.5 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.34-7.24 (m, 1H), 7.01 (dt,J=16.2, 7.0 Hz, 3H), 4.33 (ddd,J=9.5, 8.0, 5.0 Hz, 1H), 3.91 (dt,J=9.3, 7.4 Hz, 1H), 3.34-3.16(m, 1H), 3.12-2.95 (m, 2H), 2.40-2.17 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.9, 162.9 (d,J=246.4 Hz), 136.9 (d,J=7.3 Hz), 130.2 (d,J=8.3 Hz), 126.0 (d,J=2.9 Hz), 117.2 (d,J=21.4 Hz), 114.6 (d,J=20.9 Hz), 75.3, 65.6, 42.8 (d,J=1.8 Hz), 34.0;HRMS-ESI (m/z) C11H11FNaO3+(M + Na)+計(jì)算值233.0584,測(cè)試值233.0589.

3-[(4-氟苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8c)：白色固體, 75%, m.p.126.1-128.4 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.25-7.18 (m, 2H), 7.06-6.95 (m, 2H), 4.31 (ddd,J=9.1, 8.0,4.9 Hz, 1H), 3.86 (dt,J=9.1, 7.4 Hz, 1H), 3.34-3.11 (m, 1H),3.07-2.96 (m, 2H), 2.39-2.23 (m, 2H);13C NMR (101 MHz,CDCl3)δ179.0, 162.4 (d,J=246.0 Hz), 131.8, 131.7, 130.2 (d,J=3.4 Hz), 115.7, 115.5, 75.4 (d,J=1.4 Hz), 65.5, 42.4, 34.0;HRMS-ESI (m/z) C11H11FNaO3+(M + Na)+計(jì)算值233.0584,測(cè)試值233.0589.

3-[(2-氯苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8d)：白色固體, 33%, m.p.118.2-120.1 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.44-7.29 (m, 1H), 7.27 (d,J=6.6 Hz, 2H), 7.14 (dd,J=6.0,2.7 Hz, 1H), 4.34 (ddd,J=17.5, 8.7, 4.2 Hz, 1H), 3.93 (dt,J=9.4, 7.4 Hz, 1H), 3.06-2.95 (m, 2H), 2.35-2.24 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.7, 136.6, 134.5, 131.8, 130.3,128.5, 127.8, 75.2, 65.5, 42.7, 34.0; HRMS-ESI (m/z)C11H12ClO3+(M + H)+計(jì)算值227.0469, 測(cè)試值227.0479.

3-[(3-氯苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8e)：白色固體, 36%, m.p.125.3-126.2 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.36-7.27 (m, 3H), 7.24-7.18 (m, 1H), 4.39-4.26 (m, 1H),3.85 (ddt,J=49.8, 9.0, 7.5 Hz, 1H), 3.11-2.97 (m, 2H),2.44-2.24 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.8,134.3, 131.6, 130.2, 128.9, 128.8, 127.6, 75.2, 65.4, 42.6, 34.0;HRMS-ESI (m/z) C11H11ClNaO3+(M + Na)+計(jì)算值249.0289,測(cè)試值249.0298.

3-[(4-氯苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8f)：白色固體, 67%, m.p.133.5-135.5 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.34-7.27 (m, 2H), 7.23 (dtd,J=8.1, 4.5, 3.7, 2.0 Hz, 2H), 4.24(td,J=8.7, 4.4 Hz, 1H), 3.74 (dt,J=9.0, 7.6 Hz, 1H), 3.03 (s,2H), 2.88 (d,J=9.8 Hz, 1H), 2.40-2.20 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ179.0, 134.3, 130.2 (2C), 128.8 (2C), 127.6,75.4, 65.4, 43.6, 34.1; HRMS-ESI (m/z) C11H12ClO3+(M + H)+計(jì)算值227.0469, 測(cè)試值227.0479.

3-羥基-3-[(2-甲基苯基) 甲基]四氫呋喃-2-酮 (8g)：白色固體, 89%, m.p.=124.1-126.7 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ7.37-7.17 (m, 4H), 4.40 (dt,J=9.1, 6.3 Hz, 1H), 4.02(q,J=7.8 Hz, 1H), 3.31-3.10 (m, 2H), 2.95 (s, 1H), 2.43 (m,5H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.9, 137.3, 132.8,130.9, 130.9, 127.6, 126.3, 75.5, 65.5, 39.5, 34.5, 20.2; HRMSESI (m/z) C12H14NaO3+(M + Na)+計(jì)算值229.0835, 測(cè)試值229.0842.

3-羥基-3-[(3-甲基苯基) 甲基]四氫呋喃-2-酮 (8h)：白色固體, 91%, m.p.108.2-110.5 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ7.41 (t,J=7.4 Hz, 1H), 7.30 (d,J=7.6 Hz, 1H), 7.25(d,J=8.2 Hz, 2H), 4.48 (td,J=8.7, 4.4 Hz, 1H), 3.98 (dt,J=9.1,7.6 Hz, 1H), 3.23 (s, 2H), 2.62-2.55 (m, 1H), 2.54 (s, 3H),2.48 (dd,J=13.3, 8.1 Hz, 1H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ179.1, 138.4, 134.2, 130.9, 128.6, 128.3, 127.2, 75.4, 65.4,43.4, 34.1, 21.5; HRMS-ESI (m/z) C12H14NaO3+(M + Na)+計(jì)算值229.0835, 測(cè)試值229.0840.

3-羥基-3-[(4-甲基苯基) 甲基]四氫呋喃-2-酮 (8i)：白色固體, 83%, m.p.115.3-118.4 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ7.13 (s, 4H), 4.27 (td,J=8.7, 4.2 Hz, 1H), 3.77 (dt,J=8.7, 7.5 Hz, 1H), 3.02 (s, 2H), 2.42-2.24 (m, 5H);13C NMR(101 MHz, CDCl3)δ179.0, 137.3, 131.1, 130.1 (2C), 129.5 (2C),75.4, 65.3, 43.2, 34.1, 21.2; HRMS-ESI (m/z) C12H14NaO3+(M + Na)+計(jì)算值229.0835, 測(cè)試值229.0836.

3-羥基-3-[(2-甲氧基苯基) 甲基]四氫呋喃-2-酮 (8j)：白色固體, 88%, m.p.139.8-142.1 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ7.31-7.26 (m, 1H), 7.17 (dd,J=7.4, 1.7 Hz, 1H),6.99-6.86 (m, 2H), 4.33 (td,J=8.6, 3.8 Hz, 1H), 4.09 (td,J=8.8, 6.8 Hz, 1H), 3.84 (s, 3H), 3.50 (s, 1H), 3.34 (d,J=13.9 Hz, 1H), 2.88 (d,J=13.9 Hz, 1H), 2.36 (ddd,J=13.1, 6.7, 3.8 Hz, 1H), 2.22 (dt,J=13.1, 8.4 Hz, 1H);13C NMR (101 MHz,CDCl3)δ178.7, 157.7, 132.1, 129.1, 123.3, 121.2, 110.9, 75.6,65.3, 55.6, 36.9, 34.6; HRMS-ESI (m/z) C12H14NaO4+(M +Na)+245.0784 計(jì)算值245.0784, 測(cè)試值245.0786.

3-羥基-3-[(3-甲氧基苯基) 甲基]四氫呋喃-2-酮 (8k)：白色固體, 86%, m.p.130.1-133.2 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ7.23 (d,J=7.8 Hz, 1H), 6.86-6.75 (m, 3H), 4.28 (td,J=8.7, 4.3 Hz, 1H), 3.82 (s, 1H), 3.79 (s, 3H), 3.03 (s, 2H),2.80 (s, 1H), 2.44-2.24 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.9, 159.9, 135.8, 129.8, 122.5, 115.9, 113.0, 75.4, 65.4,55.4, 43.6, 34.2; HRMS-ESI (m/z) C12H14NaO4+(M + Na)+245.0784 計(jì)算值245.0784, 測(cè)試值245.0793.

3-羥基-3-[(4-甲氧基苯基) 甲基]四氫呋喃-2-酮 (8l)：白色固體, 83%, m.p.154.5-155.8 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ7.16 (d,J=8.6 Hz, 2H), 6.85 (d,J=8.5 Hz, 2H), 4.26(td,J=8.7, 4.4 Hz, 1H), 3.84-3.70 (m, 4H), 3.03 (s, 1H), 3.00(s, 2H), 2.40-2.23 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ179.1, 159.1, 131.2, 126.2, 114.2, 75.5, 65.3, 55.4, 42.7, 34.1;HRMS-ESI (m/z) C12H14NaO4+(M + Na)+245.0784 計(jì)算值245.0784, 測(cè)試值245.0794.

3-[(3,4-二甲氧基苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8m)：白色固體, 69%, m.p.159.2-161.3 ℃;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ6.77 (d,J=5.4 Hz, 3H), 4.25 (td,J=8.6, 4.5 Hz, 1H),3.84 (s, 6H), 3.75 (dt,J=9.1, 7.5 Hz, 1H), 2.99 (d,J=2.2 Hz,2H), 2.39-2.21 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, DMSO-d6)δ179.2, 149.0, 148.5, 126.7, 122.3, 113.2, 111.3, 75.5, 65.4,56.0, 55.9, 43.1, 34.1; HRMS-ESI (m/z) C13H16NaO5+(M + Na)+計(jì)算值275.0890, 測(cè)試值275.0896.

3-[(2,3,4-三甲氧基苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮(8n)：白色固體, 66%, m.p.157.5-159.8 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ6.86 (d,J=8.4 Hz, 1H), 6.64 (d,J=8.4 Hz, 1H),4.34 (td,J=8.6, 4.0 Hz, 1H), 4.16-4.07 (m, 1H), 3.92 (d,J=1.0 Hz, 3H), 3.89-3.78 (m, 6H), 3.20 (d,J=14.0 Hz, 1H), 2.79 (d,J=14.0 Hz, 1H), 2.33 (ddd,J=13.3, 7.1, 4.3 Hz, 1H), 2.18 (dt,J=13.2, 8.2 Hz, 1H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.7,153.5, 152.0, 142.2, 125.9, 120.4, 107.6, 75.6, 65.3, 61.2, 61.0,56.1, 36.8, 34.4; HRMS-ESI (m/z) C14H18NaO6+(M + Na)+計(jì)算值305.0996, 測(cè)試值305.1004.

3-[(3,4,5-三甲氧基苯基) 甲基]-3-羥基四氫呋喃-2-酮(8o)：白色固體, 84%, m.p.164.3-166.2 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ6.45 (s, 2H), 4.30 (td,J=8.5, 4.7 Hz, 1H), 3.86(d,J=1.9 Hz, 1H), 3.84 (s, 6H), 3.83 (s, 3H), 3.00 (d,J=3.2 Hz,2H), 2.34 (ddd,J=17.0, 7.9, 5.2 Hz, 2H);13C NMR (101 MHz,CDCl3)δ178.8, 153.4, 137.5, 129.9, 107.2, 75.4, 65.4, 61.0,56.3, 43.9, 34.3; HRMS-ESI (m/z) C14H18NaO6+(M + Na)+計(jì)算值305.0996, 測(cè)試值305.1000.

3-羥基-3-[4-(三氟甲基) 苯基]甲基-四氫呋喃-2-酮 (8p)：白色固體, 67%, m.p.127.5-130.1 ℃1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ7.58 (d,J=8.0 Hz, 2H), 7.39 (d,J=7.9 Hz, 2H), 4.35(ddd,J=9.3, 7.7, 5.4 Hz, 1H), 3.97 (dt,J=9.2, 7.3 Hz, 1H), 3.37(s, 1H), 3.19-2.97 (m, 2H), 2.37-2.22 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.8, 138.7, 138.7, 130.7(2C), 129.9 (q,J=32.5 Hz), 125.6 (q,J=3.6 Hz), 124.2 (q,J=272.7 Hz), 75.2,65.6, 42.7, 34.1; HRMS-ESI (m/z) C12H11F3NaO3+(M + Na)+計(jì)算值283.0552, 測(cè)試值283.0562.

3-羥基-3-[4-氰基苯基]甲基-四氫呋喃-2-酮 (8q)：白色固體, 71%, m.p.130.1-132.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.63 (d,J=7.9 Hz, 2H), 7.38 (d,J=7.9 Hz, 2H), 4.38 (dt,J=9.3, 6.5 Hz, 1H), 4.03 (dt,J=9.5, 7.3 Hz, 1H), 3.18-3.01 (m,2H), 2.30 (t,J=6.9 Hz, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.2, 140.1, 132.4 (2C), 131.1 (2C), 118.7, 111.6, 75.0, 65.5,43.1, 34.2; HRMS-ESI (m/z) C12H12NO3+(M + H)+計(jì)算值218.0812, 測(cè)試值218.0820.

3-芐基-3-羥基四氫呋喃-2-酮 (8r)：白色固體, 84%,m.p.110.3-113.5 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.29-7.21(m, 3H), 7.20-7.16 (m, 2H), 4.21 (td,J=8.7, 4.3 Hz, 1H), 3.70(dt,J=9.1, 7.6 Hz, 1H), 3.00 (s, 2H), 2.35-2.16 (m, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ179.1, 134.2, 130.2 (2C), 128.8(2C), 127.6, 75.4, 65.4, 43.5, 34.0; HRMS-ESI (m/z)C11H12NaO3+(M + Na)+計(jì)算值215.0679, 測(cè)試值215.0685.

3-羥基-3-(吡啶-2-基甲基) 四氫呋喃-2-酮 (9a)：黃色固體, 46%, m.p.133.5-135.2 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ8.53-8.47 (m, 1H), 7.68 (td,J=7.7, 1.8 Hz, 1H), 7.24-7.13 (m,2H), 4.44 (ddd,J=9.2, 7.5, 5.9 Hz, 1H), 4.25 (ddd,J=9.1, 7.3,6.3 Hz, 1H), 3.24-3.08 (m, 2H), 2.33 (dddd,J=41.5, 13.2, 7.4,6.1 Hz, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ177.2, 157.2,148.3, 137.6, 124.5, 122.5, 74.8, 65.3, 41.2, 36.3; HRMS-ESI(m/z) C10H12NO3+(M + H)+計(jì)算值194.0812, 測(cè)試值194.0822.

3-羥基-3-(吡啶-3-基甲基) 四氫呋喃-2-酮 (9b)：淡黃色固體, 34%, m.p.128.4-130.3 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ8.53-8.43 (m, 2H), 7.65 (dt,J=7.9, 2.0 Hz, 1H), 7.27 (s, 1H),4.39 (ddd,J=9.2, 7.2, 6.1 Hz, 1H), 4.10 (dt,J=9.1, 7.0 Hz, 1H),3.12 (d,J=14.0 Hz, 1H), 2.30 (td,J=7.2, 6.7, 1.6 Hz, 2H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.2, 150.7, 148.2, 138.5, 131.0,123.7, 74.7, 65.5, 40.1, 34.7; HRMS-ESI (m/z) C10H12NO3+(M + H)+計(jì)算值194.0812, 測(cè)試值194.0821.

3-羥基-3-(吡啶-4-基甲基) 四氫呋喃-2-酮 (9c)：淡黃色固體, 31%, m.p.136.0-137.8 ℃;1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ8.53-8.47 (m, 2H), 7.26-7.19 (m, 2H), 4.37 (td,J=8.7, 4.0 Hz, 1H), 4.17-4.08 (m, 1H), 3.36-3.13 (m, 2H), 2.42 (ddd,J=13.3, 6.9, 4.1 Hz, 1H), 2.28 (dt,J=13.3, 8.2 Hz, 1H);13C NMR (101 MHz, CDCl3)δ178.7, 148.9 (2C), 143.5, 125.4 (2C),75.5, 65.7, 39.1, 34.1; HRMS-ESI (m/z) C10H12NO3+(M + H)+計(jì)算值194.0812, 測(cè)試值194.0816.

1.3 抗病毒活性測(cè)試

供試病毒為煙草花葉病毒 (TMV)，供試植株為心葉煙 (TMV 寄主)，均為西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院植物病毒學(xué)團(tuán)隊(duì)提供。

對(duì)照藥劑：8%寧南霉素 (ningnanmycin) 水劑，購(gòu)于德強(qiáng)生物股份有限公司；98%病毒唑 (ribavirin)原藥，購(gòu)于安耐吉化學(xué)。

1.3.1 煙草花葉病毒提純 選取接種21 d 以上，受到TMV 病毒系統(tǒng)侵染的普通煙Nicotiana tabacumK326 植株的上部葉片，剪掉葉脈后按文獻(xiàn)報(bào)道的方法[28]提純。

1.3.2 供試藥液的配制 稱取2 mg 目標(biāo)化合物置于1.5 mL 離心管中，加入25 μL 二甲基亞砜(DMSO) 使其溶解，用含體積分?jǐn)?shù)為1% Tween 80的二次蒸餾水定容至4 mL，將其配制成500 μg/mL的藥液。取1 mL 上述藥液，加入等體積含1% Tween 80 的二次蒸餾水，配制成250 μg/mL 的藥液，再依次稀釋，配制成125、62.5、31.25 μg/mL 的系列質(zhì)量濃度藥液，用于測(cè)定化合物的EC50值。同法配制病毒唑藥液。用二次蒸餾水代替上述含1%Tween 80 的二次蒸餾水進(jìn)行稀釋，配制寧南霉素供試藥液。

1.3.3 體外鈍化TMV 活性測(cè)定 采用半葉枯斑法[29-30]測(cè)定。選取健康、生長(zhǎng)旺盛5～6 葉期的心葉煙，將500 μL 供試化合物藥液與20 μg/mL 的TMV 病毒等體積混合30 min 后接種到心葉煙左半葉，右半葉接種蒸餾水與TMV 病毒等體積混合液，作為對(duì)照。采用常規(guī)機(jī)械摩擦法接種。每處理3～5 片煙葉，試驗(yàn)重復(fù)3 次，對(duì)照藥劑為病毒唑和寧南霉素。在溫度為 (25 ± 1) ℃、光照10 000 lx的培養(yǎng)箱中保濕培養(yǎng)3～4 d 后，觀察葉片上的枯斑數(shù)，記錄對(duì)照組和化合物處理組的枯斑數(shù)，分別記作N1和N2，按照 (1) 式計(jì)算抑制率 (I)。

1.3.4 保護(hù)活性測(cè)定 選取健康、生長(zhǎng)旺盛的5～6 葉期心葉煙為枯斑寄主，藥劑處理濃度及培養(yǎng)條件同1.3.3 節(jié)。將化合物左半葉進(jìn)行藥物處理，右半葉進(jìn)行清水處理。在施藥12 h 后于整個(gè)葉片接種TMV 病毒，測(cè)定化合物對(duì)TMV 病毒侵染心葉煙草的保護(hù)作用。每處理3～5 個(gè)葉片，重復(fù)3 株，對(duì)照藥劑為病毒唑和寧南霉素。待接種葉出現(xiàn)明顯的枯斑后，記錄枯斑數(shù)目，根據(jù)公式(1) 計(jì)算抑制率，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.5 治療活性測(cè)定 選取健康、生長(zhǎng)旺盛的5～6 葉期心葉煙為枯斑寄主，藥劑處理濃度及培養(yǎng)條件同1.3.3 節(jié)。用TMV 病毒摩擦接種整個(gè)葉片，6 h 后用供試化合物處理心葉煙左半葉，右半葉用清水處理。每處理3～5 個(gè)葉片，重復(fù)3 株，對(duì)照藥劑為病毒唑和寧南霉素。待接種葉出現(xiàn)明顯的枯斑后，記錄枯斑數(shù)目，根據(jù)公式 (1) 計(jì)算抑制率，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.6 生物統(tǒng)計(jì)方法 試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用SPSS Statistics 23.0 軟件進(jìn)行方差分析，P＜ 0.05 表示兩者差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 目標(biāo)化合物的合成及波譜分析

中間體的合成是以相應(yīng)的取代苯甲醛為起始原料，經(jīng)Darzens 縮合反應(yīng)制備而得。獲得中間體化合物后，通過(guò)鈀催化加氫還原獲得相應(yīng)的α-羥基-γ-丁內(nèi)酯類目標(biāo)化合物3a～3b、8a～8r 和9a～9c。以8a (圖式4) 的波譜為例進(jìn)行說(shuō)明。1H NMR中，化學(xué)位移和多重峰δ2.35-2.11 (m, 2H)為丁內(nèi)酯結(jié)構(gòu)中11 號(hào)碳上氫的位移和裂峰，化學(xué)位移和多重峰δ4.27 (td,J= 8.6, 4.5 Hz, 1H), 3.98 (dt,J=9.1, 7.4 Hz, 1H)為丁內(nèi)酯結(jié)構(gòu)中7 號(hào)碳上兩個(gè)氫的位移和裂峰，化學(xué)位移和多重峰3.10-2.93 (m,2H)是13 號(hào)碳上氫的位移和裂峰，化學(xué)位移在δ7.27-7.14 處的峰為1 和2 位苯環(huán)氫的吸收峰，化學(xué)位移在δ7.08-6.91 處的峰為3 和4 位苯環(huán)氫的吸收峰；13C NMR 中，化學(xué)位移在δ178.9 吸收峰為丁內(nèi)酯結(jié)構(gòu)中9 位羰基碳的信號(hào)峰，化學(xué)位移和裂峰δ161.5 (d,J= 244.7 Hz)是苯環(huán)上6 號(hào)位的碳信號(hào)峰，同時(shí)受到氟的影響而裂成雙峰，δ132.7 (d,J= 4.1 Hz), 129.4 (d,J=8.3 Hz), 124.5 (d,J= 3.6 Hz), 121.7 (d,J= 15.5 Hz), 115.5 (d,J= 22.6 Hz)是苯環(huán)上其余5 個(gè)碳的化學(xué)位移和裂峰情況，化學(xué)位移為δ75.3 為化合物8a 中10 位碳的信號(hào)峰，化學(xué)位移為δ65.6 為化合物8a 中7 位碳的信號(hào)峰，化學(xué)位移在δ35.5 和34.2 為化合物8a 中13 和11 位碳的信號(hào)峰。

圖式 4 化合物8a 的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Scheme 4 Structural formula of compound 8a

2.2 抗病毒活性

采用半葉枯斑法測(cè)定的α-羥基-γ-丁內(nèi)酯類化合物3a～3b、8a～8r 和9a～9c 的鈍化活性、保護(hù)活性和治療活性結(jié)果見(jiàn)表1?？梢钥闯觯涸?00 μg/mL質(zhì)量濃度下，目標(biāo)化合物表現(xiàn)出一定的抗病毒活性，其中3a、8c、8h 及8m～8o 對(duì)TMV 的鈍化活性超過(guò)50%，特別是化合物8o 的鈍化活性達(dá)到72.8%，優(yōu)于對(duì)照藥劑病毒唑 (59.1%)，同時(shí)表現(xiàn)出中等的治療活性 (50.5%) 及保護(hù)活性 (51.8%)；對(duì)于保護(hù)活性，化合物8h、8l 和8o 抑制率大于50%，其中化合物8l 的保護(hù)活性達(dá)到58.6%，優(yōu)于抗病毒對(duì)照藥劑病毒唑 (45.4%)，且與寧南霉素(60.2%) 和先導(dǎo)化合物L(fēng)2 (58.2%) 活性相當(dāng)；對(duì)于治療活性，目標(biāo)化合物活性均較差，只有8m 和8o 抑制率大于50%。

表1 α-羥基-γ-丁內(nèi)酯類衍生物在500 μg/mL 質(zhì)量濃度下抗TMV 活性Table 1 Antiviral activities of α-hydroxy γ-butyrolactone derivatives against TMV at 500 μg/mL

為了進(jìn)一步確定α-羥基-γ-丁內(nèi)酯類系列化合物對(duì)TMV 的抑制活性，選擇鈍化及保護(hù)活性較好的化合物 (＞ 50%) 以及先導(dǎo)化合物L(fēng)2 進(jìn)行了EC50值的測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 部分α-羥基-γ-丁內(nèi)酯類化合物對(duì)TMV 的EC50 值Table 2 The EC50 values of the selected α-hydroxy γ-butyrolactones against TMV

由表2 數(shù)據(jù)可以看出：不同化合物對(duì)TMV 的鈍化活性有所差異，其中化合物8o 表現(xiàn)出最好的抑制活性，其EC50值為226.2 μg/mL，優(yōu)于對(duì)照藥劑病毒唑 (308.4 μg/mL)，與先導(dǎo)化合物L(fēng)2(228.8 μg/mL) 相當(dāng)，但與寧南霉素有一定差距；不同化合物對(duì)TMV 的保護(hù)活性也有所差異，其中化合物8l 表現(xiàn)出最好的抑制活性，其EC50值為382.3 μg/mL，與先導(dǎo)化合物L(fēng)2 (384.6 μg/mL) 相當(dāng)，但活性低于寧南霉素 (223.5 μg/mL)。

通過(guò)對(duì)表1 和表2 中的抗病毒活性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，化合物結(jié)構(gòu)與活性存在一定相關(guān)性。比較化合物3a 和3b 發(fā)現(xiàn)，苯并二氧雜戊環(huán)化合物3a 的鈍化和治療活性分別為51.5%和36.5%，強(qiáng)于苯并二氧雜己環(huán)化合物3b (33.8%和30.5%)。

對(duì)于8a～8r 系列，可以看出苯環(huán)上引入不同的取代基后化合物的抗病毒活性呈現(xiàn)出較大差異。當(dāng)苯環(huán)上引入給電子基團(tuán)如甲氧基，可提高化合物的抗病毒活性。如，化合物8j (R = 2-OMe)、8k (R = 3-OMe)、8l (R = 4-OMe) 在500 μg/mL 下的鈍化活性分別為39.6%、32.5%和42.6%，大于未取代的化合物8r (R = H) 的鈍化活性 (25.5%)，同時(shí)也強(qiáng)于吸電子氯取代的化合物8d～8f (11.8%～30.5%)。值得注意的是，苯環(huán)上氟取代的化合物8a～8c 表現(xiàn)出較好的抗病毒活性，其在500 μg/mL下對(duì)TMV 的鈍化活性分別為45.6%、43.2% 和53.5%，同時(shí)三氟甲基取代的化合物8p (R = 4-CF3)的鈍化活性 (44.6%) 大于8i (R = 4-CH3) 的鈍化活性 (26.4%)，這一現(xiàn)象可能是由于氟原子取代的化合物具有良好的脂溶性，同時(shí)氟原子電負(fù)性較強(qiáng)，可通過(guò)改變化合物的電子效應(yīng)、理化性質(zhì)提高生物活性等。

對(duì)比多取代化合物8m～8o 發(fā)現(xiàn)，引入多取代甲氧基可以顯著提高化合物對(duì)TMV 的活性?；衔?m～8o 對(duì)TMV 的鈍化活性 (52.5%～72.8%) 整體強(qiáng)于單取代甲氧基系列8j～8l 的鈍化活性(32.5%～42.6%)，通過(guò)進(jìn)一步活性篩選，化合物8o 表現(xiàn)出較好的抑制活性，對(duì)TMV 的鈍化活性的EC50為226.2 μg/mL 與先導(dǎo)化合物L(fēng)2 (228.8 μg/mL)相當(dāng)。

3 結(jié)論

本研究結(jié)合本課題組前期研究，應(yīng)用骨架躍遷策略，設(shè)計(jì)合成21 個(gè)α-羥基-γ-丁內(nèi)酯類衍生物，并測(cè)定了它們對(duì)TMV 的鈍化、保護(hù)和治療活性。結(jié)果表明，目標(biāo)化合物對(duì)TMV 均表現(xiàn)出一定的抑制活性，其中化合物8o 表現(xiàn)出最好的鈍化活性，其EC50值為226.2 μg/mL，優(yōu)于對(duì)照藥劑病毒唑 (EC50值308.4 μg/mL)，與先導(dǎo)化合物L(fēng)2 (EC50值228.8 μg/mL) 相當(dāng)。另外，化合物L(fēng)2 具有一個(gè)手性中心，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易合成，這為天然產(chǎn)物抗病毒農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)提供了新先導(dǎo)或候選化合物。