二乙烯三胺鏈去甲基斑蝥酰亞胺二聚體的制備和用途的制作方法

技術領域：

本發明涉及熒光材料和農藥化學領域，具體為一種去甲基斑蝥酰亞胺二聚體的制備方法和在熒光材料及農藥化學領域的用途。

背景技術：
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斑蝥素是中國傳統天然藥物斑蝥的有效成分，可以使癌細胞的dna一級和二級結構斷裂，進而使癌細胞進入程序性死亡，但斑蝥素劇毒，合成困難，限制了其臨床應用。去甲基斑蝥酰亞胺衍生物既保留了去甲基斑蝥素的抗腫瘤活性，又具有結構多變、易于修飾、可與金屬配位等特點，通過結構改造可望獲得毒性低、活性高的抗癌藥物分子；另一方面，在天然產物中廣泛存在的二聚體結構被普遍認為具有比相應的單體結構更好的生物活性，具有二聚體結構的藥物分子已被大量合成，并用于治療癌癥、艾滋病、阿爾茨海默病、瘧疾和各種寄生蟲病。但是基于斑蝥酰亞胺的二聚體種類非常少，目前見諸文獻報道的不超過十種；申請人課題組多年來一直從事斑蝥素衍生物在抗癌藥物領域的研究，近來發現此類衍生物在熒光材料和農藥化學領域也有特殊的用途。

有機熒光材料種類繁多，它們多帶有共軛雜環及各種生色團，結構易于調整，通過引入烯鍵、苯環等不飽和基團及各種生色團來改變其共軛長度，從而使化合物光電性質發生變化。如惡二唑及其衍生物類，三唑及其衍生物類，羅丹明及其衍生物類，香豆素類衍生物，1,8-萘酰亞胺類衍生物，吡唑啉衍生物，三苯胺類衍生物，卟啉類化合物，咔唑、吡嗪、噻唑類衍生物，苝類衍生物等。它們廣泛應用于光學電子器件、dna診斷、光化學傳感器、有機顏料、染料、熒光增白劑、光氧化劑、熒光涂料、激光染料、有機電致發光器件(eld)化學及生化分析、太陽能捕集器、防偽標記、藥物示蹤及激光等領域。但是，以去甲基斑蝥酰亞胺二聚體為骨架的熒光材料未見報道。

斑蝥素用于農藥的研究很少，1974年，jamese.carrel和thomaseisner在science上撰文指出，在10^-5mol.l^-1的極低濃度下，斑蝥素對多種昆蟲有拒食作用。此外，還有胃毒、觸殺、內吸等作用。斑蝥素的殺蟲譜較廣，以對鱗翅目、同翅目昆蟲作用較強，同時對多種植物病原真菌有明顯的抑制作用。陳勇等發現，去甲斑蝥素與斑蝥素類似，對菜蛾幼蟲同樣具有較強的胃毒和非選擇性拒食作用。但去甲斑蝥素的毒殺活性要弱于斑蝥素，通過加大使用劑量或加入增效劑也可以達到很好的毒殺效果。去甲基斑蝥酰亞胺二聚體用于農藥的研究未見報道。

技術實現要素：

1、結構表征

本發明的內容是通過多種方法制備得到了一種以二乙烯三胺基(即-(ch2-ch2-nh-ch2-ch2)-)為連接鏈的去甲基斑蝥酰亞胺二聚體，該二聚體的結構及有關表征參數如下：

該化合物外觀呈白色粉末狀晶粒，熔點158.1-158.7℃，分子式c20h25n3o6，分子量為403.43，化學名為：2,2'-(3-氮雜戊烷-1,5-二基)二[六氫化-4,7-環氧-1h-異吲哚-1,3(2h)-二酮]，英文系統命名為：2,2'-(3-aza-1,5-pentanediyl)bis[hexahydro-4,7-epoxy-1h-isoindole-1,3(2h)-dione]，其結構如下：

元素分析表明，該二聚體c、h、n的百分含量分別為59.63％、6.41％和10.61％(按分子式c22h28n2o6計算的理論值分別為59.54％、6.25％和10.42％)；通過¹hnmr和¹³cnmr核磁共振方法對其結構進行了表征，有關譜圖分別見附圖1和附圖2。

2、合成方法

該二聚體有五種合成方法：方法一是以不飽和去甲基斑蝥素和二乙烯三胺為原料，步驟如下：

將不飽和去甲基斑蝥素和二乙烯三胺分別溶于合適的有機溶劑后，按照一定的物質的量之比混合，在一定溫度下攪拌反應一定時間，得到淡黃色粉末狀固體，揮發濃縮溶液，過濾，粉末狀固體用合適的溶劑洗滌，然后通過合適的溶劑重結晶，得無色棒狀晶體a，其成分為2,2'-(3-氮雜戊烷-1,5-二基)二(3a,4,7,7a-四氫-4,7-環氧-1h-異吲哚-1,3(2h)-二酮)；取該晶體溶于合適的有機溶劑，加入一定量的鈀碳催化劑，通入氫氣，在一定溫度下攪拌反應一定時間，過濾，靜置揮發，幾天后，溶液中析出的白色粉晶即為目標產物晶體；在制備無色棒狀晶體a的一步中也可以不用反應溶劑，直接把兩種原料按一定的物質的量之比混合，常溫下研磨反應，所得固體用合適的溶劑重結晶，也可以得到晶體a。

方法二是以不飽和去甲基斑蝥酰亞胺和二(2-溴乙基)胺為原料，步驟如下：

將不飽和去甲基斑蝥酰亞胺和二(2-溴乙基)胺溶于合適的有機溶劑后，按照一定的物質的量之比混合，在一定溫度下攪拌反應一定時間，得到淡黃色粉末狀固體，揮發濃縮溶液，過濾，粉末狀固體用合適的溶劑洗滌，然后通過合適的溶劑重結晶，得無色棒狀晶體a，其成分為2,2'-(3-氮雜戊烷-1,5-二基)二(3a,4,7,7a-四氫-4,7-環氧-1h-異吲哚-1,3(2h)-二酮)；取該晶體溶于合適的有機溶劑，加入一定量的鈀碳催化劑，通入氫氣，在一定溫度下攪拌反應一定時間，過濾，靜置揮發，幾天后，溶液中析出的白色粉晶即為目標產物晶體；在制備無色棒狀晶體a的一步中也可以不用反應溶劑，直接把兩種原料按一定的物質的量之比混合，常溫下研磨反應，所得固體用合適的溶劑重結晶，也可以得到晶體a。

方法三是以呋喃和1,1'-(2,2'-氮雜二烷基二(乙烷-2,1-二基))二(1h-吡咯-2,5-二酮)為原料，步驟如下：

將1,1'-(2,2'-氮雜二烷基二(乙烷-2,1-二基))二(1h-吡咯-2,5-二酮)溶于合適的有機溶劑后，按照一定的物質的量之比加入呋喃，在一定溫度下攪拌反應或靜置一定時間，得到淡黃色粉末狀固體，揮發濃縮溶液，過濾，粉末狀固體用合適的溶劑洗滌，然后通過合適的溶劑重結晶，得無色棒狀晶體a，其成分為2,2'-(3-氮雜戊烷-1,5-二基)二(3a,4,7,7a-四氫-4,7-環氧-1h-異吲哚-1,3(2h)-二酮)；取該晶體溶于合適的有機溶劑，加入一定量的鈀碳催化劑，通入氫氣，在一定溫度下攪拌反應一定時間，過濾，靜置揮發，幾天后，溶液中析出的白色粉晶即為目標產物晶體；在制備無色棒狀晶體a的一步中也可以不用反應溶劑，直接把兩種原料按一定的物質的量之比混合，常溫下研磨反應，所得固體用合適的溶劑重結晶，也可以得到晶體a。

方法一、方法二和方法三均為兩步反應，它們的區別在于反應物不同，但反應物的摩爾比均介于4:1與1:2之間。

方法四是以去甲基斑蝥素和二乙烯三胺為原料，步驟如下：

將去甲基斑蝥素和二乙烯三胺分別溶于合適的有機溶劑后，按照一定的物質的量之比混合，在一定溫度下攪拌反應一定時間，得到淡黃色粉末狀固體，揮發濃縮溶液，過濾，粉末狀固體用合適的溶劑洗滌，然后通過合適的溶劑重結晶，即得目標產物；也可以不用反應溶劑，直接把兩種原料按一定的物質的量之比混合，常溫下研磨反應，所得固體用合適的溶劑重結晶，也可以得到目標產物。

方法五是以去甲基斑蝥酰亞胺和二(2-溴乙基)胺為原料，步驟如下：

將去甲基斑蝥酰亞胺和二(2-溴乙基)胺溶于合適的有機溶劑后，按照一定的物質的量之比混合，在一定溫度下攪拌反應一定時間，得到淡黃色粉末狀固體，揮發濃縮溶液，過濾，粉末狀固體用合適的溶劑洗滌，然后通過合適的溶劑重結晶，得目標產物；也可以不用反應溶劑，直接把兩種原料按一定的物質的量之比混合，常溫下研磨反應，所得固體用合適的溶劑重結晶，也可以得到目標產物。

方法四和方法五均為單步反應，它們的區別在于反應物不同，但反應物的摩爾比均介于4:1與1:2之間。

以上五種方法中的有機溶劑(包括反應、洗滌、重結晶用溶劑)選自：甲醇、乙醇、乙腈、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)等；在固相反應中不用溶劑。

優選的,所述反應溫度和重結晶溫度為常溫或加熱，反應方法為攪拌或靜置，重結晶方法為靜置狀態下自然揮發。

優選的，所述反應時間和重結晶時間選自：2小時－3天。

本發明的有益效果是：能夠以比較簡單的步驟和反應物合成比較復雜的熒光材料和農藥原藥。

3、紫外和熒光性質。

在10^-5mol/l乙醇溶液中測試本化合物的紫外光譜，發現其在236nm附近有較強的紫外吸收峰(如附圖3所示)。

同樣是在10^-5mol/l乙醇溶液中，分別用波長為350nm、370nm和380nm的紫外光激發，測試本化合物的熒光性質，發現其在430nm附近有強的熒光發射，用370nm的紫外光激發產生的熒光尤其強，肉眼可見藍紫色熒光，熒光光譜見附圖4。

4、殺蟲實驗。

殺蟲實驗用小菜蛾幼蟲為實驗對象，用75％乙醇溶液進行測試，采用浸蟲浸液法測定該化合物對小菜蛾幼蟲的綜合毒力；根據初步實驗預測得到的小菜蛾幼蟲的最低全致死濃度和最高全存活濃度，在此范圍內設5-7個梯度濃度，將小菜蛾3齡幼蟲浸入各濃度藥液中5秒后放在吸水紙上吸去蟲體上多余藥液，放入鋪有保濕濾紙的柱形瓶(直徑3.5cm，高7.5cm)中；并將甘藍葉片(大小約2cm×2cm)在藥液中浸2-3秒，吸去多余藥液，放入柱形瓶中供幼蟲食用；每次處理10頭幼蟲，每個濃度梯度三次重復，以清水處理作為對照；將各處理放入氣候培養箱中，控制溫度為25℃左右，相對濕度75％。光周期14/10(l/d)；24小時后檢查幼蟲死亡情況，根據統計結果求出毒力回歸方程和致死中濃度lc50；測試結果表明，該化合物對小菜蛾幼蟲的lc50值約為97mg/l。

5、抑制真菌實驗。

采用菌塊法對兩種植物病原菌(稻瘟病菌和西紅柿枯萎病菌)進行了活性測試，培養基為馬鈴薯瓊脂培養基(pda)：去皮馬鈴薯200g、蔗糖15g、瓊脂17g、蒸餾水1000ml；菌絲長好后用直徑為0.8cm的滅菌制塊器制成菌塊，然后將菌塊用滅菌鑷子夾取，放入含100mg/l化合物溶液(溶劑為25％乙醇溶液)的培養皿中央，每皿一塊，三皿一組，置于27℃培養72h，測量菌斑直徑，并與空白實驗作對照，用下式求出菌絲生長抑制率：

抑制率＝(對照組平均菌落直徑-處理組平均菌落直徑)÷對照組平均菌落直徑×100％

測試結果表明，該化合物對稻瘟病菌和西紅柿枯萎病菌的抑制率分別為88％和86％。

6、具體實施方式。

為了更好的理解本發明內容，下面通過五個具體實施例進一步說明本發明的技術方案。

實施例1。

稱取3.32g不飽和去甲基斑蝥素(0.02mol)溶于50ml甲苯中，劇烈攪拌，加入1.03g(0.01mol)二乙烯三胺，攪拌4h后有粘稠淡黃色固體析出，將溶液過濾，粘稠固體用二氯甲烷沖洗后，溶于乙醇溶液，3d后析出淡黃色顆粒狀固體；用甲醇再重結晶一次可得無色棒狀晶體，稱之為晶體a，其成分為2,2'-(3-氮雜戊烷-1,5-二基)二(3a,4,7,7a-四氫-4,7-環氧-1,3-二氫異吲哚-1,3-二酮)；稱取晶體a0.50g，加入40ml甲醇，超聲震蕩10min，加入0.05g鈀碳催化劑，通入氫氣，40℃反應8h，反應結束后，過濾，靜置揮發，三天后，溶液中析出白色粉末狀小晶粒，即為目標產物。

實施例2。

將0.33g不飽和去甲基斑蝥酰亞胺溶解于30ml丙酮中，以物質的量比例2:1加入二(2-溴乙基)胺0.23g，常溫攪拌24h，得到淡棕色懸濁液，待溶劑揮發至剩余約10ml，過濾，用二氯甲烷洗滌沉淀，然后用甲醇重結晶，可得無色棒狀晶體，稱之為晶體a，其成分為2,2'-(3-氮雜戊烷-1,5-二基)二(3a,4,7,7a-四氫-4,7-環氧-1,3-二氫異吲哚-1,3-二酮)；稱取晶體a0.50g，加入40ml甲醇，超聲震蕩10min，加入0.05g鈀碳催化劑，通入氫氣，40℃反應8h，反應結束后，過濾，靜置揮發，三天后，溶液中析出白色粉晶，即為目標產物。

實施例3。

將0.26g1,1'-(2,2'-氮雜二烷基二(乙烷-2,1-二基))二(1h-吡咯-2,5-二酮)溶解于50ml甲苯中，以物質的量比例1:2加入0.14g呋喃，加熱回流10h后濃縮溶液至20ml，過濾，用二氯甲烷洗滌沉淀，然后用甲醇重結晶，可得無色棒狀晶體，稱之為晶體a，其成分為2,2'-(3-氮雜戊烷-1,5-二基)二(3a,4,7,7a-四氫-4,7-環氧-1,3-二氫異吲哚-1,3-二酮)；稱取晶體a0.50g，加入40ml甲醇，超聲震蕩10min，加入0.05g鈀碳催化劑，通入氫氣，40℃反應8h，反應結束后，過濾，靜置揮發，三天后，溶液中析出白色粉晶，即為目標產物。

實施例4。

稱取3.36g去甲基斑蝥素，放入研缽中，加入1.03g二乙烯三胺，常溫下研磨4h，得糊狀物，加入100ml甲醇溶解，過濾，靜置揮發，三天后，溶液中析出白色粉末狀小晶粒，即為目標產物。

實施例5。

稱取3.34g去甲基斑蝥酰亞胺，放入研缽中，加入2.31g二(2-溴乙基)胺，常溫下研磨4h，得糊狀物，加入100ml甲醇溶解，過濾，靜置揮發，三天后，溶液中析出白色粉末狀小晶粒，即為目標產物。

7、附圖說明。

附圖1是目標化合物的¹hnmr譜圖。

附圖2是目標化合物的¹³cnmr譜圖。

附圖3是目標化合物的紫外-可見光譜圖。

附圖4是目標化合物的熒光光譜圖。