异海松酸糠醛类酰腙化合物的合成及生物活性研究

doi:10.3969/j.issn.0253-2417.2019.03.006

林产化学与工业 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (3): 43-48.doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.03.006

异海松酸糠醛类酰腙化合物的合成及生物活性研究

卢言菊^1,^2,³(),赵振东^1,^2,^3,*(),王婧^1,^2,³,徐士超^1,^2,³,毕良武^1,^2,³,陈玉湘^1,^2,³

1. 中国林业科学研究院林产化学工业研究所; 生物质化学利用国家工程实验室; 国家林业和草原局林产化学工程重点实验室; 江苏省生物质能源与材料重点实验室, 江苏南京 210042
2. 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心, 江苏南京 210037
3. 中国林业科学研究院林业新技术研究所, 北京 100091

收稿日期:2018-10-29 出版日期:2019-06-28 发布日期:2019-06-26
通讯作者: 赵振东 E-mail:luyanju-1982@163.com;zdzhao@189.cn
作者简介:卢言菊(1982-),女,山东临沂人,副研究员,博士,主要从事萜类化学加工与利用; E-mail:luyanju-1982@163.com
基金资助:
中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2017QA018);国家自然科学基金资助项目(31370575)

Synthesis and Biological Activity of Isopimaric Furfural Acylhydrazone Derivatives

Yanju LU^1,^2,³(),Zhendong ZHAO^1,^2,^3,*(),Jing WANG^1,^2,³,Shichao XU^1,^2,³,Liangwu BI^1,^2,³,Yuxiang CHEN^1,^2,³

1. Institute of Chemical Industry of Forest Products, CAF; National Engineering Lab. for Biomass Chemical Utilization; Key Lab. of Chemical Engineering of Forest Products, National Forestry and Grassland Administration; Key Lab. of Biomass Energy and Material, Jiangsu Province, Nanjing 210042, China
2. Jiangsu Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
3. Research Institute of Forestry New Technology, CAF, Beijing 100091, China

Received:2018-10-29 Online:2019-06-28 Published:2019-06-26
Contact: Zhendong ZHAO E-mail:luyanju-1982@163.com;zdzhao@189.cn
Supported by:
中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2017QA018);国家自然科学基金资助项目(31370575)

摘要/Abstract

摘要：

以异海松酸为原料，采用先酰氯化后与水合肼反应的方法，制备得到异海松酸酰肼，然后再与不同取代基的糠醛发生反应，制备得到5种异海松酸糠醛类酰腙化合物：异海松酸基（糠醛）酰腙（4a）、异海松酸基（5-甲基糠醛）酰腙（4b）、异海松酸基（5-羟甲基糠醛）酰腙（4c）、异海松酸基（5-溴-2-糠醛）酰腙（4d）和异海松酸基（5-（4-溴苯基）糠醛）酰腙（4e），并采用FT-IR、¹H NMR、¹³C NMR和MS对产物结构进行了确证。生物活性测定结果表明：目标化合物对肺炎链球菌、肺炎克雷伯氏菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌这5种菌种均具有一定的抑制活性，其中4a对肺炎克雷伯氏菌具有很好的抑菌活性，最低抑菌浓度为1.95 mg/L，化合物4c对肺炎链球菌具有非常好的抑菌活性，最低抑菌浓度仅为0.98 mg/L。当异海松酸糠醛类酰腙化合物的浓度为100 μmol/L时，化合物4d对人体肝癌（Hep G2）、乳腺癌（MDA-MB-231）、前列腺癌（PC-3）和宫颈癌（Hela）这4种人体肿瘤细胞均具有较高的抑制率，其抑制率分别为75.17%、82.33%、78.52%和80.97%；化合物4e对人体肝癌（Hep G2）的抑制率高达93.68%，说明其对人体肝癌细胞具有很强的抑制活性。

关键词: 异海松酸, 糠醛, 合成, 表征, 生物活性

Abstract:

Hydrazine of isopimaric acid was synthesized by first chlorination then reaction with hydrazine hydrate using isopimaric acid as raw material. A series of novel isopimaric furfural acylhydrazone derivatives such as isopimaric acid 2-furaldehyde acylhydrazone(4a), isopimaric acid(5-methyl-2-furancarboxaldehyde) acylhydrazone(4b), isopimaric acid(5-hydroxymethylfurfural) acylhydrazone(4c), isopimaric acid(5-bromo-2-furaldehyde) acylhydrazone(4d) and isopimaric acid(5-hydroxymethylfurfural) acylhydrazone(4c), isopimaric acid(5-(4-bromopheny) furfural) acylhydrazone(4e) were synthesized by the condensation reactions of furfural with different substituent and intermediate hydrazine of isopimaric acid. The structures of isopimaric furfural acylhydrazone derivatives were characterized and indentified by FT-IR, ¹H NMR, ¹³C NMR and MS. The results showed that most of the target compounds exhibited a certain fungicidal activity on Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Staphylococcus epidermidisand and S. aureus, in which the minimal inhibitory concentration(MIC) of 4a against Klebsiella pneumoniae is 1.95 mg/L; the minimal inhibitory concentration(MIC) of 4c against Streptococcus pneumoniae is 0.98 mg/L. Compound 4d had inhibition rate of 75.17%, 82.33%, 78.52% and 80.97% against hepatocarcinoma cells(Hep G2), breast cancer cells(MDA-MB-231), prostate cancer(PC-3), and cervical cancer(Hela) at the concentration of 100 μmol/L; Compound 4e had inhibition rate of 93.68% against Hep G2 at the concentration of 100 μmol/L, indicating that compound 4e had a strong inhibitory activity on human hepatoma cells.

Key words: isopimaric acid, furfural, synthesis, characterization, biological activity

中图分类号:

TQ351

卢言菊,赵振东,王婧,徐士超,毕良武,陈玉湘. 异海松酸糠醛类酰腙化合物的合成及生物活性研究[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(3): 43-48.

Yanju LU,Zhendong ZHAO,Jing WANG,Shichao XU,Liangwu BI,Yuxiang CHEN. Synthesis and Biological Activity of Isopimaric Furfural Acylhydrazone Derivatives[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2019, 39(3): 43-48.

图/表 3

图1

表1

表2

参考文献 9

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化合物 compound	对不同菌种的最低抑菌浓度minimal inhibitory concentration of different strains/(mg·L ^-1)
化合物 compound	肺炎链球菌 S. pneumoniae	肺炎克雷伯氏菌 K. pneumoniae	大肠杆菌 E. coli	表皮葡萄球菌 S. epidermidis	金黄色葡萄球菌 S. aureus
4a	31.25	1.95	250	125	62.50
4b	62.50	250	125	250	250
4c	0.98	31.25	62.5	62.5	62.5
4d	3.91	7.81	250	250	250
4e	31.25	250	250	125	125

%
肿瘤细胞cancer cell	10 μmol/L时的抑制率inhibitory rates under 10 μmol/L					100 μmol/L时的抑制率inhibitory rates under 100 μmol/L
肿瘤细胞cancer cell	4a	4b	4c	4d	4e	4a	4b	4c	4d	4e
肝癌Hep G2	1.28	7.45	10.98	5.16	1.61	41.79	41.83	50.53	75.17	93.68
乳腺癌MDA-MB-231	1.91	1.06	0.30	2.11	0.32	21.94	10.42	28.25	82.33	32.39
前列腺癌PC-3	1.01	5.74	1.67	4.81	1.30	44.67	18.33	50.56	78.52	14.87
宫颈癌Hela	1.59	0.51	1.54	1.44	5.97	23.88	6.69	40.12	80.97	55.53

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异海松酸糠醛类酰腙化合物的合成及生物活性研究

Synthesis and Biological Activity of Isopimaric Furfural Acylhydrazone Derivatives

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