具有生物活性的碳水化合物的设计及合成资料讲解.ppt

具有生物活性的碳水化合物的设计及合成 李玉新 王素华 李正名 南开大学元素所李正名院士课题组 主 要 内 容 引言 立题思想及目的 几类具有生物活性的碳水化合物设计及合成 引言 化学农药为我国植保事业做出了巨大的贡献 。 化学农药，特别是一些剧毒高毒高残留农药的滥施，已严重地危及人们的生命安全和健康， 对农产品环境和生态造成了严重污染和危害。 国外农药开发的方向是高效、低毒、无污染、降低生产成本。 新农药品种必须满足的标准 安全 对环境而言：对有益生物低毒、易于降解、土壤中移动性低、在食品和饲料中无或无明显残留。对使用者而言：使用剂量低、急性毒性低、积蓄毒性低、包装安全、制剂性能优良、使用方便、贮存稳定。 高效 生物活性高且稳定，选择性高，作用方式独特，内吸性强，持效期适度，作物耐受性好，抗性产生机率低。 经济 花费少效益高，适宜于综合害物管理体系，应用范围广，产品性能独一无二，具有竞争力（具有专利权）。 氨基酸分子、糖分子、脂肪酸等由于大规模产业化，其价格已逐步下降到与普通化学试剂相当的水平 。 提出尽可能运用这些普通的天然有机小分子作为合成路线的结构单元，组合成新的先导结构。 糖类农药 刺糖菌素：兼具生物农药的安全性和化学合成农药的快速效果，低毒、低残留、对昆虫天敌安全、自然分解快的特点，有效防治各种鳞翅目，对一些消耗大量树叶的鞘翅目、直翅目也有效果。 allosamidin 几丁质酶抑制剂， 蔗糖脂：杀虫活性 SE杀菌抗真菌杀虫的性质，对人及高等动物无毒，能被完全生物降解，对谷物的发芽和生长没有抑制，SE可以被开发用作很有前景的杀虫剂 糖类化合物还可以用来修饰其他药物（比如重组蛋白药物），修饰的杂合分子与母体药物相比，活性高，副作用降低。植物体内的植物抗毒素也是一种糖蛋白，具有抗菌活性。 利用糖类化合物对某些类型细胞的特异性寻靶性质，进行药物和基因的定向转运，也是当前生物药剂学和基因治疗学研究热点。 氨基酸类农药 特点： ☆高效 ☆原料来源广泛 ☆毒性低 ☆易被降解 双丙氨酰磷 1 N-全乙酰基糖基硫脲的合成 硫脲具有多种生物活性，能够用作杀虫剂，植物生长调节剂等。 硫脲糖基衍生物是生物体内重要的代谢产物，具有维持代谢水平，提高机体耐受力等活性。 2 1-芳磺酰基-4-全乙酰基糖基-氨基硫脲的合成及生物活性 氨基硫脲具有广泛的生物活性。 有机合成中广泛应用的中间体，可以合成具有生物活性的含氮杂环。 微波及超声波法合成1-芳磺酰基-4-全乙酰基糖基-氨基硫脲 超声波及微波反应器现在广泛用于各类有机化学反应中，微波辐射技术能够用来辅助亲核反应，芳环上的取代反应，环加成反应等等。另一方面，在有机合成反应中超声波可以替代加热反应的加热过程。 不同反应条件对反应时间及收率的影响 Compound Reaction Time Yield (%) Reflux MW Ultrasound Reflux MW Ultrasound D-1 30min 1min 8min 71.8 100 96.8 D-2 30min 1min 8min 73.6 96.9 97.2 D-4 20min 30second 6min 80.2 96.2 98.2 D-7 30min 1min 8min 74.0 95.5 94.3 D-10 30min 30second 5min 76.5 98.3 99.0 3 N-全乙酰糖基-2-芳磺酰基亚肼基-噻唑-4-酮的合成及生物活性 噻唑-4-酮是一类具有广泛药理及生物活性的化合物，是新药创制设计中广泛使用的结构骨架。 噻唑-4-酮能够抑制植物细胞分泌过程，导致细胞壁生物合成的混乱。 4 N-全乙酰糖基-2-亚胺基-噻唑-4-酮的合成及生物活性 常规反应条件下，全乙酰基吡喃葡萄糖（半乳糖及木糖）取代的羰基乙氧基硫脲在氯仿中回流24h仅得到了N –(2′, 3′, 4′, 6′-四- O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基)-Nˊ-羰基乙氧基烷基（芳基）硫脲的硫烷基化产物。 微波反应器合成目标化合物，微波反应10-30分钟得到了目标化合物及硫烷基化的产品，但是即使反应时间延长至2h, 也有未反应的硫烷基化产物 。 5 有机磷农药的创制 有机磷农药是农业生产中常用杀虫剂。 特点： ☆高效 ☆低价 ☆毒性 ☆残留 2-硫代磷酰酯亚肼基3-全乙酰糖基-噻唑-4-酮 6 氯虫酰胺的改造 邻苯二甲酰胺类(phthalic acid diamides)和邻甲酰氨基苯甲酰胺类(anthranilic diamides)，是首次发现作用于靶标鱼尼丁受体(ryanodine receptor)的合成杀虫剂，是继双酰肼类之后又一重大发现。 氯虫酰胺是杜邦公司2007年商品化的