N-[2-(4-甲基)嘧啶基]-N′-2-硝基苯磺酰脲的合成、晶体结构、生物活性及其与酵母AHAS的分子对接

合成了磺酰脲化合物N-[2-(4-甲基)嘧啶基]-N′-2-硝基苯磺酰脲, 用元素分析、红外、核磁共振氢谱对产物进行了表征, 培养并测定了其晶体结构. 晶体属三斜晶系, 空间群, 晶胞参数a＝0.54159(1) nm, b＝1.1533(3) nm, c＝1.1857(4) nm, α＝83.907(6)°, β＝81.048(5)°, γ＝77.637(4)°, V＝0.7126(4) nm³, D_c＝1.572 g/cm³, Z＝2, F(000)＝348, R＝0.0659, wR＝0.1217. 在晶体结构中, 杂环上的一个N原子与脲桥上邻近的N原子上的H构成分子内氢键. 测定了对酵母AHAS的离体抑制活性, 其抑制常数K_i为(2.48±0.35)×10^－7 mol/L. 用分子对接方法, 将目标化合物晶体结构对接到靶酶酵母AHAS的活性位点, 发现对接完毕目标化合物的构象与复合物晶体中的磺酰脲分子构象接近, 并得到了合理的生物活性预测值. 该研究为进一步理解磺酰脲类的分子结构、药物活性并设计新的分子提供了帮助和指导.     

酵母AHAS酶与磺酰脲类抑制剂作用模型的分子对接研究

基于酵母乙酰羟酸合成酶(AHAS)与磺酰脲类抑制剂复合物的晶体结构, 用分子对接方法对AHAS与5个磺酰脲类抑制剂相互作用的方式进行了系统的分子对接研究. 晶体复合物对接和假复合物对接两种模式对接的结果基本相同, 并与实验结果吻合. 在进一步的对接中逐级考虑了辅酶FAD和TPP的影响, 结果表明, 辅酶FAD和TPP的加入, 对AHAS酶与磺酰脲类抑制剂的结合顺序基本没有影响. 其中FAD的加入使AHAS与抑制剂的结合更加稳定, 这主要是由于抑制剂的R2取代基与FAD中的平面基团Flavin环间存在的范德华相互作用所致; 抑制剂与TPP间存在的静电相互作用可能是加速TPP降解的原因.     

新磺酰脲类化合物的合成、结构及构效关系研究(I)——N-(2''''-嘧啶基)-2-甲酸乙酯-苯磺酰脲的晶体及分子结构

本文在合成标题化合物的基础上,测定了其晶体结构.晶体属单斜晶系,空间群为P2_1/a.晶胞参数a=0.7348(2)nm,b=2.1496(4)nm,c=0.9973(2)nm,β=90.19(2)°,V=1.576nm~3,Z=4.晶体结构由直接法解出,进行全矩阵最小二乘法修正,R=0.059.分子中的嘧啶磺酰脲、苯环及酯基三部分分别形成3个独立的平面共轭体系.S-N原子间形成d-pπ键并参加到第一个共轭体系中.分子中还存在着N与H原子间的分子内氢键.     

3,4′,5-三甲氧基-1,2-二苯乙烯合成、晶体结构与量子化学研究

利用Wittig-Horner反应制备了抗癌保健药物白藜芦醇的前体化合物3,4′,5-三甲氧基-1,2-二苯乙烯,单晶结构解析结果表明,该晶体属于三斜晶系,空间群P1,晶胞参数:a=0.9960(12)nm,b=1.0040(12)nm,c=1.6194(19)nm,α=90.702(2)°,β=105.515(2)°,γ=111.815(2)°,V=1.6194(3)nm3,Dc=1.249Mg/m3,结构基元分子数Z=2.对晶体结构的结构基元进行了量子化学研究,计算结果表明,3,4′,5-三甲氧基-1,2-二苯乙烯晶体结构基元与组成结构基元分子两种不同构象能量和的差值为ΔEBSSE=5.51kJ/mol.因此,晶体结构基元中两种构象之间存在π-π堆积相互作用.     

4,5,6-三取代嘧啶苯磺酰脲类化合物的生物活性、分子对接与3D-QSAR关系研究

用柔性分子对接方法(FlexX)将15个4,5,6-三取代嘧啶苯磺酰脲化合物以及3个不含5-位取代嘧啶苯磺酰脲化合物(分别为4,6-双取代嘧啶和4-取代嘧啶)和乙酰羟酸合成酶(AHAS)活性口袋进行了对接, 对接程序预测的抑制剂和酶之间的相互作用能与抑制活性之间有一定的相关性, 相关系数为0.660. 然后采用比较分子相似性指数分析(CoMSIA)对27个新型4,5,6-三取代嘧啶苯磺酰脲类化合物的除草活性进行三维定量构效关系(3D-QSAR)研究. 建立了三维定量构效关系CoMSIA模型, 立体场、静电场和氢键的贡献分别为47.3%, 32.8%, 19.9%. 交叉验证系数q2值为0.520. 根据CoMSIA模型的立体场、静电场、氢键给体场三维等值线图不仅直观地解释了结构与活性的关系, 并且与用FlexX预测的结合模式相一致, 证明了我们预测的结合模式是可靠的, 为进一步设计高活性的标题化合物提供较好的理论指导.     

基于受体结构的AHAS抑制剂的设计、合成及生物活性

在AHAS与磺酰脲类除草剂复合物的晶体结构基础上, 利用分子对接程序DOCK 4.0, 通过MDL/ACD三维数据库虚拟筛选, 得到了296个与AHAS结合能较低的小分子化合物结构信息, 从中选取了部分小分子进行化学合成, 并且测试了其生物活性. 部分化合物的体内和体外活性表现出一定的一致性.     

N-(5-三氟甲基-1,3,4-噻二唑-2-基)-N''-芳酰基脲的合成、晶体结构及生物活性

通过2-氨基-5-三氟甲基-1,3,4-噻二唑与芳酰基异氰酸酯反应,合成了10种新的芳酰基脲.它们的结构经元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱进行了表征.并用X射线单晶衍射法测定了化合物2j的晶体结构,结果表明,该化合物晶体属三斜晶系,空间群为P-1,a=0.54191(15)nm,b=0.7766(2)nm,c=1.7161(5)nm,α=98.668(5)°,β=95.103(5)°,γ=101.070(5)°,V=0.6955(3)nm3,Z=2,Dc=1.653g/cm3,F(000)=352,μ=0.289mm-1.初步的生测试验结果表明一些目标化合物具有良好的植物生长调节活性.     

3-(2-羟基苯基)-5-苯基-6-乙氧羰基-2-环己烯酮的合成与晶体结构

合成了3-(2-羟基苯基)-5-苯基-6-乙氧羰基-2-环己烯酮.通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱和质谱对其组成和结构进行了表征.利用X射线衍射分析方法测定了它的晶体结构.该化合物的晶体属单斜晶系,空间群P21/c,a=1.41946(17)nm,b=0.58445(7)nm,c=2.1756(3)nm,β=104.795(2)°,V=1.7450(4)nm3,Z=4,Dc=1.280 g·cm-3,F(000)=712,μ=0.088mm-1,R1[I＞2σ(I)]=0.0627,wR2[I＞2σ(I)]=0.1484.晶体结构测定结果表明化合物分子中的环己烯部分为半椅式构象,分子间通过氢键形成具有16元环的二聚体.     

新磺酰脲类化合物的合成、结构及构效关系研究(Ⅵ)-N-[2-(4-甲基)嘧啶基]-2-甲酸甲酯-苄基磺酰脲的晶体及分子结构

合成了标题化合物C6H4(CO2CH3)CH2SO2NHCONHC4N2H2CH3(C15H16N4O5S,Mr=364.38),用X-射线晶体衍射法测定了其晶体结构.它属单斜晶系,空间群为P21/c,a=10.220(1),b=9.938(1),c=17.246(2)A,β=106.26(2)°,V=1681.6(3)A3,Z=4,Dc=1.439Mg/m3,μ=0.227mm-1,F(000)=760.结构由直接法解出,全矩阵最小二乘法修正,最终偏离因子R=0.0498,wR=0.1327(I＞2σ(I)),独立可观测点数为3448.分子中的嘧啶磺酰脲、苯环及酯基分别形成3个独立的平面共轭体系.     

N-(5'-溴-4'-取代嘧啶-2'-基)苯磺酰脲化合物的合成和生物活性

乙酰羟基酸合成酶(Acetohydroxyacid synthase,AHAS,EC 4.1.3.18)是植物和微生物中亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸合成途径的一个关键酶,以AHAS为靶标的磺酰脲类除草剂具有高效、高选择性和对环境友好的特点.通过2-氨基-4-甲基嘧啶溴代反应以及进一步的衍生、磺酰基异氰酸酯的胺解,合成了一系列含有5-溴嘧啶基的新磺酰脲.其结构经1H NMR、质谱和元素分析确定.生物活性测试表明目标化合物在离体水平对大肠杆菌乙酰羟基酸合成酶同工酶AHASⅡ表现出了与市售除草剂苯磺隆相当甚至更优的抑制活性,而盆栽除草活性低于苯磺隆.     

2-(甲苯-4-磺酰胺基)-苯甲酸的晶体结构、光谱及热性质

报道了2-(甲苯-4-磺酰胺基)-苯甲酸(I)的元素分析和红外、核磁共振光谱性质并通过单晶X射线衍射确定了其晶体结构. 晶体属单斜晶系, 空间群为C2/c,晶胞参数为, a=2.7320(3) nm, b=0.85441(8) nm, c=1.17607(11) nm, α=90°, β=98.728(3)°, γ=90°, V=2.7135(5) nm3, Z=8. 晶体中分子单体通过N—H…O 和O—H…O氢键作用形成具有中心对称的二聚体, 且进一步通过两种不同的C—H…O 氢键和π…π作用形成超分子结构. 在不同的溶剂中, 化合物I的紫外吸收表现出明显的溶剂效应, 此外, 荧光光谱与DSC-TGA热重分析表明, 该化合物是一种耐热的荧光材料.     

N-(取代嘧啶-2''''-基)-2-三氟乙酰氨基苯磺酰脲的合成及除草活性

磺酰脲类除草剂是近 2 0年来开发出的超高效、广谱、低毒和高选择性除草剂 .在已研究的磺酰脲分子中 ,芳环的邻位取代基多为酯基、卤素、取代烷氧基、三氟甲基等 [1,2 ] ,而邻位取代基为酰胺基的甚少 .为寻找高活性的磺酰脲化合物 ,本文将活性基团三氟乙酰氨基引入磺酰脲分子中 ,合成了 1 0种 N - (取代嘧啶 - 2 -基 ) - 2 -三氟乙酰氨基苯磺酰脲 (其中 9种为新化合物 ,4b～ 4j) ,并改进了实验方法 ,使产率明显提高 .同时还测定了它们的除草活性 ,其中一些化合物具有良好的活性 .合成路线如下 :　　 X- 4数字显示显微熔点仪 ,温度计未校正…     

2,3-二取代-4-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-5-苯基氨基噻吩的合成及生物活性研究

合成了九个以噻吩为母体环的含三唑环的化合物--2,3-二取代-4-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-5-苯基氨基噻吩(2a～2i),并测定了2a的晶体结构.晶体为三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为:a=0.79816(15)nm,b=1.00259(13)nm,c=1.4478(4)nm,α=100.326(16)°,β=94.69(2)°,γ=106.083(9)°,V=1.0845(4)nm3,Z=2,Dc=1.396g/cm3.初步生物活性表明所有目标化合物杀菌活性较低,有一定的植物生长调节活性.     

N-(5 -溴-4 -取代嘧啶-2 -基)苯磺酰脲化合物的合成和生物活性

乙酰羟基酸合成酶(Acetohydroxyacid synthase, AHAS, EC 4.1.3.18)是植物和微生物中亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸合成途径的一个关键酶, 以AHAS为靶标的磺酰脲类除草剂具有高效、高选择性和对环境友好的特点. 通过2-氨基-4-甲基嘧啶溴代反应以及进一步的衍生、磺酰基异氰酸酯的胺解, 合成了一系列含有5-溴嘧啶基的新磺酰脲. 其结构经¹H NMR、质谱和元素分析确定. 生物活性测试表明目标化合物在离体水平对大肠杆菌乙酰羟基酸合成酶同工酶AHASII表现出了与市售除草剂苯磺隆相当甚至更优的抑制活性, 而盆栽除草活性低于苯磺隆.     

N,N,N,N-四乙酰氧甲基-1,5-二苯基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]-3,7-辛二酮的合成及晶体结构研究

以苯基苷脲为原料设计合成N,N,N,N-四乙酰氧甲基-1,5-二苯基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]-3,7-辛二酮,并对其结构进行了X-单晶衍射表征.结果表明:该化合物晶体属于单斜晶系,空间群,P_(21/n),a=1.102 3(7)nm,b=1.741 3(11)nm,c=1.261 2(8)nm,α=90°,β=99.601(17)°,γ=90°,V=2.386 88 nm~3,Z=4,R(1)=0.075 9.量子化学计算结果表明,化合物的偶极矩为1.530×10~(-29) C·m.     

新型芳磺酰基色氨酸酯以及芳磺酰基谷氨酸二酯类化合物的合成与生物活性研究

在乙酰羟酸合成酶(AHAS)与磺酰脲类化合物复合物晶体结构的基础上, 利用分子对接法进行MDL/ACD三维数据库虚拟筛选, 得到了部分结合能较低的小分子化合物结构. 对其中的芳磺酰基色氨酸酯以及芳磺酰基谷氨酸二酯类化合物进行了合成, 共合成22个具有潜在活性的新衍生化合物, 其结构通过核磁、质谱、红外及元素分析验证, 并对所有新化合物进行了体内、体外活性测试. 初步的体外生物活性测试结果表明, 两类化合物对AHAS具有较低的抑制性; 体内生物活性测试结果表明, 化合物4d, 4g和4k具有一定的除草活性, 在100 μg/mL的浓度下, 它们对油菜根长的抑制率分别为70.8%, 52.4%和50.2%.     

5-嘧啶基-1,2,4-噁二唑衍生物的合成及生物活性研究

通过嘧啶甲酰氯与取代的苄胺肟反应得到一系列结构新颖的5-嘧啶基-1,2,4-噁二唑类化合物,并对其结构进行了表征,培养并测定了化合物5a的晶体结构;将目标化合物晶体结构对接到靶酶酵母乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)的活性位点,发现目标化合物与复合物晶体中的禾草灵分子的构象及结合模式相似;初步生物活性测试表明部分化合物具有较好的除草活性.     

1-苯甲酰基-3-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-氨基)硫脲的合成、晶体结构及生物活性

以2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶、硫氰酸钾和苯甲酰氯为原料,在乙酸乙酯中合成了1-苯甲酰基-3-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-氨基)硫脲,并用X射线单晶衍射法测定其晶体结构。结果表明,每个结构单元中有4个分子,该化合物属于三斜系,P1空间群,a=0.9040(2)nm,b=1.8285(4)nm,c=1.8931(5)nm,α=70.217(4)°,β=80.583(4)°,γ=84.110(4)°,V=2901.3(12)3,Dc=1.458g/cm3,μ=0.242mm-1,F(000)=1328,Z=8,R=0.0637,由2095个可观测衍射点[FO>4sig(FO)]得到的wR=0.1698。同层中相邻分子间的分子间氢键N—H…S(DA)和C—H…O(DA)的交叉作用以及层与层之间弱的π…π堆积作用使得化合物形成网状超分子结构。该结构的化合物具有良好的生物活性。     

3-氨基-4-氨基肟基呋咱的合成及其晶体结构

以丙二腈为原料,用一锅法合成了呋咱类含能化合物3-氨基-4-氨基肟基呋咱(AAOF),收率72.4%。用1H NMR,13C NMR,IR,MS,元素分析和四圆单晶X-射线衍射仪对其分子和晶体结构进行了表征。结果表明:AAOF晶体属单斜晶系,空间群P21/c。主要晶体结构参数为:a=0.7651(3)nm,b=1.1702(3)nm,c=1.9216(10)nm,β=96.47(4)°,V=1.7095(12)nm3,Z=12,Dc=1.668 g.cm-3,F(000)=888。AAOF分子共面性较好,晶体中存在分子内和分子间氢键。     

5,17——二(N-叔丁基-N-羟胺基)-11,23-二溴-25,26,27,28-四甲氧基杯[4]芳烃的合成、晶体结构及其氧化物的ESR研究

由对-四溴-四甲氧基杯[4]芳烃(Ⅰ)制备得到5,17-二(M叔丁基-M羟胺基)-11,23-二溴-25,26,27,28-四甲氧基杯[4]芳烃(Ⅱ),并对其进行了红外光谱、核磁氢谱、质谱、晶体结构的研究.X射线衍射晶体结构分析表明化合物II为部分锥型构象.晶体属单斜晶系C2/c空间群.a=3.225 5(7)nm,b=1.439 4(3)nm,c=2.175 3(5)nm,β=110.210(9)°,V=9.478(3)nm3,Z=8,R=0.073 8.对位有羟胺基取代的两个苯环为顺式,分子内不同羟胺基之间的N…H接触距离分别为0.201 5 nm和0.190 6 nm,对应的 N…H-O分别为153.5°和150.3°,表明存在着分子内氢键N…H-O.电子顺磁共振(ESR)实验表明空气中化合物Ⅱ在溶液里容易氧化生成相应的双氮氧自由基,分子内存在磁偶极相互作用和较弱的自旋交换相互作用.