蒎烯系列新型手性杂环化合物的合成及生物活性构效关系研究

以我国丰富的森林化学资源蒎烯为研究对象，合成手性蒎烯基四氢咪唑型、吡嗪型、哌嗪型和手性蒎烯基Salen-配体等系列杂环化合物的研究。研究不对称氧化、不对称还原催化剂类型及反应条件对产物立体选择性的影响；研究基团结构与对映选择性的关系；探索蒎烯基四氢咪唑、哌嗪和吡嗪系化合物的化学结构与杀菌、杀松材线虫、驱蚊、消炎等生物活性间的构效关系；研究手性蒎烯基Salen-配体与不同过渡金属离子络合形成的手性Salen-催化剂的结构特征，探索蒎烯基Salen-催化剂在催化末端环氧基选择性水解制备手性环氧化物过程中催化剂结构与催化效果间的构效关系。通过本项目的研究，合成30至50个新型手性蒎烯基四氢咪唑型、吡嗪型、哌嗪型和Salen-配体等系列杂环化合物，争取发现3-4个具有开发前景的萜类杂环化合物，对开发具有自主知识产权的手性杂环化合物具有重要意义，同时为开拓我国可再生资源的化学利用新领域提供理论依据。

以我国丰富的森林化学资源-蒎烯和-蒎烯为研究对象，经不对称加成、氧化、偶合、环化等手段，成功合成了2,3-环氧蒎烷、(+)-2-羟基-3-蒎酮、(+)-诺蒎酮、3-蒎酮、2,3-蒎二酮、(+)-3-亚甲基诺蒎酮、(+)-樟脑酸酐、(-)-樟脑酸酐、樟脑醌等光学活性中间体。以合成所得诺蒎酮为原料，与1,2-乙二胺、1,2-丙二胺偶合，再经选择性还原，合成了两种新型双胺类化合物N,N-二-(2-诺蒎烷)-1,2-乙二胺和N,N-二-(2-诺蒎烷)-1,2-丙二胺；再与甲醛、苯甲醛、糠醛、对氯苯甲醛等环化，合成了1,3-二-(2-诺蒎烷)-四氢咪唑、1,3-二-(2-诺蒎烷)-4-甲基-四氢咪唑、1,3-二-(2-诺蒎烷)-2-苯基-四氢咪唑、1,3-二-(2-诺蒎烷)-2-苯基-4-甲基-四氢咪唑、1,3-二-(2-诺蒎烷)-2-呋喃基-四氢咪唑、1,3-二-(2-诺蒎烷)-2-甲基-四氢咪唑、1,3-二-(2-诺蒎烷)-2-(4-氯苯基)-四氢咪唑、1,3-二-(2-诺蒎烷)-2-(4-氯苯基)-4-甲基-四氢咪唑等8种新型的N,N-双蒎烷基-2-取代四氢咪唑类化合物。以(+)-2-羟基-3-蒎酮为原料，与乙二胺和1,2-环己二胺进行偶合、还原反应，合成了二种新型的二胺类化合物；再与甲醛、乙醛、苯甲醛等进行环化，合成了4种新型手性双蒎烷基恶唑类化合物。(+)-2-羟基-3-蒎酮和 (+)-诺蒎酮分别与苯甲醛、对甲基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、对羟基苯甲醛、对氯苯甲醛、对硝基苯甲醛和糠醛等芳香醛缩合, 得到7种新型的4-芳亚甲基-2-羟基-3-蒎酮类化合物和7种新型的3-芳亚甲基诺蒎酮类化合物。采用FT-IR，1HNMR，13CNMR、GC-MS和X-衍射光谱等分析手段，对合成所得中间体和目标化合物的化学结构进行了表征，对N,N-双蒎烷基-2-取代四氢咪唑类化合物和双蒎烷基恶唑类化合物的生物活性进行了研究，探索了它们的构效关系。结果表明，所合成化合物均具有不同程度的抑菌活性。研究了4-芳亚甲基-2-羟基-3-蒎酮类化合物和3-芳亚甲基诺蒎酮类化合物的光学稳定性和紫外线吸收能力，研究结果为开发新型紫外线吸收剂提供了一条全新的合成方法和全新的资源。