马来酸酐类化合物的结构修饰及其抗菌活性研究

论文摘要

马来酸酐结构类天然化合物是一类由微生物产生的物质,已报道的该类天然化合物大都具有良好的生物活性,特别是抗菌活性,尤以变构霉素为代表。本论文以马来酸酐为起始原料,化学合成及结构修饰了17种马来酸酐结构类化合物,并对这系列化合物进行了初步的抗菌活性研究。论文从变构霉素的发酵液出发,经粗处理、提取、分离纯化得到纯度较高的变构霉素,并对其进行了相关的结构修饰。变构霉素发酵液通过酸化、离心、萃取进行提取；粗提取液经过硅胶柱层析、制备液相色谱进行分离纯化；用薄板层析和高效液相色谱法对变构霉素进行同步检测；对纯化的变构霉素进行相关的结构修饰,得到变构铵盐和一种未知名的高活性物质。以油菜菌核病菌和灰葡萄孢菌为实验靶标,对实验合成或结构修饰得到的马来酸酐结构类化合物进行了抗菌活性检测,得到了这些化合物对油菜菌核病菌和灰葡萄孢菌的完全抑制浓度和半抑制浓度及部分化合物的最小抑制浓度。同时对马来酸酐单甲酯等8种马来酸酐类化合物进行了水稻纹枯病菌、黄瓜立枯病菌、番茄灰霉病菌、西瓜枯萎病菌、葡萄炭疽病菌的抗菌活性研究。结果表明,化学合成及结构修饰得到的一系列马来酸酐结构类化合物对油菜菌核病菌和灰葡萄孢菌都具有一定的抗菌活性。尤其是2,3-二甲基马来酸酐,对菌核病菌的半抑制浓度和完全抑制浓度分别只需10μg/Ml和55μg/mL；对灰葡萄孢菌的半抑制浓度和完全抑制浓度分别只需35μg/mL和200μg/mL。从变构霉素中水解得到的未知物质对菌核病菌有特效,最小抑制浓度极低（MIC=0.05μg/mL）,是变构霉素（MIC=0.5μg/mL）的10倍,变构铵盐（MIC=100μg/mL）的2000倍。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 马来酸酐结构类化合物
• 1.2.1 马来酸酐
• 1.2.2 马来酸酐结构类天然化合物
• 1.2.2.1 变构霉素
• 1.2.2.2 变构霉素的理化性质及其结构
• 1.2.2.3 变构霉素的生物活性
• 1.2.2.4 变构霉素对蛋白磷酸酶活性的抑制
• 1.2.3 马来酸酐结构类天然化合物的应用
• 1.2.3.1 杀菌
• 1.2.3.2 除草剂
• 1.2.3.3 酶抑制剂
• 1.2.4 马来酸酐结构类天然化合物的局限性
• 1.2.5 马来酸酐结构类化合物的结构修饰
• 1.3 色谱分离
• 1.3.1 色谱分离的基本原理
• 1.3.2 色谱的历史
• 1.3.3 色谱的发展
• 1.3.4 色谱法的特点
• 1.3.5 色谱法的应用
• 1.3.5.1 吸附色谱法
• 1.3.5.2 分配色谱法
• 1.3.5.3 离子交换色谱法
• 1.3.5.4 凝胶色谱法
• 1.3.5.5 亲和色谱法
• 1.3.5.6 超临界流体色谱
• 1.3.5.7 径向流色谱
• 1.3.5.8 循环色谱
• 1.4 油菜菌核病菌
• 1.4.1 油菜菌核病的致病机理
• 1.4.2 化学防治油菜菌核病菌
• 1.4.3 油菜菌核病菌的生物防治
• 1.5 灰葡萄孢菌
• 1.6 本文的研究背景、内容及意义
• 参考文献
• 第二章 变构霉素分离纯化
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 材料
• 2.2.1.1 供试菌株
• 2.2.1.2 培养基
• 2.2.1.3 主要药品与试剂
• 2.2.1.4 主要实验设备与仪器
• 2.2.2 方法
• 2.2.2.1 变构霉素发酵
• 2.2.2.1.1 菌种活化
• 2.2.2.1.2 摇瓶种子液培养
• 2.2.2.1.3 摇瓶发酵培养
• 2.2.2.1.4 200 L种子罐种子液培养
• 2.2.2.1.5 500 L发酵罐发酵培养
• 2.2.2.1.6 发酵液中变构霉素含量测定
• 2.2.2.2 变构霉素的提取
• 2.2.2.3 变构霉素的纯化
• 2.2.2.4 变构霉素的结构鉴定
• 2.2.2.4.1 薄板层析
• 2.2.2.4.2 高效液相色谱法
• 2.2.2.5 变构霉素的结构修饰
• 2.2.2.5.1 变构铵盐的制备
• 2.2.2.5.2 变构霉素的水解
• 2.2.2.5.2.1 变构霉素水解产物的纯化
• 2.2.2.5.2.2 变构霉素水解物的薄板层析
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 发酵液中变构霉素的测定
• 2.3.2 变构霉素的提取
• 2.3.3 变构霉素的分离纯化
• 2.3.4 变构霉素结构鉴定
• 2.3.4.1 变构霉素的薄板层析
• 2.3.4.2 变构霉素的高效液相色谱分析
• 2.3.4.2.1 变构霉素在高效液相色谱中的标准曲线
• 2.3.5 变构水解产物的结构鉴定的薄板层析
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 马来酸酐类化合物的结构修饰
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.1.1 主要药品与试剂
• 3.2.1.2 主要实验设备与仪器
• 3.2.2 方法
• 3.2.2.1 马来酸单酯类化合物的合成
• 3.2.2.2 马来酸二酯类化合物的合成
• 3.2.2.3 2,3-二甲基马来酸酐的合成
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 马来酸酯类物质的合成
• 3.3.1.1 反应时间对马来酸单酯类物质合成的影响
• 3.3.1.2 马来酸酐和醇的数量关系对马来酸单酯类物质合成的影响
• 3.3.2 2,3-二甲基马来酸酐的合成
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 马来酸酐类化合物的抗菌活性研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.1.1 供试菌株
• 4.2.1.2 培养基
• 4.2.1.3 主要药品与试剂
• 4.2.1.4 主要实验设备与仪器
• 4.2.2 方法
• 4.2.2.1 菌种活化
• 4.2.2.2 各马来酸酐类化合物的生物活性测定
• 4.2.2.3 马来酸酐类化合物对主要病原菌抑菌效果测试
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 菌核病菌生长曲线的测定
• 4.3.2 灰葡萄孢菌生长曲线的测定
• 4.3.3 马来酸酐类化合物对菌核病菌的抑制作用
• 4.3.3.1 马来酸酯类化合物对菌核病菌的抑制作用
• 4.3.3.3 马来酸酐类其他相关化合物对菌核病菌的抑制作用
• 4.3.3.4 变构铵盐对菌核病菌的抑制作用
• 4.3.3.5 变构水解得到的未知物质对菌核病菌的抑制作用
• 4.3.3.6 马来酸酐结构类物质对灰葡萄孢菌的抑制作用
• 4.3.3.7 马来酸酐类化合物对主要病原菌抑制作用
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文