CN101250138B - 具有杀虫及杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯 - Google Patents
具有杀虫及杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有杀虫和杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯。式(I)是其结构式，当次甲基上的*表示碳原子为RS构型时：取代基R1是-CH3，或-CH2CH(CH3)2，或-CH2CH3；取代基R2、R3和R4中任一个是-CH3，其余是-H，或R2、R3和R4中任一个是-Cl，其余是-H，或R2是-NO2，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-NO2，R4是-H，或R2、R3和R4中任一个是-CH(CH3)CH2CH3，其余是-H。当次甲基上的*表示碳原子为S构型时：R1是-CH3时，R2是-H，R3是-CH3，R4是-H，或R2是-Cl，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-Cl，R4是-H，或R2、R3和R4中任一个是-CH(CH3)CH2CH3，其余是-H；R1是-CH2C6H5时，R2是-H，R3是-CH3，R4是-H，或R2、R3和R4中任一个是-CH(CH3)CH2CH3，其余是-H。
Description
技术领域
本发明属于农药领域，具体涉及一种具有杀虫和杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯。
背景技术
对氨基酸类农药的研究起源于60年代初，人们发现某些天然氨基酸具有杀虫活性，至70年代初开始有活性氨基酸农药的研究报道。作为农药用的氨基酸酯类衍生物由于具有毒性低、高效无公害、易被生物全部降解利用、原料来源广泛等特点，因此一出现就显示出强大的生命力。
目前，具有杀虫及杀菌性能的氨基酸酯类衍生物可分为两大类。第一类是N-酰基代衍生物：Dranz等开发的N-(卤代噻吩甲酰)氨基酸酯，以200mg/kg喷洒可80％-100％保护黄瓜类植物不受镰状纤维菌属(Celletotrichum Lagenarium)的感染；Pauly等的专利表明一些焦谷氨酸衍生物对多种微生物、真菌具有杀灭性能；Kitatsume等报道2-(CF3)-γ-氨基丁酸及其酯也具有强的杀菌性能；张景龄等合成了27种氨基乙酸乙酯衍生物，并报道这些酯类均具有一定的杀菌能力。第二类具有杀虫及杀菌性能的是氨基酸肟酯：Tammer等人的专利表明N-酰基α-羧酸肟酯，可保护蕃茄类不受疫霉菌感染。
但是目前用于杀虫及杀菌的氨基酸酯类衍生物，主要集中在氨基酸烷基酯，并未见到对氨基酸芳基酯及其杀虫和杀菌性能的研究和报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不同以往的具有杀虫及杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯类农药。
本发明所提供的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯的结构式为：
式中，次甲基上有一个取代基R1，苯环的邻位上有取代基R2、间位上有取代基R3、对位上有取代基R4，其中次甲基上的*表示该次甲基上的碳原子为RS构型或者S构型。
当次甲基上的*表示该次甲基上的碳原子为RS构型时：取代基R1是-CH3，或-CH2CH(CH3)2，或-CH2CH3；取代基R2是-CH3，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-CH3，R4是-H，或R2是-H，R3是-H，R4是-CH3，或R2是-Cl，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-Cl，R4是-H，或R2是-H，R3是-H，R4是-Cl，或R2是-NO2，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-NO2，R4是-H，或R2是-CH(CH3)CH2CH3，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-CH(CH3)CH2CH3，R4是-H，或R2是-H，R3是-H，R4是-CH(CH3)CH2CH3。
当次甲基上的*表示该次甲基上的碳原子为S构型时：取代基R1是-CH3，R2是-H，R3是-CH3，R4是-H，或R1是-CH3，R2是-Cl，R3是-H，R4是-H，或R1是-CH3，R2是-H，R3是-Cl，R4是-H，或R1是-CH3，R2是-CH(CH3)CH2CH3，R3是-H，R4是-H，或R1是-CH3，R2是-H，R3是-CH(CH3)CH2CH3，R4是-H，或R1是-CH3，R2是-H，R3是-H，R4是-CH(CH3)CH2CH3，或R1是-CH2C6H5，R2是-H，R3是-CH3，R4是-H，或R1是-CH2C6H5，R2是-CH(CH3)CH2CH3，R3是-H，R4是-H，或R1是-CH2C6H5，R2是-H，R3是-CH(CH3)CH2CH3，R4是-H，或R1是-CH2C6H5，R2是-H，R3是-H，R4是-CH(CH3)CH2CH3。
本发明所提供的具有杀虫及杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯，选自N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯和N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯三种芳基酯；N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯的结构式为：
N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯的结构式为：
N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯的结构式为：
本发明的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯农药低毒、高效、易被生物降解利用、原料来源广泛。
具体实施方式
下面结合实例来说明苄氧甲酰基氨基酸芳基酯的杀虫及杀菌活性。
采用国家农药创制工程技术研究中心生物活性测定标准操作程序(SOP)对N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯和N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯三种农药进行了杀虫活性测试。以蚜虫(Aphis fabae)为供试材料，采用浸渍法，筛选化合物浓度为500mg/L，48h后检查和记载死亡虫数，测试结果见表1，其中，杀虫活性用致死百分率表示。
表I 3种化合物对蚜虫的杀虫活性
化合物 蚜虫/％
N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯 11.51
N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯 43.56
N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯 16.28
从表1可以看出，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯和N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯对蚜虫都表现出一定的杀虫活性，其活性增加顺序为N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯＞N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯＞N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯。
同样采用SOP标准操作程序对N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯和N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯三种农药进行了杀菌活性测试，以稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)，小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)，辣椒疫霉病菌(phytophythora capsici)，油菜菌核病菌(Sclerotonia sclerotiorum)，黄瓜灰霉病菌(Botrytiscinerea)，稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)，小麦白粉病菌(Erysiphegraminis)为供试材料。其中，稻瘟病菌、小麦赤霉病菌、辣椒疫霉病菌、油菜菌核病菌和黄瓜灰霉病菌，采用含毒培养基法，普筛浓度为25ppm；稻纹枯病菌，采用离体叶片培养法，普筛浓度为500ppm；小麦白粉病菌，采用盆栽法，普筛浓度为500ppm。测试结果见表2，前五者的杀菌活性用抑制百分率表示，稻纹枯病菌和小麦白粉病菌的杀菌活性用防效百分率表示。
| 稻瘟病菌/％ | 赤霉病菌/％ | 疫霉病菌/％ | 菌核病菌/％ | 灰霉病菌/％ | 纹枯病菌/％ | 白粉病菌/％ | |
| N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯 | 0 | 10.2 | 0 | 18.7 | 31.3 | 70.0 | 20.0 |
| N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯 | 9.3 | 18.9 | 26.8 | 35.5 | 6.8 | 5.0 | 10.0 |
| N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯 | 18.7 | 36.5 | 20.6 | 72.9 | 24.5 | 0 | 30.0 |
从表2中可以看出，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯和N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯有较高的杀菌活性，其中，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯对稻纹枯病菌的防效率为70％，N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯对油菜菌核病菌的杀菌活性达73％。
为了更好的理解本发明，现给出两种不同的制备N-苄氧甲酰基氨基酸芳基酯的实例，本发明包括但不限于此两种制备方法。
实例1：用三氯氧磷和吡啶作为脱水缩合体系制备N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯。
将N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸(10mmol)溶于30mL的吡啶，加入14mmol的酚搅拌溶解，冰冷到0℃至10℃，滴加2.30g(15mmol)三氯氧磷，然后升温至25℃反应2小时，将反应液倒入250mL的冰水中，用冰块冷却6个小时，析出固体，过滤，水洗，石油醚洗涤，用无水乙醇或乙酸乙酯和石油醚重结晶得到N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯，真空干燥，产率67％。，该化合物的1HNMR、13C NMR、IR和MS数据如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz)δ：1.64(d，J＝7.2Hz，3H)，4.67～4.71(m，1H)，5.14(s，2H)，5.31(d，J＝6.8Hz，1H，NH)，7.24～7.26(m，1H)，7.31～7.36(m，5H)，7.42(t，J＝7.8Hz，1H)，7.66(t，J＝7.7Hz，1H)，8.10(d，J＝7.3Hz，1H)
13C NMR(CDCl3，100MHz)δ：17.82，49.97，67.19，125.23，125.88，126.98(2C)，128.15，128.25，128.58(2C)，134.86，136.17，141.62，143.74，155.75，170.59
IR(KBr)：3297，3065，2986，1771，1684，1604，1590，1545，1531，1448，1355，1339，1265，1095，1054，753，736，697cm-1
MS(ESI)m/z：344.9(M+H)+
实例2：用DCC和DMAP作为脱水缩合体系制备N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯。
在0℃和搅拌下，向含有N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸(10mmol)和酚(9mmol)的乙腈(30mL)溶液中加入0.244g(2mmol)DMAP。当上述混合物完全澄清时，加入2.27g(11mmol)DCC，在0℃条件下反应1h后升至室温，继续搅拌8h后停止反应，过滤除去二环己基脲(DCHU)，减压脱溶得到黄色浆状物，溶于5mL CH2Cl2，再次过滤除去残余的DCHU得粗产物，用快速柱层析法(硅胶，展开剂：乙酸乙酯-石油醚)提纯得到N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯，产率91.1％，该化合物的1H NMR、13C NMR、IR和MS数据如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz)δ：0.81(t，J＝5.5Hz，3H)，1.18(d，J＝6.6Hz，3H)，1.56～1.63(m，5H)，2.75～2.77(m，1H)，4.66～4.69(m，1H)，5.14(s，2H)，5.41(s(b)，1H，NH)，6.99(d，J＝6.7Hz，1H)，7.21～7.37(m，8H)
13C NMR(CDCl3，100MHz)δ：12.12，18.64，20.79，30.17，34.16，49.88，67.04，121.90，126.55，126.64，127.23，128.11(2C)，128.21，128.55(2C)，136.24，139.03，148.20，155.67，171.82
IR(KBr)：3324，3040，2963，1765，1688，1608，1533，1487，1455，1346，1258，1172，1152，1062，757，735，699cm-1
MS(ESI)m/z：356.0(M+H)+
实例3：用与实例2相同的方法，以N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸为原料可制得N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯，产率75.4％，该化合物的1H NMR、13C NMR、IR和MS数据如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz)δ：0.83(t，J＝6.9Hz，3H)，1.20(d，J＝6.8Hz，3H)，1.55～1.64(m，5H)，2.78～2.80(m，1H)，4.68～4.71(m，1H)，5.17(s，2H)，5.49(s(b)，1H，NH)，7.02(d，J＝7.2Hz，1H)，7.19～7.39(m，8H)
13C NMR(CDCl3，100MHz)δ：12.14，18.64，20.78，30.20，34.21，49.93，67.07，121.94，126.57，126.67，127.27，128.14(2C)，128.24，128.58(2C)，136.29，139.07，148.25，155.71，171.85
IR(film)：3338，3064，3034，2963，1764，1715，1608，1580，1520，1489，1451，1339，1252，1174，1155，1067，753，697cm-1
MS(ESI)m/z：355.9(M+H)+
Claims (2)
1.一种具有杀虫及杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯，其结构式为：
式中，次甲基上有一个取代基R1，苯环的邻位上有取代基R2、间位上有取代基R3、对位上有取代基R4，其中次甲基上的*表示该次甲基上的碳原子为RS构型或者S构型；
当次甲基上的*表示该次甲基上的碳原子为RS构型时：取代基R1是-CH3，或-CH2CH(CH3)2，或-CH2CH3；取代基R2是-CH3，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-CH3，R4是-H，或R2是-H，R3是-H，R4是-CH3，或R2是-Cl，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-Cl，R4是-H，或R2是-H，R3是-H，R4是-Cl，或R2是-NO2，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-NO2，R4是-H，或R2是-CH(CH3)CH2CH3，R3是-H，R4是-H，或R2是-H，R3是-CH(CH3)CH2CH3，R4是-H，或R2是-H，R3是-H，R4是-CH(CH3)CH2CH3；
当次甲基上的*表示该次甲基上的碳原子为S构型时：R1是-CH3，R2是-CH(CH3)CH2CH3，R3是-H，R4是-H。
2.根据权利要求1所述的具有杀虫及杀菌活性的苄氧甲酰基氨基酸芳基酯，选自N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯，N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯和N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯三种芳基酯；N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-硝基苯)酯的结构式为：
N-苄氧甲酰基-DL-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯的结构式为：
N-苄氧甲酰基-L-丙氨酸-(2-仲丁基苯)酯的结构式为：
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| 孔岩.氨基酸类农药的研究与进展.西南师范大学学报（自然科学版）24 3.1999,24(3),362-369. |
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