CN101343277B

CN101343277B - 氨基甲酸鱼藤酮肟酯及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN101343277B
Application number: CN2008100317251A
Authority: CN
Inventors: 胡艾希; 王超; 叶姣; 徐汉虹; 欧晓明
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: CN101343277A

Abstract

本发明公开了一类氨基甲酸鱼藤酮肟酯，其具有如下化学结构式和立体结构式：

Description

氨基甲酸鱼藤酮肟酯及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一类新的化合物及其制备方法和应用，具体是氨基甲酸鱼藤酮肟酯及其制备方法和应用。

背景技术

鱼藤酮(Rotenone)是一种天然的植物质杀虫剂和杀螨剂，它易于降解，在环境中积累毒性小，不污染农业生态环境和农产品，有利于促进生态平衡。然而，鱼藤酮的使用还存在一些问题，如：鱼藤酮在自然条件下易于氧化分解失效，因而制剂浓度不稳定，使用时不易标准化。而鱼藤酮本身有较好的生物活性，是一种十分有价值的化合物。本项目掌握了鱼藤酮结构与稳定性、生物活性关系基础之上，对鱼藤酮进行化学结构改造和修饰，利用拼合原理将农药的活性基团氨基甲酸肟酯引入到鱼藤酮的分子上，设计合成一系列结构新颖的氨基甲酸鱼藤酮肟酯，并将所得化合物进行结构表征、活性和稳定性测试，期望获得具有生物活性和性能稳定的化合物。初步生物活性研究结果显示：氨基甲酸鱼藤酮肟酯类化合物具有较好的杀菌、杀虫活性和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一类氨基甲酸鱼藤酮肟酯类新化合物制备方法和氨基甲酸鱼藤酮肟酯类新化合物在杀虫、杀菌剂中的应用。

本发明的氨基甲酸鱼藤酮肟酯类新化合物具有式I所示化学结构式和立体结构式：

其中，R选自：C₁～C₁₆烷基；苯环，取代苯环；取代苯环选自甲基苯或二甲基苯，卤代苯。

所述氨基甲酸鱼藤酮肟酯类新化合物的制备方法包括如下步骤：具有式I所示结构的氨基甲酸鱼藤酮肟酯的制备方法是鱼藤酮肟在相转移催化剂或缚酸剂存在下和异氰酸酯反应。反应完毕，经过滤，洗涤，干燥得氨基甲酸鱼藤酮肟酯。

所述的氨基甲酸鱼藤酮肟酯类新化合物具有杀虫、杀菌活性，可用于制备杀虫、杀菌剂。

本发明制备方法按如下化学反应式进行：

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.基于鱼藤酮对细胞线粒体呼吸链中NADH脱氢酶到泛醌氧化还原酶抑制作用的构效关系，首次设计合成具有生物活性的氨基甲酸鱼藤酮肟酯系列；新化合物有较高的生物活性，稳定性好，残留小。本发明在掌握了鱼藤酮结构与稳定性、生物活性关系基础之上，保留了生物活性所必需的结构，利用C＝N来替代具有强吸电性的C＝O来降低7-H的酸性，抑制7位的氧化降解来提高整个分子结构的稳定性，同时依据药物设计学中的拼合原理，引入农药中具有较好的杀虫杀菌活性的氨基甲酸肟酯结构来提高其生物活性和稳定性。本发明所设计的化合物相对于现有的鱼藤酮均具有氨基甲酸肟酯结构。

2.与鱼藤酮不同，合成的氨基甲酸鱼藤酮肟酯稳定性好，并具有杀菌活性。

3.设计的新化合物构思新颖、合成操作方便。反应时间短，收率高。

4.氨基甲酸鱼藤酮肟酯的立体结构：C(7)，C(8)和C(18)的绝对构型分别为R、S和R。肟酯的构型为E式。氨基甲酸鱼藤酮肟酯存在分子间氢键。

5.利用合成的活性氨基甲酸鱼藤酮肟酯开发绿色农药，用于制备杀菌剂和杀虫剂。

附图说明

图1是辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯(3)的分子结构。

图2是辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯(3)的晶胞图。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1氨基甲酸鱼藤酮肟酯(1)的合成

鱼藤酮肟1.0g，丙酮或苯10.0ml搅拌，溶解，滴加10ml含异氰酸甲酯的丙酮溶液，回流反应1h，TLC监测反应过程，过滤反应液，滤液旋蒸脱溶，水洗得到的白色固体。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)δ：2.75(s，3H，CH₃)，2.93(dd，J＝8.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.28(dd，J＝10.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.71(s，3H，OCH₃)，3.80(s，3H，OCH₃)，4.22(d，J＝12Hz，1H，6-H)，4.56(d，J＝2.8Hz，1H，12a-H)，4.60(dd，J＝12Hz，J＝2.8Hz，1H，6-H)，4.92(s，2H，6a-H，7’-H)，5.06(s，1H，7’-H)，5.17(t，J＝8.8Hz，1H，5’-H)，6.35(d，J＝8.0Hz，1H，NH)，6.41(s，1H，1-H)，6.48(d，J＝8.8Hz，1H，10-H)，7.76(d，J＝8.4Hz，1H，11-H)。

实施例2环己氨基甲酸鱼藤酮肟酯(2)的合成

鱼藤酮肟1.0g，丙酮或四氢呋喃10.0ml搅拌，溶解，加入10ml含0.3g异氰酸环己酯的丙酮溶液，回流反应7h，再补充0.3g异氰酸环己酯，继续反应2h，TLC监测反应过程。过滤反应液，滤液旋蒸脱溶，水洗得到的白色固体，乙醇重结晶得到1.0g白色粉末，熔点185～188℃收率77.0％。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)δ：1.24～1.44(m，4H，c-C₆H₁₁)，1.64(m，4H，c-C₆H₁₁)，1.76(s，3H，8’-CH₃)，1.78(m，1H，c-C₆H₁₁)，2.06(m，2H，c-C₆H₁₁)，2.93(dd，J＝8.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.28(dd，J＝10.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.71(s，3H，OCH₃)，3.80(s，3H，OCH₃)，4.22(d，J＝12Hz，1H，6-H)，4.56(d，J＝2.8Hz，1H，12a-H)，4.60(dd，J＝12Hz，J＝2.8Hz，1H，6-H)，4.92(s，2H，6a-H，7’-H)，5.06(s，1H，7’-H)，5.17(t，J＝8.8Hz，1H，5’-H)，6.35(d，J＝8.0Hz，1H，NH)，6.41(s，1H，4-H)，6.41(s，1H，1-H)，6.48(d，J＝8.8Hz，1H，10-H)，7.76(d，J＝8.4Hz，1H，11-H)。

实施例3辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯(3)的合成

鱼藤酮肟0.8g，丙酮或N-甲基吡咯烷酮30.0ml搅拌，溶解，加入0.3g异氰酸辛酯，回流反应5h，再补充0.15g异氰酸辛酯，继续反应10h，TLC监测反应过程。过滤反应液，滤液旋蒸脱溶，水洗得到的白色固体，乙醇重结晶得到0.96g白色粉末熔点140～143℃，收率86.8％。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)δ：0.89(t，J＝6.8Hz，3H，CH₃)，1.30(m，10H，5×CH₂)，1.65(m，2H，CH₂)，1.76(s，3H，8’-CH₃)，2.93(dd，J＝8.0Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.29(dd，J＝9.6.Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.37(q，J＝6.8Hz，2H，NCH₂)，3.71(s，3H，OCH₃)，3.80(s，3H，OCH₃)，4.23(d，J＝12Hz，1H，6-H)，4.57(d，J＝2.4Hz，1H，12a-H)，4.60(dd，J＝12Hz，J＝2.4Hz，1H，6-H)，4.92(s，2H，6a-H，7’-H)，5.06(s，1H，7’-H)，5.19(t，J＝9.2Hz，1H，5’-H，)，6.40(s，1H，4-H)，6.42(s，1H，1-H)，6.47(d，J＝8.4Hz，1H，10-H)，6.49(s，1H，NH)，7.76(d，J＝8.8Hz，1H，11-H)。

实施例4邻甲苯氨基甲酸鱼藤酮肟酯(4)的合成

鱼藤酮肟1.0g，乙酸乙酯10.0ml，三氯甲烷10.0ml搅拌，溶解，加入0.32g异氰酸邻甲基苯基酯，回流反应7h，再补充0.16g异氰酸邻甲基苯基酯，继续反应2h，TLC监测反应过程。反应液旋蒸脱溶，水洗得到的白色固体，乙醇重结晶得到0.8g橙色粉末，熔点138～142℃，收率60.1％。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)δ：1.77(s，3H，8’-CH₃)，2.40(s，3H，Ph-CH₃)，2.95(dd，J＝8.0Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.31(dd，J＝10Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.71(s，3H，OCH₃)，3.81(s，3H，OCH₃)，4.26(d，J＝12.4Hz，1H，6-H)，4.63(m，2H，12a-H，6-H)，4.93(s，1H，7’-H)，4.98(s，1H，6a-H)，5.07(s，1H，7’-H)，5.21(t，J＝8.8Hz，1H，5’-H)，6.44(s，1H，4-H)，6.47(s，1H，1-H)，6.51(d，J＝8.4Hz，1H，10-H)，7.12(t，J＝7.6Hz，1H，C₆H₄)，7.26(m，2H，C₆H₄)，7.78(d，J＝8.4Hz，1H，C₆H₄)，7.96(d，J＝8.0Hz，1H，11-H)，8.53(s，1H，NH)。

实施例5氨基甲酸鱼藤酮肟酯对粘虫、蚜虫、叶蝉、红蜘蛛的毒杀测定

粘虫采用Potter喷雾法，浓度为1000mg/L；稻黑尾叶蝉采用浸渍法，浓度为500mg/L；蚕豆蚜采用浸渍法，浓度为500mg/L；棉红蜘蛛采用浸渍法，浓度为500mg/L；48h检查结果：化合物2、化合物3对粘虫的杀死亡率分别为68.3％和80.0％。

实施例6杀菌活性测定

1.供试菌种

稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)，稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)，黄瓜灰霉病菌(Botrytiscinerea)，油菜菌核病菌(Sclerotonia sclerotiorum)，小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)，辣椒疫霉病菌(phytophythora capsici)。以上菌种均保存在冰箱(4～8℃)内，试验前2～3天从试管斜面接种到培养皿内，在适宜温度下培养供试验用。实验用培养基均为马铃薯琼脂培养基(PDA)。小麦白粉病菌用小麦苗保存孢子供试验用。

2.测定方法

准确称取适量待测新化合物，先用适宜溶剂溶解并加入少量乳化剂，用清水稀释成一定浓度。具体方法如下：

稻瘟病菌、小麦赤霉病菌、辣椒疫霉病菌黄瓜灰霉病菌和油菜菌核病菌：采用含毒培养基法，普筛浓度为25mg/L。稻纹枯病菌：采用离体叶片培养法，普筛浓度为500mg/L。小麦白粉病菌：采用盆栽法，普筛浓度为500mg/L。

3.杀菌剂活性评价

处理后定期观察记录叶片、植株的发病情况和菌丝生长情况，根据病情指数和菌丝直径，计算防效和抑制率。

生长抑制率(％)＝(对照菌落直径-处理菌落直径)×100/(对照菌落直径-菌饼直径)。

杀菌活性普筛结果：化合物2、化合物3对白粉病菌的防效率分别为60％和50.0％。

实施例7辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯(3)的晶体结构

辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯(3)的分子结构如图1所示；辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯(3)的晶胞图如图2所示：

辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯(3)的晶体结构表明：C(7)，C(8)和C(18)的绝对构型分别为R、S和R。肟酯的构型为E式。辛氨基甲酸鱼藤酮肟酯存在分子间氢键[N2-H2A…O(7)]。

Claims

1.氨基甲酸鱼藤酮肟酯，其特征在于所述的化合物具有式I所示化学结构式和立体结构式：

其中，R选自：C₁～C₁₆烷基，苯基，甲苯基，二甲苯基或卤代苯基。

2.权利要求1所述氨基甲酸鱼藤酮肟酯的制备方法，其特征在于，具有式I所示结构式的化合物的制备方法是鱼藤酮肟在相转移催化剂或缚酸剂存在下和异氰酸酯RNCO在适当的溶剂中反应，反应完毕，经过滤，洗涤，干燥得氨基甲酸鱼藤酮肟酯；其中，R的定义如权利要求1所述。

3.根据权利要求2所述氨基甲酸鱼藤酮肟酯的制备方法，其特征在于，所述的缚酸剂是碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、三丁胺、哌啶和吡啶中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述氨基甲酸鱼藤酮肟酯的制备方法，其特征在于，相转移催化剂是四甲基氯化铵、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵、四丁基氟化铵、四苯基溴化鏻、三苯基乙基溴化鏻、18-冠醚-6、四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基碘化铵中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述氨基甲酸鱼藤酮肟酯的制备方法，其特征在于，反应温度是-20℃～150℃。

6.根据权利要求2所述氨基甲酸鱼藤酮肟酯的制备方法，其特征在于，反应溶剂是丙酮、苯、取代苯、乙酸乙酯、氯仿、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或几种。

7.权利要求1所述氨基甲酸鱼藤酮肟酯的应用，其特征在于，式I所示结构式的化合物在制备杀小麦白粉病菌的杀菌剂中的应用。