发明内容
本发明的目的在于提供一种新的N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物,并提供其制备方法和应用,本发明提供的N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物具有优异的杀菌活性。
本发明采用的技术方案如下:
一种如式I所示的N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物:
I
式I中,R为三氟甲基或氯。
本发明还提供式I所示的N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物的制备方法:
式II所示的烟酰氯化合物溶于有机溶剂A中得到溶液A, NH4NCS溶于二氯甲烷和聚乙二醇PEG600中得到溶液B,其中聚乙二醇PEG600的用量是二氯甲烷质量的3~5%,溶液B加入溶液A中,微波加热搅拌回流反应15~100min(优选15~40min),然后静置冷却,抽滤,滤液中加入溶液C,所述溶液C为式IV所示的取代苯胺类化合物溶于有机溶剂C中得到,室温搅拌反应7~10小时,反应结束后反应液分离处理得到N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物产物;所述有机溶剂A为乙腈、四氢呋喃或二氯甲烷;所述有机溶剂C为乙腈、四氢呋喃或二氯甲烷,优选乙腈;所述式II所示的烟酰氯化合物、NH4NCS、式IV所示的取代苯胺类化合物的物质的量之比为1:1:1;
式II中,R为三氟甲基或氯。
所述反应的反应方程式如下:
所述方法中,所述反应液分离处理方法为:反应结束后,反应液静置5~15小时,抽滤后取滤饼,用DMF和水以任意体积比混合的混合溶剂重结晶得到N-取代吡啶酰基-N-取代嘧啶基硫脲衍生物产物。
所述有机溶剂A的用量以式II所示的烟酰氯的物质的量计为1~3mL/mmol,优选2 mL/mmol。
所述二氯甲烷和聚乙二醇PEG600的总用量以NH4NCS的物质的量计为1~3mL/mmol,优选1 mL/mmol。
所述有机溶剂C的用量以式IV所示的取代苯胺类化合物的物质的量计为0.5~1mL/mmol,优选0.5 mL/mmol。
较为具体的,所述式I所示的N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物的制备方法按以下步骤进行:
式II所示的烟酰氯类化合物溶于有机溶剂A中得到溶液A,NH4NCS溶于二氯甲烷和聚乙二醇PEG600中得到溶液B,其中聚乙二醇PEG600的用量是二氯甲烷质量的3~5%,溶液B加入溶液A中,加热搅拌回流反应15~100min,然后静置冷却,抽滤,滤液中加入式IV所示的取代苯胺类化合物溶于有机溶剂C中得到的溶液C,室温搅拌反应7~10小时,反应结束后,反应液静置5~15小时,抽滤后取滤饼,用DMF和水以任意体积比混合的混合溶剂重结晶得到N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物产物;所述有机溶剂A为乙腈,四氢呋喃或二氯甲烷;所述有机溶剂C为乙腈、四氢呋喃或二氯甲烷;所述式II所示的烟酰氯类化合物、NH4NCS、式IV所示的取代苯胺类化合物的物质的量之比为1:1:1。
本发明方法中,式II所示的烟酰氯类化合物可以按以下方法制备得到:式V所示的化合物与SOCl2进行氯化反应得到式II所示的烟酰氯类化合物,这是本领域技术人员公知的制备方法。
本发明所述的式I所示的N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物可应用作为杀菌剂,具体的,所述的N-烟酰基-N-取代苯基硫脲衍生物可作为小麦赤霉病、马铃薯晚疫病、苹果轮纹病、黄瓜枯萎菌、或花生褐斑病的杀菌剂。
更具体的,N-2,4,5-三氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲可作为小麦赤霉病的杀菌剂,优选N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲作为小麦赤霉病的杀菌剂。
N-2,4,5-三氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲可作为马铃薯晚疫病的杀菌剂,优选N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲作为马铃薯晚疫病的杀菌剂。
N-2,4,5-三氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲可作为苹果轮纹病的杀菌剂,优选N-2,4,5-三氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲作为苹果轮纹病的杀菌剂。
N-2,4,5-三氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲可作为黄瓜枯萎菌的杀菌剂,优选N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲作为黄瓜枯萎菌的杀菌剂。
N-2,4,5-三氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲可作为花生褐斑病的杀菌剂,优选N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲、N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲作为花生褐斑病的杀菌剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
制备如下原料:烟酰氯:1.23g烟酸与10 mL SOCl2在加热回流的条件下,进行氯化反应,反应结束后在水泵减压条件下蒸出过量的二氯亚砜,得烟酰氯盐酸盐。然后将烟酰氯盐酸盐溶于20mL二氯甲烷,室温下滴加等物质的量的三乙胺,室温下反应5小时。抽滤,滤渣用10mL二氯甲烷洗两遍,合并滤液与洗液,减压蒸去溶剂,制得烟酰氯备用。
实例1:N-2,4,5-三氯苯基-N-烟酰基硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中,在烟酰氯10mmol溶于20 mL二氯甲烷的溶液中加入溶有0.97g(10mmol)的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液(10mL,其中二氯甲烷9.5 mL,PEG-600 0.5 mL),搅拌回流15min,静置冷却,抽滤,得到橙色溶液,加入按照上述方法制得的10mmol 2,4,5-三氯苯胺溶于5 mL无水乙腈的溶液,室温搅拌10h,静置过夜,抽滤,滤饼用 DMF和水以体积比1:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 67 %, 熔点199-200 ℃; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz), d: 12.44(s, NH, 1H), 11.90(s, NH, 1H), 7.09-8.26(m, ArH and Py, 6H). IR (KBr), ν/cm-1: 3321, 3104 (NH), 1670 (C=O), 1151 (C=S). MS (ESI), m/z: 359 (M -1). Elemental anal. (%), calculated: C, 43.29; H, 2.24; N, 11.65; found: C, 43.50; H, 2.41; N, 11.51.
实例2:N-2,5-二氯苯基-N-烟酰基硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中,在烟酰氯10mmol溶于20 mL二氯甲烷的溶液中加入溶有0.97g(10mmol)的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液(10mL,其中二氯甲烷9.5 mL,PEG-600 0.5 mL),搅拌回流15min,静置冷却,抽滤,得到橙色溶液,加入按照上述方法制得的10mmol 2,5-二氯苯胺溶于5 mL无水乙腈的溶液,室温搅拌10h,静置过夜,抽滤,滤饼用 DMF和水以体积比1:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 53 %, 熔点206-207 ℃; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz), d: 11.98(s, NH, 1H), 11.78(s, NH, 1H), 7.23-8.14(m, ArH and Py, 7H). IR (KBr), ν/cm-1: 3301, 3112 (NH), 1668 (C=O), 1157 (C=S). MS (ESI), m/z: 325 (M -1). Elemental anal. (%), calculated: C, 47.87; H, 2.78; N, 12.88; found: C, 47.99; H, 2.44; N, 12.85.
实例3:N-4-氯苯基-N-烟酰基硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中,在烟酰氯10mmol溶于20 mL乙腈的溶液中加入溶有0.97g(10mmol)的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液(10mL,其中二氯甲烷9.5 mL,PEG-600 0.5 mL),搅拌回流15min,静置冷却,抽滤,得到橙色溶液,加入所制得的10mmol 4-氯苯胺溶于10 mL无水乙腈的溶液,室温搅拌10h,静置过夜,抽滤,取滤饼用DMF和水以体积比2:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 65 %, 熔点232-234 ℃; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz), d: 12.12(s, NH, 1H), 11.88(s, NH, 1H), 7.22-8.25(m, ArH and Py, 8H). IR (KBr), ν/cm-1: 3352, 3156 (NH), 1669 (C=O), 1154 (C=S). MS (ESI), m/z: 291 (M -1). Elemental anal. (%), calculated: C, 53.52; H, 3.45; N, 14.40; found: C, 53.48; H, 3.65; N, 14.12.
实例4:N-2-三氟甲基苯基-N-烟酰基硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中,在烟酰氯10mmol溶于20 mL四氢呋喃的溶液中加入溶有0.97g(10mmol)的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液(10mL,其中二氯甲烷9.5 mL,PEG-600 0.5 mL),搅拌回流15min,静置冷却,抽滤,得到橙色溶液,加入所制得的10mmol 2-三氟甲基苯胺溶于5 mL四氢呋喃的溶液,室温搅拌10h,静置过夜,抽滤,取滤饼用DMF和水以体积比3:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 54 %, 熔点203-204 ℃; 1H NMR (CDCl3, 300 MHz), d: 12.15(s, NH, 1H), 12.03(s, NH, 1H), 7.19-8.26(m, ArH and Py, 8H). IR (KBr), ν/cm-1: 3291, 3144 (NH), 1670 (C=O), 1155 (C=S). MS (ESI), m/z: 324 (M -1). Elemental anal. (%), calculated: C, 51.69; H, 3.10; N, 12.92; found: C, 51.45; H, 3.43; N, 13.21.
化合物的杀菌活性测试
采用菌体生长速率测定法(mycelium growth rate test),将供试药剂在无菌条件下稀释成一定倍数,然后各吸取1mL 药液注入培养皿内,再分别加入9mL的LB培养基,摇匀后制成50 ug/mL含药平板,以添加1mL 灭菌水的平板做空白对照。用直径4mm的打孔器沿菌丝外缘切取菌盘,移至含药平板上。每处理重复三次。将培养皿放在24±1℃恒温培养箱内培养。72 小时后调查各处理菌盘扩展直径,求平均值,与空白对照比较计算相对抑菌率,见下表1。
表1. 实施化合物的杀菌活性( 50 ppm,%抑制率)