CN104478792B - 一种具有抑菌活性的化合物及其水溶性液剂的制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抑菌活性的化合物及其水溶性液剂的制备方法和应用，涉及农药领域。该化合物为N‑(4‑异丙基苯甲酰基)‑4‑甲基哌啶，结构式为式(I)。该化合物的制备方法包括：对异丙基苯甲酸和二氯亚砜加热回流下反应制得对异丙基苯甲酰氯；在4‑甲基哌啶和二氯甲烷中加入催化剂吡啶或三乙胺,在室温搅拌下，逐滴加入对异丙基苯甲酰氯反应，经过滤、洗涤、重结晶得到白色固体即为该化合物。该化合物对玉米小斑、油菜菌核、番茄灰霉等植物病原真菌都具有很好的抑制活性，可以添加乳化剂、消泡剂和溶剂加工成水溶性液剂等农药制剂进行开发和应用。

Description

一种具有抑菌活性的化合物及其水溶性液剂的制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及农药领域，特别涉及一种具有抑菌活性的化合物及其水溶性液剂的制备方法和应用。
背景技术
众所周知，农药的长期大量使用不仅污染了环境、破坏了生态平衡，还出现了严重的“3R”(残留、抗性和病虫害再猖獗)和“三致”(致癌、致畸形和致突变)问题。这些问题引起了人类广泛的关注，如何有效地加以解决是人类面临的一项长期而艰巨的任务。这样，在农药面临着巨大的挑战，而人类又离不开农药的形势下，寻找对有害生物高效、对非靶标生物安全、在环境中易降解且降解产解物对人类健康和生态环境安全的“环境和谐农药”即“绿色农药”已经成了农药研究的热点和前沿。
自1966年第一个酰胺类杀菌剂开发成功以来，该类化合物作为杀菌剂使用已有40多年的历史，而且不断有结构新颖的品种报道。同时，在农药的研究和开发过程中，杂环化合物由于其选择性好、活性高、用量少、毒性低以及在有害生物生理生化反应中的特异性而成为研究的主体。其中，吡咯、吡啶、哌啶、嘧啶、咪唑和三唑等类化合物，因不断涌现出一些具有划时代意义的新颖药剂而引起人们的重视，也已成为农药领域研究与开发的热点和前沿。
另一方面，农药中使用的易挥发、有毒、有害的有机溶剂也是不可忽视的危害因素。因此，也有必要对传统的农药老剂型进行改造，使之更安全、更有效。
到目前为止，还未见有N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶作为抑菌活性化合物使用的报道。
发明内容
本发明提供了一种具有抑菌活性的化合物N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶，其结构式如下：
式(I)化合物的制备方法，包括以下步骤：
1)对异丙基苯甲酸和二氯亚砜加热回流下反应制得对异丙基苯甲酰氯；所述对异丙基苯甲酸和所述二氯亚砜的物质的量之比为1：1.2-1.5。
2)将4-甲基哌啶溶入二氯甲烷中，加入催化剂吡啶或三乙胺,在室温搅拌下，逐滴加入对异丙基苯甲酰氯，其中4-甲基哌啶、催化剂、对异丙基苯甲酰氯的物质的量之比为1-1.2：1-1.2：1，于30-50℃下继续反应4-5小时，反应完成后，洗涤反应混合物至中性，冷却至固体析出后，过滤，洗涤，用无水乙醇重结晶，得到的白色固体产物即为式(I)化合物。
制备过程中的主要反应方程式为：
式(I)的化合物结构简单、新颖，易于合成，成本低，对植物病原真菌有较好的防治效果。在目前已知的植物病原真菌抑制剂中未见报道。
以具有抑菌活性的化合物N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶为主要成分的农药可以做成乳油、粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、微乳剂、水溶性液剂等制剂。
本发明提供了一种N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂，它以N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶为活性成分，加上溶剂、乳化剂和消泡剂制备而成。其中，各原料的质量分数为：
N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶5～10％
乳化剂 8～15％
消泡剂 0.01％
溶剂 余量
上述乳化剂可以是OP-7，OP-10，吐温-20，吐温-60中的一种或几种的混合，也可以是其它的非离子型乳化剂。
上述溶剂可以是乙二醇，二甘醇，1，3-丙二醇，丙三醇中的一种或几种的混合，也可以是其它非挥发无毒的溶剂。
上述消泡剂为邻苯二甲酸二丁酯或其它水溶性消泡剂。
本发明提供的N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的制备方法如下：
将N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶、消泡剂加入溶剂中，在30-50℃恒温搅拌下，慢慢加入乳化剂直到溶液澄清透明，再继续恒温搅拌下20-30分钟。
本发明中制备的N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂，所用溶剂和乳化剂均无毒无害，不挥发，储存运输安全，没有不愉快的气味，制剂形态的环境相容性好，对真菌的抑制率高。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
化合物N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶的制备
将0.01mol对异丙基苯甲酸和15mL二氯亚砜加到50mL三颈瓶中，加热到80℃回流2小时，减压蒸馏除去过量的二氯亚砜，直到无液体流出为止，冷却至室温，即得对异丙基苯甲酰氯。
将0.01mol 4-甲基哌啶和10mL二氯甲烷加入50mL三颈瓶中，加入3mL吡啶或三乙胺,在室温搅拌下，逐滴加入新制的对异丙基苯甲酰氯。滴加完毕后，于30-50℃下继续反应5小时，反应完成后，依次用10％盐酸、10％NaOH和蒸馏水洗涤反应混合物至中性，在2-6℃冰箱中放置，直到固体析出后，过滤，洗涤，用无水乙醇重结晶，得白色固体产物，产率为81％。产物的波谱数据如下：
1H NMR(DMSO-d6,300MHz)δ(ppm):0.92(3H,d,J＝6.0Hz),1.03-1.06(2H,m),1.21(6H,d,J＝6.6Hz)，1.60-1.61(3H,m)，2.89-2.94(3H,m)，3.59-3.60(1H,m)，4.42(1H,m),7.30(4H,s)。
13C NMR(DMSO-d6,300MHz)δ(ppm):21.50(1C),23.61(2C),30.21(1C),30.40(1C),33.20(2C),33.74(2C),126.11(2C),126.74(2C),133.97(1C),149.52(1C),168.89(1C)。
实施例2：
5％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的配制
称取5kg N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶于86.99kg乙二醇中，加入0.01kg邻苯二甲酸二丁酯，在30℃恒温搅拌下，慢慢加入8kg吐温-20直到溶液完全澄清透明，再恒温搅拌20分钟，即得5％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂。
实施例3：
10％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的配制
称取10kg N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶于74.99kg二甘醇中，加入0.01kg邻苯二甲酸二丁酯，在50℃恒温搅拌下，慢慢加入15kg OP-7直到溶液完全澄清透明，再恒温搅拌30分钟，即得10％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂。
实施例4：
8％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的配制
称取8kg N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶于81.99kg二甘醇中，加入0.01kg邻苯二甲酸二丁酯，在50℃恒温搅拌下，慢慢加入10kg OP-7直到溶液完全澄清透明，再恒温搅拌30分钟，即得8％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂。
实施例5：
稳定性实验
1、实验方法
1.1乳液稳定性实验
取实施例3制得的水溶性液剂1mL于刻度量杯中，往量杯中加入硬度为342mg/L的标准硬水99mL，搅拌均匀，将此量杯放入温度为30±2℃的恒温水浴中，1小时后对其外观进行观察。
1.2热稳定性实验
将实施例3制得的水溶性液剂样品密封于安瓿瓶内，置于54±2℃的恒温箱中贮存14天后，对其外观进行观察。
1.3贮存稳定性实验
将实施例3制得的水溶性液剂样品密封于安瓿瓶内，于室温下贮存1年后，对其外观进行观察。
2、实验结果
实施例3制得的水溶性液剂的稳定性实验结果见表1。
表110％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的稳定性实验结果
表1的结果表明，该水溶性液剂具有很好的乳液稳定性、热稳定性和贮存稳定性。
实施例6：
10％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂的抑菌活性测定
1、供试植物病原真菌
水稻纹枯病菌、小麦赤霉病菌、玉米小斑病菌、油菜菌核病菌、番茄灰霉病菌、马铃薯晚疫病菌、瓜类炭疽病菌、葡萄白腐病菌、柑橘绿霉病菌和苹果轮纹病菌。
2、实验方法
将实施例3制得的水溶性液剂加入到含有0.1％吐温-80的自来水中，混合均匀后配成100mg/L的供试溶液。将此溶液加入到已灭菌的PDA培养基中，同时再加入浓度为50mg/L的链霉素。以不含水溶性液剂的相应溶液为空白对照，制成厚薄均匀的含药平板备用，重复三次。用已灭菌的打孔器选取Ф5mm生长良好、无污染、长势均匀的菌饼，在无菌条件下接入含毒培养基和对照培养基的中心(每个平板接种一个菌饼)，在28℃恒温条件下培养。当空白对照的菌落直径长到50mm左右时，采用十字交叉法测量菌落的直径，取其平均值，用下列公式计算相对抑菌率：
3、实验结果
实施例3制得的水溶性液剂的抑菌活性实验结果见表2。
表210％N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶水溶性液剂在100mg/L时对植物病原真菌的抑制活性
菌种 抑制率(％) 菌种 抑制率(％)
水稻纹枯病菌 80.1 马铃薯晚疫病菌 73.2
小麦赤霉病菌 62.7 瓜类炭疽病菌 54.6
玉米小斑病菌 95.3 葡萄白腐病菌 45.4
油菜菌核病菌 93.8 柑橘绿霉病菌 60.5
番茄灰霉病菌 91.9 苹果轮纹病菌 67.8
从表2可知，该水溶性液剂对水稻纹枯病菌、马铃薯晚疫病菌、小麦赤霉病菌、柑橘绿霉病菌、苹果轮纹病菌均有较好的抑制效果，对玉米小斑病菌、油菜菌核病菌和番茄灰霉病菌有极好的抑制效果。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有抑菌活性的化合物的水溶性液剂，其特征在于主要由以下原料制得：
2.根据权利要求1所述的含有抑菌活性化合物的水溶性液剂，其特征在于，所述乳化剂为OP-7，OP-10，吐温-20，吐温-60中的一种或两种以上任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的含有抑菌活性化合物的水溶性液剂，其特征在于，所述消泡剂为邻苯二甲酸二丁酯。
4.根据权利要求1所述的含有抑菌活性化合物的水溶性液剂，其特征在于，所述溶剂为乙二醇，二甘醇，1，3-丙二醇，丙三醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。
5.一种制备如权利要求1-4中任意一项所述的含有抑菌活性化合物的水溶性液剂的方法，其特征在于包括以下步骤：将所述N-(4-异丙基苯甲酰基)-4-甲基哌啶、所述消泡剂加入所述溶剂中，在30-50℃恒温搅拌下，加入所述乳化剂直到溶液澄清透明，再继续恒温搅拌20-30分钟。
6.根据权利要求1-4中任一项所述含有抑菌活性化合物的水溶性液剂在真菌引起的植物病害防治中的应用。
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