CN105541830A - 一种杀菌化合物、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业植保领域,特别涉及一种杀菌化合物、制备方法及其应用,所述的化合物的结构为:其中R选自中的一种;此化合物对于马铃薯晚疫病菌、辣椒疫霉、烟草疫霉、荔枝霜疫霉和黄瓜霜霉等植物病原卵菌具有优异的抑菌活性,在卵菌病害的防治中具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及农业植保领域,特别涉及一种杀菌化合物、制备方法及其应用。
背景技术
植物病原卵菌对大多数作物、天然植物与观赏植物都能造成非常严重的病害,其中包括50多种对植物危害最为严重的疫霉菌,它们可以引起大多数重要的经济作物如马铃薯、番茄、辣椒、大豆和烟草生产上的严重损失,同时也会危害农业生态系统。
最为典型的植物病原菌为致病疫霉(Pytophthorainfestans),其可引起马铃薯、番茄上的晚疫病害,引起农业生产上的严重损失,所导致的爱尔兰大饥荒已众所周知。国际马铃薯中心估计,每年由于晚疫病的发生而产生的损失约为30亿美元,20世纪八九十年代在北美和欧洲所出现的此类病害严重的抗药性问题又一次引起人们对它极高的关注。
辣椒疫霉(Phytophthoracapsici)也是一种重要的土传植物病原卵菌,寄主范围广泛,可侵染至少27科中的71种寄主植物,并能够侵染植物的各个生长阶段,导致茎枯、腐烂、叶部枯萎和果实腐烂等症状。辣椒疫霉所引发的疫病在气候适宜的条件下,短期内就可爆发,蔓延速度极快,能导致全世界范围内的瓜类、茄子和辣椒近100%的损失,其危害不亚于致病疫霉。
除疫霉之外的其它病原卵菌同样也能导致植物病害的严重发生。例如专性寄生的霜霉病菌(Peronospora)、白锈病菌(Albugo)等能引起多种作物的锈病以及霜霉病等;一百多种腐霉能够侵染植物,侵染部位主要集中在根部、分生组织和果实上。
卵菌的寄主范围很广,主要包括蔬菜、果树、花卉、林木、棉、麻、油等具有重要经济价值和对国计民生有重大影响的经济作物。卵菌病害的危害日趋严重,到目前为止化学防治仍是控制该类病害的主要手段,生产上广泛使用的杀菌剂主要包括保护性杀菌剂和高效内吸性杀菌剂。2006年,世界杀菌剂市场防治卵菌病害的药剂消费量达到12亿美元,占全世界杀菌剂市场的25%左右。虽然化学防治以其速效和高效的特点,在植物病原卵菌病害的防治中发挥着不可替代的作用,但是随着一些内吸性杀菌剂的不合理频繁使用,许多植物病原卵菌已经产生了严重的抗药性。因此,国际上各大农化公司一直致力于开发具有全新作用机制且与市场上现有杀菌剂无交互抗药性的新型杀菌剂,用于植物病原卵菌病害的防治和抗药性治理。
发明内容
本发明的目的是提供一种杀菌化合物、制备方法及其应用,本发明提供的杀菌化合物可以有效防治植物卵菌病害。
为达到上述目的,具体采用如下的技术方案:
一种化合物,具有如下的结构:其中R选自中的一种。当R按照上面的顺次选取不同的取代基时,依次得到化合物1、化合物2和化合物3。
本发明还提供了上述化合物的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)以和甲基三苯基溴化膦为原料,通过wittig反应制备
(2)以和氢氧化钾、亚硝酸钠为原料,通过肟化反应制备
(3)以和NCS为原料,通过氯代反应,制备
(4)以和为原料,合环制备
(5)以和溴素为原料,经过取代反应,得到
(6)以和boc酸酐为原料,经过氨基保护,得到
(7)以和劳森试剂反应,制备
(8)以和为原料,合环得到加入浓盐酸继续进行反应,得到
(9)以和为原料,反应即得。
在步骤(9)中R的定义与在化合物中R的定义相同,即R选自中的一种,具体的分别与反应得到化合物1、化合物2、化合物3。
本发明提供的化合物的制备方法反应历程短,反应过程易于控制,可以用下面的合成路线表示:
下面为具体的实施方案:
(1)在室温下,氮气保护,以为基准,按摩尔比Ph3PMeBr=1:(1~2)在反应容器中加入Ph3PMeBr,然后加入THF,将反应体系冷却至0~-10℃,按摩尔比NaH=1:(2~3)向反应体系中加入NaH,室温下搅拌,加入GC监控反应,反应完全后过滤然后将滤液蒸馏,得
(2)在冰浴条件下,按摩尔比KOH=1:(1~1.5)在反应容器中依次加入KOH和水,将反应体系冷却至0~10℃,然后滴加滴加完成后在室温下搅拌4~24h;再次将反应体系冷却至0~10℃,向反应体系中加入NaNO2,调节体系的PH为4~5,室温下搅拌1~5h,然后调节PH为9~10,向反应体系中加入甲苯,分离出有机相和水相,将水相的PH调至5~6,利用乙酸乙酯萃取,经干燥旋干后得
(3)室温下,氮气保护,在反应容器中加入和DMF,按摩尔比NCS=1:1~1.5,利用0.5~1h向反应容器中加入NCS,GC监控,反应完全后,淬灭,经萃取、洗涤、旋干后得到
(4)室温下,按摩尔比将和混合,在10~15℃之间逐滴加入K2CO3溶液,1~3小时内滴加完毕,室温下搅拌4~12小时,反应结束后,用乙酸乙酯萃取,经干燥、柱层析得到
(5)在室温下,将和二氯甲烷加入到反应容器中,按摩尔比Br2=1:(1~1.5)向反应体系中滴加Br2与二氯甲烷的混合溶液,滴加完全后,HPLC监控,待反应完全后,旋干得
(6)室温下,将二氯甲烷和三乙胺依次加入到反应容器中,向反应容器中加入二碳酸二叔丁酯,反应完全后,旋干得到
(7)在室温下,氮气保护,和劳森试剂混合后加入1,4-二氧六环,加热到40-~60℃,液质监控,反应完全后,将反应体系旋干即得
(8)室温下,用甲醇作为溶剂,将摩尔比为1:(0.9~1.2)的和加入反应容器中,氮气保护下40~50℃搅拌1~6小时,反应生成液质监控,待反应完全后,向反应体系中直接加入浓盐酸,液质监控,使得全部反应为
(9)冰浴条件下,氮气保护,在反应容器中加入二氯甲烷和N,N-二异丙基乙胺,按摩尔比(1~1.5)向反应体系中滴加待反应完全后,淬灭反应,经萃取、柱层析即得。
为了得到更好的反应收率,对某些步骤中的原料的加入量做了如下优化,具体的,步骤(1)中,按摩尔比Ph3PMeBr=1:1.2,NaH=1:2;
步骤(2)中,按摩尔比KOH=1:1.16;
步骤(3)中,按摩尔比NCS=1:1.05;
步骤(4)中,按摩尔比
步骤(5)中,按摩尔比Br2=1:0.95;
步骤(8)中,按摩尔比
步骤(9)中,按摩尔比
本发明的技术方案还包括所述化合物在防治植物卵菌病害防治中的应用。本发明的化合物对多种病原卵菌均具有优异的抑制作用,其中对终极腐霉、辣椒疫霉、烟草疫霉、荔枝霜疫霉和致病疫霉的EC50分别为0.56、0.094、0.59、0.084和0.023mg/L,明显优于生产中常规对照药剂烯酰吗啉,具有很好的应用前景。
附图说明
图1为化合物1的核磁谱图;
图2为化合物1对荔枝霜疫霉的抑菌活性;
图3为化合物1对黄瓜霜霉病菌的抑菌活性。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1:化合物1的制备
(1)室温下,氮气保护,在三口烧瓶中依次加入21.43g(0.06mol)Ph3PMeBr和THF250ml,将反应体系冷却至0℃,向反应体系中加入3.4gNaH(70%,0.1mol),室温下搅拌30min,加入7.1g(0.05mol),GC监控反应,反应完全后过滤后将滤液蒸馏,先蒸出THF,后减压蒸馏(120℃,50mmHg)得到无色透明油状液体产物2.5g,纯度90%,收率35%。GC:tR=6.626min,90%。
(2)在冰浴条件下,向1000ml三口瓶中先后加入KOH(58.35g,1.16eq,1.04mol)和585ml水,将反应体系冷却至0℃,向反应体系中滴加(103.61g,1eq,0.892mol),滴加完后室温下搅拌24h;再次将反应体系冷却至0℃,向反应体系中加入NaNO2(71.76g,1.16eq,1.04mol),使反应体系保持0℃,向其中滴加H2SO4(50%),使得PH为4~5(加入硫酸的体积以最终体系的PH为准),室温下搅拌2h,此过程中会产生大量气体,出现白色沉淀物,然后向体系中加入NaOH(35%)溶液,使得PH为9-10,最后再向反应体系中加入100ml的甲苯,分离出有机相和水相,向水相中加入H2SO4(50%)将PH调至5-6,乙酸乙酯(3*100ml)萃取,无水硫酸钠干燥,旋干即可得到白色固体61.3g(收率79%)。
LC-MS:tR=1.757min,MS(无)
GC:tR=6.313min,80.7%
(3)室温下,氮气保护,在500ml三口瓶中先后加入(54.65g,0.62mol,1eq)和200mlDMF,然后向瓶中分批加入NCS(87.91g,0.65mol,1.05eq),1h加完,不可加入过快。加完1h后GC监控。反应完全后,反应体系加100ml饱和食盐水淬灭,3*200ml乙酸乙酯萃取,3*100ml饱和食盐水洗涤有机相,旋干后可得到深黄色油状液体产物153.5g(含有大量DMF)纯度24%,收率69%。混合液直接用于下一步反应GC:tR=8.506min,80.7%。
(4)在室温下,(6.1g,0.043mol,1eq)和(5.652g,0.0467mol,1.05eq)混合,在10~15℃的条件下逐滴加入K2CO3(2.5mol/L)溶液,三小时内滴加完毕。滴加完全后,室温下搅拌过夜。反应体系用乙酸乙酯3*200ml萃取,无水MgSO4干燥,柱层析(SiO2,PE/EA=50/1~25/1),得到9.6g白色固体产率98%。
LC-MS:tR=3.067min,MS=226
HPLC:tR=3.278min,84%,214nm。
(5)室温下,将(9.6g,0.0426mol,1eq),220mlDCM(二氯甲烷)依次加入500ml三口瓶内,向反应体系中滴加Br2(6.4g,0.0405mol,0.95eq)与100mlDCM的混合溶液。滴加完全后,HPLC监控。反应完全后,直接旋干即可得到红色油状液体目标产物12.3g,收率100%。
LC-MS:tR=3.731min,MS=304。
(6)在室温下,将(12.8g,0.01mol,1eq),200mlDCM,三乙胺(12.1g,0.012mol,1.2eq)依次加入三口瓶内。向反应体系中加入Boc2O(24g,0.0105mol,1.05eq)。反应完全后,旋干后得到白色固体24g,粗品产率105%,直接用于下一步。
LC-MS:tR=min,MS=144
HPLC:tR=min,90%,214nm
(7)在室温下,氮气保护,(27.36g,0.12mol,1eq),劳伦斯试剂(24.26g,0.06mol,0.5eq)混合后加入1,4-二氧六环250ml,混合后加热到50℃,4h。液质监控,反应完全后。将反应体系直接旋干即可得到目标产物51.86g粗品(含有劳伦斯试剂衰败产物),纯度50%。粗品为粘度很大的淡黄色油状液体。
(8)室温下,将(42.53g,0.14mol,1eq)、(34.602g,0.141mol,1eq)和300ml甲醇依次加入500ml三口瓶中。50℃氮气保护下搅拌2h,反应生成液质监控,待反应完全后,向反应体系中直接加入浓盐酸,液质监控,使得全部反应为将反应体系直接旋干,先后加100ml水用二氯甲烷(5*50ml)萃取,水相加20%氢氧化钠碱化至PH>12,碱化完成后再用乙酸乙酯(5*50ml)萃取(有机相比较干净,可以直接用于下一步反应)。柱层析(SiO2,PE/EA=1/1~DCM:MeOH=10:1),旋干得到29.1g黄色油状液体,收率60%。
(9)冰浴条件下,氮气保护,向100ml三口瓶中先后加入(3.5g,1.0eq,10mmol),20mlDCM(二氯甲烷),DIPEA(N,N-二异丙基乙胺)(1.9g,1.5eq,15mmol),向反应体系中滴加(1.5g,1.2eq,12mmol),滴加完成后室温下搅拌4h,TLC反应完全后,加10ml水淬灭反应,DCM萃取(3*10ml),无水硫酸钠干燥后柱层析(SiO2,PE/EA=10/1~3/1)得到化合物12.4g,黄色固体,产率为60%。
LC-MS:tR=4.52min,MS=505,化合物1的核磁谱图如图1所示。
实施例2:化合物2的制备
本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(9)所用原料不同,在本实施例中用替换
实施例3:化合物3的制备
本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(9)所用原料不同,在本实施例中用替换
下面采用实验例1和实验例2来测定化合物1的生物活性。本发明的化合物,与现有杀菌剂相比具有更为优异的生物活性,可用于防治由终极腐霉、辣椒疫霉、荔枝霜疫霉、烟草疫霉和致病疫霉等多种病原卵菌引起的病害。
实验例1:抑制病原菌菌丝生长试验
采用微孔板法测定本发明化合物1的离体抑菌活性,具体操作步骤如下:称取供试药剂0.1g溶于10mL二甲亚砜(DMSO)中,制成高浓度药液母液,然后以无菌水为溶剂,稀释成系列浓度梯度药液。将靶标病菌接种于胡萝卜培养基平板上,在19℃-25℃培养活化4-8d,获得新鲜菌丝,然后将菌丝收集后置于高速捣碎机捣碎,配制成浓度为103段/mL左右的菌丝段悬浮液。将菌丝段悬浮液和配置好的药液按照100μl:100μl的比例混合加入到96孔酶标板的每个微孔内,以加入无菌水处理为空白对照,每处理6个重复,然后把酶标板置于恒温培养箱(19℃-25℃)内静置培养72-120h,记录各浓度处理的OD600,计算药剂对靶标菌的抑制率。试验结果见表1。
表1化合物1对5种病原卵菌的抑菌活性
由表1可知,本发明的化合物1对多种病原卵菌均具有优异的抑制作用,其中,化合物1对终极腐霉、辣椒疫霉、烟草疫霉、荔枝霜疫霉和致病疫霉的抑菌活性极为优异(如图2所示),其对上述靶标菌的EC50分别为0.56、0.094、0.59、0.084和0.023mg/L,明显优于对照药剂烯酰吗啉(目前卵菌病害防治中田间使用最为普遍和有效的杀菌剂),具有很好的推广前景。
图2为微孔板法测定本发明化合物1的离体抑菌活性的照片,其中每一行为不同处理的6次重复。由上至下,第一行为溶剂二甲亚砜处理(作为参比),第二行为无菌水处理(空白对照),第三行至第八行分别为浓度为0.000001-0.1mg/L的6个系列药剂浓度处理,培养120h后可以观察到随着药剂浓度提高,微孔中培养物的浑浊度明显降低。
实施例2:抑制黄瓜霜霉病菌试验
采用活体叶盘法测定本发明化合物1的对黄瓜霜霉病菌的抑菌活性(参照NY/T1156.3-2006农药室内生物测定试验准则),具体操作步骤如下:称取供试药剂0.1g溶于10mL二甲亚砜(DMSO)中,制成高浓度药液母液,然后以无菌水为溶剂,稀释成系列浓度梯度药液。采集新鲜发病的黄瓜霜霉病病叶,保湿培养后洗脱病斑表面的孢子囊,制成浓度为105个/ml的孢子囊悬浮液。采集健康的黄瓜叶片,用打孔器制成直径为1.5cm的叶盘,将叶盘分别浸泡入含有不同浓度的药剂的药液1h,以浸泡无菌水处理为空白对照,每处理30个叶盘。将药液浸泡后的叶盘捞出,去掉表面的药液后,背面朝上放置在水琼脂平板表面,然后用移液器将孢子囊悬浮液接种在叶盘中央,每个叶盘接种10μl,最后将接种后的叶盘放置在19℃、RH=90%的人工气候箱内,12h光暗交替培养,培养7-10d后调查各处理叶盘霜霉病的发病面积,计算药剂对靶标菌的抑制率。试验结果见表2,对黄瓜霜霉病菌的抑菌活性如图3所示(图3为采用活体叶盘法测定本发明化合物1对黄瓜霜霉病菌的抑菌活性照片),左图,右图分别为叶盘浸泡入无菌水和0.5mg/L的药液处理后,在叶盘背面接种10μl黄瓜霜霉孢子囊悬浮液,经10d培养后叶盘霜霉病的发病情况,可以看到药剂处理的叶盘发病面积明显小于空白对照。
表2化合物1对黄瓜霜霉病菌的抑菌活性
由表2可知,本发明的化合物1对黄瓜霜霉病菌具有优异的抑制作用,其EC50为0.068mg/L,明显优于生产中常规对照药剂烯酰吗啉,具有很好的推广潜力。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种杀菌化合物,其特征在于,具有如下结构:
其中R选自或中的一种。
2.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,所述化合物为
3.权利要求1或2所述化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以和甲基三苯基溴化膦为原料,通过wittig反应制备
(2)以和氢氧化钾、亚硝酸钠为原料,通过肟化反应制备
(3)以和NCS为原料,通过氯代反应,制备
(4)以和为原料,合环制备
(5)以和溴素为原料,经过取代反应,得到
(6)以和boc酸酐为原料,经过氨基保护,得到
(7)以和劳森试剂反应,制备
(8)以和为原料,合环得到加入浓盐酸继续进行反应,得到
(9)以和为原料,反应即得;
其中,R的定义与权利要求1相同。
4.根据权利要求3所述的化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在室温下,氮气保护,以为基准,按摩尔比Ph3PMeBr=1:(1~2)在反应容器中加入Ph3PMeBr,然后加入THF,将反应体系冷却至0~-10℃,按摩尔比NaH=1:(2~3)向反应体系中加入NaH,室温下搅拌,加入GC监控反应,反应完全后过滤然后将滤液蒸馏,得
(2)在冰浴条件下,按摩尔比KOH=1:(1~1.5)在反应容器中依次加入KOH和水,将反应体系冷却至0~10℃,然后滴加滴加完成后在室温下搅拌4~24h;再次将反应体系冷却至0~10℃,向反应体系中加入NaNO2,调节体系的PH为4~5,室温下搅拌1~5h,然后调节PH为9~10,向反应体系中加入甲苯,分离出有机相和水相,将水相的PH调至5~6,利用乙酸乙酯萃取,经干燥旋干后得
(3)室温下,氮气保护,在反应容器中加入和DMF,按摩尔比NCS=1:1~1.5,利用0.5~1h向反应容器中加入NCS,GC监控,反应完全后,淬灭,经萃取、洗涤、旋干后得到
(4)室温下,按摩尔比=1:(1~1.5)将和混合,在10~15℃之间逐滴加入K2CO3溶液,1~3小时内滴加完毕,室温下搅拌4~12小时,反应结束后,用乙酸乙酯萃取,经干燥、柱层析得到
(5)在室温下,将和二氯甲烷加入到反应容器中,按摩尔比Br2=1:(1~1.5)向反应体系中滴加Br2与二氯甲烷的混合溶液,滴加完全后,HPLC监控,待反应完全后,旋干得
(6)室温下,将二氯甲烷和三乙胺依次加入到反应容器中,向反应容器中加入二碳酸二叔丁酯,反应完全后,旋干得到
(7)在室温下,氮气保护,和劳森试剂混合后加入1,4-二氧六环,加热到40-~60℃,液质监控,反应完全后,将反应体系旋干即得
(8)室温下,用甲醇作为溶剂,将摩尔比为1:(0.9~1.2)的和加入反应容器中,氮气保护下40~50℃搅拌1~6小时,反应生成液质监控,待反应完全后,向反应体系中直接加入浓盐酸,液质监控,使得全部反应为
(9)冰浴条件下,氮气保护,在反应容器中加入二氯甲烷和N,N-二异丙基乙胺,按摩尔比=1:(1~1.5)向反应体系中滴加待反应完全后,淬灭反应,经萃取、柱层析即得。
5.根据权利要求4所述的化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1)中,按摩尔比Ph3PMeBr=1:1.2,NaH=1:2;
步骤(2)中,按摩尔比KOH=1:1.16;
步骤(3)中,按摩尔比NCS=1:1.05;
步骤(4)中,按摩尔比 =1:1.05;
步骤(5)中,按摩尔比Br2=1:0.95;
步骤(8)中,按摩尔比=1:1;
步骤(9)中,按摩尔比=1:1.2。
6.权利要求1或2所述的化合物在防治植物卵菌病害中的应用。
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CN101970432A (zh) * | 2008-01-25 | 2011-02-09 | 杜邦公司 | 杀真菌杂环化合物 |
CN101969781A (zh) * | 2007-10-23 | 2011-02-09 | 杜邦公司 | 杀真菌剂化合物及混合物 |
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2015
- 2015-12-14 CN CN201510926531.8A patent/CN105541830B/zh active Active
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