CN106632099A - 吩嗪‑1‑羧酸双酰肼类化合物及含其化合物的杀菌组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吩嗪‑1‑羧酸双酰肼类化合物，其特征在于，所述吩嗪‑1‑羧酸羧基衍生物由如下通式(I)表示：

Description

吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物及含其化合物的杀菌组合物

技术领域

本发明涉及一种生物农药技术领域，具体涉及一种吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物及含其化合物的杀菌组合物。

背景技术

吩嗪-1-羧酸(Phenazine-1-carboxylic acid,PCA)作为一个重要的微生物代谢产物在假单胞菌属(Pseudomonads)和链霉菌属(Streptomycetes)等微生物分泌物中广泛存在，并具有广谱的医用杀菌活性以及抗肺癌和白血病活性，其结构为式一所示化合物。1996年，上海交通大学许煜泉教授团队从上海郊区土壤中分离获得假单胞菌株M18(Pseudomonas sp.)的分泌物中发现了具有强烈农用抑菌活性的物质，其中之一经鉴定为吩嗪-1-羧酸。研究发现吩嗪-1-羧酸结构比较稳定，具有抗水稻纹枯病、西瓜枯萎病、辣椒疫病、小麦全蚀病、西瓜炭疽病、油菜菌核病等病原菌的广谱性农用抗菌活性，对人畜和环境无害，是研发绿色农药的理想化合物，经国家农药定名委员会正式定名为申嗪霉素，并已由农药公司登记用于防治水稻纹枯病。

吩嗪-1-甲酰肼是吩嗪-1-羧酸的衍生物，也是假单胞菌属(Pseudomonads)微生物的代谢产物，其结构为式二所示化合物，研究发现吩嗪-1-甲酰肼对黄瓜灰霉病、白粉病、水稻纹枯病、西瓜枯萎病、辣椒疫病、油菜菌核病及番茄灰霉病等多种瓜果蔬菜及粮食作物病原菌均具有较强的抑制效果，甚至优于申嗪霉素。

天然产物吩嗪-1-羧酸(PCA)具有独特的化学结构和优良的农用杀菌活性，是一种安全、高效、环境友好的微生物源绿色农药，但是吩嗪-1-羧酸几乎在所有的溶剂中溶解性都很差，在剂型加工方面难度较大，而且目前为止，基于吩嗪-1-羧酸(PCA)的结构改造和修饰来进行新农药创制的研究工作还很少。因此对吩嗪-1-羧酸进行合理的结构改造和修饰，改善其理化性质，使其更有利于农业使用，就显得非常有意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物及含其化合物的杀菌组合物，可用于防治农作物病害。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物，其特征在于，所述吩嗪-1-羧酸羧基衍生物由如下通式(I)表示：

其中：R为含有一个或多个饱和或不饱和烃基、烷氧基、卤素、含氟甲基、硝基、氰基、酯基、酮基、醛基取代的苯基，取代的吡啶基，取代的呋喃基，取代的吡唑基，取代的噻唑基，取代的噻吩基。

优选的，通式(Ⅰ)中R选自烷基、卤素、三氟甲基、烷氧基、硝基取代的取代的苯基(A)，取代的吡啶基(B)，取代的吡唑基(C)。

其中取代苯基(A)，取代吡啶基(B)，取代吡唑基(C)如上述结构式(A)、(B)、(C)表示。

优选的，R1、R2、R3选自烷基、卤素、三氟甲基、烷氧基、硝基。

可用下列表1中列出的化合物来说明本发明的吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物，但不限定本发明。

表1化合物表

本发明还提供了一种含吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物的杀菌组合物，该杀菌组合物由组合物和载体组成，所述组合物为本发明通式(I)中的单一化合物或几种化合物的混合物。

本发明杀菌组合物中的载体系满足下述条件的物质：它与活性成分配制后便于施用于待处理的位点，例如可以是植物、种子或土壤；或者有利于贮存、运输或操作。载体可以是固体或液体，包括通常为气体但已压缩成液体的物质，通常在配制杀虫、杀菌组合物中所用的载体均可使用。

优选的，固体载体包括：天然或合成的粘土和硅酸盐，其中粘土中较佳为硅藻土、滑石、硅镁土或高岭土；硅酸盐中较佳为碳酸钙、硫酸钙、氧化硅、硅酸钙、硅酸铝、蒙脱石或云母；元素如碳或硫；天然的或合成的树脂如苯并呋喃树脂；聚氯乙烯和苯乙烯聚合物或共聚物；固体多氯苯酚；沥青；蜡如蜂蜡或石蜡。

优选的液体载体包括：水；醇类化合物如乙醇或异丙醇；酮类化合物如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丙基酮或环己酮；醚；芳香烃化合物如苯、甲苯、二甲苯或溶剂油；石油馏分如煤油或矿物油；生物材油；通常，这些液体的混合物也是合适的。

杀虫杀菌组合物通常加工成浓缩物的形式并以此用于运输，在施用之前由使用者将其稀释。

优选的，所述载体中还可添加表面活性剂，少量表面活性剂的存在有助于稀释过程。

本发明还提供一种杀菌组合物的应用，上述记载的杀菌组合物可以为湿性粉剂、粉剂、颗粒剂、泡腾片剂、泡腾溶液、可乳化的浓缩剂、乳剂、悬浮浓缩剂、气雾剂或烟雾剂。

本发明还提供一种杀菌组合物的用途，本发明的杀菌组合物可作为杀菌剂使用，可用于防治在各种作物上由卵菌纲、担子菌纲、子囊菌和半知菌等多种病菌引起的病害。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物及其杀菌组合物具有广谱的杀菌活性，可用于防治在各种作物上由卵菌纲、担子菌纲、子囊菌和半知菌等多种病菌引起的病害，且这些化合物具有很高的生物活性使得在很低的剂量下即可获得很好的杀菌效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

下面以部分化合物为例，阐述本发明的吩嗪-1-羧酸羧基衍生物的合成方法。

本发明的吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物的合成方法包括以下步骤：

下面以N-叔丁基-N’-(2-甲基苯甲酰基)吩嗪-1-甲酰肼为例，阐述本发明的吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物的合成方法。

实施例1

N-叔丁基-N'-(2-甲基苯甲酰基)吩嗪-1-甲酰肼(通式(Ⅰ)中R为取代的苯基(A)，R1为CH₃，R2、R3、R4和R5为H)的合成步骤如下：

(1)2-甲基苯基甲酰氯的合成：

于100mL单口反应瓶中加入2.05g(15.0mmol)2-甲基苯甲酸，搅拌下缓慢滴加15mL二氯亚砜，然后加热回流反应，至固体完全消失，继续回流反应2～3小时，于旋蒸仪上将溶剂脱干，加入少量甲苯溶解，再旋干，尽量将过量的二氯亚砜带干净。然后加入一定量的二氯甲烷溶解，用于下步使用。

(2)N-叔丁基-N'-2-甲基苯基甲酰肼的合成：

于100mL三口瓶中加入20％氢氧化钠溶液4.20g(21.0mmol)，冰水浴冷却至0～5℃，分批加入叔丁基肼盐酸盐2.60g(21.0mmol)和二氯甲烷30mL，待固体完全溶解后，同时滴加步骤(1)中制备好的2-甲基苯基甲酰氯二氯甲烷溶液和10％氢氧化钠溶液6.00g(15.0mmol)，控制两者的滴加速度，使得两溶液同时滴加完毕后，保温0～5℃反应2h后，撤去冰浴继续在室温下反应2h，点板监测，反应完全。将反应液转入分液漏斗中，用50mL二氯甲烷将烧瓶洗干净，转入分液漏斗，静止分层，有机层用50mL饱和Na₂CO₃溶液充分洗涤，静止分层，有机层再用10％的盐酸溶液50mL萃取两次，合并酸性水层，加入饱和Na₂CO₃溶液调至ph﹥10，分别用50mL二氯甲烷萃取两次，合并有机层，用无水硫酸钠干燥1小时，抽滤，滤液脱溶剂即可得较高纯度产品，无需进一步纯化，可直接用于下步反应。

(3)吩嗪-1-甲酰氯的合成：

于100mL单口反应瓶中加入2.5g(11.2mmol)吩嗪-1-甲酸，二氯甲烷30mL，滴1～2滴DMF，缓慢加入3.0g草酰氯(以防冲料)，然后加热回流反应，至申嗪霉素固体完全消失，继续回流反应2～3小时，于旋蒸仪上将溶剂脱干，加入少量二氯甲烷溶解，再旋干，尽量将过量的草酰氯带走干净。然后加入一定量的二氯甲烷溶解，用于下步使用。

(4)N-叔丁基-N'-(2-甲基苯甲酰基)吩嗪-1-甲酰肼的合成：

于100mL三口瓶中，加入N-叔丁基-N'-2-甲基苯基甲酰肼2.06g(10.0mol)和50mL二氯甲烷，搅拌使固体完全溶解，冰浴降温至0～5℃，同时滴加吩嗪-1-甲酰氯溶液和10％氢氧化钠溶液4.00g(10.0mmol)，控制两者的滴加速度，使得两溶液同时滴加完毕后，保温0～5℃反应2h后，撤去冰浴继续在室温下反应2h，点板监测，反应完全。分液，有机层用50mL水洗两遍，分出有机层，脱溶剂得粗品，用50mL乙醇水溶液(1:1)重结晶，抽滤，烘干得黄色固体即制得N-叔丁基-N'-(2-甲基苯甲酰基)吩嗪-1-甲酰肼，收率82.5％。

合成N-叔丁基-N'-(2-甲基苯甲酰基)吩嗪-1-甲酰肼化合物的熔点、核磁共振为：m.p.200～201℃，¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ:8.23～8.28(m,2H)，8.13(dd,1H,J＝7.2,3.6Hz)，8.06(d,1H,J＝6.0Hz)，7.83～7.89(m,3H)，7.79(s,1H)，7.03(t,1H,J＝7.6Hz)，6.92(d,1H,J＝7.6Hz)，6.66(t,1H,J＝7.2Hz)，5.84(d,1H,J＝7.6Hz)，1.95(s,3H)，1.80(s,9H),高分辨质谱HRMS计算值：C₂₅N₄O₂H₂₄(M+H)+:413.1972,理论值413.1969.

其他化合物参照上述方法合成。

1、杀菌活性的测定：

用本发明合成的部分化合物对多种真菌病害进行了杀菌活性测试。

实验方法如下：化合物用丙酮或二氯甲烷或DMSO溶解制备成500μg/mL的母液。在无菌操作条件下，把配制好的500μg/mL母液用培养基稀释成50μg/mL的含毒培养基平板，实验设不含药剂处理的空白对照，各重复3次。

按照中华人民共和国农业行业标准(NY/T 1156.2-2006)，采用菌丝生长速率法进行测定。将培养好的各种病原菌，在无菌操作条件下用直径5mm的灭菌打孔器，自菌落边缘切取菌饼，用接种器将菌饼接种于含药平板中央，菌丝面向下，盖上皿盖，置于25℃培养箱中培养。

根据空白对照培养皿中菌落的生长情况调查病原菌菌丝生长情况，待空白对照中的菌落充分生长后，以十字交叉法测量各处理的菌落直径，采用下面公式计算菌落增长直径，取其平均值。

菌落增长直径＝菌落直径-菌饼直径

测定结果用下列方法计算，以空白对照菌落增长直径和药剂处理的菌落增长直径计算各药剂处理对各种病原菌的菌丝增长抑制率(参见下面公式)。

菌丝生长抑制率(％)＝[(对照菌落增长直径-药剂处理菌落增长直径)/空白对照菌落增长直径]×100

本发明部分化合物测试结果如表2所示(其中化合物编号对应表1中的编号)：

表2：部分化合物的杀菌活性测试结果

2、杀虫活性测定

用本发明合成的部分化合物对多种害虫进行了杀虫活性测试。

实验方法如下：化合物用丙酮或DMSO溶解制备成500μg/mL的药液。按照中华人民共和国农业行业标准(NY/T 1156.2-2006)，采用浸叶法进行测定。将玉米叶或白菜叶浸渍于药液中15分钟，使药液充分接触叶面，然后将玉米叶或白菜叶取出晾干，接入相同头数的3龄幼虫，观察幼虫取食现象。72小时检查死亡率，实验设不含药剂处理的空白对照，各重复3次。

测定结果用下列方法计算，以空白对照的虫子死亡数和药剂处理的虫子死亡数计算各药剂处理对各种害虫防治率(参见下面公式)。

害虫防治率(％)＝[(药剂处理虫子死亡数-空白对照虫子死亡数)/接入虫子头数]×100

部分化合物测试结果如表3所示(其中化合物编号对应表1中的编号)：

表3：部分化合物的杀虫活性测试结果

以下为杀菌组合物的实施例(配方中各组分均为重量百分含量，其中化合物编号对应表1中的编号)

实例2 65％可湿性粉剂

各组分混合在一起，在粉碎机中粉碎，直到颗粒达到标准。

实例3 50％乳油

将化合物38、PEO-10及乙氧基化甘油三酸酯溶于生物柴油中，得到透明的溶液。

实例4 40％的水悬浮剂

将化合物105与70％的应加入水量以及十二烷基苯磺酸钠在球磨机中粉碎，其他组分溶解在其余水中，搅拌加入，混合均匀得水悬浮剂。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物，其特征在于，所述吩嗪-1-羧酸羧基衍生物由如下通式(I)表示：

其中：R为含有一个或多个饱和或不饱和烃基、烷氧基、卤素、含氟甲基、硝基、氰基、酯基、酮基、醛基取代的苯基，取代的吡啶基，取代的呋喃基，取代的吡唑基，取代的噻唑基，取代的噻吩基。

2.如权利要求1所述的优选的吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物，其特征在于：所述通式(Ⅰ)中R选自烷基、卤素、三氟甲基、烷氧基、硝基取代的取代苯基(A)，取代吡啶基(B)，取代吡唑基(C)，

其中取代苯基(A)，取代吡啶基(B)，取代吡唑基(C)如上述结构式(A)、(B)、(C)表示。

3.如权利要求2所述的优选的吩嗪-1-羧酸双酰肼类化合物，其特征在于：所述R1、R2、R3均选自烷基、卤素、三氟甲基、烷氧基、硝基。

4.一种杀菌组合物，其特征在于：所述杀菌组合物由组合物和载体组成，所述组合物为权利要求1～3中所述的吩嗪-1-羧酸羧基衍生物中的一种或多种混合物。

5.如权利要求4所述的杀菌组合物，其特征在于：所述载体为粘土、硅酸盐、醇类化合物、酮类化合物、树脂、聚氯乙烯和苯乙烯聚合物或共聚物、多氯苯酚、芳香烃化合物、石油馏分、生物柴油中的一种或多种的混合物。

6.如权利要求5所述的杀菌组合物，其特征在于：所述粘土为硅藻土、滑石、硅镁土或高岭土；所述硅酸盐为碳酸钙、硫酸钙、氧化硅、硅酸钙、硅酸铝、蒙脱石或云母。

7.如权利要求5所述的杀菌组合物，其特征在于：所述醇类化合物为乙醇或异丙醇；所述酮类化合物为丙酮、甲基乙基酮、甲基异丙基酮、环己酮、苯、甲苯或二甲苯。

8.如权利要求4所述的杀菌组合物，其特征在于：所述载体中还包括表面活性剂。

9.一种如权利要求4～8所述的杀菌组合物的应用，其特征在于：所述杀菌组合物为湿性粉剂、粉剂、颗粒剂、泡腾片剂、泡腾溶液、可乳化的浓缩剂、乳剂、悬浮浓缩剂、气雾剂或烟雾剂。

10.一种如权利要求4～8所述的杀菌组合物的用途，其特征在于：作为杀菌剂使用，用于防治作物由卵菌纲、担子菌纲、子囊菌或半知菌引起的病害。