CN108863889A - L-焦谷氨酸衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有式I所示结构的L‑焦谷氨酸衍生物，属于农药技术领域。本发明提供的具有式I所示结构的L‑焦谷氨酸衍生物结构简单，对农作物病害具有良好的防治效果，且对农作物安全。实施例的数据表明，本发明提供的具有式I所示结构的L‑焦谷氨酸衍生物对黄瓜霜霉病、辣椒疫霉病、葡萄霜霉病、番茄晚疫病和马铃薯晚疫病具有良好的防治效果。
Description
技术领域
本发明属于农药技术领域，尤其涉及L-焦谷氨酸衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
氨基酸类天然产物因其多样的生物活性和复杂的化学结构成为科学研究的热点，一百多年以来，天然氨基酸类化合物一直是药物化学家以及食品化学家关注的一个重要领域。目前，已知氨基酸类化合物具有增强免疫、抗肿瘤、抗炎等多种重要的生理活性。关于氨基酸类化合物的医用药理活性研究很多，但是关于氨基酸衍生物的农用抗菌活性研究相对较少。
现有技术中，在筛选植物源杀菌剂的过程中，从散斑竹根七(Disporopsisaspera)提取物分离出一个氨基酸类化合物，经结构鉴定为L-焦谷氨酸，结构式如下：
L-焦谷氨酸虽然可以有效控制黄瓜霜霉病等病害，如对黄瓜霜霉病菌(Pseudoperonosporacubensis)，葡萄霜霉病菌(Plasmoparaviticola)，马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)，辣椒疫霉病菌(PhytophthoracapsiciLeonian)，番茄晚疫病菌(Phytophthorainfestans(Mont.)DeBary)表现较高活性，具有开发成农用杀菌剂的潜力，但其防效仍不及当前主流化学合成杀菌剂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物及其制备方法和应用。本发明提供的具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物对农作物病害具有良好的防治效果。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物:
本发明还提供了具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：
将L-焦谷氨酸、具有式II所示结构的化合物、二氯甲烷、N,N-二环己基亚胺和N,N-二甲基-4-氨基吡啶混合进行酯化反应，得到具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物，
优选地，所述L-焦谷氨酸与具有式II所示结构的化合物的摩尔比为1:1～1.5。
优选地，所述L-焦谷氨酸与N,N-二环己基亚胺的摩尔比为1:1。
优选地，所述L-焦谷氨酸与N,N-二甲基-4-氨基吡啶的摩尔比为1:0.1。
优选地，所述酯化反应的时间为12～24h。
优选地，所述酯化反应后还包括：将酯化反应产物依次进行过滤、固体蒸出溶剂、加入饱和NaHCO3水溶液，得到的混合体系采用CH2Cl2萃取、有机相用MgSO4干燥、减压蒸馏、硅胶拌样和柱层析，得到具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物。
优选地，所述柱层析使用的洗脱剂为CH2Cl2与MeOH的混合溶液。
本发明还提供了上述技术方案所述具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物在防治农作物病害中的应用。
优选地，所述农作物病害包括黄瓜霜霉病、辣椒疫霉病、葡萄霜霉病、番茄晚疫病和马铃薯晚疫病。
本发明提供了一种新的具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物。本发明提供的具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物结构简单，对农作物病害具有良好的防治效果，且对农作物安全。实施例的数据表明，本发明提供的具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物对黄瓜霜霉病、辣椒疫霉病、葡萄霜霉病和马铃薯晚疫病具有良好的防治效果。
并且，本发明提供的具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物的制备方法原料易得，工艺简单，无三废排放，适合工业化生产。
具体实施方式
本发明提供了具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物:
在本发明中，所述具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物优选如下所示：
本发明还提供了具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：
将L-焦谷氨酸、具有式II所示结构的化合物、二氯甲烷(CH2Cl2)、N,N-二环己基亚胺(DCC)和N,N-二甲基-4-氨基吡啶(DMAP)混合进行酯化反应，得到具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物，
在本发明中，所述L-焦谷氨酸与具有式II所示结构的化合物的摩尔比优选为1:1～1.5。
在本发明中，所述L-焦谷氨酸与N,N-二环己基亚胺的摩尔比优选为1:1。
在本发明中，所述L-焦谷氨酸与N,N-二甲基-4-氨基吡啶的摩尔比优选为1:0.1。
本发明对所述二氯甲烷的用量没有特殊的限定，能够保证原料完全溶解即可，具体的，如1mol的L-焦谷氨酸使用30mL的二氯甲烷。
本发明对所述混合方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的，如搅拌。
在本发明中，所述酯化反应的时间优选为12～24h，所述酯化反应的温度优选为室温，不需要额外的加热或降温。
在本发明中，优选采用TLC检测测定酯化反应进行的程度，TLC显示原料点消失则表明反应已完成。
在本发明中，所述酯化反应后还优选包括：将酯化反应产物依次进行过滤、固体蒸出溶剂、加入饱和NaHCO3水溶液，得到的混合体系采用CH2Cl2萃取、有机相用MgSO4干燥、减压蒸馏、硅胶拌样和柱层析，得到具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物。
本发明对所述过滤、固体蒸出溶剂、有机相用MgSO4干燥、减压蒸馏、硅胶拌样的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
本发明对所述饱和NaHCO3水溶液的用量没有特殊的限定。
在本发明中，所述CH2Cl2萃取的次数优选为3次。
在本发明中，所述柱层析使用的洗脱剂优选为CH2Cl2与MeOH的混合溶液。
在本发明中，所述CH2Cl2与MeOH的体积比优选为30:1。
本发明还提供了上述技术方案所述具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物在防治农作物病害中的应用。
在本发明中，所述农作物病害优选包括黄瓜霜霉病、辣椒疫霉病、葡萄霜霉病、番茄晚疫病和马铃薯晚疫病。
下面结合实施例对本发明提供的具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将L-焦谷氨酸(10mmol)、对-氯苯酚(11mmol)和DMAP(1mmol)加入无水CH2Cl2(30mL)搅拌10min，然后加入11mmol DCC，混合物室温下搅拌过夜14h，TLC检测，反应完成后过滤除去不溶物，蒸出溶剂，加入饱和NaHCO3水溶液，用CH2Cl2萃取三次，合并有机相，MgSO4干燥，减压蒸馏，硅胶拌样，快速柱层析(CH2Cl2：MeOH＝30：1)分离得到目标化合物L-焦谷氨酸对氯苯酯。
反应原理如下式所示：
L-焦谷氨酸对氯苯酯：产率95％,白色固体；mp.188～190℃.[α]24 D-6.8°(c1.0,DMSO).1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ8.22(s,1H),7.51(d,J＝8.1Hz,2H),7.25(d,J＝8.1Hz,2H),4.51(d,J＝8.3Hz,1H),2.51(dd,J＝16.8,7.4Hz,1H),2.39-2.22(m,3H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ177.7,172.1,149.5,129.9,129.6,123.9,55.3,29.4,24.8.
实施例2
将L-焦谷氨酸(10mmol)、1-萘酚(11mmol)和DMAP(1mmol)加入无水CH2Cl2(30mL)搅拌10min，然后加入11mmol DCC，混合物室温下搅拌过夜14h，TLC检测，反应完成后过滤除去不溶物，蒸出溶剂，加入饱和NaHCO3水溶液，用CH2Cl2萃取三次，合并有机相，MgSO4干燥，减压蒸馏，硅胶拌样，快速柱层析(CH2Cl2：MeOH＝30：1)分离得到目标化合物L-焦谷氨酸-1-萘酚酯。
反应原理如下式所示：
L-焦谷氨酸-1-萘酚酯：产率64％,白色固体；mp.81-83℃.[α]24 D-45.6°(c1.0,DMSO).1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ8.47(s,1H),8.02(t,J＝9.0Hz,2H),7.90(d,J＝8.2Hz,1H),7.69-7.50(m,3H),7.44(d,J＝7.4Hz,1H),4.78(d,J＝7.0Hz,1H),2.78-2.54(m,1H),2.56-2.41(m,2H),2.40-2.19(m,1H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ177.8,172.5,146.5,134.7,128.5,127.3,127.2,126.7,126.7,126.2,121.5,118.8,55.6,29.6,25.2.
实施例3
将L-焦谷氨酸(10mmol)、8-羟基喹啉(15mmol)和DMAP(1mmol)加入无水CH2Cl2(30mL)搅拌10min，然后加入11mmol DCC，混合物室温下搅拌过夜14h，TLC检测，反应完成后过滤除去不溶物，蒸出溶剂，加入饱和NaHCO3水溶液，用CH2Cl2萃取三次，合并有机相，MgSO4干燥，减压蒸馏，硅胶拌样，快速柱层析(CH2Cl2：MeOH＝30：1)分离得到目标化合物L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯。
反应原理如下式所示：
L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯：产率71％,白色固体；mp.106～108℃.[α]24 D-49.3°(c1.0,DMSO).1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ8.47(s,1H),8.03(d,J＝9.0Hz,1H),7.96(t,J＝9.0Hz,1H),7.59-7.62(m,3H),7.48(d,J＝9.0Hz,1H),4.76(d,J＝7.0Hz,1H),2.76-2.52(m,1H),2.50-2.40(m,2H),2.36-2.19(m,1H).13C NMR(125MHz,DMSO-d6δ177.2,172.1,149.6,142.7,129.5,128.3,127.2,126.7,126.2,124.5,119.8,55.8,29.3,25.1.
防治黄瓜霜霉病盆栽实验
以2个真叶期的黄瓜苗(品种为新泰密刺)供试。供试药剂为10％L-焦谷氨酸对氯苯酯、L-焦谷氨酸-1-萘酚酯、L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯可溶性粉剂1000倍和2000倍稀释液，对照药剂为50％烯酰吗啉水分散粒剂2000倍稀释液，并设清水对照。每处理黄瓜苗15盆(30株)，重复3次。施药后24h喷雾接种黄瓜霜霉病孢子液。待接菌4d清水对照组明显发病后，分级调查病情指数，并计算防治效果，结果如表1所示。表1的结果说明，防治黄瓜霜霉病，10％L-焦谷氨酸对氯苯酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-1-萘酚酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯可溶性粉剂1000倍稀释液和50％烯酰吗啉水分散粒剂2000倍稀释液防效相当，均在85％以上。
表1 10％L-焦谷氨酸衍生物可溶性粉剂防治黄瓜霜霉病盆栽实验结果
防治马铃薯晚疫病盆栽实验
以5个复叶的马铃薯苗(秦薯7号)供试。供试药剂为10％L-焦谷氨酸对氯苯酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-1-萘酚酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯可溶性粉剂500倍和1000倍稀释液，可杀得3000(46.2％氢氧化铜水分散粒剂)1000倍稀释液为对照药剂并设清水对照。每处理马铃薯苗10盆(10株)，重复3次。保护作用为施药24h后接种马铃薯晚疫病菌孢子液，治疗作用则在接种孢子液24h后施药。接菌4d后清水对照明显发病即调查病斑指数并计算防治效果，结果见表2。表2的结果说明，10％L-焦谷氨酸对氯苯酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-1-萘酚酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯可溶性粉剂1000倍稀释液对马铃薯晚疫病的保护作用和46.2％氢氧化铜水分散粒剂1000倍稀释液相当，防效均在90％以上，但对马铃薯晚疫病的治疗作用明显优于46.2％氢氧化铜水分散粒剂。
表2 10％L-焦谷氨酸衍生物可溶性粉剂防治马铃薯晚疫病盆栽实验结果
大田防治黄瓜霜霉病实验
试验在陕西省杨凌示范区五泉镇农户的大棚黄瓜地进行。施药时黄瓜(品种为新泰密刺)4-6个真叶，黄瓜霜霉病已零星发生。实验设10％L-焦谷氨酸对氯苯酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-1-萘酚酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯可溶性粉剂1000倍稀释液、50％烯酰吗啉水分散粒剂2000倍稀释液以及清水对照3种处理，对比法排列，3次重复。清水对照每个小区面积15m2，药剂处理每个小区面积80m2。2018年5月6日第一次施药，5月13日第二次施药，5月20日调查病情指数，计算防治效果(表3)。表3的结果表明，在黄瓜霜霉病发病较重的情况下，10％L-焦谷氨酸对氯苯酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-1-萘酚酯可溶性粉剂、10％L-焦谷氨酸-8-羟基喹啉酯可溶性粉剂1000倍稀释液和50％烯酰吗啉水分散粒剂2000倍稀释液防治效果相当，均可有效控制其危害。
表3 10％L-焦谷氨酸衍生物可溶性粉剂大田防治黄瓜霜霉病效果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物:
2.权利要求1所述具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：
将L-焦谷氨酸、具有式II所示结构的化合物、二氯甲烷、N,N-二环己基亚胺和N,N-二甲基-4-氨基吡啶混合进行酯化反应，得到具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述L-焦谷氨酸与具有式II所示结构的化合物的摩尔比为1:1～1.5。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述L-焦谷氨酸与N,N-二环己基亚胺的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述L-焦谷氨酸与N,N-二甲基-4-氨基吡啶的摩尔比为1:0.1。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酯化反应的时间为12～24h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酯化反应后还包括：将酯化反应产物依次进行过滤、固体蒸出溶剂、加入饱和NaHCO3水溶液，得到的混合体系采用CH2Cl2萃取、有机相用MgSO4干燥、减压蒸馏、硅胶拌样和柱层析，得到具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述柱层析使用的洗脱剂为CH2Cl2与MeOH的混合溶液。
9.权利要求1所述具有式I所示结构的L-焦谷氨酸衍生物在防治农作物病害中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述农作物病害包括黄瓜霜霉病、辣椒疫霉病、葡萄霜霉病、番茄晚疫病和马铃薯晚疫病。
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