CN109053660B - 含三氟甲硫基香豆素类化合物、其合成方法及其应用 - Google Patents

含三氟甲硫基香豆素类化合物、其合成方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种含三氟甲硫基香豆素类化合物、其合成方法及其应用，属于有机合成领域，该方法所用反应体系简单，催化剂用量低、成本低，产物产率高，为含三氟甲硫基香豆素类化合物的合成提供了一种崭新的方法。该技术方案包括向反应容器中分别加入香豆素类化合物、三氟乙酸钠和单质硫，在三氯化铁和乙醇作用下，于40‑60℃封口反应2‑3小时；反应结束后，进行柱色谱分离，得到含三氟甲硫基香豆素类化合物。本发明能够应用于上述化合物的制备以及农作物的病菌防治中。

Description

含三氟甲硫基香豆素类化合物、其合成方法及其应用
技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种含三氟甲硫基香豆素类化合物、其合成方法及其应用。
背景技术
香豆素类化合物广泛存在于各种天然产物中,具有抗微生物、抗癌、抗HIV病毒等多种生物活性,是合成香料、医药、农药和染料的重要中间体。
目前，现有的合成三氟甲硫基香豆素类化合物的方法有很多，例如：2015年报道了利用3-丙炔酸苯酯衍生物与三氟甲基硫醇银在过硫酸钾和二甲基亚砜的作用下合成三氟甲硫基香豆素类化合物，但该方法选择性差，产品不高，而且当取代基为H原子时不发生反应(参见Org.Chem.Front.,2015年2期1511页)；2015年报道了利用4-羟基香豆素和N，4-二甲基-N-((三氟甲基)硫基)苯磺酰胺在Me3SiCl和氯化铵的作用下合成三氟甲硫基香豆素类化合物，但该方法地物范围窄，只限于四位为羟基的反应物(参见Eur.J.Org.Chem.,2015年4607页)。但在采用上述方法合成香豆素类化合物时，所使用的反应体系均较为复杂，不仅反应时间较长、产率低，而且原料较难合成、成本较高。
发明内容
本发明提出一种含三氟甲硫基香豆素类化合物、其合成方法及其应用,该方法所用反应体系简单，催化剂用量低、成本低，产物产率高，为含三氟甲硫基香豆素类化合物的合成提供了一种崭新的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种含三氟甲硫基香豆素类化合物的合成方法，包括如下步骤：
向反应容器中分别加入香豆素类化合物、三氟乙酸钠和单质硫，在三氯化铁和乙醇作用下，于40-60℃封口反应2-3小时；
反应结束后，进行柱色谱分离，得到含三氟甲硫基香豆素类化合物。
作为优选，所述香豆素类化合物具有所示式(A)结构：
Figure BDA0001730356900000021
作为优选，所述含三氟甲硫基香豆素类化合物具有所示式(B)结构：
Figure BDA0001730356900000022
作为优选，R1为-Br、-F、-H或-NO2中的任一种，R2为-H、-CH3、-Cl或-OMe中的任一种，R3为-H、-Ph或-CH3中的任一种
作为优选，所述香豆素类化合物、三氟乙酸钠、单质硫和三氯化铁的毫摩尔比为1:1:1:0.005-1:2:2:0.01。
作为优选，所述香豆素类化合物、三氟乙酸钠、单质硫和三氯化铁的毫摩尔比为1:1:1:0.005-1:1:1:0.01。
作为优选，所述柱色谱分离中使用的色谱柱为硅胶柱，使用的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂，其体积比为1:5-2:1。
作为优选，所述式(B)结构具体包括下述化合物：
Figure BDA0001730356900000031
本发明还提供了一种如上述任一项技术方案所述的合成方法合成得到的化合物在防治农作物病菌中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明所提供的合成方法直接使用廉价易得的香豆素类化合物、三氟乙酸钠、单质硫为原料来促成此类化合物的合成反应，反应体系简单，催化剂用量低、成本低，产物产率高，适于工业化生产，为含三氟甲硫基香豆素类化合物的合成提供了一种崭新的方法。
具体实施方式
下面将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。
本发明实施例提供了本发明提供了一种含三氟甲硫基香豆素类化合物的合成方法，包括如下步骤：
S1：向反应容器中分别加入香豆素类化合物、三氟乙酸钠和单质硫，在三氯化铁和乙醇作用下，于40-60℃封口反应2-3小时。
在本步骤中，利用香豆素类化合物、三氟乙酸钠和单质硫来合成含三氟甲硫基香豆素类化合物，其中，三氟乙酸钠与单质硫在三氯化铁的作用下，反应生成三氟甲硫基自由基，三氟甲硫基自由基进一步与香豆素反应生成含三氟甲硫基香豆素类化合物。这里需要说明的是，该步骤所使用的催化剂含量极低，可有效降低成本；此外，该方法选择性好，产物产率可高达95％以上。可以理解的是，对于该步骤中所设定的温度以及反应时间，本领域技术人员可根据实际反应情况进行选择，只要确保反应原料反应充分、彻底即可。
S2:反应结束后，进行柱色谱分离，得到含三氟甲硫基香豆素类化合物。
本实施例所提供的合成方法反应体系简单，催化剂用量低、成本低，产物产率高，可有效适用于工业化生产。
在一优选实施例中，所述香豆素类化合物具有所示式(A)结构：
Figure BDA0001730356900000041
在一优选实施例中，所述含三氟甲硫基香豆素类化合物具有所示式(B)结构：
Figure BDA0001730356900000042
在一优选实施例中，R1为-Br、-F、-H或-NO2中的任一种，R2为-H、-CH3、-Cl或-OMe中的任一种，R3为-H、-Ph或-CH3中的任一种
上述实施例中具体限定了所使用的香豆素类化合物、含三氟甲硫基香豆素类化合物的具体结构式，可以理解的是，本实施例中所限定的香豆素类化合物是以香豆素为基础衍生而来的化合物，结构较为简单，但本实施例中并不排除由结构较为复杂的香豆素衍生物来制备本发明最终获得的含三氟甲硫基香豆素类化合物。
在一优选实施例中，所述香豆素类化合物、三氟乙酸钠、单质硫和三氯化铁的毫摩尔比为1:1:1:0.005-1:2:2:0.01。
上述实施例中，具体给出了参与反应原料的加入量，其中，三氟乙酸钠和单质硫的加入量相对于香豆素类化合物可为过量加入，这样可确保香豆素类化合物反应完全；在一优选实施例中，所述香豆素类化合物、三氟乙酸钠、单质硫和三氯化铁的毫摩尔比为1:1:1:0.005-1:1:1:0.01，在该比例下，不仅可保证各反应原料的充分反应，还可有效控制各原料的加入量，有效控制反应成本。
在一优选实施例中，所述柱色谱分离中使用的色谱柱为硅胶柱，使用的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂，其体积比为1:5-2:1。本实施例中，对反应所得产物利用硅胶柱进行梯度洗脱，从而分离得到预期合成产物。根据相似相溶原理并考虑到合成产物的极性大小，本实施例中选用体积比为1:5-2:1的乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂进行梯度洗脱，在该范围内，本领域技术人员可根据实际情况进行调整。
在一优选实施例中，所述式(B)结构具体包括下述化合物：
Figure BDA0001730356900000051
本发明实施例还提供了一种如上述实施例所述的合成方法合成得到的化合物在防治农作物病菌中的应用。具体的，上述制备得到的化合物可有效应用于苹果腐烂病菌、辣椒枯萎病菌、大葱紫斑病菌、葡萄根霉病菌和小麦赤霉病菌的防治中，根据需要可选择单独或联合用药。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的含三氟甲硫基香豆素类化合物、其合成方法及其应用，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
向反应容器中分别加入香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.01mmol和乙醇2ml，60℃下封口反应2小时，反应完毕进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
Figure BDA0001730356900000061
对上述白色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.21(s,1H),7.64(ddd,J＝8.6,7.4,1.6Hz,1H),7.58(dd,J＝7.7,1.4Hz,1H),7.42–7.30(m,2H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ158.9,154.3,150.7,133.7,128.5,127.6,125.1,118.7,117.1,115.6；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-香豆素，产率97％。
实施例2
向反应容器中分别加入6-溴香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.01mmol和乙醇2ml，50℃下封口反应3小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
Figure BDA0001730356900000062
对上述白色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.09(s,1H),7.73(dd,J＝8.1,1.9Hz,2H),7.30–7.22(m,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ157.8,152.7,147.6,136.1,130.6,128.9,120.0,118.7,117.8,117.5；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-6-溴香豆素，产率99％。
实施例3
向反应容器中分别加入6-氟香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.01mmol和乙醇2ml，60℃下封口反应3小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
Figure BDA0001730356900000071
对上述白色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.11(s,1H),7.40–7.34(m,2H),7.24(dd,J＝7.5,2.7Hz,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ158.9,158.1,150.0,148.0,128.6,120.8,119.3,118.7,117.7,113.6；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-6-氟香豆素，产率95％。
实施例4
向反应容器中分别加入6-硝基香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.005mmol和乙醇2ml，60℃下封口反应3小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
Figure BDA0001730356900000072
对上述白色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.48(dt,J＝8.9,2.5Hz,2H),8.22(s,1H),7.51(dd,J＝8.9,0.4Hz,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ156.8,146.2,144.5,128.8,127.7,124.1,119.6,118.5,118.2,110.1；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-6-硝基香豆素，产率95％。
实施例5
向反应容器中分别加入8-甲基香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.005mmol和乙醇2ml，60℃下封口反应2小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
Figure BDA0001730356900000081
对上述黄色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.19(s,1H),7.48(d,J＝7.4Hz,1H),7.38(d,J＝8.0Hz,1H),7.25(dd,J＝7.4,8.0Hz,1H),2.48(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ159.1,152.6,151.6,135.0,129.1,126.6,126.2,124.8,118.4,114.9,15.3；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-8-甲基香豆素，产率95％。
实施例6
向反应容器中分别加入7-氯香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.005mmol和乙醇2ml，60℃下封口反应2小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
对上述黄色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
Figure BDA0001730356900000091
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.16(s,1H),7.49(d,J＝8.4Hz,1H),7.43–7.38(m,1H),7.36–7.29(m,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ158.2,154.4,149.1,139.8,129.0,128.6,125.8,117.3,117.2,115.5；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-7-氯香豆素，产率94％。
实施例7
向反应容器中分别加入8-甲氧基-6-溴香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.005mmol和乙醇2ml，40℃下封口反应3小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
对上述白色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
Figure BDA0001730356900000092
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.01(s,1H),7.25(d,J＝2.2Hz,1H),7.22(d,J＝2.1Hz,1H),3.98(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ157.6,147.8,147.9,142.6,128.7,121.6,120.3,120.1,118.2,117.5,56.6；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-6-溴-8-甲氧基香豆素，产率95％。
实施例8
向反应容器中分别加入4-苯基香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.005mmol和乙醇2ml，60℃下封口反应3小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
对上述白色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
Figure BDA0001730356900000101
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝7.66–7.61(m,1H),7.58–7.51(m,3H),7.42(d,J＝8.3Hz,1H),7.21(dt,J＝16.1,5.4Hz,3H),7.11(dd,J＝8.0,1.3Hz,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：165.6,159.2,153.9,134.1,133.9,129.6,129.3,128.6,128.1,127.0,124.7,120.1,117.0,113.2；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-4-苯基香豆素，产率95％。
实施例9
向反应容器中分别加入4-甲基香豆素1mmol，三氟乙酸钠1mmol，单质硫1mmol，三氯化铁0.005mmol和乙醇2ml，60℃下封口反应2小时，反应完毕柱进行柱色谱分离，得到如下目标化合物：
Figure BDA0001730356900000102
对上述白色固体粉末进行核磁波谱分析，数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝7.76(dd,J＝8.3,1.6Hz,1H),7.67–7.60(m,1H),7.36(ddt,J＝8.2,2.5,1.2Hz,2H),2.86(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)：δ163.5,159.0,153.2,134.0,129.2,126.3,124.8,119.6,117.3,112.5,18.8；
经鉴定后，波谱数据与结构式相对应，证明合成的为3-三氟甲硫基-4-甲基香豆素，产率为97％。
性能测试
待上述合成的待测化合物分别加丙酮溶解，配制成合适浓度的药液，无菌条件下，分别移取1mL加到100mL 60℃左右的PDA灭菌培养基中，摇匀后快速倒入灭菌培养皿中，凝固后移接供试菌菌饼。以加入等量丙酮的灭菌培养基为对照组，每个菌种每种浓度设3个重复。放入27℃恒温培养箱中培养，待对照组菌落长至培养皿直径的3/4时，采用十字交叉法测量菌落直径，将其平均值作为菌落大小与空白对照比较计算相对抑菌率；同时，以多菌灵为参照，说明各化合物对不同农作物病菌的抑制效果，测定结果见表1。
表1各化合物在20mg/L时对病原菌生长的抑制百分率
Figure BDA0001730356900000111
由表1数据可知，由本发明上述实施例3-8所制备的化合物对于苹果腐烂病菌、辣椒枯萎病菌、大葱紫斑病菌、葡萄根霉病菌和小麦赤霉病菌均有较好的抑菌作用，其中，实施例3对于苹果腐烂病菌的抑菌作用、实施例4对于大葱紫斑病菌的抑菌作用、实施例8对于葡萄根霉病菌的抑菌作用可达到100％，实施例5、实施例6对于小麦赤霉病菌的抑菌作用可达到98％以上，实施例7对于辣椒枯萎病菌的抑菌作用可达到99％以上，因此，为了有效抑制上述病菌，可选择单独或联合使用上述实施例制备的化合物，以期获得更好的抑菌效果。

Claims (6)

1.一种含三氟甲硫基香豆素类化合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
向反应容器中分别加入香豆素类化合物、三氟乙酸钠和单质硫，在三氯化铁和乙醇作用下，于40-60℃封口反应2-3小时；
反应结束后，进行柱色谱分离，得到含三氟甲硫基香豆素类化合物；
所述香豆素类化合物具有所示式（A）结构：
Figure 793606DEST_PATH_IMAGE001
式（A）
其中，R1为-Br、-F、-H或-NO2中的任一种，R2为-H、-CH3、-Cl或-OMe中的任一种，R3为-H、-Ph或-CH3中的任一种；
所述含三氟甲硫基香豆素类化合物具有所示式（B）结构：
Figure 225593DEST_PATH_IMAGE002
式（B）
其中，R1为-Br、-F、-H或-NO2中的任一种，R2为-H、-CH3、-Cl或-OMe中的任一种，R3为-H、-Ph或-CH3中的任一种。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述香豆素类化合物、三氟乙酸钠、单质硫和三氯化铁的毫摩尔比为1:1:1:0.005。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述香豆素类化合物、三氟乙酸钠、单质硫和三氯化铁的毫摩尔比为1:1:1:0.01。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述柱色谱分离中使用的色谱柱为硅胶柱，使用的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂，其体积比为1:5-2:1。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述式（B）结构具体为下述化合物：
Figure 270910DEST_PATH_IMAGE003
。
6.根据权利要求5所述的合成方法合成得到的化合物3-8在防治农作物病菌中的应用。
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