CN109651274A - 具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂及其制备方法，属于饲料添加剂的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：该硫脲复合饲料添加剂具有结构本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1，本发明得到的饲料添加剂，能够把非蛋白氮基团和含氮小分子脲酶抑制剂基团通过亲水性基团链接在一起，同时具备补充非蛋白氮和抑制脲酶的功能；2、串联非蛋白氮基团和含氮小分子脲酶抑制剂基团是由2‑羟基丙烷通过氧和亚氨基完成，是一种优良的亲水性基团，水溶性好，并且分子结构在体外稳定，并且能够有效在胃液中释放非蛋白氮基团和含氮小分子脲酶抑制剂基团；3、本饲料添加剂无毒副作用；4、本方法操作简单，产品收率很高。

Description

具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于饲料添加剂合成技术领域，具体涉及一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂及其制备方法。
背景技术
饲料添加剂是使饲料能够更好地发挥功效的添加剂，可有效提升饲料的利用率。饲料添加剂能弥补饲料营养不平衡的问题，能够有效改善畜禽的质量，对畜禽的生长和疾病的预防都有着积极意义。
蛋白质资源不足一直是人类社会面临的重大问题之一，严重制约着畜牧业的发展。牛、养、鹿和骆驼等反刍类动物的瘤胃微生物可以利用多种非蛋白氮作为氮源合成菌体蛋白质而被动物本身利用，节约了蛋白质饲料资源，降低了饲料成本，极大地缓解了畜牧业发展与人类挣粮的问题。因此，非蛋白氮的开发已成为国际反刍类动物营养研究的重要领域。
含氮物质包括尿素、缩二脲、铵盐、异丁基二脲等，它们可以为瘤胃微生物提供合成菌体蛋白所需的氮源，所以可作为蛋白质添加剂代替日粮中部分蛋白质饲料。非蛋白氮添加方法一般是与精饲料均匀混合后饲喂。饲喂时应严格掌握尿素用量，过高会引起氨中毒，一般添加量不得超过日粮干物质的1％或日粮粗蛋白质的33％。饲喂含该添加剂日粮，应考虑补充钴和硫，可有效提高菌体蛋白的合成。严禁把该添加剂溶于水中喂饮，以免中毒，以饲喂日粮1小时后饮水为好。此外，日粮仅限于成年牛，犊牛(6月龄以内)因瘤胃微生物区系发育尚未完全，不能使用。除混合饲喂方法外，添加非蛋白氮方法还有青贮(即制作青贮饲料时添加，其添加量一般为0.4％左右)、尿素盐砖(即将尿素与食盐等压制成砖供牛舔食)和糊化尿素(即将尿素用糊化淀粉包裹，减缓氨释放速度，提高菌体蛋白产量)等。
但由于反刍动物胃内广泛存在的脲酶是分解尿素的专属酶，它分解尿素为NH3的速率是未经催化分解的1014倍，是瘤胃微生物利用NH3的速率的4倍，极大地降低了氮素的利用率，通常只有30％～40％，这不仅造成农牧业资源的严重浪费，增加生产成本，而且对动植物的生长和生态环境等也有严重的危害，并会引起严重的水源污染和水体富营养化等。因此，如何解决脲酶所引起的经济、环境和健康等问题，已成为当今世界经济和农业、畜牧业可持续发展中的一个迫切需要解决的挑战性课题。
我国既是牛羊肉消费大国，又是牛羊饲养生产落后的发展中国家。要使牛羊饲养业实现投资省、效果好、易推广、见效快的目标，应该从改善牛羊饲养的营养入手，以促进牛羊的生长，降低料耗和提高肉质品质。因此，开发研制高效新型饲料添加剂有着重要的意义和广阔的市场前景。我公司创造性的把非蛋白氮化合物和含氮的抑酶小分子有机的结合在一起，使该饲料添加剂既能够抑制脲酶活性的同时，提供一定量的非蛋白氮，并且补充一定量的硫，进而提高菌体蛋白的合成。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂及其制备方法。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的结构为：其中R为
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1)在高压反应瓶中将溴丙烯加入1，4-二氧六环中，搅拌溶解，滴加高氯酸，在室温下搅拌反应，通入氧气，使反应瓶里面达到一定压力，室温反应结束后用饱和氢氧化钠溶液调节反应液的pH为7，真空整除1，4-二氧六环，再用氯仿萃取水相，合并有机相，并用饱和氯化钠溶液洗涤有机相多次，浓缩有机相后得到溴甲基环氧乙烷；所诉的溴丙烯与高氯酸的投料量摩尔比为1∶1～1.6；所诉的反应瓶中的压力为0.1MPa。
(2)把溴甲基环氧乙烷，硫脲和碳酸钾加入二氯甲烷中，在氮气保护下，反应温度缓慢升高至回流，维持该温度反应至原料反应完全，反应温度降至室温，缓慢滴加质量分数为10％的稀盐酸溶液调节反应液pH为中性，分出有机相，水相再用二氯甲烷萃取多次，合并有机相，再用无水硫酸钠干燥后浓缩得到1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲；所诉的溴甲基环氧乙烷与硫脲的投料量摩尔比为1∶0.7～1。
(3)将1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲加入无水乙腈，于10℃向混合液中加入碳酸钾，逐滴滴加二碳酸二叔丁酯，滴加完毕后温度恢复至室温，至原料反应完全，搅拌完毕进行抽滤，滤液浓缩得到N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲。
(4)在高压反应釜中，加入4-苯基-1，2，3-三氮唑、甲醇钠、N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲和甲醇，然后通入氮气使反应体系压强维持在0.1MPa，反应温度控制在80℃，反应结束后降温终止反应，滴加盐酸调节反应液pH为4～5，整除部分甲醇，用二氯甲烷萃取反应液多次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到4-苯基-1，2，3-三氮唑与Boc-硫脲复合分子；所诉的4-苯基-1，2，3-三氮唑与甲醇钠的投料量摩尔比为1∶1.5～3。
(5)将4-苯基-1，2，3-三氮唑与Bec-硫脲复合分子加入二氯甲烷中，再加入有机酸，加热至回流至原料反应完全，过滤反应液，用饱和碳酸钾溶液调节反应液pH为中性，再用乙酸乙酯萃取反应液，合并有机相，经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，滤液浓缩后得到苯-1，2，3-三氮唑与硫脲复合分子；所诉的有机酸为三氟乙酸，无水甲酸，无水乙酸。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：
本发明的有益效果为：
1，本发明得到的饲料添加剂，能够把非蛋白氮基团和含氮小分子脲酶抑制剂基团通过亲水性基团链接在一起，同时具备补充非蛋白氮和抑制脲酶的功能；2、串联非蛋白氮基团和含氮小分子脲酶抑制剂基团是由2-羟基丙烷通过氧和亚氨基完成，是一种优良的亲水性基团，水溶性好，并且分子结构在体外稳定，并且能够有效在胃液中释放非蛋白氮基团和含氮小分子脲酶抑制剂基团；3、本饲料添加剂无毒副作用；4、本方法操作简单，产品收率很高。
附图说明
图1 4-苯基-1，2，3-三氮唑与脲酶的靶点蛋白进行分子对接图
图2 1，2，4-三氮唑与脲酶的靶点蛋白进行分子对接图
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
在高压反应瓶中，将溴丙烯120g加入1，4-二氧六环1000mL溶剂中，搅拌溶解，滴加高氯酸150g，在室温下搅拌反应，通入氧气，使反应瓶里面压力达到0.1MPa，室温反应3h，反应结束后用饱和氢氧化钠溶液调节反应液的pH为7，真空整除1，4-二氧六环，再用氯仿萃取水相，合并有机相，并用饱和氯化钠溶液洗涤有机相三次，浓缩有机相后得到溴甲基环氧乙烷105g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.43(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.34(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.29-3.26(m，1H)，2.67(d，J＝8.0Hz，1H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ51.27，48.60，32.56。
实施例2
在高压反应瓶中，将溴丙烯120g加入1，4-二氧六环1000mL溶剂中，搅拌溶解，滴加高氯酸80g，在室温下搅拌反应，通入氧气，使反应瓶里面压力达到0.1MPa，室温反应3h，反应结束后用饱和氢氧化钠溶液调节反应液的pH为7，真空整除1，4-二氧六环，再用氯仿萃取水相，合并有机相，并用饱和氯化钠溶液洗涤有机相三次，浓缩有机相后得到溴甲基环氧乙烷72g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.43(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.34(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.29-3.26(m，1H)，2.67(d，J＝8.0Hz，1H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ51.27，48.60，32.56。
实施例3
在高压反应瓶中，将溴丙烯120g加入1，4-二氧六环1000mL溶剂中，搅拌溶解，滴加高氯酸100g，在室温下搅拌反应，通入氧气，使反应瓶里面压力达到0.1MPa，室温反应3h，反应结束后用饱和氢氧化钠溶液调节反应液的pH为7，真空整除1，4-二氧六环，再用氯仿萃取水相，合并有机相，并用饱和氯化钠溶液洗涤有机相三次，浓缩有机相后得到溴甲基环氧乙烷81g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.43(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.34(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.29-3.26(m，1H)，2.67(d，J＝8.0Hz，1H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ51.27，48.60，32.56。
实施例4
在高压反应瓶中，将溴丙烯120g加入1，4-二氧六环1000mL溶剂中，搅拌溶解，滴加高氯酸120g，在室温下搅拌反应，通入氧气，使反应瓶里面压力达到0.1MPa，室温反应3h，反应结束后用饱和氢氧化钠溶液调节反应液的pH为7，真空整除1，4-二氧六环，再用氯仿萃取水相，合并有机相，并用饱和氯化钠溶液洗涤有机相三次，浓缩有机相后得到溴甲基环氧乙烷95g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.43(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.34(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.29-3.26(m，1H)，2.67(d，J＝8.0Hz，1H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ51.27，48.60，32.56。
实施例5
在高压反应瓶中，将溴丙烯120g加入1，4-二氧六环1000mL溶剂中，搅拌溶解，滴加高氯酸160g，在室温下搅拌反应，通入氧气，使反应瓶里面压力达到0.1MPa，室温反应3h，反应结束后用饱和氢氧化钠溶液调节反应液的pH为7，真空整除1，4-二氧六环，再用氯仿萃取水相，合并有机相，并用饱和氯化钠溶液洗涤有机相三次，浓缩有机相后得到溴甲基环氧乙烷102g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ3.43(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.34(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，3.29-3.26(m，1H)，2.67(d，J＝8.0Hz，1H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ51.27，48.60，32.56。
实施例6
在反应瓶中，把溴甲基环氧乙烷14g，硫脲7.6g和碳酸钾20g加入二氯甲烷150mL中，在氮气保护下，反应温度缓慢升高至回流，维持该温度反应0.5h，反应温度降至室温，缓慢滴加质量分数为10％的稀盐酸溶液调节反应液pH为中性，分出有机相，水相再用二氯甲烷萃取多次，合并有机相，再用无水硫酸钠干燥后浓缩得到1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲9g；1H NMR(400MHz，CD3OD)：δ6.59(s，2H)，3.07(d，J＝4.0Hz，2H)，2.79(dd，J1＝8.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，2.36(t，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ179.52，82.02，66.37，36.85。
实施例7
在反应瓶中，把溴甲基环氧乙烷14g，硫脲6.0g和碳酸钾20g加入二氯甲烷150mL中，在氮气保护下，反应温度缓慢升高至回流，维持该温度反应0.5h，反应温度降至室温，缓慢滴加质量分数为10％的稀盐酸溶液调节反应液pH为中性，分出有机相，水相再用二氯甲烷萃取多次，合并有机相，再用无水硫酸钠干燥后浓缩得到1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲9.5g；1H NMR(400MHz，CD3OD)：δ6.59(s，2H)，3.07(d，J＝4.0Hz，2H)，2.79(dd，J1＝8.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，2.36(t，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ179.52，82.02，66.37，36.85。
实施例8
在反应瓶中，把溴甲基环氧乙烷14g，硫脲6.0g和碳酸钾20g加入二氯甲烷150mL中，在氮气保护下，反应温度缓慢升高至回流，维持该温度反应0.5h，反应温度降至室温，缓慢滴加质量分数为10％的稀盐酸溶液调节反应液pH为中性，分出有机相，水相再用二氯甲烷萃取多次，合并有机相，再用无水硫酸钠干燥后浓缩得到1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲7.1g；1H NMR(400MHz，CD3OD)：δ6.59(s，2H)，3.07(d，J＝4.0Hz，2H)，2.79(dd，J1＝8.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，2.36(t，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ179.52，82.02，66.37，36.85。
实施例9
在多口瓶中加入1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲13.2g和无水乙腈200mL，于10℃向混合液中加入碳酸钾40g，逐滴滴加二碳酸二叔丁酯32g，控制在10min内滴加完毕，混合液温度恢复至室温，搅拌过夜，搅拌完毕进行抽滤，滤液浓缩得到N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲21g；1H NMR(400MHz，CD3OD)：δ5.82(s，1H)，4.13-4.10(m，2H)，2.99(dd，J1＝8.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，2.31-2.29(m，2H)，1.42(s，9H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ177.83，162.47，82.63，69.06，55.32，34.85，29.38。
实施例10
在高压反应釜中，加入4-苯基-1，2，3-三氮唑14.5g、甲醇钠11g，N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲23g和甲醇300mL，然后通入氮气使反应体系压强维持在0.1MPa，反应温度控制在80℃，保温反应2h后，此时立即降温终止反应，滴加盐酸调节反应液pH为4～5，整除部分甲醇，用二氯甲烷萃取反应液多次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到4-苯基-1，2，3-三氮唑与Boc-硫脲复合分子35g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.67-7.64(m，2H)，7.33-7.29(m，2H)，7.20(t，J1＝12.0Hz，J2＝12.0Hz，1H)，6.48(s，1H)，4.85(s，2H)，3.97(s，1H)，3.19(dd，J1＝8.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，2.31-2.29(m，2H)，1.50-1.48(m，9H).13CNMR(101MHz，CDCl3)：δ176.60，167.34，159.25，151.82，140.21，93.11，85.37，76.67，68.36，49.52，34.26，27.35，16.57.
实施例11
在高压反应釜中，加入4-苯基-1，2，3-三氮唑14.5g、甲醇钠8g，N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲23g和甲醇300mL，然后通入氮气使反应体系压强维持在0.1MPa，反应温度控制在80℃，保温反应2h后，此时立即降温终止反应，滴加盐酸调节反应液pH为4～5，整除部分甲醇，用二氯甲烷萃取反应液多次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到4-苯基-1，2，3-三氮唑与Boc-硫脲复合分子21g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.67-7.64(m，2H)，7.33-7.29(m，2H)，7.20(t，J1＝12.0Hz，J2＝12.0Hz，1H)，6.48(s，1H)，4.85(s，2H)，3.97(s，1H)，3.19(dd，J1＝8.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，2.31-2.29(m，2H)，1.50-1.48(m，9H).13CNMR(101MHz，CDCl3)：δ176.60，167.34，159.25，151.82，140.21，93.11，85.37，76.67，68.36，49.52，34.26，27.35，16.57。
实施例12
在高压反应釜中，加入4-苯基-1，2，3-三氮唑14.5g、甲醇钠16g，N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲23g和甲醇300mL，然后通入氮气使反应体系压强维持在0.1MPa，反应温度控制在80℃，保温反应2h后，此时立即降温终止反应，滴加盐酸调节反应液pH为4～5，整除部分甲醇，用二氯甲烷萃取反应液多次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到4-苯基-1，2，3-三氮唑与Boc-硫脲复合分子32g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.67-7.64(m，2H)，7.33-7.29(m，2H)，7.20(t，J1＝12.0Hz，J2＝12.0Hz，1H)，6.48(s，1H)，4.85(s，2H)，3.97(s，1H)，3.19(dd，J1＝8.0Hz，J2＝4.0Hz，1H)，2.31-2.29(m，2H)，1.50-1.48(m，9H).13CNMR(101MHz，CDCl3)：δ176.60，167.34，159.25，151.82，140.21，93.11，85.37，76.67，68.36，49.52，34.26，27.35，16.57。
实施例13
将4-苯基-1，2，3-三氮唑与Boc-硫脲复合分子38g加入二氯甲烷200mL中，再加入三氟乙酸5mL，加热至回流，TLC监控原料反应完全，过滤反应液，用饱和碳酸钾溶液调节反应液pH为中性，再用乙酸乙酯萃取反应液，合并有机相，经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，滤液浓缩后得到苯-1，2，3-三氮唑与硫脲复合分子25g；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ7.71-7.69(m，2H)，7.36-7.33(m，2H)，7.24-7.23(m，1H)，6.76(s，1H)，5.59(s，2H)，4.85(s，2H)，3.95(s，1H)，3.13-3.10(m，1H)，2.34(t，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H).13CNMR(101MHz，CDCl3)：δ179.02，161.99，157.74，147.33，140.21，88.34，85.32，68.31，34.99，29.63；Anal.Calcd for C12H15N5OS：C，51.97；H，5.45；N，25.25.Found：C，51.68；H，5.53；N，25.39。
实施例14
在高压反应釜中，加入1，2，4-三氮唑7g、甲醇钠11g，N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲23g和甲醇300mL，然后通入氮气使反应体系压强维持在0.1MPa，反应温度控制在80℃，保温反应2h后，此时立即降温终止反应，滴加盐酸调节反应液pH为4～5，再加入活性炭2g加热回流0.5h后，趁热过滤，将滤液冷却至10℃，搅拌条件下结晶，经过滤后加入正己烷500mL，加热回流至完全溶解，加入针用活性炭3.0g，继续回流1.0h后，趁热抽滤，将滤液降至室温静置析晶2h后，抽滤、干燥得到1，2，4-三氮唑与Boc-硫脲复合分子 1H NMR(400MHz，CD3OD)：δ8.13(s，1H)，7.62(s，1H)，4.73(s，1H)，4.29-4.25(m，2H)，3.96(t，J1＝8.0Hz，J2＝8.0Hz，1H)，3.41(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H)，1.45-1.43(m，9H).13C NMR(101MHz，CD3OD)：δ174.48，165.53，150.06，133.62，89.95，69.06，57.44，43.28，25.71。
实施例15
将1，2，4-三氮唑与Boc-硫脲复合分子30g溶于二氯甲烷200mL中，再加入三氟乙酸5mL，加热至回流，HPLC监控原料反应完全，过滤反应液，用饱和碳酸钾溶液调节反应液pH为中性，再用乙酸乙酯萃取反应液，合并有机相，经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，滤液浓缩后得到1，2，4-三氮唑与硫脲复合分子18g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.16(s，1H)，7.64(s，1H)，5.58(m，2H)，4.26(dd，J1＝12.0Hz，J2＝12.0Hz，2H)，3.67(s，1H)，3.42-3.41(m，1H)，3.26(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H).13C NMR(101MHz，CDCl3)：δ175.11，154.31，139.66，88.14，59.47，40.93；Anal.Calcd for C6H11N5OS：C，35.81；H，5.51；N，34.80.Found：C，35.69；H，5.56；N，34.72。
实施例16
将1，2，4-三氮唑与Boc-硫脲复合分子30g溶于二氯甲烷200mL中，再加入无水乙酸10mL，加热至回流，HPLC监控原料反应完全，过滤反应液，用饱和碳酸钾溶液调节反应液pH为中性，再用乙酸乙酯萃取反应液，合并有机相，经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，滤液浓缩后得到1，2，4-三氮唑与硫脲复合分子11g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.16(s，1H)，7.64(s，1H)，5.58(m，2H)，4.26(dd，J1＝12.0Hz，J2＝12.0Hz，2H)，3.67(s，1H)，3.42-3.41(m，1H)，3.26(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H).13C NMR(101MHz，CDCl3)：δ175.11，154.31，139.66，88.14，59.47，40.93；Anal.Calcd for C6H11N5OS：C，35.81；H，5.5l；N，34.80.Found：C，35.69；H，5.56；N，34.72。
实施例17
将1，2，4-三氮唑与Boc-硫脲复合分子30g溶于二氯甲烷200mL中，再加入无水甲酸5mL，加热至回流，HPLC监控原料反应完全，过滤反应液，用饱和碳酸钾溶液调节反应液pH为中性，再用乙酸乙酯萃取反应液，合并有机相，经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，滤液浓缩后得到1，2，4-三氮唑与硫脲复合分子15g；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.16(s，1H)，7.64(s，1H)，5.58(m，2H)，4.26(dd，J1＝12.0Hz，J2＝12.0Hz，2H)，3.67(s，1H)，3.42-3.41(m，1H)，3.26(dd，J1＝4.0Hz，J2＝4.0Hz，2H).13C NMR(101MHz，CDCl3)：δ175.11，154.31，139.66，88.14，59.47，40.93；Anal.Calcd for C6H11N5OS：C，35.81；H，5.51；N，34.80.Found：C，35.69；H，5.56；N，34.72。
实施例18
4-苯基-1，2，3-三氮唑与硫脲复合分子进入胃液中后，会分解为4-苯基-1，2，3-三氮唑和硫脲，我们采用计算机药物辅助设计的方法，把4-苯基-1，2，3-三氮唑与脲酶的靶点蛋白进行分子对接，靶点序号为4UBP。我们发现4-苯基-1，2，3-三氮唑可以很好的进入靶点蛋白口袋里面，化合物分子能够被靶点蛋白残基氨基酸所包围，与靶点形成非常强的作用效果，其中化合物分子1，2，3-三氮唑基团与甘氨酸GLY280距离为4.5A，形成氢键作用，与精氨酸ARG339距离为3.0A，形成氢键作用，与组氨酸HIE222和HIE249距离分别为2.6A和4.7A，形成比较强的π-π共轭作用，并且与镍离子798形成一定的作用力，如图1所示。
实施例19
1，2，4-三氮唑与硫脲复合分子进入胃液中后，会分解为1，2，4-三氮唑和硫脲，我们采用计算机药物辅助设计的方法，把4-苯基-1，2，3-三氮唑与脲酶的靶点蛋白进行分子对接，靶点序号为4UBP。我们发现1，2，4-三氮唑可以很好的进入靶点蛋白口袋里面，化合物分子能够被靶点蛋白残基氨基酸所包围，与靶点形成非常强的作用效果，其中1，2，4-三氮唑与天冬氨酸ASP363距离为2.8A，形成氢键作用，与氨基酸残基HIE249和HIS275距离分别为2.9A和3.6A，形成比较强的π-π共轭作用，并且与两个镍离子798和799能够形成很强的作用力，如图2所示。
实施例20
新型饲料添加剂依据新兽药一般毒性试验技术要求和GB15193.3-2003进行经口急性毒性试验：在预试验基础上，分别用20只小鼠和20只大鼠，采用间隔4h两次经口灌服，给药剂量均为16.0g/kg，给药体积为0.2mL/10g体重，结果在14d内动物采食、饮水、粪便及行为均正常，未见任何毒性反应，两种新型饲料添加剂对小鼠和大鼠口服LD50均大于16.0g/kg。
实施例21
体外脲酶抑制实验
牛饲喂1h后，用特制瘤胃液采集器经人工瘤胃瘘管采集瘤胃液400mL，通过4层纱布过滤后备用。每个培养管按表1中的量加入相应的试剂后，滴加4滴液体石蜡，置(39.0±0.5)℃恒温水浴振荡器上轻摇。分别在培养的1，2，4，6和8h，从各组取出部分培养管，立即加入4滴饱和氯化汞溶液并摇匀，以终止反应。用凯氏半微量-饱和氧化镁蒸馏法测定各管氨态氮含量。
组别 对照组 试验1组 试验2组 试验3组
瘤胃液/mL 5 5 5 5
人工唾液/mL 5 5 5 5
可溶性淀粉/mg 6 6 6 6
尿素氮/mg 5 5 5 5
苯-1，2，3-三氮唑/mg 0 2 4 8
1，2，4-三氮唑/mg 0 2 4 8
4-苯基-1，2，3-三氮唑抑制率(％)＝(对照组氨含量-试验组氨含量)÷对照组氨含量×100％
时间(h) 对照组抑制率 试验1组抑制率 试验2组抑制率 试验3组抑制率
1 0％ 2.6％ 4.1％ 5.7％
2 0％ 3.2％ 7.9％ 10.2％
4 0％ 6.6％ 12.7％ 15.6％
6 0％ 10.3％ 19.9％ 28.6％
8 0％ 15.4％ 30.3％ 41.7％
1，2，4-三氮唑抑制率(％)＝(对照组氨含量-试验组氨含量)÷对照组氨含量×100％
时间(h) 对照组抑制率 试验1组抑制率 试验2组抑制率 试验3组抑制率
1 0％ 5.5％ 7.9％ 10.5％
2 0％ 10.8％ 12.0％ 16.1％
4 0％ 12.8％ 16.4％ 22.7％
6 0％ 20.2％ 26.3％ 36.7％
8 0％ 27.4％ 35.1％ 49.3％
由上表可知，4-苯基-1，2，3-三氮唑和1，2，4-三氮唑对脲酶均有一定的抑制作用。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (8)

1.一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂及其制备方法，其特征在于该硫脲复合饲料添加剂的分子结构为：其中R为
2.根据权利要求1所述的一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂，其特征在于该硫脲复合饲料添加剂的具体制备步骤为：
(1)在高压反应瓶中将溴丙烯加入1,4-二氧六环中，搅拌溶解，滴加高氯酸，在室温下搅拌反应，通入氧气，使反应瓶里面达到一定压力，室温反应结束后用饱和氢氧化钠溶液调节反应液的pH为7，真空整除1,4-二氧六环，再用氯仿萃取水相，合并有机相，并用饱和氯化钠溶液洗涤有机相多次，浓缩有机相后得到溴甲基环氧乙烷；
(2)把溴甲基环氧乙烷，硫脲和碳酸钾加入二氯甲烷中，在氮气保护下，反应温度缓慢升高至回流，维持该温度反应至原料反应完全，反应温度降至室温，缓慢滴加质量分数为10％的稀盐酸溶液调节反应液pH为中性，分出有机相，水相再用二氯甲烷萃取多次，合并有机相，再用无水硫酸钠干燥后浓缩得到1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲；
(3)将1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-硫脲加入无水乙腈，于10℃向混合液中加入碳酸钾，逐滴滴加二碳酸二叔丁酯，滴加完毕后温度恢复至室温，至原料反应完全，搅拌完毕进行抽滤，滤液浓缩得到N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲；
(4)在高压反应釜中，加入三氮唑化合物、甲醇钠、N-1-(2-甲氧基-环氧乙烷)-N-3-Boc-硫脲和甲醇，然后通入氮气使反应体系压强维持在0.1MPa，反应温度控制在80℃，反应结束后降温终止反应，滴加盐酸调节反应液pH为4～5，整除部分甲醇，用二氯甲烷萃取反应液多次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到三氮唑化合物与Boc-硫脲复合分子；
(5)将三氮唑化合物与Boc-硫脲复合分子加入二氯甲烷中，再加入有机酸，加热至回流至原料反应完全，过滤反应液，用饱和碳酸钾溶液调节反应液pH为中性，再用乙酸乙酯萃取反应液，合并有机相，经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤，滤液浓缩后得到三氮唑化合物与硫脲复合分子。
3.根据权利要求2所述的一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所诉的溴丙烯与高氯酸的投料量摩尔比为1:1～1.6；所诉的反应瓶中的压力为0.1MPa。
4.根据权利要求2所述的一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的制备方法，其特征在于步骤(2)中所诉的溴甲基环氧乙烷与硫脲的投料量摩尔比为1:0.7～1。
5.根据权利要求2所述的一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的制备方法，其特征在于步骤(4)中所诉的三氮唑化合物为4-苯基-1,2,3-三氮唑或1,2,4-三氮唑；所诉的三氮唑化合物与甲醇钠的投料量摩尔比为1:1.5～3。
6.根据权利要求2所述的一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的制备方法，其特征在于步骤(5)中所诉的有机酸为三氟乙酸，无水甲酸，无水乙酸。
7.根据权利要求2所述的一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的制备方法，其特征在于制备过程中的具体合成路线为：
8.如权利要求1所述的一种具有脲酶抑制活性的硫脲复合饲料添加剂的应用。
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CN110590480A (zh) * 2019-09-29 2019-12-20 天津大学 硫脲醛树脂在抑制土壤中脲酶的应用
CN114591253A (zh) * 2022-03-31 2022-06-07 河南湾流生物科技有限公司 一种脲类饲料添加剂及其制备方法和应用
CN114591252A (zh) * 2022-03-31 2022-06-07 河南湾流生物科技有限公司 一种三氮唑类饲料添加剂及其制备方法和应用

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