CN110183389A - 一种三唑硫酮类衍生化合物及制备方法 - Google Patents

一种三唑硫酮类衍生化合物及制备方法 Download PDF

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孙小丽
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Abstract

本发明涉及一种三唑硫酮类衍生化合物及制备方法,从药物分子本身的结构出发,以传统三唑类杀菌剂己唑醇(Hexaconazole)为先导化合物,利用生物等排和活性单元拼接的农药设计方法,对原有产品进行分子结构修饰,引入硫杂原子官能团,提升其体内跨膜效率及与靶酶结合的能力,从而通过影响化合物体内的药效、吸收与代谢机制,改善三唑类化合物的抗菌活性,同时在硫三唑环上引入不同长度的脂肪链,以有效调节分子理化性质,使其水溶‑油溶达到一个新的更好的平衡,从而提高靶标生物对它们的吸收效率,减少生物体外损失。

Description

一种三唑硫酮类衍生化合物及制备方法
技术领域
本发明属于化合物及制备方法,涉及一种三唑硫酮类衍生化合物及制备方法。
背景技术
1,2,4-三唑是含三个氮原子的五元芳香杂环化合物,其结构上具有6π电子共轭体系,表现出了较强配位和形成氢键的能力,可与生物体内的酶和受体等形成氢键,与金属离子配位以及发生疏水作用、π-π堆积、静电作用等。这种独特结构使三唑类化合物表现出多种生物活性和药理活性,从而广泛适用于抗细菌、抗真菌、抗结核、抗肿瘤、抗寄生虫、抗病毒、抗惊厥、消炎镇疼等领域,是新药研发的热点领域之一。迄今为止已有众多的三唑类药物被证明可用于临床医药杀菌剂、农业应用杀菌剂等。其中商品化的三唑类农药杀菌剂有20余种,是全球杀菌剂类别最多、产量最大的一个大类,近几年全球销售额达到40多亿美元。
但随着三唑类杀菌剂长期频繁的使用(40余年),许多病害产生了较严重的抗药性,主要原因是该类化合物是内吸治疗型杀菌剂,作用机制及作用位点单一,容易产生抗药性。不少品种由于抗性问题已失去了原有的高效性。用量少防效低,用量大则易产生药害,抑制生长,导致减产。此外,三唑类杀菌剂只对真菌起作用,对细菌及病毒无活性。
目前对三唑环进行结构修饰,制备新型结构的三唑活性分子已经成为新药研发的重要途径。特别是在三唑环上引入硫杂原子的三唑硫酮结构,因其分子结构具有高电子云密度,好的分子柔韧性及高分子脂溶性能够有效的改善目标分子的空间构型和细胞溶解性,提升其体内跨膜效率及与靶酶结合的能力,从而改变化合物体内的药效、吸收与代谢机制,提升药物活性,解决原有结构的抗药性问题。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种三唑硫酮类衍生化合物及制备方法,该类化合物具有优异的杀菌活性。
技术方案
一种三唑硫酮类衍生化合物,其特征在于化学通式为:
其中:n=0,1,2,3,4,5…或(CH2)n代表带有支链的烷烃。
所述化学通式中的n=1~4。
一种合成所述三唑硫酮类衍生化合物的方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:将水合肼与A溶剂混合后,再加入环氧化合物于体系中,在30℃-90℃之下反应12h~36h反应结束后冷却至室温,蒸出溶剂,得到中间体(Ⅱ);所述环氧化合物与溶剂的质量和体积比为1g:1ml至1g:4ml,与水合肼的摩尔比为1:1.5至1:6
步骤2:将中间体(Ⅱ)与B溶剂在温度0℃~40℃下,与40%甲醛水溶液以及硫氰酸盐搅拌混合均匀,反应时间为30min至4h;再向体系内加入酸类物质,在温度为0℃ -60℃反应后,反应时间为1h~8h,冷却中和反应液,干燥旋蒸得到中间体(Ⅲ);所述中间体(Ⅱ)与B溶剂与溶剂的质量和体积比为1g:1ml~1g:6ml,与40%甲醛水溶液的甲醛摩尔比为1:1至1:1.3,与硫氰酸盐的摩尔比为1:1至1:1.5;
步骤3:中间体(Ⅲ)与C溶剂溶解,在温度0℃~60℃条件下,反应时间为1h 至6h,加入氧化剂反应结束后,水洗分液,将有机相旋蒸浓缩,重结晶得到三唑硫酮类衍生化合物;所述中间体(Ⅲ)与C溶剂溶剂的质量和体积比为1g:1ml至1g:5ml,与氧化剂的摩尔比为1:1~1:3。
所述A溶剂为:甲醇、乙醇、正丁醇、甲苯、二氯乙烷、N、N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。
所述B溶剂包括乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙腈、水、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种。
所述C溶剂甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙腈、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种。
所述硫氰酸盐包括硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸钙、硫氰酸钡,硫氰酸镁、硫氰酸锂、硫氰酸铁、硫氰酸胺中的一种或多种。
所述酸类物质包括甲酸、乙酸、三氟乙酸、氢碘酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲磺酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
所述氧化剂包括空气、氧气,双氧水,三氯化铁,过氧化钠中的一种或多种。
有益效果
本发明提出的一种三唑硫酮类衍生化合物及制备方法,从药物分子本身的结构出发,以传统三唑类杀菌剂己唑醇(Hexaconazole)为先导化合物,利用生物等排和活性单元拼接的农药设计方法,对原有产品进行分子结构修饰,引入硫杂原子官能团,提升其体内跨膜效率及与靶酶结合的能力,从而通过影响化合物体内的药效、吸收与代谢机制,改善三唑类化合物的抗菌活性,同时在硫三唑环上引入不同长度的脂肪链,以有效调节分子理化性质,使其水溶-油溶达到一个新的更好的平衡,从而提高靶标生物对它们的吸收效率,减少生物体外损失。
附图说明
图1为化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮的MS谱图
图2为化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮的1H NMR谱图
图3为原理图
图4为反应路线图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
本发明的目的是提供一种三唑硫酮类衍生化合物的合成方法,该类化合物具有优异的杀菌活性。
三唑硫酮类衍生化合物的化学通式如下(Ⅰ)
其中:n=0,1,2,3,4,5…或(CH2)n代表带有支链的烷烃。
本发明优选的化合物为:n=1~4
本发明的通式化合物(Ⅰ)按照如下方法制备:
反应途径如图4。
步骤一:将水合肼与甲醇、乙醇、正丁醇、甲苯、二氯乙烷、N、N-二甲基甲酰胺中的一种或几种混合均匀后,将制得的环氧化合物(例如己唑醇)加入体系中,处理温度为30℃-90℃,反应12-36h,反应结束后冷却至室温,蒸出溶剂,得到中间体(Ⅱ)。
步骤2:将中间体(Ⅱ)加入溶剂包括乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙腈、水、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种,在温度0℃~40℃下,与40%甲醛水溶液,硫氰酸盐包括硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸钙、硫氰酸钡,硫氰酸镁、硫氰酸锂、硫氰酸铁、硫氰酸胺中的一种或多种,搅拌混合均匀,反应0.5-4h后,再向体系内加入所用酸包括甲酸、乙酸、三氟乙酸、氢碘酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲磺酸、对甲苯磺酸中的一种或多种,处理温度为0℃-60℃反应1-8h后,冷却中和反应液,干燥旋蒸得到中间体(Ⅲ)。
步骤3:中间体(Ⅲ)使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙腈、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种溶剂,在温度0℃~60℃条件下,反应 1-6h后,使用氧化剂包括空气、氧气,双氧水,三氯化铁,过氧化钠中的一种或多种处理,反应结束后,水洗分液,将有机相旋蒸浓缩,重结晶得到通式化合物(Ⅰ)。
优选的,所述的环氧化合物与溶剂的质量和体积比为1g:1ml~1g:4ml;
优选的,所述的环氧化合物与水合肼的投料摩尔比为1:1.5~1:6;
优选的,所述的中间体(Ⅱ)与溶剂的质量和体积比为1g:1ml~1g:6ml;
优选的,所述的中间体(Ⅱ)与40%甲醛水溶液的甲醛投料摩尔比为1:1~1:1.3;
优选的,所述的中间体(Ⅱ)与硫氰酸盐的投料摩尔比为1:1~1:1.5;
优选的,所述的中间体(Ⅲ)与溶剂的质量和体积比为1g:1ml~1g:5ml;
优选的,所述的中间体(Ⅲ)与与氧化剂的投料摩尔比为1:1~1:3。
本发明的通式(Ⅰ)化合物具有良好的杀菌活性,能很好预防植物病菌的侵害。
本发明还包括以通式(Ⅰ)化合物为活性组分的杀菌剂组合物。该杀菌剂组分中活性组分的重量百分含量为1-99%。该化合物组合物即可以单独使用也可以制成多种制剂使用,与其它已知的杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂或肥料一起混合使用。
实施例1
步骤1:化合物2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己-2-醇的合成
向反应体系内依次加入乙醇75ml、80%水合肼25g(0.5mol),搅拌下体系升温至75℃,滴加2-丁基-2-(2,4-二氯苯基)环氧乙烷25g(0.1mol),继续反应12小时后结束反应,反应液冷却至室温,浓缩反应液得到粘稠液体2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己-2-醇 27g,收率95.5%。
步骤2:化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-[1,2,4]三唑-3-硫酮的合成
将27g(0.097mol)2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己-2-醇中在100ml二氯甲烷中搅拌溶解,20℃条件下加入40%甲醛溶液7.5g(0.1mol),硫氰酸钠8.1g(0.1mol),搅拌反应1h后升温至30℃,缓慢加入硫酸氢钠8.5g(0.07mol),保温反应1小时,待反应结束后,用氢氧化钠水溶液中和PH值到7,而后水洗反应液,浓缩得到淡黄色固体 30.4g,收率90%
步骤3:化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮的合成
将(30.4g,0.087mol)中间体2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-[1,2,4]三唑-3- 硫酮在溶剂二氯甲烷80ml中溶解完全,体系升温至35℃,反应2h,加入35%三氯化铁水溶液(50g,0.107mol),加入完成后继续保温反应1h,待反应结束后体系冷却至室温水洗反应液,分出有机相,干燥,旋蒸浓缩,重结晶得到2-[2-(2,4-二氯苯基-2- 羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮25.3g,收率:83.7%.mp 150℃.1H NMR(300 MHz,DMSO-d6)δ7.71(d,J=8.6Hz,1H),13.45(s,1H),8.22(s,1H),7.51(d,J=2.2Hz, 1H),7.36(dd,J=8.6,2.2Hz,1H),5.45(s,1H),4.74(d,J=14.1Hz,1H),4.56(d,J=14.0 Hz,1H),2.52(d,3H),1.38–1.02(m,2H),1.87–1.64(m,1H),0.96–0.54(m,3H).
实施例2
步骤1:化合物2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己-2-醇的合成
向反应体系内依次加入正丁醇100ml、80%水合肼25g(0.5mol),搅拌下体系升温至75℃,滴加2-丁基-2-(2,4-二氯苯基)环氧乙烷25g(0.1mol),继续反应12小时后结束反应,反应液冷却至室温,浓缩反应液得到粘稠液体2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己 -2-醇26g,收率92%。
步骤2:化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-[1,2,4]三唑-3-硫酮的合成
将27g(0.097mol)2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己-2-醇中在160ml甲苯中搅拌溶解, 20℃条件下加入40%甲醛溶液7.5g(0.1mol),硫氰酸钠8.1g(0.1mol),搅拌反应1h 后升温至30℃,缓慢加入硫酸氢钠8.5g(0.07mol),保温反应1小时,待反应结束后,用氢氧化钠水溶液中和PH值到7,而后水洗反应液,浓缩得到淡黄色固体32.1g,收率95%.
步骤3:化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮的合成
将(30.4g,0.087mol)中间体2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-[1,2,4]三唑-3- 硫酮在溶剂丁醇150ml中溶解完全,体系升温至35℃,反应2h,加入35%三氯化铁水溶液(50g,0.107mol),加入完成后继续保温反应1h,待反应结束后体系冷却至室温水洗反应液,分出有机相,干燥,旋蒸浓缩,重结晶得到2-[2-(2,4-二氯苯基-2- 羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮27.2g,收率:90%.mp 150℃.1H NMR(300 MHz,DMSO-d6)δ7.71(d,J=8.6Hz,1H),13.45(s,1H),8.22(s,1H),7.51(d,J=2.2Hz, 1H),7.36(dd,J=8.6,2.2Hz,1H),5.45(s,1H),4.74(d,J=14.1Hz,1H),4.56(d,J=14.0 Hz,1H),2.52(d,3H),1.38–1.02(m,2H),1.87–1.64(m,1H),0.96–0.54(m,3H).
实施例3
步骤1:化合物2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己-2-醇的合成
向反应体系内依次加入甲醇75ml、80%水合肼12.5g(0.25mol),搅拌下体系升温至75℃,滴加2-丁基-2-(2,4-二氯苯基)环氧乙烷25g(0.1mol),继续反应12小时后结束反应,反应液冷却至室温,浓缩反应液得到粘稠液体2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己 -2-醇24.88g,收率88%。
步骤2:化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-[1,2,4]三唑-3-硫酮的合成
将27g(0.097mol)2-(2,4-二氯苯基)-1-肼基-己-2-醇中在100ml四氢呋喃中搅拌溶解,20℃条件下加入40%甲醛溶液7.5g(0.1mol),硫氰酸钠11.34g(0.14mol),搅拌反应1h后升温至30℃,缓慢加入硫酸氢钠8.5g(0.07mol),保温反应1小时,待反应结束后,用氢氧化钠水溶液中和PH值到7,而后水洗反应液,浓缩得到淡黄色固体31.41g,收率93%
步骤3:化合物2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮的合成
将(30.4g,0.087mol)中间体2-[2-(2,4-二氯苯基)-2-羟基-己基]-[1,2,4]三唑-3- 硫酮在溶剂甲醇80ml中溶解完全,体系升温至35℃,反应2h,加入35%三氯化铁水溶液(44.86g,0.096mol),加入完成后继续保温反应1h,待反应结束后体系冷却至室温水洗反应液,分出有机相,干燥,旋蒸浓缩,重结晶得到2-[2-(2,4-二氯苯基-2- 羟基-己基]-2,4-二氢-[1,2,4]三唑-3-硫酮25.3g,收率:83.7%.mp 150℃.1H NMR(300 MHz,DMSO-d6)δ7.71(d,J=8.6Hz,1H),13.45(s,1H),8.22(s,1H),7.51(d,J=2.2Hz, 1H),7.36(dd,J=8.6,2.2Hz,1H),5.45(s,1H),4.74(d,J=14.1Hz,1H),4.56(d,J=14.0 Hz,1H),2.52(d,3H),1.38–1.02(m,2H),1.87–1.64(m,1H),0.96–0.54(m,3H)。

Claims (9)

1.一种三唑硫酮类衍生化合物,其特征在于化学通式为:
其中:n=0,1,2,3,4,5…或(CH2)n代表带有支链的烷烃。
2.根据权利要求1所述三唑硫酮类衍生化合物,其特征在于:所述化学通式中的n=1~4。
3.一种合成权利要求1或2所述三唑硫酮类衍生化合物的方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:将水合肼与A溶剂混合后,再加入环氧化合物于体系中,在30℃-90℃之下反应12h~36h反应结束后冷却至室温,蒸出溶剂,得到中间体(Ⅱ);所述环氧化合物与溶剂的质量和体积比为1g:1ml至1g:4ml,与水合肼的摩尔比为1:1.5至1:6
步骤2:将中间体(Ⅱ)与B溶剂在温度0℃~40℃下,与40%甲醛水溶液以及硫氰酸盐搅拌混合均匀,反应时间为30min至4h;再向体系内加入酸类物质,在温度为0℃-60℃反应后,反应时间为1h~8h,冷却中和反应液,干燥旋蒸得到中间体(Ⅲ);所述中间体(Ⅱ)与B溶剂与溶剂的质量和体积比为1g:1ml~1g:6ml,与40%甲醛水溶液的甲醛摩尔比为1:1至1:1.3,与硫氰酸盐的摩尔比为1:1至1:1.5;
步骤3:中间体(Ⅲ)与C溶剂溶解,在温度0℃~60℃条件下,反应时间为1h至6h,加入氧化剂反应结束后,水洗分液,将有机相旋蒸浓缩,重结晶得到三唑硫酮类衍生化合物;所述中间体(Ⅲ)与C溶剂溶剂的质量和体积比为1g:1ml至1g:5ml,与氧化剂的摩尔比为1:1~1:3。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述A溶剂为:甲醇、乙醇、正丁醇、甲苯、二氯乙烷、N、N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述B溶剂包括乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙腈、水、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述C溶剂甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙腈、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述硫氰酸盐包括硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸钙、硫氰酸钡,硫氰酸镁、硫氰酸锂、硫氰酸铁、硫氰酸胺中的一种或多种。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述酸类物质包括甲酸、乙酸、三氟乙酸、氢碘酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲磺酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
9.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述氧化剂包括空气、氧气,双氧水,三氯化铁,过氧化钠中的一种或多种。
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