CN111018848B - 1,3,5-三取代-4,5-二氢吡唑衍生物及其在农药中的应用 - Google Patents

1,3,5-三取代-4,5-二氢吡唑衍生物及其在农药中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及1,3,5‑三取代‑4,5‑二氢吡唑衍生物及其在农药中的应用，属于农药技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种可作为农用杀菌剂和种子发芽促进剂的新化合物。该化合物的结构式为式I所示，其中，X为氧、硫或氮，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。该化合物对植物病原真菌有较好的抑制活性，且对蔬菜种子的发芽有较好的促进作用，将为新农药的创制奠定较好的基础。
Figure DDA0002335822840000011

Description

1,3,5-三取代-4,5-二氢吡唑衍生物及其在农药中的应用
技术领域
本发明涉及1,3,5-三取代-4,5-二氢吡唑衍生物及其在农药中的应用，属于农药技术领域。
背景技术
吡唑类化合物因具有多种不同的生物活性而受到了人们的广泛关注，并对其进行了深入的研究。自1883年Knott发现含吡唑环的安替比林具有镇痛、消炎和退热作用以来，就不断有专利和文献报道吡唑类衍生物作为杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂、除草剂等的新用途，如图1所示。由于吡唑类化合物通常都具有高效、低毒、对非靶标生物安全、有害生物不容易产生抗性等特点。因此，吡唑类化合物的分子结构设计、合成及其生物活性研究仍然是当今绿色农药创造的热点和前沿。
酰胺或硫代酰胺类化合物具有广泛的生物活性，包括杀菌、抗氧化、植物生长调节等。因此，在过去几十年中，对其进行了广泛而深入的研究，发现了许多新型高效的化合物，而且还不断有结构新颖、作用方式独特、性能优异、对有害生物高效、对非靶标生物安全、在环境中易降解且降解产解物对人类健康和生态环境安全的品种报道。
近年来，在生物活性化合物的研究和开发过程中，杂环化合物显示出越来越重要的作用。由于其选择性好、活性高、用量少、毒性低以及在有害生物生理生化反应中的特异性而成为研究的主体。其中，呋喃、噻吩、吡啶、嘧啶、吡唑、咪唑、噻唑、三唑等化合物，因不断涌现出一些具有划时代意义的新颖药剂而引起人们的重视，也已成为生物活性化合物研究的热点和前沿。
到目前为止，还未见有1,3,5-三取代-4,5-二氢吡唑衍生物作为农用杀菌剂和种子发芽促进剂使用的报道。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可作为农用杀菌剂和种子发芽促进剂的新化合物。
本发明的化合物，结构式为式I所示：
Figure BDA0002335822820000011
其中，X为氧、硫或氮，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。
优选的，X为氧或硫，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。
优选的，X为氧、硫或氮，Y为氧或硫，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。进一步优选的，X为氧或硫，Y为氧或硫，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。
作为优选的实施方式，X为氧、硫或氮，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基或溴。进一步优选的，X为氧或硫，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基或溴。作为另一优选的，X为氧、硫或氮，Y为氧或硫，R为氢、甲基或溴。
更优选的，X为氧或硫，Y为氧或硫，R为氢、甲基或溴。
作为优选方案，该化合物的结构式为：
Figure BDA0002335822820000021
本发明解决的第二个技术问题是提供本发明所述的化合物在制备农用杀菌剂中的应用。
研究发现，本发明化合物，具有杀菌活性，可以作为农用杀菌剂使用。
优选的，所述农用杀菌剂防治的菌为真菌。
进一步优选的，所述农用杀菌剂防治的菌为黄瓜霜霉病菌、小麦白粉病菌、小麦叶锈病菌、稻瘟病菌、棉花黄萎病菌或柑橘炭疽病菌。
本发明还提供本发明所述化合物在制备种子发芽促进剂中的应用。
研究发现，本发明化合物，可以促进种子发芽，提高种子发芽率，可以制备为种子发芽促进剂使用。
优选的，所述种子为蔬菜种子。
进一步优选的，所述蔬菜种子为黄瓜种子、青椒种子、番茄种子或芹菜种子。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将呋喃环、噻吩环、酰胺或硫代酰胺骨架引入吡唑的分子结构中，合成了一些1,3,5-三取代-4,5-二氢吡唑衍生物，发现了一些结构新颖、活性优异的活性化合物或活性先导化合物，合成过程简单，合成的化合物对植物病原真菌有较好的抑制作用，且对种子尤其是蔬菜种子的发芽有较好的促进作用，将为新农药的创制奠定较好的基础。
附图说明
图1为现有商品化的具有生物活性的吡唑类化合物。
图2为实施例1化合物的核磁氢谱图。
图3为实施例1化合物的核磁碳谱图。
图4为实施例1化合物的高分辨质谱图。
图5为实施例2化合物的核磁氢谱图。
图6为实施例2化合物的核磁碳谱图。
图7为实施例2化合物的高分辨质谱图。
图8为实施例3化合物的核磁氢谱图。
图9为实施例3化合物的核磁碳谱图。
图10为实施例3化合物的高分辨质谱图。
图11为实施例4化合物的核磁氢谱图。
图12为实施例4化合物的核磁碳谱图。
图13为实施例4化合物的高分辨质谱图。
图14为实施例5化合物的核磁氢谱图。
图15为实施例5化合物的核磁碳谱图。
图16为实施例5化合物的高分辨质谱图。
具体实施方式
本发明的化合物，结构式为式I所示：
Figure BDA0002335822820000031
其中，X为氧、硫或氮，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。
优选的，X为氧或硫，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。
优选的，X为氧、硫或氮，Y为氧或硫，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。进一步优选的，X为氧或硫，Y为氧或硫，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。
作为优选的实施方式，X为氧、硫或氮，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基或溴。进一步优选的，X为氧或硫，Y为氧、硫或氮，R为氢、甲基或溴。作为另一优选的，X为氧、硫或氮，Y为氧或硫，R为氢、甲基或溴。
更优选的，X为氧或硫，Y为氧或硫，R为氢、甲基或溴。
作为优选方案，该化合物的结构式为：
Figure BDA0002335822820000041
本发明化合物，可以采用常规化学方法制备而成。优选的，可采用如下反应过程制备得到：
Figure BDA0002335822820000042
该合成过程简单，可采用“一锅煮”的方法，即不是按传统的方法将中间体分离出来再进行下一步的反应，而是直接进行下一步的反应，这样就减少了操作步骤、提高了反应效率，有利于节能降耗。
本发明化合物，具有杀菌活性，可以作为农用杀菌剂使用。
优选的，所述农用杀菌剂防治的菌为真菌。
进一步优选的，所述农用杀菌剂防治的菌为黄瓜霜霉病菌、小麦白粉病菌、小麦叶锈病菌、稻瘟病菌、棉花黄萎病菌或柑橘炭疽病菌。
本发明化合物，可以促进种子发芽，提高种子发芽率，可以制备为种子发芽促进剂使用。
优选的，所述种子为蔬菜种子。
进一步优选的，所述蔬菜种子为黄瓜种子、青椒种子、番茄种子或芹菜种子。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
化合物
Figure BDA0002335822820000043
的制备
将0.02mol 4-氯苯乙酮溶解在20mL无水甲醇中，再向其中加入15mL10％NaOH无水甲醇溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol 5-甲基呋喃-2-甲醛和20mL无水甲醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0～5℃下反应，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克4A分子筛(80～100目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol氨基脲和20mL无水甲醇的混合溶液，在50～60℃下反应，用TLC检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节pH至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：
淡黄色粉末；收率:89％；其氢谱见图2，碳谱见图3，高分辨质谱见图4，具体的，1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):7.83(2H,d,J＝8.4Hz),7.52(2H,d,J＝8.8Hz),6.53(2H,s),6.12(1H,d,J＝3.2Hz),5.98(1H,d,J＝2.0Hz),5.43(1H,dd,J＝12.0,5.6Hz),3.66(1H,dd,J＝18.0,12.4Hz),3.27(1H,dd,J＝17.6,5.6Hz),2.20(3H,s)；13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ(ppm):155.33,152.54,151.12,150.11,134.68,130.88,129.15,128.57,107.79,106.90,54.20,38.91,13.77；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C15H14ClN3O2[M+H]+:304.0847,Found:304.0846.
实施例2
化合物
Figure BDA0002335822820000051
的制备
将0.02mol 4-氯苯乙酮溶解在20mL无水甲醇中，再向其中加入15mL10％NaOH无水甲醇溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol噻吩-2-甲醛和20mL无水甲醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0～5℃下反应，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克4A分子筛(80～100目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol氨基脲和20mL无水甲醇的混合溶液，在50～60℃下反应，用TLC检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节pH至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：
淡黄色晶体；收率:84％；其氢谱见图5，碳谱见图6，高分辨质谱见图7，具体的，1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):7.84(2H,d,J＝8.8Hz),7.52(2H,d,J＝8.4Hz),7.39(1H,dd,J＝4.8,1.2Hz),7.01(1H,d,J＝3.2Hz),6.95(1H,dd,J＝4.8,3.2Hz),6.60(2H,s),5.72(1H,dd,J＝11.6,4.8Hz),3.79(1H,dd,J＝17.6,11.6Hz),3.27(1H,dd,J＝17.6,4.8Hz)；13CNMR(100MHz,DMSO-d6)δ(ppm):155.35,150.31,146.77,134.78,130.80,129.17,128.64,127.13,125.15,124.56,56.16,42.32；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C14H12ClN3OS[M+H]+:306.0462,Found:306.0459.
实施例3
化合物
Figure BDA0002335822820000061
的制备
将0.02mol 4-氯苯乙酮溶解在20mL 无水甲醇中，再向其中加入15mL 10％NaOH无水甲醇溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol 5-溴噻吩-2-甲醛和20mL无水甲醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0～5℃下反应，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克4A分子筛(80～100目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol氨基脲和20mL无水甲醇的混合溶液，在50～60℃下反应，用TLC检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节pH至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：
浅黄色晶体；收率:86％；其氢谱见图8，碳谱见图9，高分辨质谱见图10，具体的，1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):7.83(2H,d,J＝8.4Hz),7.53(2H,d,J＝8.8Hz),7.06(1H,d,J＝3.6Hz),6.88(1H,d,J＝4.0Hz),6.65(2H,s),5.65(1H,dd,J＝11.6,5.2Hz),3.76(1H,dd,J＝18.0,11.6Hz),3.36(1H,dd,J＝18.0,5.2Hz)；13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ(ppm):155.45,150.60,148.35,134.88,130.65,130.18,129.16,128.71,125.31,110.57,56.31,41.41；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C14H11BrClN3OS[M+H]+:383.9567,Found:383.9563.
实施例4
化合物
Figure BDA0002335822820000062
的制备
将0.02mol 4-氯苯乙酮溶解在20mL无水甲醇中，再向其中加入15mL 10％NaOH无水甲醇溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol 5-甲基呋喃-2-甲醛和20mL无水甲醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0～5℃下反应，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克4A分子筛(80～100目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol氨基硫脲和20mL无水甲醇的混合溶液，在50～60℃下反应，用TLC检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节pH至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：
黄色晶体；收率:79％；其氢谱见图11，碳谱见图12，高分辨质谱见图13，具体的，1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):8.08(1H,s),7.94-7.92(3H,m),7.55(2H,d,J＝8.4Hz),6.15(1H,d,J＝2.8Hz),5.98(1H,dd,J＝2.8,0.8Hz),5.93(1H,dd,J＝11.6,3.6Hz),3.75(1H,dd,J＝18.0,11.6Hz),3.34(1H,dd,J＝18.0,3.6Hz),2.18(3H,s)；13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ(ppm):176.56,154.35,151.63,151.10,135.63,130.25,129.27,108.83,106.88,57.32,39.05,13.79；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C15H14ClN3OS[M+H]+:320.0619,Found:320.0610.
实施例5
化合物
Figure BDA0002335822820000071
的制备
将0.02mol 4-氯苯乙酮溶解在20mL无水甲醇中，再向其中加入15mL 10％NaOH无水甲醇溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol 5-溴噻吩-2-甲醛和20mL无水甲醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0～5℃下反应，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克4A分子筛(80～100目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol氨基硫脲和20mL无水甲醇的混合溶液，在50～60℃下反应，用TLC检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节pH至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：
浅黄色晶体；收率:73％；其氢谱见图14，碳谱见图15，高分辨质谱见图16，具体的，1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):8.23(1H,s),8.00(1H,s),7.94(2H,d,J＝8.4Hz),7.56(2H,d,J＝8.4Hz),7.05(1H,d,J＝3.6Hz),6.86(1H,d,J＝4.0Hz),6.17(1H,dd,J＝10.8,2.4Hz),3.83(1H,dd,J＝18.0,10.8Hz),3.47(1H,dd,J＝18.0,2.8Hz)；13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ(ppm):176.38,154.95,147.15,135.84,130.05,130.03,129.42,129.28,125.80,110.67,59.30,41.41；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C14H11BrClN3S2[M+H]+:399.9339,Found:399.9328.
试验例1本发明化合物对植物病原真菌抑制活性的测定
(1)供试植物病原真菌
黄瓜霜霉病菌、小麦白粉病菌、小麦叶锈病菌、稻瘟病菌、棉花黄萎病菌和柑橘炭疽病菌。
(2)实验方法
将供试化合物溶于二甲亚砜中，再加入到含有0.1％吐温-80的自来水中，混合均匀后配成20mg/L的供试溶液。将此溶液加入到已灭菌的PDA培养基中，同时再加入浓度为50mg/L的链霉素，得到含毒培养基。以不含供试化合物的相应溶液为空白对照，制成厚薄均匀的对照培养基备用，重复三次。用已灭菌的打孔器选取Ф5 mm生长良好、无污染、长势均匀的菌饼，在无菌条件下接入含毒培养基和对照培养基的中心(每个平板接种一个菌饼)，在28±1℃恒温条件下培养。当空白对照的菌落直径长到50 mm左右时，采用十字交叉法测量菌落的直径，取其平均值，用下列公式计算抑制率：
Figure BDA0002335822820000081
(3)实验结果
本发明化合物对植物病原真菌的抑制活性测定结果如表1所示。
表1实施例1～5化合物在20 mg/L时对植物病原真菌的抑制活性
Figure BDA0002335822820000082
a：三次重复的平均值。
从表1可知，实施例化合物1～5对上述6种病菌都有较好的抑制效果。
试验例2本发明化合物对蔬菜种子发芽促进效果的测定
(1)供试种子
黄瓜种子(中农8号)，青椒种子(丰源8号)，番茄种子(东风4号)，芹菜种子(津南实芹1号)。
(2)测定方法
将供试化合物分别溶于二甲亚砜中，用含0.1％吐温-80的自来水稀释成20 mg/L的溶液备用。分别称取黄瓜种子10克，青椒种子10克，番茄种子5克和芹菜种子5克。将其分别浸入20 mL上述供试溶液中，搅拌30分钟后，捞入小筛中，用自来水冲洗3～4次，风干后备用。以不含供试化合物的相应溶液为空白对照。分别挑选经药液处理过的大小均匀、无缺陷的种子100粒，平放在铺有双层滤纸的培养皿(9 cm)中。第1次加水量为：黄瓜9 mL，青椒7mL，番茄5 mL，芹菜5 mL，再将其放入恒温箱(25±2℃)中催芽，每天观察1次，缺水时定量补充。每个处理重复3次。1天后检查黄瓜的发芽情况，5天后检查青椒的发芽情况，3天后检查番茄的发芽情况，9天后检查芹菜的发芽情况，并计算3次重复的平均发芽率。
(3)实验结果
本发明化合物对蔬菜种子发芽的促进效果见表2。
表2实施例1～5化合物在20mg/L时对种子发芽的促进效果
Figure BDA0002335822820000091
a：三次重复的平均值。
从表2可知，实施例化合物1～5对上述4种蔬菜种子的发芽都有较好的促进作用。
综上，本发明化合物，不仅可以制备成农用杀菌剂，对植物病原真菌具有较好的抑制效果，还可以制备为种子发芽促进剂，对蔬菜种子的发芽具有较好的促进作用。

Claims (9)

1.结构式为式I所示的化合物：
Figure FDA0002737309270000011
其中，X为氧或硫，Y为氧或硫，R为氢、甲基、甲氧基、羟甲基、氯或溴。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：R为氢、甲基或溴。
3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：其结构式为：
Figure FDA0002737309270000012
4.权利要求1～3任一项所述的化合物在制备农用杀菌剂中的应用。
5.根据权利要求4所述的化合物在制备农用杀菌剂中的应用，其特征在于：所述农用杀菌剂防治的菌为真菌。
6.根据权利要求5所述的化合物在制备农用杀菌剂中的应用，其特征在于：所述农用杀菌剂防治的菌为黄瓜霜霉病菌、小麦白粉病菌、小麦叶锈病菌、稻瘟病菌、棉花黄萎病菌或柑橘炭疽病菌。
7.权利要求1～3任一项所述的化合物在制备种子发芽促进剂中的应用。
8.根据权利要求7所述的化合物在制备种子发芽促进剂中的应用，其特征在于：所述种子为蔬菜种子。
9.根据权利要求7所述的化合物在制备种子发芽促进剂中的应用，其特征在于：所述种子为黄瓜种子、青椒种子、番茄种子或芹菜种子。
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