CN114105971B - 6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6h-1,3-噻嗪-2-胺衍生物和应用 - Google Patents
6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6h-1,3-噻嗪-2-胺衍生物和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开6‑(苯并1,3二氧五环基)‑4苯基‑6H‑1,3‑噻嗪‑2‑胺衍生物和应用,所述衍生物具有通式I所示结构:其中,R分别选自H、卤素、烷基、烷氧基,本发明合成的化合物有效地抑制了番茄早疫病菌的生长,对水稻纹枯病菌、油菜菌核菌、番茄早疫病菌、禾谷镰刀菌表现出中等至良好的杀真菌活性。本发明中含氮硫杂环的6‑(苯并1,3二氧五环基)‑4苯基‑6H‑1,3‑噻嗪‑2‑胺衍生物具有良好的抗真菌生物活性,生物活性研究表明,这类化合物对茄链格孢菌、禾谷镰刀菌等真菌具有明显的抑制效果。
Description
技术领域
本发明属于有机合成和农药技术领域,具体涉及到6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺衍生物和应用。
背景技术
真菌是一类具真核的、产孢的、无叶绿体的真核生物,包括霉菌,酵母菌及大型真菌等。植物病原菌分布广泛,可以致使农作物产生病害,至今我们都无法一次性解决农作物病虫害的威胁。
植物病原真菌对国内外的农作物造成了严重的危害,能够导致菌核病、灰霉病、枯萎病、白粉病、晚疫病、猝倒病、根腐病、甘薯软腐病、炭疽病、立枯病、纹枯病、锈病、赤霉病、苹果腐烂病、禾谷类黑粉黑穗病等。造成粮食作物和农作物的减产,对农业及林下资源造成巨大损失。目前,使用杀菌剂(农药)是防治植物病害的一种最为经济有效的方法。
现已经研发出多种十分优秀的杀菌剂,如啶酰菌胺(Boscalid)、吡噻菌胺(Penthiopyrad)、氟吡菌酰胺(Fluopyram)、氟唑菌苯胺(Penflufen)、联苯吡菌胺(Bixafen)、氟唑菌酰胺(Fluxapyroxad)、氟唑环菌胶(Sedaxane)、吡唑萘菌胺(Isopyrazam)、异丙噻菌胺(Isofetamide)、苯并烯氟菌唑(Benzovindiflupyr)等。但是,由于长期使用单一的农药品种,大部分杀菌剂的作用靶点已经出现了基因突变,使植物病菌、害虫和杂草等产生抗药性。
因此,为了对这些有害生物进行有效治理,需要开发新农药品种以实现更好的杀菌效果。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
本发明有益效果:
本发明合成的化合物有效地抑制了番茄早疫病菌的生长,对水稻纹枯病菌、油菜菌核菌、番茄早疫病菌、禾谷镰刀菌表现出中等至良好的杀真菌活性。本发明中含氮硫杂环的6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺衍生物具有良好的抗真菌生物活性,生物活性研究表明,这类化合物对茄链格孢菌、禾谷镰刀菌等真菌具有明显的抑制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为本发明实施例中在PDA培养基上用不同浓度的Boscalid处理油菜菌核菌对比图:(a)0,(b)5.000,(c)1.250,(d)0.325,(e)0.078和(f)0.020mg/L;化合物I-f:(g)0,(h)5.000,(i)1.250,(j)0.325,(k)0.078和(l)0.020mg/L。
图2为本发明实施例中I-b和boscalid的分子对接图,其中,a.I-b;b.boscalid。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明的一类具有通式I所示结构的6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-a至I-n具有良好的抗真菌活性。
其中,I-a至I-n对应的R分别选自H、卤素、烷基、烷氧基。
本发明所述的具有通式I所示结构的6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-a至I-n的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)3,4-亚甲二氧苯乙酮与不同取代基的苯甲醛进行羟醛缩合反应,生成不同取代基的烯酮,即具有通式II所示结构:
2)将不同取代基的苯乙酮与硫脲进行反应制得6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺I。
实施例1
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(2-氟苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-a的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将2-氟苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应4h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到2-氟取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将2-氟取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应2h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-a,得率85.6%。
Light yellow powder solid;mp=181.7-183.1℃;Yield:85.6%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.26(d,J=4.9Hz,1H),5.35(d,J=4.9Hz,1H),6.04(s,2H),6.90(d,J=8.1Hz,1H),7.01(d,J=8.2Hz,1H),7.06(s,1H),7.22(dd,J=10.7,8.2Hz,1H),7.27(t,J=7.5Hz,1H),7.33(t,J=7.8Hz,1H),7.36(t,J=6.9Hz,1H),9.03(s,1H),9.84(s,1H).13CNMR(151MHz,DMSO-d6)δ54.26,100.43,101.78,106.93,108.53,115.80,115.95,120.40,127.77,128.91,128.97,134.65,147.78,148.24.
实施例2
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(4-氟苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-b的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将4-氟苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应3h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到4-氟取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将4-氟取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-b,得率87.1%。
White powder solid;mp=120.5-122.3℃;Yield:87.1%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.09(s,1H),5.31(s,1H),6.05(s,2H),6.91(d,J=8.2Hz,1H),7.03(dd,J=8.2,1.9Hz,1H),7.08(d,J=1.9Hz,1H),7.20-7.27(m,2H),7.32-7.39(m,2H),9.09(s,1H),9.77(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ54.26,100.43,101.78,106.93,108.53,115.80,115.95,120.40,127.77,128.91,128.97,134.65,147.78,148.24.
实施例3
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(4-氯苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-c的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将4-氯苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到4-氯取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将4-氯取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-c,得率89.9%。
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实施例4
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(4-甲基苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-d的合成在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将4-甲基苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到4-甲基取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将4-甲基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-d,得率90.2%。
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实施例5
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(2,5-二甲氧基)苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-f的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将2,5-二甲氧基苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到2,5-二甲氧基取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将2,5-二甲氧基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(3.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-e,得率77.4%。
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实施例6
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(4-溴苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-f的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将4-溴苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应3h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到4-溴取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将4-溴取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-f,得率82.6%。
Light yellow powder solid;mp=131.7-134.6℃;Yield:82.6%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.09(dd,J=5.0,2.7Hz,1H),5.29-5.33(m,1H),6.04(s,2H),6.91(d,J=8.1Hz,1H),7.02(dd,J=8.1,1.9Hz,1H),7.07(d,J=1.9Hz,1H),7.28(d,J=8.4Hz,2H),7.60(d,J=8.5Hz,2H),9.11(s,1H),9.80(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ54.37,100.13,101.79,106.92,108.53,120.41,121.10,127.70,129.08,132.03,134.74,143.87,147.77,148.26,175.57.
实施例7
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(3-甲氧基苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-g的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将3-甲氧基苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到3-甲氧基取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将3-甲氧基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(3.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-g,得率84.7%。
Lightyellow powder solid;mp=182.5-183.9℃;Yield:84.7%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ3.76(s,3H),5.05(dd,J=5.1,2.8Hz,1H),5.34(dt,J=5.1,1.8Hz,1H),6.04(s,2H),6.88(d,J=1.5Hz,2H),6.91(dd,J=8.3,1.8Hz,2H),7.02(dd,J=8.1,1.8Hz,1H),7.07(d,J=1.9Hz,1H),7.29-7.34(m,1H),9.06(s,1H),9.74(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ54.84,55.53,100.56,101.77,106.86,108.54,112.68,113.07,118.86,120.33,127.81,130.27,134.48,146.10,147.78,148.21,159.95,175.60.
实施例8
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(3-氟苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-h的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将3-氟苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到3-氟取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将3-氟取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应2h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-h,得率87.2%。
Lightyellow powder solid;mp=196.4-196.6℃;Yield:87.2%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.09-5.15(m,1H),5.36(d,J=5.0Hz,1H),6.04(s,2H),6.91(d,J=8.2Hz,1H),7.03(d,J=8.2Hz,1H),7.06-7.30(m,4H),7.34-7.50(m,1H),9.14(s,1H),9.83(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ54.32,100.10,101.79,106.93,108.53,113.38,113.52,114.66,114.80,120.43,122.72,122.74,127.67,131.18,131.24,134.84,147.37,147.41,147.79,148.28,161.98,163.60,175.76.
实施例9
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(2,4-二氟苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-i的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将2,4-二氟苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应3.5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到2,4-二氟取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将2,4-二氟取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-i,得率73.8%。
Lightyellow powder solid;mp=148.5-149.9℃;Yield:73.8%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.24(d,J=4.9Hz,1H),5.32(dd,J=5.0,2.7Hz,1H),6.04(s,2H),6.90(d,J=8.1Hz,1H),7.01(dd,J=8.3,1.9Hz,1H),7.06(d,J=1.9Hz,1H),7.17(td,J=8.5,2.5Hz,1H),7.27(td,J=10.1,9.3,2.6Hz,1H),7.35(td,J=8.6,6.4Hz,1H),9.03(s,1H),9.86(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ49.38,98.84,101.79,104.62,106.94,108.52,120.46,127.62,135.12,147.76,148.29,176.03.
实施例10
6-(苯并1,3二氧五环基)-4呋喃-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-j的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将呋喃甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到2-呋喃基取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将2-呋喃基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至70℃,并在70℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-j,得率68.6%。
Yellow powder solid;mp=120.0-121.6℃;Yield:68.6%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.14(dd,J=5.1,2.8Hz,1H),5.25(dt,J=5.0,1.8Hz,1H),6.05(s,2H),6.27(d,J=3.2Hz,1H),6.44(dd,J=3.3,1.8Hz,1H),6.92(d,J=8.1Hz,1H),7.04(dd,J=8.2,1.9Hz,1H),7.08(d,J=1.8Hz,1H),7.65(dd,J=1.8,0.9Hz,1H),9.08(s,1H),9.81(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO)δ48.65,97.36,100.00,101.79,106.48,108.54,111.00,120.49,127.03,134.83,143.30,147.78,148.31,155.47,175.72.
实施例11
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(4-三氟甲基苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-k的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将4-三氟甲基苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应4.5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到4-三氟甲基取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将4-三氟甲基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-k,得率47.0%。
Light yellow powder solid;mp178.5-179.6℃;Yield:47.0%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.21(dd,J=5.1,2.8Hz,1H),5.36(dt,J=5.1,1.8Hz,1H),6.04(s,2H),6.91(d,J=8.2Hz,1H),7.03(d,J=8.1Hz,1H),7.08(s,1H),7.54(d,J=8.1Hz,2H),7.79(d,J=8.1Hz,2H),9.18(s,1H),9.87(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO)δ54.55,99.84,101.80,106.86,108.52,120.47,126.17,127.59,128.69,134.89,147.75,148.29,148.98,175.73.
实施例12
6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-l的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应4h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到4-氢取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将4-氢取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应2h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-l,得率77.1%。
Light yellow powder solid;mp=156.9-157.3℃;Yield:77.1%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.08(dd,J=5.1,2.8Hz,1H),5.33(dt,J=5.0,1.8Hz,1H),6.04(s,2H),6.91(d,J=8.2Hz,1H),7.03(dd,J=8.2,1.9Hz,1H),7.08(d,J=1.8Hz,1H),7.31(dd,J=15.8,7.1Hz,2H),7.40(t,J=7.6Hz,2H),9.08(s,1H),9.74(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO)δ54.99,100.61,101.76,106.87,108.53,120.38,126.89,127.82,127.88,129.07,134.40,144.56,147.77,148.20.
实施例13
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(3,4-二氟苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-m的合成在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将3,4-二氟苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到3,4-二氟取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将3,4-二氟取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(3.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-m,得率70.9%。
Lightyellow powder solid;mp=138.5-139.7℃;Yield:70.9%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ5.12(dd,J=5.1,2.8Hz,1H),5.34(dt,J=5.2,1.8Hz,1H),6.05(s,2H),6.91(d,J=8.2Hz,1H),7.03(dd,J=8.1,1.9Hz,1H),7.09(d,J=1.9Hz,1H),7.18(s,1H),7.34(ddd,J=11.5,7.8,2.2Hz,1H),7.48(dt,J=10.7,8.4Hz,1H),9.15(s,1H),9.86(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ53.83,99.85,101.80,106.99,108.52,115.76,115.87,118.17,118.28,120.49,123.49,127.63,135.05,142.16,147.78,148.32,148.44,149.08,150.07,150.63,150.72,175.67.
实施例14
6-(苯并1,3二氧五环基)-4(3,4,5-三甲氧基苯基)-6H-1,3-噻嗪-2-胺I-n的合成
在步骤(1)中,在圆底烧瓶中,将3,4,5-三甲氧基苯甲醛(10.0mmol)和3,4-(亚甲基二氧基)苯乙酮(10.0mmol)加入20ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,20.0mmol)。搅拌反应5h,薄层色谱监测。完成后,将沉淀物过滤,用石油醚进行洗涤。干燥得到3,4,5-三甲氧基取代基的通式II结构,黄色固体。
在步骤(2)中,将3,4,5-三甲氧基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(3.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-n,得率81.1%。
Light yellow powder solid;mp=173.6-174.5℃;Yield:81.1%;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ3.65(s,3H),3.77(s,6H),5.05(dd,J=5.0,2.7Hz,1H),5.34(d,J=4.9Hz,1H),6.05(s,1H),6.11-6.18(m,1H),6.65(s,2H),6.92(d,J=8.2Hz,1H),7.04(dd,J=8.1,1.9Hz,1H),7.10(s,1H),9.03(s,1H),9.75(s,1H).13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δ54.95,56.32,60.47,100.42,101.78,104.11,106.91,108.55,120.36,127.86,134.64,137.34,139.98,147.80,148.23,153.47,175.56.
实施例15
6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺衍生物的制备方法的优化:
试验1:在步骤(2)中,将4-甲基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至70℃,并在70℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-d,得率82.3%。
试验2:在步骤(2)中,将4-甲基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水叔丁醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至70℃,并在70℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-d,得率68.0%。
试验3:在步骤(2)中,将4-甲基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(2.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,4.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-d,得率90.2%。
试验4:在步骤(2)中,将4-甲基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(1.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,2.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-d,得率63.7%。
试验5:在步骤(2)中,将4-甲基取代基的通式II(1.0mmol)和硫脲(5.0mmol)加入15ml无水乙醇中,室温下加入氢氧化钠(NaOH,10.0mmol)。然后逐渐升温至78℃,并在78℃下搅拌反应1h。反应结束后,将混合物冷却到室温,倒入50ml冰水中,将沉淀物过滤并收集。最后,粗产物用硅胶(200-300目)柱层析,石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯=100:1-2:1纯化,得粉末状固体为I-d,得率90.5%。
表1不同条件下6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺的产率
从表1可以看出,试验3的条件相对于其他反应条件有较高的反应得率且相对节能经济,因此采用此优选条件进行反应。
实施例16
体外抗真菌活性筛选:
筛选菌株:油菜菌核菌(ACCC 30096)、番茄灰霉病菌(ACCC 36027)、黄瓜枯萎病菌(ACCC 37985)、水稻纹枯病菌(ACCC 38870)、辣椒炭疽病菌(ACCC37623)、番茄早疫病菌(ACCC 36110)、禾谷镰刀菌(ACCC 38871),所有试验菌株购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)。
试验方法:对七种作物病原真菌的体外杀菌活性进行了测试,选择商业SDHI杀菌剂啶酰菌胺作为阳性对照,以评估构建的分子作为潜在杀菌剂候选物的实用价值。通过菌丝抑制生长方法测试目标化合物的体外真菌抑制作用。将目标化合物溶解在DMSO中以制备浓度为10g/L的母液。将原液加入PDA培养基中,培养基中目标化合物的浓度为20mg/L。在PDA培养基中加入不含目标化合物的纯DMSO作为空白对照,啶酰菌胺作为阳性对照。从PDA培养的真菌菌落边缘取出直径为5mm的新鲜培养皿,接种于上述三种PDA培养基上。每个处理处理3个重复,取其杀菌效果的平均值。它们的相对抑制率I(%)根据下式计算:I(%)=[(C-T)/(C-5)]×100,其中I为抑制率,C为空白菌落直径对照(mm),T是处理的菌落直径(mm)。对于有效化合物,根据浓度依赖性曲线计算相应的EC50值,化合物的体外抗真菌活性如表2所示。
表2
如表2所示,合成的化合物对油菜菌核菌、番茄灰霉病菌、黄瓜枯萎病菌、水稻纹枯病菌、辣椒炭疽病菌、番茄早疫病菌、禾谷镰刀菌抑制效果存在差异,部分化合物表现出优异的抗真菌活性,大多数化合物有效地抑制了番茄早疫病菌的生长。大多数化合物对水稻纹枯病菌、油菜菌核菌、番茄早疫病菌、禾谷镰刀菌表现出中等至良好的杀真菌活性。在该系列化合物中,化合物I-b和I-f对番茄早疫病菌的抑制率为100%和99.3%,明显优于阳性对照啶酰菌胺(85.9%)。在对黄瓜枯萎病和水稻纹枯病菌的防治中,除I-n和I-l外,其他化合物的抗真菌活性均优于阳性对照啶酰菌胺(24.3%和24.8%)。对于禾谷镰刀菌而言,化合物I-b(86.8%)的抗真菌活性略高于阳性对照啶酰菌胺(84.6%)。为了评估杀真菌效力,进一步检查了20mg/L浓度下,真菌抑制率超过80%的化合物,以获得它们的中值有效浓度(EC50)值,具体数值如表3。
表3
图1在PDA培养基上用不同浓度的Boscalid处理油菜菌核菌:(a)0,(b)5.000,(c)1.250,(d)0.325,(e)0.078和(f)0.020mg/L;化合物I-f:(g)0,(h)5.000,(i)1.250,(j)0.325,(k)0.078和(l)0.020mg/L。(28℃2天)。
如图1作所示,随着化合物浓度的增加,菌核菌的生长直径逐渐变小,可直观的看出化合物对菌核菌的生长抑制是呈线性浓度的。另如表2所示,对于番茄早疫病菌,化合物I-b和I-f的EC50值为0.072和0.568mg/L,均小于1.0mg/L。值得注意的是,化合物I-b表现出优异的杀菌活性,其EC50值为0.072mg/L,优于啶酰菌胺(EC50=0.158mg/L)。
实施例17
进行部分化合物的琥珀酸脱氢酶(SDH)抑制活性。
具体方法如下:酶的提取:番茄早疫病菌(购买于中国农业微生物中心ACCC)接种量为0.05OD 600nm,在摇床(180rpm,28℃)上培养5天,在PDA培养基中培养。收集菌丝,并用研钵和杵在液氮中破坏。所得粉末在线粒体提取缓冲液中重悬至10%w/v。(线粒体提取缓冲液:10mM KH2PO4,pH 7.2,10mM KCl,10mM MgCl2,0.5M蔗糖,0.2mM EDTA,2mMPMSF)提取物离心澄清(5000g,4℃,10min,2次),将完整线粒体在4℃下以10000g离心20分钟,并在相同的缓冲液中重悬。将线粒体悬浮液浓缩为浓度10mg/mL的溶液中,在-80℃保存至使用。SDH活性在几个月内保持稳定。酶抑制活性的检测:Ubiquinone/DCPIP.线粒体悬液用提取缓冲液稀释1/3,在10mM琥珀酸存在下30℃预活化30min。ubiquinone/DCPIP活性抑制测定:在200μL的含140μM二氯苯酚(DCPIP)和1mM 2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌(Q0)的检测缓冲液中添加10μL的预激活线粒体进行。检测缓冲液(50mM phosphate-sodium,pH 7.2,250mM蔗糖,10mM succinate)。药剂浓度范围为0.285~72.861μM,4×稀释倍数步长法(5种药剂浓度+DMSO对照)。在96孔板中,在反应温度(30℃)下预平衡10min,加入10μL预活化的提取的线粒体悬液进行反应。DCPIP抑制在30℃下595nm处监测。半抑制浓度(IC50)用数据处理系统(IBM SPSS Statistics 25)计算吸光度斜率(OD/min)。部分化合物对SDH酶活性抑制结果见表4。
表4
进一步进行部分化合物SDH抑制活性测试,从表4我们可以看出I-f的IC50值为2.666μM,优于阳性对照啶酰菌胺(IC50=3.399μM)。但是,I-b表现出相比啶酰菌胺较差的抑制活性。
实施例18
从蛋白数据库中获得SDH的晶体结构图(pdb代码:2FBW)。I-b和boscalid通过Discovery Studio 2016软件来完成能量最小化。化合物I-b和boscalid与SDH的分子对接也由Discovery Studio 2016软件完成。去除配体Carboxin(P/CBE144),并从晶体配合物中去除所有的水分子。最后进行化合物I-b和boscalid的对接工作。对接结果见图2。
由图2可以看出,化合物I-b的不同基团都参与了和SDH酶之间的相互作用。例如,胡椒环上的O与Ser-39之间形成氢键。此外,1,3-苯二氧五环与Arg-43和Ile-218分别形成π-阳离子和π-sigma疏水作用。另一方面,噻嗪基团与氨基酸残基TRP-173形成了π-硫结合作用,四氟取代基苯环也与氨基酸残基ILE-40形成了π-烷基作用,不同基团的协同作用使得化合物与SDH酶紧密结合。与boscalid的结合图进行对比可以说明化合物I-b与boscalid的结合位点是相同的,都是与SDH酶活性位点进行结合。因此,上述分子模拟为化合物I-b、boscalid与SDH之间的相互作用提供了合理的解释,为进一步发现新的活性更好的SDH抑制剂提供了有价值的信息。
从结构上分析,这些化合物都含有噻嗪环,其中带有4-氟的化合物I-b抗真菌活性最强并且具有相对广谱的抗真菌活性。结果表明,此类化合物具有开发抗真菌农药的潜在价值。
本发明首次探明该类化合物的作用机理是抑制SDH酶,该类化合物的结构相对于目前已有的SDH酶抑制剂来说是全新的结构,是一类全新的SDH酶抑制剂。
在计算机分子对接实验中,发现不同基团都参与了与酶的结合作用,可以证实本发明书中设计的化合物不同基团之间具有协同作用。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一类具有抗真菌活性的6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺衍生物,其特征在于:所述衍生物的结构式如下:
2.权利要求1所述的6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺衍生物在制备抗植物病原真菌药物中的应用,其特征在于:所述植物病原真菌选自水稻纹枯病菌、番茄灰霉病菌、黄瓜枯萎病菌、油菜菌核菌、辣椒炭疽病菌、番茄早疫病菌和禾谷镰刀菌。
3.一种具有抗真菌活性的6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺衍生物在制备抗真菌活性药物中的应用,其特征在于:所述真菌选自选自水稻纹枯病菌、番茄灰霉病菌、黄瓜枯萎病菌、油菜菌核菌、番茄早疫病菌和禾谷镰刀菌;
所述衍生物的结构式如下:
4.一种具有抗真菌活性的6-(苯并1,3二氧五环基)-4苯基-6H-1,3-噻嗪-2-胺衍生物在制备抗真菌活性药物中的应用,其特征在于:所述真菌选自选自水稻纹枯病菌、番茄灰霉病菌、油菜菌核菌、辣椒炭疽病菌、番茄早疫病菌和禾谷镰刀菌;
所述衍生物的结构式如下:
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