本发明专利技术公开了一种杂环内酰胺衍生物，它具有式(Ⅰ)所示的结构，本发明专利技术还公开了该化合物用作作物病原菌杀菌剂的用途。试验结果表明：式(Ⅰ)所示的化合物在100ppm下，对小麦赤霉病菌、水稻稻瘟病菌、油菜核盘病菌、茶树链格孢病菌、茶树炭疽病菌、茶树拟茎点病菌均具有较好的杀菌活性，且活性明显高于杂环内酰胺醇中间体，因此在农作物病原菌综合防治方面具有很大的应用前景。
Heterocyclic lactam derivatives and their use in fungicides for crop pathogens
The invention discloses a heterocyclic lactam derivative, which has the structure shown (I), and the invention also discloses the use of the compound as a fungicide for crop pathogenic bacteria. The results showed that the compounds showed good bactericidal activity for wheat scab, rice blast, rapeseed, Camellia sinensis, tea tree anthracnose, tea plant Pseudomonas camellia, and the activity was obviously higher than the intermediate of heterocyclic alcohols in 100ppm. The comprehensive control of the original bacteria has great application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种杂环内酰胺衍生物及其用于作物病原菌杀菌剂的用途
本专利技术属于化学农药领域，具体涉及到一类具有杀菌活性的新型杂环内酰胺衍生物及其在作物病原菌中的防治应用。
技术介绍
鉴于农药使用过程中的环境安全以及抗性问题，农药的创制与创新成为直接关系到农业生产发展、国民经济健康稳定、环境安全可持续的重要研究课题。众所周知，天然产物具有种类繁多、活性独特、环境相容性好等特性，但大部分的天然产物存在结构复杂、不易合成、不稳定、易挥发、难分离等弊端，正因为天然产物的良好特质，吸引了众多国内外科研人员及科研院所的大量科学研究。纵观农药创制之路，基于天然产物为先导、通过并对其结构进行先导修饰及优化、合成开发出新型农用化学品种的方法仍然为一种有效的途径。通过对具备良好生物活性的天然产物进行结构优化，一方面可以更加快速、高效的发现出活性更好的天然产物类似物，另一方面可以有效的开发出性能更优且与环境安全可持续发展需求更加吻合的新农药品种。在现代农药合成领域中，杂环化合物因其具备“高效、低毒、安全”等特点而深受科研工作者的关注。其中，含氮杂环化合物作为杂环化合物中一类十分重要的分支，由于其具有类似于生物体内的生物碱(如嘌呤、嘧啶)等化学结构，使得其具有对靶标专一性高、环境相容性好等特性，因此，有关含氮杂环化合物的分子设计、合成及生物活性研究已经成为新农药创制的主流热点之一。杂环内酰胺是一类重要的含氮杂环衍生物，广泛地存在于陆生生物和海洋生物中。据大量文献报道，天然活性的杂环内酰胺类化合物具有杀虫、抑菌、除草、抗病毒、细胞遗传毒性等多种生物活性，目前已经有大量含该结构片段的天然产物分子被分离鉴定，如Scheme1所示：由抗肿瘤Alternaiatenuis发酵液中分离得到的Tenuazonicacid，通过对蚕豆根尖的细胞微核和有丝分裂试验表明：该化合物在高浓度下对植物细胞具有一定的遗传毒性；Reutericyclin是从工业酵母乳酸菌Lactobacillusreuteri中分离得到的，研究表明它对革兰氏阳性菌具有良好的抑制活性效果；从青霉菌属Penicilliumsp中分离得到的Ravenicacid，则是对金黄色葡萄球菌具有明显抑制活性；Harzianicacid是从澳大利亚硬木树皮中分离出的Trichodermaharzianum菌株，发现该类化合物具有抗真菌活性如：腐霉菌、核盘菌、丝核菌等，并且在1ppm低浓度下有促进植物生长作用。本专利技术具体以结构多样性为导向，对天然源具有内酰胺结构的抗生素进行先导优化，设计合成出了一系列结构新颖、多官能团取代的新型杂环内酰胺酯类衍生物，并对所合成化合物进行了初步的活性筛选，发现了部分活性良好的杂环内酰胺酯类衍生物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的杂环内酰胺衍生物，该化合物对多种作物病原菌具有抑制作用，可用作杀菌剂。本专利技术提供的杂环内酰胺衍生物，其结构如式(I)所示：其中：R1为氢、烷基、烷氧基、2-氟、4-氟、2-氯、4-氯、2,4-二氯、3,4-二氯、2-溴、4-溴、3,4-二溴、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、氨基或氰基中的一种；R2为氢、苯基、C1-3烷基取代芳基、卤素取代芳基或卤素取代芳甲基中的一种；R3为C1-6烷基、苯基、取代芳基、芳甲基、烷硫基或芳硫基中的一种；R4为C1-6烷基-酰基、C1-6烷氧基-酰基、C1-6烷基磺酰基中的一种；或R2与R3连同它们连接的氮和碳一起形成饱和五元或六元杂环。其中符合上述通式I的代表化合物为以下结构之一：所述化合物的制备方法包括以下步骤：(1)中间体M-4的制备，以取代的氨基酸M-1为起始原料，经酯化反应得到结构式为M-2中间体；然后中间体M-2再与取代的苯乙酰氯在碱性条件下经酰化反应制得中间体M-3；最后中间体M-3在碱性条件下发生杂环化得到中间体杂环内酰胺醇M-4，具体反应式如下：(2)杂环内酰胺衍生物I的制备，中间体M-4在碱性条件下经酰基化反应合成得到最终产物I，反应式如下：所述碱为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三乙胺、吡啶、叔丁醇钾中的一种；反应溶剂为：乙腈、丙酮、乙醇、甲醇、四氢呋喃、苯、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种；反应时间为2-24h，反应温度为0-100℃；反应结束后，经常规处理得到杂环内酰胺衍生物。试验结果表明：具有结构通式I表示的化合物在100ppm下，对小麦赤霉病菌、水稻稻瘟病菌、油菜核盘病菌、茶树链格孢病菌、茶树炭疽病菌、茶树拟茎点病菌均具有较好的抑制活性，且活性明显高于杂化内酰胺醇中间体。其中，化合物Ⅰ-12、Ⅰ-25对各种病原真菌均表现出较高的抑制活性。本专利技术基于天然源内酰胺类抗生素为先导结构设计合成一系列具有杀菌活性的新型杂环多取代内酰胺衍生物，合成该类化合物制备操作过程简便易行，原料易得，生产设备要求简单，在对农作物的多种植物病原真菌的综合防治方面具有很大的应用前景。具体实施方式本专利技术通过系统的合成及杀菌生物活性初筛测试体系，构建了一类结构新颖的杂环内酰胺衍生物，测试表明该类化合物较于相应的内酰胺中间体有较好的杀菌活性，可广泛地应用于植物多种真菌病害的防治。下面结合具体实例来对本专利技术的的制备方法及其应用做进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下实施例。实施例1化合物的制备本专利技术的部分化合物的结构式如表1中所列出的具体化合物中的一种：表1部分代表性化合物结构列表及理化性质(1)中间体M-2的制备，以六元环2-哌啶甲酸为例，反应式如下：于250ml圆底烧瓶中加入2-哌啶甲酸(134mmol)，加入甲醇约50ml搅拌溶解，将体系置于0℃下冰浴中，使用恒压滴液漏斗缓慢滴加二氯亚砜(200mmol)，滴毕，加热至80℃冷凝回流反应12h，TLC跟踪至反应完全。待反应毕，浓缩，待固体将析出，抽滤，并用少量甲醇冲洗，收集滤饼，烘箱干燥，得到白色固体2-哌啶甲酸甲酯的盐酸盐，直接用于下一步反应。(2)中间体M-3的制备，以苯乙酰氯为例，反应式如下：于100ml圆底烧瓶中加入2-哌啶甲酸甲酯的盐酸盐(0.02mol)，量取约20ml二氯甲烷搅拌溶解，将体系置于冰浴(0℃)下，滴加三乙胺(0.05mol)，滴毕，使用恒压滴液漏斗滴加苯乙酰氯的二氯甲烷溶液(0.024mol)，冰浴搅拌0.5h，撤冰浴，升至室温搅拌反应12h，TLC跟踪至反应完全。待反应毕，向体系中加水、二氯甲烷各(30ml×2)萃取，合并有机相，有机相分别经5％NaCO3溶液(30ml×2)洗、水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得棕黄色液体1-(2-苯乙酰基)哌啶-2-羧酸甲酯，直接用于下一步反应。(3)中间体M-4的制备，反应式如下：于100ml圆底烧瓶中加入1-(2-苯乙酰基)哌啶-2-羧酸甲酯(17.5mmol)，加入THF30ml搅拌溶解，称取叔丁醇钾(30.0mmol)加入体系中，油浴中加热至70℃冷凝回流反应12h，TLC跟踪至反应完全。待反应毕，向反应液中加少量水搅拌10min，10％稀盐酸调pH至2～3，再用乙酸乙酯(3×30ml)萃取，合并有机相，有机相水洗至中性，无水硫酸钠干燥，浓缩，抽滤，得中间体M-4白色固体，直接用于下一步反应。(4)杂环内酰胺衍生物的制备，以异丁酰氯为例，反应式如下：于50ml圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种杂环内酰胺衍生物，其特征在于具有式(Ⅰ)所示的结构：
【技术特征摘要】
1.一种杂环内酰胺衍生物，其特征在于具有式(Ⅰ)所示的结构：其中：R1为氢、烷基、烷氧基、2-氟、4-氟、2-氯、4-氯、2,4-二氯、3,4-二氯、2-溴、4-溴、3,4-二溴、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、氨基或氰基中的一种；R2为氢、苯基、C1-3烷基取代芳基、卤素取代芳基或卤素取代芳甲基中的一种；R3为C1-6烷基、苯基、取代芳基、芳甲基、烷硫基或芳硫基中的一种；R4为C1-6烷基-酰基、C1-6烷氧基-酰基、C1-6烷基磺酰基中的一种；或R2与R3连同它们连接的氮和碳一起形成饱和五元或六元杂环。2.如权利要求1所述的杂环内酰胺衍生物，其特征在于：R1为氢、2-甲基、4-氟、4-甲氧基或2,4-二氯；R2为氢、苯基、对位C1-3烷基取代苯基...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹秀芳，王双双，鲍龙珠，李修臣，朱书祥，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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