水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一类水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物及其制备方法与应用，属于有机化合物合成领域。该化合物是通过原料水杨酸及其类似物、香叶醇、香叶胺或取代香叶胺与有机溶剂混合，缩合反应得到不同取代的水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物，通过硅胶柱层析分离纯化，得到式Ⅰ所示的化合物：该类化合物制备方法反应温和、操作简便、收率较高、成本较低，且比反-(β)-法尼烯更稳定。式Ⅰ所示的化合物具有多重生物活性，在高剂量时对蚜虫有较好的杀死活性，低剂量时对蚜虫具有报警驱避活性，同时还具有抗烟草花叶病毒活性及杀菌活性，在农业生产中可以用于治虫防病，具有较好的应用开发价值。

【技术实现步骤摘要】
水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物及其应用
本专利技术属于有机化学合成领域，具体涉及水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物及其制备方法，以及该类化合物在蚜虫防治、植物抗病及杀菌中的应用。
技术介绍
蚜虫报警信息素是蚜虫受到天敌攻击时，腹管分泌出的油状液滴，它能使周围的蚜虫产生报警作用，停止取食，迅速逃离危害现场，从而停止对寄主植物的为害。Bowers及Edwards等1972年首次分离鉴定出蚜虫报警信息素的主要成分为(反)-β-法尼烯((E)-β-farnesene，简称EBF。Francis等研究发现，EBF是蚜虫报警信息素的主要成分，甚至以EBF为唯一成分的有12种蚜虫。研究结果表明，蚜虫报警信息素除了众所周知的报警活性外还有其他多重生物活性，例如EBF可以调控蚜虫后代中有翅蚜与无翅蚜的比例；EBF对某些昆虫具有类似于保幼激素III的功能，影响昆虫的变态发育；EBF在100ng/蚜虫剂量时，对蚜虫有明显的毒杀作用，而且当EBF与商品化药剂吡虫啉混用防治蚜虫时，可以起到增效作用。进一步研究发现，EBF对蚜虫天敌具有利它素作用；EBF还可以诱导食蚜蝇、蚜茧蜂定位并捕食蚜虫，并且调节食蚜蝇的产卵行为。Francis等定量的研究了EBF对蚜虫天敌瓢虫的诱导反应，当EBF用量大于2g时对瓢虫有明显的诱导作用；将EBF合成基因引入到马铃薯作物中可以释放EBF，其驱避蚜虫的效果不是很理想，但其可以有效的吸引蚜虫天敌草蛉。EBF的结构式如式A所示：从EBF的结构式中不难发现，含有多个双键，尤其是末端存在一对共轭双键，因此EBF在空气中极易被氧化而且易挥发，性质不稳定，限制了EBF在田间的应用。针对这种情况，国内外众多科研工作者对EBF分子进行结构改造修饰，期望发现活性及稳定性兼备的化合物。关于EBF的结构改造与修饰，国内外专家分别从降低不饱和度、引入杂原子、提高分子量、左端双键打开等方面入手，得到了一些兼具一定的生物活性和稳定性较好的EBF类似物(Nishinoetal.AppliedEntomologyandZoology.1976,11(4),340-343；Bowersetal.JournalofInsectPhysiology.1977,23(6),697-701；Dawsonetal.JournalofChemicalEcology.1982,8(11),1377-1388；Gibsonetal.AnnalsofAppliedBiology.1984,104(2),203-209；Briggsetal.Pestic.Sci.1986,17(4),441-448；李正名等,化学学报,1987,45(11):1124-1128；张钟宁等,昆虫学报,1988,31(4):435-438)。近年来，在(反)-β-法尼烯结构中引入含氮杂环，如咪唑烷、噁二嗪环、吡唑环及其他含氮杂环等，合成得到的部分化合物对蚜虫具有较好的抑制活性，为潜在的新型蚜虫控制剂的开发和应用提供了良好的理论和应用依据。(杨新玲等,高等学校化学学报,2004,25(9):1657-1661；有机化学,2008,28(4):617-621；中国专利技术专利：CN200310113701.8，CN200410098491.4,CN200710121334，CN201010564801.2，CN201110084058.5)。植物体内水杨酸水平与植物抗病性的产生密切相关，水杨酸是重要的能够激活植物过敏反应和系统获得抗性的內源信号分子，水杨酸可以诱导植物相关抗病基因和蛋白的产生，使植物获得系统抗病性，如能诱导烟草和黄瓜等植物对细菌、真菌、病毒等多种病害的抗病性(Malamy,J.etal.Science.1990,250(4983)：1002-1004；原永兵等，植物学通报，1994,11(3)：1-9；A.CorinaVlotetal.AnnualReviewofPhytopathology.2009,47:177–206；Milwaukeeetal.Nature.2012,486:198-199)。水杨酸类似物在医药领域及防腐抗菌方向亦有较为深入的研究(Alibetal.J.PharmacolExpTher,1983,226(2):589-594)。本专利技术采用活性亚结构拼接的方法，将具有植物抗病诱导活性、及抗菌活性的水杨酸类活性基团引入到(反)-β-法尼烯中，替代(反)-β-法尼烯结构中的共轭双键以提高其稳定性和拓宽其作用谱，专利技术了一类含水杨酸类(反)-β-法尼烯类似物。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一类水杨酸类反-β-法尼烯类似物。本专利技术的目的之二是提供一类水杨酸类反-β-法尼烯类似物的制备方法。本专利技术的目的之三是提供一类水杨酸类反-β-法尼烯类似物作为新型蚜虫控制剂的应用。本专利技术的目的之四是提供一类水杨酸类反-β-法尼烯类似物作为植物抗病毒剂及杀菌剂的应用。本专利技术的目的之五是提供一类水杨酸类反-β-法尼烯类似物作为兼具防虫治病药物的应用。一类水杨酸类反-β-法尼烯类似物，其特征在于，所述化合物的结构通式(式Ⅰ)为：其中R1为H、C1～C10烷基、卤代烷基、苯基(含卤素、硝基、C1～10烷基及烷氧基取代的苯基)、苄基(含卤素、硝基、C1～10烷基及烷氧基取代的苄基)，卤素、硝基、C1～10烷基及烷氧基取代的苯基、噻唑、吡啶；R2为H、OH、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、卤代烷基、卤素、硝基、三氟甲基；R3为H、C1～C10烷基、卤素、硝基、C1～10烷基及烷氧基取代的苯基；X为O、N；Y为O、S。优选的，R1为H、甲基、乙基、苯基、苄基；R2为H、OH、甲基、甲氧基、Cl、F、CF3、NO2；R3为H、CH3；X为O、N；Y为O。水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物的制备方法包括以下步骤：在脱水剂和缩合剂或缚酸剂存在下，在有机溶剂中由香叶醇、香叶胺或取代香叶胺与结构式II所示的化合物在催化剂的作用下，进行缩合反应，得到式I所示的化合物：其中R1为H、C1-C10烷基、卤代烷基、苯基(含卤素、硝基、C1-10烷基及烷氧基取代的苯基)、苄基(含卤素、硝基、C1-10烷基及烷氧基取代的苄基)，卤素、硝基、C1-10烷基及烷氧基取代的噻唑、吡啶；R2为H、OH、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、卤代烷基、卤素、硝基、三氟甲基；R3为H、C1-C10烷基、卤素、硝基、C1-10烷基及烷氧基取代的苯基；Y为O、S。本专利技术所提供的化合物按照以下步骤进行制备：当R1是H、C1-C10烷基、卤代烷基、苯基(含卤素、硝基、C1-10烷基及烷氧基取代的苯基)时，式Ⅰ化合物合成包括以下步骤：将水杨酸与有机溶剂混合，然后依次逐渐加入脱水剂和缩合剂或缚酸剂，与香叶醇或香叶胺或取代香叶胺、催化剂及有机溶剂混合，进行缩合反应，减压脱去溶剂，硅胶柱层析分离，得到式Ⅰ所示的化合物。当R1是苄基(含卤素、硝基、C1-10烷基及烷氧基取代的苄基)、卤素、硝基、C1-10烷基及烷氧基取代的噻唑、吡啶时，式Ⅰ化合物合成包括以下步骤：将水杨酸与有机溶剂混合，加入苄溴或卤代芳烃，在相转移催化剂作用下得到关键中间体取代水杨酸，然后依次加入脱水剂和缩合剂或缚酸剂，再与香叶醇或香叶胺或取代本文档来自技高网...

【技术保护点】
水杨酸类反‑(β)‑法尼烯类似物，其特征在于，所述类似物的结构式为式Ⅰ所示：其中R1为H、C1‑C10烷基、卤代烷基、苯基(含卤素、硝基、C1‑10烷基及烷氧基取代的苯基)、苄基(含卤素、硝基、C1‑10烷基及烷氧基取代的苄基)，卤素、硝基、C1‑10烷基及烷氧基取代的噻唑、吡啶；R2为H、OH、C1‑C10烷基、C1‑C10烷氧基、卤代烷基、卤素、硝基、三氟甲基；R3为H、C1‑C10烷基、卤素、硝基、C1‑10烷基及烷氧基取代的苯基；X为O、N；Y为O、S。

【技术特征摘要】
1.水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物，其特征在于，所述类似物的结构式为式Ⅰ所示：其中R1为氢、甲基、乙基、苯基或苄基；R2为甲基、甲氧基、氯、氟、三氟甲基；R3为氢、甲基；X为氧、氮；Y为氧。2.一种权利要求1所述的水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：在脱水剂和缩合剂或缚酸剂存在下，在有机溶剂中由香叶醇、香叶胺或取代香叶胺与结构式II所示的化合物在催化剂的作用下，进行缩合反应，得到式I所示的化合物：其中R1为氢、甲基、乙基、苯基或苄基；R2为甲基、甲氧基、氯、氟、三氟甲基；Y为氧；当R1是氢、甲基、乙基、苯基时，式Ⅰ化合物合成包括以下步骤：将水杨酸与有机溶剂混合，然后依次逐渐加入脱水剂和缩合剂或缚酸剂，与香叶醇或香叶胺或取代香叶胺、催化剂及有机溶剂混合，进行缩合反应，减压脱去溶剂，硅胶柱层析分离，得到式Ⅰ所示的化合物。3.根据权利要求2所述的水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物的制备方法，其特征在于，当R1是苄基时，式Ⅰ化合物合成包括以下步骤：将水杨酸与有机溶剂混合，加入苄溴或卤代芳烃，在相转移催化剂作用下得到关键中间体取代水杨酸，然后依次加入脱水剂和缩合剂或缚酸剂，再与香叶醇或香叶胺或取代香叶胺、催化剂及有机溶剂混合，进行缩合反应，减压脱去溶剂，硅胶柱层析分离，得到式Ⅰ所示的化合物。4.根据权利要求2或3所述的水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物的制备方法，其特征在于，所述反应温度为-50℃～200℃。5.根据权利要求2或3所述的水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物的制备方法，其特征在于，所述反应温度为20℃～50℃。6.根据权利要求2或3所述的水杨酸类反-(β)-法尼烯类似物的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨新玲，秦耀果，宋敦伦，张景朋，凌云，谭晓庆，曲焱焱，李文浩，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11