5‑取代噻唑酰胺类化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种5‑取代噻唑酰胺类化合物及其制备方法与应用。目标化合物的生物活性试验结果表明在植物体内，具有油菜素内酯及除草相关活性，可进一步作为植物生长调节剂或除草剂应用。

【技术实现步骤摘要】
5-取代噻唑酰胺类化合物及其制备方法与应用
本专利技术属于植物生长调节剂领域，涉及一种5-取代噻唑酰胺类化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
油菜素内酯又称芸苔素内酯(BRs)，是由植物内合成的一类内源性植物生长调节剂。它能调节植物本身所需要的多种酶和激素，充分发挥植物自身潜能和生长优势，增强生命活力和抗旱耐涝能力。鉴于芸苔素内酯等在植物中的含量极低(小于10-6ppm)和它作为植物激素在农业作物中所表现出的优异的生理活性，其合成和改造研究一直受到各国科学家的青睐。然而对于油菜素内酯合成成本高昂及体内代谢位点多、极易代谢失活的问题却束手无策，因而寻找新靶标受体进行类似物开发的探索日益引起人们关注。US6667278(2003)报道了根据BL的结构和单元仿造了第一类非甾体类似物，并筛选得到高活性BM1(pM级)，但高浓度(nM以上)表现为无生理活性，且必须与IAA(5μM)协同才能发挥作用。WO2009109570和US20100152253报道了在研究糖原合酶激酶3(GSK3s)时，通过化学遗传学筛选得到一个高活性的小分子Bikinin，它能有效抑制BIN2，充当ATP的竞争者，阻止转录因子的磷酸化失活，活性约为BL的1/30。同时，WO2014122066还报道了含氮杂环的Bikinin衍生物，但经测定的活性普遍不高。鉴于含有N、S杂原子的5-甲基噻唑结构与Bikinin吡啶结构的高度相似性，为了研究发现新型的以BIN2为靶标的高效安全的调节剂，本专利技术设计合成了一类新型甲基噻唑酰胺类油菜素内酯类似物，并对该类化合物进行了多样化的生物活性评价和制剂制备应用。所有设计的化合物中均为全新结构，首次报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种5-取代噻唑酰胺类化合物及其制备方法与应用。本专利技术提供的5-取代噻唑酰胺类化合物，其结构通式如式II所示，所述式Ⅱ中，X为甲基、乙基、异丙基、环丙基、氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、丙酰基、甲氧酰基、乙酰氧基、二甲氨基、乙酰氨基、甲氧基、乙氧基、甲硫基、甲基二硫基或硝基；Y为氢、氧或硫；Z为氧、亚氨基或亚甲基；R为乙氧基乙酰基、丙氧基乙酰基、乙磺酰基、2-甲氧基乙基、乙氧基羰基、4-三氟甲氧基苯基、4-硝基苄基、1-氯乙氧基乙酰基、1,1-二氯乙氧基乙酰基、1,1,1-三氯乙氧基乙酰基、异丙氧基乙酰基、异丁氧基乙酰基、新戊氧基乙酰基、甲氧甲氧基乙酰基、2-羟乙氧基乙酰基、乙酰氧基乙酸基或乙酰氧基乙酸甲酯基。本专利技术提供的制备式II所示化合物的方法，包括如下步骤：在催化剂和碱存在的条件下，将式I所示化合物与反应物III进行酰基化反应，反应完毕得到所述式I所示化合物；所述反应物III为所述式I中，X的定义与式I中的相同；所述中，R1为W为C或S；所述中，R2为如下基团中的任意一种：上述方法中，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶或三乙胺；所述碱为二乙胺、三乙胺、碳酸钾或N，N-二异丙基乙胺；所述催化剂与式I所示化合物的投料摩尔比为0.5-5：100；所述碱与式I所示化合物的投料摩尔比为2-3：1；所述式I所示化合物与反应物III的摩尔比为1：(0.8-1.5)；所述反应在溶剂中进行；所述溶剂具体选自四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮和乙腈中的至少一种；所述反应物III为时，所述酰基化反应在-5℃-5℃或室温中进行；反应时间为3-12h；所述反应物III为时，所述酰基化反应的反应温度为所用溶剂的回流温度；反应时间为2-5h；所述反应物III为所述酰基化反应的反应温度为室温；反应时间为3-12h。所述方法还包括如下步骤：在所述反应完毕后，将反应体系进行纯化；所述纯化的方法具体为重结晶或溶剂打浆；所述重结晶步骤中，所用溶剂具体为乙醇或乙酸乙酯；所述溶剂打浆步骤中，所用溶剂具体为乙醇或由体积比为2:1的乙酸乙酯和石油醚组成的混合液；所述溶剂打浆步骤具体包括：向所述反应体系中加入打浆所用溶剂，搅拌至产物析出，抽滤；所述反应体系与溶剂打浆步骤所用溶剂的用量比具体为1g：5mL。另外，上述本专利技术提供的式II所述化合物在调节植物生长活性中的应用及含有式II化合物的植物生长活性调节剂，也属于本专利技术的保护范围。具体的，所述调节植物生长活性为如下任意一种：1)促进植物生长；2)促进茎杆伸长和/或增粗；3)提高种子萌发率；4)提高产量；5)改善品质；6)增强植物抗倒伏能力；7)增强植物的抗逆性能；所述植物生长活性调节剂为具有如下功能的至少一种的调节剂：1)促进植物生长2)促进茎杆伸长和/或增粗；3)提高种子萌发率；4)提高产量；5)改善品质；6)增强植物抗倒伏能力；7)增强植物的抗逆性能；所述增强植物的抗逆性能具体为增强植物的耐盐胁迫能力；所述植物具体为水稻、玉米、小麦或油菜。另外，上述本专利技术提供的式II所述化合物在除草中的应用及含有式II化合物的除草剂，也属于本专利技术的保护范围。具体的，所述草为禾本科杂草；具体为野燕麦、节节麦、稗草、狗尾巴草或山羊草；所述植物生长活性调节剂或除草剂的剂型为水分散粒剂、悬浮剂、水乳剂、片剂或微胶囊。上述剂型中的载体可为各种常见的载体，只要保证其与本专利技术式II所示化合物配制后便于施用于待处理的位点即可，例如可以是植物、种子或土壤；或者有利于贮存、运输或操作。载体可以是固体或液体，或通常为气体但已压缩为液体的物质。本专利技术设计合成的化合物是一类结构特异的5-取代噻唑酰胺类油菜素内酯类似物，通过相关生物活性验证，发现其中某些化合物具有特异的油菜素内酯反应，如促进黑暗中拟南芥突变体det2-1下胚轴伸长，水稻叶片倾角增大，增强玉米耐盐胁迫，春小麦幼苗耐低温和油菜耐高温的能力等。个别化合物在低浓度就具有很高的响应值，另外在高浓度情况下，还能抑制小麦的株高，延缓生长，提高其抗倒伏的能力。同时在防治野燕麦、节节麦、稗草、狗尾巴草、山羊草等禾本科杂草上具有很好的防治效果。该系列化合物制备容易，成本低廉，农业应用推广价值高，值得后续的深入研究开发。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。实施例1、化合物2a的制备：在100mL圆底烧瓶瓶中，加入2-氨基噻唑(10mmol)、丁二酸酐(12mmol)，15mL四氢呋喃搅拌溶解，65℃回流反应3h进行酰基化反应，反应完毕降温冷却至室温25℃析出固体，过滤得固体，乙醇重结晶纯化得中间产物。取中间产物(10mmol)，甲醇3ml溶解，冰盐浴冷却至0℃，恒温滴加含有5ml二氯亚砜的10ml四氢呋喃溶液，30min滴加完毕；继续反应5小时，反应混合物倒入150mL冰水中，乙酸乙酯提取(3x100mL)，饱和食盐水洗涤(3x100mL)，无水Na2SO4干燥，过滤浓缩，粗产物通过乙醇重结晶纯化。(乙醇重结晶具体操作为：向1g待重结晶初产物中，逐滴加入乙醇3mL，加热回流(80-100℃)，直至初产物全部溶解，继续回流10min，后缓慢降温至室温25℃析出固体，抽滤得纯净产物。)实施例2、化合物2e的制备：在100mL圆底烧瓶中，加入5-甲基-2-氨基吡啶(10mmol)、15ml四氢呋喃搅拌溶解，另加入4-(三氟甲氧基)苯基异氰酸酯(10m本文档来自技高网...

【技术保护点】
式II所示化合物，

【技术特征摘要】
1.式II所示化合物，所述式Ⅱ中，X为甲基、乙基、异丙基、环丙基、氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、丙酰基、甲氧酰基、乙酰氧基、二甲氨基、乙酰氨基、甲氧基、乙氧基、甲硫基、甲基二硫基或硝基；Y为氢、氧或硫；Z为氧、亚氨基或亚甲基；R为乙氧基乙酰基、丙氧基乙酰基、乙磺酰基、2-甲氧基乙基、乙氧基羰基、4-三氟甲氧基苯基、4-硝基苄基、1-氯乙氧基乙酰基、1,1-二氯乙氧基乙酰基、1,1,1-三氯乙氧基乙酰基、异丙氧基乙酰基、异丁氧基乙酰基、新戊氧基乙酰基、甲氧甲氧基乙酰基、2-羟乙氧基乙酰基、乙酰氧基乙酸基或乙酰氧基乙酸甲酯基。2.一种制备权利要求1所述式II所示化合物的方法，包括如下步骤：在催化剂和碱存在的条件下，将式I所示化合物与反应物III进行酰基化反应，反应完毕得到所述式I所示化合物；所述反应物III为所述式I中，X的定义与权利要求1中的相同；所述中，R1为W为C或S；所述中，R2为如下基团中的任意一种：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述催化剂为4-二甲氨基吡啶或三乙胺；所述碱为二乙胺、三乙胺、碳酸钾或N，N-二异丙基乙胺；所述催化剂与式I所示化合物的投料摩尔比为0.5-5：100；所述碱与式I所示化合物的投料摩尔比为2-3：1；所述式I所示化合物与反应物III的摩尔比为1：(0.8-1.5)；所述反应在溶剂中进行；所述溶剂具体选自四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮和乙腈中的至少一种；所述反应物III为时，所述酰基化反应在-5℃-5℃或室温中进行；反应时间为3-12h；所述反应物III为时，所述酰基化反应的反应温度为所用溶剂的回流温度；反应时间为2-5h；所述反应物III为所述酰基化反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：段留生，刘少金，于春欣，蔡杰，梁丽君，周于毅，李召虎，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11