3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物及其制备方法和抗植物真菌的应用技术

本发明专利技术公开了一类3‑(2‑呋喃)‑4‑羟基香豆素类化合物及其制备方法和抗植物真菌的应用，该化合物的结构式为

3-(2-furan) -4-hydroxycoumarins and their preparation methods and application to plant fungi

The invention discloses a class of 3 (2 furan)4 hydroxycoumarin compounds and their preparation methods and application to plant fungi. The structure formula of the compound is as follows:

【技术实现步骤摘要】
3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物及其制备方法和抗植物真菌的应用
本专利技术属于杂环化合物
，具体涉及一类3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物，以及该化合物的制备方法和在抗植物真菌中的应用。
技术介绍
香豆素及其衍生物是一类极其重要的杂环化合物，广泛存在于自然界植物、动物和微生物体内或次级代谢产物中。香豆素及其衍生物均具有较大的斯托克斯位移、荧光量子产率较高，因此常被作为荧光增白剂和荧光探针，更令人瞩目的是这类化合物可发挥π-π相互作用、氢键、金属螯合、疏水性、静电相互作用和范德华力等多种非共价键相互作用，在抗细菌、抗真菌、抗炎症、抗癌、降压、抗HIV、抗氧化、抗结核、抗丙肝、抗疟疾、抗凝血等方面具有广阔的应用前景。此外，香豆素母核可修饰的位点较多，新型化合物不断涌现，其中芳香环上三号位被功能团取代的香豆素在抗微生物、抗利什曼虫、抗氧化、抗单胺氧化酶和抗细胞增殖等方面展现了巨大的生物活性潜力，其衍生物的合成近十年来引起了研究人员的持续关注。但有关3-呋喃-4-羟基香豆素化合物的合成文献很少。2000年，Palmisano等报道了在Rh2(OAc)4的催化作用下，以3-重氮-4-羟基香豆素和2-甲基呋喃为底物进行[3+2]环加成反应合成了呋喃并[3,2-c]香豆素类化合物，同时意外地得到了副产物4-羟基-3-(5-甲基呋喃-2)-香豆素。QiangZhu等于2002年报道了在钯的催化下芳基硼酸与碘苯两性离子交叉耦合生成3-芳基香豆素类化合物。2017年，Prendergast等报道了在醋酸钯的催化下，3-氯-4-烷氧基香豆素与异芳基硼酸发生偶联反应，接着在酸性条件下水解合成了3-五元杂环香豆素类化合物。这些方法反应过程长，需要昂贵的过渡金属催化剂，催化剂难回收而且会对环境造成污染。植物侵染性病害可分为细菌性病害、真菌性病害、病毒性病害和线虫性病害等，其中真菌性病害是农作物病害中最普遍、最常见的病害类型，种类繁多，表现症状也千变万化，造成作物大量减产，甚至真菌毒素对动物和人也产生毒性作用。因此，科学家不断研制出许多杀真菌农药来。但由于一些农药的滥用或长期使用，导致很多病原真菌对其产生抗药性，甚至有些农药本身对人体就有一定毒性，所以迫切需要有新的更安全更高效的杀真菌剂来取代。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一类具有抗植物真菌活性的3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物。本专利技术的另一个目的在于提供一种以3-(2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯类化合物为原料制备3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物的方法。本专利技术的进一步目的在于提供一种3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物的应用。针对上述目的，本专利技术提供的3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物的结构式如下所示：式中R1、R2、R3、R4各自独立的代表H、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、羟基中任意一种，优选R1代表氢、甲基、氟、羟基中任意一种，R2代表氢、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、羟基中任意一种，R3代表氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、羟基中任意一种，R4代表氢、甲氧基、羟基中任意一种。本专利技术的3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物进一步优选下述化合物中的任意一种：中任意一种。本专利技术3-(2-呋喃基)-4-羟基香豆素类化合物的制备方法为：将式I所示的3-(2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯类化合物、K10蒙脱土、2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃在60～100℃下反应30～120分钟，然后加入氢氧化钠和乙醇，回流反应20～40分钟，反应结束后，过滤回收K10蒙脱土，滤液减压蒸馏后经柱层析分离提纯，得到3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物，反应方程式如下所示：上述制备方法中，3-(2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯类化合物与K10蒙脱土的质量比为1:0.5～2，3-(2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯类化合物与2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃、氢氧化钠的摩尔比为1:1～2:1～3。以化合物3a为例，制备本专利技术3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物的反应机理分为三步：第一步是α-烷氧基的烷基化，第二步是分子内脱乙醇反应，第三步互变异构化。首先，在K10蒙脱土催化作用下，2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃形成正离子A，1a的烯醇式结构进攻正离子A得到中间体B，中间体B失去一分子甲醇得到4a；其次，在NaOH作用下，C的氧负离子进攻羰基C-3，然后环化并脱去一个乙氧基负离子得到中间体E；最后，由于热力学稳定性E发生互变异构得到化合物3a。本专利技术3-(2-呋喃基)-4-羟基香豆素类化合物在制备抗植物真菌药物中的应用，使用时以其为有效成分，与其他辅料按各种农药剂型的常规制备工艺制成乳油、粉剂、悬浮剂、母粉、药液等。其中，所述的植物真菌为茄病镰孢菌、胶孢炭疽菌、苹果黑腐皮壳菌、灰葡萄胞菌、稻梨孢菌中的任意一种。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物均具有较强的抗植物真菌的性能。以商业化农药恶霉灵为对照，本专利技术化合物3a、3c、3e、3h、3k、3l、3o、3p对茄病镰孢菌、胶孢炭疽菌、苹果黑腐皮壳菌、灰葡萄胞菌和稻梨孢菌表现出广谱的抑制效果，3b、3d、3g、3j对五株霉菌中的其中四株抑制效果良好，3f和3n对三株霉菌有明显抑制效果，3m和3n对两株霉菌有抑制效果，3i对一株霉菌有抑制效果。而且从实验数据上看，针对这五株菌种，本专利技术3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物中很多化合物都表现出明显优于恶霉灵或与恶霉灵相当的抑菌性能，若将它们用于制备抗植物真菌的农药，预期将会有较好的植物保护效果。2、本专利技术的合成方法采用廉价易得的3-(2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯类化合物和2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃为原料，用廉价商业化的K10蒙脱土做催化剂以“一锅法”合成了一系列的3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物，具有合成路线短、工艺简便、所用的设备简单、产品的收率高、生产成本低和环保等优点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例1制备化合物3a～3p在反应釜中加入0.1040g(0.5mmol)3-(2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯，搅拌下加入0.1040gK10蒙脱土，加热至80℃，然后加入0.0976g(0.75mmol)2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃，恒温搅拌反应1h；再加入0.04g(1mmol)氢氧化钠，并加入1mL乙醇，回流反应0.5h；反应结束后真空过滤回收K10蒙脱土，滤液减压蒸馏后经柱层析分离提纯(洗脱剂：CH2Cl2)，得到化合物3a的纯品。本实施例中，用等摩尔3-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羟基-6-甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羟基-3-甲苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羟基-5-甲苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羟基-4,5-二甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(4-乙氧基-2-羟基-3-甲苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2,3-二羟基-4-甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(4-氟-2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类3‑(2‑呋喃)‑4‑羟基香豆素类化合物，其特征在于该化合物的结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一类3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物，其特征在于该化合物的结构式如下所示：式中R1、R2、R3、R4各自独立的代表H、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、羟基中任意一种。2.根据权利要求1所述的3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物，其特征在于：所述R1代表氢、甲基、氟、羟基中任意一种，R2代表氢、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、羟基中任意一种，R3代表氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、羟基中任意一种，R4代表氢、甲氧基、羟基中任意一种。3.根据权利要求1所述的3-(2-呋喃)-4-羟基香豆素类化合物，其特征在于该化合物为中任意一种。4.一种权利要求1所述3-(2-呋喃基)-4-羟基香豆素类化合物的制备方法，其特征在于：将式I所示的3-(2-羟苯基)-3-氧代丙酸乙酯类化合物、K10蒙脱土、2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃在60～100℃下反应30～120分钟，然后加入氢氧化钠和乙醇，回流...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭菊芳，张尊听，张瑾，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61