二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物合成方法及其应用技术

本发明专利技术适用于天然产物化学合成领域，提供了一种二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物合成方法及其应用，其中，所述二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，其化学结构式为：

【技术实现步骤摘要】
二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物合成方法及其应用
本专利技术属于天然产物化学合成领域，尤其涉及二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物合成方法及其应用。
技术介绍
植物病害严重影响着农业生产和经济效益，80%的植物病害是由植物病原菌引起。季铵盐是一类阳离子表面活性剂，其水溶性好，备受农药和医药界的广泛关注，其杀生机理与性能的研究一直以来都是国内外研究的热点。我国松树资源非常丰富，其经蒸馏得到产量大、价格低廉的可再生资源松节油，其主要成分是α-蒎烯和β-蒎烯。现有的研究结果表明，植物次生代谢产物中具有抗菌活性的物质主要有萜类化合物及其衍生物、生物碱类、皂甙、甾体、木脂素、氨基酸、多糖抗菌肽等。其中β-蒎烯属于双环萜类化合物，其化学性质活泼，β-蒎烯及其衍生物显示出了广泛的生物活性。近年来，β-蒎烯已被广泛应用于香料、医药、食品、农业、高分子材料等行业中。在生物质资源化学与利用大潮的推动下，可再生资源β-蒎烯有着广泛的应用价值。通过对β-蒎烯结构进行化学修饰合成具有生物活性的化合物已成为林产化学和有机合成化学的研究热点之一。因此，为了对β-蒎烯衍生物进行更加深入的活性筛选及其相关研究，有必要增加此类化合物的品种和数量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，旨在提供N,N-二甲（乙）基-N-烷基氢化诺卜基卤化铵类化合物以及对植物病原菌抗菌活性的研究结果。本专利技术实施例是这样实现的，一种二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，其化学结构式为：其中：R选自甲基或者乙基；R’选自乙基、丙基、丁基或者戊基；X选自卤素。本专利技术实施例还提供一种二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物的合成方法，所述方法包括：将二烷基氢化诺卜基胺和卤代烷烃按照一定物料比称量、备用；将所述二甲基烷基氢化诺卜基胺和卤代烷烃置于非极性溶剂中，进行加热反应，获得混合溶液；将所述混合溶液进行冷却、结晶、过滤、洗涤、吸滤、真空干燥处理，即得。本专利技术实施例还提供一种二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物在抗菌方面的应用。本专利技术实施例提供的二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，目前在国内外尚无相关报道，采用菌丝生长速率法对其进行抑菌活性分析，实验结果表明，在药液浓度为500mg/L下，二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物对层出镰刀菌、梨链格孢菌、辣椒菌核病菌、辣椒疫霉病菌、毛竹枯梢病菌、猕猴桃果实拟茎点霉菌、松枯梢病菌、七叶树壳梭孢菌等植物病原菌均具有优异的抑制作用，且远远超过百菌清对这些病原真菌的抑制效果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术实施例中，季铵盐是一类阳离子表面活性剂，其水溶性好、性质稳定、安全低毒、有很强的表面活性，同时具有很强的杀菌作用和抑霉防蛀性能，同时，长链烷基的季铵盐具有极强的抑菌性能。在本专利技术实施例中，含氢化诺卜基的叔胺类化合物是以松节油的主要成分β-蒎烯为初始原料合成得到，其中包括β-蒎烯经羟甲基反应得诺卜醇，后者催化加氢得到氢化诺卜醇，溴代后得氢化诺卜基溴，再和二甲胺、二乙胺反应，分别得N,N-二甲基氢化诺卜基胺和N,N-二乙基氢化诺卜基胺。在本专利技术实施例中，二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物的合成方法，即将二烷基氢化诺卜基胺和卤代烷烃按照一定物料比称量、备用；将二甲基烷基氢化诺卜基胺和卤代烷烃置于非极性溶剂中，进行加热反应，获得混合溶液；将所述混合溶液进行冷却、结晶、过滤、洗涤、吸滤、真空干燥处理，即得。其合成过程的化学反应式如下：在本专利技术实施例中，二烷基氢化诺卜基胺为N,N-二甲基氢化诺卜基胺或者N,N-二乙基氢化诺卜基胺。在本专利技术实施例中，卤代烷烃为溴乙烷、溴代正丙烷、溴代正丁烷、溴代正戊烷、碘乙烷、碘代正丙烷或者碘代正丁烷。在本专利技术实施例中，二烷基氢化诺卜基胺与卤代烷烃的摩尔用量比优选为1:1.2~1.5。在本专利技术实施例中，加热方式为回流或者置于水热合成反应釜中密闭加热，加热温度为110~130℃。在本专利技术实施例中，非极性溶剂为石油醚60-90、苯或者甲苯。本专利技术实施例还提供了二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物在抑制8种植物病原菌生长方面的具体应用。通过菌丝生长法，将各个化合物配制成一定浓度的药液，测试其分别对8种植物病原菌的抑制效果。以下以具体实例所获得的化合物，并对其进行红外、熔点以及核磁表征，以及抑菌实验，进一步说明本专利技术实施例的技术效果。实施例1N,N-二甲基-N-烷基氢化诺卜基卤化铵的合成通法：0.05molN,N-二甲基氢化诺卜基胺，0.06mol卤代烷烃，20~30mL石油醚置于150mL磨口锥形瓶中，于磁力加热搅拌器上加热回流或置于水热合成反应釜中密闭加热（110℃~120℃）反应，取出反应液冷却至5~10℃。放置、结晶、过滤至干，以冷石油醚洗涤3次，吸滤至干后50℃下真空干燥，得季铵盐产品。实施例2卤代烷烃为溴乙烷，20mL石油醚，水热合成反应釜中加热反应，其它同实施例1，得到N,N-二甲基-N-乙基氢化诺卜基溴化铵（4A112B,R=CH3,R’=C2H5,X=Br）。灰白色细粒状晶体，得率83.8%，m.p.207~209.7℃。IR,Vmax:1400cm-1(C-N);MS(C15H30NBr):224.1(M+-Br),384(M++Br);NMR,δH(CDCl3):3.613(2H,m,11-CH2),3.423(2H,m,12-CH2),3.297(6H,s,2a-CH3),2.261(1H,m,2-CH),1.974~1.675(8H,m,7-CH,10-CH2,5-CH,1-CH,4-CH2,3-CH),1.415~1.320(4H,m,3-CH,13-CH3),1.116(3H,s,9-CH3),0.942(3H,s,8-CH3),0.796(1H,d,J=9.6Hz,7-CH)。实施例3卤代烷烃为溴代正丙烷，20mL石油醚，水热合成反应釜中加热反应，其它同实施例1，得到N,N-二甲基-N-正丙基氢化诺卜基溴化铵（4A113B,R=CH3,R’=n-C3H7,X=Br）。黄色细粒状晶体，得率86%，m.p.33~34.7℃。IR,Vmax:1400cm-1(C-N);MS(C16H32NBr):238.1(M+-Br),398.1(M++Br);NMR,δH(CDCl3):3.414(4H,m,11-CH2,12-CH2),3.296(6H,s,2a-CH3),2.249(1H,m,2-CH),1.963~1.641(10H,m,7-CH,10-CH2,5-CH,1-CH,4-CH2,3-CH,13-CH2),1.370(1H,m,3-CH),1.110(3H,s,9-CH3),0.957(3H,t,J1=J2=7.2Hz,14-CH3),0.933(3H,s,8-CH3),0.787(1H,d,J=9.6Hz,7-CH)。实施例4卤代烷烃为溴代正丁烷，30mL石油醚，锥形瓶中加热回流反应，其它同实施例1，得到N,N-二甲基-N-正丁基氢化诺卜基溴化铵（4A114B,R=CH3,R’=n-C4H9,X=Br）。淡黄色细粒状晶体，得率85%，m.p.45~46.7℃。IR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，其化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，其化学结构式为：其中：R选自甲基或者乙基；R’选自乙基、丙基、丁基或者戊基；X选自卤素。2.如权利要求1所述的二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，其特征在于，R选自甲基或者乙基；R’选自丁基或者戊基；X选自溴或者碘。3.如权利要求1所述的二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物，其特征在于，R选自甲基；R’选自戊基；X选自溴。4.一种如权利要求1-3任意一项权利要求所述的二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物的合成方法，其特征在于，所述方法包括：将二烷基氢化诺卜基胺和卤代烷烃按照一定物料比称量、备用；将所述二甲基烷基氢化诺卜基胺和卤代烷烃置于非极性溶剂中，进行加热反应，获得混合溶液；将所述混合溶液进行冷却、结晶、过滤、洗涤、吸滤、真空干燥处理，即得。5.如权利要求4所述的二烷基氢化诺卜基卤化铵化合物的合成方法，其特征在于：所述二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗德，肖转泉，冯雪贞，王天琦，司红燕，范国荣，廖圣良，陈尚钘，王鹏，罗海，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：江西,36