技术领域
[0001] 本
发明涉及
农药化合物制备技术领域，特别涉及申嗪霉素三唑衍生物及其制备方法和用途。
背景技术
[0002] 申嗪霉素(shenqinmycin)化学名吩嗪-1-
羧酸(PCA)，是由上海交通大学自主研发的一种新型
微生物源农药，具有高效、安全、广谱等特点，其主要成分是
荧光假单胞菌M18产生的
次级代谢产物吩嗪-1-羧酸。目前已发现并确证结构的吩嗪-1-羧酸类似物已超过了1000个，说明其广泛存在于自然界中。生物活性研究发现，吩嗪-1-羧酸及其类似物具有显著的医用和农用活性，对人、畜低毒和易被降解的优良特性。吩嗪-1-羧酸结构比较稳定，对
水稻纹枯病、西瓜枯萎病、辣椒疫病、小麦全蚀病、西瓜
炭疽病和油菜菌核病等病原菌具有广谱性抗菌活性，是研发绿色农药的理想化合物。2004年吩嗪-1-羧酸经国家农药定名委员会正式定名为申嗪霉素，并由上海农乐生公司登记用于防治水稻纹枯病。然而，尽管吩嗪-
1-羧酸具有一定的广谱性抗菌活性，其抗菌活性仍然存在一定的提升空间，还需进一步研发出具有更高抗菌活性的农药化合物，作为
杀菌剂使用。
[0003] 三唑类杀菌剂是防治农业
真菌病害最重要的杀菌剂之一。丙硫菌唑(prothioconazole)、环菌唑(cyproconazole)、氟环唑(epoxiconazole)、戊唑醇(tebuconazole)、苯醚甲环唑(difenoconazole)、丙环唑(propiconazole)这5个品种2014年全球销售额都是3亿美元以上的产品。其中，三唑环是这类杀菌剂的活性中心。因此，通过三唑环对申嗪霉素结构进行修饰以获得抗菌活性优于申嗪霉素的化合物具有广阔的应用前景。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种申嗪霉素三唑衍生物及其制备方法和用途，使之对
植物病害有防治作用。
[0005]
发明人经过不懈的努
力，终于获得了一种申嗪霉素三唑衍生物及其制备方法和用途，本发明通过以下技术方案来实现：
[0006] 本发明的第一解决方案提供了一种申嗪霉素三唑衍生物，上述申嗪霉素三唑衍生物为取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑-1-基)(吩嗪-1-基)甲
酮化合物，具有通式(1)表示的结构：
[0007]
[0008] 其中，X为H、C1～C4的直链或者支链的烷基、卤素、硝基、氰基、苯基、三氟甲基、三氯甲基、甲
氧基取代基中的一种或多种。
[0009] 本发明的第二解决方案提供了一种申嗪霉素三唑衍生物的合成方法，包括以下步骤：合成吩嗪-1-
碳酰氯，合成取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑，合成取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑-1-基)(吩嗪-1-基)甲酮；
[0010] 上述申嗪霉素三唑衍生物的合成方法用于合成本发明第一解决方案中的申嗪霉素三唑衍生物。
[0011] 本发明的第三解决方案提供了一种申嗪霉素三唑衍生物作为杀菌剂的用途，本发明第一解决方案中的申嗪霉素三唑衍生物用于防治水稻纹枯病、番茄早疫病、西瓜枯萎病、小麦赤霉病、水稻稻瘟病和辣椒疫病。
[0012] 与
现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0013] 本发明通过以申嗪霉素为母体结构，与1H-1,2,4-三唑-3-硫醇进行活性亚结构拼接，合成一系列新的化合物，化学结构新颖，可用来防治水稻纹枯病、番茄早疫病、西瓜枯萎病、小麦赤霉病、水稻稻瘟病和辣椒疫病；生物测定结果表明，大部分化合物对某些病原真菌的杀菌活性优于母体化合物申嗪霉素，有较高的商品化前景。
具体实施方式
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合
实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
[0015] 对于本发明的第一解决方案，本发明提出了一种申嗪霉素三唑衍生物，上述申嗪霉素三唑衍生物为取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑-1-基)(吩嗪-1-基)甲酮化合物，具有通式(1)表示的结构：
[0016]
[0017] 上述申嗪霉素三唑衍生物的结构式中，X为H、C1～C4的直链或者支链的烷基、卤素、硝基、氰基、苯基、三氟甲基、三氯甲基、甲氧基取代基中的一种或多种，数量为1～3个；优选地，X为C1～C4的直链或者支链的烷基、卤素或苯基中的一种或多种，数量为1-3个。
[0018] 对于本发明的第二解决方案，本发明提出了一种申嗪霉素三唑衍生物的合成方法，包括以下步骤：合成吩嗪-1-碳酰氯，合成取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑，合成取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑-1-基)(吩嗪-1-基)甲酮。
[0019] 上述申嗪霉素三唑衍生物的合成方法用于合成本发明第一解决方案中的申嗪霉素三唑衍生物。
[0020] 需要注意的是，上述合成过程中，合成吩嗪-1-碳酰氯与合成取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑的顺序可以互换。
[0021] 其中，上述合成吩嗪-1-碳酰氯为以申嗪霉素和草酰氯为原料进行反应，反应式如下：
[0022]
[0023] 其中，上述合成取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑为以3-
氨基-5-巯基-1,2,4-三唑和取代苄氯为原料进行反应，反应式如下：
[0024]
[0025] 其中，上述合成取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑-1-基)(吩嗪-1-基)甲酮为以吩嗪-1-碳酰氯和取代的(3-(苄硫基)-1H-1,2,4-三唑为原料进行反应，反应式如下：
[0026]
[0027] 其中，上述反应均在
溶剂的存在下进行，且上述溶剂为二氯甲烷、氯仿、
乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、乙醚、石油醚、苯、
甲苯、丙酮中的一种或多种。优选的，上述溶剂为二氯甲烷、乙醇、乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0028] 对于本发明的第三解决方案，本发明提出了一种申嗪霉素三唑衍生物作为杀菌剂的用途，可用来防治水稻纹枯病、番茄早疫病、西瓜枯萎病、小麦赤霉病、水稻稻瘟病和辣椒疫病，采用本发明第一解决方案中提供的申嗪霉素三唑衍生物。
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例提供了一种申嗪霉素三唑衍生物，该申嗪霉素三唑衍生物为表1和表2中的化合物a02，通过以下步骤制备：(1)吩嗪-1-碳酰氯的合成
[0031] 将2.24g(0.01mol)申嗪霉素，100mlCH2Cl2放在250ml烧杯中，用滴管滴加1.57g(0.012mol)草酰氯，3滴DMF，装上冷凝管和干燥管，开冷凝水，加热升温至50℃，搅拌回流12h，将所得溶液旋干，用CH2Cl2溶解再旋干，得到黄褐色固体2.2g，收率92％。
[0032]
[0033] (2)3-((4-甲基苄基)硫代)-1H-1,2,4-三唑的合成。
[0034] 将1H-1,2,4-三唑-3-硫醇2.02g(0.02mol)溶于装有20ml的NaOH(4％)的250ml烧瓶中，加50ml无水乙醇，搅拌，加热75℃反应，待
颜色变浅时滴加3.36g(0.024mol)对甲基氯化苄，保持
温度继续反应20min，高温浓缩至原溶液量的三分之一，加入20ml蒸馏水，让其自然冷却至常温，然后将溶液快速转移至分液漏斗中，用一定量的CH2Cl2萃取析出固态物质，抽滤，干燥，得到白色固体3.8g，收率86％。
[0035]
[0036] (3)(3-((4-甲基苄基)硫代)-1H-1,2,4-三唑-1-基)(吩嗪-1-基)甲酮的合成[0037] 在250ml烧瓶中加入中间产物3-((4-甲基苄基)硫代)-1H-1,2,4-三唑2.05g(0.01mol)，0.2ml吡啶，100ml乙酸乙酯，
冰水浴冷却反应，将中间产物吩嗪-1-碳酰氯2g(0.008mol)快速溶于CH2Cl2(20ml)中并转入恒压滴定漏斗，将其缓慢滴加到烧杯中，反应2h，将所得溶液旋干，用CH2Cl2溶解转入分液漏斗，随后用4％的NaHCO3溶液洗3次，4％的HCl洗3次，旋干，柱层析法分离(石油醚：乙酸乙酯＝2:1)，得黄色晶体3.2g，收率75.3％。
[0038]
[0040]
[0041] 这个系列的申嗪霉素三唑衍生物a01,a03-a010的合成都采用这条路线，合成方法近似，不再赘述。
[0042] 可用下列表1和表2中列出的化合物来说明本发明的申嗪霉素三唑衍生物，但不限定本发明。
[0043] 表1化合物(1)的分子结构式和理化性质
[0044]
[0045]
[0046]
[0047] 表2化合物(1)的
核磁共振氢谱数据和高分辨质谱数据
[0048]
[0049]
[0050] 对于本发明中的化合物，发明人进行了杀菌活性试验。采用菌丝生长速率法测定化合物对多种真菌的培养皿杀菌活性，将培养好的各种病原菌，在无菌操作条件下用直径5mm的打孔器，自菌落边缘切取菌饼，用接种针将菌饼接种于含药培养基平皿中央，菌丝面向下，盖上皿盖，倒置，置于25℃
培养箱中培养，待空白对照中的菌落长满至平皿面积三分之二左右时以十字交叉法测量各处理的菌落直径，每个样品重复3次，取平均值。以空白对照菌落直径和药剂处理的菌落直径的差值与空白对照菌落直径的比值计算各药剂处理对病原菌的菌丝生长抑制率。本发明的化合物对水稻纹枯病菌、小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌、西瓜枯萎病菌、水稻稻瘟病菌和辣椒疫病病菌的培养皿杀菌活性试验结果见表3，且表3中各化合物浓度均为0.2mmol/L。
[0051] 表3化合物对6种病原真菌的培养皿杀菌活性试验结果
[0052]
[0053] 由表3中的结果可知，新合成的化合物对6种农业病原真菌表现出较高的生物活性。在浓度为0.2mmol/L时，化合物a01、a02、a03、a08和a09对水稻纹枯病菌的杀菌活性高于对照药剂申嗪霉素；除了化合物a05所有合成化合物对小麦赤霉病菌的
毒力都高于申嗪霉素；化合物a03和a08对番茄早疫病菌的毒力高于申嗪霉素；化合物a01、02、a03、a04、a08、a09和a10对水稻稻瘟病菌的杀菌活性都高于申嗪霉素；化合物a01、a03、a08和a09对辣椒疫病病菌的杀菌作用也高于对照药剂申嗪霉素。
[0054] 发明人还采用盆栽试验，试验所用水稻苗在水稻分蘖期接种水稻稻瘟病菌，接种方式为采用无针头
注射器注射到
叶片中，24h后将药剂喷洒至叶片上，DMSO作溶剂对照。7天后观察试验结果，采用病情指数计算防效。计算公式为：防效(％)＝[(溶剂对照的病情指数-药剂防效的病情指数)/溶剂对照的病情指数]×100％。
[0055] 测试化合物为a01、a02、a03和a08，阳性对照为PCA，空白对照为清水，测试化合物和PCA的浓度为25mg/L或50mg/L，防效试验结果见表4。
[0056] 表4化合物对水稻稻瘟病盆栽防效结果
[0057]
[0058] 注：不同小写字母表示不同处理间在P＝0.05水平差异显著。
[0059] 对部分高活性化合物开展了防治水稻稻瘟病的盆栽试验，由表4可以看出，在浓度为25和50mg/L时，化合物a02、a03和a08对水稻稻瘟病都表现出很高的防效，其中，a08的防效显著高于同浓度的对照药剂申嗪霉素的防效；在浓度为25mg/L时，a02和a03的防效显著高于同浓度的对照药剂申嗪霉素的防效；在浓度为50mg/L时，a02和a03的防效与对照药剂申嗪霉素的防效无显著差异(P＝0.05)。
[0060] 从上述试验结果可知，与PCA相比，化合物a01～a10对某些农业病原真菌表现出较高的生物活性；盆栽结果显示，化合物a02、a03和a08对水稻稻瘟病表现出比对照药剂申嗪霉素更高或者相当的防效。
[0061] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0062] 本发明通过以申嗪霉素为母体结构，与1H-1,2,4-三唑-3-硫醇进行活性亚结构拼接，合成一系列新的化合物，化学结构新颖，可用来防治水稻纹枯病、番茄早疫病、西瓜枯萎病、小麦赤霉病、水稻稻瘟病和辣椒疫病；生物测定结果表明，大部分化合物对某些病原真菌的杀菌活性优于母体化合物申嗪霉素，有较高的商品化前景。
[0063] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
