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一类(R)-2-芳基-4,5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物及其制备方法和应用

阅读：252发布：2020-05-08

专利汇可以提供一类(R)-2-芳基-4,5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及通式(I-III)所示的一类具有杀菌活性的(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4- 羧酸类衍生物及其制备方法和应用，通过活性片段拼接的农药分子设计方法，将不同取代的(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸与2-甲基-1-(甲硫基)丙-2-胺进行拼接，其中R1、R2、R3、R4和R5如说明书中所限定。本发明的技术效果是：发现了一类具有广谱杀菌活性的(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物，是一种具有广阔应用前景的杀菌剂。，下面是一类(R)-2-芳基-4,5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物及其制备方法和应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物，其特征在于具有如下通式(I-III)：
式中：
R1，R2，R3，R4，R5为氢、烷基、烯基、炔基、卤素、硝基、氰基、三氟甲基、取代酰胺基、取代氨基酸酯基、取代硫脲基、C1-C6烷基脲基、取代N-氰基亚砜基、取代N-氰基亚胺基、取代N-三氟乙酰基亚砜基和取代N-三氟乙酰基亚胺基；
在上述衍生物的定义中，所用术语不论单独使用还是用在复合词中，代表如下取代基：
卤素为氟、氯、溴或碘；
烷基为直链或支链烷基；
卤代烷基为直链或支链烷基，在这些烷基上的氢原子可以部分或全部被卤原子取代；
烯基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有双键；
炔基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有三键。
2.一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物的合成方法，如下所示：
制备步骤如下：
步骤(1)：化合物1和有机溶剂混合，0℃下缓慢加入氯磺酸，反应1-48小时，减压过滤后得到白色固体2，将其分批次加入到盛有1.2-1.5当量的20％的甲硫醇钠水溶液和2.0-2.5当量的氢氧化钠的三口圆底烧瓶中待白色固体2完全溶解后，缓慢加热至90℃，反应10h，体系中不断有透明油层生成，即制得中间体3。
步骤(2)：化合物4和化合物5按照1∶1.5的摩尔比溶于有机溶剂和水混合，搅拌下加入碱，然后室温下反应1-48小时，减压过滤后，脱去有机溶剂，用碱溶液碱化至pH11后，用有机溶剂萃取有机杂质，水相酸化至pH2，制得化合物6。
步骤(3)：将上述通式3化合物溶于有机溶剂中，0℃下加入缩合剂，加毕，使反应缓慢升至室温，搅拌0.5h后，重新将反应降至0℃以下，依次将1-1.1当量的中间体6和1.2-1.5当量碱加入到上述反应体系中，加毕，缓慢升至室温，待反应结束后，加入有机溶剂，依次用水，盐酸水溶液，饱和碳酸氢钠水溶液，饱和氯化钠水溶液洗涤，弃去水层，合并有机相，加入无水硫酸钠进行干燥。减压过滤，浓缩，经柱层析纯化得到通式I-III化合物。反应式中各基团如上所示。
3.根据权利要求2所述(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、1，4-二氧六环。
4.根据权利要求2所述(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物的制备方法，其特征在于：所述缩合剂为EDCI和HOBt、EDCI和DMAP、DIC和DMAP、DIC和HOBt、DCC和DMAP、DCC和HOBt、CDI、HATU、HBTU、PyBOP。
5.根据权利要求2所述(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物的制备方法，其特征在于：所述碱为N.N-二异丙基乙胺、吡啶、三乙胺、N-甲基吡啶、1，8-二氮杂-双环(5，4，0)十一碳-7-烯、N，N-二甲基苯胺、碳酸氢钠、碳酸氢钾。
6.一类根据权利要求1所述(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物的应用，其特征在于：用于制备农用化学杀菌剂，特别是用于花生褐斑病菌、番茄早疫病菌、油菜菌核病菌和苹果轮纹病菌等病菌等的防治；还可作为活性成分配以农业可以接受的助剂组成的农药组合物用于各种病菌的防治。

说明书全文

一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物及其制备方

法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及农用化学杀菌剂的合成技术，特别是一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 天然源农药是生物源农药的重要组成部分，开发天然源农药已经成为当前创制新农药的重要手段之一。

[0003] (R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类似物广泛存在于具有生物活性的天然产物中，这些天然产物具有抗肿瘤，抗HIV和抑菌等活性，而且还可以作为铁离子螯合剂，β-内酰胺酶抑制剂等，但是在农业方面的应用鲜有报道。

[0004] 基于此，为了发现一类具有绿色高效、低毒、低成本和作用机理独特的新型杀菌剂品种，设计合成了未见文献报道的一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物，生物活性测试表明，此类衍生物具有较高的杀菌活性。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物及其制备方法和应用，可广泛用于制备农用化学杀菌剂，是一种具有广阔应用前景的杀菌剂。该类衍生物对花生褐斑病菌、番茄早疫病菌、油菜菌核病菌、禾谷丝核菌和苹果轮纹病菌等病菌等病菌具有较高的杀菌活性，可作为杀菌剂用于病菌的防治。

[0006] 本发明提供的(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物具有如下通式(I-III)：

[0007]

[0008] 式中：

[0009] R1，R2，R3，R4和R5为氢、烷基、烯基、炔基、卤素、硝基、氰基、三氟甲基、取代酰胺基、取代氨基酸酯基、取代硫脲基、C1-C6烷基脲基、取代N-氰基亚砜基、取代N-氰基亚胺基、取代N-三氟乙酰基亚砜基和取代N-三氟乙酰基亚胺基；

[0010] 在上述衍生物的定义中，所用术语不论单独使用还是用在复合词中，代表如下取代基：

[0011] 卤素为氟、氯、溴或碘；

[0012] 烷基为直链或支链烷基；

[0013] 卤代烷基为直链或支链烷基，在这些烷基上的氢原子可以部分或全部被卤原子取代；

[0014] 烯基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有双键；

[0015] 炔基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有三键。

[0016] 一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物的合成方法，如下所示：

[0017]

[0018] Scheme 1.中间体3，6，9的合成

[0019]

[0020] Scheme 2.目标产物I-III的合成

[0021] 制备步骤如下：

[0022] 步骤(1)：化合物1和有机溶剂混合，0℃下缓慢加入氯磺酸，反应1-48小时，减压过滤后得到白色固体2，将其分批次加入到盛有1.2-1.5当量的20％的甲硫醇钠水溶液和2.0-2.5当量的氢氧化钠的三口圆底烧瓶中待白色固体2完全溶解后，缓慢加热至90℃，反应
10h，体系中不断有透明油层生成，即制得中间体3。

[0023] 步骤(2)：化合物4和化合物5按照1∶1.5的摩尔比溶于有机溶剂和水混合，搅拌下加入碱，然后室温下反应1-48小时，减压过滤后，脱去有机溶剂，用碱溶液碱化至pH 11后，用有机溶剂萃取有机杂质，水相酸化至pH 2，制得化合物6。

[0024] 步骤(3)：将上述通式3化合物溶于有机溶剂中，0℃下加入缩合剂，加毕，使反应缓慢升至室温，搅拌0.5h后，重新将反应降至0℃以下，依次将1-1.1当量的中间体6和1.2-1.5当量碱加入到上述反应体系中，加毕，缓慢升至室温，待反应结束后，加入有机溶剂，依次用水，盐酸水溶液，饱和碳酸氢钠水溶液，饱和氯化钠水溶液洗涤，弃去水层，合并有机相，加入无水硫酸钠进行干燥。减压过滤，浓缩，经柱层析纯化得到通式I-III化合物。反应式中各基团如上所示。

[0025] 所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、1，4-二氧六环。。

[0026] 所述缩合剂为EDCI和HOBt、EDCI和DMAP、DIC和DMAP、DIC和HOBt、DCC和DMAP、DCC和HOBt、CDI、HATU、HBTU、PyBOP。

[0027] 所述碱为N，N-二异丙基乙胺、吡啶、三乙胺、N-甲基吡啶、1，8-二氮杂-双环(5，4，0)十一碳-7-烯、N，N-二甲基苯胺、碳酸氢钠、碳酸氢钾。

[0028] 本发明所述的一类(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物用于制备农用化学杀菌剂，特别是用于花生褐斑病菌、番茄早疫病菌、油菜菌核病菌和苹果轮纹病菌等病菌等病菌的防治。

[0029] 本发明提供的(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物作为活性成分配以农业可以接受的助剂组成的农药组合物用于防治病菌的防治。

[0030] 本发明的技术效果是：发现了一类具有广谱杀菌活性的(R)-2-芳基-4，5-二氢噻唑-4-羧酸类衍生物，可广泛用于制备农用化学杀菌剂，是一种具有广阔应用前景的杀菌剂。

具体实施方式

[0031] 以下结合实施例来进一步说明本发明，其目的是能更好的理解本发明的内容乃体现本发明的实质性特点，因此所举之例不应视为对本发明保护范围的限制。

[0032] 实施例1：

[0033] (R)-N-(2-甲基-1-(甲硫基)丙-2-基)-2-(4-硝基苯基)-4，5-二氢噻唑-4-甲酰胺(衍生物04)的合成

[0034] 1)步骤A：制备(R)-2--(4-硝基苯基)-4，5-二氢噻唑-4-羧酸

[0035] 向100mL圆底烧瓶中加入对硝基苯甲腈(1.48g，10.0mmol)和L-半胱氨酸5(1.815g，15.0mmol)，然后用30mL甲醇水溶液(V甲醇∶V水＝1∶1)进行溶解，向搅拌的反应体系中分批加入1.260g碳酸氢钠和0.5mL 1mol/L的氢氧化钠水溶液，室温搅拌，TLC监测，反应完全后，减压除去大部分溶剂，缓慢滴加1mol/L的氢氧化钠溶液至pH为11，然后用乙酸乙酯萃取(3×15mL)，弃去有机层，保留水相，在搅拌的条件下缓慢滴加1mol/L的盐酸溶液至pH为1，乙酸乙酯萃取(3×15mL)，饱和氯化钠水溶液(3×15mL)洗涤，将水相弃去，合并有机相，加入无水硫酸钠进行干燥。减压过滤，浓缩得到化合物(R)-2--(4-硝基苯基)-4，5-二氢噻唑-4-羧酸，黄色固体，产率84.6％，m.p.142-144℃。

[0036] 2)步骤B：制备2-甲基-1-(甲硫基)丙-2-胺

[0037] 在100mL三口圆底烧瓶中加入化合物1a(1.502g，20mmol)和少量乙二醇二甲醚，搅拌使其充分混合，冰盐浴下向反应体系缓慢滴加氯磺酸(3.102g，26mmol)，控制温度不超过0℃，待氯磺酸滴加完毕且体系内温度不在变化，结束反应，减压抽滤，得到白色固体粉末，减压脱出盐酸，最终得到氨甲磺酸酯2a。在100mL三口圆底烧瓶中加入20％的甲硫醇钠水溶液(4.324g，12mmol)，搅拌下加入氢氧化钠(0.8g，20mmol)，待固体完全溶解后，将中间体氨甲磺酸酯2a(1.552g，10mmol)分批次加入反应体系中，待白色固体粉末完全溶解后，缓慢加热至90℃，反应10h，反应体系中不断有透明油层生成，即为2-甲基-1-(甲硫基)丙-2-胺3a。

[0038] 3)步骤C：制备(R)-N-(2-甲基-1-(甲硫基)丙-2-基)-2-(4-硝基苯基)-4，5-二氢噻唑-4-甲酰胺

[0039] 将(R)-2--(4-硝基苯基)-4，5-二氢噻唑-4-羧酸(1.0mmol)加入到50mL三口圆底烧瓶中，加入15.0mL干燥的二氯甲烷进行溶解，温度计监测温度，在冰浴下依次加入N-(3-二甲氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI，2.304g，1.20mmol)和1-羟基苯并三氮唑(HOBt，1.431g，1.06mmol)，加毕，使反应缓慢升至室温，搅拌0.5h后，重新将反应降至0℃以下，依次将2-甲基-1-(甲硫基)丙-2-胺(0.119g，1.0mmol)和三乙胺(0.121g，1.2mmol)滴加到上述反应体系中，加毕，缓慢升至室温，TLC监测反应，待反应结束后，加入20.0mL的二氯乙烷，依次用水，1mol/L的盐酸水溶液(3×15mL)，饱和碳酸氢钠水溶液(3×15mL)，饱和氯化钠水溶液(3×15mL)洗涤，将水相弃去，合并有机相，加入无水硫酸钠进行干燥。减压过滤，浓缩，经柱层析纯化(V乙酸乙酯∶V石油醚＝1∶3)得到(R)-N-(2-甲基-1-(甲硫基)丙-2-基)-2-(4-硝基苯基)-4，5-二氢噻唑-4-甲酰胺(衍生物04)，淡黄色固体，产率76.5％，m.p.132-133℃。

[0040] 现将按照实施例1的制备方法但采用不同的原料制备的该类衍生物01-23，列入表1，部分衍生物1H NMR(Bruker AV400 spectrometer using tetramethylsilane as the internal standard)数据列入表2.

[0041] 表1

[0042]

[0043] 表2

[0044]

[0045]

[0046] 实施例2：

[0047] 利用本发明提供的衍生物(01～289)进行测试，验证对病菌的生物活性评价：

[0048] 将本发明提供的任一种衍生物(01～289)溶于溶剂、水和表面活性剂，混合成为均一水相，使用时可用水稀释至任何所需的浓度，测试对象和测试方法如下：

[0049] 表3 试验中供试菌种

[0050]名称拉丁文命名代号
花生褐斑病菌 Cercospora Arachidicola CA
苹果轮纹病菌 Physalospora piricola PP
番茄早疫病菌 Alternaria solani AS
小麦赤霉病菌 Fusarium graminearum FG
辣椒疫霉菌 Phytophthora capsici PC
油菜菌核病菌 Sclerotinia sclerotiorum SS

[0051] 测试方法采用菌体生长速率测定法，具体的步骤如下：首先称量3mg待测样品，并用适量的N，N-二甲基甲酰胺对待测样品进行溶解，加入含有少量吐温20乳化剂的水溶液将上述N，N-二甲基甲酰胺溶液稀释至500μg/mL，然后在无菌条件下取1mL待测样品溶液转入培养基中，再加入9mL的培养基，轻轻地摇动培养皿，得到50μg/mL的待测样品的平板，空白对照为加入1mL无菌水的平板，然后用4mm的打孔器沿着菌丝的边缘进行菌种的切取，将切取所得到的菌种呈等边三角形摆放在平板上，每个进行3次重复，然后将培养皿放在温度为24±1℃的恒温培养箱内，等到空白对照平板上的的菌丝长至2.0～3.0cm时用游标尺量取菌丝的直径，进行计算，求出平均值，按照如下公式计算其相对离体抑菌抑制率：

[0052]

[0053] 上述试验的测试结果如表4所示，部分化合物杀菌活性相当或超过对照药百菌清和嘧菌酯。

[0054] 表4 化合物I-III的离体抑菌活性活性

[0055]NO. CA PP AS FG PC SS
01 45.2 75.2 60.8 57.4 80.1 51.4
02 36.6 63.5 45.3 33.5 68.3 52.3
03 17.2 64.6 37.6 44.9 70.1 33.7
04 28.3 50.3 10.4 36.8 54.8 21.4
05 34.5 55.5 40.2 27.1 55.4 35.7
06 31.8 63.2 42.5 25.3 71.2 34.6
07 39.6 70.2 49.8 49.2 77.1 49.4
08 47.8 76.3 52.8 45.4 87.3 51.2
09 43.3 70.4 46.7 47.3 77.5 47.5
10 37.1 56.7 33.7 34.6 70.7 41.2
11 29.6 64.7 25.6 37.5 70.8 26.8
12 16.2 51.2 10.7 13.7 56.4 7.9
13 27.3 51.7 19.7 37.4 56.9 13.4
14 38.5 57.3 33.8 39.2 70.1 32.7
15 49.2 72.8 50.4 55.7 74.3 48.3
16 58.3 75.5 53.7 56.2 86.4 50.3
17 47.1 57.0 42.4 45.8 73.2 57.6
18 39.0 66.4 36.7 30.5 71.7 29.3
19 37.6 57.5 18.4 25.7 60.9 11.0
20 39.1 58.8 29.7 42.0 58.1 31.4
21 47.6 63.0 33.8 52.9 73.4 45.5
22 52.9 76.3 55.9 63.7 81.2 46.4
23 64.6 77.5 65.8 63.7 89.2 50.2
百菌清 63.8 84.6 72.3 41.8 88.7 42.5
嘧菌酯 10.6 47.8 40.7 100 32.4 98.5

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