專利名稱：：一種2-噻唑基丙烯腈類化合物及其合成與應用的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種2-噻唑基丙烯腈類化合物及其合成方法與應用。
背景技術：
：噻唑類化合物在農藥中有著非常重要的地位，但2-噻唑基丙烯腈類化合物在農藥中應用不多。由于2-噻唑基丙烯腈類化合物表現出的高效、低毒和結構的多樣性，因而具有非常廣闊的研究和開發前景。本發明是用烷烴及芳環取代3位的氫，而得到一系列2-噻唑基丙烯腈類化合物。
發明內容本發明要解決的技術問題在于提供一種具有生物活性的2-噻唑基丙烯腈類化合物及其合成方法以及其應用。本發明所述2-噻唑基丙烯腈類化合物的結構如式(I)所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R為dC1Q的烷基、QC5的鹵代烷基、C3C6環烷基、苯基、芐基或對硝本發明所述2-噻唑基丙烯腈類化合物優選為結構式(I)中R為氯代甲基、甲基、乙基、苯基、節基、對硝基苯基或環烷基。本發明所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物合成方法為如式(II)所示的2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和式(III)所示的酰氯在質子性或非質子性有機溶劑中在縛酸劑作用下，于0IO(TC進行親核取代反應120小時得反應液，反應液后處理得2-噻唑基丙烯腈類化合物；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式(in)中R為CiCi。的烷基、qC5的鹵代烷基、C3或對硝基苯基。本發明中推薦所述2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑與如式(III)所示的酰氯及縛酸劑的投料物質的量比為i:ii.5:i2.4。推薦所述有機溶劑的體積用量為2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑質量的445倍(ml/g)。本發明所述有機溶劑為質子性溶劑和非質子性溶劑，優選為四氫呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯或1，4-二氧六環。所述的縛酸劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、三乙胺或吡啶。本發明所述后處理是反應結束，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得所述2-噻唑基丙烯腈類化合物。本發明所述的2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑合成方法為將2-氰基硫代乙酰胺和2-溴-2'，6'-二氟苯乙酮室溫攪拌9h，加入氨水，過濾，乙酸乙酯重結晶，得白色針狀結晶即為2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑。本發明所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物作為除草劑的應用用單子葉雜草稗草Echinochloacrus-galli，雙子葉植物凹頭莧Amaranthusascedense對所合成的2_噻唑基丙烯腈類化合物進行除草活性測試發現，R為甲基或苯基的式(I)化合物在100ppm下對單子葉雜草稗草Echinochloacrus-galli和雙子葉植物凹頭莧Amaranthusascedense等雜草的抑制活性分別達到80%和90%以上。本發明所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物作為殺蟲劑的應用采用浸漬法對合成的化合物進行了蠶豆蚜(Aphisfabae)和棉紅蜘蛛(Tetranychusurticae)的殺蟲活性測定。結果表明，R為苯基的式(I)化合物在250ppm下式(I)化合物對蠶豆蚜(Aphisfabae)的殺蟲活性達95%。本發明所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物作為植物殺菌劑的應用采用含毒馬鈴薯瓊脂培養基(PDA)法對合成的化合物進行了棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporium)、小麥赤霉病菌(Gibberellazeae)、蘋果輪紋病菌(Dothiorellagregaria)、棉花炭追病菌(Colletotrichumgossypii)禾口黃瓜灰毒病菌(Botrytiscinereapers)的殺菌活性測定，采用離體葉片含毒馬鈴薯瓊脂培養基(PDA)法對合成的化合物進行了水稻紋枯病菌(Rhizoctoniasolani)的殺菌活性測定。結果表明，R為氯代甲基的式(I)化合物在100ppm下對黃瓜灰霉病菌(Botrytiscinere即ers)的抑制率達到85%以上。本發明的有益效果是找到了一類新的2-噻唑基丙烯腈類化合物，該化合物可作為除草劑、殺蟲劑、植物殺菌劑應用，并且該類化合物承襲了丙烯腈類化合物高效、低毒、安全及對環境友好的優點，為新農藥的開發增添了新的可應用的物質。具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明所進一步說明，但本發明的保護范圍并不限于此。實施例1將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和3.05g(30mmo1)三乙胺加入到20mL四氫呋喃中，滴加2.76g(24mmo1)氯乙酰氯，40min滴畢，然后66。C下反應12h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得淺綠色晶體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-氯甲基丙烯腈4.40g，熔點193-195。C，收率為70%。該化合物的"HNMR和IR如下所述，丄HNMR(CDCl3)S=4.43(H，s，CH2C1)，7.097.13(2H，m，Ar-辺-CH-Ol)，7.40(H，s，Triazole)，7.427.50(H，m，Ar—CH-辺-CH)，14.67(H，0H)IR(KBr，cm—03378，3155，2201，1524，16101450，1233，783，727實施例2將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和1.13g(28翻l)氫氧化鈉加入到25mLl，4-二氧六環，滴加2.10g(26翻l)乙酰氯，40min滴畢，然后IO(TC下反應6h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得白色片狀晶體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-甲基丙烯腈4.36g，熔點197-198。C，收率為78%。該化合物的"HNMR和IR如下所述，丄HNMR(CDCl3)S=2.41(3H，s，CH3)，7.057.09(2H，m，Ar-辺-CH-辺)，7.367.46(2H，m，Ar-CH-￡H-CH&Triazole)IR(KBr，cm—03453，3179，2191，1513，16101450，1378，1246,790,712實施例3將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和3.22g(30mmo1)碳酸鈉加入到20mL二氯甲烷中，滴加2.27g(24mmo1)丙酰氯，40min滴畢，然后4(TC下反應12h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得到淺綠色固體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-乙基丙烯月青4.21g，熔點172-174°C，收率為72%。該化合物的"HNMR和IR如下所述，'HNMR(CDCl3)S=1.251.28(3H，t，CH3)，2.702.75(2H，m，CH2)，7.057.09(2H，t，Ar-邁-CH-邁)，7.377.41(2H，m，Ar—CH-邁-C服Triazole)，14.67(H，0H)IR(KBr，cm—03450，3161，2194，1513，16201480，1459，1237,997實施例4將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和1.60g(20翻l)妣啶加入到20mL二氯甲烷中，在滴加2.90g(20mmo1)苯甲酰氯，40min滴畢，然后40。C下反應反應12h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得到棕色固體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-苯基丙烯月青4.20g，熔點210-211°C，收率為61%。該化合物的力NMR和IR如下所述，'HNMR(CDCl3)S=7.077.11(2H，t，Ar-邁—CH—邁)，7.387.42(H，m，Ar-CH-辺-CH)，7.477.54(4H，m，？11-(^-辺-邁-邁-(:11-&Triazole)，7.988.00(2H，d，Ph-辺-CH-CH-CH-辺-)，15.60(H，OH)IR(KBr，cm—03424，3128，2195，16291466，1233,789實施例5將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和1.47g(26翻l)氫氧化鉀加入到20mL乙酸乙酯中，滴加3.40g(22mmo1)對甲苯甲酰氯，40min滴畢，然后77。C下反應8h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得到淺綠色固體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基_3-對甲苯基丙烯腈4.18g，熔點207-209。C，收率為59%。該化合物的力NMR和IR如下所述，'HNMR(CDCl3)S=2.42(3H，s，CH3)，7.077.11(2H，t，Ar-邁-CH-辺)，7.287.31(2H，d，Ar-邁-C-邁)，7.387.42(H，m，Ar-CH-邁-CH)，7.50(H，s，Triazole)，7.917.93(2H，d，Ar-辺-C-Ol)，15.57(H，OH)IR(KBr，cm—03450，3149，2198，16301501，1005,797實施例6四氫呋喃改為甲苯，其它操作同實施例1，得淺綠色晶體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-氯甲基丙烯腈4.20g，收率為67%。實施例7將有機溶劑改為200mLl，4-二氧六環，溫度為IO(TC，其他操作同實施例l，得淺綠色晶體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-氯甲基丙烯腈3.70g，收率為59%。實施例8將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和3.05g(30mmo1)三乙胺加入到20mL四氫呋喃中，滴加3.76g(24mmo1)苯乙酰氯，40min滴畢，然后66。C下反應12h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得淡黃色固體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-苯甲基丙烯腈5.88g，收率為83%。實施例9將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和3.05g(30mmo1)三乙胺加入到20mL四氫呋喃中，滴加4.54g(24mmo1)對硝基苯甲酰氯，40min滴畢，然后66。C下反應12h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得黃色固體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-對硝基苯基丙烯腈6.24g，收率為81%。實施例10將4.72g(20mmol)2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和3.05g(30mmo1)三乙胺加入到20mL四氫呋喃中，滴加5.58g(24mmo1)二氯菊酰氯，40min滴畢，然后66。C下反應12h，反應畢，過濾，濾餅用氯仿重結晶，得白色固體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-[3-(2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基環丙基]丙烯腈5.80g，收率為68%。實施例11溫度為ot:，反應時間為20h，其他反應物、用量及工藝參數均同實施例l，得淺綠色晶體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-氯甲基丙烯腈2.27g，收率為36%。實施例12溶劑為甲苯，溫度為IO(TC，反應時間為lh，其他操作同實施例l，得淺綠色晶體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-氯甲基丙烯腈3.15g，收率為50%。實施例13將4.72g(20mmol)20mmo12-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和1.96g(48mmo1)氫氧化鈉加入到50mLl，4-二氧六環，滴加2.40g(30mmo1)乙酰氯，其他操作同實施例2，得白色片狀晶體2-[4-(2，6-二氟苯基)-2-噻唑基]-3-羥基-3-甲基丙烯腈2.57g，收率為46%。表1為實施例110的反應條件及產物的數據表1各實施例反應條件及產物<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例14除草活性測試1測試樣品實施例2、4制得2-噻唑基丙烯腈類化合物。2篩選方法2.1篩選耙標單子葉稗草Echinochloacrus-galli種子，雙子葉凹頭莧Amaranthusascedense禾中子2.2操作程序2.2.l準確稱取樣品，用DMF溶解后加入少許吐溫-80乳化，再加入微熱的蒸餾水，配制濃度為lOOppm的樣品溶液；2.2.2量取lOOppm的藥液9mL，置于直徑9cm的培養皿中，每個培養皿加入直徑為9cm的濾紙兩張，然后放入15-20粒供試植物種子；2.2.3將培養皿放入人工氣候箱中進行培養，培養溫度為25。C，培養三天后，每天加8h光照(加光照時間可根據情況控制)，5天后調查生長最茂盛的10株植物的根長和莖長及種子發育情況，測出每粒種子的根長、莖長，求其加權平均值，再與空白對照的根長、莖長相比較，計算效果，對藥效進行評價。3計算方法根據調查結果，按以下公式計算各化合物對雜草的防效效果(％)=100(空白對照_處理)/空白對照結果為正值，說明藥效有抑制作用；結果為負值，說明具有促進生長作用。所得結果見表2。表2含2-噻唑基丙烯腈類化合物對草的抑制作用實施例名稱產物分子式處理防效(％)稗草凹頭莧C13H8SN2OF283.392,426.060.0鄉列4，Cl8Hl0SN2OF2根88.996.7莖26.062.2根據防效進行除草活性分級A級防效>90%B級防效7590%C級防效5075%D級防效2550%E級防效<25%實施例15殺蟲活性普篩1供試耙標蠶豆岈(Aphisfabae)系室內以蠶豆苗常年飼養的敏感品系；棉紅蜘蛛(Tetranychusurticae)系室內以蠶豆苗常年飼養的敏感品系。室內條件溫度25±5°C，相對濕度65±5%及光照周期12/12h(L/D)。2供試藥劑實施例1、2、3、4、8制得2-噻唑基丙烯腈類化合物。3試驗方法蠶豆蚜試驗方法采用浸漬法(見SCBZ/CH-HN-2000-004條)，濃度為250mg/L。[OO93]棉紅蜘蛛試驗方法采用浸漬法(見SCBZ/CH-HN-2000-004條)，濃度為250mg/L。48小時后檢查結果，如表3所示。4生物活性評價死亡率在90%以上為A級，7090%之間為B級，5070%之間為C級，050%之間為D級。活性為A級的化合物進入初篩。表3含2-噻唑基丙烯腈類化合物殺蟲活性測試<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例16殺菌活性篩選[OWO]l供試菌種棉花枯妻病菌(Fusariumoxysporium)，小麥赤毒病菌(Gibberellazeae)，蘋果輪紋病菌(Dothiorellagregaria)，棉花炭疽病菌(Colletotrichumgossypii)，黃瓜灰霉病菌(Botrytiscinereapers)，水禾舀紋枯病菌(Rhizoctoniasolani)。以上菌禾中均保存在冰箱(4-8°C)內，試驗前2-3天從試管斜面接種到培養皿內，經培養后供試驗用。實驗用培養基均為馬鈴薯瓊脂培養基(PDA)。小麥赤霉病菌用小麥苗保存孢子供試驗用。2測定方法準確稱取適量實施例14及8制得化合物，先用DMF溶解并加入少量吐溫_80乳化，用清水稀釋成100ppm。具體方法如下小麥赤霉病菌、蘋果輪紋病菌和黃瓜灰霉病菌采用含毒培養基法，普篩濃度為100卯m。水稻紋枯病菌采用離體葉片培養法，普篩濃度為100ppm。棉花枯萎病菌和棉花炭疽病菌采用盆栽法，普篩濃度為100ppm。3殺菌劑活性評價處理后定期觀察記錄葉片、植株的發病情況和菌絲生長情況，根據病情指數和菌絲直徑，計算防效和抑制率。殺菌活性等級標準劃分A級-防效(抑制率)>95%，B級-70%《防效(抑制率)<95%，(]級-50%《防效(抑制率)<70%，0級-防效(抑制率)<50%。4篩選結果結果如表4所示表4含2-噻唑基丙烯腈類化合物殺菌活件測試<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>權利要求一種結構如式(I)所示的2-噻唑基丙烯腈類化合物，其中R為苯基。F2009102122765C00011.tif2.如權利要求1所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物的合成方法，其特征在于所述的方法為如式(II)所示的2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和式(III)所示的酰氯在質子性或非質子性有機溶劑中在縛酸劑作用下，于0IO(TC進行親核取代反應120小時得反應液，反應液后處理得2-噻唑基丙烯腈類化合物；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，R為苯基。3.如權利要求2所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物的合成方法，其特征在于所述的有機溶劑為四氫呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯或l，4-二氧六環。4.如權利要求2所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物的合成方法，其特征在于所述的縛酸劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、三乙胺或吡啶。5.如權利要求2所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物的合成方法，其特征在于所述的2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑、式(III)所示的酰氯及縛酸劑的投料物質的量比為i:ii.5:i2.4。6.如權利要求2所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物的合成方法，其特征在于所述有機溶劑的體積用量為2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑質量的445倍(ml/g)。7.如權利要求1所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物作為除草劑的應用。8.如權利要求1所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物作為植物殺菌劑的應用。全文摘要本發明公開了一種2-噻唑基丙烯腈類化合物及其合成方法與應用，所述2-噻唑基丙烯腈類化合物的結構如式(I)所示，其中R為苯基；本發明所述的合成方法為如式(II)所示的2-氰甲基-4-(2，6-二氟苯基)噻唑和式(III)所示的酰氯在質子性或非質子性有機溶劑中在縛酸劑作用下，于0～100℃進行親核取代反應1～20小時得反應液，反應液后處理得2-噻唑基丙烯腈類化合物。本發明所述的2-噻唑基丙烯腈類化合物可作為除草劑和殺菌劑，為除草劑和殺菌劑篩選增添了新的物質。文檔編號A01N43/78GK101723914SQ20091021227公開日2010年6月9日申請日期2007年12月29日優先權日2007年12月29日發明者劉會君,曹耀艷,楊鵬,沈德隆,翁建全,譚成俠申請人:浙江工業大學