本發明涉及一種生物農藥技術領域，具體涉及一種吩嗪-1-羧酸羧基衍生物及含其衍生物的殺菌組合物。
背景技術：
吩嗪-1-羧酸(Phenazine-1-carboxylic acid,PCA)是廣泛存在于假單胞菌屬(Pseudomonads)和鏈霉菌屬(Streptomycetes)等微生物分泌物中的一個重要的微生物代謝產物，并具有廣譜的醫用殺菌活性以及抗肺癌和白血病活性。研究發現吩嗪-1-羧酸結構比較穩定，具有抗水稻紋枯病、西瓜枯萎病、辣椒疫病、小麥全蝕病、西瓜炭疽病、油菜菌核病等病原菌的廣譜性農用抗菌活性，對人畜和環境無害，是研發綠色農藥的理想化合物，經國家農藥定名委員會正式定名為申嗪霉素，并已由上海農樂生物制品股份有限公司登記用于防治水稻紋枯病。
天然產物吩嗪-1-羧酸(PCA)具有獨特的化學結構和優良的農用殺菌活性，是一種安全、高效、環境友好的微生物源綠色農藥，但是吩嗪-1-羧酸幾乎在所有的溶劑中溶解性都很差，在劑型加工方面難度較大，而且目前為止，基于吩嗪-1-羧酸(PCA)的結構改造和修飾來進行新農藥創制的研究工作還很少。因此對吩嗪-1-羧酸進行合理的結構改造和修飾，改善其理化性質，使其更有利于農業使用，就顯得非常有意義。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種吩嗪-1-羧酸羧基衍生物及含其衍生物的殺菌組合物，可用于防治農作物病害。
為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種吩嗪-1-羧酸羧基衍生物，其特征在于，所述吩嗪-1-羧酸羧基衍生物由如下通式(I)表示：
其中：R為含一個或多個飽和或不飽和烴基、烷氧亞甲基、含鹵素甲基、氰乙基、酯基、醛基、羥甲基、羧酸甲酯基、酰胺基、酰肼基、胺甲基、甲腙基或酮基。
優選的，所述R為甲酰氯基、異丙基甲酰胺基、叔丁基甲酰肼基、甲酸異辛酯基、甲酸甲酯基、甲醇基、甲基、甲醛基、甲醇氯代丙酸酯基、氯甲基、甲氧甲基或異丙基氨基甲基。
可用下列表1中列出的化合物來說明本發明的吩嗪-1-羧酸羧基衍生物，但不限定本發明。
表1：化合物表
本發明還提供了一種含吩嗪-1-羧酸羧基衍生物的殺菌組合物，該殺菌組合物由組合物和載體組成，所述組合物為本發明通式(I)中的單一化合物或幾種化合物的混合物。
本發明殺菌組合物中的載體系滿足下述條件的物質：它與活性成分配制后便于施用于待處理的位點，例如可以是植物、種子或土壤；或者有利于貯存、運輸或操作。載體可以是固體或液體，包括通常為氣體但已壓縮成液體的物質，通常在配制殺蟲、殺菌組合物中所用的載體均可使用。
優選的，固體載體包括：天然或合成的粘土和硅酸鹽，其中粘土中較佳為硅藻土、滑石、硅鎂土或高嶺土；硅酸鹽中較佳為碳酸鈣、硫酸鈣、氧化硅、硅酸鈣、硅酸鋁、蒙脫石或云母；元素如碳或硫；天然的或合成的樹脂如苯并呋喃樹脂；聚氯乙烯和苯乙烯聚合物或共聚物；固體多氯苯酚；瀝青；蠟如蜂蠟或石蠟。
優選的液體載體包括：水；醇類化合物如乙醇或異丙醇；酮類化合物如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丙基酮或環己酮；醚；芳香烴化合物如苯、甲苯、二甲苯或溶劑油；石油餾分如煤油或礦物油；生物材油；通常，這些液體的混合物也是合適的。
殺蟲殺菌組合物通常加工成濃縮物的形式并以此用于運輸，在施用之前由使用者將其稀釋。
優選的，所述載體中還可添加表面活性劑，少量表面活性劑的存在有助于稀釋過程。
本發明還提供一種殺菌組合物的應用，上述記載的殺菌組合物可以為濕性粉劑、粉劑、顆粒劑、泡騰片劑、泡騰溶液、可乳化的濃縮劑、乳劑、懸浮濃縮劑、氣霧劑或煙霧劑。
本發明還提供一種殺菌組合物的用途，本發明的殺菌組合物可作為殺蟲、殺菌劑使用，可用于防治在各種作物上由卵菌綱、擔子菌綱、子囊菌和半知菌等多種病菌引起的病害。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明的吩嗪-1-羧酸羧基衍生物及其殺菌組合物同時具有廣譜的殺菌活性，可作為殺蟲、殺菌劑使用，用于防治在各種作物上由卵菌綱、擔子菌綱、子囊菌和半知菌等多種病菌引起的病害，且這些化合物具有很高的生物活性使得在很低的劑量下即可獲得很好的殺菌效果。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。
本發明提供的部分吩嗪-1-羧酸羧基衍生物的合成路線如下：
下面以部分化合物為例，闡述本發明的吩嗪-1-羧酸羧基衍生物的合成方法。
實施例1
1)吩嗪-1-甲酰氯的合成：
于100mL單口反應瓶中加入2.25g(10.0mmol)吩嗪-1-羧酸，加入50mL二氯甲烷，攪拌下緩慢滴加5mL草酰氯，加入1～2滴DMF作催化劑，然后加熱回流反應，至固體完全消失，繼續回流反應2～3小時，于旋蒸儀上將溶劑脫干，加入少量甲苯溶解，再旋干，盡量將過量的二氯亞砜帶干凈，即可得到吩嗪-1-甲酰氯。
2)N-異丙基吩嗪-1-甲酰胺的合成：
于100mL三口瓶中加入異丙胺3.60g(60.0mmol)和二氯甲烷30mL冰水浴冷卻至0～5℃，滴加實施例1中制備好的吩嗪-1-甲酰氯的二氯甲烷溶液，保溫0～5℃反應2h后，撤去冰浴繼續在室溫下反應2h，點板監測，反應完全。將反應液轉入分液漏斗中，用50mL二氯甲烷將燒瓶洗干凈，轉入分液漏斗，靜止分層，有機層分別用10％的鹽酸溶液50mL和50mL飽和Na2CO3溶液充分洗滌，靜止分層，合并有機層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得粗品，用乙酸乙酯:二氯甲烷(1:1)重結晶，抽濾，烘干得黃色固體即制得，N-異丙基吩嗪-1-甲酰胺，其中收率為79.0％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ11.02(d,J＝4.5Hz,1H),9.01(dd,J＝7.2,1.4Hz,1H),8.38(dd,J＝8.6,1.4Hz,1H),8.29(dd,J＝7.6,2.2Hz,1H),8.19(dd,J＝7.6,2.2Hz,1H),7.97(dd,J＝8.6,7.2Hz,1H),7.96～7.88(m,2H),4.49～4.43(m,1H),1.47(d,J＝6.6Hz,6H).高分辨質譜HRMS計算值：C16H15N3O(M+H)+:266.1287,理論值：266.1288.
實施例2
N-叔丁基-N-吩嗪-1-甲酰肼的合成：
于100mL三口瓶中加入20％氫氧化鈉溶液8.40g(42.0mmol)，冰水浴冷卻至0～5℃，分批加入叔丁基肼鹽酸鹽5.20g(42.0mmol)和二氯甲烷30mL，待固體完全溶解后，同時滴加實施例1中制備好的吩嗪-1-甲酰氯的二氯甲烷溶液和10％氫氧化鈉溶液6.00g(15.0mmol)，控制兩者的滴加速度，使得兩溶液同時滴加完畢后，保溫0～5℃反應2h后，撤去冰浴繼續在室溫下反應2h，點板監測，反應完全。將反應液轉入分液漏斗中，用50mL二氯甲烷將燒瓶洗干凈，轉入分液漏斗，靜止分層，有機層用50mL飽和Na2CO3溶液充分洗滌，靜止分層，有機層再用10％的鹽酸溶液50mL萃取兩次，合并酸性水層，加入飽和Na2CO3溶液調至ph﹥10，分別用50mL二氯甲烷萃取兩次，合并有機層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑即可得較高純度產品，再經乙醇水(1:1)溶液重結晶，抽濾，烘干得黃色固體，收率68.6％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ12.34(s,1H),8.96(dd,J＝7.2,1.1Hz,1H),8.37(dd,J＝8.6,1.1Hz,1H),8.30～8.20(m,1H),8.20～8.05(m,1H),7.96(dd,J＝8.6,7.2Hz,1H),7.94～7.86(m,2H),5.45(s,1H),1.32(s,9H).和高分辨質譜HRMS計算值：C17H18N4O(M+H)+:295.1553,理論值：295.1558.
實施例3
吩嗪-1-甲酸異辛酯的合成：
于100mL三口瓶中加入異辛醇3.90g(30.0mmol)、三乙胺1.55g(15.0mmol)和二氯甲烷30mL，冰水浴冷卻至0～5℃，滴加實施例1中制備好的吩嗪-1-甲酰氯的二氯甲烷溶液，滴加完畢后，保溫0～5℃反應2h后，撤去冰浴加熱回流反應2h，點板監測，反應完全。將反應液轉入分液漏斗中，用50mL二氯甲烷將燒瓶洗干凈，轉入分液漏斗，靜止分層，有機層用50mL飽和Na2CO3溶液充分洗滌，靜止分層，有機層分別用10％的鹽酸溶液50mL和50mL飽和Na2CO3溶液充分洗滌，靜止分層，合并有機層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得粗品，柱層析分離純化，用乙酸乙酯:石油醚(1:6)淋洗，得黃色油狀液體，收率85.3％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ8.38(dd,J＝8.7,0.9Hz,1H),8.36～8.29(m,1H),8.23(dd,J＝8.0,5.9Hz,2H),8.09～7.79(m,3H),4.50～4.42(m,2H),1.83～1.80(m,1H),1.69～1.27(m,8H),1.11～0.96(m,3H),0.93～0.89(m,3H).高分辨質譜HRMS計算值：C21H24N2O2(M+H)+:337.1911,理論值：337.1917.
實施例4
1)吩嗪-1-甲酸甲酯的合成：
于100mL三口瓶中加入甲醇30mL，冰水浴冷卻至0～5℃，滴加實施例1中制備好的吩嗪-1-甲酰氯的二氯甲烷溶液，滴加完畢后，保溫0～5℃反應2h后，撤去冰浴加熱回流反應0.5h，點板監測，反應完全。脫溶劑，加入50mL二氯甲烷溶解，用飽和NaHCO3水溶液充分洗滌至水層pH值7～8，分出有機層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得吩嗪-1-甲酸甲酯，收率91.5％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ8.40(dd,J＝8.7,1.3Hz,1H),8.38～8.30(m,1H),8.28～8.20(m,2H),7.91～7.86(m,3H),4.13(s,3H).高分辨質譜HRMS計算值：C14H10N2O2(M+H)+:239.0815,理論值：239.0815.
2)吩嗪-1-甲醇的合成：
于100mL三口瓶中加入實施例5中制得的吩嗪-1-甲酸甲酯5.0g(20.0mmol)，加入50mL無水四氫呋喃，冰水浴冷卻至-5～0℃，分批緩慢加入四氫鋁鋰1.2g(30.0mmol)，加料完畢后，去冰浴，保溫室溫下反應4小時，點板監測，反應完全。將反應液緩慢加入冰水中，用飽和氯化銨溶液調pH至5～6，分別用100mL氯仿萃取2遍，分出有機層，用1％的稀鹽酸溶液30ml充分洗滌2遍，分出有機層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得吩嗪-1-甲醇粗品，用乙酸乙酯:二氯甲烷(4:1)重結晶，抽濾，烘干得黃色固體，收率73.1％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ8.26～8.22(m,2H),8.18(d,J＝8.7Hz,1H),7.87(p,J＝6.6Hz,2H),7.83～7.77(m,1H),7.74(d,J＝6.6Hz,1H),5.34(s,2H),4.47(s,1H).高分辨質譜HRMS計算值：C13H10N2O(M+H)+:211.0866,理論值：211.0864.
實施例5
1-甲基吩嗪的合成：
于100mL三口瓶中加入實施例5中制得的吩嗪-1-甲酸甲酯5.0g(20.0mmol)，50mL無水四氫呋喃，攪拌，加入1.5g(10.0mmol)三氯化鋁作催化劑，冰水浴冷卻至-5～0℃，分批緩慢加入四氫鋁鋰1.2g(30.0mmol)，加料完畢后，去冰浴，保溫室溫下反應4小時，點板監測，反應完全。將反應液緩慢加入冰水中，用飽和氯化銨溶液調pH至5～6，分別用100mL氯仿萃取2遍，分出有機層，用1％的稀鹽酸溶液30mL充分洗滌2遍，分出有機層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得吩嗪-1-甲醇粗品，用乙酸乙酯:二氯甲烷(1:1)重結晶，抽濾，烘干得黃色固體即制得1-甲基吩嗪，收率86.0％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ8.31(dd,J＝5.6,4.1Hz,1H),8.25(dd,J＝5.6,4.1Hz,1H),8.10(d,J＝8.7Hz,1H),7.92～7.80(m,2H),7.80～7.71(m,1H),7.67(d,J＝6.6Hz,1H),2.95(s,3H).高分辨質譜HRMS計算值：C13H10N2(M+H)+:195.0917,理論值：195.0917.
實施例6
吩嗪-1-甲醛的合成：
于500mL三口瓶中加入吩嗪-1-甲醇4.2g(20.0mmol)，100mL丙酮，攪拌，水浴冷卻至20～25℃，另取重鉻酸鉀7.5g(25.0mmol)用50mL20％H2SO4溶液溶解，緩慢滴加入反應瓶中，滴加完畢后，加熱回流反應1小時，加入100mL乙酸乙酯和100mL水，分液，水層再用100mL乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得吩嗪-1-甲醛粗品，柱層析分離純化，用乙酸乙酯:石油醚(1:1)淋洗，得黃色固體即制得吩嗪-1-甲醛，收率63.5％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ11.57(s,1H),8.53(d,J＝8.7Hz,1H),8.48(d,J＝6.9Hz,1H),8.34～8.29(m,1H),8.27(dd,J＝6.9,2.8Hz,1H),8.02～7.96(m,1H),7.95～7.89(m,2H).高分辨質譜HRMS計算值：C13H8N2O(M+H)+:209.0709，理論值：209.0711.
實施例7
吩嗪-1-甲醇-2-氯代丙酸酯的合成：
于100mL三口瓶中加入吩嗪-1-甲醇2.1g(10.0mmol)，三乙胺1.55g(15.0mmol)和二氯甲烷30mL，冰水浴冷卻至0～5℃，滴加氯乙酰氯的二氯甲烷溶液，滴加完畢后，保溫0～5℃反應2h后，撤去冰浴加熱回流反應2h，點板監測，反應完全。將反應液轉入分液漏斗中，用50mL二氯甲烷將燒瓶洗干凈，轉入分液漏斗，靜止分層，有機層用50mL飽和NaHCO3溶液充分洗滌，靜止分層，有機層分別用10％的鹽酸溶液50mL和50mL飽和NaHCO3溶液充分洗滌，靜止分層，合并有機層，用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得粗品，柱層析分離純化，用乙酸乙酯:石油醚(1:3)淋洗，得黃色固體即制得吩嗪-1-甲醇-2-氯代丙酸酯，收率88.0％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ8.26～8.20(m,3H),7.89～7.81(m,4H),6.06(s,2H),4.54(q,J＝6.9Hz,1H),1.77(d,J＝6.9Hz,3H).高分辨質譜HRMS計算值：C16H13ClN2O2(M+H)+:301.0738,理論值：301.0744.
實施例8
1-氯甲基吩嗪的合成：
于100mL三口瓶中加入吩嗪-1-甲醇2.1g(10.0mmol)和二氯甲烷30mL，二氯亞砜5mL，加熱回流反應2小時，點板監測，反應完全。將反應液轉入分液漏斗中，用50mL二氯甲烷將燒瓶洗干凈，轉入分液漏斗，靜止分層，有機層分別用50mL飽和Na2CO3溶液充分洗滌兩遍，靜止分層，有機層分用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得粗品，用乙酸乙酯:二氯甲烷(1:1)重結晶，抽濾，烘干得黃色固體即制得1-氯甲基吩嗪，收率92.3％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ8.31(dd,J＝7.2,2.7Hz,1H),8.24(dd,J＝14.1,6.7Hz,2H),7.99(d,J＝6.7Hz,1H),7.94～7.77(m,3H),5.47(s,2H).高分辨質譜HRMS計算值：C13H9ClN2(M+H)+:229.0527,理論值：229.0528.
實施例9
1-甲氧甲基吩嗪的合成：
于100mL三口瓶中加入甲醇鈉1.1g(20.0mmol)和甲醇30mL，緩慢分批加入1-氯甲基吩嗪2.3g(10.0mmol)，加熱回流反應2小時，點板監測，反應完全。脫溶劑，加入5％的鹽酸溶液50mL和50mL二氯甲烷，轉入分液漏斗中，用50mL二氯甲烷將燒瓶洗干凈，轉入分液漏斗，靜止分層，有機層分別用50mL飽和NaHCO3溶液充分洗滌，靜止分層，有機層分用無水硫酸鈉干燥1小時，抽濾，濾液脫溶劑得粗品，用乙酸乙酯:二氯甲烷(3:1)重結晶，抽濾，烘干得黃色固體即制得1-甲氧甲基吩嗪，收率77.5％。核磁共振數據為1H NMR(600MHz,CDCl3):δ8.26～8.22(m,2H),8.16(d,J＝8.6Hz,1H),7.91(d,J＝6.6Hz,1H),7.85～7.81(m,3H),5.32(s,2H),3.64(s,3H).高分辨質譜HRMS計算值：C14H12N2O(M+H)+:225.1022,理論值：225.1024.
實施例10
N-異丙基氨基甲基吩嗪的合成：
于100mL三口瓶中加入異丙胺2.5g(40.0mmol)和甲醇30mL，緩慢分批加入1-氯甲基吩嗪2.3g(10.0mmol)，加熱回流反應2小時，點板監測，反應完全。脫溶劑得粗品，柱層析分離純化，用乙酸乙酯:石油醚(1:5)淋洗，得淡黃色固體即制得N-異丙基氨基甲基吩嗪，收率73.0％。核磁共振數據為1HNMR(600MHz,CDCl3):δ8.33～8.31(m,1H),8.29～8.27(m,2H),8.25(d,J＝10.2Hz,1H),7.93～7.90(m,2H),7.88～7.85(m,2H),4.93(s,2H),3.28～3.24(m,1H),1.74(s,1H),1.53(d,J＝6.6Hz,6H).高分辨質譜HRMS計算值：C17H19N3(M+H)+:266.1626,理論值：266.1623.
其他化合物參照上述實施例的方法合成。
殺菌活性的測定：
用本發明中部分化合物對多種真菌病害進行殺菌活性測試。
實驗方法如下：化合物用丙酮或二氯甲烷或DMSO溶解制備成500μg/mL的母液。在無菌操作條件下，把配制好的500μg/mL母液用培養基稀釋成50μg/mL的含毒培養基平板，實驗設不含藥劑處理的空白對照，各重復3次。
按照中華人民共和國農業行業標準(NY/T 1156.2-2006)，采用菌絲生長速率法進行測定。將培養好的各種病原菌，在無菌操作條件下用直徑5mm的滅菌打孔器，自菌落邊緣切取菌餅，用接種器將菌餅接種于含藥平板中央，菌絲面向下，蓋上皿蓋，置于25℃培養箱中培養。
根據空白對照培養皿中菌落的生長情況調查病原菌菌絲生長情況，待空白對照中的菌落充分生長后，以十字交叉法測量各處理的菌落直徑，采用下面公式計算菌落增長直徑，取其平均值。
菌落增長直徑＝菌落直徑-菌餅直徑
測定結果用下列方法計算，以空白對照菌落增長直徑和藥劑處理的菌落增長直徑計算各藥劑處理對各種病原菌的菌絲增長抑制率(參見下面公式)。
菌絲生長抑制率(％)＝[(對照菌落增長直徑-藥劑處理菌落增長直徑)/空白對照菌落增長直徑]×100
部分化合物測試結果如表2所示(其中化合物編號對應表1中的編號)：
表2：部分化合物的殺菌活性測試結果
其中，Rhizoctonia solani：立枯絲核菌；Fusarium graminearum：禾谷鐮刀菌；Walnut root rot：核桃根腐病；Rhizoctonia solani Kühn：紋枯絲核菌；Sclerotinia sclerotiorum：核盤菌。
殺菌組合物的實施例(配方中各組份均為重量百分含量，化合物對應表1中的化合物)
實例11 65％可濕性粉劑
各組分混合在一起，在粉碎機中粉碎，直到顆粒達到標準。
實例12 50％乳油
將化合物26、PEO-10及乙氧基化甘油三酸酯溶于生物柴油中，得到透明的溶液。
實例13 40％的水懸浮劑
將化合物68與70％的應加入水量以及十二烷基苯磺酸鈉在球磨機中粉碎，其他組分溶解在其余水中，攪拌加入，混合均勻得水懸浮劑。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明的技術范圍作出任何限制，故凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明的技術方案范圍內。