一種香豆素-三唑類化合物及其農藥上可接受的鹽、制備及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及有機化學和農業領域，具體涉及一種香豆素-三唑類化合物及其農業 上可接受的鹽、制備及其應用。
【背景技術】
[0002] 自20世紀60年代初，荷蘭N.V.Philiph.Duphar公司合成了威菌磷，三唑類殺菌 劑的相關研究受到研究工作者的廣泛關注。1974,德國拜耳公司研制出含1，2, 4-三唑的第 一個商品化的殺菌劑三唑酮，而后又開發了聯苯三唑醇。20世紀80、90年代，三唑類殺菌劑 的開發取得很大進展，先后有20多個品種商品化。隨著研究的不斷深入，近期開發的化合 物特點是活性譜廣，除對白粉病、銹病、黑星病等有活性外，對網斑病、狄霉病、眼紋病等多 種病害亦有很好的活性，持效期長。
[0003] 三唑類殺菌劑的殺菌作用就是通過抑制麥角留醇的生物合成來實現的，是屬于麥 角甾醇生物合成抑制劑（EBI)中的重要一類。三唑類殺菌劑對麥角留醇生物合成的抑制作 用主要是抑制干擾留醇的C_14a-脫甲基化過程。C-14-α-脫甲基化通常被認為是通過氧 化消去：它首先轉化為羥甲基，再轉化為甲酰基，最后氧化為羧基，然后脫羧消去。上述氧化 消去過程是在細胞色素P-450的催化作用下進行的。三唑類殺菌劑的阻塞作用主要是由于 殺菌劑三唑環上的雜氮原子與細胞色素P-450的血紅素正鐵原子結合，而排除了鐵所固有 的第六配體-氧。同時，殺菌劑的非氮雜部分與細胞色素P-450的親脂部位結合，而占據通 常為C-14α-甲基留醇所占據的部位，微生物膜的結構和功能受到損害，最后導致菌體細 胞的死亡。
[0004] 現在公認的三唑類抗真菌化合物的構效關系是：
[0005] (1)三唑類化合物在與酶作用中，由于三唑環4位氮原子與血紅素卟啉環的正鐵 離子結合，因而三唑類殺菌劑中的三唑環是活性必須基團，若用其它基團取代，則抗菌活性 喪失，為了使結合效果好，三唑環除了 4位，其它位置沒有取代基；
[0006] (2)在結合位點中，三唑類殺菌劑的非氮部位與細胞色素Ρ450的親脂部位結合， 從而占據通常為14-甲基留醇所占部位，因此三唑環的1位取代基要求有一定的親脂性，唑 環1位的氮原子與分子中央碳原子相連或相隔一個亞甲基為佳，增加亞甲基間隔單位則抑 菌活性降低或喪失；
[0007] (3)三唑類殺菌劑分子中。三唑環β-位通常連接有一個極性基團，這為了與卟啉 環的丙羧基形成氫鍵，增強底物與酶的結合效果；
[0008] (4)將三唑類化合物制成鹽，由于分子中正電荷的引入有助于增加化合物的溶解 性和膜的通透性，從而增強其抗微生物活性。
[0009] 此外，三唑類殺菌劑作為內吸性殺菌劑，必需具備適當的膜透性，代謝穩定性，角 質存滲透性，水溶性等特點，才能從體外進入到作用點起作用。因此側鏈結構（如共輒體系 的變化、親水/親脂基團的引入等）的改變，都會影響分子的電性性質、脂水分配系數以及 空間位阻等，使得三唑類化合物與靶酶的結合特性等，從而改變化合物的抗真菌活性。現已 開發的三唑類殺菌劑的結構基本符合是上述的結構特點及生理特點，如三唑酮，三唑醇，烯 效唑，烯唑醇等。
[0010] 但由于三唑類殺菌劑在抑制真菌P45014DM的同時對哺乳動物的P450系統也具有抑 制作用，對哺乳類動物尤其是人類的健康造成危害；另外，隨著三唑類殺菌劑的廣泛應用， 真菌耐藥性問題日趨嚴重。尋找新型高效低毒抗真菌藥物已成為近年來三唑類殺菌劑研究 領域的一大熱點。
[0011] 香豆素是具有苯并吡喃酮為母核的一類存在于自然界的天然產物，香豆素類可以 游離或成苷的形式存在，主要分布于30個以上科的約150種植物中。香豆素及其類似物在 動植物體內具有良好的生物相容性，很多香豆素具有殺菌活性、殺蟲殺螨活性、除草活性和 化感等作用。在民間就有使用富含香豆素的植物提取物作為農用殺菌劑的傳統。簡單香豆 素的合成操作簡單、收率高、成本低，有利于工業化。因而，結合香豆素與三唑類優勢結構的 新型抗微生物化合物是解決三唑類殺菌劑耐藥問題與毒性問題的最佳方法之一。
【發明內容】
[0012] 本發明提供了新型多靶點，高效，低毒，廣譜的抗微生物香豆素-三唑類化合物及 其在農業上可接受的鹽、制備及其應用。具體而言，本發明提供了一類具有下式I所示的香 豆素-三唑類化合物：7_ (3, 3-二甲基-2-羰基-1-(1，2, 4-三氮唑基）丁醇基）-香豆素，
[0013]
[0014] 式中R1，!?2各選自氫、烷基、芳基、鹵素和多鹵代烴基；
[0015] R3, R4各選自氫、烷基、鹵素和烷氧基。
[0016] 優選的是，R1為甲基或鹵代甲基，R2為鹵素或正戊基或正丁基。
[0017] 本發明的另一目的在于提供香豆素-三唑類化合物（I式所示）在農業上可接受 的鹽，如其鹽酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽等鹽。
[0018] 本發明的目的還在于提供香豆素-三唑類化合物的制備方法，具體步驟如下：以 取代的酚類、取代的酰基乙酸乙酯為起始原料，在濃硫酸催化的條件下，溫度控制在室溫至 0°C反應6~12小時，得到中間體3, 4-取代基-7-羥基香豆素；在堿催化劑三乙胺的存在 下，任選惰性溶劑中加入1，2, 4-三氮唑，在70°C下加入一氯頻吶酮參與反應，得到中間體 3, 3_ 二甲基 _2_ 幾基-1- (1，2, 4_ 二氣P坐基）丁燒；3, 3_ 二甲基 _2_ 幾基-1- (1，2, 4_ 二氣 唑基）丁烷在任選惰性溶劑中與液溴反應，得到溴代3, 3-二甲基-2-羰基-1-(1，2, 4-三 氮唑基）丁烷；3, 4-取代基-7-羥基香豆素再與溴代3, 3-二甲基-2-羰基-1- (1，2, 4-三 氮唑基）丁烷，在惰性有機溶劑縮合反應制得香豆素-三唑類化合物。
[0019] 進一步，所述取代的酚類包括間苯二酚，4-氯-間苯二酚；
[0020] 取代的酰基乙酸乙酯包括2-戊基乙酰乙酸乙酯，4-氯乙酰乙酸乙酯，2-甲基乙酰 乙酸乙酯。
[0021] 本發明的目的還在于提供香豆素-三唑類化合物在農業上可接受的鹽的制備方 法，具體步驟如下：將7-(3, 3-二甲基-2-羰基-1-(1，2, 4-三氮唑基）丁醇基）-3, 4-取 代基香豆素與酸在常溫條件下，溶解于乙醚-氯仿混合液中，緩慢滴加冰醋酸，攪拌至無白 色沉淀生成為止，過濾后干燥得白色固體反應制備而得，所述的酸包括鹽酸、硫酸、硝酸、醋 酸。
[0022] 本發明的目的還在于提供香豆素-三唑類化合物（I)及其在農業上可接受的鹽或 它們的溶劑化物或它們的混合物用于制備抗細菌、真菌等農藥的用途及制備植物保護劑方 面的應用。
[0023] 本發明的這些和其他特征、方面和優點可以參考以下的說明和所附的權利要求更 好的理解。
[0024] 本文中的"約"指一定的優選操作范圍，如反應劑摩爾比的范圍、物質量和溫度，沒 有確切決定。這對本領域技術人員而言是顯然的。例如，對有機化學反應列舉的溫度范圍約 為120°C到135°C，應被理解為包括期望有益于反應速度的其它溫度，例如105°C或150°C。 在缺少普通技術人員的經驗指導、缺少從文章的指導時，并且沒有列舉更具體規則時，"約" 的范圍應不超過一個端點絕對值的10%或列舉范圍的15%，取較小的。
[0025] 除非特別指出，本發明所用的取代基術語"烷基"、"烷氧基"和"鹵代烷基"，單獨使 用或作為較大分子的一部分使用，包括含有至少1個或2個碳原子的直鏈或支鏈，如對該取 代基合適的，且較佳地至多為12個碳原子，更佳地是至多10個碳原子，特別優選地是至多 5個碳原子。術語"芳基"指苯基或萘基，任選地被一個或多個鹵素、烷基、烷氧基或鹵代烷 基取代。"鹵素"或"鹵代"指氟、溴、碘或氯。術語"室溫"指溫度范圍為約20°C到30°C的 溫度。一些溶劑、催化劑等是以它們已知的縮寫顯示的。它們包括縮寫〃DMAC"指N，N二甲 基乙酰胺、〃DMF"指N，N-二甲基甲酰胺、〃THF"指四氫呋喃、"DMAP"指4二甲基氨基吡啶、 "DBN" 指 1，5 -二氮雜二環[4. 3. 0]壬-5-烯、和 "DBU" 指 1，8-二氮雜二環[5乂 0] ^^一 碳-7-烯。術語"甘醇二甲醚"指一類溶劑，包括一甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲 醚、四甘醇二甲醚和聚甘醇二甲醚。
[0026] 本發明的優點在于：
[0027] 1、所合成的7-(3,3_二甲基-2-羰基-1-(1，2,4-三氮唑基）丁醇基）_香豆素在 結構上區別與以往的三唑類殺菌劑，可以解決部分三唑類殺菌劑的抗藥性問題。
[0028] 2、所合成的7-(3,3_二甲基-2-羰基-1-(1，2,4-三氮唑基）丁醇基）_香豆素在 制備方法上產率更高，方法更加環保。
[0029] 3、所合成的7-(3,3_二甲基-2-羰基-1-(1，2,4-三氮唑基）丁醇基）_香豆素在 農業上可接受的鹽在水中的溶解性更加優越，與有機溶劑相比較更加環保。
[0030] 4、所合成的7-(3,3-二甲基-2-羰基-1-(1，2,4-三氮唑基）丁醇基）-香豆素在 抗菌活性實驗中發現，對小麥赤霉病原菌，小麥灰霉病原菌，水稻紋枯病原菌有著良好的抑 囷效果。
【附圖說明】
[0031] 圖1是實施例1化合物7-(3,3_二甲基-2-羰基-1-(1，2,4-三氮唑基）丁醇 基）-4-甲基香豆素（1-1)的1HNMR圖譜。
【具體實施方式】
[0032] 7-羥基香豆素（A)的合成：
[0034] 酚類和酰基乙酸酯，在酸催化下，溫度控制在室溫至0°C反應6~12小時，得到中 間體7-羥基香豆素；
[0035] 溴代3, 3-二甲基-2-羰基_1-(1，2, 4-三氮唑基）丁烷的合成：
[0036] 在堿催化劑的存在下，任選惰性溶劑中加入1，2, 4-三氮唑，在70°C下加入一氯頻 吶酮參與反應，得到中間體3, 3-二甲基-2-羰基-1-(1，2, 4-三氮唑基）丁烷；3, 3-二甲 基-2-羰基_1-(1，2, 4-三氮唑基）丁烷在任