CN111196785B - 三氮唑衍生物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三氮唑衍生物及其制备方法和用途，属于有机合成药物技术领域。三氮唑衍生物的结构如式I所示，其中，所述式I中的R1和R2为H、Cl、Br、—CF₃、—CH(CH₃)₂或—OCH₃，且R1和R2不同时为H；R3为—CH₂—或—COCH₂—；所述X和Y为N或C，且X和Y不同时为C，X和Y不同时为N。本发明的三氮唑衍生物对多种农作物病害的病菌都有一定的抑制作用。对植物的毒副作用小。所述三氮唑衍生物的制备方法简单。

Description

三氮唑衍生物及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种三氮唑衍生物及其制备方法和用途，属于有机合成药物技术领域。

背景技术

随着现代农业的发展，农药成为确保害虫防治、保障经济作物不减产的有力武器。但是，过多的农药使用导致害虫抗药性变强，同时随着食物链的传递，给人体健康造成了各种各样的危害。为了降低农药对环境的污染，改善我们本就脆弱的环境问题，寻找对人、畜安全无毒、高效、低残留的农药成为化学人亟待解决的重要问题。

此外，长期使用相同的抗菌药物，病菌容易耐药，因此开发新的杀菌效果好，对作物生长副作用小，甚至能促进作物生长的化合物具有非常重要的意义。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新的三氮唑衍生物。

为解决本发明的第一个技术问题，所述三氮唑衍生物的结构如式I所示：

其中，所述式I中的R1和R2为H、Cl、Br、—CF₃、—CH(CH₃)₂或—OCH₃，且R1和R2不同时为H；R3为—CH₂—或—COCH₂—；所述X和Y为N或C，且X和Y不同时为C，X和Y不同时为N。

优选的，所述R3为—CH₂—。

优选的，所述R1和R2为H、Cl、Br、—CF₃、—CH(CH₃)₂或—OCH₃，且R₁和R₂不同时为—OCH₃。

优选的，所述X为C，Y为N。

优选的，所述R1和R2为H、Cl、Br、—CF₃或—CH(CH₃)₂；优选所述R1和R2为H、Cl、Br或—CF₃；更优选所述R1和R2为H、—CF₃。

优选的，所述三氮唑衍生物为如下结构式中的至少一种：

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述的三氮唑衍生物的制备方法，当所述R3为—CH₂—时，所述方法包括：

所述a为NaBH₄,MeOH或MeCN,0℃；b为SOCl₂,0℃；c为NaH,K₂CO₃或CsCO₃，DMF；

当所述R3为—COCH₂—时，所述方法包括：

本发明要解决的第三个技术问题是提供上述的三氮唑衍生物或上述的方法制备得到的三氮唑衍生物在制备预防或治疗农作物病害、或调节植物生长的药物中的用途。

优选的，所述农作物病害为猕猴桃褐斑、草莓炭疽病、马铃薯晚疫病、草莓灰霉病或葡萄霜霉病。

优选的，所述调节植物生长的三氮唑衍生物为：

所述XZY-3-S34的使用浓度优选为0.01～0.1ppm，所述植物优选为水稻。

有益效果：

1.本发明的三氮唑衍生物对多种农作物病害的病菌都有一定的抑制作用。

2.本发明的三氮唑衍生物对植物的毒副作用小。

3.本发明的三氮唑衍生物XZY-3-S34对植物的生长还有一定的促进作用。

4.本发明的制备方法简单。

附图说明

图1为XZY-3-S34植物促生长图；

图2为3％XZY-3-S10、清水、化学对照组对葡萄霜霉病的实验照片。

图2中的4-1-a为1#叶片用药前、4-1-b为1#叶片用3％XZY-3-S10稀释200倍的药剂处理14天、4-4-a为4#叶片用药前、4-4-b为4#叶片用3％XZY-3-S10稀释200倍的药剂处理14天、4-5-a为5#叶片用药前、4-5-b为5#叶片用3％XZY-3-S10稀释200倍的药剂处理14天、4-6-a为CK-10号叶片用清水处理前，4-6-b为CK-10号叶片用清水处理14天后、4-7-a为CK-8号叶片用清水处理前，4-7-b为CK-7号叶片用清水处理14天后、4-8-a为1-2号叶片用增威赢绿处理前，4-8-b为1-2号叶片用增威赢绿处理14天后。

具体实施方式

为解决本发明的第一个技术问题，所述三氮唑衍生物的结构如式I所示：

其中，所述式I中的R1和R2为H、Cl、Br、—CF₃、—CH(CH₃)₂或—OCH₃，且R1和R2不同时为H；R3为—CH₂—或—COCH₂—；所述X和Y为N或C，且X和Y不同时为C，X和Y不同时为N。

优选的，所述R3为—CH₂—。

优选的，所述R1和R2为H、Cl、Br、—CF₃、—CH(CH₃)₂或—OCH₃，且R₁和R₂不同时为—OCH₃。

优选的，所述X为C，Y为N。

优选的，所述R1和R2为H、Cl、Br、—CF₃或—CH(CH₃)₂；优选所述R1和R2为H、Cl、Br或—CF₃；更优选所述R1和R2为H、—CF₃。

优选的，所述三氮唑衍生物为如下结构式中的至少一种：

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述的三氮唑衍生物的制备方法，当所述R3为—CH₂—时，所述方法包括：

所述a为NaBH₄,MeOH或MeCN,0℃；b为SOCl₂,0℃；c为NaH,K₂CO₃或CsCO₃，DMF；

当所述R3为—COCH₂—时，所述方法包括：

本发明要解决的第三个技术问题是提供上述的三氮唑衍生物或上述的方法制备得到的三氮唑衍生物在制备预防或治疗农作物病害、或调节植物生长的药物中的用途。

优选的，所述农作物病害为猕猴桃褐斑、草莓炭疽病、马铃薯晚疫病、草莓灰霉病或葡萄霜霉病。

优选的，所述调节植物生长的三氮唑衍生物为：

所述XZY-3-S34的使用浓度优选为0.01～0.1ppm，所述植物优选为水稻。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明具体实施例中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。

实施例1

XZY-3-S5的合成

将化合物7(100mg,1.44mmol)用3mL DMF溶解，室温搅拌下加入NaH(87mg,1.74mmol)，室温活化1h，加入化合物3(364mg,2.16mmol)，升至60℃反应5h。加水淬灭，加水，乙酸乙酯提取3次，有机层用饱和食盐水洗涤，无水MgSO₄干燥，浓缩得粗品，经柱层析得纯品185mg，64％，为无色透明液体。¹H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ8.06(s,1H),7.98(s,1H),7.29-7.21(m,4H),5.33(s,2H),2.97-2.90(m,1H),1.26(d,J＝8.0Hz,6H).

XZY-3-S10的合成

在N₂保护下，用2LDMF把1,2,4-三氮唑(142.0g,2.0mol,1.1eq)溶解，缓慢分批加入NaH(112.0g,2.8mol,1.5eq)，检测反应的温度，使其稳定在0℃左右，1h后加入4-三氟甲基苄溴(450.0g,1.9mol,1.0eq)的DMF溶液，2.5h经TLC检测，反应完毕，乙醇淬灭，萃取，得到697.0g浅黄色油状液体。¹H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ8.23(s,1H),8.01(s,1H),7.70(d,J＝8.0Hz,2H),7.38(d,J＝8.0Hz,2H),5.48(s,2H).

XZY-3-S24的合成:

用10mL无水甲醇把原料4-三氟甲基苯甲醛(320.0mg,1.8mmol,1.0eq)溶解，于0℃下缓慢加入NaBH₄(207.4mg,5.5mmol,3.0eq),搅拌30min后，停止搅拌，加丙酮淬灭反应。加硅藻土于孔型漏斗过滤，减压除溶剂，得302.7mg对三氟甲基苯甲醇，产率94.6％。

在0℃下将SOCl₂(5mL)滴加于对三氟甲基苯甲醇(288.6mg,1.64mmol,1.0eq)中，反应5min后，移至70℃回流，搅拌1h后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。减压蒸馏，加水和乙酸乙酯萃取，并用固体NaHCO₃调pH为弱碱性，有机层先后用饱和NaCl水溶液洗涤、无水MgSO₄干燥，过滤，有机层减压蒸馏，粗产品柱层析，得277.3mg对三氟甲基苯甲基氯，产率86.7％。

常温下，将碳酸铯(2052.7mg,6.3mmol,3.0eq)加入1,2,3-三氮唑(174.0mg,2.5mmol,1.2eq)的干燥乙腈溶液中，搅拌20min，滴加上述中间体(500.0mg,2.1mmol,1.0eq)的乙腈溶液，搅拌30min后，经TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。加硅藻土于孔型漏斗过滤，减压蒸馏，柱层析得到293.6mg白色固体，产率61.6％。¹H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ8.72(s,1H),8.03(s,1H),7.74(d,J＝8.0Hz,2H),7.48(d,J＝8.0Hz,2H),5.56(s,2H).

XZY-3-S27的合成:

用无水甲醇(12.0mL)把原料对异丙基苯甲醛(300.0mg,2.0mmol,1.0eq)溶解，于0℃下缓慢加入硼氢化钠(229.7mg,6.1mmol,3.0eq)，搅拌30min后，加丙酮1.0mL淬灭硼氢化钠，加硅藻土于孔型漏斗过滤，旋干得291.9mg油状液体，产率97.3％。

然后用DCM(12.0mL)把对异丙基苯甲醇(286.7mg,1.9mmol,1.0eq)溶解，于0℃下加入二氯亚砜(565.0mg,4.8mmol,2.5eq,345ul)搅拌，反应50min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。减压蒸馏，萃取，调节PH为中性，饱和食盐水，无水硫酸镁干燥处理，得到272.3mg(产率95.0％)有芳香气味的油状液体对异丙基苄氯。

DMF(3.0ml)把1,2,3-三氮唑(93.0mg,1.4mmol,2.0eq)溶解，于0℃缓慢加入氢化钠(40.8mg,1.7mmol,2.5eq)，搅拌20min，加入对异丙基苄氯(114.0mg,0.7mmol,1.0eq)，反应40min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。EA萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏，柱层析得到87.0mg白色固体，产率63.7％。¹H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ8.17(s,1H),7.73(s,1H),7.23(s,4H),5.57(s,2H),2.90–2.83(m,1H),1.18(s,3H),1.16(s,3H).¹³C NMR(100MHz,DMSO,ppm)δ148.8,134.1,134.0,128.4,127.1,125.3,52.9,33.6,24.3ppm.

XZY-3-S28的合成:

无水甲醇(3mL)把原料4-溴-2-氯苯甲醛(100mg,0.5mmol,1.0eq)溶解，于0℃下缓慢加入硼氢化钠(68.9mg,61.8mmol,4.0eq)，搅拌35min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌，加丙酮500uL淬灭硼氢化钠，加硅藻土于孔型漏斗过滤，旋干得94.3mg(产率94.3％)油状液体4-溴-2-氯苯甲醇。

于0℃下滴加SOCl₂(164.2mg,1.4mmol,3.0eq)于4-溴-2-氯苯甲醇(94.3mg,0.4mmol,1.0eq)中，反应5min后，移至70℃回流，搅拌1h后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。乙酸乙酯萃取，固体NaHCO₃调pH为中性，而后用饱和NaCl水溶液、无水MgSO₄干燥处理得81.1mg 4-溴-2-氯苄氯，产率74.4％。

丙酮(10mL)把1,2,4-三氮唑(189.2mg,2.7mmol,1.2eq)溶解，于0℃缓慢加入碳酸钾(945.4mg,6.8mmol,3.0eq)，搅拌40min，加入4-溴-2-氯苄氯(548.0mg,2.3mmol,1.0eq)，反应60min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。EA萃取3次，饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥处理，减压蒸馏，薄层层析得281.5mg白色固体，产率45.0％。¹H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ8.68(s,1H),8.02(s,1H),7.80-7.78(m,1H),7.60-7.58(m,1H),7.16(d,J＝8Hz,1H),5.51(s,2H)ppm.

XZY-3-S31的合成:

MeCN(3mL)把1,2,4-三氮唑(84.8mg,1.2mmol,1.2eq)和CsCO₃(997.0mg,3.1mmol,3.0eq)与室温下溶解，搅拌40min，加入原料1,3-二氯-5-氯甲苯(200.0mg,1.0mmol,1.0eq)，反应1.5h，反应完全。减压蒸馏除去MeCN，乙酸乙酯把反应液溶解，过滤，柱层析得到140.0mg白色固体，产率60.3％。¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.16(s,1H),8.00(s,1H),7.33(s,1H),7.13(d,J＝1.3Hz,2H),5.31(s,2H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ152.6,145.1,140.8,134.7,128.1,127.2,51.2.

XZY-3-S34的合成:

用DMF(3mL)把1,2,4-三氮唑(78.1mg,1.1mmol,1.1eq)和K₂CO₃(427.1mg,3.1mmol,3.0eq)与室温下溶解，搅拌40min，加入2-三氟甲基苄氯(200.0mg,1.0mmol,1.0eq)，反应1.5h，反应完全；乙酸乙酯萃取3次，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤，柱层析得到103.0mg浅黄色油状液体，产率44.0％。¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.09(s,1H),7.94(s,1H),7.67(d,J＝7.7Hz,1H),7.56–7.37(m,2H),7.23-7.21(m,1H),5.61(d,J＝69.9Hz,2H).

对比例1

XZY-3-S25的合成：

将1,2,4-三氮唑(107.1mg,1.5mmol,1.2eq)溶解于丙酮(5.0mL)，加入K₂CO₃(534.9mg,3.9mmol,3.0eq)，室温搅拌1h；随后在0℃加入原料2-溴-2′-氯苯乙酮(300.0mg,1.3mmol,1.0eq)，反应30min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。减压除溶剂，粗产品柱层析(PE:EA＝1:2)得到274.0mg黄色固体，收率84.0％。¹H NMR(300MHz,DMSO,ppm)δ8.55(s,1H),8.03(s,1H),7.90(d,J＝7.8Hz,1H),7.64–7.58(m,2H),7.56–7.48(m,1H),5.85(s,2H).¹³C NMR(100MHz,DMSO,ppm)δ194.8,152.0,146.0,135.4,133.9,131.4,131.0,130.4,128.0,57.7.

XZY-3-S26的合成：

将1,2,4-三氮唑(133.6mg,1.9mmol,1.5eq)溶于丙酮(6mL)，加入K₂CO₃(534.9mg,3.9mmol,3.0eq)，室温搅拌40min，然后于0℃下加入原料2-溴-4′-氯苯乙酮(300.0mg,1.3mmol,1.0eq)，(PE:EA＝1:1)，反应30min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。减压除溶剂，粗产品柱层析(PE:EA＝1:2)分离，得到281.8mg棕黄色固体，产率93.0％。¹H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ8.51(s,1H),8.08-8.03(m,3H),7.71–7.64(m,2H),6.00(s,2H).¹³CNMR(100MHz,DMSO,ppm)δ192.2,151.8,146.1,139.6,133.4,130.5,129.6,55.7ppm.

XZY-3-S29的合成:

无水甲醇(8.0mL)把原料藜芦醛(400.0mg,2.4mmol,1.0eq)溶解，于0℃下缓慢加入硼氢化钠(273.4mg,7.2mmol,3.0eq)，搅拌30min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌，加丙酮1mL淬灭硼氢化钠，加硅藻土于孔型漏斗过滤，减压蒸馏得381.7mg油状液体藜芦醇，产率95.4％。

0℃下滴加SOCl₂(1714.2mg,14.4mmol,6.0eq)于藜芦醇(381.7mg,2.3mmol,1.0eq)中，搅拌1h后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。乙酸乙酯萃取，固体NaHCO₃调pH为中性，饱和NaCl水溶液、无水MgSO₄干燥处理得256.6mg白色油状液体4-氯甲基-1,2-二甲氧基苯，产率57.5％。

DMF(5.0mL)把1,2,4-三氮唑(114.3mg,1.7mmol,1.2eq)溶解，于0℃缓慢加入碳酸钾(572.2mg,4.1mmol,3.0eq)，搅拌40min，加入4-氯甲基-1,2-二甲氧基苯(256.6mg,1.4mmol,1.0eq)，反应60min后，TLC薄层色谱监测反应完全，停止搅拌。EA萃取3次，饱和食盐水和无水硫酸镁干燥处理，旋蒸，柱层析得到224.3mg黄色油状液体，产率74.2％。¹H NMR(400MHz,DMSO,ppm)δ8.63(s,1H),7.97(s,1H),6.98(d,J＝2.0Hz,1H),6.93(d,J＝8.2Hz,1H),6.83(dd,J＝8.2,1.8Hz,1H),5.33(s,2H),2.90(s,3H),2.74(s,3H).

实施例2

抑菌活性实验

1)抑菌活性实验原理:

利用待测药物在培养基中扩散使其周围的细菌生长受到抑制而形成透明圈，即抑菌圈，将抑菌圈大小与无药物处理的菌落大小进行比较，从而判定待测药物抑菌效果。

2)实验方法：

首先，菌株接种扩繁，活化；其次，制作PDA培养基，把马铃薯洗净去皮，切成薄片，加水煮透(能用玻璃棒轻松戳破)，其次用纱布将其过滤，加入18g琼脂和20g葡萄糖，搅拌均匀，定容至1000mL，分装至锥形瓶内，封口，高压灭菌锅(120℃)灭菌30min后使用；称取药液，即称取各药物10mg+1mL乙醇+1mL1％的吐温，加水至10mL配成浓度为100ppm，并把清水作为对照；然后加药，倒培养基，即草莓灰霉，马铃薯晚疫组别量取1ml配制的药液和9mlLPDA液体培养基于培养皿中，猕猴桃褐斑分别量取1.5ml配制的药液和13.5mlLPDA，冷却待用，每个药剂设3次重复；接菌培养；最后进行调查。马铃薯晚疫在培养箱中培养2天后取出，测量菌落的直径并记录数据，计算药剂抑菌率。草莓灰霉在培养箱中培养3天后取出，测量菌落的直径并记录数据，计算药剂抑菌率。猕猴桃褐斑在培养箱中培养5天后取出，测量菌落的直径并记录数据，计算药剂抑菌率。

抑菌率计算公式：I＝【(D0-Dt)/D0】*100％

I：抑制率

D0：空白菌落直径(已减去菌饼直径)

Dt：药剂处理菌落直径(已减去菌饼直径)

3)实验结果：

对三氮唑类化合物进行了猕猴桃褐斑、草莓炭疽、马铃薯晚疫、草莓灰霉杀菌效果试验。由表1中数据可以看出，本发明的化合物对猕猴桃褐斑、草莓炭疽、马铃薯晚疫、草莓灰霉均有一定的抑菌效果，抗菌谱广，其中化合物XZY-3-S10对草莓炭疽、马铃薯晚疫、草莓灰霉、猕猴桃褐斑表现的抑菌活性最好，其抑菌率均在90％以上。并且，该化合物的抑菌持久性也较好，活性测试进行到第五天时，其抑菌活性仍然表现优异。

表1.受试化合物抑菌活性实验数据

实施例3

水稻萌芽促生长活性实验

原理：在不同药剂对水稻萌芽作用过程中，对水稻种子根、芽进行测量，得出根、芽的生长长度，带入相关公式进而得出根、芽的活力指数；发芽势即为种子的萌芽率。

方法：消毒的种子按设计浓度在室温下进行浸种处理，浸种24小时。浸种后用蒸馏水冲洗种子3～5次，用滤纸吸干备用。在培养皿中放置两层定性滤纸，用蒸馏水润湿滤纸。将30粒种子均匀地排在湿润的培养皿上，种粒之间保持一定距离。将摆好的培养器具移入人工气候箱，控制温度25℃，湿度70％左右，根据情况滴加蒸馏水，保持滤纸湿润。定期调查记录发芽情况、幼苗生长状态。三天后对水稻种子的根、芽测定处理。

活力指数(根、芽)＝V_I＝X₁/X₀*S*100

其中V_I-活力指数，X₁-处理萌发种子数，X₀-处理种子总数，S-萌发苗平均单株根长/芽长(cm)。

表2.受试化合物对水稻发芽促生长实验数据

由表2可见，本发明的化合物对作物的毒副作用小，部分化合物对植物生长甚至有促进作用，结合清水和溶剂对水稻芽长和根长的的活力指数综合评价，得出实验中浓度为0.01ppm的XZY-3-S34化合物促进作用最强，根活力指数为886.2，明显高于清水的803.0，如图1所示。

实施例4

田间试验

原理：以药剂对葡萄霜霉病为例，把合成的化合物XZY-3-S10配制成3％的制剂产品后，稀释200倍液防治葡萄霜霉病，把对葡萄霜霉病有很好效果的增威赢绿设置为化学对照，另外设置一个空白对照，每种药剂处理3～4株葡萄，按照实验设计分别进行叶片正反均匀施药，喷施全面。通过观察葡萄叶面的健康状况，评价综合效果。

方法：首先设置一个化学对照和空白对照；其次4～5天喷洒一次药液，用水量60L/亩；最后进行记录和调查，即药前选取30片叶子编号，分别对其进行分级记录，最后一次药后6天调查叶片病斑的蔓延情况并统计记录，3％XZY-3-S10对葡萄霜霉病的实验照片详见图2。

计算方法

病情指数＝(∑(各级病叶数×相对级数值)/(调查总叶数×9))×100

防效(％)＝(1-(处理区病情指数/CK病情指数))×100。

表3.田间试验病情指数表

Claims (6)

1.三氮唑衍生物在制备预防或治疗农作物病害的药物中的用途，其特征在于，所述三氮唑衍生物的结构如式I所示：

所述式I中的R1和R2为H、Cl、Br或—CF₃，且R1和R2不同时为H；R3为—CH₂—；所述X和Y为N或C，且X和Y不同时为C，X和Y不同时为N；

所述农作物病害为猕猴桃褐斑、草莓炭疽病、马铃薯晚疫病、草莓灰霉病或葡萄霜霉病。

2.根据权利要求1所述的三氮唑衍生物在制备预防或治疗农作物病害的药物中的用途，其特征在于，所述X为C，Y为N。

3.根据权利要求1或2所述的三氮唑衍生物在制备预防或治疗农作物病害的药物中的用途，其特征在于，所述R1和R2为H、—CF₃。

4.三氮唑衍生物在制备预防或治疗农作物病害的药物中的用途，其特征在于，所述三氮唑衍生物为如下结构式中的至少一种：

5.三氮唑衍生物在制备调节植物生长的药物中的用途，其特征在于，所述调节植物生长的三氮唑衍生物为：

所述植物为水稻。

6.根据权利要求5所述的三氮唑衍生物在制备调节植物生长的药物中的用途，其特征在于，所述XZY-3-S34的使用浓度为0.01～0.1ppm。

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