具有杀菌活性的N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物及其制备方法转让专利
申请号 : CN201010535074.7
文献号 : CN102461557B
文献日 : 2013-10-23
发明人 : 徐胜臻 , 陈长水 , 李建洪 , 曹敏惠 , 申晓霞
申请人 : 华中农业大学
摘要 :
本发明属于农药合成技术领域，具体涉及一种具有杀菌活性的N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物及制备方法与应用。本发明公开了通式为(I)所表示的具有杀菌活性的N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物及其制备方法。其化学结构式如下所示：其中Ar为Ph，3-CH3-Ph，2-C2H5OPh，2-NO2-4-ClPh。本发明的化合物对油菜菌核菌的抑制活性高于多菌灵，可用作杀菌剂，其对油菜菌核菌的抑制效果显著，其IC50值均小于10mg/L。
权利要求 :
1.一种N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物的化合物作为抑制油菜菌核菌的有效成份的应用，其特征在于：该化合物具有如通式(I)所示的结构式：
其中：Ar为Ph，3-CH3-Ph，2-C2H5OPh，2-NO2-4-ClPh。
说明书 :
具有杀菌活性的N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲
衍生物及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于化学农药合成技术领域，具体涉及一种具有杀菌活性的N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物的制备方法与应用。
背景技术
[0002] 20世纪80年代欧洲专利报道N-硝基三氯苯胺对小麦、大麦、棉花、大豆等作物具有矮化壮苗作用(EP0034281)。1978年美国的Barrington Cross和Dawe曾报道N-硝基苯胺类化合物具有杀菌活性(US4130645)。国内学者筛选出一种对水稻、棉花、小麦和油菜等作物具有促增产作用的新型植物生长调节剂——双效素(谢九皋等，中国发明专利号：ZL94119117.6)，其对单、双子叶作物有较强的生理调节作用，具有明显的增产效果。经多方评估，其植物生长调节活性好于多效唑(PP333)和助壮素(又称缩节胺)。华中农业大学农药研究室张巧玲等(张巧玲，李良超，李水清，谢九皋，N-硝基苯基脲衍生物构效关系的研究，华中农业大学学报，2001，20：501-505)，将N-硝基三氯苯胺与具有除草活性的苯基脲活性基团有机结合，用光气法合成了一系列N-硝基苯基脲衍生物；李雪刚(李雪刚，N-硝基苯基脲衍生物的合成及其初步生物活性测定，[硕士学位论文]，武汉：华中农业大学图书馆，
2003，中国知网：http://www.cnki.net/)采用固体光气用酰氯法合成N-硝基苯基脲并进行了活性测定。以上研究所合成的化合物都是N-硝基苯基脲类结构，有一定的除草或植物生长调节活性。本发明所合成的化合物具有N-硝基苯基脲类结构，在相同浓度其对油菜菌核菌的抑制活性时明显优于商品化杀菌剂“多菌灵”。
2003，中国知网：http://www.cnki.net/)采用固体光气用酰氯法合成N-硝基苯基脲并进行了活性测定。以上研究所合成的化合物都是N-硝基苯基脲类结构，有一定的除草或植物生长调节活性。本发明所合成的化合物具有N-硝基苯基脲类结构，在相同浓度其对油菜菌核菌的抑制活性时明显优于商品化杀菌剂“多菌灵”。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于合成一种具有杀菌活性的N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物，提供一类具有具有除草活性的N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物及其合成方法。
[0004] 本发明的结构通式如(I)所示：
[0005]
[0006] 式中，Ar表示：Ph，3-CH3-Ph，2-C2H5OPh，2-NO2-4-ClPh。
[0007] 本发明的具有上述结构通式(I)的化合物对油菜菌核菌有显著的抑制作用，可用作杀菌剂的有效成份。
[0008] 具体地，本发明的化合物合成路线如下：
[0009]
[0010] 上述反应式中：化合物(II)与固体光气摩尔比为1∶0.4，以甲苯或二氯乙烷作溶剂，三乙胺作催化剂，在冰浴下反应得中间体(IV)，将中间体(IV)与芳氨在50℃反应2-5小时，得到N-硝基-N-2，4，6-三氯苯基-N’-芳基脲衍生物I，收率为64-83％。
[0011] 更详细的技术方案见《具体实施方式》。
附图说明
[0012] 图1：是本发明制备的化合物I-1的核磁共振氢谱(1H NMR)谱图。
[0013] 图2：是本发明制备的化合物I-2的核磁共振氢谱(1H NMR)谱图。
[0014] 图3：是本发明制备的化合物I-3的核磁共振氢谱(1H NMR)谱图。
[0015] 图4：是本发明制备的化合物I-4的核磁共振氢谱(1H NMR)谱图。
[0016] 图5：是本发明制备的化合物I-1的红外光谱(IR)谱图。
[0017] 图6：是本发明制备的化合物I-2的红外光谱(IR)谱图。
[0018] 图7：是本发明制备的化合物I-3的红外光谱(IR)谱图。
[0019] 图8：是本发明制备的化合物I-4的红外光谱(IR)谱图。
具体实施方式
[0020] 实施例1(基本制备实施例) 化合物I-1的制备
[0021] 本实施例制备的化合物I-1具有如下式所示的结构：
[0022]
[0023] 合成方法：在250ml三口烧瓶中加入0.004mol固体光气和20mL甲苯，冰盐浴控温0～5℃下滴加0.01mol N-硝基-2，4，6-三氯苯胺和50mL甲苯及5mL三乙胺组成的溶液，
2h滴加完毕，室温反应1h，50℃反应4h后，用氮气吹赶多余的光气。滴加0.01mol苯氨和
30mL甲苯及3mL三乙胺组成的溶液，30min滴加完毕，继续保温反应4h，减压抽滤，固体产物依次经10％NaCO3洗，大量水洗，10×3mL丙酮洗涤后烘干，丙酮重结晶，干燥，得白色针状晶体，收率为64％，m.p.229～230℃(天津市分析仪器厂RY-2型熔点仪(温度计未校正)测定)。
2h滴加完毕，室温反应1h，50℃反应4h后，用氮气吹赶多余的光气。滴加0.01mol苯氨和
30mL甲苯及3mL三乙胺组成的溶液，30min滴加完毕，继续保温反应4h，减压抽滤，固体产物依次经10％NaCO3洗，大量水洗，10×3mL丙酮洗涤后烘干，丙酮重结晶，干燥，得白色针状晶体，收率为64％，m.p.229～230℃(天津市分析仪器厂RY-2型熔点仪(温度计未校正)测定)。
[0024] 红外光谱(IR)测定所用仪器为美国Nicolet公司生产的AVATAR 330型红外光谱仪(KBr压片法)，质谱测定所用仪器为Varian CP-3800 Saturn 2200 GC-Mass气-质联用质谱仪，核磁共振氢谱(1H NMR)测定所用仪器为德国Bruker公司AV-400MHz型核磁共振仪(以DMSO为溶剂，TMS为内标)。测试数据如下：
[0025] IR(KBr)cm-1：3267(N-H)，3066(Ar-H)，1646(C＝O)，1257(N-NO2)；
[0026] 1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ8.98(s，1H，NH)，7.76(s，2H，N-ArH)，7.45(d，J ＝8.0Hz，2H，ArH)，7.29(d，J＝7.6Hz，2H，ArH)，6.99(t，J＝7.6，6.8Hz，1H，ArH)。
[0027] 实施例2 化合物I-2的制备
[0028] 本实施例制备的化合物I-2，具有如下式所示的结构：
[0029]
[0030] 制备方法参照实施例1(检测仪器同上)。所得纯品为白色针状晶体，收率83％，m.p.227～228℃。
[0031] 结构鉴定数据如下：
[0032] IR(KBr)cm-1：3280(N-H)，3076(Ar-H)，2916(C-H)，1644(C＝O)，1284(N-NO2)；
[0033] 1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ8.89(s，1H，NH)，7.75(s，2H，ArH)，7.29(s，1H，ArH)，7.22(d，J＝8.4Hz，1H，ArH)，7.15(t，J＝7.2，6.0Hz，1H，ArH)，6.79(d，J＝7.6Hz，1H，ArH)，2.26(s，3H，CH3)。
[0034] 实施例3 化合物I-3的制备
[0035] 本实施例制备的化合物I-3，具有如下式所示的结构：
[0036]
[0037] 制备方法参照实施例1(检测仪器同上)。所得纯品为白色针状晶体，收率68％，m.p.238～239℃。
[0038] 结构鉴定数据如下：
[0039] IR(KBr)cm-1：3291(N-H)，3072(Ar-H)，2979(C-H)，1645(C＝O)，1263(N-NO2)；
[0040] 1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ9.08(s，1H，NH)，8.06(d，J ＝ 7.6Hz，1H，ArH)，7.76(s，2H，ArH)，7.01(d，J ＝ 8.0Hz，1H，ArH)，6.92(q，J ＝ 1.2，6.4，8.0Hz，1H，ArH)，
6.85(t，J＝8.0，7.2Hz，1H，ArH)，4.14(q，J＝6.8，7.2，6.8Hz，2H，CH2)，1.42(t，J＝6.8，
7.2Hz，3H，CH3)。
6.85(t，J＝8.0，7.2Hz，1H，ArH)，4.14(q，J＝6.8，7.2，6.8Hz，2H，CH2)，1.42(t，J＝6.8，
7.2Hz，3H，CH3)。
[0041] 实施例4 化合物I-4的制备
[0042] 本实施例制备的化合物I-3，具有如下式所示的结构：
[0043]
[0044] 制备方法参照实施例1(检测仪器同上)。所得纯品为白色针状晶体，收率65％，m.p.283～285℃。
[0045] 结构鉴定数据如下：
[0046] IR(KBr)cm-1：3293(N-H)，3076(Ar-H)，1648(C＝O)，1291(N-NO2)；
[0047] 1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ9.65(s，1H，NH)，8.75(s，1H，ArH)，8.30(d，J ＝8.8Hz，1H，ArH)，8.13(d，J＝2.4Hz，1H，ArH)，7.77(s，2H，ArH)。
[0048] 依据实施例1的方法合成了如下的化合物，见表1所示
[0049] 表1 本发明合成的化合物
[0050]
[0051] 实施例4(应用实施例)
[0052] 抑菌活性试验(参照：“中华人民共和国农业行业标准NY/T 1156.2-2006农药室内生物测定实验准则抑制病原真菌菌丝生长试验平皿法”测试目标化合物的抑菌活性；参见http://www.agripests.cn/show8_14.asp？id＝25。
[0053] 供试靶标为水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)和油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)，均已公开发表(见表2的菌株来源说明)。本发明不是依赖遗传资源的发明，所述的菌株仅仅是说明实施例，该所述的菌株是来检验本发明的农药的活性和防治效果的。实际上，只要具备植物保护专业的一般知识，采用常规方法，从中国长江中下游的水稻产区和油菜产区都可以分离得到该用于验证该农药活性和防治效果的上述菌种，本实施例并不特别限定一定是本实施例实施验证的菌株。
[0054] 试验药剂的配制：
[0055] 据本发明制备的化合物I-1、化合物I-2、化合物I-3和化合物I-4在不同溶剂中的溶解性能以及溶剂本身的毒性，本实施例选定溶剂为二甲基亚砜，乳化剂为Tween-80(购自国药集团化学试剂有限公司产品)，配成1％乳油。供试药剂浓度见表2，同时设清水和溶剂对照，每处理3个重复。
[0056] 表2 本发明的化合物应用试验设计表
[0057]
[0058] 表2菌种的来源说明：表2所述的水稻纹枯病菌株WH-1已公开发表(见：Xie J，Fu Y，Jiang D，et al.Intergeneric transfer of ribosomal genes between two fungi.BMC Evolutionary Biology.2008，8：87.)。引起油菜菌核病菌的致病菌即核盘菌菌株Sunf-M也已公开发表(见：Xie Jun，Wei Dongmei，Jiang Daohong，FuYanping et al.Characterization of debilitation-associated mycovirus infecting the plant-pathogenic fungusSclerotinia sclerotiorum.Journal of General Virology.2006，87，241-249)。
[0059] 具体操作步骤如下：
[0060] 马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基是分离菌物和细菌的常用培养基，其制备方法是：称取200g新鲜马铃薯，洗净去皮后切成丁或小片，加蒸馏水1000mL煮沸约半小时至马铃薯酥而不烂，用纱布过滤，再加15g葡萄糖和20g琼脂粉，充分溶解后趁热纱布过滤，分装在250mL的锥形瓶中，两层玻璃纸封口，于15磅蒸气121℃灭菌20min后取出，冷却后贮存备用。
[0061] 在培养基上，将待测菌种连续培养三代以活化。然后在试验前3d，再转移一次，于27℃下培养，备用。试验所需锥形瓶、玻璃棒、移液管、培养皿、打孔器、接种器等均须灭菌后备用。
[0062] 称取各目标化合物0.1g，溶于9mL二甲基亚砜(DMSO)中，添加1mL乳化剂吐温-80，即得到10000mg/L的乳液。用灭菌水稀释得到200，500，1000mg/L 3个浓度梯度的药液。
[0063] 在无菌操作台中，用注射器吸取1mL目标化合物药液，通过微孔滤膜后加到灭菌培养皿中，取9mL预先融化的灭菌培养基于加药处理的的培养皿中，混匀后静置至给药培养基凝固。此处药剂浓度被稀释10倍，因此待测样品的浓度即为20，50，100mg/L 3个浓度梯度。试验同时设清水和溶剂对照，每处理3个重复。
[0064] 将培养好的待测菌种，在无菌条件下用直径为5mm的灭菌打孔器，自菌落边缘切取菌饼，用接种器将菌饼接种于含药培养基平板中央，菌丝面朝上，盖上皿盖，置于25℃培养箱中培养。
[0065] 待空白对照培养皿中菌丝圈长至培养皿边缘时查试验结果。用卡尺测量菌落直径，单位为毫米(mm)。每个菌落用十字交叉法垂直测量直径各一次，取其平均值。
[0066] 根据测量的结果，按公式(1)、(2)计算目标化合物各处理浓度对供试靶标菌的菌丝生长抑制率，单位为百分率(％)，计算结果保留小数点后两位。
[0067] D＝D1-D2…………………………………(1)
[0068] 式中：D----菌落增长直径，D1----菌落直径，D2----菌饼直径
[0069]
[0070] 式中：I----菌丝生长抑制率，D0----空白对照菌落增长直径，Dt----药剂处理菌落增长直径
[0071] 用DPS2000(http://www.pinggu.org/bbs/thread-102720-1-1.html)软件，根据各药剂浓度对数值与对应的菌丝生长抑制率几率值作回归分析，计算得到药剂的IC50值。
[0072] 本发明制备的化合物I-1、化合物I-2、化合物I-3和化合物I-4的测定结果见表3和表4所示。多菌灵在50mg/L下对油菜菌核病菌的抑制率为61.00％见文献(覃章兰，李超.应用化学，2009，26：388-391)，表3的水稻纹枯病菌和油菜菌核病菌的菌株来源同表
2。
2。
[0073] 表3 本发明的化合物I-1、I-2、I-3和I-4对水稻纹枯病菌、油菜菌核病菌活性试验结果
[0074]
[0075] 表4 本发明合成的化合物I-1、I-2、I-3和I-4对水稻纹枯病菌、油菜菌核病菌的IC50值
[0076]
[0077] 表4的水稻纹枯病菌和油菜菌核病菌的菌株来源同表2。
[0078] 由表3和表4可知，本发明合成的化合物I-1、I-2、I-3和I-4在50mg/L水平下对油菜菌核病菌的抑制活性均优于多菌灵，其抑制率分别为：84.50％，87.75％，87.13％，90.00％，其IC50值均在10mg/L以下。