一种香豆素-三唑类化合物及其农药上可接受的盐、制备及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机化学和农业领域，具体涉及一种香豆素-三唑类化合物及其农业 上可接受的盐、制备及其应用。
【背景技术】
[0002] 自20世纪60年代初，荷兰N.V.Philiph.Duphar公司合成了威菌磷，三唑类杀菌 剂的相关研究受到研究工作者的广泛关注。1974,德国拜耳公司研制出含1，2, 4-三唑的第 一个商品化的杀菌剂三唑酮，而后又开发了联苯三唑醇。20世纪80、90年代，三唑类杀菌剂 的开发取得很大进展，先后有20多个品种商品化。随着研究的不断深入，近期开发的化合 物特点是活性谱广，除对白粉病、锈病、黑星病等有活性外，对网斑病、狄霉病、眼纹病等多 种病害亦有很好的活性，持效期长。
[0003] 三唑类杀菌剂的杀菌作用就是通过抑制麦角留醇的生物合成来实现的，是属于麦 角甾醇生物合成抑制剂（EBI)中的重要一类。三唑类杀菌剂对麦角留醇生物合成的抑制作 用主要是抑制干扰留醇的C_14a-脱甲基化过程。C-14-α-脱甲基化通常被认为是通过氧 化消去：它首先转化为羟甲基，再转化为甲酰基，最后氧化为羧基，然后脱羧消去。上述氧化 消去过程是在细胞色素P-450的催化作用下进行的。三唑类杀菌剂的阻塞作用主要是由于 杀菌剂三唑环上的杂氮原子与细胞色素P-450的血红素正铁原子结合，而排除了铁所固有 的第六配体-氧。同时，杀菌剂的非氮杂部分与细胞色素P-450的亲脂部位结合，而占据通 常为C-14α-甲基留醇所占据的部位，微生物膜的结构和功能受到损害，最后导致菌体细 胞的死亡。
[0004] 现在公认的三唑类抗真菌化合物的构效关系是：
[0005] (1)三唑类化合物在与酶作用中，由于三唑环4位氮原子与血红素卟啉环的正铁 离子结合，因而三唑类杀菌剂中的三唑环是活性必须基团，若用其它基团取代，则抗菌活性 丧失，为了使结合效果好，三唑环除了 4位，其它位置没有取代基；
[0006] (2)在结合位点中，三唑类杀菌剂的非氮部位与细胞色素Ρ450的亲脂部位结合， 从而占据通常为14-甲基留醇所占部位，因此三唑环的1位取代基要求有一定的亲脂性，唑 环1位的氮原子与分子中央碳原子相连或相隔一个亚甲基为佳，增加亚甲基间隔单位则抑 菌活性降低或丧失；
[0007] (3)三唑类杀菌剂分子中。三唑环β-位通常连接有一个极性基团，这为了与卟啉 环的丙羧基形成氢键，增强底物与酶的结合效果；
[0008] (4)将三唑类化合物制成盐，由于分子中正电荷的引入有助于增加化合物的溶解 性和膜的通透性，从而增强其抗微生物活性。
[0009] 此外，三唑类杀菌剂作为内吸性杀菌剂，必需具备适当的膜透性，代谢稳定性，角 质存渗透性，水溶性等特点，才能从体外进入到作用点起作用。因此侧链结构（如共辄体系 的变化、亲水/亲脂基团的引入等）的改变，都会影响分子的电性性质、脂水分配系数以及 空间位阻等，使得三唑类化合物与靶酶的结合特性等，从而改变化合物的抗真菌活性。现已 开发的三唑类杀菌剂的结构基本符合是上述的结构特点及生理特点，如三唑酮，三唑醇，烯 效唑，烯唑醇等。
[0010] 但由于三唑类杀菌剂在抑制真菌P45014DM的同时对哺乳动物的P450系统也具有抑 制作用，对哺乳类动物尤其是人类的健康造成危害；另外，随着三唑类杀菌剂的广泛应用， 真菌耐药性问题日趋严重。寻找新型高效低毒抗真菌药物已成为近年来三唑类杀菌剂研究 领域的一大热点。
[0011] 香豆素是具有苯并吡喃酮为母核的一类存在于自然界的天然产物，香豆素类可以 游离或成苷的形式存在，主要分布于30个以上科的约150种植物中。香豆素及其类似物在 动植物体内具有良好的生物相容性，很多香豆素具有杀菌活性、杀虫杀螨活性、除草活性和 化感等作用。在民间就有使用富含香豆素的植物提取物作为农用杀菌剂的传统。简单香豆 素的合成操作简单、收率高、成本低，有利于工业化。因而，结合香豆素与三唑类优势结构的 新型抗微生物化合物是解决三唑类杀菌剂耐药问题与毒性问题的最佳方法之一。
【发明内容】
[0012] 本发明提供了新型多靶点，高效，低毒，广谱的抗微生物香豆素-三唑类化合物及 其在农业上可接受的盐、制备及其应用。具体而言，本发明提供了一类具有下式I所示的香 豆素-三唑类化合物：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各选自氢、烷基、芳基、卤素和多卤代烃基；
[0015] R3, R4各选自氢、烷基、卤素和烷氧基。
[0016] 优选的是，R1为甲基或卤代甲基，R2为卤素或正戊基或正丁基。
[0017] 本发明的另一目的在于提供香豆素-三唑类化合物（I式所示）在农业上可接受 的盐，如其盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐等盐。
[0018] 本发明的目的还在于提供香豆素-三唑类化合物的制备方法，具体步骤如下：以 取代的酚类、取代的酰基乙酸乙酯为起始原料，在浓硫酸催化的条件下，温度控制在室温至 0°C反应6~12小时，得到中间体3, 4-取代基-7-羟基香豆素；在碱催化剂三乙胺的存在 下，任选惰性溶剂中加入1，2, 4-三氮唑，在70°C下加入一氯频呐酮参与反应，得到中间体 3, 3_ 二甲基 _2_ 幾基-1- (1，2, 4_ 二氣P坐基）丁烧；3, 3_ 二甲基 _2_ 幾基-1- (1，2, 4_ 二氣 唑基）丁烷在任选惰性溶剂中与液溴反应，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-羟基香豆素再与溴代3, 3-二甲基-2-羰基-1- (1，2, 4-三 氮唑基）丁烷，在惰性有机溶剂缩合反应制得香豆素-三唑类化合物。
[0019] 进一步，所述取代的酚类包括间苯二酚，4-氯-间苯二酚；
[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] 本发明的目的还在于提供香豆素-三唑类化合物在农业上可接受的盐的制备方 法，具体步骤如下：将7-(3, 3-二甲基-2-羰基-1-(1，2, 4-三氮唑基）丁醇基）-3, 4-取 代基香豆素与酸在常温条件下，溶解于乙醚-氯仿混合液中，缓慢滴加冰醋酸，搅拌至无白 色沉淀生成为止，过滤后干燥得白色固体反应制备而得，所述的酸包括盐酸、硫酸、硝酸、醋 酸。
[0022] 本发明的目的还在于提供香豆素-三唑类化合物（I)及其在农业上可接受的盐或 它们的溶剂化物或它们的混合物用于制备抗细菌、真菌等农药的用途及制备植物保护剂方 面的应用。
[0023] 本发明的这些和其他特征、方面和优点可以参考以下的说明和所附的权利要求更 好的理解。
[0024] 本文中的"约"指一定的优选操作范围，如反应剂摩尔比的范围、物质量和温度，没 有确切决定。这对本领域技术人员而言是显然的。例如，对有机化学反应列举的温度范围约 为120°C到135°C，应被理解为包括期望有益于反应速度的其它温度，例如105°C或150°C。 在缺少普通技术人员的经验指导、缺少从文章的指导时，并且没有列举更具体规则时，"约" 的范围应不超过一个端点绝对值的10%或列举范围的15%，取较小的。
[0025] 除非特别指出，本发明所用的取代基术语"烷基"、"烷氧基"和"卤代烷基"，单独使 用或作为较大分子的一部分使用，包括含有至少1个或2个碳原子的直链或支链，如对该取 代基合适的，且较佳地至多为12个碳原子，更佳地是至多10个碳原子，特别优选地是至多 5个碳原子。术语"芳基"指苯基或萘基，任选地被一个或多个卤素、烷基、烷氧基或卤代烷 基取代。"卤素"或"卤代"指氟、溴、碘或氯。术语"室温"指温度范围为约20°C到30°C的 温度。一些溶剂、催化剂等是以它们已知的缩写显示的。它们包括缩写〃DMAC"指N，N二甲 基乙酰胺、〃DMF"指N，N-二甲基甲酰胺、〃THF"指四氢呋喃、"DMAP"指4二甲基氨基吡啶、 "DBN" 指 1，5 -二氮杂二环[4. 3. 0]壬-5-烯、和 "DBU" 指 1，8-二氮杂二环[5乂 0] ^^一 碳-7-烯。术语"甘醇二甲醚"指一类溶剂，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] 本发明的优点在于：
[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 结构上区别与以往的三唑类杀菌剂，可以解决部分三唑类杀菌剂的抗药性问题。
[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 制备方法上产率更高，方法更加环保。
[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 农业上可接受的盐在水中的溶解性更加优越，与有机溶剂相比较更加环保。
[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 抗菌活性实验中发现，对小麦赤霉病原菌，小麦灰霉病原菌，水稻纹枯病原菌有着良好的抑 囷效果。
【附图说明】
[0031] 图1是实施例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图谱。
【具体实施方式】
[0032] 7-羟基香豆素（A)的合成：
[0034] 酚类和酰基乙酸酯，在酸催化下，温度控制在室温至0°C反应6~12小时，得到中 间体7-羟基香豆素；
[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] 在碱催化剂的存在下，任选惰性溶剂中加入1，2, 4-三氮唑，在70°C下加入一氯频 呐酮参与反应，得到中间体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