CN106212487B - 一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为杀菌剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4‑三唑衍生物作为杀菌剂的应用。它用4‑甲氧基邻硝基苯胺与水合肼生成化合物(Ⅱ)。再与MBF反应，得产物(Ⅲ)。将化合物(Ⅲ)用POCl3氯化得到产物(Ⅳ)。化合物物(Ⅳ)与水合肼反应得中间产物(Ⅴ)。化合物(Ⅴ)以POCl3做溶剂，与取代酸类化合物反应得式(I)所示的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4‑三唑衍生物；其原料简单易得，制备方法简单、后处理方便，产品收率高，而且该化合物为具有杀菌活性，特别是真菌尖孢炭疽病菌、草莓炭疽病菌和枸杞炭疽病菌等的防治具有良好的效果，为新农药的研发提供了基础。
Description
技术领域
本发明属于1,2,4-三唑类化合物制备技术领域，具体涉及一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为杀菌剂的应用。
背景技术
喹喔啉类、三氮唑类化合物的合成是农药化学、医疗化学、高分子化学、配位化学的重要方向。喹喔啉类化合物具有显著的生物活性，广泛应用于农药、医药、染料等领域。三氮唑类化合物又因其良好的杀菌、除草、杀虫和植物生长调节活性应用在农药领域。一些报道显示稠杂环化合物通常具有单杂环的混合属性。为了发现高效活性的新化合物，在4类苯并吡嗪结构上拼接上三氮唑结构，合成具有杀菌活性的新型1,2,4-三唑衍生物。
本发明提供了一种具有杀菌活性的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法与应用技术。
发明内容
本发明目的是提供一种具有杀菌活性的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为杀菌剂的应用。
所述的一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为杀菌剂的应用，其特征在于其结构式如(I)所示：
其中：R1为苯基，十一烷基，3-氟苯基，4-戊基苯基，2,4-二氯苯基，3-氯苯基，4-氟苯基，3-甲基苯基，4-甲氧基苯基，4-硝基苯基，3-硝基苯基，4-异丙基苯基，2-氯吡啶，4-正丙基苯基，2-呋喃。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为防治真菌尖孢炭疽菌、草莓炭疽菌、枸杞炭疽病菌的杀菌剂的应用。
所述的应用，其特征在于8-甲氧基-1-(4-正戊基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉对真菌尖孢炭疽病菌、草莓炭疽病菌和枸杞炭疽病菌均有良好的活性。
所述的应用，其特征在于8-甲氧基-1-(4-正戊基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、1-(3-氯苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、8-甲氧基-1-(4-甲氧基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、1-(4-正丙基苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、1-(呋喃-2-基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉对真菌尖孢炭疽病菌、草莓炭疽病菌和枸杞炭疽病菌均有活性。
所述的应用，其特征在于8-甲氧基-1-(2,4-二氯苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、8-甲氧基-1-(4-硝基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、8-甲氧基-1-(3-硝基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、1-(4-异丙基苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉、1-(2-氯吡啶-4-基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉对枸杞炭疽病菌有活性。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)在甲醇为溶剂，Raney Ni为催化剂条件下，4-甲氧基-2-硝基苯胺与水合肼加热回流制得如式(Ⅱ)所示的化合物(Ⅱ)；
2)将步骤1)得到的化合物(Ⅱ)和苯甲酰甲酸甲酯反应合成如式(Ⅲ)所示的化合物(Ⅲ)粗产物；
3)将步骤2)得到的化合物(Ⅲ)粗产物经乙醇洗涤纯化后，用POCl3做溶剂，加热回流条件下进行氯化反应，经TLC监测反应结束，经后处理得到如式(Ⅳ)所示的化合物(Ⅳ)，并进行下步反应；
4)以乙醇为溶剂，将步骤3)得到的化合物(Ⅳ)与水合肼反应获得式(Ⅴ)所示的(7-甲氧基-3-苯基喹喔啉-2-基)肼粗产物(Ⅴ)；
5)将步骤4)得到的化合物(Ⅴ)粗产物经重结晶纯化后，以POCl3做溶剂，与取代酸类化合物反应得式(I)所示的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物；
制备过程如下所示：
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法，其特征在于步骤1)中，加入的各物质投料量为：0.1mol 4-甲氧基邻硝基苯胺、30-50mL甲醇、70-80mL85％的水合肼、0.25～0.45g Raney Ni，优选为0.1mol 4-甲氧基邻硝基苯胺、40mL甲醇、75mL85％的水合肼、0.25～0.45g Raney Ni，Raney Ni为湿重。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法，其特征在于步骤2)中的反应温度为常温，反应时间为30-90min。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法，其特征在于步骤3)中后处理方法为：反应完毕后缓慢倒入冰水中，立即析出大量黄色固体，抽滤、洗涤干燥，得到化合物(Ⅳ)。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法，其特征在于步骤4)中，化合物(Ⅳ)与85％的水合肼的投料摩尔比为1：2.5-3.5，优选为1：3。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法，其特征在于化合物(Ⅴ)与取代酸类化合物的物质的量之比为1:1：1.2，加热回流时间为3.5-4.54h，优选物质的量之比为1:1：1.2，加热回流时间为4h。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法，其特征在于步骤3)中，TLC监测时取反应液，加入到冰水中破解POCl3，再用乙酸乙酯萃取产物，取有机层，以乙酸乙酯：石油醚＝1:3混合液为展开剂，监测反应的进行程度。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为除草剂的应用。
所述的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为除草剂在防治翦股颖、生菜杂草的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明提供了一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法及其制备方法和应用，其原料简单易得，制备方法简单、后处理方便，产品收率高，而且该化合物为具有除草活性，特别是针对防治翦股颖、生菜杂草的等具有良好的效果，为新农药的研发提供了基础。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明提供了一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物的制备方法及其制备方法和应用，其原料简单易得，制备方法简单、后处理方便，产品收率高，而且该化合物为具有杀菌活性，特别是针对防治真菌尖孢炭疽菌,草莓炭疽菌,枸杞炭疽病菌等的防治具有良好的效果，为新农药的研发提供了基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
本发明的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物(I)可以如下方法合成：
在250mL单口烧瓶中，依次加入0.1mol 4-甲氧基-2-硝基苯胺、40mL甲醇、75mL水合肼(85％)、0.25～0.45g Raney Ni(湿重)，加热回流，用TLC追踪至原料消失，反应结束后冷却至室温，过滤除去Raney Ni，减压蒸馏除去溶剂得到淡褐色晶体，得式(Ⅱ)所示的4-取代邻苯二胺。0.1mol 4-甲氧基邻苯二胺(Ⅱ)、用100mL乙醇将其溶解，再缓慢滴加MBF，在常温下反应时间段为30-90min，反应完全后，过滤除去溶剂，用乙醇冲洗三次得产物(Ⅲ)。将化合物(Ⅲ)加入到100mL单口烧瓶中，并用40mL POCl3做溶剂，加热回流条件下进行氯化，反应结束后冷却至室温，缓慢倒入500g冰水中，立即析出大量黄色固体，抽滤、洗涤干燥，得到产物(Ⅳ)。用60mL乙醇做溶剂，在产物(Ⅳ)中缓慢滴加18g(0.3mol)85％的水合肼，滴加完毕后升温至回流，反应4-5h，反应结束后冷却至室温，倒入300g冰水中，立即析出大量白色固体，经抽滤、洗涤和干燥，制得粗产品，通过重结晶得中间产物(Ⅴ)。将化合物(Ⅴ)以POCl3做溶剂，与取代酸类化合物反应得式(I)所示的含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物。
实施实例1～15，与取代基不同的酸类合成化合物1～15如下所示，其它合成条件不改变。
实施例1
8-甲氧基-1,4-二苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率40.0％,熔点168-171℃；1H NMR(400MHz,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.45-7.48(m,3H,Ph-H),7.56(m,3H,Ph-H),7.63-7.71(m,3H,Ph-H),7.77(m,1H,Ph-H),7.88(m,2H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,353.1397,Found,353.1391[M+H]+.
实施例2
8-甲氧基-4-苯基-1-十一烷基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率76.2％,熔点125-130℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ0.90(t,J＝5.6Hz,3H,CH3),1.28(m,16H,CH2),1.66(m,J＝6.0Hz,2H,CH2),2.37(t,J＝6.0Hz,2H,CH2),4.00(s,3H,OCH3),7.46(m,2H,Ph-H),7.56(m,3H,Ph-H),7.88(m,2H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,431.2805,Found,431.2809[M+H]+.
实施例3
1-(3-氟苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率60.1％,熔点164-168℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.45-7.48(m,3H,Ph-H),7.54-7.58(m,4H,Ph-H),7.63-7.70(m,2H,Ph-H),7.68(m,2H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,371.1303,Found,371.1307[M+H]+.
实施例4
8-甲氧基-1-(4-正戊基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率64.3％,熔点90-94℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),0.92(t,J＝5.2Hz,3H,CH3),1.35(m,4H,CH2),1.66(m,J＝6.0Hz,2H,CH2),2.70(t,J＝6.0Hz,2H,CH2),7.30(d,J＝6.8Hz,2H,Ph-H),7.48(s,1H,Ph-H),7.55(m,3H,Ph-H),7.88(m,2H,Ph-H),7.97(d,J＝7.2Hz,1H,Ph-H),8.04(d,J＝6.4Hz,2H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,423.2179,Found,423.2188[M+H]+.
实施例5
8-甲氧基-1-(2,4-二氯苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率84.5％,熔点134-139℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.37(d,J＝7.2Hz,1H,Ph-H),7.48(s,1H,Ph-H),7.55(m,4H,Ph-H),7.64(m,1H,Ph-H),7.71(s,1H,Ph-H),7.88(m,2H,Ph-H),7.98(t,J＝7.2Hz,2H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,421.0617,Found,421.0630[M+H]+.
实施例6
1-(3-氯苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率70.8％,熔点149-151℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.43-7.48(m,3H,Ph-H),7.56(m,3H,Ph-H),7.62(d,J＝6.4Hz,1H,Ph-H),7.88(m,2H,Ph-H),7.97(d,J＝6.4Hz,1H,Ph-H),8.02(d,J＝6.4Hz,1H,Ph-H),8.12(s,1H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,387.1007,Found,387.1015[M+H]+.
实施例7
1-(4-氟苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率79.7％,熔点178-181℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.18(t,J＝6.8Hz,2H,Ph-H),7.47(m,2H,Ph-H),7.57(m,3H,Ph-H),7.88(m,2H,Ph-H),7.97(d,J＝7.2Hz,1H,Ph-H),8.16(m,2H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,371.1307,Found,371.1303[M+H]+.
实施例8
8-甲氧基-4-苯基-1-间甲苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率58.2％,熔点175-179℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ2.45(s,3H,CH3),4.00(s,3H,OCH3),7.44-7.48(m,3H,Ph-H),7.56(m,4H,Ph-H),7.87(m,2H,Ph-H),7.93-7.98(m,3H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,389.1373,Found,389.1180[M+Na]+.
实施例9
8-甲氧基-1-(4-甲氧基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率59.4％,熔点150-154℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ3.91(s,3H,OCH3),4.00(s,3H,OCH3),7.47(m,2H,Ph-H),7.55-7.62(m,3H,Ph-H),7.72(d,J＝7.2Hz,1H,Ph-H),7.87(m,2H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H),8.09(m,3H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,383.1503,Found,383.1519[M+H]+.
实施例10
8-甲氧基-1-(4-硝基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率70.0％,熔点153-157℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.47(m,2H,Ph-H),7.56(m,3H,Ph-H),7.64(m,2H,Ph-H),7.87(m,2H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H),8.06(m,1H,Ph-H),8.18(m,1H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,398.1248,Found,398.1263[M+H]+.
实施例11
8-甲氧基-1-(3-硝基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率63.0％,熔点144-149℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.47(m,2H,Ph-H),7.56(m,2H,Ph-H),7.63(m,2H,Ph-H),7.87(m,2H,Ph-H),7.92(t,J＝6.4Hz,1H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H),8.19(m,2H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,398.1263,Found,398.1248[M+H]+.
实施例12
1-(4-异丙基苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率66.0％,熔点154-159℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ1.30(d,J＝5.6Hz,6H,CH3),3.01(m,J＝5.6Hz,1H,CH),4.00(s,3H,OCH3),7.34(d,J＝6.4Hz,1H,Ph-H),7.46-7.59(m,7H,Ph-H),7.17(m,2H,Ph-H),7.97(d,J＝8.0Hz,1H,Ph-H),8.04(m,1H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,395.1866,Found,395.1876[M+H]+.
实施例13
1-(2-氯吡啶-4-基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率40.0％,熔点127-131℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),7.46(m,1H,Ph-H),7.55(m,3H,Ph-H),7.60-7.65(m,3H,Ph-H),7.87(m,2H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H),8.16(m,1H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,388.0960,Found,388.0964[M+H]+.
实施例14
1-(4-正丙基苯基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率57.1％,熔点128-130℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ0.97(t,J＝6.0Hz,3H,CH3),1.70(m,J＝6.0Hz,2H,CH2),2.68(t,J＝6.0Hz,2H,CH2),4.00(s,3H,OCH3),7.30(d,J＝6.4Hz,2H,Ph-H),7.47(m,2H,Ph-H),7.56(m,2H,Ph-H),7.64(m,1H,Ph-H),7.70(d,J＝6.4Hz,1H,Ph-H),7.87(m,1H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H),8.15(d,J＝6.4Hz,2H,Ph-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,395.1866,Found,395.1872[M+H]+.
实施例15
1-(呋喃-2-基)-8-甲氧基-4-苯基-[1,2,4]三唑[4,3-a]喹喔啉，收率96.5％,熔点149-151℃；1H NMR(400MHZ,CDCl3/TMS),δ4.00(s,3H,OCH3),6.91(d,J＝2.4Hz,1H,furan-H),7.47(m,2H,1Ph-H,1furan-H),7.56(m,3H,Ph-H),7.64(q,J＝6.0Hz,1H,Ph-H),7.87(m,2H,Ph-H),7.97(m,1H,Ph-H),8.83(d,J＝6.4Hz,1H,furan-H).HRMS(ESI)m/z:Calculated,343.1190,Found,343.1200[M+H]+.
实施例16杀菌活性测试
试验对象：真菌尖孢炭疽菌,草莓炭疽菌,枸杞炭疽病菌。
试验方法：病原菌的制备与保存:测试真菌尖孢炭疽菌(Colletrotichum anthraxCaGoff),草莓炭疽菌(Colletrotichum fragariae Cf63),枸杞炭疽病菌(Colletrotichumgloeosporioides Cg162)保存于美国农业部农业部农业研究院天然产物利用研究所(USDA-ARS,Natural Products Utilization Research Unit)David Wedge课题组。三种炭疽菌种均从草莓中分离得到。
接种方法：用一个L形玻璃棒将各真菌物种的分生孢子轻轻刷到薄层板。
直接生物自显影：等测试结束后，测量薄层色谱版的半径大小。
化合物1-15对尖孢炭疽菌,草莓炭疽菌,枸杞炭疽病菌等3个杀菌剂靶标的室内活体筛选结果见表1。
表1化合物C1-C15的杀菌活性数据
从上述表1可知，该类化合物在试验设定浓度下对试验所选3种靶标的杀菌活性。其中化合物4在微量滴定条件下对真菌尖孢炭疽病菌、草莓炭疽病菌和枸杞炭疽病菌均有良好的活性，化合物6、9、14、15对真菌尖孢炭疽病菌、草莓炭疽病菌和枸杞炭疽病菌均有活性，化合物5、10、11、12、13对枸杞炭疽病菌有活性。
Claims (2)
1.一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为真菌尖孢炭疽病菌、草莓炭疽病菌和枸杞炭疽病菌的杀菌剂的应用，其特征在于其结构式如（I）所示：
（I）
其中：R1为4-正戊基苯基，3-氯苯基，4-甲氧基苯基，4-正丙基苯基，2-呋喃。
2.一种含甲氧基苯并吡嗪结构的1,2,4-三唑衍生物作为枸杞炭疽病菌的杀菌剂的应用，其特征在于其结构式如（I）所示：
（I）
其中：R1为2,4-二氯苯基，4-硝基苯基，3-硝基苯基，4-异丙基苯基，2-氯吡啶。
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