CN102757400B

CN102757400B - 2,5-取代基噁唑类衍生物及其应用

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Publication number: CN102757400B
Application number: CN201210247616.XA
Authority: CN
Inventors: 徐维明; 宋宝安; 杨松; 胡德禹; 贺鸣; 李培; 黎世泽; 尹娟
Original assignee: Guizhou University
Current assignee: Guizhou University
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: CN102757400A

Abstract

本发明公开了一类防治作物病害的2,5-取代基噁唑类衍生物，此类化合物可以有效防治斑点型细菌病害、叶枯型细菌病害、青枯型细菌病害、枯萎型细菌病害、溃疡型细菌病害、腐烂型细菌病害和畸型细菌等病害。2,5-取代基噁唑类衍生物应用于防治作物病害，结构新颖，农药市面上没有噁唑砜类化合物，因此，不会和现有农药产生交互抗性，应用前景广阔。

Description

2,5-取代基噁唑类衍生物及其应用

技术领域

本发明涉及化工和农药，具体技术是2,5-取代基噁唑类衍生物及其应用。

背景技术

针对农业重大病害问题，开展病害调控的先导结构优化研究，科学高效地发现安全且有潜在市场生命力的绿色候选农药是我国新农药创制基础研究中面临的重要任务。先导发现是实现创新绿色化学农药的关键，设计优化合成若干类农药先导结构，研制新型低毒、低残留、安全的绿色化学农药，显得极为急迫和重要。2007年本课题组以天然产物中筛选出的先导化合物没食子酸为起始原料，设计合成一系列新的含1,3,4-噻(噁)二唑基砜(亚砜)衍生物，采用生长速率法，以小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)、黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum) 等病害为测试对象，对部分目标化合物进行了抑菌活性研究。结果表明，部分目标化合物其EC₅₀值在2.9-23.3 mg/mL之间，具有很好的抑制病害活性[Bioorg. Med. Chem. 2007, 15, 3981；Bioorg. & Med. Chem. 2008, 16, 3632.]。专利US 5166165报道系列化合物ⅰ具有较好的抑制真菌作用,如该专利中活性最好的化合物ⅰa和ⅰb在100 ppm浓度下对草莓灰霉病菌具有较好的抑制活性。

但此类化合物水溶性差，在对病害的抑制方面还不够理想。本发明在前人基础上，对化合物骨架进行变换，合成一类含2,5-取代基噁唑类衍生物，并探索其活性。结果表明所获得的化合物不但对常见的真菌病害具有较好的活性，同时对细菌病害也具有很好的活性。

发明内容

本发明的目的是在前人基础上，对背景化合物的骨架进行变换，合成一类含2,5-取代基噁唑类衍生物，并探索其活性。对常见的真菌病害和对细菌病害的活性进行研究。

本发明含2,5-取代基噁唑类衍生物，具有如下的通式：

式(I)

其特征是式(I)中：

R是三氟甲基、C1-C5烷基、C1-C5卤代烷基；

R₁是卤原子、腈基、硝基、C1-C5烷基、C1-C3烷氧基。

所述C1-C5烷基是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基或新戊基，所述C1-C5卤代烷基为三氟甲烷基、二氟二氯甲烷基、三氯甲烷基、二氟甲烷基、二氯甲烷基、1,2-二氟乙烷基、1,2-四氟乙烷基、1,2-二氯乙烷基或1,2-四氯乙烷基，所述卤原子为氟、氯、溴或碘，所述C1-C3烷氧基为甲氧基、乙氧基或正丙氧基。

本发明化合物为2-甲砜基-5-(3-氯苯基)-噁唑、2-甲砜基-5-苄基-噁唑、2-甲砜基-5-(3-氟苯基)-噁唑、2-甲砜基-5-(3,4-二甲氧基苯基)-噁唑、2-甲砜基-5-(2-氯苯基)-噁唑、2-甲砜基-5-(2-三氟甲基苯基)-噁唑。

所述的含2,5-取代基噁唑类衍生物的应用，其特征是所述的2,5-取代基噁唑类衍生物作为杀菌化合物用作抑制植物病害，活性组分2,5-取代基噁唑类衍生物的重量百分含量为0.1%-89%。

所述的植物病害是赤霉病、纹枯病、晚疫病、条锈病。

所述的植物病害是小麦赤霉病菌、水稻纹枯病菌、马铃薯晚疫病、小麦条锈病。

所述的植物病害是作物细菌病害。

所述作物细菌病害是叶枯型细菌病害和青枯型细菌病害。

所述细菌病害是水稻白叶枯病、黄瓜细菌性叶枯病、魔芋细菌性叶枯病、黄瓜叶枯病、烟草青枯病、番茄青枯病、马铃薯青枯病、草莓青枯病、辣椒青枯病或茄子青枯病。

所述化合物用于处理真菌或细菌、真菌或细菌栖息地的材料、植物、区域、土壤、种子、空间。

具体实施方式

实施例一：目标化合物的制备

以化合物2-甲砜基-5-(2,4-二氯苯基)-噁唑和2-甲砜基-5-苯基噁唑的制备说明本目标化合物的制备，其中溴代苯乙酮和2,4-二氯苯乙酮、2-氨基-苯乙酮盐酸盐和2-氨基-2,4-二氯苯乙酮盐酸盐、5-苯基-2-巯基噁唑和5-(2,4-二氯苯基)-2-巯基噁唑的合成都是参照已有文献，进行了必要的变化而制备。R₁基团不限于所列举的2,4-二氯和氢，还可是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、三氟甲烷基、二氟二氯甲烷基、三氯甲烷基、二氟甲烷基、二氯甲烷基、一氟甲烷基、1,2-二氟乙烷基、1,2-四氟乙烷基、1,2-二氯乙烷基、1,2-四氯乙烷基、氟、氯、溴、碘、乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、新戊烯基、甲酸甲酯基、甲酸乙酯基、甲酸丙酯基、甲氧基、乙氧基或正丙氧基等基团。

、溴代苯乙酮和 2,4- 二氯溴代苯乙酮的合成

在250 mL三口瓶中加入2,4-二氯苯乙酮或苯乙酮(0.53mmol)、无水乙醚150 mL。搅拌待固体全部溶解后，冰盐浴至-3˚С后，缓慢滴加溴(0.58mmol)，滴加过程中保温在0˚С左右，4小时滴加完毕。TCL跟踪反应(V _二氯甲烷：V _石油醚=8:1)，待原料消失后用饱和食盐水(150mL×3)洗涤，然后用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤，待有机相变为无色后静置分层。分液，无水硫酸钠干燥，减压脱乙醚，无水乙醇重结晶，于冰箱中冷冻结晶。收率84%。溴代苯乙酮熔点：48~51˚С，2,4-二氯溴代苯乙酮熔点：19~21˚С。

、 2- 氨基 - 苯乙酮盐酸盐和 2- 氨基 -2,4- 二氯苯乙酮盐酸盐的合成

将溴代苯乙酮(2,4-二氯苯乙酮)(0.01 mol)和六次甲基四胺 (1.5 g, 0.011 mol)分别溶于15 mL氯仿中，然后将其混合，室温搅拌4 h, TLC跟踪反应(V _二氯甲烷:V _石油醚=5:1)，冷却至0℃，过滤，烘干，得白色固体。在搅拌条件下将所得固体加入到4 mL浓盐酸的20 mL乙醇溶液中，室温反应48 h，过滤，蒸去乙醇，用乙醇重结晶，得白色晶体，产率73.5%。2-氨基-苯乙酮盐酸盐熔点：213~215˚С，收率71%。2-氨基-苯乙酮盐酸盐熔点：213~214˚С，收率 68%。

、 5- 苯基 -2- 巯基噁唑和 5-(2,4- 二氯苯基 )-2- 巯基噁唑的合成

将K₂CO₃(1.05 mmol)溶于3 mL水中，缓慢的加入到2-氨基-苯乙酮盐酸盐(1 mmol)或2-氨基-2,4-二氯苯乙酮盐酸盐 (1 mmol)和CS2(20 mmol)的乙醇(10 mL)溶液中，回流18h，过滤，滤液中加入3 mL冰醋酸，室温搅拌1h后倒入50mL冰水中，析出大量固体，抽滤，用乙醇洗涤，红外干燥，得到黄色固体，产率66.2%, m.p. 124~127˚С。

、 5- 苯基 -2- 甲硫基噁唑和 5-(2,4- 二氯苯基 )-2- 甲硫基噁唑的合成

在50 mL烧瓶中依次加入5-苯基-2-巯基噁唑或5-(2,4-二氯苯基)-2-巯基噁唑(0.01 mol)、NaOH(0.04 g, 0.01 mol)和10 mL水，溶解后加入硫酸二甲酯(1.26g, 0.01 mol)。室温反应1小时，抽率，无水乙醇重结晶得产品，红外干燥得产品。5-苯基-2-甲硫基噁唑,熔点54~56℃，1H NMR(500 MHz, CDCl₃) δ: 7.64~7.23 (m, 6H, ArH and oxazole-H), 2.54(s, 3H, CH3); 5-(2,4-二氯苯基)-2-甲硫基噁唑, 熔点 66~68℃。收率80%, 1H NMR(500 MHz, CDCl₃) δ: 8.03~7.51 (m, 4H, ArH and oxazole-H), 2.59 (s, 3H, CH₃)。

、 5- 苯基 -2- 甲砜基和 5-(2,4- 二氯苯基 )-2- 甲砜基噁唑的合成

投硫醚化合物(5.23 mmol), 冰醋酸15 mL于50 mL 带冷凝管的三口烧瓶中，搅拌溶解后加入KMnO₄ (1.06g, 6.7 mmol)。反应完毕后加入适量饱和亚硫酸氢钠，倒入冰水中即析出白色固体，抽虑后乙醇重结晶得砜类目标化合物。

甲砜基 -5- 苯基噁唑

无色晶体, m.p. 114~115˚С; yield 82.8%; ¹H NMR(500 MHz, CDCl₃) δ : 7.29~7.59 (m, 6H, ArH and oxazole-H ), 2.69 (s, 3H, CH₃); ¹³C NMR(125 MHz, CDCl₃)δ : 156.70, 154.97, 130.33, 129.24, 128.86, 125.98, 125.23, 123.09, 122.91, 42.66; IR (KBr, cm^-1)ν : 3033, 2934, 1601, 1573, 1371, 1155; Anal. Calcd for C₁₀H₉NO₃S: C 53.80, H 4.06, N 6.27; found: C 53.52, H 4.04, N 6.45.

2- 甲砜基 -5-(2,4- 二氯苯基 )- 噁唑

无色晶体, m.p. 109~111˚С; yield 79.4%; ¹H NMR(500 MHz, CDCl₃)δ : 7.49~7.97 (m, 4H, ArH and oxazole-H), 2.71 (s, 3H, CH₃); ¹³C NMR(125 MHz, CDCl₃)δ : 158.74, 156.86, 131.71, 128.15, 128.86, 126.32, 125.53, 121.76, 121.23, 43.34; IR (KBr, cm^-1)ν : 3039, 2942, 1616, 1573, 1373, 1143; Anal. Calcd for C₁₀H₇ Cl₂NO₃S: C 41.11, H 2.42, N 4.79; found: C 41.46, H 2.68, N 4.53.

根据相同的方法，改变底物，得到化合物如表 1 ，部分化合物的氢谱图如表 2

表1 部分化合物的收率

化合物	收率
		2-甲砜基-5-(3-氯苯基)-噁唑	65
2-甲砜基-5-苄基-噁唑	77
		2-甲砜基-5-(3-氟苯基)-噁唑	76
2-甲砜基-5-(3,4-二甲氧基苯基)-噁唑	67
		2-甲砜基-5-(2-氯苯基)-噁唑	47
2-甲砜基-5-(2-三氟甲基苯基)-噁唑	56

表2部分化合物的氢谱

化合物	¹H NMR(500 MHz, CDCl₃) δ
		2-甲砜基-5-(3-氯苯基)-噁唑	7.13~7.59 (m, 5H, ArH and oxazole-H ), 2.67 (s, 3H, CH₃)
2-甲砜基-5-(3-氟苯基)-噁唑	7.07~7.65 (m, 5H, ArH and oxazole-H ), 2.71 (s, 3H, CH₃)
		2-甲砜基-5-(3,4-二甲氧基苯基)-噁唑	7.21~7.79 (m, 4H, ArH and oxazole-H ), 2.71 (s, 3H, CH₃)
2-甲砜基-5-(2-氯苯基)-噁唑	7.20~7.69 (m, 5H, ArH and oxazole-H ), 2.70 (s, 3H, CH₃)
		2-甲砜基-5-(2-三氟甲基苯基)-噁唑	7.14~7.74(m, 5H, ArH and oxazole-H ), 2.68 (s, 3H, CH₃)

实施例二：部分化合物的抑菌活性实验

采用离体生长速率法测定化合物的抑菌活性。加热马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA培养基：马铃薯200 g、琼脂20 g、葡萄糖20 g、蒸馏水1000 mL)至溶融状态(40-60˚С)，将10 mL药液(10倍终浓度的药液)倒入90 mL PDA培养基中，充分摇匀，均匀倒入直径9 cm的培养皿内，水平放置，待冷却凝固。在已经培养4 d的新鲜病原菌菌落边缘用打孔器打取直径为4 mm的菌碟，将菌碟倒置于含药剂PDA平板中央，然后置于27˚С恒温恒湿培养箱中倒置培养，待空白对照菌落生长至接近平皿三分之二处时开始观测，十字交叉法测量菌落直径，取平均值。空白对照不加药剂，但含有同样浓度的溶剂和0.5% Tween 20, 每处理重复三次。通过以下公式计算药剂对菌丝生长的抑制率：

I(%)=(C-T)/(C-0.4)*100%

其中I为抑制率，C为空白对照直径(cm)，T为处理直径(cm)。

表3 部分化合物在50 μg/mL浓度下抑菌活性数据（抑制率）

注：a每处理重复三次

b 以商品药剂甲基硫菌灵、恶霉灵、腈菌唑作为阳性对照药

从表 3生测活性测试结果可以看出，在50 µg/mL浓度下，化合物2-甲砜基-5-苯基噁唑对小麦赤霉病原菌(G. zeae)、辣椒枯萎病原菌(F. oxysporum)和苹果腐烂病原菌(C. mandshurica)的抑菌活性较好，其抑制率分别为71.0%、58.4%和64.3%, 其活性略优于商品化合物恶霉灵(59.3%、61.5%、59.5%)。化合物2-甲砜基-5-(2,4-二氯苯基)-噁唑对小麦赤霉病原菌(G. zeae)、辣椒枯萎病原菌(F. oxysporum)和苹果腐烂病原菌(C. mandshurica) 三种真菌的抑制率分别为65.4%、63.7%和57.0%, 其活性优于或相当于对照药剂恶霉灵。

实施例三：噁唑砜类化合物室内抑制青枯病活性测定

试验方法：

将青枯病病原菌在NA(蛋白胨5g，酵母粉1g，葡萄糖10g，琼脂18g，蒸馏水1L，PH 7.0-7.2)固体培养基上面进行划线，在28 ˚C下培养直到长出单菌落。挑取NA固体培养基上青枯病病原菌单菌落至液体NA培养基中，在30 ˚C、180 rpm恒温摇床振荡培养到对数生长期备用。

将药剂和对照药剂分别配置成浓度为500、200 mg/L的含毒NB(牛肉胨3 g，蛋白胨5 g，酵母粉1 g，葡萄糖10 g，蒸馏水1 L、PH 7.0-7.2)液体培养基，取5 mL至试管中，加入40 μL含有青枯病病菌的NA液体培养基，在30 ˚C、180 rpm恒温摇床振荡培养2天，将各个浓度的菌液在分光光度计上测定OD值(600 nm)。并且另外测定浓度为500、200 mg/L药剂和对照药剂的NB液体培养基OD值，对药剂本身造成的OD值进行校正。校正OD值和防效的计算公式如下：

校正OD值＝含菌培养基OD值－无菌培养基OD值

防效%＝(校正后对照培养基菌液OD值－校正含毒培养基OD值)/校正后对照培养基菌液OD值×100

按照以上方法测定，部分目标化合物的抑制活性见表 4。

表 4. 部分噁唑砜类化合物对烟草青枯菌的抑制活性

注：^a杜邦公司生产，46.1%有效含量，在实验中，全部换算为有效含量进行实验。

由表 4结果知，在测试浓度下，目标化合物对烟草青枯病都具有一定的抑制活性。在500 µg/mL 和200 µg/mL浓度下，所测试的化合物对烟草青枯病的抑制率约为100%。由于本发明中的噁唑砜类化合物结构非常相似，可以预见的，其他化合物也具有一定的防治烟草青枯病的效果。由于烟草青枯病的病原与番茄青枯病、马铃薯青枯病、草莓青枯病、辣椒青枯病或茄子青枯病具有相同的病原，都属于青枯型细菌病害，故噁唑砜类化合物也可以防治其他青枯型细菌病害。

实施例四：高活性化合物毒力回归方程和EC₅₀值的测定

将药剂和对照药剂分别配置成浓度为200、100、50、25、12.5 和6.25 mg/L的含毒NB液体培养基，取5 mL于试管中，加入40 μL含有青枯病病菌的NB液体培养基，然后在30 ˚C、180 rpm恒温摇床振荡培养2天。用分光光度计测定各个浓度菌液的OD值(600 nm)，并且另外测定浓度为200、100、50、25、12.5 和6.25 mg/L药剂和对照药剂含毒无菌的NB液体培养基的OD值，对由于药剂本身造成的OD值进行校正。将抑制率数据转换成机率值(Y)、药剂浓度(µg/mL)转换成对数值(X)，在SPSS 11.5软件中进行回归分析，得到毒力回归方程(Y=AX+B)和相关系数(r)，计算药剂对病原菌抑制中浓度(EC₅₀)，结果见表 2。

表 5 部分噁唑砜类化合物对烟草青枯病的抑制中浓度(EC₅₀ µg/mL)

注：^a杜邦公司生产，46.1%有效含量，在实验中，全部换算为有效含量进行对比。

由表 5结果知化合物2-甲砜基-5-苯基噁唑对烟草青枯病的IC₅₀值为38.5 μg/mL，商品对照药剂可杀得3000对烟草青枯病的抑制中浓度为45.9 μg/mL，可以看出，化合物2-甲砜基-5-苯基噁唑对烟草青枯病具有非常好的抑制活性，其抑制中浓度优于可杀得三千。

结论

1 一类2,5-取代基噁唑类衍生物应用于防治作物真菌病害，效果好。

2 一类2,5-取代基噁唑类衍生物应用于防治作物细菌病害，具体的说，可以防治斑点型细菌病害、叶枯型细菌病害、青枯型细菌病害、枯萎型细菌病害、溃疡型细菌病害、腐烂型细菌病害和畸型细菌病害。

3 一类2,5-取代基噁唑类衍生物应用于防治作物细菌病害，结构新颖，农药市面上没有噁唑砜类化合物，因此，不会和现有农药产生交互抗性。

一类2,5-取代基噁唑类衍生物应用于防治作物细菌病害，可以制备成多种制剂，易于转化为实际应用。

Claims

1.2,5-取代噁唑类衍生物，具有如下的通式：

式(I)

其特征是式(I)中：

R 是甲基；

R₁是卤原子。

2.根据权利要求1所述的2,5-取代噁唑类衍生物，其特征是所述卤原子为氟、氯、溴或碘。

3.以下化合物：2-甲砜基-5-(3-氯苯基)-噁唑、2-甲砜基-5-(3-氟苯基)-噁唑、2-甲砜基-5-(2-氯苯基)-噁唑。

4.如权利要求1或2或3所述的2,5-取代噁唑类衍生物的应用，其特征是所述的2,5-取代噁唑类衍生物作为杀菌化合物用作抑制植物病害，活性组分2,5-取代噁唑类衍生物的重量百分含量为0.1%-89%；所述的植物病害是小麦赤霉病菌。

5.根据权利要求4所述的2,5-取代噁唑类衍生物的应用，其特征是所述的植物病害是水稻白叶枯病、烟草青枯病、番茄青枯病、马铃薯青枯病、草莓青枯病、辣椒青枯病或茄子青枯病。