一种含异丙醇胺结构的三氯生类化合物及其制备方法和应用

1.本发明涉及有机合成技术领域，特别是涉及一种含异丙醇胺结构的三氯生类化合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.植物细菌性和真菌性病害，如水稻白叶枯病、辣椒青枯病、白菜叶斑病、烟草青枯病、柑桔溃疡病、猕猴桃溃疡病和黄瓜灰霉病、辣椒枯萎病、油菜菌核病、小麦赤霉病、马铃薯晚疫病、蓝莓根腐病、葡萄座腔菌、火龙果炭疽病、水稻纹枯病等，是由植物病原细菌和真菌引起并影响农作物生产的几种重要病害，主要表现为坏死、枯萎、腐烂等症状。由于传统杀菌剂的使用不仅增加了植物病原微生物的抗药性而且影响环境和危害农作物安全。因此，当前迫切需要开发具有高活性、高选择性的新型杀菌剂。
3.三氯生是一种广谱抗菌剂，可以抑制细菌、病毒和真菌等。三氯生类化合物的生物活性研究进展如下：
4.2001年，herbert p.schweizer[herbert p.schweizer.triclosan:a widely used biocide and its link to antibiotics[j].fems microbiology letters,2001,202:1-7.]发现三氯生和抗生素之间存在联系，广泛使用含三氯生的防腐剂和消毒剂可能有助于微生物耐药性的形成，特别是对抗生素的交叉耐药性。
[0005]
2017年，xuyun yang等[xuyun yang,junrui lu,ming ying,jiangbei mu,peichun li,and yue liu.docking and molecular dynamics studies on triclosan derivatives binding to fabi[j].j.mol.model.2017,23,25.]通过分子对接、分子动力学模拟和结合自由能计算等计算机辅助方法，阐明了三氯生衍生物与fabi蛋白的相互作用规律，指导了新衍生物的开发。
[0006]
2019年，gemma l.howse等[gemma l.howse,richard a.bovill,peter j.stephens,and helen m.i.osborn.synthesis and antibacterial profiles of targeted triclosan derivatives[j].eur.j.med.chem.2019,162,51-58.]合成了一类糖苷衍生物，在所合成的三氯生糖苷衍生物对许多微生物都显示出较好的抗菌活性。尤其是化合物2a和2c对葡萄球菌(s.aureus)的mic值均为0.5μg/ml。
[0007]
因此，有必要寻找高效抗菌三氯生类活性化合物。


技术实现要素：

[0008]
为了寻找高效抗菌活性化合物，本发明以三氯生结构为基础，以异丙醇作为连接链，合成一系列含异丙醇胺结构的三氯生类化合物，并考察其抗植物病原微生物的生物活性，为新农药的研发和创制提供重要的科学基础。
[0009]
因此，本发明的目的之一是提供一种含异丙醇胺结构的三氯生类化合物。
[0010]
本发明的另一目的是提供制备上述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物的中间体化合物及其制备方法。
[0011]
本发明还有一目的是提供一种含有上述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物的组合物。
[0012]
本发明还有一目的是提供上述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物或所述组合物的用途。
[0013]
本发明另一目的是提供利用上述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物或所述组合物防治农业病虫害的方法。
[0014]
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0015]
一种含异丙醇胺结构的三氯生类化合物，具有如通式(i)所示的结构：
[0016][0017]
其中，r1和r2各自独立的选自氢、氘、卤素、任意取代或未取代的烷基、任意取代或未取代的烯基、任意取代或未取代的炔基、任意取代或未取代的烷氧基、任意取代或未取代的环烷基、任意取代或未取代的芳基、任意取代或未取代的杂芳基中的一个或多个、任意取代或未取代的苄基、任意取代或未取代的α-甲基苄基；或r1和r2相连构成任意取代的5-10元环或含杂原子的环，所述杂原子为n、o和s中的一个或多个。
[0018]
优选地，r1和r2各自独立的选自氢、氘、卤素、任意取代或未取代的c
1-6
烷基、任意取代或未取代的c
2-6
烯基、任意取代或未取代的c
2-6
炔基、任意取代或未取代的c
1-6
烷氧基、任意取代或未取代的c
5-10
环烷基、任意取代或未取代的c
5-10
芳基、任意取代或未取代的c
5-10
杂芳基；或r1和r2相连构成任意取代的5-10元环或含杂原子的环，所述杂原子为n、o和s中的一个或多个。
[0019]
优选地，r1和r2各自独立的选自氢、羟基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、正已基、丙炔基、苯基、氟苯基、甲氧基苯基、三氟苯基、氯苯基、正已基、丙炔基、苯基、氟苯基、甲氧基苯基、三氟苯基、氯苯基、正已基、丙炔基、苯基、氟苯基、甲氧基苯基、三氟苯基、氯苯基、当r1和r2相连成环时为下述基团：
[0020]
优选地，所述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物，选自下述化合物：
[0021]
[0022]
[0023][0024]
一种用于制备所述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物的中间体化合物，结构式如式(ii)所示：
[0025][0026]
优选地，所述中间体化合物的制备方法为：步骤1-1、将三氯生和无水碳酸钾加入到二甲基甲酰胺(dmf)溶液中，搅拌溶解；然后加入环氧溴丙烷，加热搅拌，反应完成后，加入乙酸乙酯萃取。水洗，干燥，脱溶，采用柱层析纯化得2-((5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)苯氧基)甲基)环氧乙烷；
[0027]
步骤1-2、将2-((5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)苯氧基)甲基)环氧乙烷加入到含有甲胺和异丙醇的溶液中，加热搅拌，反应完成后，反应液用水淬火，用二氯甲烷萃取，干燥，脱溶，采用柱层析纯化得到中间体化合物1-(5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)苯氧)-3-(甲氨基)-2-丙醇。
[0028]
所述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物的制备方法，合成路线如下：
[0029][0030]
其中，r1和r2各自独立的选自氢、氘、卤素、任意取代或未取代的烷基、任意取代或未取代的烯基、任意取代或未取代的炔基、任意取代或未取代的烷氧基、任意取代或未取代的环烷基、任意取代或未取代的芳基、任意取代或未取代的杂芳基中的一个或多个、任意取代或未取代的苄基、任意取代或未取代的α-甲基苄基；或r1和r2相连构成任意取代的5-10元环或含杂原子的环，所述杂原子为n、o和s中的一个或多个。
[0031]
一种组合物，含有所述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物或其立体异构体、或其盐或其溶剂化物，以及农业上可用的助剂或杀菌剂、杀虫剂或除草剂。优选地，所述组合物的剂型选自乳油(ec)、粉剂(dp)、可湿性粉剂(wp)、颗粒剂(gr)、水剂(as)、悬浮剂(sc)、超低容量喷雾剂(ulv)、可溶性粉剂(sp)、微胶囊剂(mc)、烟剂(fu)、水乳剂(ew)、水分散性粒剂(wg)。
[0032]
所述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物或所述组合物在防治农业病虫害方面的用途。优选地，所述农业病虫害为植物细菌性或真菌性病害；更优选地，所述农业病虫害为植物叶枯病和植物溃疡病；最优选地，所述农业病虫害为水稻白叶枯病、黄瓜白叶枯病、魔芋白叶枯病、柑橘溃疡病、葡萄溃疡病、番茄溃疡病、猕猴桃溃疡病、苹果溃疡病、黄瓜灰霉病菌、辣椒枯萎病菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌、马铃薯晚疫病菌、茄子黄萎病菌。
[0033]
一种防治农业病虫害的方法，使所述含异丙醇胺结构的三氯生类化合物或所述组合物作用于有害物或其生活环境。优选地，所述农业病虫害为植物细菌性或真菌性病害；更优选地，所述农业病虫害为水稻白叶枯病、烟草青枯病菌、黄瓜白叶枯病、魔芋白叶枯病、柑橘溃疡病、葡萄溃疡病、番茄溃疡病、猕猴桃溃疡病、苹果溃疡病、黄瓜灰霉病菌、辣椒枯萎病原菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌、马铃薯晚疫病菌、茄子黄萎病菌。
[0034]
用于保护植物免受农业病虫害侵害的方法，使所述任一项含异丙醇胺结构的三氯生类化合物或所述组合物作用于植物或其生活环境。
[0035]
此处用到的术语“烷基”是包括具有特定数目碳原子的支链和直链饱和烃基。例如“c
1-10
烷基”(或亚烷基)目的是c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9和c10烷基。另外，例如“c
1-6
烷基”表示具有1到6个碳原子的烷基。烷基可为非取代或取代的，以使一个或多个其氢原子被其它化学基团取代。烷基的实施例包括但不限于甲基(me)、乙基(et)、丙基(如正丙基和异丙基)、丁基(如正丁基、异丁基、叔丁基)、戊基(如正戊基、异戊基、新戊基)及其类似物。
[0036]“烯基”是既包括直链或支链结构的烃，且具有一个或多个出现在链中任何稳定点的碳-碳双键。例如“c
2-6
烯基”(或亚烯基)目的是包括c2、c3、c4、c5和c6烯基。烯基的实例包括但不限于乙烯基、1-丙烯基,2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、2-甲基-2-丙烯基、4-甲基-3-戊烯基及其类似物。
[0037]“炔基”是既包括直链或支链结构的烃，且具有一个或多个出现在链中任何稳定点的碳-碳叁键。例如“c
2-6
炔基”(或亚炔基)目的是包括c2、c3、c4、c5和c6炔基；如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基及其类似物。
[0038]
此处用到的术语“取代的”指的是在指定原子或基团上的任意一个或多个氢原子以选择的指定基团取代，前提是不超过指定原子的一般化合价。如果没有其它说明，取代基命名至中心结构。例如，可以理解的是当(环烷基)烷基是可能的取代基，该取代基至中心结构的连接点是在烷基部分中。此处使用的环双键是形成于两个临近环原子之间的双键(如c＝c、c＝n或n＝n)。当提到取代时，特别是多取代时，指的是多个取代基在指定基团上的各个位置上取代，如二氯苯基指的是1,2-二氯苯基、1,3-二氯苯基和1,4-二氯苯基。
[0039]
取代基和或变量的组合是允许的，仅当这些组合产生稳定的化合物或有用的合成中间体。稳定的化合物或稳定结构暗示所述化合物以有用的纯度从反应混合物分离出来时是足够稳定的，随之配制形成有效的治疗试剂。优选地，目前所述化合物不包含n-卤素、s(o)2h或s(o)h基。
[0040]
术语“芳基”指的是在环部分具有6到12个碳原子的单环或双环芳香烃基，如苯基和萘基，每个可被取代的。
[0041]
术语“卤素”或“卤素原子”指的是氯、溴、氟和碘。
[0042]
术语“卤代烷基”指的是具有一个或多个卤素取代基的取代烷基。例如“卤代烷基”包括单、双和三氟甲基；即便卤代烷基中的卤代被明确为氟、氯、溴、碘，同样指的是具有一个或多个氟、氯、溴、碘取代基的取代烷基。
[0043]
术语“杂芳基”指的是取代和非取代芳香5或6元单环基团，9-或10-元双环基团，和11到14元三环基团，在至少一个环中具有至少一个杂原子(o，s或n)，所述含杂原子的环优选具有1、2或3个选自o、s和n中的杂原子。含杂原子的杂芳基的每个环可含一个或两个氧或硫原子和/或由1到4个氮原子，前提是每个环中杂原子的总数是4或更少，且每个环具有至少一个碳原子。完成双环和三环基团的稠合环可仅含有碳原子，并可以是饱和、部分饱和或不饱和。氮和硫原子可任选被氧化且氮原子可任选被季铵化。双环或三环的杂芳基必须包括至少一个全芳香环，氮其它稠合环可为芳香性或非芳香性的。杂芳基可在任何环的任何可利用氮或碳原子上连接。
[0044]
示例性单环杂芳基包括吡咯基、吡唑基、吡唑啉基、咪唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、噻二唑基、呋喃基、噻吩基、噁二唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基及其类似物。
[0045]
示例性双环杂芳基包括吲哚基、苯并噻唑基、苯并二氧杂环戊烯基、苯并噁唑基、苯并噻吩基、喹啉基、四氢异喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、吲哚嗪基、苯并呋喃基、色酮基、香豆素基、苯并呋喃基、噌啉基、喹喔啉基、吲唑基、吡咯并吡啶基、氟代吡啶基、二氢异吲哚基、四氢喹啉基及其类似物。
[0046]
如果没有其它说明，本发明的化合物理解为包括游离态和其盐。术语“盐”表示以无机和/或有机酸和碱形成酸式和/或碱式盐。另外，术语“盐可包括两性离子(内盐)，如当式i化合物含有碱性片段如胺或吡啶或咪唑环，和酸式片段如羧酸。药物上可接受的(即非毒性、生理学上可接受的)盐是优选的，如可接受的金属和胺盐，其中阳离子没有显著贡献毒性或盐的生物活性。然而，其它盐可是有用的，如在制备过程中采用分离或纯化步骤，因此也包含于本发明范围中。
[0047]
优选地，c
1-c
10
烷基指的是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基及其同分异构体；c
2-c5烯基指的是乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基及其同分异构
ch-),2.80(dd,j＝4.8,4.4hz,1h,epoxy-ch
2-),2.61(dd,j＝4.9,2.6hz,1h,epoxy-ch
2-)；
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ152.1,150.4,143.6,130.4,130.3,128.2,127.8,124.7,122.0,121.8,118.4,115.9,70.1,49.8,44.4.
[0058]
实施例2：(1-(5-氯-2)
–
2,4-二氯苯氧)苯氧基)3-(甲胺基)丙-2-醇的制备
[0059]
将2-((5-氯-2-(2,4-二氯苯氧)苯氧基)甲基)环氧乙烷(0.5mmol)加入到溶有甲胺(1.0mmol)的6ml异丙醇溶液中，加热至60℃反应12h后停止反应，30ml二氯甲烷萃取，干燥，脱溶，柱层析，得白色固体，收率63.8％。
[0060]
采用中间体2-((5-氯-2-(2,4-二氯苯氧)苯氧基)甲基)环氧乙烷制备含异丙醇胺结构的三氯生类化合物，合成路线如下：
[0061][0062]
其中，r1和r2各自独立的选自氢、氘、卤素、任意取代或未取代的烷基、任意取代或未取代的烯基、任意取代或未取代的炔基、任意取代或未取代的烷氧基、任意取代或未取代的环烷基、任意取代或未取代的芳基、任意取代或未取代的杂芳基中的一个或多个、任意取代或未取代的苄基、任意取代或未取代的α-甲基苄基；或r1和r2相连构成任意取代的5-10元环或含杂原子的环，所述杂原子为n、o和s中的一个或多个；
[0063]
具体步骤如表1所示。
[0064]
表1目标化合物的具体合成步骤
[0065]
[0066][0067]
合成的含异丙醇胺结构的三氯生类化合物的结构及核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱数据如表2所示，物化性质如表3所示。
[0068]
表2化合物的核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱数据
[0069]
[0070]
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081]
[0082]
[0083]
[0084]
[0085]
[0086][0087]
表3目标化合物的理化性质
[0088]
[0089][0090]
药理实施例1
[0091]
ec
50
(median effective concentration)是评价植物病原菌对化合物敏感性的重要指标，同时也是对目标化合物作用机制研究时，化合物浓度设置的重要参数。在浓度梯度实验中，采用二倍稀释法设定合适的5个浓度，最后将药剂对植物病原菌的抑制率、药剂浓度换算成对数值，通过spss软件回归分析得到毒力曲线，计算出ec
50
。
[0092]
采用浊度法测试目标化合物对植物病原菌的有效中浓度ec
50
，试验对象为水稻白叶枯病菌(xoo)、柑橘溃疡病菌(xac)和猕猴桃溃疡病菌(psa)。dmso溶解在培养基中作为空白对照。将水稻白叶枯病菌(水稻白叶枯病原菌在m210固体培养基)放到nb培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用；将柑橘溃疡病菌(在m210固体培养基上)放到nb培养基中，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡培养到对数生长期备用。将药剂(化合
物)配置成不同浓度(例：100,50,25,12.5,6.25μg/ml)的含毒nb液体培养基5ml加入到试管中，分别加入40μl含有植病细菌的nb液体培养基，在28℃、180rpm恒温摇床中振荡，其水稻白叶枯病原菌培养36h，柑橘溃疡病菌培养48h，猕猴桃溃疡病菌培养36h。将各个浓度的菌液在分光光度计上测定od
595
值，并且另外测定对应浓度的含毒无菌nb液体培养基的od
595
值。
[0093]
校正od值＝含菌培养基od值－无菌培养基od值
[0094]
抑制率％＝[(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
[0095]
本发明实施例辅以说明本发明的技术方案，但实施例的内容并不局限于此，目标化合物实验结果如表4所示。
[0096]
表4含异丙醇胺结构的三氯生类化合物对植物病原细菌的ec
50
[0097]
[0098]
[0099]
[0100][0101]
从表4中可以看出，在离体试验中，部分目标化合物对植物病原菌(如水稻白叶枯病菌、柑橘溃疡病菌和猕猴桃溃疡病菌)表现出了良好的抑制活性。其中，化合物38对水稻白叶枯病菌、柑橘溃疡病菌和猕猴桃溃疡病菌都具有极好的抑制活性，其ec
50
分别为0.34、2.11和2.93μg/ml，可用于防治植物细菌性病害。
[0102]
药理实施例2
[0103]
采用菌丝体生长速率抑制法在pda培养基上测定了化合物对葡萄座腔菌(botryosphaeria dothidea，b.d)、茄子黄萎病(verticillium dahliae kleb,v.d)、水稻纹枯病(thanatephorus cucumeris,t.c)、油菜菌核病菌(sclerotinia sclerotiorum,s.s.)、小麦赤霉病菌(gibberella zeae,g.z.)和辣椒枯萎病菌(fusarium oxysporum,f.o.)六种植物病原真菌的抗菌活性，菌种均提前活化。用万分之一天平称取待测化合物加入1ml dmso溶解后在无菌操作台中转移至15ml灭菌的离心管中，加入9ml吐温水(tween-20)定溶10ml，倒入培养基中，混匀后平均分装至9个培养皿中冷却备用；在无菌操作台内，以灭菌的打孔器(5mm)将生长正常的菌落制成菌饼，用接菌环将菌饼倒扣于培养基中央，于28℃条件下培养3～5天，待对照菌落生长至整个平板直径的2/3时用直尺按十字交叉法测量2次，以平均值计算菌落直径大小。初期我们选择100μg/ml为初筛浓度。根据下列公式求出菌丝生长抑制率。将多菌灵和嘧菌酯作为对照药剂一起参与测试。计算公式如下：抑制率(％)＝(c1-c2)/(c1-0.5)
×
100，公式中：
[0104]
c1：对照菌落直径即dmso处理的菌落直径；
[0105]
c2：理菌落直径即加药处理的菌落直径；
[0106]
0.5：菌饼的直径。
[0107]
本发明实施例辅以说明本发明的技术方案，但实施例的内容并不局限于此，目标化合物实验结果如表5所示。
[0108]
表5含异丙醇胺三氯生类化合物对植物病原真菌初筛
[0109]
[0110]
[0111][0112]
从表5中可以看出，大部分目标化合物在100μg/ml对葡萄座腔菌(b.d.)表现出较好的抗菌活性，抑制率为90％以上；化合物6,15,和43在100μg/ml对油菜菌核病菌(s.s.)表现出较好的抗菌活性，抑制率分别为95.3％、93.8％和91.9％；化合物3,7和42在100μg/ml对茄子黄萎病菌(v.d.)表现出较好的抗菌活性，抑制率分别为94.4％、95.9％和92.8％；化合物8在100μg/ml对水稻纹枯病菌(r.s.)表现出较好的抗菌活性，抑制率为92.3％。
[0113]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。