专利摘要

本发明的目的是提供一种农药用含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物和制备方法及其作为杀菌剂和群体感应调节剂的应用。该化合物的结构如通式(I)所示：本发明中，含氨基甲酸酯基团的氮杂大环内酯化合物和含脲类结构的氮杂大环内酯化合物均具有较好的杀菌和群体感应活性，且其活性优于母体，可用于制备新型农药。

权利要求

1.一种农药用含脲类结构的氮杂大环内酯化合物，其特征在于：该化合物的结构如通式(I)所示：

其中，n＝1或5；当n＝1时，所述通式(I)化合物为9-氮杂-1,11-十一内酯衍生物；当n＝5时，所述通式(I)化合物为13-氮杂-1,15-十五内酯衍生物；

R为NHR3，所述R3为取代苯基。

2.如权利要求1的农药用含脲类结构的氮杂大环内酯化合物的制备方法，其特征在于：所述R3为2-氯苯基、4氯苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2-邻甲氧基苯基或2-氟苯基中的一种。

3.如权利要求1的农药用含脲类结构的氮杂大环内酯化合物的制备方法，其特征在于：该制备方法的反应通式为：

R为NHR3，所述R3为取代苯基。

4.如权利要求3的农药用含脲类结构的氮杂大环内酯化合物的制备方法，其特征在于：R3为2-氯苯基、4氯苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2-邻甲氧基苯基或2-氟苯基中的一种。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：至少包括如下步骤：

1)将环辛酮(n＝1)或环十二酮(n＝5)与叠氮乙醇进行Schmidt反应，得到9-氮杂-1,11-十一内酯(n＝1)或13-氮杂-1,15-十一内酯(n＝5)，反应式如下，

2)化合物9-氮杂-1,11-十一内酯或13-氮杂-1,15-十五内酯与三光气反应得到9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯或13-N-氯甲酰基-13-氮杂-1,15-十五内酯，反应式如下，

3)化合物9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯或13-N-氯甲酰基-13-氮杂-1,15-十五内酯与不同的胺类化合物反应得到不同取代基的氮杂大环内酯化合物，反应式如下，

其中R为NHR3；

R3为2-氯苯基、4氯苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2-邻甲氧基苯基或2-氟苯基中的一种。

6.如权利要求1所述的农药用含脲类结构的氮杂大环内酯化合物在制备杀菌剂、群体感应调节剂中的用途，其特征在于：

所述杀菌剂用于杀灭下述一种或多种病菌：番茄早疫病菌、黄瓜灰霉病菌、苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌、小麦赤霉病菌、油菜菌核病菌；

所述群体感应调节剂用于根癌土壤杆菌。

说明书

技术领域

本发明属于新农药创制有机合成领域，具体涉及一种含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物及其制备方法和用途。

背景技术

已知的多种氮杂大环内酯类天然化合物具有一定的杀菌、杀虫活性，以此类天然产物为先导而衍生出的一系列化合物也可能具有杀虫、杀螨、杀菌、除草、群体感应抑制等生物活性。目前，现有技术中已有许多相关类型的农药前体正在研究开发，也出现了一批具有很好的生物活性的农药品种，如13-氮杂-1,15-十五内酯类化合物大多具有较好的杀菌活性(参见Xiaolei Wang,European Journal of Medicinal Chemistry，73(2014)286-294；Yanhong Dong,Green Chimstry,2008,10,990-994；和本申请的申请人在先申请的中国专利No. 200510085407.X“13-氮杂-1，15-十五内酯，其制备方法和作为杀菌剂的用途”申请日2005.07.20)，近年来以此结构为母体进行结构修饰以期获得具有更好生物活性的化合物是当前新农药创制的热点。但是，采用该结构为母体、制备农药用含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物的技术内容，目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的，是提供一种农药用含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物及其制备方法和作为杀菌剂和群体感应调节剂的应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种农药用含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物，其特征在于：该化合物的结构如通式(I)所示：

其中，n＝1或5；当n＝1时，所述通式(I)化合物为9-氮杂-1,11- 十一内酯衍生物；当n＝5时，所述通式(I)化合物为13-氮杂-1,15-十五内酯衍生物.

R为甲氧基、丙氧基、苄氧基、OR1、SR2或NHR3中的一种，所述R1、R2、R3为取代苯基。

该化合物为含氨基甲酸酯的氮杂大环内酯化合物时，R为甲氧基、丙氧基、苄氧基、OR1或SR2中的一种。

其中，R1为苯基、2-氯苯基、4-氯苯基、4-硝基苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2-三氟甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基或2-(苯并噻唑-2-基)苯基中的一种；R2为苯并噻唑-2-基或6-氯苯并噁唑-2-基。

该化合物为含脲类结构的氮杂大环内酯化合物时，R为NHR3。

其中，R3为2-氯苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2- 邻甲氧基苯基或2-氟苯基中的一种。

所述含氨基甲酸酯基团的氮杂大环内酯化合物为DN和DL系列，所述含脲类结构的氮杂大环内酯化合物为DN-A和DL-A系列。

该化合物采用9-氮杂-1,11-十一内酯类化合物或13-氮杂-1,15-十五内酯类化合物为母体制备。

一种农药用含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物的制备方法，该制备方法的反应通式为：

至少包括如下步骤：

1)将环辛酮(n＝1)或环十二酮(n＝5)与叠氮乙醇进行Schmidt反应，得到9-氮杂-1,11-十一内酯(n＝1)或13-氮杂-1,15-十一内酯(n＝5)，反应式如下，

2)化合物9-氮杂-1,11-十一内酯或13-氮杂-1,15-十五内酯与三光气反应得到9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯或13-N-氯甲酰基-13- 氮杂-1,15-十五内酯，反应式如下，

3)化合物9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯或13-N-氯甲酰基 -13-氮杂-1,15-十五内酯与不同的醇、胺、硫醇化合物反应得到不同取代基的氮杂大环内酯化合物，反应式如下，

其中R为甲氧基、丙氧基、苄氧基、OR1、SR2或NHR3中的一种。

所述R1为苯基、2-氯苯基、4-氯苯基、4-硝基苯基、4-甲基苯基、 3,4-二氯苯基、2-三氟甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基或 2-(苯并噻唑-2-基)苯基中的一种；R2为苯并噻唑-2-基或6-氯苯并噁唑 -2-基；R3为2-氯苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2-邻甲氧基苯基或2-氟苯基中的一种。

在步骤3)中，得到的不同取代基的氮杂大环内酯化合物中，所述取代基分别为：氨基甲酸酯、脲类结构或硫代氨基甲酸酯。

农药用含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物在制备杀菌剂、群体感应调节剂中的用途。

所述杀菌剂用于杀灭下述一种或多种病菌：番茄早疫病菌、黄瓜灰霉病菌、苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌、小麦赤霉病菌、油菜菌核病菌。

所述群体感应调节剂用于根癌土壤杆菌。

本发明的有益效果在于：本发明以天然大环内酯类化合物为先导合成的13-氮杂-1,15-内酯氟硼酸盐(WLD)为母体，衍生合成出一系列新型化合物，同时改变了环的大小，也合成了12环氮杂大环内酯衍生物，并测定了杀菌和调节群体感应的生物活性。其中含氨基甲酸酯基团的氮杂大环内酯化合物(DN和DL系列)和含脲类结构的氮杂大环内酯化合物(DN-A和DL-A系列)均具有一定的杀菌和群体感应活性，且其活性优于母体。这为以后的新农药创制提供了有力的参考，具有作为新农药继续研发的潜力。

附图说明

图1为本发明化合物DN-1的核磁共振氢谱图。

图2为本发明化合物DN-1A的核磁共振氢谱图。

图3本发明化合物DL-1的核磁共振氢谱图。

图4为化合物DL-1A的核磁共振氢谱图。

图5为化合物DL-11的核磁共振氢谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明的含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物的结构通式如I所示：

其中，n＝1或5；当n＝1时，所述通式I化合物为9-氮杂-1,11-十一内酯衍生物(DL、DL-A系列)；当n＝5时，所述通式(I)化合物为13-氮杂-1,15-十五内酯衍生物(DN、DN-A系列)。

其中，当R为甲氧基、丙氧基、苄氧基、OR1或SR2中的一种时，所述化合物为含氨基甲酸酯的氮杂大环内酯化合物；当R为NHR3时，所述化合物为含脲类结构的的氮杂大环内酯化合物。

所述R1为苯基、2-氯苯基、4-氯苯基、4-硝基苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2-三氟甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基或2-(苯并噻唑-2-基)苯基中的一种。R2为苯并噻唑-2-基或6-氯苯并噁唑-2-基。R3为2-氯苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、3,4-二氯苯基、2- 邻甲氧基苯基或2-氟苯基中的一种。

本发明的含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物的制备方法包括如下步骤：

1)将化合物(II)或(III)与叠氮乙醇进行Schmidt反应，得到9- 氮杂-1,11-十一内酯(IV)或13-氮杂-1,15-十五内酯(V)；

2)化合物9-氮杂-1,11-十一内酯(IV)或13-氮杂-1,15-十五内酯 (V)与三光气反应得到9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯(VI)或 13-N-氯甲酰基-13-氮杂-1,15-十五内酯(VII)；

3)化合物(VI)与不同的醇、胺、硫醇化合物反应得到化合物(VIII)；

4)化合物(VII)与不同的醇、胺、硫醇化合物反应得到化合物(IX)；

反应通式如下：

本发明的另一个目的是提供含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物的应用。本发明所提供的应用是含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物在制备杀菌剂、群体感应调节剂中的应用。

所述杀菌剂用于杀灭下述一种或多种病菌：番茄早疫病菌、黄瓜灰霉病菌、苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌、小麦赤霉病菌、油菜菌核病菌。

所述群体感应调节剂用于根癌土壤杆菌。

一、化合物的合成及相关实验数据

a)合成13-氮杂-1,15-十五内酯(V)

(参见本申请人在先申请的中国专利No.200510085407.X“13- 氮杂-1，15-十五内酯，其制备方法和作为杀菌剂的用途”，申请日 2005.07.20)。

45.53g(0.25mol)环十二酮置于反应瓶中，加入100mL二氯甲烷溶解，然后加入43.53g叠氮乙醇。滴加143.43g(1.00mmol)47％的三氟化硼乙醚溶液，0.5h滴加完毕，回流10h，TLC检测(石油醚/乙酸乙酯＝10:1(v/v))环十二酮反应完毕，滴加500mL饱和碳酸氢钠水溶液，室温下反应30h，用二氯甲烷(200mL×5)萃取反应液，无水硫酸钠干燥，滤去干燥剂，旋蒸脱溶，得红棕色粘稠液体69.91g，收率85％。

b)合成13-N-甲酰氯基-13-氮杂-1,15-十五内酯(VII)

室温下，取三光气(BTC)12.29g(41.43mmol)加入250ml三口反应瓶中，用注射器吸取100ml四氢呋喃(THF)加入反应装置中，搅拌溶解三光气。取5ml三乙胺加入滴液漏斗中并滴加入反应瓶中。 10min后向滴液漏斗中加入四氢呋喃溶解的步骤a)中得到的13-氮杂 -1,15-十五内酯，并滴加入反应瓶中，滴加完毕5h后薄层色谱(TLC) 检测(石油醚/乙酸乙酯＝10:1(V/V))原料反应完毕。冰浴条件下向反应体系中滴加100ml去离子水淬灭反应。将反应液用二氯甲烷萃取 (3×50ml)，饱和氯化钠洗涤(2×100ml)，去离子水洗涤(2×100ml)，无水硫酸镁干燥，过滤脱溶剂得25g淡黄色粘稠液体。将产物经过硅胶(200-300目)层析(石油醚/乙酸乙酯＝25/1(V/V))得24g无色透明液体，即为13-N-甲酰氯基-13-氮杂-1,15-十五内酯，其产率95％。

c)合成9-氮杂-1,11-十一内酯(IV)

12.71g(0.1mol)环辛酮和10.62g(0.12mol)叠氮乙醇溶于80mL 二氯甲烷中，滴加36.26g(0.26mol)47％三氟化硼乙醚，3h滴加完毕。升至室温后加热回流20h，薄层色谱(TLC)检测(石油醚/乙酸乙酯＝10:1(v/v))环辛酮反应完毕，滴加300mL饱和碳酸氢钠溶液，室温下搅拌过夜，二氯甲烷(60mL×6)萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥，滤去干燥剂，旋蒸脱溶，得黄色粘稠液体17g，收率92％。

d)合成9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯(VI)

室温下，取三光气(BTC)16.82g(0.057mol)加入250mL三口反应瓶中，用注射器吸取100ml四氢呋喃(THF)加入反应装置中，搅拌溶解三光气。取7mL三乙胺加入滴液漏斗中并滴加入反应瓶中。 10min后向滴液漏斗中加入四氢呋喃溶解的步骤c)中得到的9-氮杂 -1,11-十一内酯，并滴加入反应瓶中，滴加完毕5h后薄层色谱(TLC) 检测(石油醚/乙酸乙酯＝15:1(V/V))原料反应完毕。冰浴条件下向反应体系中滴加100mL去离子水淬灭反应。将反应液用二氯甲烷萃取 (3×50mL)，饱和氯化钠洗涤(2×100mL)，去离子水洗涤(2×100mL)，无水硫酸镁干燥，过滤脱溶剂得26.02g淡黄色粘稠液体。将产物经过硅胶(200-300目)层析(石油醚/乙酸乙酯＝25/1(V/V))得24g无色透明液体，即为9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯，其产率91％。

e)含氨基甲酸酯的氮杂大环内酯化合物的制备(以DL-1为例)

室温下将1g(4.04mmol)9-N-氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯、 0.63g(4.84mmol)对氯苯酚和0.558g(4.04mmol)碳酸钾溶于15mL 无水乙腈中，然后加热至回流反应5h。反应液冷却至室温后脱溶，残余物溶在20mL水中，用二氯甲烷(2×20mL)萃取，合并有机相，用 2％碳酸钾水溶液和水洗涤，无水硫酸钠干燥。过滤脱溶，残余物经硅胶(200-300目)层析(石油醚/乙酸乙酯＝10:1(V/V))分离，得淡黄色液体1.15g，即为DL-1，产率84％。

结构确证数据：

1H NMR(300MHz,CDCl3)：δ7.35–7.27(m,2H),7.05(d,J＝8.7 Hz,2H),4.50–4.27(m,2H),3.80–3.59(m,2H),3.53–3.32(m,2H), 2.49–2.35(m,2H),1.71(dt,J＝10.7,4.5Hz,4H),1.43(s,6H).

f)含脲类结构的氮杂大环内酯化合物的制备(以DL-1A为例)

100mL圆底烧瓶中依次加入0.52g(4.04mmol)对氯苯胺、0.49g (4.04mmol)DMAP和15mL无水二氯甲烷。将1g(4.04mmol)9-N- 氯甲酰基-9-氮杂-1,11-十一内酯和0.67mL三乙胺溶于10mL无水二氯甲烷中，冰浴搅拌下滴加到烧瓶中。滴加完毕后缓慢升至室温搅拌过夜。TLC监测(石油醚/乙酸乙酯＝3:1(V/V))至原料反应完毕，反应混合物加30mL水稀释，用二氯甲烷(2×20mL)萃取，合并有机相，用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥。过滤脱溶，残余物经硅胶 (200-300目)层析(石油醚/乙酸乙酯＝10:1(V/V))分离，得土黄色固体0.7g，即为DL-1A，熔点108-110℃，产率50％。

结构确证数据：

1H NMR(300MHz,CDCl3)：δ7.33–7.27(m,2H),7.25–7.18(m, 2H),6.49(s,1H),4.37–4.23(m,2H),3.74–3.59(m,2H),3.35(t,J＝7.2 Hz,2H),2.48–2.34(m,2H),1.78–1.57(m,4H),1.56–1.31(m,6H).

g)含硫代氨基甲酸酯的氮杂大环内酯化合物的制备(以DN-11为例)

100mL圆底烧瓶中依次加入0.3g(1.81mmol)2-巯基苯并噻唑、 0.08g(0.66mmol)DMAP、0.28mL(1.98mmol)三乙胺和15mL无水二氯甲烷。冰浴搅拌下滴加溶在10mL无水二氯甲烷中的步骤b)中得到的0.5g(1.65mmol)13-N-氯甲酰基-13-氮杂-1,15-十一内酯。滴加完毕后缓慢升至室温搅拌过夜。反应液加30mL水稀释，用二氯甲烷 (2×20mL)萃取，合并有机相，用2％碳酸钾水溶液和水洗涤，无水硫酸钠干燥。过滤脱溶，残余物经硅胶(200-300目)层析(石油醚/ 乙酸乙酯＝10:1(V/V))分离，得白色固体0.34g，熔点75-77℃，产率46％。

结构确证数据：

1H NMR(300MHz,CDCl3)：δ8.04–7.97(m,1H),7.89(d,J＝7.8 Hz,1H),7.51–7.36(m,2H),4.36(t,J＝4.8Hz,2H),3.72(t,J＝4.9Hz, 2H),3.50(s,2H),2.38(t,J＝7.0Hz,2H),1.70(dd,J＝13.7,6.8Hz,4H), 1.48–1.27(m,14H)。

本发明各实施例(DN系列、DN-A系列、DL系列、DL-A系列) 的化合物均按照上述方法制备得到。实施例的化合物编号，分子式，结构式，外观，熔点，收率数据见表1；核磁、高分辨质谱数据见表2。

二、生物活性测定

1、测定目标化合物对六种植物病原菌菌丝生长速率抑制活性，从而找到具有较好活性的先导化合物，以便后续的优化。具体实验过程及结果如下。

a.实验材料

对照试剂：咯菌腈，多菌灵，测定浓度为50mg/L。供试药剂：目标化合物(共42个)

供试病原真菌由农科院植保所闫晓静老师实验室长期保存，扩繁后备用。杀菌活性的测定浓度为50mg/L。

供试靶标：番茄早疫病菌Alternaria solani半知菌亚门，丝孢纲，链格孢菌属，分布广泛，寄主植物为番茄。

黄瓜灰霉病Botrytis cinerea半知菌亚门，丝孢纲，葡萄孢菌属，灰葡萄孢。

苹果腐烂病菌Valsa mali半知菌，腔菌，壳囊孢属。

苹果轮纹病Macrophoma kuwatsukai子囊菌，葡萄座腔菌，称轮纹大径点菌。分布广泛，寄主植物有：苹果、梨、桃、李、杏、山楂等。

小麦赤霉病菌Gibberella zeae半知菌亚门，丝孢纲，镰刀菌禾谷镰孢。

油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum真菌子囊菌亚门，柔膜菌目，核盘菌属，核盘菌。分布在长江流域，华南沿海，西南地区，寄主植物有十字花科和茄科蔬菜及花生、大豆、黄瓜、向日葵、洋葱、柑橘等植物。

b.实验方法

杀菌实验方法：分别将供试药剂用DMSO配制成30000mg/L的溶剂，然后再用PDA培养基稀释600倍制成含毒培养基；对照溶剂DMSO 用培养基稀释600倍制成含DMSO的培养基(终浓度50mg/L)。按照中华人民共和国农业行业标准(NY/T1156.2-2006)将培养好的病原菌在无菌操作条件下用直径7mm灭菌打孔器自菌落边缘打取菌饼，用灭菌后的接种针将菌饼接种于含毒培养基平板中央，盖上皿盖，菌丝面向下，倒置于25℃培养箱中培养。根据空白对照培养皿中菌丝生长情况调查病原菌菌丝生长情况，待空白对照中菌丝充分生长后，以十字交叉法量取菌落直径(mm)，取平均值，菌落直径－菌饼直径＝菌盘扩展直径。按照公式(1)计算菌体生长抑制率。

2、采用β-半乳糖苷酶活性方法测定目标化合物对根癌土壤杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens)的群体感应活性。

生物活性测定结果见表3和表4。

从表1可以看出，采用本发明的含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物的制备方法制备含氨基甲酸酯或脲类结构氮杂大环内酯化合物的产率为40-97％。

从表3和表4可以看出，本发明的含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物具有良好的杀菌和群体感应调节作用。表3结果表明DN-FA、DL-1A、DL-9、DL-10、DL-14A、DL-13、DN-14A等化合物对6种致病菌中的3种以上有抑制作用。氮杂十二元环大环内酯系列化合物的杀菌活性好于十六元环内酯化合物。表4结果表明DN-3A、DN-6A、DN-10A、DN-10、16GD-D等化合物对根癌土壤杆菌有一定的群体感应抑制活性；而DL-0、DL-11、DL-12、DL-13、DL-10A、 DL-5A、DN-14A等化合物则有一定的群体感应促进活性。16元环化合物的群体感应抑制活性要好于12元环化合物。

表1各实施例的化合物的实验数据

表2各实施例的化合物的1H-NMR和高分辨质谱数据

表3各实施例的化合物对植物病原菌菌丝生长抑制率

表4各实施例的化合物对根癌土壤杆菌的群体感应活性测定结果

农药用含氨基甲酸酯或脲类结构的氮杂大环内酯化合物及其制备方法和用途专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

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1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

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4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

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