專利名稱：氨基甲酸魚藤酮肟酯及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一類新的化合物及其制備方法和應用，具體是氨基甲酸魚藤酮肟酯及其制備方法和應用。
背景技術：
魚藤酮(Rotenone)是一種天然的植物質殺蟲劑和殺螨劑，它易于降解，在環境中積累毒性小，不污染農業生態環境和農產品，有利于促進生態平衡。然而，魚藤酮的使用還存在一些問題，如魚藤酮在自然條件下易于氧化分解失效，因而制劑濃度不穩定，使用時不易標準化。而魚藤酮本身有較好的生物活性，是一種十分有價值的化合物。本項目掌握了魚藤酮結構與穩定性、生物活性關系基礎之上，對魚藤酮進行化學結構改造和修飾，利用拼合原理將農藥的活性基團氨基甲酸肟酯引入到魚藤酮的分子上，設計合成一系列結構新穎的氨基甲酸魚藤酮肟酯，并將所得化合物進行結構表征、活性和穩定性測試，期望獲得具有生物活性和性能穩定的化合物。初步生物活性研究結果顯示氨基甲酸魚藤酮肟酯類化合物具有較好的殺菌、殺蟲活性和穩定性。
發明內容
本發明的目的在于提供一類氨基甲酸魚藤酮肟酯類新化合物制備方法和氨基甲酸魚藤酮肟酯類新化合物在殺蟲、殺菌劑中的應用。
本發明的氨基甲酸魚藤酮肟酯類新化合物具有式I所示化學結構式和立體結構式
其中，R選自C1～C16烷基；苯環，取代苯環；取代苯環選自甲基苯或二甲基苯，鹵代苯。
所述氨基甲酸魚藤酮肟酯類新化合物的制備方法包括如下步驟具有式I所示結構的氨基甲酸魚藤酮肟酯的制備方法是魚藤酮肟在相轉移催化劑或縛酸劑存在下和異氰酸酯反應。反應完畢，經過濾，洗滌，干燥得氨基甲酸魚藤酮肟酯。
所述的氨基甲酸魚藤酮肟酯類新化合物具有殺蟲、殺菌活性，可用于制備殺蟲、殺菌劑。
本發明制備方法按如下化學反應式進行
本發明與現有技術相比具有如下優點 1.基于魚藤酮對細胞線粒體呼吸鏈中NADH脫氫酶到泛醌氧化還原酶抑制作用的構效關系，首次設計合成具有生物活性的氨基甲酸魚藤酮肟酯系列；新化合物有較高的生物活性，穩定性好，殘留小。本發明在掌握了魚藤酮結構與穩定性、生物活性關系基礎之上，保留了生物活性所必需的結構，利用C＝N來替代具有強吸電性的C＝O來降低7-H的酸性，抑制7位的氧化降解來提高整個分子結構的穩定性，同時依據藥物設計學中的拼合原理，引入農藥中具有較好的殺蟲殺菌活性的氨基甲酸肟酯結構來提高其生物活性和穩定性。本發明所設計的化合物相對于現有的魚藤酮均具有氨基甲酸肟酯結構。
2.與魚藤酮不同，合成的氨基甲酸魚藤酮肟酯穩定性好，并具有殺菌活性。
3.設計的新化合物構思新穎、合成操作方便。反應時間短，收率高。
4.氨基甲酸魚藤酮肟酯的立體結構C(7)，C(8)和C(18)的絕對構型分別為R、S和R。肟酯的構型為E式。氨基甲酸魚藤酮肟酯存在分子間氫鍵。
5.利用合成的活性氨基甲酸魚藤酮肟酯開發綠色農藥，用于制備殺菌劑和殺蟲劑。
具體實施例方式 以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。
實施例1氨基甲酸魚藤酮肟酯(1)的合成
魚藤酮肟1.0g，丙酮或苯10.0ml攪拌，溶解，滴加10ml含異氰酸甲酯的丙酮溶液，回流反應1h，TLC監測反應過程。過濾反應液，濾液旋蒸脫溶，水洗得到的白色固體。1H-NMR(CDCl3，400MHz)δ2.75(s，3H，CH3)，2.93(dd，J＝8.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.28(dd，J＝10.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.71(s，3H，OCH3)，3.80(s，3H，OCH3)，4.22(d，J＝12Hz，1H，6-H)，4.56(d，J＝2.8Hz，1H，12a-H)，4.60(dd，J＝12Hz，J＝2.8Hz，1H，6-H)，4.92(s，2H，6a-H，7’-H)，5.06(s，1H，7’-H)，5.17(t，J＝8.8Hz，1H，5’-H)，6.35(d，J＝8.0Hz，1H，NH)，6.41(s，1H，4-H)，6.41(s，1H，1-H)，6.48(d，J＝8.8Hz，1H，10-H)，7.76(d，J＝8.4Hz，1H，11-H)。
實施例2環己氨基甲酸魚藤酮肟酯(2)的合成
魚藤酮肟1.0g，丙酮或四氫呋喃10.0ml攪拌，溶解，加入10ml含0.3g異氰酸環己酯的丙酮溶液，回流反應7h，再補充0.3g異氰酸環己酯，繼續反應2h，TLC監測反應過程。過濾反應液，濾液旋蒸脫溶，水洗得到的白色固體，乙醇重結晶得到1.0g白色粉末，熔點185～188℃收率77.0％。1H-NMR(CDCl3，400MHz)δ1.24～1.44(m，4H，c-C6H11)，1.64(m，4H，c-C6H11)，1.76(s，3H，8’-CH3)，1.78(m，1H，c-C6H11)，2.06(m，2H，c-C6H11)，2.93(dd，J＝8.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.28(dd，J＝10.0Hz，J＝15.6Hz，1H，4’-H)，3.71(s，3H，OCH3)，3.80(s，3H，OCH3)，4.22(d，J＝12Hz，1H，6-H)，4.56(d，J＝2.8Hz，1H，12a-H)，4.60(dd，J＝12Hz，J＝2.8Hz，1H，6-H)，4.92(s，2H，6a-H，7’-H)，5.06(s，1H，7’-H)，5.17(t，J＝8.8Hz，1H，5’-H)，6.35(d，J＝8.0Hz，1H，NH)，6.41(s，1H，4-H)，6.41(s，1H，1-H)，6.48(d，J＝8.8Hz，1H，10-H)，7.76(d，J＝8.4Hz，1H，11-H)。
實施例3辛氨基甲酸魚藤酮肟酯(3)的合成
魚藤酮肟0.8g，丙酮或N-甲基吡咯烷酮30.0ml攪拌，溶解，加入0.3g異氰酸辛酯，回流反應5h，再補充0.15g異氰酸辛酯，繼續反應10h，TLC監測反應過程。過濾反應液，濾液旋蒸脫溶，水洗得到的白色固體，乙醇重結晶得到0.96g白色粉末熔點140～143℃，收率86.8％。1H-NMR(CDCl3，400MHz)δ0.89(t，J＝6.8Hz，3H，CH3)，1.30(m，10H，5×CH2)，1.65(m，2H，CH2)，1.76(s，3H，8’-CH3)，2.93(dd，J＝8.0Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.29(dd，J＝9.6.Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.37(q，J＝6.8Hz，2H，NCH2)，3.71(s，3H，OCH3)，3.80(s，3H，OCH3)，4.23(d，J＝12Hz，1H，6-H)，4.57(d，J＝2.4Hz，1H，12a-H)，4.60(dd，J＝12Hz，J＝2.4Hz，1H，6-H)，4.92(s，2H，6a-H，7’-H)，5.06(s，1H，7’-H)，5.19(t，J＝9.2Hz，1H，5’-H，)，6.40(s，1H，4-H)，6.42(s，1H，1-H)，6.47(d，J＝8.4Hz，1H，10-H)，6.49(s，1H，NH)，7.76(d，J＝8.8Hz，1H，11-H)。
實施例4鄰甲苯氨基甲酸魚藤酮肟酯(4)的合成
魚藤酮肟1.0g，乙酸乙酯10.0ml，三氯甲烷10.0ml攪拌，溶解，加入0.32g異氰酸鄰甲基苯基酯，回流反應7h，再補充0.16g異氰酸鄰甲基苯基酯，繼續反應2h，TLC監測反應過程。反應液旋蒸脫溶，水洗得到的白色固體，乙醇重結晶得到0.8g橙色粉末，熔點138～142℃，收率60.1％。1H-NMR(CDCl3，400MHz)δ1.77(s，3H，8’-CH3)，2.40(s，3H，Ph-CH3)，2.95(dd，J＝8.0Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.31(dd，J＝10Hz，J＝16Hz，1H，4’-H)，3.71(s，3H，OCH3)，3.81(s，3H，OCH3)，4.26(d，J＝12.4Hz 1H，6-H)，4.63(m，2H，12a-H，6-H)，4.93(s，1H，7’-H)，4.98(s，1H，6a-H)，5.07(s，1H，7’-H)，5.21(t，J＝8.8Hz，1H，5’-H)，6.44(s，1H，4-H)，6.47(s，1H，1-H)，6.51(d，J＝8.4Hz，1H，10-H)，7.12(t，J＝7.6Hz，1H，C6H4)，7.26(m，2H，C6H4)，7.78(d，J＝8.4Hz 1H，C6H4)，7.96(d，J＝8.0Hz，1H，11-H)，8.53(s，1H，NH)。
實施例5氨基甲酸魚藤酮肟酯對粘蟲、蚜蟲、葉蟬、紅蜘蛛的毒殺測定 粘蟲采用Potter噴霧法，濃度為1000mg/L；稻黑尾葉蟬采用浸漬法，濃度為500mg/L；蠶豆蚜采用浸漬法，濃度為500mg/L；棉紅蜘蛛采用浸漬法，濃度為500mg/L；48h檢查結果化合物2、化合物3對粘蟲的殺死亡率分別為68.3％和80.0％。
實施例6殺菌活性測定 1.供試菌種 稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)，稻紋枯病菌(Rhizoctonia solani)，黃瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)，油菜菌核病菌(Sclerotonia sclerotiorum)，小麥赤霉病菌(Gibberellazeae)，辣椒疫霉病菌(phytophythora capsici)。以上菌種均保存在冰箱(4～8℃)內，試驗前2～3天從試管斜面接種到培養皿內，在適宜溫度下培養供試驗用。實驗用培養基均為馬鈴薯瓊脂培養基(PDA)。小麥白粉病菌用小麥苗保存孢子供試驗用。
2.測定方法 準確稱取適量待測新化合物，先用適宜溶劑溶解并加入少量乳化劑，用清水稀釋成一定濃度。具體方法如下稻瘟病菌、小麥赤霉病菌、辣椒疫霉病菌黃瓜灰霉病菌和油菜菌核病菌采用含毒培養基法，普篩濃度為25mg/L。稻紋枯病菌采用離體葉片培養法，普篩濃度為500mg/L。
小麥白粉病菌采用盆栽法，普篩濃度為500mg/L。
3.殺菌劑活性評價 處理后定期觀察記錄葉片、植株的發病情況和菌絲生長情況，根據病情指數和菌絲直徑，計算防效和抑制率。
生長抑制率(％)＝(對照菌落直徑-處理菌落直徑)×100/(對照菌落直徑-菌餅直徑)。
殺菌活性普篩結果化合物2、化合物3對白粉病菌的防效率分別為60％和50.0％。
實施例7辛氨基甲酸魚藤酮肟酯(3)的晶體結構 辛氨基甲酸魚藤酮肟酯(3)的分子結構如
圖1所示；辛氨基甲酸魚藤酮肟酯(3)的晶胞圖如圖2所示
圖1辛氨基甲酸魚藤酮肟酯(3)的分子結構 圖2辛氨基甲酸魚藤酮肟酯(3)的晶胞圖 辛氨基甲酸魚藤酮肟酯(3)的晶體結構表明C(7)，C(8)和C(18)的絕對構型分別為R、S和R。肟酯的構型為E式。辛氨基甲酸魚藤酮肟酯存在分子間氫鍵[N2-H2A…O(7)]。
權利要求
1、一類氨基甲酸魚藤酮肟酯，其特征在于所述的化合物具有式I所示化學結構式和立體結構式
其中，R選自C1～C16烷基；苯環，取代苯環。
2、根據權利要求1所述的氨基甲酸魚藤酮肟酯，其特征在于，所述的取代苯環選自甲基苯或二甲基苯，鹵代苯。
3、權利要求1所述氨基甲酸魚藤酮肟酯的制備方法，其特征在于，具有式I所示結構式的化合物的制備方法是魚藤酮肟在相轉移催化劑或縛酸劑存在下和異氰酸酯在適當的溶劑中反應，反應完畢，經過濾，洗滌，干燥得氨基甲酸魚藤酮肟酯。
4、根據權利要求3所述氨基甲酸魚藤酮肟酯的制備方法，其特征在于，所述的縛酸劑是碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、三乙胺、三丁胺、哌啶和吡啶中的一種或幾種。
5、根據權利要求3所述氨基甲酸魚藤酮肟酯的制備方法，其特征在于，相轉移催化劑是四甲基氯化銨、四乙基溴化銨、四丁基溴化銨、四丁基硫酸氫銨、四丁氟化銨、四苯基溴化鏻、三苯基乙基溴化鏻、18-冠醚-6、四丁基溴化銨、芐基三乙基氯化銨、四丁基碘化銨中的一種或幾種。
6、根據權利要求3所述氨基甲酸魚藤酮肟酯的制備方法，其特征在于，異氰酸酯是異氰酸烷基酯，異氰酸芳基酯類中的一種。
7、根據權利要求3所述氨基甲酸魚藤酮肟酯的制備方法，其特征在于，反應溫度是-20℃～150℃。
8、根據權利要求3所述氨基甲酸魚藤酮肟酯的制備方法，其特征在于，反應溶劑是丙酮、苯、取代苯、乙酸乙酯、氯仿、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜中的一種或幾種。
9、氨基甲酸魚藤酮肟酯的立體結構C(7)，C(8)和C(18)的絕對構型分別為R、S和R。肟酯的構型為E式。氨基甲酸魚藤酮肟酯存在分子間氫鍵。
10、權利要求1所述氨基甲酸魚藤酮肟酯的應用，其特征在于，式I所示結構式的化合物的用于制備殺蟲、殺菌劑。
全文摘要
本發明公開了一類氨基甲酸魚藤酮肟酯，其具有式Ⅰ化學結構式和立體結構式，氨基甲酸魚藤酮肟酯I的制備方法是魚藤酮肟在相轉移催化劑或縛酸劑存在下和異氰酸酯反應。反應完畢，經過濾，洗滌，干燥得氨基甲酸魚藤酮肟酯。所述氨基甲酸魚藤酮肟酯類新化合物可用于制備殺蟲、殺菌劑。
文檔編號A01P7/00GK101343277SQ20081003172
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月11日 優先權日2008年7月11日
發明者胡艾希, 超 王, 姣 葉, 徐漢虹, 歐曉明 申請人:湖南大學