一种柠檬醛基酰基硫脲新型衍生物及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种柠檬醛基酰基硫脲新型衍生物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.天然柠檬醛具有广谱的抗菌效果，但作为抗菌剂，柠檬醛有以下两个缺点：(1)生物活性广而不强；(2)理化性能有缺陷，如水溶性差、稳定性地、易氧化、易酸败。通过对柠檬醛分子进行修饰、引进一些高活性的基团或小分子，来改变柠檬醛的理化性质，或者提高柠檬醛的生物活性来提高柠檬醛的使用价值，成为现在的研究热点。有相关研究表明，在柠檬醛骨架中引进一些高活性的基团能够显著提高柠檬醛的抗菌活性。
3.酰基硫脲及其衍生物是一类含氮含硫的有机物，是广泛用于药品和日化产品行业的重要化工原料，在农药领域因其具有良好的抑菌杀虫、除草等活性，在许多农药中有着广泛的应用。
4.油茶炭疽病会导致油茶树落花、落果、落叶，对油茶产业造成巨大的经济损失。目前，防治果生刺盘饱菌最广泛、最有效的方法是使用化学杀菌剂。然而，大量使用单一的常规化学杀菌剂会导致植物病原菌产生严重的耐药性，并对环境和公众健康产生负面影响。因此，为应对日益增加的耐药性，不断开发新型、环保、低毒的杀菌剂仍是农药研究的热点。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种柠檬醛基酰基硫脲衍生物及其制备方法。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种柠檬醛基酰基硫脲新型衍生物的制备方法，包括如下步骤：
8.(1)通过氢化和氧化反应将柠檬醛转化为香茅酸；
9.(2)将香茅酸、草酰氯和溶剂二氯甲烷混合，冷凝回流反应，旋蒸除去溶剂二氯甲烷，得到香茅酸酰氯；
10.(3)香茅酸酰氯先与硫氰酸钾反应，再与取代苯胺反应生成柠檬醛酰基硫脲类衍生物粗品，溶剂为乙腈；
11.(4)步骤(3)的反应结束后，通过旋蒸去除溶剂乙腈，反应物经乙酸乙酯冲洗后，顺次进行酸洗和柱层析分离，得到柠檬醛基酰基硫脲衍生物成品。
12.优选地，步骤(1)，在不锈钢间歇式反应器中，将金属负载催化剂pd/tpp和反应物柠檬醛分别装入反应器，密封并用co2冲洗反应器两次；
13.当反应器被加热到反应温度后，再用高压泵将h2和co2引入反应器内，搅拌下反应，待反应完成后，降温冷却，减压蒸馏得纯品；
14.取纯品加入到三口烧瓶中，再向其中混入磷酸和苯，搅拌下通入空气反应，反应完成后，减压蒸馏得到香茅酸。
15.优选地，步骤(2)，所述香茅酸、草酰氯和二氯甲烷的用量比为1mol∶2mol～3mol∶
2l～3l。
16.优选地，步骤(2)，冷凝回流反应的时间为4h～5h，温度为40℃～50℃。
17.优选地，步骤(3)，所述香茅酸酰氯、硫氰酸钾、取代苯胺和乙腈的用量比为1mol∶2mol～3mol∶1mol～2mol∶2.5l～3.5l。
18.优选地，步骤(3)，香茅酸酰氯先与硫氰酸钾反应时间为2h～4h，反应温度为20～30℃；加入取代苯胺后反应时间为10h～15h，反应温度为75℃～85℃。
19.优选地，步骤(4)，用于所述酸洗的酸为10％hcl溶液。
20.优选地，用于所述柱层析的流动相为石油醚和乙酸乙酯，体积比为3∶1。
21.基于一个总的发明构思，本发明另一个目的在于保护上述制备方法制备得到的柠檬醛基酰基硫脲新型衍生物，结构如下所示：
[0022][0023]
其中，r独立地选自下述结构中的一种：
[0024][0025]
基于一个总的发明构思，本发明还一个目的在于保护上述制备方法制备得到的柠檬醛基酰基硫脲新型衍生物在防治植物病原菌中的应用。
[0026]
本发明采用菌丝生长速率法对柠檬醛基酰基硫脲衍生物进行抗菌分析，经过体外抑菌试验证明，此类化合物为强效油茶炭疽病菌抑菌剂，其活性显著地高于目前最常用的杀菌剂。由于此类化合物在低浓度下能够强效抑制油茶炭疽病菌的生长，因此在用于防治植物真菌的新型抗菌方面有十分好的应用前景。
具体实施方式
[0027]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，但是本发明并不限于这些实施例。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如没有特别说明，均为本领域的常规方法。
[0028]
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是
可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0029]
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或者优选值与任何范围下限或优选值的任意一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外地说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0030]
需要说明的是，柠檬醛基酰基硫脲衍生物的合成反应式为：
[0031][0032]
其中，r为其中，r为其中，r为相对应的16个化合物的命名分别为nmqln-1、nmqln2、nmqln-3、
……
、nmqln-22，以此类推。
[0033]
一种柠檬醛基酰基硫脲新型衍生物的制备方法，包括如下步骤：
[0034]
(1)在500ml的不锈钢间歇式反应器中，将金属负载催化剂1mmol pd/tpp和反应物100mmol柠檬醛分别装入反应器，密封并用2mpa的co2冲洗反应器两次；当反应器被加热到64℃反应温度后，再用高压泵将h2和co2引入反应器，搅拌下反应2h，待反应完成后，降温冷却，减压蒸馏得纯品；取纯品50mmol加入到三口烧瓶中，再向其中混入50mmol磷酸和200ml苯，40℃搅拌下通入空气，反应16h，反应完成后，减压蒸馏得到香茅酸。
[0035]
(2)香茅酸与草酰氯混合后进行反应，生成香茅酸酰氯，溶剂为二氯甲烷，反应结束后，旋蒸除去反应体系中的溶剂二氯甲烷；香茅酸、草酰氯和二氯甲烷的用量比为1mol∶2mol～3mol∶2l～3l；反应时间为4～5h，反应温度为40℃～50℃。
[0036]
(3)香茅酸酰氯先与硫氰酸钾反应再与取代苯胺反应生成柠檬醛酰基硫脲酰基硫脲类衍生物粗品，溶剂为乙腈。香茅酸酰氯、硫氰酸钾、取代苯胺和乙腈的用量比为1mol∶2mol～3mol∶1mol～2mol∶2.5l～3.5l；香茅酸酰氯先与硫氰酸钾反应时间为2h～4h，反应温度为20℃～30℃；加入取代苯胺后反应时间为10h～15h，反应温度为75℃～85℃。
[0037]
(4)步骤(3)的反应结束后，通过旋蒸去除溶剂乙腈，反应物经乙酸乙酯冲洗后，顺
次进行酸洗和柱层析分离，得到柠檬醛基酰基硫脲衍生物成品。
[0038]
实施例1
[0039]
柠檬醛基酰基硫脲衍生物nmqln-1的制备：
[0040]
通过氢化和氧化反应把柠檬醛转化为香茅酸，分别称取香茅酸(10mmol)、草酰氯(25mmol)为原料，25ml二氯甲烷为溶剂，45℃冷凝回流4h，反应后，通过旋蒸除溶剂二氯甲烷，得到香茅酸酰氯。在香茅酸酰氯中加入硫氰酸钾
[0041]
(25mmol)，25ml乙腈为溶剂，25℃反应3h后加入苯胺(15mmol)，80℃冷凝回流12h。反应后，通过旋蒸除去溶剂乙腈，然后将反应物溶解于乙酸乙酯加入10％hcl酸洗2～3次，萃取，旋蒸，用柱层析法分离提纯，最终得到3,7-二甲基-n-(苯基氨基甲硫基)辛-6-烯酰胺：白色粉末，熔点59℃～65℃；得率58.65％，纯度98.23％；
[0042]1h nmr：δ12.44(s,1h),9.03(s,1h),7.67
–
7.63(m,2h),7.40(dd,j＝7.14,8.65hz,2h),7.28(d,j＝7.33hz,1h),5.09(t,j＝1.52hz,1h),2.23
–
2.13(m,1h),2.10
–
1.96(m,3h),1.69(d,j＝1.77hz,4h),1.65
–
1.56(m,3h),1.45
–
1.25(m,2h),1.01(d,j＝6.57hz,3h).
[0043]
13
c nmr：δ177.83(s),173.41(s),137.00(s),131.54(s),128.39(s),126.42(s),123.70(s),123.34(s),44.37(s),36.14(s),29.66(s),25.25(s),24.87(s),19.00(s),17.24(s).
[0044]
esi-ms：m/z 305.16[m+h]
+
。
[0045]
实施例2
[0046]
柠檬醛基酰基硫脲衍生物nmqln-3的制备：
[0047]
通过氢化和氧化反应把柠檬醛转化为香茅酸，分别称取香茅酸(10mmol)、草酰氯(25mmol)为原料，25ml二氯甲烷为溶剂，45℃冷凝回流4h，反应后，通过旋蒸除溶剂二氯甲烷，得到香茅酸酰氯。在香茅酸酰氯中加入硫氰酸钾
[0048]
(25mmol)，25ml乙腈为溶剂，25℃反应3h后加入3f-苯胺(15mmol)，80℃冷凝回流12h。反应后，通过旋蒸除去溶剂乙腈，然后将反应物溶解于乙酸乙酯加入10％hcl酸洗2～3次，萃取，旋蒸，用柱层析法分离提纯，最终得到n-((3-氟苯基)氨基甲硫基)-3,7-二甲基辛-6-烯酰胺：白色粉末，熔点59℃～65℃；得率49.57％，纯度98.38％；
[0049]1h nmr：δ12.55(s,1h),8.93(s,1h),7.68(d,j＝10.48hz,1h),7.34(d,j＝2.15hz,2h),7.02
–
6.92(m,1h),5.09(d,j＝1.52hz,1h),2.23
–
2.11(m,1h),2.02(d,j＝7.07hz,3h),1.73
–
1.55(m,7h),1.43
–
1.25(m,2h),1.01(d,j＝6.69hz,3h).
[0050]
13
c nmr：δ177.65(s),173.40(s),163.27(s),138.40(s),131.58(s),129.44(s),123.27(s),118.89(s),113.22(s),110.62(s),44.39(s),36.12(s),29.66(s),25.21(s),24.85(s),18.99(s),17.21(s).
[0051]
esi-ms：m/z 323.15[m+h]
+
。
[0052]
实施例3
[0053]
柠檬醛基酰基硫脲衍生物nmqln-6的制备：
[0054]
通过氢化和氧化反应把柠檬醛转化为香茅酸，分别称取香茅酸(10mmol)、草酰氯(25mmol)为原料，25ml二氯甲烷为溶剂，45℃冷凝回流4h，反应后，通过旋蒸除溶剂二氯甲烷，得到香茅酸酰氯。在香茅酸酰氯中加入硫氰酸钾
[0055]
(25mmol)，25ml乙腈为溶剂，25℃反应3h后加入3cl-苯胺(15mmol)，80℃冷凝回流12h。反应后，通过旋蒸除去溶剂乙腈，然后将反应物溶解于乙酸乙酯加入10％hcl酸洗2～3次，萃取，旋蒸，用柱层析法分离提纯，最终得到n-((3-氯苯基)氨基甲硫基)-3,7-二甲基辛-6-烯酰胺：白色粉末，熔点67℃～69℃；得率32.38％，纯度97.24％；
[0056]1h nmr：δ12.48(s,1h),9.12(s,1h),7.74(d,j＝2.15hz,1h),7.48(d,j＝7.96hz,1h),7.29(d,j＝8.08hz,1h),7.23
–
7.18(m,1h),5.04(t,j＝1.52hz,1h),2.19
–
2.10(m,1h),1.99(s,3h),1.61(d,j＝34.61hz,7h),1.31(dd,j＝5.37,47.30hz,2h),0.96(d,j＝6.57hz,3h).
[0057]
13
c nmr：δ175.44(s),171.15(s),135.51(s),131.38(s),129.02(s),126.81(s),123.92(s),121.20(s),120.78(s),119.26(s),41.75(s),33.57(s),27.12(s),22.73(s),22.32(s),16.44(s),14.71(s).
[0058]
esi-ms：m/z 339.13[m+h]
+
。
[0059]
实施例4
[0060]
柠檬醛基酰基硫脲衍生物nmqln-14的制备：
[0061]
通过氢化和氧化反应把柠檬醛转化为香茅酸，分别称取香茅酸(10mmol)、草酰氯(25mmol)为原料，25ml二氯甲烷为溶剂，45℃冷凝回流4h，反应后，通过旋蒸除溶剂二氯甲烷，得到香茅酸酰氯。在香茅酸酰氯中加入硫氰酸钾(25mmol)，25ml乙腈为溶剂，25℃反应3h后加入2ch
3-苯胺(15mmol)，80℃冷凝回流12h。反应后，通过旋蒸除去溶剂乙腈，然后将反应物溶解于乙酸乙酯加入10％hcl酸洗2～3次，萃取，旋蒸，用柱层析法分离提纯，最终得到n-((2-甲基苯基)氨基甲硫基)-3,7-二甲基辛-6-烯酰胺：白色粉末，熔点68℃～70℃；得率37.88％，纯度95.82％；
[0062]1h nmr：δ12.07(s,1h),9.46(s,1h),7.57(d,j＝7.83hz,1h),7.16(d,j＝5.81hz,3h),5.26
–
4.84(m,1h),2.22(s,3h),2.17
–
2.03(m,1h),2.03
–
1.83(m,3h),1.82
–
1.37(m,7h),1.35
–
1.13(m,2h),0.91(d,j＝6.69hz,3h).
[0063]
13
c nmr：δ178.97(s),173.86(s),135.72(s),132.90(s),131.44(s),130.30(s),127.22(s),125.95(s),125.85(s),123.43(s),44.14(s),36.17(s),29.66(s),25.28(s),24.90(s),19.02(s),17.52(s),17.25(s).
[0064]
esi-ms：m/z 319.18[m+h]
+
。
[0065]
实施例5
[0066]
柠檬醛基酰基硫脲衍生物nmqln-15的制备：
[0067]
通过氢化和氧化反应把柠檬醛转化为香茅酸，分别称取香茅酸(10mmol)、草酰氯(25mmol)为原料，25ml二氯甲烷为溶剂，45℃冷凝回流4h，反应后，通过旋蒸除溶剂二氯甲烷，得到香茅酸酰氯。在香茅酸酰氯中加入硫氰酸钾
[0068]
(25mmol)，25ml乙腈为溶剂，25℃反应3h后加入3ch
3-苯胺(15mmol)，80℃冷凝回流12h。反应后，通过旋蒸除去溶剂乙腈，然后将反应物溶解于乙酸乙酯加入10％hcl酸洗2～3次，萃取，旋蒸，用柱层析法分离提纯，最终得到n-((3-甲基苯基)氨基甲硫基)-3,7-二甲基辛-6-烯酰胺：白色粉末，熔点70℃～72℃；得率58.73％，纯度93.11％；
[0069]1h nmr：δ12.36(s,1h),8.83(s,1h),7.52
–
7.40(m,2h),7.29(d,j＝7.71hz,1h),7.08(d,j＝7.83hz,1h),5.14
–
5.05(m,1h),2.37(s,3h),2.20
–
2.12(m,1h),2.03(d,j＝
6.19hz,3h),1.71
–
1.60(m,7h),1.44
–
1.25(m,2h),1.01(d,j＝6.57hz,3h).
[0070]
13
c nmr：δ177.55(s),173.04(s),138.27(s),136.84(s),131.42(s),128.07(s),127.07(s),124.05(s),123.22(s),120.60(s),44.33(s),36.04(s),29.55(s),25.09(s),24.75(s),20.75(s),18.89(s),17.09(s).
[0071]
esi-ms：m/z 319.18[m+h]
+
。
[0072]
试验例1
[0073]
化合物nmqln-1、nmqln-3、nmqln-6、nmqln-14和nmqln-15柠檬醛基硫脲衍生物的抑菌试验：
[0074]
采用菌丝生长抑制法测定柠檬醛基硫脲衍生物对油茶炭疽病菌的抑菌活性。将柠檬醛基硫脲衍生物溶于二甲基亚砜(dmso)中，然后取200μl加入50ml已经灭菌的马铃薯葡萄糖琼脂(pda)中，得到一系列含125μg/ml、62.5μg/ml、31.25μg/ml、15.63μg/ml、7.81μg/ml、3.91μg/ml、1.95μg/ml、0.98μg/ml、0.49μg/ml和0.24μg/ml浓度的含药pda平板。将植物病原菌菌丝菌饼(0.5cm)接种在pda平板上，25℃培养。每个样品3个重复，用十字交叉法测量菌饼的直径(cm)。空白对照为dmso(0.4％，v/v)，阳性对照为杀菌剂百菌清和醚菌酯。ec
50
值为抑制50％菌丝体生长所需的浓度。
[0075]
抑制率按下式计算：
[0076][0077]
具体的抑制率测试结果如下表1所示：
[0078]
表1柠檬醛基酰基硫脲衍生物对油茶炭疽病菌的抑菌活性
[0079][0080]
注：“/”表示未测试，无数据值。
[0081]
从表1柠檬醛基酰基硫脲衍生物对油茶炭疽病菌的抑菌活性结果表明：
[0082]
柠檬醛基酰基硫脲衍生物nmqln-1、nmqln-3、nmqln-6、nmqln-14和nmqln-15对油茶炭疽病菌的ec
50
值分别为0.4897μg/ml、0.2853μg/ml、0.8865μg/ml、0.2977μg/ml和0.7829μg/ml，均远小于阳性对照百菌清和醚菌酯的ec
50
值，说明柠檬醛基酰基硫脲衍生物对油茶炭疽病菌的抑菌活性远远高于阳性对照百菌清和醚菌酯。
[0083]
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。