一类氯代异噻唑新烟碱类化合物及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明的技术方案涉及含N和含S的氯代异噻唑新烟碱类杂环化合物，具体涉及含 3，4-二氯异噻唑的新烟碱类化合物。
【背景技术】
[0002] 五元芳香杂环化合物是农药先导的重要来源，商品化的农药品种有杀虫剂噻虫 胺，杀菌剂苯噻菌胺等。异噻唑的研究开发相对滞后。异噻菌胺可激发水稻的天然防御机制 防治稻瘟病(Assmann et al.，W0 9924413,1999)，是典型的植物激活剂;这类药剂不直接 作用于病虫害等靶标生物，而通过作用于植物自身的防御系统使植物获得对后续病害的防 御能力，属"绿色农药"。异噻菌胺的合成方法和生物活性在2007年的专利DE102005031348 中已有报道。除诱导活性外，异噻菌胺还有杀虫活性。异噻菌胺是氯代异噻唑类化合物。
[0003] 烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)激动剂是噻虫胺、吡虫啉、噻虫嗪、啶虫脒、呋虫胺、烯 啶虫胺、噻虫啉等新烟碱类化合物的作用靶标，属于配体门控离子通道超家族;作用于该靶 标的杀虫剂在世界各地广泛使用，具有广谱、高效、低毒、低残留，对人、畜、植物和天敌安全 等特点，并有触杀、胃毒和内吸多重药效;害虫接触药剂后，中枢神经正常传导受阻，使其麻 痹死亡。由于长期大量不科学合理的使用，目前害虫对这类杀虫剂已经产生抗药性。因此， 寻找更多超高效的先导化合物对害虫综合治理具有重要意义。
[0004] 本发明利用农药分子设计的原理，设计合成了一类氯异噻唑新烟碱类化合物，并 进行了系统的生物活性筛选，以期为新农药的创制提供更多高效的侯选化合物。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供新的氯代异噻唑新烟碱类化合物的合成方 法，提供这类化合物调控农业、园艺和卫生以及林业植物害虫和植物病原物的生物活性及 其测定方法，同时提供这些化合物在农业领域、园艺领域、林业领域以及卫生领域的中应 用。
[0006] 本发明解决该技术问题所采用的技术方案是:具有农业领域、园艺领域、林业以及 卫生领域杀虫、杀菌及抗植物病毒活性的氯代异噻唑新烟碱类化合物的结构通式为I:
[0007]
[0008] 其中，R选自2-硝基亚氨基咪唑烷-1-基、2-氰基亚氨基噻唑烷-3-基、3-甲基-4-硝 基亚胺四氢-1，3，5-恶二嗪-5-基、1，5-二甲基-2-硝基亚氨基六氢-1，3，5-三嗪-3-基、N-氰 基亚氨基-V -甲基乙胺-基。
[0009] 本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I的合成方法如下：
[0010]
[0011] 其中，R选自2-硝基亚氨基咪唑烷-1-基、2-氰基亚氨基噻唑烷-3-基、3-甲基-4-硝 基亚胺四氢-1，3，5-恶二嗪-5-基、1，5-二甲基-2-硝基亚氨基六氢-1，3，5-三嗪-3-基、N-氰 基亚氨基-V -甲基乙胺-基。
[0012] 具体分为以下步骤：
[0013] A.本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I的制备：
[0014] 向100毫升的圆底烧瓶中依次加入3，4-二氯-5-氯甲基异噻唑0.3克，即1.45毫摩 尔、新烟碱中间体R2_H 2.03毫摩尔、碳酸钾0.28克，即2.03毫摩尔、碘化钾33.2毫克，即 0.20毫摩尔和相转移催化剂四丁基溴化铵，简称TBAB，32.2毫克，即0.10毫摩尔，然后加入 30毫升乙腈溶液，最后加入1毫升N，N-二甲基甲酰胺，简称DMF，在80摄氏度条件下搅拌回流 3~5小时，薄层色谱，简称TLC，检测反应，反应完毕后，过滤除去不溶物，滤液减压浓缩，向 残余物中加入乙酸乙酯，分别用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液各洗涤一遍，保留有 机相，水相用乙酸乙酯反萃两遍，合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残余物经200~ 300目硅胶柱层析纯化得氯代异噻唑新烟碱类化合物I，洗脱剂为60~90摄氏度的石油醚： 乙酸乙酯，体积比为5:1~1:2,根据产物的不同，收率为50-70%;氯代异噻唑新烟碱类化合 物I制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。
[0015] B.本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I的杀菌活性测定：
[0016] 本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I的杀菌或抑菌活性采用菌体生长率测定 法，具体步骤为:取1.8毫克样品溶解在2滴N，N-二甲基甲酰胺中，即DMF中，然后用含有一定 量吐温20乳化剂的水溶液稀释至500微克/毫升的药剂，将供试药剂在无菌条件下各吸取1 _升于培养皿内，再分别加入9_升PDA培养基，摇勾后制成50微克/毫升含药平板，以添加1 毫升灭菌水的平板做空白对照，用直径4毫米的打孔器沿菌丝外缘切取菌盘，移至含药平板 上，呈等边三角形摆放，每处理重复3次，将培养皿放在24+1摄氏度恒温培养箱内培养，待对 照菌落直径扩展到2-3厘米后调查各处理菌盘扩展直径，求平均值，与空白对照比较计算相 对抑菌率，供试菌种为我国农业生产中田间实际发生的大部分典型植物病原菌的种属，其 代号和名称如下:AS:番茄早疫病菌，其拉丁名为:Alternaria solani、BC:黄瓜灰霉病菌， 其拉丁名为：Botrytis cinerea、CA:花生褐斑病菌，其拉丁名为：Cercospora 3瓜(：111(1；[(3013、62:小麦赤霉病菌，其拉丁名为:6；[1^6^113 2 636、？1:马铃薯晚疫病菌，其 拉丁名为：Phytophthora infestans(Mont.)de Bary、PP:苹果轮纹病菌，其拉丁名为： Physalospora piricola、PS:水稻纹枯病菌，其拉丁名为:Pellicularia sasakii、RC:禾谷 丝核菌，其拉丁名为:Rhizoctonia 06^&1丨8、33:油菜菌核病菌，其拉丁名为:3(：161'01:;[111& sclerotiorum0
[0017] C.本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I对蚜虫毒杀活性的测定：
[0018] 本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I对蚜虫毒杀活性的测定采用浸渍法，蚕豆 虫牙为室内饲养的正常种群，拉丁名为Aphis laburni Kaltenbach(ALK);称取供试化合物 2.5毫克于烧杯中，滴加1滴N，N-二甲基甲酰胺，即DMF，加5毫升丙酮振荡溶解样本，再加入 有吐温80的水配成200微克/毫升的待测溶液;将带有至少30头蚕豆蚜的供试蚕豆植株从盆 中剪下，在各待测药液中浸渍5秒钟，取出轻轻甩掉多余的药液，插在已经被水饱和的海绵 上保湿，待药液自然风干后用玻璃罩罩上，玻璃罩上端的开口用纱布封口以防蚜虫逃逸，在 培养室内饲养72小时后检查蚜虫死亡状况，标准为：以试虫能爬行或能站立或六条腿能剧 烈运动的均为活虫；以清水为对照，计算校正死亡率。
[0019] D.本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I的诱导抗病活性测定：
[0020] 本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I诱导烟草抗烟草花叶病毒活性的筛选方法 如下，烟草花叶病毒简写为TMV:
[0021 ] (1).阳性对照植物激活剂:选择质量纯度纯度大于99.5%的噻酰菌胺为阳性对照 的植物激活剂;S-甲基苯并[1，2，3 ]噻二唑-7-硫代羧酸酯简写为BTH;
[0022] (2).氯代异噻唑新烟碱类化合物I的诱导烟草抗TMV活性的筛选方法:离体直接抗 病毒活性的测定采用半叶法进行;活体诱导是将苗龄一致的普通烟，3盆为一组，分别于接 种前7d前处理过的烟苗，处理方式包括:喷施供试化合物溶液2到3次，每次10ml，或土壤处 理，每次10ml，测定浓度为50μg/ml，第7d于新长出的烟叶上摩擦接种TMV，将烟苗置于其生 长适宜温度及光照下培养3d后，检查发病情况，综合病斑数目按下式计算出供试化合物对 TMV的诱导抗病毒效果，毎一朴理设3次雷复，空白对照和标准药剂对照分别选择水和BTH:
[0023]
[0024] 其中，R为供试化合物对烟草抗TMV的诱导效果，单位：％ ;CK为清水对照叶片的平 均枯斑数，单位:个;I为经供试化合物诱导处理后叶片的平均枯斑数，单位:个；
[0025] 除了进行上述诱导活性的测定外，同时进行目标化合物I的抗TMV治疗活性、钝化 活性和保护活性的测定。
[0026] 本发明的有益效果是:对氯代异噻唑新烟碱类化合物I进行先导优化，并对合成的 新化合物进行杀虫活性、抑菌活性的筛选。
[0027] 本发明通过特定制备和生物活性测定实施例更加具体说明氯代异噻唑新烟碱类 化合物I的合成与生物活性及应用，所述实施例仅用于具体说明本发明而非限制本发明，尤 其是生物活性仅是举例说明，而非限制本专利，【具体实施方式】如下：
[0028] 实施例1
[0029] 氯代异噻唑新烟碱类化合物I的制备：
[0030] 向100毫升的圆底烧瓶中依次加入3，4_二氯-5-氯甲基异噻唑（0.3克，1.45毫摩 尔）、新烟碱中间体R2-H(2.03毫摩尔）、碳酸钾(0.28克，2.03毫摩尔）、碘化钾（33.2毫克， 0.20毫摩尔）和相转移催化剂四丁基溴化铵(TBAB) (32.2毫克，0.10毫摩尔），然后加入30毫 升乙腈溶液，最后加入1毫升N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，在80摄氏度条件下搅拌回流3~5小 时，TLC检测反应，反应完毕后，过滤除去不溶物，滤液减压浓缩，向残余物中加入乙酸乙酯， 分别用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液各洗涤一遍，保留有机相，水相用乙酸乙酯反 萃两遍，合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残余物经200~300目硅胶柱层析纯化得 目标化合物I，洗脱剂为60~90摄氏度的石油醚：乙酸乙酯，体积比为5:1~1:2,根据产物的 不同，收率为50-70%;其理化参数和结构参数见表1;含3,4_二氯异噻唑的新烟碱化合物制 备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。
[0031] 实施例2
[0032] 本发明的氯代异噻唑新烟碱类化合物I的抑菌活性测定结果：
[0033] 本发明测试的常见植物病原真菌的代号和名称如下:AS