一种含1,2,4-三唑硫酮希夫碱的喹唑啉酮类化合物的合成方法及应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及化学技术领域，具体来说涉及一种含1，2，4-三唑硫酮希夫碱的喹唑啉 酮类化合物的制备方法及其对水稻白叶枯病菌和柑橘溃疡病菌等细菌，小麦赤霉病菌、辣 椒枯萎病菌、苹果腐烂病菌、黄瓜灰霉病菌、油菜菌核病菌和番茄灰霉病菌等真菌具有抑制 作用的用途。
【背景技术】
[0002] 植物病害是制约农业可持续发展的一大因素，其中又以植物细菌性病害和植物真 菌性病害发生最多、难以防治，严重威胁到人类的粮食安全。1942年发生在孟加拉的水稻胡 麻斑病，导致了 200万人被饿死；1844-1846年爱尔兰发生的马铃薯晚疫病的流行造成了全 国性饥荒；1950、1964、1990、2002年发生在我国的小麦条锈病造成了巨大的经济损失。传统 杀菌剂由于存在毒性大、药效低和耐药性等问题；因而开发绿色、高效、高选择性的新型农 用杀菌剂显得尤为迫切。
[0003] 喹唑啉酮类衍生物是一类具有广泛生物活性的化合物，已在医药和农药领域得到 了广泛的研究与应用，如抗肿瘤、抗细菌、抗真菌和抗病毒等；1，2，4_三唑是一类重要的含 氮杂环，该类化合物具有优良的生物活性和药理学活性，对其结构的修饰改造及生物活性 研究一直是药物化学家们研究的热点。将不同活性的分子片段集成在同一分子中能明显改 善目标化合物的生物活性，如杀菌剂氟喹唑就是将喹唑啉酮和1，2，4-三唑环构筑于同一分 子中得到的具有广谱杀菌活性的化合物;此外，希夫碱类化合物也具有良好的生物活性。
[0004] 综上所述，为寻找具有高活性、低毒性、低残留且环境友好的新型杀菌剂，本发明 基于活性基团拼接原理，将喹唑啉-4-酮和1，2,4_三唑希夫碱单元构筑于同一小分子中，设 计合成了一类新型含1，2，4-三唑硫酮希夫碱的喹唑啉酮类衍生物，并对该类化合物进行了 抗菌活性测试，以期筛选出具有较高抗菌活性的化合物，这将为新型杀菌剂的创制提供一 定的理论借鉴。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于筛选出抗菌活性良好的化合物，具体为提供具有优良杀菌活性的 含1，2，4-三唑硫酮希夫碱的喹唑啉酮类化合物。
[0006] 本发明为一种含1，2,4_三唑硫酮希夫碱的喹唑啉酮类化合物，其结构通式如下 (I)：
其中：R为苯基、2-吡啶基、3-吲哚基、2-萘基、3-甲氧基-4-羟基苯基、邻甲氧基苯基、对 叔丁基苯基、对甲基苯基、3-羟基-4-甲氧基苯基、邻/对氯苯基、2，3-二氯苯基、3，4-二氯苯 基、邻/间/对氟苯基、邻/间/对溴苯基、邻/间/对硝基苯基、2，3，4-三甲氧基苯基、3，4，5-三 甲氧基苯基、2,4,6_三甲氧基苯基。
[0007] 本发明所提供的上述式（I)中的化合物对水稻白叶枯病菌和柑橘溃疡病菌等细 菌，小麦赤霉病菌、辣椒枯萎病菌、苹果腐烂病菌、黄瓜灰霉病菌、油菜菌核病菌和番茄灰霉 病菌等真菌具有一定的抑制活性，部分化合物表现出了优良的抑制活性，因而可作为杀菌 剂的有效成分。
[0008] 本发明所述的一种含1，2，4-三唑硫酮希夫碱的喹唑啉酮类化合物的合成方法，其 特征在于以邻氨基苯甲酸甲酯、甲酰胺、溴乙酸乙酯、水合肼、二硫化碳、氢氧化钾和芳醛为 原料，经下列六步合成得到：
第一步:喹唑啉-4-酮的制备 在三口烧瓶内依次加入邻氨基苯甲酸甲酯、甲酸和甲酰胺，升温至130-140 °C回流反 应;6-8 h后停止反应，冷却至室温后，将反应液倒入适量的冷水中，有大量白色固体析出， 继续搅拌0.5 h，抽滤、水洗、烘干，无水乙醇重结晶得到白色絮状产物。
[0009] 摩尔比：邻氨基苯甲酸甲酯：甲酰胺：甲酸=1:5.5:1.3 反应温度：130-140 °C 反应时间:6-8 h 第二步:2- (4-氧代喹唑啉-3- (4H)-基）乙酸乙酯的制备 在单口瓶中加入喹唑啉-4-酮和碳酸钾，然后加入适量丙酮搅拌使其分散均匀，然后于 室温下缓慢滴加溴乙酸乙酯的丙酮溶液，滴加完毕后升温回流反应3-4 h后停止反应，冷却 至室温后将反应液倒入冰水中，析出大量白色固体，抽滤，水洗，烘干得产物。
[0010] 摩尔比：喹唑啉-4-酮:碳酸钾:溴乙酸乙酯=1:1.5:1.5 反应温度:70-90 °C 反应时间:3-4 h 第三步:2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)_基）乙酰肼的制备 单口瓶中加入2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)_基）乙酸乙酯、无水乙醇和水合肼，升温回流 反应，2-3 h后停止反应，冷至室温，抽滤，无水乙醇重结晶得白色固体。
[0011 ] 摩尔比：2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)_基）乙酸乙酯冰合肼=1:5.2 反应温度:80-100 °C 反应时间:2-3 h 第四步:2- (2- (4-氧代喹唑啉-3 (4H)-基）乙酰基)肼基二硫代甲酸钾盐的制备 在单口瓶中加入氢氧化钾和无水乙醇，搅拌待其完全溶解后缓慢加入2-(4-氧代喹唑 啉-3-(4H)_基）乙酰肼，此时体系为白色浑浊液;加入二硫化碳后于室温氮气保护下继续反 应，0.5 h左右体系产生大量白色沉淀，6 h后停止反应，抽滤，无水乙醇洗涤数次，烘干得淡 黄色固体，直接进行下一步反应。
[0012] 摩尔比：2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)-基）乙酰肼:氢氧化钾=1:1.7 反应温度:20-25 °C 反应时间:6-8 h 第五步:3-( (4-氨基-5-硫酮-4，5-二氢-1H-1，2，4-三唑-3-基）甲基)喹唑啉-4 (3H)-酮 的制备 在单口瓶中加入2-(2-(4-氧代喹唑啉-3(4H)_基)乙酰基)肼基二硫代甲酸钾盐和无水 乙醇，搅拌均匀后加入水合肼，升温回流反应，体系由白色浑浊变为浅绿色溶液，待体系变 为墨绿色澄清液时停止反应，冷却至室温后加适量水，用10%盐酸调pH至5.0左右，此时析出 大量白色固体，抽滤，滤饼重结晶后得到产物。
[0013] 反应温度:80-100 〇C 反应时间:5-7 h 第六步:3-((4-(取代苄烯氨基)-5-硫酮-4,5-二氢-1H-1，2,4-三唑-3-基）甲基)喹唑 啉-4 (3H)-酮的制备 在单口瓶中依次加入3-( (4-氨基-5-硫酮-4，5-二氢-1H-1，2，4-三唑-3-基）甲基)喹唑 啉-4(3H)_酮和醋酸，搅拌均匀后加入芳醛并升温回流反应，TLC跟踪反应待氨基三唑完全 转化后停止反应，冷却至室温后析出固体，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤。
[0014] 摩尔比：3-((4-氨基-5-硫酮-4,5-二氢-1H-1，2，4_三唑-3-基）甲基）喹唑啉-4 (3H)-酮：芳醛=1:1.3 反应温度：100-120 °C 反应时间:3-7 h 上述步骤适用于通式(I)中所有化合物的合成。
【具体实施方式】
[0015] 实施例一:化合物3-( (4-(苄烯氨基)-5-硫酮-4，5-二氢-1H-1，2，4-三唑-3-基）甲 基)喹唑啉-4(3H)_酮的合成： (1)喹唑啉-4-酮的制备 在100 mL三口烧瓶中依次加入9.0 g (59.54 mmol)邻氨基苯甲酸甲酯和3 mL (79.52 mmol)甲酸，搅拌均勾后加入13 mL (327.3 mmol)甲酰胺，升温至130-140 °C回流反应，6 h 后停止反应，待反应液冷却后倒入适量的冷水中，有大量白色固体析出，继续搅拌0.5 h，抽 滤、水洗、烘干，无水乙醇重结晶得到白色絮状物4.10 g，收率47.1 %。
[0016] (2) 2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)-基）乙酸乙酯的制备 在100 mL单口烧瓶依次加入3.00 g (20.53 mmol)喹唑啉-4-酮、60 mL丙酮和3.00 g 碳酸钾，待搅拌均匀后缓慢滴加含3.85 g (22.58 mmol)溴乙酸乙酯的丙酮(5 mL)溶液，升 温回流3.5 h后停止反应，冷却至室温后将其倒入适量冰水中，静置，析出大量白色固体，抽 滤、烘干，得白色絮状物3.10 g，收率65.0%。
[0017] (3) 2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)_基）乙酰肼的制备 在100 mL三口烧瓶内加入2.50 g (10.76 mmol)2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)_基）乙酸乙 酯和65 mL无水乙醇，搅拌使其完全溶解后加入5 mL (80%)的水合肼，加热回流反应2.5 h 后停止，冷却至室温，抽滤，乙醇洗涤数次，烘干，得白色固体2.16 g，收率:92.0%。
[0018] (4) 2-(2-(4-氧代喹唑啉-3(4H)-基）乙酰基)肼基二硫代甲酸钾盐的制备 在100 mL单口烧瓶内加入0.9 g (16.04 mmol)氢氧化钾和60 mL无水乙醇，搅拌使其 完全溶解后缓慢加入2.00 g (9.17 mmol) 2-(4-氧代喹唑啉-3-(4H)_基）乙酰肼，搅拌均 匀后再加入1.40 mL (23.17 mmol)二硫化碳，于室温氮气保护下继续反应0.5 h后体系产 生白色固体，再反应6 h后停止反应，抽滤，无水乙醇洗涤数次，烘干得到微黄固体2.0 g，收 率65·6%。
[0019] (5) 3-((4-氨基-5-硫酮-4，5-二氢-1H-1，2，4-三唑-3-基）甲基)喹唑啉-4(3H)-酮的制备 在100 mL单口烧瓶内加入1.50 g (4.51 mmol) 2-(2-(4-氧代喹唑啉-3(4H)_基）乙酰 基)肼基二硫代甲酸钾盐和50 mL无水乙醇，搅拌均匀后加入8 mL 80%水合肼，升温回流反 应1 h后溶液由白色浑浊变为浅绿色，继续反应6 h后体系变为墨绿色，停止反应后冷却至 室温加适量水稀释，用10%盐酸调pH至5.0左右，此时析出大量白色固体，抽滤，滤饼用DMF/ H20 (1:5, v/v)重结晶得到白色固体0.65 g，收率52.5%。
[0020] (6)目标产物3-((4-(苄烯氨基)-5-硫酮-4, 5-二氢-m-12,4-三唑-3-基）甲基） 喹唑啉-4(3H)-酮的制备(化合物编号F1):
在25 mL单口烧瓶内加入 150 mg (0.55 mmol) 3-((4-氨基-5-硫酮-4,5-二氢-1H-1， 2,4_三唑-3-基）甲基)喹唑啉-4(3H)_酮和10 mL醋酸，搅拌均匀后加入70 mg (0.66 mmol) 苯甲醛，升温回流反应，TLC跟踪反应至原料氨基三唑转化完毕后停止反应，冷却至室温析 出固体，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤数次，提纯得白色固体65 mg，收率32.6%。111. p. 248-249 °C; ΧΗ NMR (DMSO-de, 500 MHz) δ： 5.43 (s, 2H), 7.55-7.60 (m, 3H), 7.64 (t, J = 7.45 Hz, 1H), 7.71 (d, J = 7.50 Hz, 1H), 7.86 (t, J = 7.45 Hz, 1H), 7.97 (d, J = 7.00 Hz, 2H), 8.16 (d, J = 7.00 Hz, 1H), 8.49 (s, 1H), 10.11 (s, 1H), 14.04 (s, 1H); 13C 匪R (DMS〇-d6, 125 MHz) δ: 41.18, 121.90，126.64，127.86， 127.92， 129.22， 129.71， 132.48， 133.36， 135.28， 147.50， 148.35， 148.52， 160.51, 162.53, 163.56. IR (KBr, cm-1) v: 3453, 3064, 2924, 1681, 1617; Anal. Calcd for CisHwNeOS: C, 59.65; H, 3.89; N, 23.19. Found: C, 60.03; H, 4.26; N, 23.46. MS (ESI) m/z: 363.1 ([M+H]+), 385.1 ([M+Na]+). 实施例二:化合物3-((4-((吡啶-2-甲烯基)氨基)-5-硫酮-4,5-二氢-lH-l，2,4-三唑-3-基）甲基)喹唑啉-4(3H)-酮的合成(化合物编号F2) :
步骤(1)-(5)同实施例一步骤(1)-(5); 步骤(6)如实施例一步骤(6)方法和条件合成，区别在于以吡啶-2-甲醛为原料，反应后 提纯得墨绿色固体，收率54.5% m.p. 238-240 °C</H NMR (DMS〇-d6, 500 ΜΗζ) δ: 5.47 (s, 2H), 7.57-7.62 (m, 2H), 7.71 (d, J = 8.00 Hz, 1H), 7.87 (t, J = 8.00 Hz, 1H), 8.02 (t, J = 7.60 Hz, 1H), 8.16 (t, J = 7.60 Hz, 2H), 8.50 (s, 1H), 8.76 (d, J = 5.00 Hz, 1H), 10.47 (s, 1H), 14.12 (s, 1H); 13C NMR (DMS〇-d6, 125 MHz) δ： 41.03, 121.91, 122.12, 126.66, 127.06, 127.86, 127.94, 135.30, 137.90, 147.88, 148.34, 148.52, 150.73, 151.77, 160.51, 160.71, 162.60.1 R (KBr, cm-1) v: 3443, 3031, 1696, 1617; Anal. Calcd for C17H13N7OS: C, 56.19; H, 3.61; N, 26.98. Found: C, 56.58; H, 4.03; N, 27.08. MS (ESI) m/z: 364.1 ([M+H] + ), 386.1 ([M+Na]+). 实施例三:化合物3-( (4-( ((1H-吲哚-3-甲烯基)氨基)-5-硫酮-4，5-二氢-1H-1，2，4-三唑-3-基）甲基)喹唑啉-4(3H)-酮的合成(化合物编号F3):
步骤(1)-(5)同实施例一步骤(1)-(5); 步骤(6)如实施例一步骤(6)方法和条件合成，区别在于以吲哚-3-甲醛为原料，反应后 提纯得到黄色固体，收率56.4%。1114· >250 UH NMR (DMS〇-d6, 500 ΜΗ