具有杀菌活性的N－硝基－N－苯基－N’－吡啶基脲衍生物及制备方法

摘要

本发明属于农药合成技术领域，具体涉及一种具有杀菌活性的N－硝基－N－苯基－N’－吡啶基脲衍生物及制备方法与应用。本发明公开了通式为(I)所表示的具有杀菌活性的N－硝基－N－苯基－N’－吡啶基脲衍生物及其制备方法。其化学结构式如上所示。其中R为氢，3－甲基。本发明的化合物对水稻纹枯病菌、黄瓜灰霉病菌、小麦赤霉病菌具有良好的抑制活性，可用作杀菌剂，其杀菌效果显著。

说明书

技术领域

本发明属于化学农药合成技术领域，具体涉及一种N-硝基-N-苯基-N’-吡啶基脲衍生物的杀菌剂及制备方法与应用。

背景技术

20世纪80年代美国的O’Neal和Barrington Cross报道N-硝基三氯苯胺对小麦、大麦、棉花、大豆等作物具有矮化壮苗作用(EP0034281)。1978年美国的Barrington Cross和Dawe曾报道N-硝基苯胺类化合物具有杀菌活性(US4130645)。经过对此类化合物多年的研究，国内学者已筛选出一种对水稻、棉花、小麦和油菜等作物具有促增产作用的新型植物生长调节剂——双效素(谢九皋等，中国发明专利号：ZL 94119117.6)，其对单、双子叶作物有较强的生理调节作用，具有明显的增产效果。经多方评估，其植物生长调节活性好于多效唑(PP333)和助壮素(又称缩节胺)，证明其为一新的植物生长调节剂。华中农业大学理学院农药研究室张巧玲等(张巧玲，李良超，李水清，谢九皋，N-硝基苯基脲衍生物构效关系的研究，华中农业大学学报，2001，20：501-505)，将N-硝基三氯苯胺与具有除草活性的苯基脲活性基团有机结合，用光气法合成了一系列N-硝基苯基脲衍生物；李雪刚(李雪刚，N-硝基苯基脲衍生物的合成及其初步生物活性测定，[硕士学位论文]，武汉：华中农业大学图书馆，2003，中国知网)采用固体光气用酰氯法合成N-硝基苯基脲并进行了活性测定。以上研究所合成的化合物都是N-硝基苯基脲类结构，有一定的除草或杀菌活性，本发明所合成的化合物具有不同于前述结构特点的含有N-硝基杂环脲类结构，且杀菌活性明显优于N-硝基苯基脲类化合物。

发明内容

本发明的目的在于合成一种新结构的具有杀菌活性的N-硝基-N-苯基-N’-吡啶基脲衍生物，提供一类具有杀菌活性的N-硝基-N-苯基-N’-吡啶基脲衍生物及其合成方法。

本发明的结构通式如(I)所示：

式中，R表示：氢或3-甲基。

本发明的具有上述结构通式(I)的化合物对水稻纹枯病菌，黄瓜灰霉病菌，小麦赤霉病菌等菌种有显著的抑制作用，可用作杀菌剂的有效成份。

具体地，本发明的化合物合成路线如下：

上述反应式中：化合物(II)与固体光气摩尔比为1∶0.4，以甲苯或二氯乙烷作溶剂，三乙胺作催化剂，在冰浴下反应得中间体(IV)，将中间体(IV)与氨基吡啶在50℃反应4-5小时，得到N-硝基-N-苯基-N’-吡啶基脲衍生物I，收率为66％。

更详细的技术方案见《具体实施方式》。

附图说明

图1：是本发明制备的化合物I-1的核磁共振氢谱(1H NMR)谱图；

图2：是本发明制备的化合物I-1的质谱(Mass)谱图；

图3：是本发明制备的化合物I-1的红外光谱(IR)谱图。

具体实施方式

实施例1(基本制备实施例)    化合物I-1的制备

本实施例制备的化合物I-1具有如下式所示的结构：

合成方法：在250ml三口烧瓶中加入0.004mol固体光气和20mL甲苯，冰盐浴控温0～5℃下滴加0.01mol N-硝基-2，4，6-三氯苯胺和50mL甲苯及5mL三乙胺组成的溶液，2h滴加完毕，室温反应1h，50℃反应4h后，用氮气吹赶多余的光气。滴加0.01mol 2-氨基吡啶和30mL甲苯及3mL三乙胺组成的溶液，2h滴加完毕，继续保温反应5h，减压抽滤，固体产物依次经10％NaCO₃洗，大量水洗，10×3mL丙酮洗涤后烘干，丙酮重结晶，干燥，得白色针状晶体，收率为66％，m.p.172～174℃(天津市分析仪器厂RY-2型熔点仪(温度计未校正)测定)。

红外光谱(IR)测定所用仪器为美国Nicolet公司生产的AVATAR 330型红外光谱仪(KBr压片法)，质谱测定所用仪器为Varian CP-3800Saturn 2200GC-Mass气-质联用质谱仪，核磁共振氢谱(¹H NMR)测定所用仪器为德国Bruker公司AV-400MHz型核磁共振仪(以DMSO为溶剂，TMS为内标)。测试数据如下：

IR(KBr)，v(cm^-1)：3228，3064(N-H)，3100-3000(Ar-H)，1695(C＝O)，1581，1532，1483(苯环和吡啶环骨架振动)，1565，1413(N-NO₂)，1307(芳香仲胺C-N)，1229(芳香叔胺C-N)，854(苯环四取代)；

MS(m/z)：360(M⁺+1，3％)，359(4％)，282(35％)，281(95％)，79(45％)；

¹H NMR(400MHz，DMSO)δ：6.96-7.09(q，1H，Py-H)，7.30(d，1H，Py-H)，7.76(t，1H，Py-H)，7.79(s，2H，Ar-H)，8.22(t，1H，Py-H)，9.80(s，1H，NH)。

实施例2  化合物I-2的制备

本实施例制备的化合物I-2，具有如下式所示的结构：

制备方法参照实施例1(检测仪器同上)。所得纯品为白色针状晶体，收率66％，m.p.208～210℃。

结构鉴定数据如下：

IR(KBr)，v(cm^-1)：3367，3224(N-H)，3081，3048(Ar-H)，2917(Py-CH₃)，1691(C＝O)，1626，1556，1511(苯环和吡啶环骨架振动)，1475，1389(N-NO2)，1303(芳香仲胺C-N)，1262(芳香叔胺C-N)，899(苯环四取代)；

MS(m/z)：374(M⁺+1，1％)，281(78％)，91(55％)，61(20％)，45(100％)；

¹H NMR(400MHz，DMSO)δ：2.29(s，3H，CH₃)，6.82(t，1H，Py-H)，7.15(s，1H，Py-H)，7.76(s，2H，Ar-H)，8.10(d，1H，Py-H)，9.73(s，1H，NH)。

实施例3(应用实施例)

抑菌活性试验(参照：方仲达.，植病研究方法，第三版，北京：中国农业出版社，1998)。

供试菌种为水稻纹枯病菌(Pellicularia sasakii)，黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)和小麦赤霉病菌(Gibberellazeae)，上述三种病菌由华中农业大学植物科技学院农药学教研室提供。

试验药剂的配制：

据本发明制备的化合物化合物I-1、化合物I-2在不同溶剂中的溶解性能以及溶剂本身的毒性，本实施例选定溶剂为二甲基亚砜，乳化剂为Tween-80(国药集团化学试剂有限公司产品)，配成1％乳油。供试药剂浓度见表1，同时设清水和溶剂为两个对照。

表1  试验设计表

测试方法：

采用表面皿离体活性测定法。

具体制备步骤：在1500mL沸水中加入300克切好的马铃薯片，煮5-10分钟后用纱布过滤，所得滤液加30g葡萄糖，25g琼脂，待琼脂溶解后再用纱布过滤一次，滤液倒入7个250mL的锥形瓶中，封口，121℃高压蒸汽灭菌30min，得到马铃薯接种培养基，备用。

将上述马铃薯接种培养基熔化，在超净工作台中，取上述马铃薯接种培养基9mL，加入1mL本发明合成的化合物I-1或化合物I-2于灭菌培养皿的马铃薯接种培养基中，充分混合均匀，制成混药培养基平面，每一处理浓度重复三次。

使用打孔器打取菌块，用镊子将载菌的培养基小块放置在含本发明合成化合物的培养基表面，作好标签后，于25℃下恒温培养48～72小时。

供试菌培养约48～72小时后，当对照处理的菌落长至近培养皿边缘时检查试验结果。以直尺十字交叉量取各菌落直径，以其平均数为菌落直径。计算抑制生长率：

活性以抑菌率为参考，级别标准：A级：≥90％，B级：70～89％，C级：50～69％，D级：≤49％。

本发明制备的化合物I-1和化合物I-2的测定结果见表2。

表2  本发明的化合物I-1和化合物I-2对水稻纹枯病菌活性实验结果

由表2可知，化合物I-1、I-2在整个浓度范围内均抑制水稻纹枯病菌的生长，抑制作用随着浓度的增加而增加，且化合物I-1、I-2的浓度与菌抑制率均呈正相关，其中化合物I-1对水稻纹枯病菌的抑菌性最好。

表3  化合物浓度(X)与药剂对水稻纹枯病菌抑制率(Y)的相关分析

由表3可知，各化合物浓度与药剂对水稻纹枯病菌的抑制率相关性比较好，对水稻纹枯病菌的抑制活性是化合物I-1＞I-2。

表4  本发明的化合物对黄瓜灰霉病菌活性实验结果

由表4可知，化合物I-1、化合物I-2在整个浓度范围内均抑制黄瓜灰霉病菌的生长，抑制作用随着浓度的增加而增加，且化合物I-1、I-2的浓度与菌抑制率均呈正相关，其中化合物I-1对黄瓜灰霉病菌的抑菌性最好。

表5  各化合物浓度(X)与药剂对黄瓜灰霉病菌抑制率(Y)的相关分析

从表5可知，各化合物浓度与药剂对黄瓜灰霉病菌的抑制率相关性比较好，对黄瓜灰霉病菌的抑制活性是化合物I-1＞I-2。

表6  本发明的化合物对小麦赤霉病菌活性实验结果

从表6可知，本发明合成的化合物I-1、化合物I-2在整个浓度范围内均抑制小麦赤霉病菌的生长，且化合物I-1、化合物I-2的浓度与菌抑制率均呈正相关。

表7  化合物浓度(X)与药剂对小麦赤霉病菌抑制率(Y)的相关分析

从表7可知，本发明合成的化合物I-1、化合物I-2对小麦赤霉病菌的抑制活性是I-2＞I-1。