一种N-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及有机合成
技术领域：
，特别是涉及一种n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物及其制备方法和应用。
背景技术：
：杂环化合物广泛存在于自然界，占有机化合物总数的一半以上。其中，含氮杂环和含氧杂环最为常见，因其广谱高效的生理、药理活性，已被成功开发出多种医药和农药。近年来，随着天然产物的开发利用及有机合成技术的不断进步，既含氮原子又含氧原子的杂环化合物(即氮氧杂环)日益受到人们的关注。1999年，尹卫平课题组首次从苦皮藤种子油中分离得到含有1,3-氧氮杂环己烷骨架的手性生物碱，对非小细胞肺癌细胞株(ncl-h23)具有较好的抑制作用。1,3-苯并噁嗪衍生物是1,3-氧氮杂环化合物的典型代表，大多具有抗癌、止痛、杀菌等生物活性，是新医药、新农药创制的热点之一。技术实现要素：本发明的目的之一是提供一种n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物，其化学名为13-(5-取代嘧啶-2-基)-6h,12h-6,12-环亚胺基二(4-取代苯)并[b,f][1,5]二氧杂环辛。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物，其结构通式为：通式(i)中，r1选自h、c1-c4的烷基、c1-c4烷氧基、卤素、卤代c1-c4烷基；r2选自h、c1-c4的烷基、卤素。优选的，r1选自cf3、cl、br、i、h、ch3、och3，r2选自cl、br、h、ch3。本发明的另一目的在于：提供一种n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将2-氨基-5-取代嘧啶和2-羟基-4-取代苯甲醛溶于有机溶剂，在酸催化下加热回流反应，得含有通式(i)的反应混合物；步骤二：将所述含有通式(i)的反应混合物分离，提纯，干燥，得具有通式(i)的n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物。由此，通过“一锅法”合成n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物。该化合物由两个1,3-氧氮杂环结构单元以桥环形式构成，本发明的合成方法具有反应条件温和、原料易得、合成过程简单的特点。优选的，步骤一中，2-氨基-5-取代嘧啶与2-羟基-4-取代苯甲醛的物质的量之比为1:1～10。更优选的，所述2-氨基-5-取代嘧啶与所述2-羟基-4-取代苯甲醛的物质的量之比为1:2～5。优选的，步骤一中，所述有机溶剂为质子性和非质子性溶剂。更优选的，所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、甲苯或乙腈。其中，使用无水乙醇或乙腈时，反应具有更高效率。优选的，步骤一中，所述加热回流温度为60～100℃，反应时间为10～40h。更优选的，加热回流温度为70～90℃，反应时间为20～30h。优选的，步骤一中，所述酸催化的催化剂为质子酸或路易斯酸。更优选的，所述质子酸为硫酸、盐酸或对甲苯磺酸，所述路易斯酸为三氟甲磺酸镱或五氟苯甲酸钪。优选的，步骤二中，所述分离为柱层析分离，使用石油醚/乙酸乙酯作为流动相＝5～10/1(v/v)；所述提纯为重结晶，使用无水乙醇/二氯甲烷的混合液作为溶剂。本发明的又一目的在于提供一种上述n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物作为农作物细菌性病害杀菌剂的应用。优选的，所述农作物细菌性病害为番茄早疫病、小麦赤霉病、马铃薯晚疫病、辣椒疫霉病、油菜菌核病、黄瓜灰霉病、水稻纹枯病、黄瓜枯萎病、花生褐斑病、苹果轮纹病、小麦纹枯病、玉米小斑病、西瓜炭疽病、水稻恶苗病中的一种或几种。本发明的有益效果：本发明提供了一种n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物及其制备方法和应用，本发明的n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物，其结构通式为：其中r1和r2为分别选自h、c1-c4的烷基、c1-c4烷氧基、卤素、卤代c1-c4烷基。通过“一锅法”合成n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物。本发明的化合物对多种农作物细菌性病害具有防治效果。本发明具有反应条件简单温和、原料易得、合成过程简单的特点。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。图1为实施例1制备得到的n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物质谱图；图2为实施例1制备得到n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物13c核磁共振图谱；图3为实施例1制备得到n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物1h核磁共振图谱；图4为实施例1制备得到n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物单晶结构图。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。实施例1：一种n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物的制备方法，具体步骤如下：具体化合物及产率见下表：no.r1r2yield(％)1cf3br29.62cf3cl29.33cf3h13.34clbr53.95clcl53.26clh44.47clch323.38brbr56.49brcl56.210brh41.211brch329.312ibr3713icl34.411ih52.315ich326.116hbr51.417hcl46.718hh32.119hch323.720ch3br50.221ch3cl47.422ch3h40.923ch3ch334.424och3br53.925och3cl5026och3h32.627och3ch324.5以no.18，r1＝h，r2＝h的化合物为例，其它化合物的合成方法类似。具体合成步骤及表征如下：以乙腈为溶剂，溶解2mmol水杨醛于三口瓶，并加入适量对甲苯磺酸，加热回流至80℃反应1h后，缓慢滴加1mmol2-氨基嘧啶，继续反应24h，然后减压蒸馏除去部分乙腈。加硅胶(100-200目)吸附产物，蒸除乙腈。吸附的产物用相同硅胶进行柱层析分离，用石油醚和乙酸乙酯(石油醚∶乙酸乙酯＝6∶1)作为洗脱剂进行梯度分离洗脱。得到的粗产品用无水乙醇和二氯甲烷重结晶，得到白色固体0.1g，产率为32.1％。1hnmr(500mhz，cdcl3)δ：8.45(d,j＝4.7hz,2h),7.48(s,2h),7.45(d,j＝6.8hz,2h),7.22(t,j＝8.2hz,2h),6.96(t,j＝7.4hz,2h),6.87(d,j＝8.2hz,2h),6.74(t,j＝4.8hz,1h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.48,152.08,130.90,129.08,121.35,120.38,117.21,113.56,75.77.。图1是上述方法制备的no.18的化合物的高分辨质谱图，实际测量值(m+h)：304.1082，计算值：304.10，通过质谱表征，证明了目标产物；图2是上述方法制备的no.18的化合物的1h核磁共振图谱；图3是上述方法制备的no.18的化合物的13c核磁共振图谱；图4是上述方法制备的no.18的化合物由的单晶结构图。具体的，上表中的化合物表征数据为：no.1的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.68(s,2h),7.48(s,2h),7.37(d,j＝8.3hz,2h),6.99(dd,j＝8.3,1.8hz,2h),6.90(d,j＝1.7hz,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:159.61,156.31,152.50,130.19,125.25,124.59,124.44,122.29,120.58,118.60,117.73,117.46,75.35.no.2的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.68(s,2h),7.46(s,2h),7.31(d,j＝8.2hz,2h),7.14(dd,j＝8.2,1.6hz,2h),7.06(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:159.62,156.32,152.45,136.70,129.99,124.45,122.39,118.15,117.64,117.44,75.30.no.3的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.67(s,2h),7.51(s,2h),7.46(d,j＝7.6hz,2h),7.24(t,j＝8.5hz,2h),6.99(t,j＝7.5hz,2h),6.89(d,j＝8.2hz,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:159.90,156.24,151.82,131.20,129.08,124.58,122.43,121.70,119.95,117.29,116.89,75.61.no.4的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.40(s,2h),7.35(s,2h),7.29(d,j＝8.2hz,2h),7.12(d,j＝8.2hz,2h),7.05(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:156.80,156.36,152.61,130.19,125.04,124.39,122.89,120.50,118.77,75.73.no.5的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.41(s,2h),7.36(d,j＝9.7hz,4h),6.97(dd,j＝8.3,2.0hz,2h),6.89(d,j＝1.9hz,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:156.54,156.11,152.28,136.23,129.72,122.60,121.92,118.05,117.31,75.42.no.6的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.39(s,2h),7.44(dd,j＝7.7,1.6hz,2h),7.40(s,2h),7.22(t,j＝8.6hz,2h),6.97(td,j＝7.5,1.0hz,2h),6.87(d,j＝8.3hz,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:156.70,151.90,131.02,129.06,122.28,121.49,120.11,117.22,75.98.no.7的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.37(s,2h),7.34(s,2h),7.30(d,j＝7.8hz,2h),6.77(d,j＝7.8hz,2h),6.67(s,2h),2.24(s,6h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:156.83,156.66,151.73,141.39,128.71,122.49,122.12,117.45,117.36,75.96,21.50.no.8的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.47(s,2h),7.34(s,2h),7.29(d,j＝8.2hz,2h),7.12(d,j＝8.2hz,2h),7.05(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.89,156.57,152.59,130.19,125.04,124.39,120.50,118.74,110.63,75.62.no.9的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.47(s,2h),7.35(d,j＝7.3hz,4h),6.96(d,j＝8.2hz,2h),6.88(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.89,156.59,152.53,136.49,129.98,122.18,118.28,117.56,110.61,75.57.no.10的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.46(s,2h),7.44(d,j＝7.7hz,2h),7.39(s,2h),7.22(t,j＝7.8hz,2h),6.97(t,j＝7.5hz,2h),6.87(d,j＝8.3hz,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.80,156.96,151.92,131.04,129.07,121.50,120.12,117.23,110.04,75.91.no.11的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.45(s,2h),7.33(s,2h),7.30(d,j＝7.8hz,2h),6.77(d,j＝7.8hz,2h),6.67(s,2h),2.24(s,6h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.75,157.04,151.73,141.41,128.71,122.50,117.46,117.34,109.87,75.88,21.52.no.12的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.58(s,2h),7.34(s,2h),7.28(d,j＝8.2hz,2h),7.11(d,j＝8.2hz,2h),7.04(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:163.51,156.73,152.59,130.18,125.03,124.39,120.50,118.74,81.05,75.46.no.13的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.58(s,2h),7.35(d,j＝6.0hz,4h),6.96(dd,j＝8.3,1.5hz,2h),6.88(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:163.53,156.77,152.56,136.50,129.98,122.18,118.31,117.57,81.00,75.44.no.14的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.57(s,2h),7.44(dd,j＝7.6,1.4hz,2h),7.38(s,2h),7.22(t,j＝8.5hz,2h),6.97(t,j＝7.5hz,2h),6.87(d,j＝8.2hz,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:163.69,157.35,152.19,131.30,129.33,121.76,120.38,117.50,80.64,76.01.no.15的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.55(s,2h),7.32(s,2h),7.30(d,j＝7.8hz,2h),6.77(d,j＝7.8hz,2h),6.67(s,2h),2.24(s,6h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:163.38,157.16,151.74,141.41,128.71,122.50,117.46,117.34,80.20,75.72,21.52.no.16的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.46(d,j＝4.8hz,2h),7.44(s,2h),7.30(d,j＝8.2hz,2h),7.11(dd,j＝8.2,1.4hz,2h),7.05(s,2h),6.78(t,j＝4.8hz,1h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.50,158.19,152.80,130.21,124.87,124.22,120.47,119.04,114.05,75.54.no.17的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.46(d,j＝4.8hz,2h),7.45(s,2h),7.37(d,j＝8.2hz,2h),6.96(dd,j＝8.2,1.4hz,2h),6.89(s,2h),6.79(t,j＝4.8hz,1h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.50,158.21,152.75,136.33,130.00,122.02,118.60,117.55,114.03,75.50.no.19的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.44(d,j＝4.8hz,2h),7.42(s,2h),7.31(d,j＝7.8hz,2h),6.76(d,j＝7.8hz,2h),6.72(t,j＝4.8hz,1h),6.67(s,2h),2.24(s,6h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.60,158.39,151.89,141.23,128.72,122.35,117.60,117.44,113.42,75.74,21.22.no.20的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.29(s,2h),7.39(s,2h),7.29(d,j＝8.2hz,2h),7.10(dd,j＝8.2,1.8hz,2h),7.04(d,j＝1.7hz,2h),2.18(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.43,156.72,152.84,130.23,124.78,124.14,122.96,120.43,119.10,75.85,14.87.no.21的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.29(s,2h),7.41(s,2h),7.36(d,j＝8.3hz,2h),6.95(dd,j＝8.3,2.0hz,2h),6.88(d,j＝2.0hz,2h),2.18(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.17,156.47,152.51,135.96,129.75,122.67,121.66,118.38,117.24,75.54,14.60.no.22的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.28(s,2h),7.44(d,j＝8.3hz,4h),7.20(t,j＝7.7hz,2h),6.95(t,j＝7.4hz,2h),6.86(d,j＝8.2hz,2h),2.16(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.37,157.14,152.15,130.81,129.09,122.35,121.25,120.47,117.18,76.10,14.82.no.23的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.27(s,2h),7.38(s,2h),7.31(d,j＝7.8hz,2h),6.76(d,j＝8.6hz,2h),6.67(s,2h),2.23(s,6h),2.16(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:158.32,157.28,151.93,141.12,128.72,122.25,122.18,117.67,117.40,75.80,21.49,14.81.no.24的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.18(s,2h),7.32(s,2h),7.29(d,j＝8.2hz,2h),7.10(d,j＝8.2hz,2h),7.03(s,2h),3.83(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:152.97,152.81,148.87,145.00,130.25,124.78,124.13,120.42,119.07,76.33,56.63.no.25的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.18(s,2h),7.37–7.33(m,4h),6.95(d,j＝8.3hz,2h),6.87(s,2h),3.83(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:153.00,152.74,148.85,145.00,136.22,130.03,121.92,118.62,117.49,76.28,56.62.no.26的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.18(s,2h),7.44(dd,j＝7.6,1.3hz,2h),7.38(s,2h),7.20(t,j＝8.5hz,2h),6.95(t,j＝7.4hz,2h),6.86(d,j＝8.2hz,2h),3.81(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:153.47,152.09,148.53,145.00,130.81,129.10,121.25,120.42,117.15,76.56,56.60.no.27的化合物：1hnmr(500mhz,cdcl3)δ:8.17(s,2h),7.31(d,j＝8.1hz,4h),6.76(d,j＝7.8hz,2h),6.66(s,2h),3.81(s,3h),2.23(s,6h).13cnmr(125mhz,cdcl3)δ:153.64,151.91,148.45,145.01,141.12,128.75,122.26,117.65,117.40,76.54,56.62,21.50.。实施例2：对实施例1中的n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物进行杀菌活性测试。测试化合物对番茄早疫病、小麦赤霉病、马铃薯晚疫病、辣椒疫霉病、油菜菌核病、黄瓜灰霉病、水稻纹枯病、黄瓜枯萎病、花生褐斑病、苹果轮纹病、小麦纹枯病、玉米小斑病、西瓜炭疽病、水稻恶苗病的防治。在杀菌活性测试时，由于no.2和no.3两个化合物的量较少，因此测试了其余25个化合物的杀菌活性。实验方法：(1)称取化合物3mg，溶于100μl的dmso中，配成30000ppm的母液，用1‰的吐温水稀释至500ppm的化合物溶液；(2)用移液枪吸取1ml的溶液放入已灭菌的平皿中，再用移液管吸取9ml的pda培养基放入平皿中混匀，配成相应浓度的含药平板；(3)用灭菌打孔器(直径为4mm)切取病原菌落(培养好的)边缘，从而获得菌饼。待培养基凝固后，分别接入不同的菌种(空白对照为含等体积无菌水的培养基)。放入培养箱中培养72小时后观察并量取菌落直径；以上操作均在无菌条件下进行，pda培养基等均是无菌的。实验结果：用式(a)来计算杀菌活性，也即抑菌效率；注：式(a)中4的单位为毫米，为接入菌饼的直径。将n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物的杀菌活性列于下表：由上表可见，本实施例的n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物中no.8的化合物对多种农作物细菌性病害具有较好的防治作用，除对番茄早疫病外，其对小麦赤霉病、马铃薯晚疫病、辣椒疫霉病、油菜菌核病、黄瓜灰霉病和水稻纹枯病的防治效果是最好的，尤其对于油菜菌核病的防治效果达84.5％。由上表可见，本实施例的n-嘧啶基-1,3-氧氮杂桥环化合物中的化合物对苹果轮纹病均有较好的防治效果，其中no.8的化合物效果最好，抑制活性达74.3％。no.17的化合物对小麦纹枯病的抑制率达76.1％，no.18的化合物对花生褐斑病的抑制率达68.2％。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页12