腐殖酸有机锡羧酸酯及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明公开了一类腐植酸有机锡羧酸酯化合物、其制备方法和应用，属有机化学合成领域。其制备方法如下：有机溶剂中，将RnSnCl4?n、R2SnO或R3SnOH和腐殖酸、有机碱加入反应瓶中，搅拌加热至回流反应。反应结束后冷却，过滤，水洗，烘干，得到以下结构通式目标化合物：，其中R选自C1?10烷基，C3?6环烷基或苯基、苄基等；n选自1,2或3。该化合物对二斑叶螨有较强的抑制活性，与杀螨药物三唑锡相比，具有更加优异的抑制活性；对人急性骨髓白血病细胞（KG?1a）、大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤分化细胞（PC12）和人慢性髓原白血病细胞（K562）均有抑制作用。
【专利说明】
腐殖酸有机锡羧酸酯及其制备方法和应用
技术领域
[0001 ]本发明涉及一类新型杀螨剂腐殖酸有机锡羧酸酯、其合成方法及其在农业上、医 药上的应用，属有机化学合成领域。
【背景技术】
[0002] 腐植酸类物质是由动物、植物残体在微生物及地球化学作用下分解和合成的一类 天然有机高分子聚合物。腐植酸类物质的分子中具有多种活性官能团，它具有酸性、亲水 性、界面活性、阳离子交换能力、络合作用及吸附分散能力。黄腐酸是腐植酸类物质碱溶-酸 析后留在酸性溶液中的那部分可溶性有机酸，可以溶于酸性、中性水溶液以及丙酮、乙醇等 溶液，对植物具有保水、抗旱、生长调节等作用，它由于分子量较低，功能团更聚集，羧基和 酚羟基含量相对于腐植酸来说更高，被认为有更高的反应活性和更强的络合能力。
[0003] 有机锡化合物是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合物，通式SRnSnX4-n (n=l_4，R为烷基或芳香基）。近年来，有机锡化合物因其结构多变性及较好的生物活性引 起了人们的广泛关注。研究表明，烃基锡羧酸酯大多具有良好的杀菌活性和抗癌活性，近年 来，有机锡类杀虫剂作为农林杀菌杀螨剂由于选择性高、残留低的优点使其使用量逐增。将 腐殖酸与有机锡化合物结合制备腐殖酸有机锡羧酸酯类化合物，提高杀螨活性，满足农化 市场低成本、应用效果好的需求，并将其应用于抗癌药物中，提高抗肿瘤活性，目前均没见 相关报道。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一类杀螨活性好、成本低的腐殖酸有机锡羧酸酯类化合物； 另一目的在于提供其制备方法，并提供其在农业和医药方面的应用。
[0005] 本发明所述腐殖酸有机锡酯类化合物的结构通式如下所示：
[0006:
[0007] 其中R选自C1-10烷基，C3-6环烷基或苯基、苄基等;η选自1，2或3。
[0008] 优选:R为C1-8烷基，环己基或苯基、苄基等;η选自1，2或3。
[0009] 本发明所述腐殖酸有机锡酯类化合物的制备方法通过以下几种反应路线实现：
R ff±
[0011] 具体步骤如下：
[0012] 有机溶剂中，将RnSnCl4-JP腐殖酸、有机碱加入反应瓶中，搅拌加热至回流反应。 反应结束后冷却，过滤，水洗，烘干，得到目标化合物。
[0013]有机溶剂中，将R2SnO或R3SnOH和腐殖酸加入反应瓶中，搅拌加热，回流带水反应。 反应结束后冷却，过滤，水洗，烘干，得到目标化合物。
[0014] 所用腐植酸为从风化煤中通过碱液提取、阳离子交换树脂纯化的方法提取的黄腐 酸(尹淑芝.碱溶、离子交换树脂混合法提取黄腐酸[J].化学工程师，1994,45:53-54;、周少 丽.黄腐酸的提纯及应用基础的研究[D].沈阳理工大学硕士论文，2008);所用有机碱为三 乙胺、乙二胺、丙二胺或吡啶;所用有机锡化合物优选三甲基氯化锡、二甲基二氯化锡、三乙 基氯化锡、三丁基氯化锡、丁基三氯化锡、二辛基氧化锡、三环己基氯化锡、三苯基氯化锡、 三苄基氯化锡。
[0015] 有机溶剂选：甲苯、苯、乙醇、丙酮或1，4-二氧六环等。
[0016] 本发明优点及创新点在于：以安全无毒的天然有机高分子聚合物腐殖酸为原料， 与有机锡反应合成了新型腐殖酸有机锡酯类化合物，在提高农作物抗病抗旱能力和促进作 物生长发育的同时，发挥协同作用，提高杀虫杀螨功效;并能够在医药方面提高药物的抗肿 瘤活性。其制备方法简单、经济、温和，收率较高。
[0017] 本发明合成的部分优选化合物的化学结构、红外和ICP-MS的数据如下：
[0018]
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不限于此。
[0021] 实施例1:
[0022] 将1.10g 二甲基二氯化锡(0.005111〇1)、10.368黄腐酸(平均分子量1036,0.01111〇1)、 I.Olg三乙胺(0.Olmol)及50ml甲苯加入100mL反应瓶中，搅拌加热至回流，反应5h。冷却之 后过滤，水洗，80°C烘干，得到棕黄色固体10.86g，即1号化合物。
[0023] 实施例2:
[0024]将〇.36g二辛基氧化锡（0.001111〇1)、2.078黄腐酸（0.002111〇1)及501111甲苯加入 100mL反应瓶中，加热回流分水4h。冷却之后反应液旋蒸，除去甲苯，80°C烘干，得到棕黄色 固体1.08g，即6号化合物。
[0025] 实施例3:
[0026]将0.38g三苯基氯化锡（0 .OOlmol)、1.04g黄腐酸（0 .OOlmol)、0· IOg三乙胺 (0.OOlmol)及30ml乙醇加入100mL反应瓶中，搅拌加热至回流，反应6h。冷却之后过滤，水 洗，80°C烘干，得到棕黄色固体1.33g，即7号化合物。
[0027] 其它化合物也采用以上方法合成。
[0028] 应用例1本发明合成的目标化合物杀螨作用提高，生物毒力小，实验如下：
[0029] ( - )实验方法
[0030]供试二斑叶螨由郑州果树所提供。采集后分别接种于室内种植的花生、蚕豆、豌豆 等植物幼苗上，放置于温度(27±I)°C、相对湿度RH为30%以下、光周期为16:8(L:D)的人工 气候箱内进行种群繁殖。待二斑叶螨种群繁殖数量达到实验要求数量，进行室内生测。 [00 31]所有药剂均采用改进的玻片浸渍法(slide-dip method)进行测定。在载玻片的一 端粘上2cm宽的双面胶，挑取大小一致、个体鲜艳、行动活泼的成螨，透过显微镜的观察，用 毛笔将成螨背面粘在双面胶上(注意不要粘住螨虫足、螨须和口器），放置30min后，用解剖 针剔除不活跃和死亡的个体，仅保留活跃的成螨，记录其数量，每个玻片保留30头个体。 [00 32]用万分之一天平分别称取各药剂0.1 g，置于IOOmL的干净烧杯中，用ImL丙酮溶解， 再用蒸馏水将各药剂分别配制成1000倍液的浓度，将粘满成螨后的玻片浸入1000倍液的不 同药剂中5s后，放在室温下自然晾干后置于托盘中，放入温度25°C，相对湿度75 %的培养箱 内，每24h观察一次，用毛笔轻轻触碰虫体，附肢颤动的为活螨，螨足不动者为死亡，连续观 察3d，记录用药24h、48h和72h后螨虫死亡数，并计算各药剂处理后的平均死亡数和校正死 亡率。1~8号为本发明合成化合物，9号为原料黄腐酸，10号为对照药剂三唑锡，并设不含药 剂的相应的有机溶剂处理做空白对照，每药剂设3种重复。
[0033](二)实验数据及结果
[0034]表1各药剂处理不同时间后对二斑叶螨的药效
[0036]由表1中可以看出，施药24h后，对照药剂10号的死亡率为4.55%，2号的死亡率为 22.73%，表明它对二斑叶螨的毒力有显著的优异性，其次是3号和1号，死亡率分别为 13.64%和10.23%，也远高于对照药剂;其他几种药剂与10号药剂对比，差异不显著。
[0037]应用例2本发明合成的目标化合物具有较好的抗肿瘤活性，实验如下：
[0038](一)实验方法
[0039] 通过MTT法测试目标化合物对人急性骨髓白血病细胞(KG-la)、大鼠肾上腺髓质嗜 铬瘤分化细胞(PC12)和人慢性髓原白血病细胞(K562)的抗肿瘤活性。1~8号为本发明合成 化合物，9号为原料黄腐酸。
[0040] 1.细胞培养:取繁殖期的细胞，在质量浓度10 %小牛血清，2mML-谷氨酸，lOOU/mL 青霉素，50yg/mL链霉素、2mM氨基胍培养液中，于37°C，质量浓度5 % CO2环境中培养。
[0041 ] 2.细胞毒性测试:将对数生长期的细胞制成单细胞悬液，调整细胞个数为5 X IO3 个/mL，加到96孔培养板中使其贴壁培养过夜，24小时后加入已知浓度的样品液，48h后加入 MTT溶液，每孔IOOyL;在37°C条件下于培养箱中培养4h，再除去细胞上清液，将每孔细胞结 晶用150yLDMS0溶解。分别将样品组、对照组(不加样品）和空白组（只有培养基，无细胞），在 酶标仪上测量波长570nm处得的光密度(OD)值。测得光密度值后由下面的公式计算出不同 样品浓度下的肿瘤细胞抑制率。
[0042] 肿瘤抑制率=(对照组OD值-治疗组OD值)/对照组OD值*100%。
[0043](二)实验数据及结果
[0044]表2目标化合物对KG-Ia细胞的生长抑制率
[0046]表3目标化合物对PCl2细胞的生长抑制率
[0050]结果表明：本发明腐殖酸有机锡羧酸酯化合物对被测定的三种癌细胞有不同程度 的抑制作用。其中，7号、8号化合物能较强地抑制被测的三种癌细胞，最高抑制率为 69.15 % ; 1号、6号对PCl 2细胞的抑制作用也较好。
【主权项】
1. 腐殖酸有机锡羧酸酯化合物，其特征在于，该类化合物具有以下结构通式：其中R选自Cl-?ο烷基，C3-6环烷基、苯基或苄基;η选自1，2或3。2. 如权利要求1所述的腐殖酸有机锡羧酸酯化合物，其特征在于，R为C1-8烷基，环己 基、苯基或苄基;η选自1，2或3。3. 如权利要求2所述的腐殖酸有机锡羧酸酯化合物，其特征在于，选如下化合物：4. 制备如权利要求1所述的腐殖酸有机锡羧酸酯化合物的方法，其特征在于，通过以下 方法实现：其中R选自C1-10烷基，C3-6环烷基或苯基、苄基;η选自1，2或3; 有机溶剂中，将RnSnCl4-4P腐殖酸、有机碱加入反应瓶中，搅拌加热至回流反应;反应结 束后冷却，过滤，水洗，烘干，得到目标化合物； 或有机溶剂中，将R2SnO或R3SnOH和腐殖酸加入反应瓶中，搅拌加热，回流带水反应，反 应结束后冷却，过滤，水洗，烘干，得到目标化合物； 所用腐植酸为从风化煤中通过碱液提取、阳离子交换树脂纯化的方法提取的黄腐酸； 所用有机碱为三乙胺、乙二胺、丙二胺或吡啶;有机溶剂选：甲苯、苯、乙醇、丙酮或1，4_二氧 六环。5. 如权利要求4所述的腐殖酸有机锡羧酸酯化合物的制备方法，其特征在于，所用有机 锡化合物选三甲基氯化锡、二甲基二氯化锡、三乙基氯化锡、三丁基氯化锡、丁基三氯化锡、 二辛基氧化锡、三环己基氯化锡、三苯基氯化锡或三苄基氯化锡。6. 如权利要求1-3其中之一所述的腐殖酸有机锡羧酸酯化合物的应用，其特征在于，在 农业上将其作为活性成分应用于杀螨剂中。7. 如权利要求1-3其中之一所述的腐殖酸有机锡羧酸酯化合物的应用，其特征在于，在 医药上将其作为活性成分用于制备抗癌药物中。
【文档编号】A61P35/00GK105860095SQ201610397648
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】陈瑨, 霍萃萌, 代本才, 赵永德
【申请人】河南省科学院化学研究所有限公司