专利名称：[5-(芳亚甲基亚氨基)-1,3,4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于化工合成技术领域，涉及一种化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3， 4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯及其制备方法；本发明还涉及该化合物作为植物生长调节剂 和抑菌剂在农业中的应用。
背景技术：
噻二唑类化合物具有明显的共轭效应和芳香性，在农药方面表现出广泛的生物活 性，可作杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂和杀虫剂等。1，3，4_噻二唑2，5位上的取代基 可参与众多的化学反应，作为活性基团常常被引入到农药分子中。因此，对1，3，4-噻二唑 化合物的分子设计、合成成为新农药研究的一个热点。在1，3，4_噻二唑类杂环中，对含 Schiff碱结构的1，3，4-噻二唑衍生物的研究相对较少，但此类化合物具有良好的生物活 性和优良的配位性能。而一些含巯基取代基的1，3，4_噻二唑衍生物与氯乙酸酯的合成产 物具有良好的抗菌活性，个别产物还具有抗癌、抗肺结核分枝杆菌的活性。根据活性子叠加 原理，设计合成含Schiff碱结构的1，3，4-噻二唑硫基乙酸酯衍生物，期望得到生物活性更 好的植物生长调节剂和抑菌剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的化合物[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二 唑-2-基]硫乙酸乙酯。本发明的另一目的是提供一种[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基]硫 乙酸乙酯的制备方法。本发明还有一个目的，就是提供一种[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二 唑-2-基]硫乙酸乙酯作为植物生长调节剂和抑菌剂的在农业生产中的应用。一、[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯本发明化合物[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的结构
如下 R=、2-0H-C6H4、3-CH30-4-0H_C6H3 或
二、[5-(芳亚甲基亚氨基)-l，3，4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的制备本发明化合物[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的合成 方法，是以2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑和氯乙酸乙酯为原料，水相高效、快速合成中间 体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯，该中间体再与芳醛发生缩合，高产率得到 目标化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯。具体工艺步骤如 下(1)中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯的合成在水相中，将2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑与氯乙酸乙酯以1 1 1 1.5 的摩尔比，于室温下反应15 30min，抽滤、洗涤而得。由于2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑分子结构中5位巯基存在硫醇-硫酮的互 变异构，在碱性条件下，易生成稳定的硫负离子，发生S-烷基化，所以中间体(5-氨基_1，3， 4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯的合成应当在碱性水相中进行。
(2) [5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的合成以无水乙醇为溶剂，以冰醋酸为催化剂，将(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙 酸乙酯与芳醛以1.4 1 3.5 1的质量比，于75 80°C下搅拌回流2 3h;反应结束后 蒸去溶剂，冷却，用无水乙醇重结晶得纯品[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基] 硫乙酸乙酯。其中芳醛为糠醛、邻羟基苯甲醛、香草醛或对苯二甲醛，对应的产物分别为2a、2b、 2c、2d。所述催化剂冰醋酸的量为芳醛摩尔量的0. 5 1%。无水乙醇的量为能使反应物充分溶解为宜。其合成工艺路线如下 2a R= /Q^ 2b R = 2-0H_C6H4 2c R = 3-CH30-4-0H_C6H3 2d本发明合成工艺路线具有反应条件温和、高效、操作方便、节省能源、污染少等优 点，是一种合成1，3，4_噻二唑硫基乙酸酯类化合物较理想的方法。三、[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的表征本发明制备的[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯产品的 表征如下2a 黄色针状晶体，产率81%，m. ρ· 124 Uet^1H NMR(CDCl3,400ΜΗζ) δ :1·30 1. 32 (t, 3H, CH3)，4. 13 (s, 2H, SCH2)，4. 20 4. 27 (q, 2H, OCH2)，6. 65 7. 74 (m, 3H, Furyl)，
8.77 (s, 1H, CH = N) ；IR(KBr) ν 1600 (C = 0)，1504 (CH = N), 1379 (SCH2) cm-1. Anal, calcd for C11H11N3O3S2 :C 44. 43，H 3. 73，N 14. 13 ；foundC 44. 57，H 3. 99，N 14. 01。2b 黄色晶体，产率 79 %，m. p. 91 93 "C ；1H NMR(CDCl3,400ΜΗζ) δ :1· 27 1. 31 (t, 3H, CH3)，3. 92 (s, 2H, SCH2)，4. 15 4. 24 (q, 2H, OCH2)，6. 98 7. 51 (m, 4H, ArH)，
9.04 (s，1H, CH = N)，11. 76 (s, 1H, 0H) ；IR(KBr) ν 1624 (C = 0)，1520 (CH = N)，1364 (SCH2) CnT1-Anal. calcd for C13H13N3O3S2 :C 48. 28，Η4· 05，N 12. 99 ；found C 48. 13，H 3. 88，N 13. 06。2c 黄色晶体，产率 83%，m. ρ· 101 103 °C ；屯 NMR(CDCl3,400ΜΗζ) δ :1·30 1. 32 (t, 3H, CH3)，4. 00 (s, 3H, OCH3)，4. 16 (s, 2H, SCH2)，4. 21 4. 26 (q, 2H, OCH2)，7. 00 7. 68 (m, 3H, ArH), 8. 65 (s, 1H, CH = N), 9. 83 (s, 1H, 0H) ；IR(KBr) ν 1575 (C = 0)，1523 (CH =N), 1384 (SCH2) cm-1. Anal, calcd fOrC14H15N3O4S2 :C 47. 58, H 4. 28, N 11. 89 ；found C 47. 86，H 4. 07，N 11. 91。2d 黄色晶体，产率 87%，m. ρ· 230 231°C ；屯 NMR(CDCl3,400ΜΗζ) δ :1·29 1. 33 (t,6H, CH3)，4. 18 (s,4H, SCH2)，4· 24 4· 29 (q, 4H, OCH2)，8· 03 8· 16 (m, 4Η, ArH)，8.94(s，2H，CH = N) ； IR (KBr) ν 1607 (C = 0)，1507 (CH = N)，1363 (SCH2) cnT1· Anal, calcd for C20H20N6O4S4 :C 44. 76，H 3. 76.，N 15. 66 ；foundC 44. 83，H 3. 68，N 15. 56。[5_(芳亚甲基亚氨基)-l，3，4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的波谱分析化合物 2a、2b、2c、2d的红外光谱中，在1575 1624cm—1之间出现的强吸收特征峰为C = O伸缩振动 峰。在1504 1523CHT1之间出现CH = N中等强度的吸收峰。而化合物在1363 1384CHT1 之间出现SCH2的特征吸收峰，说明发生了硫烷基化反应；在1H NMR谱中，以2a为例说明化 合物即为目标产物硫原子相连的亚甲基(SCH2)在δ 4. 13处出现单峰，δ 6. 65 7. 74处 的峰归属于呋喃环上的氢，8. 77处的单重峰归属于CH = N。波谱分析与目标化合物的结构 相符合。四、[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的生物活性测试将[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a、2b、2c、2d 产品 分别配成100，10，1，0. 1,0.01,0. 001mg/L浓度的溶液，采用平皿培养法，研究其对单子叶 植物小麦幼苗根系和芽的生长调节作用。用蒸馏水作 空白实验，相同浓度的吲哚乙酸溶液 作标准对照。室温培养小麦种子6天，测量小麦胚根和芽生长长度。用下面公式计算该类 化合物在各个浓度下对小麦幼苗根系和芽的生长调节活性A = (N-N0) /N0 X 100%A——样品植物生长调节活性N——溶液中小麦根和芽的生长长度N0——蒸馏水中小麦根和芽的生长长度化合物[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯对单子叶植物 小麦根长、芽长的抑制(促进)率(％ )见表1。表1化合物2a、2b、2c、2d对小麦的生长活性调节数据(％ ) 注a化合物对小麦芽的生物活性；b化合物对小麦根的生物活性；eIAA代表吲哚乙从表1的数据可以看出，与吲哚乙酸相比，化合物[5_(芳亚甲基亚氨基)_1，3， 4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a、2b、2c、2d，在高浓度时对小麦的生长显示抑制作用，而在低浓度时对小麦的生长显示很好促进作用。且在0. 01mg/L、0. 001mg/L浓度下对小麦根 系和芽的生长表现出更好的促进活性，大部分明显优于吲哚乙酸。其中二元衍生物2d在 0. 001mg/L浓度时促进小麦生根、发芽活性最好，其促进生长率分别为62. 6%和43. 0%。因 此，化合物2a、2b、2c、2d可作为植物生长调节剂，在农业生产中得到应用。五、[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的抑菌活性测试将[5_(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a、2b、2c、产品分 别配成150，100，75，50mg/L浓度的溶液，采用生长速率法，研究其对黄瓜枯萎病菌和番茄 灰霉病菌的抑制作用。用蒸馏水作空白实验，相同浓度的溶剂(三氯甲烷)作标准对照。在 人工气候箱中控制温度25士 1°C，黑暗光照交替培养3天，测量菌落直径。用下面公式计算 该类化合物在各个浓度下对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病菌的抑制作用A = (N0-N) /N0 X 100%A——样品抑菌活性N0——溶剂(三氯甲烷)中菌落直径N——溶液中菌落直径化合物对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病菌抑制率(％ )列于表2。表2化合物2a、2b、2c、2d对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病菌抑制率数据(％ ) 注a化合物对黄瓜枯萎病菌的抑制作用；b化合物对番茄灰霉病菌的抑制作用从表2的数据可以看出，化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基] 硫乙酸乙酯2a、2b、2c，在100mg/L、150mg/L浓度下对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病菌表现出 良好的抑制作用。其中化合物2a对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病菌的抑制活性最好，其最大 抑制率分别达到82. 5%和87. 0%。因此，化合物2a、2b、2c可作为抑菌剂，在农业生产中得 到应用。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明化合物的制备及应用进行进一步的说明。实施例一1、化合物[5_(呋喃亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a的合 成(1)中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯1的合成
在50ml圆底烧瓶中加入5. 25mol氢氧化钠，4ml水，配成氢氧化钠的水溶液。再加 入5mol 2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑，搅拌使其完全溶解在氢氧化钠的水溶液中。待 溶解完全后，在室温下分三批加入7mol氯乙酸乙酯，反应过程用TLC点板跟踪，15min后原 料点消失，得到固液混合物，抽滤，得到固体，再用5ml蒸馏水洗涤，抽滤，得到固体产物，乙 醇重结晶，得到中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯1。(2) [5_(呋喃亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a的合成在50ml圆底烧瓶中加入5mol的化合物1，5mol的糠醛，0. 04ml冰醋酸催化，15ml 无水乙醇为溶剂，加热到75 80°C搅拌回流2 3h，反应结束后蒸去溶剂，冷却，得粗品， 无水乙醇重结晶，得纯品[5-(呋喃亚甲基亚氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a。 产率81%。2、化合物[5_(呋喃亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a作为 植物生长调节剂的应用将化合物[5_(呋喃亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a配成 100，10，1,0. 1,0.01,0. 001mg/L浓度的溶液，采用平皿培养法，研究其单子叶植物小麦甘垦 4号号幼苗根系和芽的生长调节作用，用蒸馏水作空白实验，相同浓度的吲哚乙酸溶液作标 准对照。室温培养小麦种子6天，测量小麦胚根和芽生长长度。用下面公式计算该类化合 物在各个浓度下对油菜、小麦幼苗根系和芽的生长调节活性A= (N-NtlVNtlX 100%，其中 A为样品植物生长调节活性，N为溶液中油菜、小麦根和芽的生长长度，N0为蒸馏水中油菜、 小麦根和芽的生长长度。试验结果见表1。3、化合物[5_(呋喃亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a作为 抑菌剂的应用将化合物[5_(呋喃亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2a配成 150，100，75，50mg/L浓度的溶液，采用生长速率法，研究其对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病 菌的抑制作用，用蒸馏水作空白实验，相同浓度的溶剂(三氯甲烷)作标准对照。在人工 气候箱中控制温度25士 1°C，黑暗光照交替培养3天，十字交叉法测量菌落直径。用下面公 式计算该化合物在各个浓度下对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病菌的抑制作用A= (N0-N)/ Ν。Χ100%，其中A为样品抑菌活性，N。为溶剂(三氯甲烷)中菌落直径，N为溶液中菌落直 径。实验结果见表2。实施例二1、化合物[5_(邻羟基苯基亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2b 的合成(1)中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯1的合成同实施例1。(2)化合物2b的合成在50ml圆底烧瓶中加入5mol的化合物l，5mol的邻羟基苯甲醛，0.04ml冰醋酸催 化，15ml无水乙醇为溶剂，加热到75 80°C搅拌回流2 3h，反应结束后蒸去溶剂，冷却， 得粗品，无水乙醇重结晶，得纯品[5-(邻羟基苯基亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基] 硫乙酸乙酯2b。产率79%。2、化合物[5_(邻羟基苯基亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2b作为植物生长调节剂的应用应用方法同2a。3、化合物[5_(邻羟基苯基亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2b作为抑菌剂的应用应用方法同2a。实施例三1、化合物[5-(3-甲氧基-4-羟基苯基亚甲基亚氨基)_1，3，4-噻二唑-2-基]硫 乙酸乙酯2c的合成(1)中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯1的合成同实施例1。(2)在50ml圆底烧瓶中加入5mol的化合物l，5mol的香草醛，0. 04ml的冰醋酸 催化，15ml的无水乙醇为溶剂，加热到75 80°C搅拌回流2 3h，反应结束后蒸去溶剂， 冷却，得粗品；无水乙醇重结晶，得纯品[5-(3_甲氧基-4-羟基苯基亚甲基亚氨基)-1，3， 4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯2c。产率83%。2、化合物[5-(3-甲氧基-4-羟基苯基亚甲基亚氨基)_1，3，4-噻二唑-2-基]硫 乙酸乙酯2c作为植物生长调节剂的应用应用方法同2a。3、化合物[5-(3-甲氧基-4-羟基苯基亚甲基亚氨基)_1，3，4-噻二唑-2-基]硫 乙酸乙酯2c作为抑菌剂的应用应用方法同2a。实施例四1、化合物2d的合成(1)中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯1的合成同实施例1。(2)化合物2d的合成在50ml圆底烧瓶中加入5mol的化合物1，2. 5mol的对苯二甲醛，0. 04ml冰醋酸催 化，20ml无水乙醇为溶剂，加热到75 80°C搅拌回流2 3h，反应结束后蒸去溶剂，冷却， 得粗品，无水重结晶，得纯品1，4_二苯撑-二 {[(5-亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基] 硫乙酸乙酯} 2d。产率87%。2、化合物1，4_ 二苯撑-二 {[(5-亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸 乙酯} 2d作为植物生长调节剂的应用应用方法同2a。
权利要求
化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯，其结构如下所示F2010100463236C00011.tif
2.如权利要求1所述化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙 酯的合成方法，是以2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑和氯乙酸乙酯为原料，在水相中先合 成中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯，再使该中间体与芳醛发生缩合，得 到目标产物。
3.如权利要求2所述所述化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫 乙酸乙酯的合成方法，其特征在于所述中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸 乙酯的合成工艺是在水相中将2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑与氯乙酸乙酯以1 1 1 1.5的摩尔比，于室温下反应15 30min，抽滤、洗涤而得。
4.如权利要求2或3所述所述化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基] 硫乙酸乙酯的合成方法，其特征在于所述中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸 乙酯的合成在碱性水相中进行。
5.如权利要求2所述所述化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基]硫乙 酸乙酯的合成方法，其特征在于所述中间体与芳醛发生缩合的工艺为以无水乙醇为溶 齐U，以冰醋酸为催化剂，将(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯与芳醛以1 1 2 1的摩尔比，于75 80°C下搅拌回流2 3h;反应结束后蒸去溶剂，冷却，用无水乙醇 重结晶得纯品[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯；所述催化剂冰 醋酸的量为芳醛摩尔量的0. 5 1 %。
6.如权利要求2或5所述化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙 酸乙酯的合成方法，其特征在于所述芳醛为糠醛、邻羟基苯甲醛、香草醛或对苯二甲醛。
7.如权利要求1所述化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙 酯作为植物生长调节剂的应用。
8.如权利要求1所述化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4_噻二唑-2-基]硫乙酸乙 酯作为抑菌剂的应用。
全文摘要
本发明提供了一种化合物[5-(芳亚甲基氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯的合成方法，属于化学合成技术领域。该方法是以2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑和氯乙酸乙酯为原料，水相高效、快速合成中间体(5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-基)硫乙酸乙酯，该中间体再与芳醛发生缩合，高产率得到目标化合物[5-(芳亚甲基亚氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯。生物活性实验结果表明，本发明合成的化合物[5-(芳亚甲基氨基)-1，3，4-噻二唑-2-基]硫乙酸乙酯对小麦幼苗的生长具有良好的促进作用；部分化合物对黄瓜枯萎病菌和番茄灰霉病菌具有良好的抑制作用，因此可作为植物生长调节剂、抑菌剂应用在农业生产中。
文档编号C07D285/135GK101838265SQ20101004632
公开日2010年9月22日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者张有明, 胡冰, 魏太保 申请人:西北师范大学