本发明涉及吡噻菌胺类似衍生物的制备及杀菌活性研究。
背景技术：
酰胺类化合物是一类重要的具有杀菌活性的化合物。自第一个酰胺类杀菌剂萎锈灵(carboxin)于1966年由有利来路公司(现科聚亚公司)成功开发和上市以来，酰胺类化合物的合成与杀菌活性研究一直成为农药乃至医药界研究的热点，有大量结构新颖的酰胺类化合物及品种报道。自从1883年Knott发现含吡唑环的安替比林具有镇痛消炎及退热作用以及1946年Thampson报道了2-吡唑-5-酮能抑制作物生长以来，吡唑类化合物就因其高效的生物活性引起农药界人士的关注。吡唑甲酰胺类化合物因含有吡唑和酰胺两种高活性结构基团，而具有广泛的生物活性，成功开发了很多农药新品种。吡唑甲酰胺类农药具有独特的作用机理，安全高效、无互抗性，并且可在吡唑环上进行取代基的多方位变化。而吡唑-4-甲酰胺类杀菌剂又是这一品种中种类较多的一类。呋吡菌胺是最先报道的此类杀菌剂，由日本住友化学公司研制并开发。该杀菌剂对水稻纹枯病防效优良，于1996年首先在日本取得登记，并于1997年上市。随后，以此为模板合成了一系列吡唑酰胺类化合物。
吡噻菌胺是第二个吡唑酰胺类杀菌剂，如下所示
该化合物由日本三井化学研制开发，其结构中同时含有一个吡唑环和一个带有支链噻吩环。吡噻菌胺与较早期开发的该类杀菌剂相比更有优势，与现有的羧酰胺类杀菌剂有不同的杀菌谱[26]。室内和田间试验结果均表明，它不仅对锈病、菌核病的活性优异，对灰霉病、白粉病和苹果黑星病也显示出较好的杀菌活性，且与其他杀菌剂无交互抗性，故极有可能有新的作用机理，目前尚在研究中。
目前我国农药加工的剂型结构还很不合理，乳油、可湿性粉剂、粉剂和颗粒剂等老剂型仍占主导地位，约占总剂型数的75％，其中乳油约占50％。乳油中含有大量甲苯、二甲苯和甲醇等挥发性有机溶剂，在生产、包装和使用过程中对人体造成严重危害，还对人类生存的环境形成严重污染。同时随着世界性原油价格不断攀升，二甲苯等有机溶剂价格一路上扬(最 高时约达到8000元/吨)，乳油产品成本大幅上升。因此全部或几近不使用有机溶剂，以水作分散基质的水乳剂和微乳剂等水性化剂型受到人们的重视。水性化剂型明显提高了农药的安全性，减少了对环境的污染且性能良好，并有利于节约资源、降低成本。因受到在水中溶解度和化学稳定性的限制，能加工成水剂的农药有效成分是不多的。这就需要从药物分子本身结构出发，引入水油兼溶的药效基团，以达到水溶性和脂溶性的平衡。
杀菌剂的作用方式主要是保护性、治疗性、铲除性和内吸性等，无论哪种方式都要求杀菌剂有效成分同菌体表面发生良好接触。菌体的表面具有亲水性，因此杀菌剂必须能够与病原菌的亲水性胞膜外层表面亲和，才能够具备渗透进入病原菌细胞的能力。
本发明的目的是从药物分子本身的结构出发，以吡噻菌胺(Penthiopyrad)为先导化合物，利用衍生合成和活性亚结构拼接的农药设计合成方法，在非作用靶点位置引入亲水的二胺基团，从而改善它们的亲水性，使其水溶——油溶达到一个新的更好的平衡，从而提高靶标生物对它们的吸收效率，减少生物体外的损失。改造后得到的新型化合物都具有这样的结构特点：它们的分子中一部分具有亲油性(疏水性强的原分子主体部分)，另一部分具有亲水性(一个在生理PH条件下质子化形式存在的一级，二级，或三级氨基团)。这样的水溶-油溶的平衡是药物有效穿过生物膜所必须的【Susan Milosovich，et al.J.Pharm.Sci.，82，227(1993)】。因此，它们分子中亲水性部分会与细胞膜外侧的磷酸碱基键合形成药物的高浓度区，其与细胞膜内部形成的浓度差会推动这些药物分子进入细胞膜；而当这些药物分子进入细胞膜以后，其亲水性部分就会推动药物穿过细胞膜内层进入细胞质，最终到达作用靶点。
技术实现要素：
本发明的目的是提供吡噻菌胺类似衍生物及其盐的合成方法，该类化合物具有优异的杀菌活性。
吡噻菌胺类似衍生物及其盐的化学结构通式如下(I和II系列)所示，部分具体的化学结构式表示见表1和表2：
其中：
n=0，1，2，3，4，5...或(CH2)n代表带有支链的烷基；Y代表Cl-，Br-，F-，I-，AcO-，乙酰 水杨酸根，柠檬酸根，水杨酸根，对甲苯磺酸根，硫酸氢根，或其他负离子。R1代表1-6个碳原子的烷基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烯基、或者芳基；R2代表1-6个碳原子的烷基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烯基、或者芳基；或R1、R2选自如下结构：
本发明较为优选的化合物为：
n＝1～4；Y代表Cl-，Br-，F-，I-，AcO-，乙酰水杨酸根，柠檬酸根，水杨酸根，对甲苯磺酸根，硫酸氢根，或其他负离子；R1，R2选自H，C1-C4烷基或R1＝R2选自如下结构：
本发明的通式化合物(I，II)如下方法制备：
反应途径如下：
将制得的吡噻菌胺类似物与(n+1)-(二烷基)氨基-1-氯代物(制备得到)，在适宜的溶剂中，温度为0℃到沸点下反应1-24小时制得产物(I)。溶剂可为二氧六环，苯，甲苯，乙酸乙酯，THF，丙酮，正己烷，四氯化碳，氯仿或二氯甲烷等。加入碱性物质，如氢化钠，氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸氢钠，碳酸钾或碳酸氢钾等对反应有利。
产物(I)与稀酸YH，可以将产物(I)溶于适宜的溶剂中，加入稀酸YH，温度为0℃到沸点下反应1-24小时制得产物(II)。溶剂可为二氧六环，苯，甲苯，乙酸乙酯，THF，丙酮，正己烷，四氯化碳，氯仿或二氯甲烷等。
本发明还可以用表1、表2中列出的化合物来说明，但并不限定本发明。
表1：部分如通式I所示的本发明化合
表2：部分如通式II所示的本发明化合物
本发明的通式(I，II)化合物具有良好的杀菌活性，能很好预防植物病菌的侵害。同现有同类化合物相比，该类化合物表现出更好的水溶性和抗病活性。
本发明还包括以通式(I，II)化合物为活性组分的杀菌剂组合物。该杀菌剂组分中活性组分的重量百分含量为1-99％。该杀菌剂组合物中还包括农业上可接受的载体。
本发明的通式(I，II)化合物及其做为活性组分的杀菌剂组合物可以制成多种制剂使用，尤其是通式(II)，可以直接配成水剂使用，既减少了使用有机溶剂对环境的污染，又更利于植物的吸收和传导。在这些组合物中，也可以加入液体或固体载体，并加入适量的表面活性剂来配合施用。
本发明的通式(I，II)化合物作为杀菌剂剂既可以单独使用也可以配合其它已知的杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂或肥料一起混合使用。
应明确的是在本发明权利要求范围内，可根据需要进行各种改动和变换。
具体实施方式
下列实施例和生测试验结果可进一步用来说明本发明的化合物的植物激活抗病活性，但不意味着限制本发明。
合成实施例
目标化合物的制备
1、本发明所示的通式I的合成-----以TM-6为例
向50mL圆底烧瓶中加入0.13g(3.3mmol)60％的氢化钠和20mL经过脱水处理的四氢呋喃，室温搅拌10min，体系为白色浊液。滴加溶有0.6g(1.74mmol)吡噻菌胺类似物的5mL四氢呋喃溶液，立即有大量气泡产生。室温下搅拌20min后再滴加溶有0.28g(2.1mmol)N-(2-氯乙基)四氢吡咯的5mL四氢呋喃溶液。然后慢慢升温至65℃回流反应，反应过程中产生大量黄色固体，反应液为黄色浊液。TLC监测反应进程，约30h反应完全。旋蒸除去溶剂，加入20mL乙酸乙酯和15mL饱和氯化钠溶液，分液萃取。水洗有机层(2×15mL)，有机层用无水硫酸钠干燥后旋蒸脱溶，得0.66g黄色粘稠液体。粗产品经柱层析[V石油醚/V乙酸乙酯＝6/1，加几滴三乙胺]分离得到0.47g黄色粘稠液体TM-6，收率61.0％。
本发明所示的通式II的合成-----以TM-12为例
向25mL圆底烧瓶内中加入0.17g(0.38mmol)TM-40和10mL经过脱水处理的二氯甲烷，电磁搅拌5min后，在冰浴条件下缓慢滴加用5mL无水乙醚稀释的0.24g经过上述操作制备的氯化氢饱和乙醚溶液。滴加完毕后撤去冰浴，室温下继续反应，反应液为黄褐色溶液。20min后停止反应，把反应液转移到50mL圆底烧瓶中，旋蒸脱溶得0.18g黄褐色膨松固体TM-44，收率100％。
表1、表2中其它化合物均可通过类似方法得到。
本发明所涉及的部分化合物的核磁数据
生测实例：
对于新合成的系列目标化合物进行了离体杀菌活性测试采用离体平皿法。供试病原菌：蕃茄早疫病菌(A.solani)、小麦赤霉病菌(G.zeae)、马铃薯晚疫(P.infestans)、水稻纹枯(R.sasakii)、辣椒疫霉(P.capsici)、黄瓜枯萎、花生褐斑、苹果轮纹、油菜菌核(S.sclerotiorum)、黄瓜灰霉(B.cinerea)。
供试菌采用PDA培养基，经活化后备用。采用菌体生长速率测定法(mycelium growth rate test)。具体过程是：在无菌条件下各吸取1mL药液注入培养皿内，加入9mL PDA培养基，摇匀后制成10mg/L含药平板，以添加1mL灭菌水的平板做空白对照。用直径4mm的打孔器沿菌丝外缘切取菌盘，移至含药平板上，每次处理重复三次。将培养皿放在24±1℃恒温培养箱内培养。72h后调查各处理菌盘扩展直径，求平均值，与空白对照比较计算相对抑菌率。
表3化合物TM-1-TM-12的离体活性测试结果
注：TM-7-TM-12为盐酸盐，直接以水剂使用；对照药为吡噻菌胺。