2-[4-(2-噻吩基)]嘧啶基脲衍生物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及农药技术领域，尤其涉及一种2-[4-(2-噻吩基)]嘧啶基脲衍生物及其制备方法和应用。

背景技术：

酰胺类化合物具有广泛的生物活性，包括杀菌、抗氧化、植物生长调节等。因此，在过去几十年中，对其进行了广泛而深入的研究，发现了许多新型高效的化合物，而且还不断有结构新颖、作用方式独特、性能优异、对有害生物高效、对非靶标生物安全、在环境中易降解且降解产物对人类健康和生态环境安全的品种报道。

嘧啶是一类非常重要的杂环化合物，广泛用于医药、农药、日用化学品等领域。大量研究表明，该类化合物具有较好的生物活性，如杀虫、杀菌、杀螨、除草、植物生长调节、抗病毒、抗癌、抗氧化、消炎等。由于嘧啶类化合物具有高效、对人畜低毒、作用方式独特、有害生物不易产生抗药性等优点，因此，其分子结构的设计、合成及生物活性研究是杂环化合物研究中的一个十分活跃的领域，不断有结构新颖、简单，生物活性好的化合物出现。

噻吩是杂环化合物中重要的一员，起着非常重要的作用。噻吩衍生物的研究在医药和农药化学中也有着十分主要的作用。噻吩衍生物具有各种各样的生物活性，例如，抑菌、抗病毒、抗肿瘤、消炎、杀虫和除草等。同时，含噻吩环的化合物通常都具有高效、低毒、对非靶标生物安全、在环境中容易降解、有害生物不容易产生抗性等特点，并且不断有结构新颖、性能优异的化合物问世。所以，在农药的研究和开发过程中，含噻吩环的化合物将受到更为广泛的关注，成为新农药创制的热点和前沿。

到目前为止，还未见有2-[4-(2-噻吩基)]嘧啶基脲衍生物作为农用杀虫剂和杀菌剂使用的报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新的用作农用杀虫剂、杀菌剂的化合物，以及该化合物的制备方法。

一种2-[4-(2-噻吩基)]嘧啶基脲衍生物，其结构通式如下：

通式(i)中r1为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、甲氧基，r2为氢原子、氯原子、溴原子、甲基。

一种2-[4-(2-噻吩基)]嘧啶基脲衍生物的制备方法：将取代苯乙酮溶解在无水乙醇中，再向其中加入10％naoh溶液，在冰浴搅拌下，将噻吩-2-甲醛和无水乙醇的混合液或者5-溴噻吩-2-甲醛和无水乙醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0-5℃下反应，并用薄层硅胶板(tlc)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入3x分子筛，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol硫酸脒基脲和20ml无水乙醇的混合溶液，在40-50℃下反应，用tlc检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节ph至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶，即得到所述目标化合物。

进一步地，如上所述的方法，所述取代苯乙酮为4-氯苯乙酮、4-溴苯乙酮、4-甲氧基苯乙酮、4-甲基苯乙酮中的一种。

进一步地，如上所述的方法，所述13x分子筛为40-60目。

一种2-[4-(2-噻吩基)]嘧啶基脲衍生物作为农用杀虫剂或杀菌剂的应用。

进一步地，如上所述的应用，所述杀虫剂杀灭的害虫为玉米象、谷蠧和赤拟谷盗中的一种或多种。

进一步地，如上所述的应用，所述杀菌剂能够抑制玉米细菌性褐斑病、油菜细菌性黑斑病、柑橘溃疡病、马铃薯黑胫病、洋葱球茎腐烂病、瓜类细菌性果斑病中的一种或多种。

有益效果：

本发明将噻吩环和酰胺引入嘧啶的分子结构中，合成了一些2-[4-(2-噻吩基)]嘧啶基脲衍生物。该类衍生物结构简单、活性优异，将为新农药的创制奠定良好的基础。

通式(i)的化合物的合成过程简单，采用了“一锅煮”的方法，即不是按传统的方法将中间体分离出来再进行下一步的反应，而是直接进行下一步的反应，这样就减少了操作步骤、提高了反应效率，有利于节能降耗。通式(i)的化合物对仓储害虫和植物病原细菌都有较好的防治效果，在目前已知的杀虫和杀菌剂中未见报道。

附图说明

图1为实施例1制备得到的化合物的氢谱图；

图2为实施例1制备得到的化合物的碳谱图；

图3为实施例1制备得到的化合物的高分辨质谱图；

图4为实施例2制备得到的化合物的氢谱图；

图5为实施例2制备得到的化合物的碳谱图；

图6为实施例2制备得到的化合物的高分辨质谱图；

图7为实施例3制备得到的化合物的氢谱图；

图8为实施例3制备得到的化合物的碳谱图；

图9为实施例3制备得到的化合物的高分辨质谱图；

图10为实施例4制备得到的化合物的氢谱图；

图11为实施例4制备得到的化合物的碳谱图；

图12为实施例4制备得到的化合物的高分辨质谱图；

图13为实施例5制备得到的化合物的氢谱图；

图14为实施例5制备得到的化合物的碳谱图；

图15为实施例5制备得到的化合物的高分辨质谱图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一类具有杀虫和抑菌活性的化合物，其结构通式如下：

通式(i)中r1为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲基、甲氧基，r2为氢原子、氯原子、溴原子、甲基。

通式为(i)的化合物制备过程中的主要反应方程式为：

式中r1、r2的含义同上。

通式(i)的化合物的合成过程简单，采用了“一锅煮”的方法，即不是按传统的方法将中间体分离出来再进行下一步的反应，而是直接进行下一步的反应，这样就减少了操作步骤、提高了反应效率，有利于节能降耗。通式(i)的化合物对仓储害虫和植物病原细菌都有较好的防治效果，在目前已知的杀虫和杀菌剂中未见报道。

实施例1：

化合物的制备

将0.02mol4-氯苯乙酮溶解在20ml无水乙醇中，再向其中加入15ml10％naoh溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol噻吩-2-甲醛和20ml无水乙醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0-5℃下反应，并用薄层硅胶板(tlc)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克13x分子筛(40-60目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol硫酸脒基脲和20ml无水乙醇的混合溶液，在40-50℃下反应，用tlc检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节ph至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶，即得到深绿色粉末状固体产物，收率为87％。产物的波谱数据如下：

¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(ppm):9.64(1h,s),8.49(1h,s),8.33(2h,dd,j1＝8.8hz,j2＝8.8hz),8.29(1h,dd,j1＝0.8hz,j2＝0.8hz),8.15(1h,s),7.88(1h,dd,j1＝0.8hz,j2＝0.8hz),7.43(2h,t,j＝8.8hz),7.31(2h,dd,j1＝4.0hz,j2＝4.0hz)；¹³cnmr(100mhz,dmso-d6)δ(ppm):164.15,160.01,158.82,155.17,142.07,131.69,130.23,130.14,130.02,129.50,116.47,116.26,104.44；hrms(esi)m/z:calcdforc15h11n4oscl[m+na]⁺:353.0235,found:353.0232

产物的氢谱图、碳谱图、高分辨质谱图如图1-3所示。

实施例2：

化合物的制备

将0.02mol4-甲基苯乙酮溶解在20ml无水乙醇中，再向其中加入15ml10％naoh溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol噻吩-2-甲醛和20ml无水乙醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0-5℃下反应，并用薄层硅胶板(tlc)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克13x分子筛(40-60目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol硫酸脒基脲和20ml无水乙醇的混合溶液，在40-50℃下反应，用tlc检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节ph至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶，即得到淡黄色粉末状固体产物，收率为86％。产物的波谱数据如下：

¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(ppm):9.56(1h,s),8.55(1h,s),8.28(1h,d,j＝3.6hz),8.16(2h,d,j＝8.0hz),8.11(1h,s),7.86(1h,d,j＝4.8hz),7.39(2h,d,j＝8.0hz),7.30(2h,t,j1＝4.0hz,j2＝4.0hz),2.41(3h,s)；¹³cnmr(100mhz,dmso-d6)δ(ppm):165.12,159.89,158.83,155.23,142.19,141.91,133.65,131.54,129.97,129.85,129.46,127.63,104.22,21.50；hrms(esi)m/z:calcdforc16h14n4os[m+na]⁺:333.0781,found:333.0759.

产物的氢谱图、碳谱图、高分辨质谱图如图4-6所示。

实施例3：

化合物的制备

将0.02mol4-甲氧基苯乙酮溶解在20ml无水乙醇中，再向其中加入15ml10％naoh溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol噻吩-2-甲醛和20ml无水乙醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0-5℃下反应，并用薄层硅胶板(tlc)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克13x分子筛(40-60目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol硫酸脒基脲和20ml无水乙醇的混合溶液，在40-50℃下反应，用tlc检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节ph至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶，即得到白色固体产物，收率为87％。产物的波谱数据如下：

¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(ppm):9.62(1h,s),8.47(1h,s),8.31(2h,dd,j1＝8.8hz,j2＝8.8hz),8.26(1h,dd,j1＝0.8hz,j2＝0.8hz),8.13(1h,s),7.85(1h,dd,j1＝0.8hz,j2＝0.8hz),7.41(2h,t,j＝8.8hz),7.29(2h,dd,j1＝4.0hz,j2＝3.6hz),3.88(3h,s)；¹³cnmr(100mhz,dmso-d6)δ(ppm):165.34,162.97,159.48,156.33,155.83,151.81,147.25,129.83,129.14,115.31,114.46,113.81,103.91,56.43；hrms(esi)m/z:calcdforc16h14n4o2s[m+na]⁺:349.0731,found:349.0759.

产物的氢谱图、碳谱图、高分辨质谱图如图7-9所示。

实施例4：

化合物的制备

将0.02mol4-甲基苯乙酮溶解在20ml无水乙醇中，再向其中加入15ml10％naoh溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol5-溴噻吩-2-甲醛和20ml无水乙醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0-5℃下反应，并用薄层硅胶板(tlc)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克13x分子筛(40-60目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol硫酸脒基脲和20ml无水乙醇的混合溶液，在40-50℃下反应，用tlc检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节ph至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶，即得到灰色固体产物，收率为86％。产物的波谱数据如下：

¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(ppm):9.60(1h,s),8.41(1h,s),8.14-8.11(4h,m),7.44(1h,d,j＝4.0hz),7.39(2h,d,j＝8.0hz),7.22(1h,s),2.41(3h,s)；¹³cnmr(100mhz,dmso-d6)δ(ppm):165.23,158.99,158.76,155.09,143.86,142.05,133.53,132.90,130.50,129.99,127.62,117.51,103.82,21.50；hrms(esi)m/z:calcdforc16h13n4osbr[m+na]⁺:410.9886,found:410.9888.

产物的氢谱图、碳谱图、高分辨质谱图如图10-12所示。

实施例5：

化合物的制备

将0.02mol4-溴苯乙酮溶解在20ml无水乙醇中，再向其中加入15ml10％naoh溶液。在冰浴搅拌下，将0.02mol5-溴噻吩-2-甲醛和20ml无水乙醇的混合液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述混合溶液中，在0-5℃下反应，并用薄层硅胶板(tlc)检查反应是否完成。反应完成后，向反应混合物中加入2克13x分子筛(40-60目)，并用恒压滴液漏斗慢慢向混合物中滴入0.02mol硫酸脒基脲和20ml无水乙醇的混合溶液，在40-50℃下反应，用tlc检测反应是否完成。反应完成后，过滤，向滤液中加入大量冰水，用10％盐酸溶液调节ph至中性，有沉淀析出，过滤，洗涤，再用无水乙醇重结晶，即得到白色粉末状固体产物，收率为84％。产物的波谱数据如下：

¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(ppm):9.67(1h,s),8.32-8.29(3h,m),8.15(1h,s),8.13(1h,d,j＝4.0hz),7.47-7.42(4h,m)；¹³cnmr(100mhz,dmso-d6)δ(ppm):164.70,159.47,158.41,154.80,141.77,141.49,133.23,131.11,129.55,129.43,129.04,127.21,103.80；hrms(esi)m/z:calcdforc15h10n4osbr2[m+na]⁺:474.8834,found:474.8838.

产物的氢谱图、碳谱图、高分辨质谱图如图13-15所示。

实施例6：本发明化合物杀虫活性的测定

(1)供试害虫

玉米象成虫、谷蠧成虫和赤拟谷盗成虫，它们均为室内常年累代饲养的敏感品系。

(2)测定方法

采用饲料拌药法：将待测化合物和小麦饲料按一定的剂量混合均匀。称取100克拌药饲料于500ml广口瓶中，向每个瓶中投入供试害虫30头，用白布包扎瓶口，再将其放置在温度为28～30℃，相对湿度为70～80％的养虫室内继续饲养，同时以不拌药的饲料为空白对照。14天后记录死亡情况，每一实验重复3次，并用下列公式计算校正死亡率：

(3)实验结果

本发明化合物的杀虫结果见表1。

表1本发明化合物对仓储害虫的毒杀活性

^a：三次重复的平均值。

从上表1可知本发明化合物对这些害虫均有较好的毒杀活性。

实施例7：本发明化合物抑菌活性的测定

(1)供试植物病原细菌

玉米细菌性褐斑病、油菜细菌性黑斑病、柑橘溃疡病、马铃薯黑胫病、洋葱球茎腐烂病、瓜类细菌性果斑病。

(2)测定方法

(a)菌种的活化：将供试的细菌菌株接种于牛肉膏蛋白胨固体培养基斜面，37℃过夜培养。

(b)菌悬液的制备：在装有100ml牛肉膏蛋白胨液体培养基的锥形瓶中，接种一环已活化的供试菌株，于37℃培养18h，得到初始的菌悬液后，再用无菌生理盐水采用梯度稀释法配成适当浓度(10⁶～10⁷cfu/ml)的菌悬液备用。

(c)最低抑菌浓度(mic)的测定：将供试化合物溶于二甲亚砜中，再用含有0.1％吐温-80的无菌生理盐水，采用二倍稀释法将其稀释成不同浓度的溶液，混合均匀。取稀释后的样品溶液1ml，加入到已灭菌的19ml培养基中，混合均匀，制成平板。待培养基凝固后，用涂布法加入上述浓度为10⁶cfu/ml的菌悬液200μl，于37℃培养16～18h，观察细菌生长情况，以完全无菌生长的浓度作为供试样品溶液的mic值，同时，以不含供试化合物的相应溶液为空白对照。

(3)实验结果

本发明化合物的抑菌活性见表2。

表2本发明化合物对植物病原细菌的抑制活性

从上表2可知本发明化合物对这些植物病原细菌均有较好的抑制效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。