抑制藻类生长的化合物及其制备方法和杀藻剂及它们的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农药及环境领域，具体地，涉及一种抑制藻类生长的化合物、一种制备 抑制藻类生长的化合物的方法、该化合物在抑制藻类生长或杀藻中的应用以及该化合物在 抑制蓝藻果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶活性中的应用、一种用于抑制藻类生长的 杀藻剂。
【背景技术】
[0002] 蓝藻是一种古老而又生命力极强的生物，近年来，随着现代水体富营养化程度的 提高，各地水体频繁爆发蓝藻水华事件。藻害直接影响周边地区生活用水和工业用水，严重 破坏生态环境，给渔业生产和旅游业发展带来巨大的经济损失，也给公众健康带来极大隐 患。
[0003] 使用化学杀藻剂具有经济、高效、方便以及起效快等优点，因此，化学杀藻剂一直 是藻害综合治理体系中不可缺少的重要组成部分，尤其是在藻类水华大规模爆发期间，更 是短期快速治理和控制藻害等紧急情况最主要的防治手段。
[0004] 现有的化学杀藻剂主要有以硫酸铜及其络合物为代表的重金属化合物类杀藻剂； 以高锰酸钾、高铁酸盐、过氧化物为代表的强氧化剂类杀藻剂；以三唑啉酮类、三嗪类等为 代表的除草剂类杀藻剂等。但是这些杀藻剂存在选择性差、用量大、对水中的鱼类等动物毒 性较大等问题，极大地限制了使用化学方法防治藻害的效能的充分发挥。
[0005] 以蓝藻的光合作用系统中重要的酶为靶标，探索发现对该酶具有抑制作用，同时 也具有较高杀藻活性的化合物，是解决这一问题的途径之一。
[0006] 研究表明，蓝藻体内普遍存在的果糖-1，6_/景天庚酮糖-1，7_二磷酸酶(cy-FBP/ SBPase)在蓝藻Calvin循环碳代谢调控过程中处于战略性地位，申请人在前期的转基因研 究中也已证明该酶是一个潜在的杀藻剂靶标，抑制蓝藻果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷 酸酶活性或者使酶发生突变，将导致蓝藻无法正常生长甚至死亡。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种新的抑制藻类生长的杀藻剂。
[0008] 为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种抑制藻类生长的化合物，该化合物 具有式(I)所示的结构：
[0009]
R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同时为氢。
[0011] 第二方面，本发明提供一种制备式(I)所示的化合物的方法，该方法包括：
[0012] (1)在催化剂存在下，将多聚甲醛与巯基乙酸进行混合，得到式（II)所示的化合 物；
[0013] (2)在脱水剂及溶剂存在下，将式(II)所示的化合物与式(III-1)和/或式(III-2) 所示的化合物进行反应；
[0014]
[0015] 其中，在式⑴中，所述1?1、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55相同或不相同，各自独 立地选自氢、卤素、未取代的C1-C4的烷基和卤素取代的C1-C4的烷基，且所述R\R 2、R3、R4、 R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同时为氢；
[0016] 在式（111-1)和式（111-2)中，所述1?1、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55分别与式 (I)中的所述 R1、R2、R3、R4、R5、R 11、R22、R33、R44 和 R55 对应相同。
[0017] 第三方面，本发明提供前述式(I)所示的化合物在抑制藻类生长或杀藻中的应用。
[0018] 第四方面，本发明提供前述式（I)所示的化合物在抑制蓝藻果糖-1，6-/景天庚酮 糖-1，7-二磷酸酶活性中的应用。
[0019]第五方面，本发明提供一种用于抑制藻类生长的杀藻剂，该杀藻剂中含有本发明 前述的式(I)所示的化合物。
[0020] 本发明针对藻类光合作用系统中的调控酶果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶 为作用靶标而设计并合成了N，N'_二(取代苯基)亚甲基双硫代乙酰胺类化合物(式（I)所示 的化合物），该类化合物能够应用于抑制藻类果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7_二磷酸酶活性、 抑制藻类生长或杀藻。
[0021] 本发明提供的式（I)所示的化合物在抑制藻类的生长或杀藻时具有抑制率高、毒 性小以及选择性高的优点。
[0022] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0023] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0024] 第一方面，本发明提供了一种抑制藻类生长的化合物，该化合物具有式(I)所示的 结构：
[0025]
:，
[0026] 其中，在式（I)中，所述妒、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55相同或不相同，各自独 立地选自氢、卤素、未取代的C1-C4的烷基和卤素取代的C1-C4的烷基，且所述R\R 2、R3、R4、 R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同时为氢。
[0027] 所述未取代的C1-C4的烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基。
[0028]所述卤素包括氟、氯、溴、碘。
[0029]所述卤素取代的C1-C4的烷基包括一氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、一溴甲基、一氯 一溴甲基、单氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、1，2_二氯乙基、1-氯乙基、1-氯-1-溴乙基、2-氯 乙基、1，1，卜三氯乙基、1，1，卜三氟乙基、CH 2C1CH2CH2-、CH2FCH2CH 2-、CHF2CH2CH2-、 CF3CH2CH2-、CH2BrCH2CH2-、CHCl2CH2CH2-、CH2ClCHClCH2-、CH2ClCH(CH3)-、CH2BrCH(CH3)-、 CH2FCH(CH3)-、CHF2CH(CH3)-、CF3CH(CH3)-、CH2C1CH2CH2CH2-、CHC12CH2CH2CH2-、 CC13CH2CH2CH2-、CH2FCH2CH2CH2-、CHF2CH2CH2CH2-和 CF3CH2CH2CH2-。
[0030] 优选地，在式（I)中，所述R1、R2、R3、R 4、R5、R11、R22、R33、R 44和R55各自独立地选自氢、 卤素、甲基、乙基、正丙基、异丙基、卤素取代的甲基、卤素取代的乙基、卤素取代的正丙基和 卤素取代的异丙基，且所述^^^、，、^、^、，和心不同时为氢。
[0031 ] 优选地，在式（I)中，所述R1、R2、R3、R 4、R5、R11、R22、R33、R 44和R55各自独立地选自氢、 氟、氯、溴、碘、甲基和三氟甲基，且所述^^^、，、^、^、，和心不同时为氢。 [0032] 更优选地，在式（I)中，所述R1与Rn、R 2与R22、R3与R33、R4与R 44以及R5与R55分别相同， 且所述^仏护^^^妒^"和心不同时为氢。
[0033] 根据一种优选的【具体实施方式】，在式（I)中，所述R1与Rn、R2与R 22、R3与R33、R4与R44 以及R5与R55分别相同，且所述妒、1?2、1?3、1? 4和1?5各自独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、甲基和三氟 甲基，且所述^仏护^^^妒^"和心不同时为氢。
[0034] 第二方面，本发明提供了一种制备式(I)所示的化合物的方法，该方法包括：
[0035] (1)在催化剂存在下，将多聚甲醛与巯基乙酸进行混合，得到式（II)所示的化合 物；
[0036] (2)在脱水剂及溶剂存在下，将式(II)所示的化合物与式(III-1)和/或式(III-2) 所示的化合物进行反应；
[0037]
[0038] 其中，在式（I)中，所述1^、1?3、1?4、矿、1^、1^、1^、1?44和1^相同或不相同，各自独 立地选自氢、卤素、未取代的C1-C4的烷基和卤素取代的C1-C4的烷基，且所述R\R2、R3、R 4、 R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同时为氢；
[0039] 在式（111-1)和式（111-2)中，所述1?1、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55分别与式 (I)中的所述 R1、R2、R3、R4、R5、R 11、R22、R33、R44 和 R55 对应相同。
[0040] 优选地，在步骤(1)中，所述催化剂为浓盐酸。
[0041 ]优选地，在步骤(1)中，所述混合的条件包括:温度为30-150°C，时间为0.5-100h。
[0042]优选地，在步骤(1)中，所述多聚甲醛与巯基乙酸的用量摩尔比为1:0.5-3。
[0043]优选地，在步骤(2)中，所述脱水剂为二环己基碳二亚胺(DCC)。
[0044] 优选地，所述步骤(2)在保护气体存在下进行。
[0045] 优选地，在步骤(2)中，所述溶剂为四氢呋喃(DMF)。
[0046] 优选地，在步骤(2)中，所述式（II)所示的化合物与式（III-1)和/或式（III-2)所 示的化合物进行反应的条件包括:温度为零下30°C至零上50°C，时间为0.5-48h。
[0047] 优选地，在步骤(2)中，所述式（II)所示的化合物与式（III-1)和/或式（III-2)所 示的化合物的总用量摩尔比为1:0.5-3。所述式(III-1)和/或式(III-2)所示的化合物的总 用量是指：当仅使用式（III-1)所示的化合物时，所述式（III-1)和/或式（III-2)所示的化 合物的总用量仅为式（III-1)所示的化合物的用量；当仅使用式（III-2)所示的化合物时， 所述式（III-1)和/或式（III-2)所示的化合物的总用量仅为式（III-2)所示的化合物的用 量;当同时使用式(III-1)和式(III-2)所示的化合物时，所述式(III-1)和/或式(III-2)所 示的化合物的总用量为式（III-1)和式（III-2)所示的化合物的总用量。
[0048] 根据一种优选的【具体实施方式】，本发明的所述制备式（I)所示的化合物的方法可 以采用如下合成路线：
[0049]
[0050] 或者，本发明的所述制备式(I)所示的化合物的方法可以采用如下合成路线：
[0051]
[0052]将本发明的步骤(2)之后得到的反应液倒入水中后即可析出目标产物，随后通过 抽滤、乙醇重结晶即可得到高纯度的目标产物。
[0053]第三方面，本发明提供了前述式（I)所示的化合物在抑制藻类生长或杀藻中的应 用。
[0054] 优选地，相对于每IX