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物松油烯4醇衍生物及其应用.pdf

  • 上传人:62****3
  • 文档编号:8972988
  • 上传时间:2021-01-24
  • 格式:PDF
  • 页数:30
  • 大小:2.36MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN200310105869.4

    申请日:

    20031030

    公开号:

    CN1676511A

    公开日:

    20051005

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C07C69/757,C07C235/40,C07C327/28,A01N37/08,A01N37/18

    主分类号:

    C07C69/757,C07C235/40,C07C327/28,A01N37/08,A01N37/18

    申请人:

    西北农林科技大学无公害农药研究服务中心

    发明人:

    马志卿,陈安良,江志利,蔡崇林,周一万,张兴

    地址:

    712100陕西省杨凌示范区西北农林科技大学无公害农药研究服务中心

    优先权:

    CN200310105869A

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明涉及一种物松油烯-4-醇系列衍生物及其应用,其在系统研究松油烯-4-醇杀虫抑菌活性及其应用的基础上,开展了松油烯-4-醇系列衍生物的合成及其应用的研究,提供了松油烯-4-醇系列衍生物的分子结构以及松油烯-4-醇系列衍生物在农业病虫害、贮粮害虫以及卫生害虫防治方面的应用。本发明特殊之处在于:其化学通式为:其中R1可以是H,R2可以是不同的基团,构成不同的衍生物。

    权利要求书

    1、一种物松油烯-4-醇系列衍生物,其特征在于:其化学通式为: 2、根据权利要求1所述的物松油烯-4-醇系列衍生物,其特征在于:其中R为H,R为:(1)当为化合物1,即4-甲基-3环己烯甲酸甲酯;(2)当为化合物2,即4-甲基-3-环己烯甲酸乙硫酯;(3)当为化合物3,即4-甲基-3环己烯甲酸丙硫酯;(4)当为化合物4,即N,N-二甲基-4-甲基-3-环己烯甲酰胺(5)当为化合物5,即N,N-二乙基-4-甲基-3-环己烯甲酰胺。 3、根据权利要求1所述的物松油烯-4-醇系列衍生物,其特征在于:其中R为R为:(1)当为化合物6,即1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸甲酯;(2)当为化合物7,即1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸乙酯;(3)当为化合物8,即1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸乙硫酯;(4)当为化合物9,即1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸丙硫酯;(5)当为化合物10,即N,N-二甲基-[1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基]甲酰胺。 4、一种物松油烯-4-醇系列衍生物的应用,其特征在于:所述物松油烯-4-醇系列衍生物作为植物病、虫害,贮粮害虫及卫生害虫防治剂。

    说明书

    

    一、技术领域:

    本发明涉及一种松油烯-4-醇的衍生物及其应用,其可应用于农业病 虫害、贮粮害虫以及卫生害虫防治等方面。,

    二、背景技术:

    松油烯-4-醇是多种植物精油的重要组成部分,分子式为C10H18O,有两种 旋光异构体:D-terpinen-4-ol、L-terpinen-4-ol。沸点88℃,密度 0.934g/cm3,折光系数1.4775。常温下为黄色透明液体,易挥发,有特殊宜 人的香味。易溶于乙醚、丙酮等中等极性的溶剂。含松油烯-4-醇的植物种 类很多,柏科、杉科、唇形科、番荔枝科、菊科、樟科、芸香科、桃金娘 科、橄榄科、姜科、露兜树科,爵床科等科植物精油中均含大量的松油烯 -4-醇。

    其分子结构式为:

    有关松油烯-4-醇在杀虫抑菌方面的应用,已申请专利(CN1316412), 专利权人为西北农林科技大学无公害农药研究服务中心。

    三、发明内容:

    本发明在系统研究松油烯-4-醇杀虫抑菌活性及其应用的基础上,开 展了松油烯-4-醇系列衍生物的合成及其应用的研究,提供了松油烯-4-醇 系列衍生物的分子结构以及松油烯-4-醇系列衍生物在农业病虫害、贮粮害 虫以及卫生害虫防治方面的应用。

    为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

    一种物松油烯-4-醇系列衍生物,其特殊之处在于:其化学通式为:

    其中R1可以是H,R2可以是如下各基团,构成不同的衍生物:

    (1)当 为化合物1,即4-甲基-3环己烯甲酸甲酯;

    (2)当 为化合物2,即4-甲基-3-环己烯甲酸乙 硫酯;

    (3)当 为化合物3,即4-甲基-3环己烯甲酸丙硫酯;

    (4)当 为化合物4,即N,N-二甲基-4-甲基-3-环己 烯甲酰胺;

    (5)当 为化合物5,即N,N-二乙基-4-甲基-3-环 己烯甲酰胺。

    其中R1还可以是 在R2为不同基团时,构成系列衍生物 如下:

    (1)当 为化合物6,即1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲 基-3-环己烯基甲酸甲酯;

    (2)当 为化合物7,即1-(1-甲基-1-羟基)乙基 -4-甲基-3-环己烯基甲酸乙酯;

    (3)当 为化合物8,即1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4- 甲基-3-环己烯基甲酸乙硫酯;

    (4)当 为化合物9,即1-(1-甲基-1-羟基)乙 基-4-甲基-3-环己烯基甲酸丙硫酯;

    (5)当 为化合物10,即N,N-二甲基-[1-(1-甲基 -1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基]甲酰胺。

    一种物松油烯-4-醇系列衍生物的应用,其特殊之处在于:所述物松 油烯-4-醇系列衍生物作为植物病、虫害,贮粮害虫及卫生害虫防治剂。

    本发明在系统研究松油烯-4-醇杀虫抑菌活性及其应用的基础上,开展 了松油烯-4-醇系列衍生物的合成及其应用的研究,获得了较大的进展,并 提供了松油烯-4-醇系列衍生物的分子结构以及松油烯-4-醇系列衍生物在 农业病虫害、贮粮害虫以及卫生害虫防治方面的应用。松油烯-4-醇系列衍 生物作用显著,为无公害农药,具有广阔的市场前景。

    四、附图说明:

    图1为化合物1的HNMR图谱;

    图2为化合物2的HNMR图谱;

    图3为化合物3的HNMR图谱;

    图4为化合物4的HNMR图谱;

    图5为化合物5的HNMR图谱;

    图6、图7分别为化合物6的HNMR和M/Z图谱;

    图8、图9分别为化合物7的HNMR和M/Z图谱;

    图10、图11为化合物8的HNMR和M/Z图谱;

    图12、图13为化合物9的HNMR和M/Z图;

    图14、图15为化合物10的HNMR和M/Z图谱。

    五、具体实施方式:

    下面结合附图对松油烯-4-醇衍生物的分子结构进行分析:

    图1为化合物1的HNMR图谱。

    HNMR1HNMR(CDCl3)δ1,3-1.7(t,3H,-CH3),1.8(s,3H,=C-CH3),2-2.7(m ,6H,-CH2-),4.1-4.5(q,2H,-OCH2-),5.5(broad,1H,=-H)。

    图2为化合物2的HNMR图谱。1HNMR(CDCl3):δ1.1-1.3(t,3H, -SCH2-CH3),1.63(S,3H,=C-CH3),1.9-2.2(m,6H,-CH2-),2.6-2.8(m,1H, -CHCO-SCH2CH3),2.9-3.0(9,2H,-S-CH2-),5.4(broad,1H,=CH-)。

    图3为化合物3的HNMR图谱。

    1HNMRδ1.1-1.3(t,3H,-CH2CH3),1.5-1.9(m,CH3+SCH2CH2-),2.0-2.3(m, 6H,-CH2-),2.9-3.1(t,3H,-SCH2-),5.4(broad,1H,=-H)。

    图4为化合物4的HNMR图谱。1HNMRδ1.8(S,3H,=C-CH3),2.0-2.3(m, 6H,-CH2-),2.5-2.8(m,1H,CHCON(CH3)2),3.1-3.2(d,6H,N-(CH3)2), 5.6(broad,1H,=CH-)。

    图5为化合物5的HNMR图谱。

    1HNMRδ1.0-1.3(m,6H,-NCH2CH3),1.7(s,3H,=-CH3),1.8-2,3(m,6H,-CH2-),2.4-2.6(m.1H,CHCON),3.1-3.6(m,4H,NCH2-),5.4(broad,1H,=-H)

    图6、图7为化合物6的HNMR和M/Z图谱。1HNMRδ1.3(S,6H,HO-C(CH3)2), 1.7(S,3H,=C-CH3),2.0-2.2(m,6H,-CH2-),2.96(S,0.8H,-OH),3.8(S, 3H,-OCH3),5.4(broad,1H,=C-H)。m/z:212(M+),135(基峰)。

    图8、图9为化合物7的HNMR和M/Z图谱。

    1HNMRδ1.1-1.4(m,9H,-CH3),1.6(s,3H,=-CH3),1.7-2.5(m,6h,-CH-),2 .7(S,1H,CHCOO-),3,9-4.3(q,2H,-CH2-),5.3(broad,1H,=-H).m/z 227(M+),43(基峰)。

    图10、图11为化合物8的HNMR和M/Z图谱。1HNMRδ1.1-1.3(m, 9H,-S-CH2-CH3+HOC(CH3)2),1.6(S,3H,=C-CH3),2.7-3.0(q,2H,-S-CH2-), 5.3(broad,1H,=C-H)。m/z 243(M+1),59(基峰)。

    图12、图13为化合物9的HNMR和M/Z图谱。

    1HNMRδ0.9-1.5(m,11H,O-C(CH3)2+CH2CH3),1.7-2.6(m,6H,-CH2-),2.8-3.0( m,3H,-OH+-SCH2-),5.4(broad,1H,=-H).m/z 257(M+1),43(基峰)。

    图14、图15为化合物10的HNMR和M/Z图谱。1HNMRδ1.2(S,6H, HO-C(CH3)2),1.6(S,3H,=C-CH3),1.7-2.6(m,6H,-CH2-),2.9-3.1(d, 6H,N(CH3)2),5.3(broad,1H,=C-H)。m/z:225(M+),72(基峰)。

    在简述本发明基本内容基础上,并结合化合物的HNMR和M/Z图谱对化合 物结构进行了说明。以下将结合试验实施例进一步对本发明各化合物的合 成过程、药效试验结果进行阐述。

    合成试验实施例:

    原料的合成:将73g(1mol)丙烯酸和78g(1mol)异戊二烯倒入体积约 为600ml的铁罐中,密封。放入100℃水中加热24小时(根据饱和蒸汽压的 数据100℃时罐内压力<4kg/cm3),冷却,所得粘稠物放入800ml,1.5M的NaOH水溶液中,加热搅拌5min,抽滤,滤液用3M HCl酸化,所得微黄色固体, 用石油醚-二氯甲烷(5∶1)重结晶,得白色结晶,即得原料4-甲基-3-环 己烯甲酸;

    1.化合物1(4-甲基-3环己烯甲酸甲酯)的合成:

    将5g 4-甲基-3-环己烯甲酸,3.1ml甲醇,2ml CH2Cl2,0.089ml浓硫 酸混合物加热回流5小时,加入6.0g NaHCO3搅拌,蒸去CH3OH和CH2Cl2,加入 石油醚25ml,然后放入冰水中降温,用少量0.5ml NaOH水溶液和饱和食盐 水依次洗涤3次,MgSO4干燥,蒸去溶剂得油状物4.9g(4-甲基-3环己烯甲酸 甲酯,产率90%)

    2.化合物2(4-甲基-3-环己烯甲酸乙硫酯)的合成:

    4-甲基-3-环己烯甲酰氯的合成:10g4-甲基-3-环己烯甲酸(0.071mol), 加入5ml PCl3(过量),搅拌30min后,放置过夜。在油浴中,用水冲泵在 油温80℃减压蒸馏,蒸出多余的PCl3(蒸出的PCl3可用)。然后再减压蒸馏 (10mmHg 55-60℃),得无色液体4-甲基-3-环己烯甲酰氯9g(产率80%);

    将0.945ml(0.01266ml)的乙硫醇溶于10ml吡啶,加入2g(0.01266mol) 4-甲基-3-环己烯甲酰氯,在避光条件下搅拌30min,再加热回流30min, 冷却,倾入50ml冰水混合物中,用4×10ml石油醚提取,再用0.5M HCl, 0.1M NaOH,各洗涤三次。用MgSO4干燥,蒸去乙醚得产物4-甲基-3-环己 烯甲酸乙硫酯1.95g(产率85%)。

    3.化合物3(4-甲基-3环己烯甲酸丙硫酯)的合成:

    和化合物2的合成方法相同,只是将乙硫醇换为丙硫醇。

    4.化合物4(N,N-二甲基-4-甲基-3-环己烯甲酰胺)的合成:

    8ml的33%的二甲胺水溶液(0.01266mol二甲胺)加入6ml 1M NaOH,逐 滴加入2g(0.0063mol)4-甲基-3-环己烯甲酰氯,搅拌30min,用1M HCl酸化,加入碎冰降温,用5×3ml乙酸乙酯提取,分别用1M HCl和1M NaOH和水洗涤三次。用MgSO4干燥,减压蒸馏,得粘稠油状物N,N-二甲基-4- 甲基-3-环己烯甲酰胺1.9g(产率84%)。

    5.化合物5(N,N-二乙基-4-甲基-3-环己烯甲酰胺)的合成:

    和化合物4的合成方法相同,只是将其中的二甲胺换为二乙胺。

    6.化合物6(1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸甲酯)的合 成:

    二异丙胺2.02g(20mmol)溶于30ml THF中,降温至-40℃,在氮气保护 下加入10ml(2M BuLi(20mmol),搅拌20分钟,降温至-40℃,加入4-甲 基-3-环己烯甲酸甲酯3.08g(20mmol),再加入1.16g丙酮(20mmol),在-40℃ 反应2小时,混合物倾入50g水中,用1M HCl将溶液中和,用4×10ml石 油醚提取,蒸去溶剂,柱色谱分离得油状物1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基 -3-环己烯基甲酸甲酯2.5g(产率60%)。

    7.化合物7(1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸乙酯)的 合成:

    和化合物6的合成方法相同,只是将其中的4-甲基-3-环己烯甲酸甲酯 为4-甲基-3-环己烯甲酸乙酯。

    8.化合物8(1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸乙硫酯)的 合成:

    2.02g(20mmol)二异丙胺溶于30mlTHF,降温至-40℃,加入10ml 2M BuLi(20mmol),搅拌20分钟,降温至-40℃,加入4-甲基-3-环己烯甲酸乙 硫酯4.0g(20mmol),反应20分钟后,加入1.16g丙酮(20mmol),-40℃反 应2小时,倾入50g冷水中,用1M HCl中和,用4×10ml石油醚提取,蒸 去石油醚,柱色谱分离得油状物3.1g(产率64%)。1HNMRδ1.1-1.3(m, 9H,-S-CH2-CH3+HOC(CH3)2),1.6(S,3H,=C-CH3),2.7-3.0(q,2H, -S-CH2-),5.3(broad,1H,=C-H)。m/z 243(M+1),59(基峰)。

    9.化合物9(1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基甲酸丙硫酯)的 合成:

    和化合物8的合成方法相同,只是将其中的4-甲基-3-环己烯甲酸乙 硫酯换为4-甲基-3-环己烯甲酸丙硫酯。

    10.化合物10‘N,N-二甲基-[1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基] 甲酰胺’的合成:

    二异丙胺2.02g(20mmol)溶于80mlTHF,降温至-40℃,在氮气保护下, 加入10ml 2M的BuLi(20mmol),搅拌20分钟,降温至-40℃,加入N,N- 二甲基-4-甲基-3-环己烯甲酰胺3.3g(20mmol),在-60℃至-78℃下搅拌 20min,逐滴加入1.16g丙酮,在-60℃至-78℃反应3小时,倾入50g冷水 中,用5×10ml乙酸乙酯提取,饱和食盐水洗涤,蒸去溶剂,用柱色谱分 离得油状物N,N-二甲基-[1-(1-甲基-1-羟基)乙基-4-甲基-3-环己烯基]甲酰 胺1.2g(产率25%)。

    药效试验实施例:

    1 各化合物对家蝇触杀作用的测定

    触杀作用测试采用点滴法,以丙酮为溶剂将供试药剂稀释,用微量点 滴器定量点滴到试虫的前胸背板,点滴剂量为77.5μg(原药)/头,隔一定时 间检查击倒情况,计算击倒率。

    击倒率=击倒虫数/总虫数×100%

    校正击倒率=(处理击倒率-对照击倒率)/(1-对照击倒率)×100%

    (注:试虫---不动判为死亡;试虫可以活动,但不能正常飞行判为 击倒)

    测试结果如下表

                  表-1 各化合物对家蝇的触杀作用   供试化合物                  校正击倒率(%)     2h     4h     6h     12h   松油烯-4-醇   化合物1   化合物2   化合物3   化合物4   化合物5   化合物6   化合物7   化合物8   化合物9   化合物10     50     93.4     96.7     100     77.9     82.3     49.9     59.8     70     30     47.5     36.7     91.8     96.7     100     77     80.6     48.4     56.7     68.6     30     48     30     80.3     96.7     100     77     79.7     49.7     56.7     62.9     31.7     48     43.3     78.7     96.1     100     75.2     78.2     48.5     55.1     54.3     38.3     40

    注:点滴剂量为77.5μg(原药)/头;每处理点滴家蝇60头

    2 各化合物对粘虫拒食活性测定

    拒食活性采用小叶碟添加法,以丙酮为溶剂将供试药剂稀释,将新鲜 甘蓝叶片用打孔器(Φ=4mm)打制成小叶碟,在配好的药液内浸泡1~3s, 待丙酮挥发完后,放于培养皿内(每皿一片处理叶片),再在皿内接饥饿一 段时间(3~5h)的健康、整齐一致的三龄粘虫幼虫,待试虫吃完一片叶碟 后继续加相应带毒叶片,并隔一定时间测量试虫所吃叶片的面积,以此计 算拒食率。

    拒食率=(对照组取食面积-处理组取食面积)/(对照组取食面积)×100%

      表-3 各化合物对粘虫三龄幼虫的拒食作用   供试化合物             拒食率(%)     24h     48h     72h   松油烯-4-醇     89.5     96.0     93.3     化合物1     化合物2     化合物3     化合物4     化合物5     化合物6     化合物7     化合物8     化合物9     化合物10     91.3     94.1     99.6     75.3     82.1     51.6     63.5     76.3     35.3     50.3     93.0     95.6     98.3     76.4     81.3     53.8     66.7     79.4     36.4     54.7     89.2     94.2     99.4     72.0     79.8     49.7     63.9     74.6     31.2     52.9

    注:各药剂的稀释浓度为1mL·L-1;每处理6次重复,每重复处理粘虫10头

    3 各化合物对玉米象种群抑制作用的测定

    将小麦于80℃烘箱中消毒2h,调节水分含量约14%,将准确称量的精 油用丙酮稀释到一定浓度,混入定量的小麦中,待丙酮挥发后,将小麦分 装于塑料盒中(盒盖上具一封有铜纱网的小孔),每盒中接入玉米象成虫, 置于养虫室中饲养,一定时间后过筛,检查各处理存活成虫总数,求出死 亡率,并继续观察下一代F1成虫数;从各处理的过筛成虫中随机一定量玉 米象活虫,假如具正常小麦的塑料盒中,检查各处理下一代F1的成虫总数, 分别计算种群抑制率。

    种群抑制率(%)=(对照组玉米象成虫总数-处理组玉米象成虫总数)/ 对照组玉米象成虫总数×100%

                      表-4 各化合物对玉米象种群抑制作用   供试化合物   平均死亡率   F1种群抑制率%   F1种群抑制率%   松油烯-4-醇   化合物1   化合物2   化合物3   化合物4   化合物5   化合物6   化合物7   化合物8   化合物9   化合物10     100     100     100     100     79.6     86.9     56.4     65.1     83.2     40.6     54.3     100     100     100     100     80.3     87.3     69.3     74.3     84.9     49.3     69.2     100     100     100     100     74.3     82.4     65.8     68.3     82.1     48.2     67.4

    注:1)表中前两列数据表示接虫后33d检查所得结果,F1表示接虫后67d 的结果,表示从接虫33d后筛选出的活虫中挑选出的成虫放进正常饲料后 饲养后67d的检查结果。

    4 各化合物对三种植物病原菌菌丝生长的抑制作用测定

    采用生长速率法测定供试化合物对三种植物病原菌菌丝生长的抑制作 用。

                  表-5 各化合物对三种植物病原菌菌丝生长的抑制作用   供试化合物                           抑制率(%)     小麦赤霉病菌     苹果炭疽病菌     番茄灰霉病菌   松油烯-4-醇   化合物1   化合物2   化合物3   化合物4   化合物5   化合物6   化合物7   化合物8   化合物9   化合物10     82.3     86.3     90.4     95.1     76.9     78.4     54.7     63.5     81.3     36.5     56.2     79.6     84.7     89.4     90.3     80.4     79.6     56.8     66.7     78.7     34.7     52.6     84.1     89.2     88.7     89.9     78.0     76.9     53.4     63.9     79.3     32.0     58.4

    注:供试化合物浓度为0.1mL·L-1

    关 键  词:
    松油 衍生物 及其 应用
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