專利名稱：：5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮酯及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮酯及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：具有hydantoin和thiohydantoin結(jié)構(gòu)的化合物具有良好的除草活性，典型的就是從鏈霉菌中分離得到的Hydantocidin(式I)、合成的Thiohydantocidin(式II)和化合物3(式in)?！鯫R,R2式i式n式ni式I化合物對(duì)稗草、馬唐、狗尾草、龍葵、豚草、牽?；ā⒔q尾草、狗牙草、偃麥草、田旋花、蕁麻、香附子和莎草等多種一年生和多年生雜草顯示出非常好的除草活性，其活性與草甘膦相當(dāng)，高于雙丙氨磷，但是對(duì)非靶標(biāo)生物顯示出極低的毒性。同樣式n化合物對(duì)上述雜草也表現(xiàn)了與式i化合物相當(dāng)?shù)某莼钚浴，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)表明式i化合物和式n化合物主要是通過(guò)抑制嘌呤的生物合成過(guò)程中關(guān)鍵的腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，從而阻止了嘌呤的生物合成導(dǎo)致雜草死亡。以式i化合物和式n化合物為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)研究開發(fā)新型農(nóng)用除草劑成為國(guó)外農(nóng)藥公司的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一?；衔?是含有hydantoin環(huán)的新型磷酰胺類化合物，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)表明化合物3對(duì)牽?；ā薏?、狗尾草、田旋花、芥草、棉花、大豆、玉米和小麥等具有良好的除草活性。以化合物3為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)衍生的化合物也成為近年來(lái)新型除草劑的研究熱占。"、、o
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮酯及其應(yīng)用。本發(fā)明所提供的5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮酯是下述通式H(1)所示的化合物:通式(1)其中，R為甲基、呋喃基、噻吩基、萘基、取代芐基、取代苯氧乙基、苯乙烯基或取代苯基。所述取代芐基具體可為芐基、氯取代芐基或氟取代芐基。所述取代苯氧乙基具體可為氯代苯氧乙基。所述取代苯基具體可為氯、氟、溴、硝基、甲基、甲氧基、苯基或叔丁基取代的苯基。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮酯的方法。本發(fā)明所提供的制備5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮酯的方法，是在丙酮中，5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮與羧酸或酸酐反應(yīng)生成所述的化合物。其中，5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮可用現(xiàn)有的多種方法制備，如參照WANGZD,SHEIKHSO,ZHANGY.ASimpleSynthesisof2-Thiohydantoins,Molecules,2006,11,739-750所提供的方法制備。當(dāng)5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮與羧酸反應(yīng)時(shí)，所述丙酮中還含有N,N'-二環(huán)己基碳二亞胺和二甲氨基吡啶。當(dāng)5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮與酸酐反應(yīng)時(shí)，所述丙酮中還含三乙胺。所述的5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮酯可制備除草劑。以所述5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮酯為活性成分的除草劑也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪哇啉二酮酯對(duì)小麥、玉米和擬南芥等具有抑制作用，可作為除草劑，具有廣泛的應(yīng)用前景。具體實(shí)施例方式本發(fā)明可用以下實(shí)例作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。實(shí)施例l、CAU系列化合物的制備1)5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮的合成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>將5gL-酪氨酸與8.4g硫脲混勻加入100mL三口瓶中，油浴加熱下攪拌，當(dāng)溫度180'C時(shí)混合物開始熔化，控制溫度在185-19(TC約15min，混合物基本上全部熔化，開始有煙霧生成，溶液逐漸變成琥珀色，控制溫度在1卯-195'C反應(yīng)約25min，通過(guò)薄層色譜(TLC)(流動(dòng)相為體積比l:l的乙酸乙酯和石油醚混合液)檢測(cè)至原料消失，反應(yīng)結(jié)束，停止加熱，冷卻到5(TC,加入40mL蒸餾水，再加熱至回流，成均勻溶液，冷卻至室溫，然后置于冰箱中冷卻到(TC，3h后取出，抽濾，干燥后得5.21g黃色固體，收率85%。m.p.208-209。C，&NMR(DMSO-d6，S):11.39(s，1H)，10.01(s，1H)，9.25(s，1H)，6.96-6.92(m，2H)，6.65-6.60(m，2H)，4.47-4.44(m，1H)，2.86-2.85(d，2H)。上述結(jié)果表明黃色固體的結(jié)構(gòu)式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>2)5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮酯的合成A)5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮苯甲酸酯的合成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>在50mL三口燒瓶中，加入步驟l)的5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮0.44g(2mmol)、15mL無(wú)水丙酮、苯甲酸0.37g(3mmol)攪拌溶解后，加入0.62gDCC(N,N，-二環(huán)己基碳二亞胺)、0.04gDMAP(二甲氨基吡啶)室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，薄層色譜(TLC)(流動(dòng)相為體積比l:l的乙酸乙酯和石油醚混合液)監(jiān)測(cè)反應(yīng)至原料消失，24小時(shí)后反應(yīng)基本完全，過(guò)濾出去沉淀物DCU(環(huán)己基脲)，母液濃縮，柱層析分離(流動(dòng)相為體積比2:3的乙酸乙酯:石油醚),干燥得到白色固體0.39g，收率60%。m.p.l98-199。C，'HNMR(DMSO-d6，S):ll,52(s，1H)，10.12(s，1H),8.14-8.11(m，2H)，7.77-7.72(m，1H)，7.63-7.58(m，2H)，7.27-7.19(m，4H)，4.61-4.57(t，1H)，3.03-3.01(d，2H)。上述結(jié)果表明白色固體的結(jié)構(gòu)式如下其中，R為苯基。B)5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮乙酸酯的合成Acetone,Et3Nni、、、S、S在50mL三口燒瓶中，加入5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮0.44g(2mmo1)，15mL無(wú)水丙酮，攪拌溶解后，滴加干燥的三乙胺0.3mL，在冰浴下緩慢滴加乙酸酐0.24g(約2.4mmol)，然后室溫?cái)嚢瑁?h后通過(guò)薄層色譜(TLC)(流動(dòng)相為體積比1:1的乙酸乙酯和石油醚混合液)監(jiān)測(cè)反應(yīng)至原料消失，停止反應(yīng)，抽濾，洗滌，母液濃縮，柱層析分離(流動(dòng)相為體積比2:3的乙酸乙酯:石油醚)，干燥得到白色固體0.35g，收率65.7%。m.p.209-2irC，'H蘭R(DMSO陽(yáng)d6,5):11.50(s，1H)，10.09(s，1H),7.21-7.17(m，2H)，7.05-7,01(m，2H)，4.57-4.54(t，1H)，2.98-2.96(d，2H)，2.24(s，3H)。上述結(jié)果表明白色固體的結(jié)構(gòu)式如下其中，R為甲基。5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮與不同的羧酸或酸酐按照上述方法反應(yīng)合成了CAU系列化合物，該系列化合物的物理常數(shù)及元素分析數(shù)據(jù)見表1中，紅外光譜(IR)和核磁共振。HNMR)數(shù)據(jù)見表2。實(shí)施例2、CAU系列化合物的生物活性1)CAU系列化合物對(duì)小麥和玉米的抑制作用分別稱取20mg34種CAU系列化合物，用lmL混合溶劑(丙酮二甲基甲酰胺=1:1(體積比))溶解后，用含P/。(體積百分含量)吐溫80的蒸餾水定容到100mL(每種CAU系列化合物的濃度為200mg/L)，得到CAU系列化合物溶液。在50mL小燒杯底部墊上大小合適的圓形濾紙，分別加入2mLCAU系列化合物溶液，然后在濾紙上分別接入發(fā)芽整齊一致的豫麥58號(hào)(IO粒)和鄭單958玉米(5粒)種子，置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7天，每處理設(shè)10個(gè)重復(fù)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。結(jié)果以平均值計(jì)。按照體積比為l:24的混合溶劑與含1%(體積百分含量)吐溫80的水混合得到的溶液做空白。吡唑草胺(10%EC)用含1%(體積百分含量)吐溫80的水稀釋至吡唑草胺的濃度為200mg/L做對(duì)照。CAU系列化合物對(duì)小麥和玉米的抑制作用的結(jié)果見表3。2)CAU系列化合物對(duì)擬南芥的抑制作用分別稱取5mg34種CAU系列化合物，用1mL體積比為1:1的丙酮和N,N-二甲基甲酰胺混合液充分溶解后，加入9mL含1%(體積百分含量)吐溫80的無(wú)菌蒸餾水，經(jīng)充分振蕩搖勻后，取2mL此溶液至另一滅菌試管內(nèi)，加入3mL無(wú)菌吐溫水，配成200mg/L無(wú)菌的CAU系列化合物溶液。將MS培養(yǎng)基加熱溶化后轉(zhuǎn)移至24孔板中,再將經(jīng)過(guò)消毒處理的擬南芥"raW&p^Aa//fl"aJ種子每孔播種5粒，然后分別加入100pL200mg/L無(wú)菌的CAU系列化合物溶液，最后用封口膜封好24孔板，置于4匸冰箱春化3-4天后，轉(zhuǎn)移至光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)4天。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果以平均值計(jì)。以沒(méi)有藥劑的含1%(體積百分含量)吐溫80的無(wú)菌水做空白對(duì)照，吡唑草胺(10%EC)用含1%吐溫80的無(wú)菌水稀釋至吡唑草胺的濃度為200mg/L做陽(yáng)性對(duì)昭。CAU系列化合物對(duì)擬南芥的抑制作用結(jié)果見表3。表3的結(jié)果表明，CAU-15,16,17，23和29對(duì)玉米生長(zhǎng)具有顯著抑制作用，CAU-23,24，25,29,30和34對(duì)小麥生長(zhǎng)具有顯著抑制作用，CAU-lO,l1,14,15,21,23和24對(duì)擬南芥生長(zhǎng)具有顯著抑制作用。表1.CAU系列化合物的物理常數(shù)及元素分析數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2.CAU系列化合物的IR及&NMR數(shù)據(jù)編號(hào)1R(cm-1)JHNMR向CAU-013172,1745，1546,121111.50(1H,s)，10.09(1H,s),7.21~7.17(2H,m)，7.05~7.01(2H,m),4.57~4.54(1H，dd)'2.98-2.%(2H,ddd)，2.24(3H，s)CAU-023163,1737，1548,126511.51(1H,s)'10.12(lH,s),8.22~8.17(2H,m)，7.47~7.41(2H,m),7.27~7.19(4H，m),4.60~4.57(1H,dd)，3.03~3.01(2H，ddd)CAU-033194,1735,1525,126711.52(1H,s),10.12(IH，s),8.14~8.11(2H，m),7.77~7.72(1H,m),7.63~7.58(2H,m)'7.27~7.19(4H,m),4.61~4.57(1H,dd)，3.03~3.01(2H,ddd)CAU-043155,1735，1539,1251U.53d(lH，s),10.13(1H，s),8.78~8.77(1H,t)，8.60~8.52(2H,m),7.94~7.89(3H,t)'7.31~7.25(4H，m),4.62~4.58(IH，dd)，3.04~3.04(2H，ddd)CAU-053165,1737，1546,124511.52(1H,s),10.12(1H,s),8.12-8.06(1H,m)，7.81~7.74(IH，m),7.47~7.38(2H，m),7.28~7.20(4H，m)，4.61~4.58(1H,dd)，3.03~3.01(2H,ddd)CAU-063089,1739,1554,120711.50(1H，s)，10.11(1H,s),7.94~7.91(1H,d)'7.24~7.20(2H,m),7.13~7.10(2H,m)，6.70-6.64(2H,m)，4.59-4.56(1H,dd),3.86~3.85(6H，d)，3.01~3.00(2H,ddd)CAU-073172,1737,1523,127111.52(1H,s)'10.12(1H,s),7.42~7.33(2H,m)，7.27~7.17(5H,m),4.60~4.57(IH，dd),3.87~3.82(6H,d),3.033.01(2H,ddd)CAU-083174,1741，1541,125311.50(IH，s),10.12(1H,s)，8.09~8.05(1H,m)，7.68~7.65(2H,m),7.57~7.52(1H,m)，7.29-7.21(4H,m)，4.61-4.58(1H,dd),3.03~3.02(2H,ddd)CAU-093165,1741，1537,119011.52(IH，s),10.12(1H,s)，8.20~8.17(1H,m)，8.118.07(1H,m)，7.98~7.88(2H,m),7.31-7.28(2H,d)，7.21~7.18(2H,t),4.60~4.57(1H,dd),3.03~3.01(2H,ddd)CAU-103155,1733，1546,124711.51(1H,s),10.12(1H，s),8.11~8.06(2H,m),7.85~7.81(1H,m),7.67~7.62(1H,s)，7.28~7.21(4H，m),4.6卜4.57(1H,dd),3.03~3.02(1H,ddd)CAU國(guó)ll3192,1739，1513,126711.52(1H,s),10.13(1H,s)，8.06~8.03(2H,m)，7.84~7.81(2H，m)，7.28~7.20(4H,m)，4.61~4.58(IH，dd),3.03~3.01(2H，ddd)CAU-123452,1738，1592,160311.53(1H,s)，10.14(IH，s)，8.15~8.11(2H，m),7.71~7.67(2H,m)，7.28~7.20(4H,m),4.61~4.58(1H,t),3.03~3.01(2H,ddd)CAU-133150,1741，1546,140011.52(lH,s),10.13(lH，s),8.13~8.10(lH，d),7.89—7.88(lH,d),7.68~7.64(lH，q)，7.29~7.22(4H,m)4.61~4.58(lH,q),3.04~3.02(2H，d)CAU-143154,1735，1603,1541,11.52(1H,s),10.13-10.10(1H，d),8.72-8.71(1H，d),8.38~.35(1H,q),8.04~8.01(1H'd),7.30~7.18(3H'm),4.6卜4.57(1H,dd),3.04~2.98(2H,ddd)CAU-153234,1750，1603,151511.53(1H,s),10.13(1H,s),7.95-7.91(2H,m),7.58~7.46(2H,m),7.27-7.18(4H,m),4.61~4.58(1H,dd)，3.03~3.02(2H,ddd),2.42(3H,s)CAU-163151,1738，1603,154511.53(1H,s),10.13(IH，s)，8.11~8.10(1H,m),7.58-7.56(1H,m),7.58~7.56(4H,m),6.68~6.62(1H,t),4.61—4.58(1H,dd),3.02~3.00(2H,ddd)CAU-173281,3158,1732,160311.53(1H,s)，10.13(1H,s),8.44-8.35(4H,m)，7.28~7.25(4H，m),4.62~4.59(IH，dd),3.04~3.02(2H,ddd)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表3.CAU系列化合物的生物活性測(cè)定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1、下述通式(1)所示的化合物通式(1)其中，R為甲基、呋喃基、噻吩基、萘基、取代芐基、取代苯氧乙基、苯乙烯基或取代苯基。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于所述取代芐基為芐基、氯取代芐基或氟取代芐基。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的化合物，其特征在于所述取代苯氧乙基為氯代苯氧乙基。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于所述取代苯基為氯、氟、溴、硝基、甲基、甲氧基、苯基或叔丁基取代的苯基。5、制備權(quán)利要求1至4中任一所述化合物的方法，是在溶劑中，5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮與羧酸或酸酐反應(yīng)生成所述的化合物，所述溶劑為丙酮。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮與所述羧酸反應(yīng)，所述溶劑中還含有N，N'-二環(huán)己基碳二亞胺和二甲氨基吡啶。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮與所述酸酐反應(yīng)，所述溶劑中還含三乙胺。8、權(quán)利要求1至4中任一所述的化合物在制備除草劑的應(yīng)用。9、一種除草劑，其活性成分為權(quán)利要求1至4中任一所述的化合物。全文摘要本發(fā)明公開了一種5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮酯及其應(yīng)用。5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮酯是上述通式(1)所示的化合物。通式(1)其中，R為甲基、呋喃基、噻吩基、萘基、取代芐基、取代苯氧乙基、苯乙烯基、取代苯基。本發(fā)明的5-(4-羥基苯亞甲基)-2-硫代-2，4-咪唑啉二酮酯對(duì)小麥、玉米和擬南芥等生長(zhǎng)具有抑制作用，可作為除草劑，具有廣泛的應(yīng)用前景。文檔編號(hào)C07D233/00GK101481354SQ20091007792公開日2009年7月15日申請(qǐng)日期2009年2月4日優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日發(fā)明者張春艷,王明安,王進(jìn)敏,陳守聰,韓金濤申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)