阅读说明：本技术 一种n-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法和应用 (A kind of N- substituent group benzaldehyde thiosemicarbazone analog derivative and its preparation method and application ) 是由 黄洁 张星 齐帆 王思凡 于 2019-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法与应用。该衍生物的结构式如下所示：<Image he="213" wi="700" file="DDA0002164613600000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>式中,R<Sub>1</Sub>、R<Sub>2</Sub>各自独立的代表氢原子、卤素、C<Sub>1</Sub>～C<Sub>3</Sub>烷基、C<Sub>1</Sub>～C<Sub>3</Sub>烷氧基、三氟甲基、硝基、羟基或氰基。本发明N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物的制备方法简单,反应条件温和,产率高,易于工业化生产。本发明N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物的结构简单,生物活性较好,对植物病原真菌有较好的防治效果,具有强烈的抑制活性,在制备抗植物病原真菌方面具有非常大的价值意义。(The invention discloses a kind of N- substituent group benzaldehyde thiosemicarbazone analog derivatives and the preparation method and application thereof.The structural formula of the derivative is as follows: In formula, R 1 、R 2 It is independent to represent hydrogen atom, halogen, C 1 ~C 3 Alkyl, C 1 ~C 3 Alkoxy, trifluoromethyl, nitro, hydroxyl or cyano.The preparation method of N- substituent group benzaldehyde thiosemicarbazone analog derivative of the present invention is simple, and reaction condition is mild, and yield is high, easy to industrialized production.The structure of N- substituent group benzaldehyde thiosemicarbazone analog derivative of the present invention is simple, and bioactivity is preferable, has preferable control efficiency to plant pathogenic fungi, has strong inhibitory activity, has very big significance in terms of preparing anti-plant pathogenic fungi.)

一种N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法和 应用

技术领域

本发明属于新型绿色药物合成技术领域，具体涉及N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

农药已经有很悠久的历史，自人类开始使用农药以来，大量的杀菌剂、杀虫剂、除草剂等涌现，成为许多学者研究的重大方向，为农业生产贡献出了巨大力量。但随之而来的，也有农药滥用导致环境污染严重，品种单一使病菌产生抗药性等问题。因此，研制高效、低毒、低残留、作用机制新颖的绿色农药已迫在眉睫。

硫脲衍生物中的中心硫脲基团(-HN-CS-NH-)的存在是这类化合物具有良好生物活性的关键。由醛或酮与氨基硫脲构建的缩氨基硫脲类衍生物因其与大分子或金属离子产生配合物或形成螯合物也表现出良好的生物活性，比如在抗菌、抗癌、除草、抗氧化、抗结核和植物生长调节剂等方面都有良好的应用前景。Saeed A等人利用1-(芳酰基)-3-取代硫脲在体外测定其抗菌活性，发现此类药物针对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有较强的抗菌活性，另外合成的1-(氟苯甲酰基)-3-(氟苯基)硫脲发现其对抗真菌的效果好于抗细菌的效果，进一步证明了硫脲类衍生物有利于增强药物的抗菌活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物，并为该衍生物提供一种制备方法和新的应用。

针对上述目的，本发明所采用的N-取代基缩氨基硫脲类衍生物的结构式如下所示：

式中，R₁、R₂各自独立的代表氢原子、卤素、C₁～C₃烷基、C₁～C₃烷氧基、三氟甲基、硝基、羟基、氰基中任意一种。

本发明的N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物优选下述化合物1～6中的任意一种：

上述N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物的制备方法由下述步骤组成：

1、将4-乙基苯胺溶解于体积浓度为85％～95％的乙醇水溶液中，并加入质量浓度为25％～28％的氨水和二硫化碳，常温反应1～2小时，再加入氯乙酸钠，继续搅拌反应1～1.5小时，然后逐滴加入体积浓度为60％～85％的水合肼水溶液，回流搅拌反应2～3小时，得到式I所述N-(4-乙基苯基)氨基硫脲。

2、将N-(4-乙基苯基)氨基硫脲溶解于体积浓度为85％～95％的乙醇水溶液中，然后逐滴加入式II所示苯甲醛类化合物，25～40℃搅拌反应2～4小时，得到N-取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物。

上述步骤1中，优选4-乙基苯胺与氨、二硫化碳的摩尔比为1:3.5～5:1～1.5，4-乙基苯胺与氯乙酸钠的摩尔比为1:1～1.5，4-乙基苯胺与水合肼的摩尔比为1:1～1.5。

上述步骤2中，优选N-(4-乙基苯基)氨基硫脲与苯甲醛类化合物的摩尔比为1:1～1.5。

本发明取代基苯甲醛缩氨基硫脲类衍生物在制备抗真菌材料中的用途，其中所述的植物病原真菌为葡萄黑痘菌、苹果轮纹菌、小麦赤霉菌、马铃薯干腐菌中至少一种。

本发明的有益效果如下：

1、本发明N-取代基缩氨基硫脲类衍生物的结构简单，在其结构中，不同的取代基基团及特定结构将产生不同的生物活性，而卤素原子的引入使得该化合物的脂溶性增强，有利于提高药效，在生物活性方面具有很明显的应用前景。

2、本发明N-取代基缩氨基硫脲类衍生物的制备方法简单，反应条件温和，产率高，易于工业化生产。

3、本发明N-取代基缩氨基硫脲类衍生物生物活性较好，对植物病原真菌有较好的防治效果，具有强烈的抑制活性，在制备抗植物病原真菌方面具有非常大的价值意义。

附图说明

图1是实施例1中化合物1的晶体结构图。

图2是实施例1中化合物1的核磁氢谱(¹H NMR)图；

图3是实施例1中化合物1的核磁碳谱(¹³C NMR)图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

1、取2.5mL(0.02mol)4-乙基苯胺溶解于盛有40mL体积浓度为95％的乙醇水溶液的三口圆底烧瓶中，向其中加入4.2mL(0.08mol)质量浓度为25％的浓氨水，再向其中缓慢滴加2.0mL(0.02mol)二硫化碳，然后将反应混合物在30℃下搅拌2小时，再向其中加入2.3296g(0.02mol)氯乙酸钠，搅拌反应1小时，然后逐滴加入2.6mL(0.02mol)体积浓度为85％的水合肼水溶液，回流搅拌2小时。反应完成后，真空抽滤，并用大量去离子水洗涤，除去杂质，置于烘箱中60℃烘干，得到式I所示的N-(4-乙基苯基)氨基硫脲。具体反应式如下：

2、将0.1950g(1mmol)N-(4-乙基苯基)氨基硫脲溶解于35mL体积浓度为95％的乙醇水溶液中，再加入0.11mL(1mmol)苯甲醛，室温下搅拌3小时，反应完成后，过滤并收集固体，所得固体用去离子水洗涤3次，干燥，得到化合物1，具体反应式如下：

上述化合物1的化学命名为(E)-2-亚苄基-N-(4-乙基苯基)缩氨基硫脲，产率为80.5％，熔点：176.2～177.1℃，结构表征数据如下：

元素分析：理论值为C％67.81，H％6.05，N％14.83，实测值为C％66.97，H％6.22，N％15.50。

红外光谱(KBr,cm^-1)：3439(N-H)，776(C＝S)，1610(C＝N)。

核磁：¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆):δ,ppm11.81(s,1H,NH),10.06(s,1H,NH),8.17(s,1H,HC＝N),7.97-7.79(m,2H,CH₂),7.30(m,5H),7.20(d,2H,J＝8.4Hz,Ar-H),2.61(q,1H,J＝7.6Hz,Ar-H),1.20(t,3H,J＝7.6Hz,CH₃)；¹³C NMR(101MHz,DMSO):δ,ppm176.53(C＝S),143.18(HC＝N),141.34,137.18,134.53,130.46,129.11,128.08,127.80,126.38,28.23,16.20。

将化合物1用二氯甲烷和甲醇体积比为1:3的混合液溶解，用缓慢溶剂挥发法在室温下培养单晶，两周后得到无色块状晶体。将实施例1中经X-射线单晶衍射测试，该晶体为单斜晶系，空间群P2(1)/n，晶胞参数a＝1.0727(6)nm，b＝0.5670(3)nm，c＝2.4818(13)nm，α＝90.00°，β＝91.769(12)°，γ＝90.00°，V＝1.5087(14)nm³，Z＝4，μ＝0.208mm^-1，F(000)＝600，D_c＝1.248g·cm^-3，R₁＝0.0874，wR₂＝0.2692。

实施例2

本实施例中，用等摩尔对溴苯甲醛替换实施例1步骤2中的苯甲醛，其他步骤与实施例1相同，得到白色粉末状化合物2，其化学命名为(E)-2-(4-溴亚苄基)-N-(4-乙基苯基)缩氨基硫脲，产率86.7％，熔点：194.6～195.1℃，结构表征数据如下：

元素分析：理论值为C％53.04，H％4.45，N％11.60，实测值为C％53.21，H％4.37，N％11.57。

红外光谱(KBr,cm^-1)：3535(N-H)，758(C＝S)，1617(C＝N)。

实施例3

本实施例中，用等摩尔对甲氧基苯甲醛替换实施例1步骤2中的苯甲醛，其他步骤与实施例1相同，得到白色粉末状化合物3，其化学命名为(E)-2-(4-甲氧基亚苄基)-N-(4-乙基苯基)缩氨基硫脲，产率86.7％，熔点：194.8～195.3℃，结构表征数据如下：

元素分析：理论值为C％65.15，H％6.11，N％13.41，实测值为C％65.27，H％6.42，N％13.29。

红外光谱(KBr,cm^-1)：3307(N-H)，1206(C＝S)，1625(C＝N)。

实施例4

本实施例中，用等摩尔对三氟基苯甲醛替换实施例1步骤2中的苯甲醛，其他步骤与实施例1相同，得到白色粉末状化合物4，其化学命名为(E)-2-(4-(三氟甲基)亚苄基)-N-(4-乙基苯基)缩氨基硫脲，产率92.4％，熔点：128.2～129.4℃，结构表征数据如下：

元素分析：理论值为C％58.11，H％4.59，N％11.96，实测值为C％58.33，H％4.47，N％12.06。

红外光谱(KBr,cm^-1)：3509(N-H)，1242(C＝S)，1617(C＝N)。

实施例5

本实施例中，用等摩尔2,4-二硝基苯甲醛替换实施例1步骤2中的苯甲醛，其他步骤与实施例1相同，得到黄色粉末状化合物5，其化学命名为(E)-2-(2,4-二硝基亚苄基)-N-(4-乙基苯基)缩氨基硫脲，产率83.3％，熔点：142.5～143.6℃，结构表征数据如下：

元素分析：理论值为C％51.47，H％4.05，N％18.76，实测值为C％52.12，H％4.13，N％18.58。

红外光谱(KBr,cm^-1)：3176(N-H)，783(C＝S)，1630(C＝N)。

实施例6

本实施例中，用等摩尔2-氯-4-氟苯甲醛替换实施例1步骤2中的苯甲醛，其他步骤与实施例1相同，得到白色粉末状化合物6，其化学命名为(E)-2-(2-氯-4-氟亚苄基)-N-(4-乙基苯基)缩氨基硫脲，产率86.9％，熔点：137.7～138.0℃，结构表征数据如下：

元素分析：理论值为C％57.22，H％4.50，N％12.51，实测值为C％57.06，H％4.61，N％12.48。

红外光谱(KBr,cm^-1)：3364(N-H)，1254(C＝S)，1625(C＝N)。

实施例7

化合物1～6对植物病原真菌的抑菌活性测定

1、供试植物病原真菌

葡萄黑痘菌、苹果轮纹菌、小麦赤霉菌和马铃薯干腐菌。

2、实验方法

将待测化合物经过多次溶解度实验，最终选择溶解度好、毒性小且不易挥发的二甲基亚砜(DMSO)作为实验溶剂。实验前，将实验要用的DMSO在超净工作台上用紫外灯杀菌，吐温-80作为乳化剂也要进行上述操作，以去除乳化剂里的菌体。

称取25mg待测化合物溶解于2％(V/V)的DMSO水溶液中，再加入含有0.1％(V/V)的吐温-80的水溶液，混合均匀后配成供试溶液，然后将此溶液加入到已灭菌的培养基中。使用同浓度的溶剂和乳化剂作为阴性对照，以不含待测化合物的相应溶液为空白对照，同时使用商品化杀菌剂氯硝胺作为阳性对照。在无菌操作台里，将配制好的药液倒入250mL的培养基中，这样药液的浓度就达到了100mg/L。将配制好的250mL培养液倒入已灭菌的90mm培养皿中，从而制成厚薄均匀的含药平板培养基备用，重复三次。使用酒精灯火焰已灭菌并冷却的打孔器分别选取上述菌落外延生长良好、无污染、长势均匀的植物病菌，制成直径为8.0mm的菌饼，在无菌条件下接入含药培养基和对照培养基的中心(每个平板接种一个菌饼)，然后放置于28℃恒温条件下的生化培养箱里。因小麦赤霉病菌生长迅速，故小麦赤霉病菌培养48小时；葡萄黑痘菌、苹果轮纹菌、马铃薯干腐菌均培养72小时。当空白对照的菌落直径长到50mm左右时，采用十字交叉法测量菌落的直径，取其平均值，然后用下列公式计算相对抑菌率：

3、实验结果

缩氨基硫脲类衍生物对植物病原真菌的抑菌活性测定结果如表1～4所示。

表1化合物1～6在100mg/L时对葡萄黑痘菌的生物活性

化合物	1	2	3	4
					平均直径/mm	21.83	12.50	13.50	20.50
抑制率％	56	86	83	61
					化合物	5	6	氯硝胺	阴性对照
平均直径/mm	20.67	15.00	16.67	39.67
					抑制率％	60	78	73	--

从表1的平均直径和抑制率可知，化合物1～6对葡萄黑痘菌均表现出不同的抑制活性。其中，化合物6对对葡萄黑痘菌的抑制率为78％，化合物2对葡萄黑痘菌的抑制率最高，达到了86％，抑菌效果比市售的杀菌剂氯硝胺(73％)更好。

表2化合物1～6在100mg/L时对苹果轮纹菌的生物活性

从表2的平均直径和抑制率可知，化合物1～6对苹果轮纹菌均表现出不同的抑制活性。其中，化合物4对苹果轮纹菌的抑制率为85％，化合物2对苹果轮纹菌的抑制率最高，达到了88％，抑菌效果均比市售的杀菌剂氯硝胺(76％)明显要好。

表3化合物1～6在100mg/L时对小麦赤霉菌的生物活性

化合物	1	2	3	4
					平均直径/mm	13.00	9.33	12.33	11.33
抑制率％	86	96	88	91
					化合物	5	6	氯硝胺	阴性对照
平均直径/mm	15.33	9.50	13.83	43.50
					抑制率％	79	96	84	--

从表3的平均直径和抑制率可知，化合物1～6对小麦赤霉菌均表现出不同的抑制活性。其中，化合物1对小麦赤霉菌的抑制率为86％，化合物3对小麦赤霉菌的抑制率为88％，化合物4对小麦赤霉菌的抑制率为91％，化合物2和化合物6对小麦赤霉菌的抑制率最高，均达到96％。这个实验结果表明，化合物1、2、3、4和6的抑菌效果均比市售的杀菌剂氯硝胺(84％)效果要好。

表4化合物1～6在100mg/L时对马铃薯干腐菌的生物活性

从表4的平均直径和抑制率可知，化合物1～6对马铃薯干腐菌均表现出不同的抑制活性。其中，化合物4和6对马铃薯干腐菌的抑制率值比较接近；而化合物2对马铃薯干腐菌的抑制率最高，达到了96％，远远超过其他化合物对马铃薯干腐菌的抑菌效果。这个实验结果甚至超过了市售的抗菌剂氯硝胺的抑制率(88％)。

综上所述，本发明化合物1～6分别对四种不同植物病原真菌(葡萄黑痘菌、苹果轮纹菌、小麦赤霉菌和马铃薯干腐菌)均具有显著的抑制效果。且化合物2、4和6与商品化杀菌剂氯硝胺相比，抑菌效果较好。