发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一类新的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物的合成方法及其调控农业、园艺和林业杂草的生物活性及其测定方法，同时提供这些化合物在农业领域、园艺领域以及林业领域中的应用。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：具有农业领域、园艺领域、林业领域除草活性的1,2,4-三唑席夫碱硫醚类化合物的化学结构通式见式5：

5:

其中，R¹选自：2-吡啶基、3-噻吩基；R²选自：2,4-二氯苯基、2-吡啶基、3,5-二甲基异恶唑基、1,2,4-三唑啉-5-酮基、环丙基；R³选自：5-氯-2-氟苯基、4-硝基苯基、5-甲基呋喃基、2-噻吩基；

本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的合成方法如下：

其中，R¹选自：2-吡啶基、3-噻吩基；R²选自：2,4-二氯苯基、2-吡啶基、3,5-二甲基异恶唑基、1,2,4-三唑啉-5-酮基、环丙基；R³选自：5-氯-2-氟苯基、4-硝基苯基、5-甲基呋喃基、2-噻吩基；

本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的合成以及生物活性测定的具体方法分为以下步骤：

A.化合物2的制备方法：

在50毫升单口圆底烧瓶中，依次加入0.60mL80％水合肼溶液、0.0041mol芳(杂)环甲酸甲酯1，所述的芳(杂)环甲酸甲酯选自：2-吡啶甲酸甲酯、噻吩-3-甲酸甲酯，将体系加热升温至回流，TCL监测反应进程，反应约5小时后，停止反应，将体系冷却至室温，在反应液中加少量无水乙醇，减压旋蒸除去多余水合肼，残留固体在乙醇中重结晶，得到白色固体，真空干燥箱干燥，即为芳杂环酰肼2，收率85-90％；化合物2制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。

B.化合物3的制备方法：

在(0.46g，0.0082mol)KOH的无水乙醇溶液中，加入0.0041mol芳(杂)环酰肼2，冰浴条件下，向上述溶液中逐滴滴入(0.74mL，0.0123mol)CS₂溶液，加热升温至回流，TCL监测反应进程，反应结束后，减压旋蒸溶剂，粗产品为芳(杂)环-3-恶二唑巯基的钾盐，将此钾盐在3mL80％水合肼溶液中继续回流反应约4小时，然后，将反应液倒入200mL冰水中溶解，使用10％HCl调节溶液pH＝5左右，生成黄色沉淀，减压抽滤，真空干燥箱过夜干燥，得到4-氨基-5巯基-1,2,4-三唑类化合物3，收率70-82％；化合物3制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。

C.化合物4的制备方法：

在干燥的50mL圆底烧瓶中，依次加入0.0025mol化合物3，5mL无水乙醇溶剂，1.05mL三乙胺，0.0030mol溴甲基芳(杂)环衍生物，所述的溴甲基芳(杂)环衍生物选自：1-溴甲基-2,4-二氯苯、2-溴甲基吡啶、4-溴甲基-3,5-二甲基异恶唑、3-氯甲基-1,2,4-三唑啉-5-酮、溴甲基环丙烷，将体系加热升温至回流，TLC监测反应进程，反应结束后，减压旋蒸溶剂，使用80mL的二氯甲烷溶解粗产品，50mL饱和食盐水洗涤，萃取分离，无水硫酸钠干燥有机层，抽滤、减压旋蒸溶剂，粗产品经200～300目硅胶柱层析纯化，洗脱剂为二氯甲烷:乙酸乙酯，根据产物的不同，体积比为10:1-50:1，收率85-97％，得到1,2,4-三唑氨基衍生物4。

D.化合物5的制备方法：

将0.7毫摩尔1,2,4-三唑氨基衍生物4溶解于4mL冰醋酸溶剂中，加入0.7毫摩尔芳(杂)环甲醛，所述的芳(杂)环甲醛选自：5-氯-2-氟苯甲醛、4-硝基苯甲醛、5-甲基呋喃-2-醛、2-噻吩甲醛，将体系加热升温至回流，TCL监测反应进程，反应结束后，减压旋蒸除去溶剂，粗产品经200～300目硅胶柱层析纯化，分离提纯得到1,2,4-三唑席夫碱硫醚类化合物5。洗脱剂为二氯甲烷:甲醇，根据产物的不同，体积比为50:1～100:1，收率70-95％，化合物5制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。

E.本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的除草活性测定：

本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的除草活性采用小杯法、喷雾处理法，具体步骤为：取20毫克样品溶解在1毫升N,N-二甲基甲酰胺中，然后用含有一定量吐温80乳化剂的水溶液稀释至200微克/毫升的药剂。小杯法中用镊子挑取萌发一致的种子均匀放置于50毫升小烧杯内的滤纸片上，每杯放入10粒，每个处理重复3次，用移液器吸取1毫升药液滴至滤纸片。将所有处理置于人工气候室中保湿培养，温度25±0.5℃，湿度60±5％，光强，光照周期昼夜之比为16:8。处理后7天测量根长、茎长，计算根抑制率和茎抑制率。茎叶喷雾法采用的浓度为90克有效含量/公顷。茎叶处理法中待双子叶杂草生长至两叶期，单子叶杂草生长至叶期时，使用行走式喷雾塔将供试药剂均匀喷洒在杂草叶片上，以不添加样品的溶液做空白对照，每处理重复3次，将处理后的杂草放在人工气候室内培养，7天后用绝对值法调查样品对杂草生长的抑制程度。供试植物为我国农业生产中田间实际发生的大部分典型杂草的种属，其名称如下：马唐，其拉丁名为:Digitaria sanguinalis L.、反枝苋，其拉丁名为Amaranthus retroflexus L。

本发明的有益效果是：对1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5进行了衍生合成，并对1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5进行了除草活性的筛选。

本发明通过特定制备和生物活性测定实施例更加具体说明1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的合成与生物活性及应用，所述实施例仅用于具体说明本发明而非限制本发明，尤其是生物活性仅是举例说明，而非限制本专利，

具体实施方式

如下：

实施例1：化合物2的制备方法：

在50毫升单口圆底烧瓶中，依次加入0.60mL80％水合肼溶液、0.0041mol芳(杂)环甲酸甲酯1，所述的芳(杂)环甲酸甲酯选自：2-吡啶甲酸甲酯、噻吩-3-甲酸甲酯，将体系加热升温至回流，TCL监测反应进程，反应约5小时后，停止反应，将体系冷却至室温，在反应液中加少量无水乙醇，减压旋蒸除去多余水合肼，残留固体在无水乙醇中重结晶，得到白色固体，真空干燥箱干燥，即为芳杂环酰肼2，收率85-90％；当R¹为3-噻吩基时，核磁数据如下：¹HNMR(CD₃OD,400MHz):δ8.02-8.01(m,1H),7.48-7.47(m,2H)。化合物2制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。

实施例2：化合物3的制备方法：

在(0.46g，0.0082mol)KOH的无水乙醇溶液中，加入0.0041mol芳(杂)环酰肼2，冰浴条件下，向上述溶液中逐滴滴入(0.74mL，0.0123mol)CS₂溶液，加热升温至回流，TCL监测反应进程，反应结束后，减压旋蒸溶剂，粗产品为芳(杂)环-3-恶二唑巯基的钾盐，将此钾盐在3mL80％水合肼溶液中继续回流反应约4小时，然后，将反应液倒入200mL冰水中溶解，使用10％HCl调节溶液pH＝5左右，生成黄色沉淀，减压抽滤，真空干燥箱过夜干燥，得到4-氨基-5巯基-1,2,4-三唑类化合物3，收率70-82％；当R¹为3-噻吩基时，核磁数据如下：¹H NMR(CD₃Cl,400MHz):δ8.22(d,J＝2.0Hz,1H),7.44-7.39(m,2H),4.50(s,2H)。化合物3制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。

实施例3：化合物4的制备方法：

在干燥的50mL圆底烧瓶中，依次加入0.0025mol化合物3，5mL无水乙醇溶剂，1.05mL三乙胺，0.0030mol溴甲基芳(杂)环衍生物，所述的溴甲基芳(杂)环衍生物选自：1-溴甲基-2,4-二氯苯、2-溴甲基吡啶、4-溴甲基-3,5-二甲基异恶唑、3-氯甲基-1,2,4-三唑啉-5-酮、溴甲基环丙烷，加热升温至回流，TLC监测反应进程，反应结束后，减压旋蒸溶剂，使用80mL的二氯甲烷溶解粗产品，50mL饱和食盐水洗涤，萃取分离，无水硫酸钠干燥有机层，抽滤、减压旋蒸溶剂，粗产品经200～300目硅胶柱层析纯化得1,2,4-三唑氨基衍生物4，洗脱剂为二氯甲烷:乙酸乙酯，根据产物的不同，体积比为10:1-50:1，收率85-97％，当R¹为3-噻吩基，R²为2,4-二氯苯基时，核磁数据如下：¹H NMR(CD₃Cl,400MHz):δ8.22(d,J＝2.0Hz,1H),7.78(d,J＝4.8Hz,1H),7.44-7.39(m,3H),7.16-7.13(m,1H),4.50(s,2H),4.49(s,2H)。化合物4制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。

实施例4：化合物5的制备方法：

将0.7毫摩尔1,2,4-三唑氨基衍生物4溶解于4mL冰醋酸溶剂中，加入0.7毫摩尔芳(杂)环甲醛，所述的芳(杂)环甲醛选自：5-氯-2-氟苯甲醛、4-硝基苯甲醛、5-甲基呋喃-2-醛、2-噻吩甲醛，将体系加热升温至回流，TCL监测反应进程，反应结束后，减压旋蒸除去溶剂，粗产品经200～300目硅胶柱层析纯化，分离提纯得到1,2,4-三唑席夫碱硫醚类化合物5。洗脱剂为二氯甲烷:甲醇，根据产物的不同，体积比为50:1～100:1，收率70-95％，核磁数据如下：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.69(s,1H),7.92(d,J＝4.8Hz,2H),7.53-7.55(m,1H),7.42(s,1H),7.37-7.32(m,2H),7.18-7.11(m,2H),4.50(s,2H)。化合物5制备的量和反应容器的体积按相应比例扩大或缩小。化合物5的理化参数和结构参数见表1。

实施例5：本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的除草活性测定结果：

本发明测试的常见杂草名称如下：马唐，其拉丁名为:Digitaria sanguinalisL.、反枝苋，其拉丁名为Amaranthus retroflexus L。这些杂草具有很好的代表性，能够代表农业生产中田间发生的大部分杂草。除草活性测试采用小杯法、茎叶处理法。

小杯法测定结果见表2，结果表明，在200微克/毫升时，本发明合成的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5对马唐和反枝苋表现出良好的除草活性。

其中，化合物5ah、5av、5aw、5bd表现出比对照药剂更好地除草活性。5ah、5av、5aw对马唐的根抑制率分别约为93％、92％、96％，优于对照药剂丙炔氟草胺(71％)和绿麦隆(90％)，对马唐具有更好的除草效果；5av、5aw、5bd、5bg、5bh、5bj对反枝苋的根抑制率分别达到约92％、91％、86％、83％、85％、83％，优于对照药剂丙炔氟草胺(82％)和绿麦隆(25％),对反枝苋具有更好的除草效果。

茎叶喷雾法在90克有效含量/公顷用量下，部分化合物具有良好除草作用。

茎叶喷雾结果见表3，结果表明，化合物5ah、5ai、5ak、5av、5aw、5az对马唐表现出良好的除草效果，对马唐的鲜重抑制率分别达到约88％、90％、89％、91％、89％、88％，分别优于商品化除草剂丙炔氟草胺(86％)和绿麦隆(65％)的防治效果。5ak、5av、5aw对对反枝苋鲜重抑制率分别达到约91％、92％、91％，表现出优于商品化除草剂丙炔氟草胺(89％)和绿麦隆(89％)的防治效果。

综上可见，化合物5ah、5av、5aw、5bd、5bg、5bh、5bj、5ai、7ak、5az具有良好的除草活性，其中化合物5ah、5av、5aw在小杯法处理、茎叶喷雾处理中均表现出优异的除草活性，具有很好的开发前景。

实施例3：本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5与农业上可接受的助剂以及如下的商品化除草剂的任意一种或多种组合在制备复配除草剂中的应用：

所述商品除草剂选自烟嘧磺隆、苯磺隆、单醚磺隆、甲嘧磺隆、五氟磺草胺、甲草胺、乙草胺、丁草胺、异丙甲草胺、2甲4氯、氟乐灵、硝磺草酮、甲基磺草酮、苯唑草酮、二甲戊乐灵、莠去津、扑草净、氰草津、莠灭净、嗪草酮、除草醚、乙氧氟草醚、三氟羧草醚、乳氟禾草灵、乙羧氟草醚、吡草醚、异丙吡草酯、咪唑烟酸、咪唑乙烟酸、咪草酸、咪唑喹啉酸、甲氧咪草烟、甲基咪草烟、嘧硫草醚、嘧草醚、双草醚、嘧啶肟草醚、环酯草醚、甜菜宁、甜菜安、燕麦灵、双胺灵、稗草畏、禾草畏、节草丹、啦氟禾草灵、啦氟氯禾灵、恶挫禾草灵、喹禾灵、噻卩坐禾草灵、氟草烟、氟硫草定、氟啶酮、噻草啶、氟吡草腙、百草枯、草甘磷、莎草稗、氟烯草酸、丙炔氟草胺、氟噻甲草酯、嗪草酸甲酯、吡唑特、吡草酮、苄草唑、异恶唑草酮、异恶氯草酮、溴苯腈等；本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5在所得复配除草剂中的总的质量百分含量是1％-90％，本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5与所述商品除草剂的比例为质量百分比1％:99％到99％:1％；所述复配除草剂适用的剂型选自下列剂型中的任意一种:可湿性粉剂、微胶囊悬浮剂、可分散液体制剂、可分散固体制剂、种子处理乳剂、水乳剂、大粒剂、微乳剂、油悬浮剂、水溶性粒剂、可溶性浓剂、水分散性粒剂、毒谷、气雾剂、缓释块、胶囊粒剂、干拌种粉剂、乳油、静电喷雾剂、油包水乳剂、水包油乳剂、烟雾罐、细粒剂、烟雾烛、烟雾筒、烟雾棒、种子处理悬浮剂、烟雾片、烟雾丸、发气剂、漂流粉剂、油膏、热雾剂、固/液混合装剂、液/液混合装剂、冷雾剂、固/固混合装剂、药漆、种子处理液剂、微粒剂、油分散性粉剂、浓胶剂、泼浇剂、涂抹剂、悬浮乳剂、成膜油剂、可溶性粉剂、种子处理水溶性粉剂、超低容量悬浮剂、追踪粉剂、超低容量液剂、蒸汽释放剂、湿拌种水分散性粉剂；所述复配除草剂适用的植物选自稻谷、小麦、大麦、燕麦、玉米、高粱、甘薯、马铃薯、木薯、大豆、荷兰豆、蚕豆、豌豆、绿豆、小豆、棉花、蚕桑、花生、油菜、芝麻、向日葵、甜菜、甘蔗、咖啡、可可、人参、贝母、橡胶、椰子、油棕、剑麻、烟草、番茄、辣椒、萝卜、黄瓜、白菜、芹菜、榨菜、甜菜、油菜、葱、大蒜、西瓜、甜瓜、哈密瓜、木瓜、苹果、柑桔、桃树、茶、山野菜、竹笋、啤酒花、胡椒、香蕉、番木瓜、兰花、盆景；所述复配除草剂适用的防治杂草选自：禾本科杂草：马唐、狗尾草、牛筋草、稗、千金子、虎尾草、野燕麦、画眉草、金色狗尾草、长芒棒头草、看麦娘等；阔叶杂草:反枝苋、马齿苋、藜、播娘蒿、铁苋菜、苍耳、豚草、苋属、苘麻、地肤、龙葵、柳叶刺寥、繁缕、香薷、水棘针、酸模叶寥、打碗花、田旋花、菟丝子等；莎草科杂草:牛毛毡、异性莎草、水莎草、猪毛菜、水葱等。

表1本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的化学结构和理化参数

表2本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的小杯法除草活性(200微克/毫升的抑制率/％)

表3本发明的1,2,4-三唑席夫碱硫醚衍生物5的茎叶喷雾法除草活性(90克有效含量/公顷的抑制率/％)