一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于化学合成技术领域，具体涉及一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物及其制备方法和应用。本发明专利技术以氟化钾和氧化铝为固体催化剂，在无溶剂条件下通过三氟乙酰基香豆素类化合物与亚磷酸酯的Phospha‑Brook重排反应，得到一系列三氟甲基膦酸酯。本发明专利技术的合成方法具有催化剂可重复使用、纯化产物易于分离、合成效率高的优势；所得含氟香豆素磷酸酯类衍生物（包括化合物4a~4o）对辣椒疫霉、尖孢镰刀菌、玉米真菌和番茄交链孢菌等农业生产常见的病原菌具有良好的抑菌效果。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物及其制备方法和应用
本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物及其制备方法和应用。
技术介绍
香豆素类化合物具有广泛的生物活性，是许多药用植物和中草药的有效成分，常作为开发新型医药和农药的先导化合物。在医学方面，以香豆素为先导化合物，经过结构修饰的香豆素衍生物具有抗凝血、抗癌等功效。典型的天然香豆素类如东莨菪素、蛇床子素、秦皮乙素、欧前胡素等在药物领域上的应用机理被大量研究。在生物学方面具有良好的抗氧化、抗病毒、抗菌等活性。在农业方面，香豆素衍生物也有很大的应用潜力。该类物质都是植物的次生代谢产物，具有防御病害和植食型动物入侵的作用，如对植物病原物具有良好的抑制作用，可作为调节昆虫、病原菌、共生菌与植物互作反应的信号分子。以蛇床子素为例，其具有良好的杀虫作用、抑真菌作用，对禾谷镰刀菌、苹果叶枯病菌、交链孢菌、辣椒役霉病菌、番茄灰霉病菌等具有广谱的抑制活性，对黄瓜白粉病也有良好的防效。蛇床子素已被我国开发成高、低毒、低残留的生物农药。另一方面，氟原子具有特殊的化学与生物学特性，氟原子或含氟基团的引入对化合物的理化性质、生物活性等会产生显著影响，使含氟化合物具有较高的脂溶性和疏水性，可以加快生物体内的吸收与传递速度，导致含氟农药具有用量少、毒性低、药效高的特点，成为当今新农药的创制主体，21世纪开发的农药中含氟类占48％。如艾格福公司开发的优秀杀菌剂氟喹唑(Fluquinconazole)、贵州大学宋宝安课题组开发的抗病毒剂毒氟磷、华东理工大学钱旭红课题组开发的植物抗病激活剂苯并-1,2,3-噻二唑-7-羧酸三氟乙酯等。目前我国农药行业含氟农药品种少、产量低，与发达国家相比差距甚远。尽管香豆素和含氟化合物都具有很好的生物活性，然而氟代香豆素类农药品种匮乏。研究开发综合性能优异的含氟香豆素类农药目标物意义重大。
技术实现思路
针对目前含氟农药品种少、杀菌效率低的问题，本专利技术提出一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物，得到的衍生物对农业领域的多数致病菌具有高杀菌活性、抵抗性风险，基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提出了上述衍生物的合成方法和应用。为了实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物，其化学结构式如下所示：其中，R1、R2、R3为C1-C6烷基、C1-C3烷氧基、卤素或芳基，R4为C1-C6烷基。优选的，所述卤素是氟、氯、溴或碘；所述烷基、烷氧基为直链或支链烷基；烷基为甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基或叔戊基。基于一个总的专利技术构思，本专利技术还包括上述含氟香豆素磷酸酯类衍生物的制备方法，具体包括以下步骤：将三氟乙酰基香豆素类化合物与氟化钾、氧化铝和亚磷酸酯混合，微波反应5～15min；所得化合物经提取、抽滤、纯化，即得含氟香豆素磷酸酯类衍生物；所述三氟乙酰基香豆素类化合物、氟化钾与亚磷酸酯的摩尔比为1.0：(0.1～0.2)：(1.0～2.0)。优选的，所得化合物经乙酸乙酯浸泡提取0.5～2h，抽滤；抽滤后经100～200目硅胶柱层析纯化即得；所述纯化过程的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯按照体积比1～2：1制成的混合溶剂。优选的，上述三氟乙酰基香豆素类化合物由以下步骤制得：1)取水杨醛、三氟乙酰乙酸乙酯与乙醇混合，再加入哌啶，于-10℃～10℃反应10～30h；反应终止后经过滤、提纯，得到化合物II；具体结构式见式II；所述水杨醛、三氟乙酰乙酸乙酯与哌啶的摩尔比为1.0：(1.0～1.5)：(0.1～0.2)；2)将化合物II与二氧化硅置于研钵中，充分研磨后微波反应10～30min；反应终止后经提取、过滤、纯化得到三氟乙酰基香豆素类化合物；具体结构式见式III；所述含氟香豆素磷酸酯类衍生物在制备杀菌剂或抑菌剂中的应用。优选的，杀菌剂或抑菌剂用于杀灭或抑制番茄早疫病菌、辣椒疫霉菌、棉花枯萎病菌、玉米小斑病菌。本专利技术的具体合成路线如下所示：本专利技术提供了一种利用微波方式合成含氟香豆素磷酸酯类衍生物的方法，以氟化钾和氧化铝为高效固体催化剂，在无溶剂条件下通过三氟乙酰基香豆素类化合物与亚磷酸酯的Phospha-Brook重排反应，得到一系列三氟甲基膦酸酯。本专利技术的合成过程具有催化剂可重复使用、纯化产物易于分离、合成效率高的优势。所得含氟香豆素磷酸酯类衍生物(包括化合物4a～4o)，利用菌丝生长速率法检测其对农业病原菌的抑制效果。结果表明，所得化合物对辣椒疫霉、尖孢镰刀菌、玉米真菌和番茄交链孢菌等四种农业生产常见的病原菌种属中的一种或几种具有较好的抑菌效果；其中化合物4n对辣椒疫霉菌和番茄早疫病菌表现出最佳的抑菌性能，抑菌率达到86％和79％；化合物4f对棉花枯萎病菌的抑菌效果最好，抑菌率为74％；而化合物4b对玉米小斑病菌和番茄早疫病菌的抑菌效果最显著，分别达到68％和79％。上述结果表明本专利技术提供的含氟香豆素磷酸酯类衍生物是一种高活性、抵抗性风险且环境相容性高的绿色抑菌剂，为含氟香豆素类农药的开发提供了新品种。附图说明图1～图15化合物4a～4o的核磁图谱；其中，A为H谱图，B为C谱图。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述；本专利技术所用供试菌种包括我国农业生产中实际发生的大部分典型植物病原菌种属，具体为番茄早疫病菌(Alternariasolani)、辣椒疫霉菌(P.capsici)、棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporum)和玉米小斑病菌(Bipolarismaydis)；上述菌株均分离自郑州周边大田，收集方法采用常规菌种分离、鉴定方法；其他所用试剂为普通市售，或本领域技术人员通过公开途径可以获得的。1、化合物II的制备在250毫升单口烧瓶中分别加入100毫摩尔水杨醛、100毫摩尔三氟乙酰乙酸乙酯和100毫升溶剂无水乙醇；冰浴条件下加入10毫摩尔哌啶，继续搅拌反应24小时；待反应完全后，减压除去无水乙醇溶剂(约80毫升)；将残余物放入冰箱冷藏4小时后，抽滤；用石油醚洗涤，得到白色固体，即为化合物II；其中，R1为氢、R2为氢、R3为氢；所得化合物II的收率70-95％。2、化合物III的制备于研钵中加入10毫摩尔化合物II和2克100～200目柱层析硅胶，充分研磨至混合均匀；将研钵置于微波炉(250W)中，每隔2分钟取出震荡均匀；待反应完全后将反应混合物倒入50毫升烧杯中，加入30毫升乙酸乙酯浸泡1小时，抽滤，减压旋除溶剂，得到化合物III的粗产品。用石油醚:乙酸乙酯＝6:1对粗产品进行重结晶，得到白色固体，即为化合物III；所得化合物III的收率90-98％。实施例1以上述方法获得的化合物III为底物制备含氟香豆素磷酸酯类衍生物。理论上，羰基化合物与亚磷酸二乙酯反应可以得到α-羟基膦酸酯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物，其特征在于，其化学结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种含氟香豆素磷酸酯类衍生物，其特征在于，其化学结构式如下所示：



其中，R1、R2、R3为C1-C6烷基、C1-C3烷氧基、卤素或芳基，R4为C1-C6烷基。


2.如权利要求1所述的含氟香豆素磷酸酯类衍生物，其特征在于：所述卤素是氟、氯、溴或碘；所述烷基、烷氧基为直链或支链烷基；烷基为甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基或叔戊基。


3.权利要求1所述含氟香豆素磷酸酯类衍生物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
将三氟乙酰基香豆素类化合物与氟化钾、氧化铝和亚磷酸酯混合，微波反应5～15min；
所得化合物经提取、抽滤、纯化，即得含氟香豆素磷酸酯类衍生物；
所述三氟乙酰基香豆素类化合物、氟化钾与亚磷酸酯的摩尔比为1.0：(0.1～0.2)：(1.0～2.0)。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所得化合物经乙酸乙酯浸泡提取0.5～2h，抽滤；抽滤后经100～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴璐璐，徐翠莲，王彩霞，杨国玉，潘振良，史力军，樊良鑫，樊素芳，元鑫鑫，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41