3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物及其制備方法和抗植物真菌的應用技術

本發明專利技術公開了一類3?(2?呋喃)?4?羥基香豆素類化合物及其制備方法和抗植物真菌的應用，該化合物的結構式為

3-(2-furan) -4-hydroxycoumarins and their preparation methods and application to plant fungi

The invention discloses a class of 3 (2 furan)4 hydroxycoumarin compounds and their preparation methods and application to plant fungi. The structure formula of the compound is as follows:

【技術實現步驟摘要】
3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物及其制備方法和抗植物真菌的應用
本專利技術屬于雜環化合物
，具體涉及一類3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物，以及該化合物的制備方法和在抗植物真菌中的應用。
技術介紹
香豆素及其衍生物是一類極其重要的雜環化合物，廣泛存在于自然界植物、動物和微生物體內或次級代謝產物中。香豆素及其衍生物均具有較大的斯托克斯位移、熒光量子產率較高，因此常被作為熒光增白劑和熒光探針，更令人矚目的是這類化合物可發揮π-π相互作用、氫鍵、金屬螯合、疏水性、靜電相互作用和范德華力等多種非共價鍵相互作用，在抗細菌、抗真菌、抗炎癥、抗癌、降壓、抗HIV、抗氧化、抗結核、抗丙肝、抗瘧疾、抗凝血等方面具有廣闊的應用前景。此外，香豆素母核可修飾的位點較多，新型化合物不斷涌現，其中芳香環上三號位被功能團取代的香豆素在抗微生物、抗利什曼蟲、抗氧化、抗單胺氧化酶和抗細胞增殖等方面展現了巨大的生物活性潛力，其衍生物的合成近十年來引起了研究人員的持續關注。但有關3-呋喃-4-羥基香豆素化合物的合成文獻很少。2000年，Palmisano等報道了在Rh2(OAc)4的催化作用下，以3-重氮-4-羥基香豆素和2-甲基呋喃為底物進行[3+2]環加成反應合成了呋喃并[3,2-c]香豆素類化合物，同時意外地得到了副產物4-羥基-3-(5-甲基呋喃-2)-香豆素。QiangZhu等于2002年報道了在鈀的催化下芳基硼酸與碘苯兩性離子交叉耦合生成3-芳基香豆素類化合物。2017年，Prendergast等報道了在醋酸鈀的催化下，3-氯-4-烷氧基香豆素與異芳基硼酸發生偶聯反應，接著在酸性條件下水解合成了3-五元雜環香豆素類化合物。這些方法反應過程長，需要昂貴的過渡金屬催化劑，催化劑難回收而且會對環境造成污染。植物侵染性病害可分為細菌性病害、真菌性病害、病毒性病害和線蟲性病害等，其中真菌性病害是農作物病害中最普遍、最常見的病害類型，種類繁多，表現癥狀也千變萬化，造成作物大量減產，甚至真菌毒素對動物和人也產生毒性作用。因此，科學家不斷研制出許多殺真菌農藥來。但由于一些農藥的濫用或長期使用，導致很多病原真菌對其產生抗藥性，甚至有些農藥本身對人體就有一定毒性，所以迫切需要有新的更安全更高效的殺真菌劑來取代。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一類具有抗植物真菌活性的3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物。本專利技術的另一個目的在于提供一種以3-(2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯類化合物為原料制備3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物的方法。本專利技術的進一步目的在于提供一種3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物的應用。針對上述目的，本專利技術提供的3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物的結構式如下所示：式中R1、R2、R3、R4各自獨立的代表H、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、羥基中任意一種，優選R1代表氫、甲基、氟、羥基中任意一種，R2代表氫、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、羥基中任意一種，R3代表氫、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、羥基中任意一種，R4代表氫、甲氧基、羥基中任意一種。本專利技術的3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物進一步優選下述化合物中的任意一種：中任意一種。本專利技術3-(2-呋喃基)-4-羥基香豆素類化合物的制備方法為：將式I所示的3-(2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯類化合物、K10蒙脫土、2,5-二甲氧基-2,5-二氫呋喃在60～100℃下反應30～120分鐘，然后加入氫氧化鈉和乙醇，回流反應20～40分鐘，反應結束后，過濾回收K10蒙脫土，濾液減壓蒸餾后經柱層析分離提純，得到3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物，反應方程式如下所示：上述制備方法中，3-(2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯類化合物與K10蒙脫土的質量比為1:0.5～2，3-(2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯類化合物與2,5-二甲氧基-2,5-二氫呋喃、氫氧化鈉的摩爾比為1:1～2:1～3。以化合物3a為例，制備本專利技術3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物的反應機理分為三步：第一步是α-烷氧基的烷基化，第二步是分子內脫乙醇反應，第三步互變異構化。首先，在K10蒙脫土催化作用下，2,5-二甲氧基-2,5-二氫呋喃形成正離子A，1a的烯醇式結構進攻正離子A得到中間體B，中間體B失去一分子甲醇得到4a；其次，在NaOH作用下，C的氧負離子進攻羰基C-3，然后環化并脫去一個乙氧基負離子得到中間體E；最后，由于熱力學穩定性E發生互變異構得到化合物3a。本專利技術3-(2-呋喃基)-4-羥基香豆素類化合物在制備抗植物真菌藥物中的應用，使用時以其為有效成分，與其他輔料按各種農藥劑型的常規制備工藝制成乳油、粉劑、懸浮劑、母粉、藥液等。其中，所述的植物真菌為茄病鐮孢菌、膠孢炭疽菌、蘋果黑腐皮殼菌、灰葡萄胞菌、稻梨孢菌中的任意一種。本專利技術的有益效果如下：1、本專利技術3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物均具有較強的抗植物真菌的性能。以商業化農藥惡霉靈為對照，本專利技術化合物3a、3c、3e、3h、3k、3l、3o、3p對茄病鐮孢菌、膠孢炭疽菌、蘋果黑腐皮殼菌、灰葡萄胞菌和稻梨孢菌表現出廣譜的抑制效果，3b、3d、3g、3j對五株霉菌中的其中四株抑制效果良好，3f和3n對三株霉菌有明顯抑制效果，3m和3n對兩株霉菌有抑制效果，3i對一株霉菌有抑制效果。而且從實驗數據上看，針對這五株菌種，本專利技術3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物中很多化合物都表現出明顯優于惡霉靈或與惡霉靈相當的抑菌性能，若將它們用于制備抗植物真菌的農藥，預期將會有較好的植物保護效果。2、本專利技術的合成方法采用廉價易得的3-(2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯類化合物和2,5-二甲氧基-2,5-二氫呋喃為原料，用廉價商業化的K10蒙脫土做催化劑以“一鍋法”合成了一系列的3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物，具有合成路線短、工藝簡便、所用的設備簡單、產品的收率高、生產成本低和環保等優點。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術進一步詳細說明，但本專利技術的保護范圍不僅限于這些實施例。實施例1制備化合物3a～3p在反應釜中加入0.1040g(0.5mmol)3-(2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯，攪拌下加入0.1040gK10蒙脫土，加熱至80℃，然后加入0.0976g(0.75mmol)2,5-二甲氧基-2,5-二氫呋喃，恒溫攪拌反應1h；再加入0.04g(1mmol)氫氧化鈉，并加入1mL乙醇，回流反應0.5h；反應結束后真空過濾回收K10蒙脫土，濾液減壓蒸餾后經柱層析分離提純(洗脫劑：CH2Cl2)，得到化合物3a的純品。本實施例中，用等摩爾3-(2-羥基-4-甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羥基-6-甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羥基-3-甲苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羥基-5-甲苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羥基-4,5-二甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2-羥基-4,6-二甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(4-乙氧基-2-羥基-3-甲苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(2,3-二羥基-4-甲氧基苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(4-氟-2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯、3-(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一類3?(2?呋喃)?4?羥基香豆素類化合物，其特征在于該化合物的結構式如下所示：

【技術特征摘要】
1.一類3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物，其特征在于該化合物的結構式如下所示：式中R1、R2、R3、R4各自獨立的代表H、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、羥基中任意一種。2.根據權利要求1所述的3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物，其特征在于：所述R1代表氫、甲基、氟、羥基中任意一種，R2代表氫、甲基、甲氧基、乙氧基、氟、羥基中任意一種，R3代表氫、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、羥基中任意一種，R4代表氫、甲氧基、羥基中任意一種。3.根據權利要求1所述的3-(2-呋喃)-4-羥基香豆素類化合物，其特征在于該化合物為中任意一種。4.一種權利要求1所述3-(2-呋喃基)-4-羥基香豆素類化合物的制備方法，其特征在于：將式I所示的3-(2-羥苯基)-3-氧代丙酸乙酯類化合物、K10蒙脫土、2,5-二甲氧基-2,5-二氫呋喃在60～100℃下反應30～120分鐘，然后加入氫氧化鈉和乙醇，回流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭菊芳，張尊聽，張瑾，
申請(專利權)人：陜西師范大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61