抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的化合物及其制備方法和殺藻劑及它們的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)藥及環(huán)境領(lǐng)域，具體地，涉及一種抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的化合物、一種制備 抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的化合物的方法、該化合物在抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)或殺藻中的應(yīng)用以及該化合物在 抑制藍(lán)藻果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶活性中的應(yīng)用、一種用于抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的 殺藻劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 藍(lán)藻是一種古老而又生命力極強(qiáng)的生物，近年來(lái)，隨著現(xiàn)代水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的 提高，各地水體頻繁爆發(fā)藍(lán)藻水華事件。藻害直接影響周邊地區(qū)生活用水和工業(yè)用水，嚴(yán)重 破壞生態(tài)環(huán)境，給漁業(yè)生產(chǎn)和旅游業(yè)發(fā)展帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給公眾健康帶來(lái)極大隱 患。
[0003] 使用化學(xué)殺藻劑具有經(jīng)濟(jì)、高效、方便以及起效快等優(yōu)點(diǎn)，因此，化學(xué)殺藻劑一直 是藻害綜合治理體系中不可缺少的重要組成部分，尤其是在藻類(lèi)水華大規(guī)模爆發(fā)期間，更 是短期快速治理和控制藻害等緊急情況最主要的防治手段。
[0004] 現(xiàn)有的化學(xué)殺藻劑主要有以硫酸銅及其絡(luò)合物為代表的重金屬化合物類(lèi)殺藻劑； 以高錳酸鉀、高鐵酸鹽、過(guò)氧化物為代表的強(qiáng)氧化劑類(lèi)殺藻劑；以三唑啉酮類(lèi)、三嗪類(lèi)等為 代表的除草劑類(lèi)殺藻劑等。但是這些殺藻劑存在選擇性差、用量大、對(duì)水中的魚(yú)類(lèi)等動(dòng)物毒 性較大等問(wèn)題，極大地限制了使用化學(xué)方法防治藻害的效能的充分發(fā)揮。
[0005] 以藍(lán)藻的光合作用系統(tǒng)中重要的酶為靶標(biāo)，探索發(fā)現(xiàn)對(duì)該酶具有抑制作用，同時(shí) 也具有較高殺藻活性的化合物，是解決這一問(wèn)題的途徑之一。
[0006] 研究表明，藍(lán)藻體內(nèi)普遍存在的果糖-1，6_/景天庚酮糖-1，7_二磷酸酶(cy-FBP/ SBPase)在藍(lán)藻Calvin循環(huán)碳代謝調(diào)控過(guò)程中處于戰(zhàn)略性地位，申請(qǐng)人在前期的轉(zhuǎn)基因研 究中也已證明該酶是一個(gè)潛在的殺藻劑靶標(biāo)，抑制藍(lán)藻果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷 酸酶活性或者使酶發(fā)生突變，將導(dǎo)致藍(lán)藻無(wú)法正常生長(zhǎng)甚至死亡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新的抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的殺藻劑。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供一種抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的化合物，該化合物 具有式(I)所示的結(jié)構(gòu)：
[0009]
R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同時(shí)為氫。
[0011] 第二方面，本發(fā)明提供一種制備式(I)所示的化合物的方法，該方法包括：
[0012] (1)在催化劑存在下，將多聚甲醛與巰基乙酸進(jìn)行混合，得到式（II)所示的化合 物；
[0013] (2)在脫水劑及溶劑存在下，將式(II)所示的化合物與式(III-1)和/或式(III-2) 所示的化合物進(jìn)行反應(yīng)；
[0014]
[0015] 其中，在式⑴中，所述1?1、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55相同或不相同，各自獨(dú) 立地選自氫、鹵素、未取代的C1-C4的烷基和鹵素取代的C1-C4的烷基，且所述R\R 2、R3、R4、 R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同時(shí)為氫；
[0016] 在式（111-1)和式（111-2)中，所述1?1、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55分別與式 (I)中的所述 R1、R2、R3、R4、R5、R 11、R22、R33、R44 和 R55 對(duì)應(yīng)相同。
[0017] 第三方面，本發(fā)明提供前述式(I)所示的化合物在抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)或殺藻中的應(yīng)用。
[0018] 第四方面，本發(fā)明提供前述式（I)所示的化合物在抑制藍(lán)藻果糖-1，6-/景天庚酮 糖-1，7-二磷酸酶活性中的應(yīng)用。
[0019]第五方面，本發(fā)明提供一種用于抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的殺藻劑，該殺藻劑中含有本發(fā)明 前述的式(I)所示的化合物。
[0020] 本發(fā)明針對(duì)藻類(lèi)光合作用系統(tǒng)中的調(diào)控酶果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶 為作用靶標(biāo)而設(shè)計(jì)并合成了N，N'_二(取代苯基)亞甲基雙硫代乙酰胺類(lèi)化合物(式（I)所示 的化合物），該類(lèi)化合物能夠應(yīng)用于抑制藻類(lèi)果糖-1，6-/景天庚酮糖-1，7_二磷酸酶活性、 抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)或殺藻。
[0021] 本發(fā)明提供的式（I)所示的化合物在抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)或殺藻時(shí)具有抑制率高、毒 性小以及選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0022] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0024] 第一方面，本發(fā)明提供了一種抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的化合物，該化合物具有式(I)所示的 結(jié)構(gòu)：
[0025]
:，
[0026] 其中，在式（I)中，所述妒、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55相同或不相同，各自獨(dú) 立地選自氫、鹵素、未取代的C1-C4的烷基和鹵素取代的C1-C4的烷基，且所述R\R 2、R3、R4、 R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同時(shí)為氫。
[0027] 所述未取代的C1-C4的烷基包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基。
[0028]所述鹵素包括氟、氯、溴、碘。
[0029]所述鹵素取代的C1-C4的烷基包括一氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、一溴甲基、一氯 一溴甲基、單氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、1，2_二氯乙基、1-氯乙基、1-氯-1-溴乙基、2-氯 乙基、1，1，卜三氯乙基、1，1，卜三氟乙基、CH 2C1CH2CH2-、CH2FCH2CH 2-、CHF2CH2CH2-、 CF3CH2CH2-、CH2BrCH2CH2-、CHCl2CH2CH2-、CH2ClCHClCH2-、CH2ClCH(CH3)-、CH2BrCH(CH3)-、 CH2FCH(CH3)-、CHF2CH(CH3)-、CF3CH(CH3)-、CH2C1CH2CH2CH2-、CHC12CH2CH2CH2-、 CC13CH2CH2CH2-、CH2FCH2CH2CH2-、CHF2CH2CH2CH2-和 CF3CH2CH2CH2-。
[0030] 優(yōu)選地，在式（I)中，所述R1、R2、R3、R 4、R5、R11、R22、R33、R 44和R55各自獨(dú)立地選自氫、 鹵素、甲基、乙基、正丙基、異丙基、鹵素取代的甲基、鹵素取代的乙基、鹵素取代的正丙基和 鹵素取代的異丙基，且所述^^^、，、^、^、，和心不同時(shí)為氫。
[0031 ] 優(yōu)選地，在式（I)中，所述R1、R2、R3、R 4、R5、R11、R22、R33、R 44和R55各自獨(dú)立地選自氫、 氟、氯、溴、碘、甲基和三氟甲基，且所述^^^、，、^、^、，和心不同時(shí)為氫。 [0032] 更優(yōu)選地，在式（I)中，所述R1與Rn、R 2與R22、R3與R33、R4與R 44以及R5與R55分別相同， 且所述^仏護(hù)^^^妒^"和心不同時(shí)為氫。
[0033] 根據(jù)一種優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，在式（I)中，所述R1與Rn、R2與R 22、R3與R33、R4與R44 以及R5與R55分別相同，且所述妒、1?2、1?3、1? 4和1?5各自獨(dú)立地選自氫、氟、氯、溴、碘、甲基和三氟 甲基，且所述^仏護(hù)^^^妒^"和心不同時(shí)為氫。
[0034] 第二方面，本發(fā)明提供了一種制備式(I)所示的化合物的方法，該方法包括：
[0035] (1)在催化劑存在下，將多聚甲醛與巰基乙酸進(jìn)行混合，得到式（II)所示的化合 物；
[0036] (2)在脫水劑及溶劑存在下，將式(II)所示的化合物與式(III-1)和/或式(III-2) 所示的化合物進(jìn)行反應(yīng)；
[0037]
[0038] 其中，在式（I)中，所述1^、1?3、1?4、礦、1^、1^、1^、1?44和1^相同或不相同，各自獨(dú) 立地選自氫、鹵素、未取代的C1-C4的烷基和鹵素取代的C1-C4的烷基，且所述R\R2、R3、R 4、 R5、R11、R22、R33、R44 和 R55不同時(shí)為氫；
[0039] 在式（111-1)和式（111-2)中，所述1?1、1?2、1?3、1? 4、1?5、1?11、1?22、1?33、1? 44和1?55分別與式 (I)中的所述 R1、R2、R3、R4、R5、R 11、R22、R33、R44 和 R55 對(duì)應(yīng)相同。
[0040] 優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述催化劑為濃鹽酸。
[0041 ]優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述混合的條件包括:溫度為30-150°C，時(shí)間為0.5-100h。
[0042]優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述多聚甲醛與巰基乙酸的用量摩爾比為1:0.5-3。
[0043]優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述脫水劑為二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)。
[0044] 優(yōu)選地，所述步驟(2)在保護(hù)氣體存在下進(jìn)行。
[0045] 優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述溶劑為四氫呋喃(DMF)。
[0046] 優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述式（II)所示的化合物與式（III-1)和/或式（III-2)所 示的化合物進(jìn)行反應(yīng)的條件包括:溫度為零下30°C至零上50°C，時(shí)間為0.5-48h。
[0047] 優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述式（II)所示的化合物與式（III-1)和/或式（III-2)所 示的化合物的總用量摩爾比為1:0.5-3。所述式(III-1)和/或式(III-2)所示的化合物的總 用量是指：當(dāng)僅使用式（III-1)所示的化合物時(shí)，所述式（III-1)和/或式（III-2)所示的化 合物的總用量?jī)H為式（III-1)所示的化合物的用量；當(dāng)僅使用式（III-2)所示的化合物時(shí)， 所述式（III-1)和/或式（III-2)所示的化合物的總用量?jī)H為式（III-2)所示的化合物的用 量;當(dāng)同時(shí)使用式(III-1)和式(III-2)所示的化合物時(shí)，所述式(III-1)和/或式(III-2)所 示的化合物的總用量為式（III-1)和式（III-2)所示的化合物的總用量。
[0048] 根據(jù)一種優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的所述制備式（I)所示的化合物的方法可 以采用如下合成路線：
[0049]
[0050] 或者，本發(fā)明的所述制備式(I)所示的化合物的方法可以采用如下合成路線：
[0051]
[0052]將本發(fā)明的步驟(2)之后得到的反應(yīng)液倒入水中后即可析出目標(biāo)產(chǎn)物，隨后通過(guò) 抽濾、乙醇重結(jié)晶即可得到高純度的目標(biāo)產(chǎn)物。
[0053]第三方面，本發(fā)明提供了前述式（I)所示的化合物在抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)或殺藻中的應(yīng) 用。
[0054] 優(yōu)選地，相對(duì)于每IX