[发明专利]一种含五氮杂和/或氧代二硫杂双环二烯酮类化合物及其微波溶剂热合成方法和应用

说明书

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种含五氮杂和/或氧代二硫杂双环二烯酮类化合物及其微波溶剂热合成方法，还涉及该类化合物在杀虫、抑菌、除草中的应用及荧光性能、光降解效率的研究。根据活性结构拼接原理在氮、氧、硫杂环上同时引入烯酮结构，成功合成了一系列绿色环保的、多功能的、强药效的、结构新颖的化合物—五氮杂和/或氧代二硫杂二烯酮类化合物，达到一个分子上连接多个具有药物活性的基团减少药物用量的目的，并提供了具体的微波溶剂热合成方法，该合成方法可以根据实际情况，改变反应原料组分合成不同结构的此类化合物，并对此类化合物的杀虫、抑菌、除草活性及荧光性能、光降解性能进行了测试，都取得了较好的效果。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种含五氮杂和/或氧代二硫杂双环二烯酮类化合物及其微波溶剂热合成方法，还涉及该类化合物在杀虫、抑菌、除草药物中的应用及其在可降解荧光农药中的应用。

背景技术

常见的杂原子有氮、氧和硫，氮、氧、硫杂环化合物是一类非常重要的杂环分子，大多具有生物活性和药理活性。作为医药、农药、天然药物、染料和其他化工品的中间体，氮、氧、硫杂环化合物及其衍生物的应用越来越广泛，在生产和生活中所占有的地位也越来越重要。因此，人工合成氮、氧、硫杂环化合物是非常必要的，到目前为止，有多种方法可以用来合成此类杂环化合物，但是寻找和开发新颖、高效、环境友好、反应条件温和以及操作简便的方法来快速地合成结构新颖并且同时含有氮、氧、硫杂环骨架化合物仍然有着一定的挑战性。含氮杂环化合物通常具有独特的生物活性、低毒性和高内吸性，且易于进行结构修饰，比较方便地引入各种功能基团，常被用作医药和农药的结构单元。2011年，Rao 课题组报道了一个利用铜络合物催化形成氮氮键的合成方法,该反应是以碘化亚铜为催化剂,将α-芳基烯基叠氮醛与芳胺发生串联反应生成吡唑类化合物，此类化合物具有因其作用谱广、药效强烈等特点，可用于止痛、抗炎、氧化酶抑制剂、杀虫、抑菌和除草等方面。

烯酮是一种化学性质非常活跃的有机合成试剂，早在本世纪初即已被合成出来，烯酮在光物理性能方面所表现出来的巨大潜力，引起人们对烯酮研究的极大兴趣，烯酮是迄今为止发现的较为理想的倍频材料之一。因其独特的结构性质而具有广泛的生物活性，主要表现在杀虫、除草、抗病毒和抗炎等方面。其最具有代表性的化合物就是Bandyopadhyay等设计并合成的环己烯酮类除草剂，并对其除草活性进行评估，表明其具有良好的除草活性。

一些具有优良光敏性能的化合物是检测粮食及食品中微量有机农药残留的敏感材料，它们与检测物之间的相互作用引起了电子偶极矩的重排，而引起吸收光谱的改变，从而很容易被检测出来。光谱技术作为近年来广泛研究使用的快速无损检测方法，其中，荧光光谱技术是利用光源脉冲幅度调制激发作物体内荧光物质后，通过反射原理获取荧光发射光谱来检测农药残留的，该检测方法须将相应的荧光物质导入作物体内，大多荧光物质因疏导性较差导入周期过长，且在物体内酶的作用下极易分解而导致检测效果不灵敏，偏差大。目前在该领域关于荧光农药的报道较少，而关于农药结构自身带有荧光性能的报道更少。

目前，氮、氧、硫杂环类化合物合成操作步骤较繁杂，选择性比较差，要生成目标产物需要更加苛刻控制反应条件，后处理较为困难，能源和原料都消耗较大，终产物的产率往往比较低，不利于工业化批量生产。在氮、氧、硫杂环上引入烷基、芳基和其他杂环衍生物的报道比较多，但引入烯酮结构的比较少，而在氮、氧、硫杂环上同时引入烯酮并且形成双环结构的含五氮杂或氧代二硫杂双环二烯酮类化合物更为罕见。

随着微波技术迅速发展，已经逐渐被应用于多种领域，微波有机合成反应是使反应物在微波的辐射作用下进行反应，它需要特殊的反应技术，这与常规的有机合成反应是不一样的。1986年，Richard Gedye等首次将微波引入有机合成反应的研究就是采用了微波密闭反应器，它是将装有反应物的密闭反应器置于微波源中，经微波辐射后完成反应的。溶剂热合成方法已经被应用于合成各类无机催化剂和带有金属有机框架的多孔材料等，溶剂热合成方法能将反应物置于高温高压密闭容器中反应，使反应物的溶解、分散以及在剧烈的翻转沸腾情况下各分子之间的有效碰撞程度远高于常压下的机械搅拌，从而很大程度提高了目标产物的产率。