基本信息
- 项目名称：
- 1,2,3-噻二唑甲酰脲类化合物制备和用途
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品中合成了138个新化合物，生物活性筛选发现部分化合物具有很好的杀虫和杀菌活性，在合成的新化合物中有3-5个值得进行深入研究。
- 详细介绍：
- 随着高毒农药的禁用，我国在杀虫剂市场上出现了严重缺口，杀虫剂的创制研究迫在眉睫。过去传统高毒杀虫剂的大量使用曾产生过“3R” [抗性(resistance)、再增猖獗(resurgence)和残留(residue)]和“3E”[effectiveness(效力)、efficiency(效率)和environment(环境)]问题，对农业生态造成过或多或少的负面影响；害虫防治的策略曾从“杀死哲学”到“容忍哲学”转变为目前的“害虫调控”或“害虫行为调控”哲学发展；被称为第三代杀虫剂或新型昆虫控制剂的昆虫生长调节剂(IGR)的发现和使用就是这种转变的重要体系。这类药剂的作用方式完全有别于过去的杀虫剂，主要作用在昆虫特有的从幼虫到成虫蜕皮生长的各阶段，而哺乳动物没有这些过程，该类杀虫剂环境行为优异，对人和高等动物安全，不伤害非靶标生物。IGR 的典型代表就是双酰肼类和苯甲酰脲类(BPUs)化合物这两大类型。几丁质合成抑制剂的苯甲酰脲类化合物虽可能对甲壳类水生生物的生长带来负面影响，但在农业生产中仍然发挥着重要作用。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 在农药方面，自1972 年发现苯甲酰基脲(BPUs)类化合物对昆虫的蜕皮具有抑制作用来，已有10 多个商品化品种面世，BPUs 类杀虫剂的研究曾获得2000 年度美国“总统绿色化学挑战奖”。 BPUs 类昆虫生长调节剂属几丁质合成抑制剂，干扰靶标昆虫几丁质合成而导致其死亡，或直接降解昆虫几丁质；在甲酰基N-末端进行适当的芳基取代，不仅能增强它的杀虫活性，还能改变幼虫有丝分裂阻滞带的成分，影响靶标昆虫孵育。该类杀虫剂对未成熟阶段害虫活性高，被广泛用于柑橘、棉花、葡萄、大豆、果树、玉米和咖啡上，防治植食性害虫。本发明所要解决的技术问题是：提供新的4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酰脲类化合物的合成方法，提供这类化合物抑制农业和园艺以及林业植物病原物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和园艺领域以及林业领域的中应用。
科学性、先进性
- 1,2,3-噻二唑衍生物有广泛的生物活性，含1,2,3-噻二唑活性结构单元的专利和文献均有较为详细的总结(Bakulev, et al. Newyork: John Wiley&Sons, Inc,2004)。1,2,3-噻二唑衍生物在医药和农药中商品化的品种不多，农业领域应用的只有棉花脱叶剂---脱叶灵(N-苯基-N，-1,2,3-噻二唑-5-脲，TDZ)、植物激活剂---活化酯(苯并-1,2,3-噻二唑-7-硫代羧酸甲酯，BTH)、稻田杀菌剂---噻酰菌胺(3’-氯-4,4’-二甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酰苯胺，TDL)。含1,2,3-噻二唑的甲酰脲类衍生物及其生物活性未见报道。为了寻找更高生物活性的1,2,3-噻二唑类新化合物，本发明设计合成了一类4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酰脲类化合物，同时进行了系统的生物活性的筛选和评价，以期为新农药的创制研究提供侯选化合物。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 图片，录像，样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品中的化合物原料简单易得，价廉，合成设备 简单，条件温和，适于工业大规模生产。从基本的化学原理可以知道，4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酰脲类化合物在植物中与水分子作用后可以从羰基处断裂从而产生4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸，通过相关的软件预测和试验也证实本发明的化合物能够在植物体内代谢降解产生4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸，文献报道证实4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸具有诱导植物产生对植物病原物的抗性， 能够用于植物病害和植物病毒病害的防治。在保持杀虫活性的同时，其抗病毒活性和诱导植物产生对植物病毒抗性的活性均大于任何一个化合物单独使用的效果；未发现有颉颃作用的组合物，组合物的药效持效期长。这些组合物的使用使得作物自身的免疫力得到提高，在产生对害虫尤其是传毒昆虫防治的同时诱导了植物产生对植物病毒病害的防治；也能产生对病毒病害直接的防治效果；因此，这些组合物可以用于抗植物病毒药剂和诱导植物抗植物病毒药剂的制备及用途。
同类课题研究水平概述
- 随机合成和类同合成是新农药创制中创制具有自主知识产权农药新品种的重要途径。大量文献报道了苯甲酰脲类化合物是具有多种生物活性的农用化学品。根据生物电子等排效应，将苯甲酰脲化合物的芳胺环用杂环代替，合成了大量的化合物。但是由于这类化合物降解速度缓慢，一旦进入湖泊、河流等水体环境中，对其中的甲壳纲动物的危害将是致 命的。目前很少有文献从这个角度考虑合成易降解的苯甲酰脲类活性化合物。而且这类苯甲酰脲化合物选择性较强，对一些重要的害虫防治效果较差，不能同时兼治同一种作物上的多种害虫，这已经严重限制了其在作物上的广泛应用。1,2,3-噻二唑衍生物有广泛的生物活性，含1,2,3-噻二唑活性结构单元的专利和文献均有较为详细的总结。1,2,3-噻二唑衍生物在医药和农药中商品化的品种不多，农业领域应用的只有棉花脱叶剂---脱叶灵、植物激活剂---活化酯、稻田杀菌剂---噻酰菌胺。而且1，2，3-噻二唑的热解和光解都可以导致氮原子的消除，这可以使得本发明中的化合物降解加快。从基本的化学原理可以知道，4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酰脲类化合物在植物中与水分子作用后可以从羰基处断裂从而产生4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸，通过相关的软件预测和试验也证实本发明的化合物能够在植物体内代谢降解产生4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸，文献报道证实4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸具有诱导植物产生对植物病原物的抗性，能够用于植物病害和植物病毒病害的防治。 在保持杀虫活性的同时，其抗病毒活性和诱导植物产生对植物病毒抗性的活性均大于任何一个化合物单独使用的效果；未发现有颉颃作用的组合物，组合物的药效持效期长。这些组合物的使用使得作物自身的免疫力得到提高，在产生对害虫尤其是传毒昆虫防治的同时诱导了植物产生对植物病毒病害的防治；也能产生对病毒病害直接的防治效果；因此，这些组合物可以用于抗植物病毒药剂和诱导植物抗植物病毒药剂的制备及用途。
