（一）技术领域
本发明涉及一种N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物及其制备方法和应用。
（二）背景技术
杂环化合物已是新农药发展的主流，而新开发的农药中，90%以上都是杂环类农药。在杂环化合物中，又以含氮杂环为主。近年来，植物诱抗剂 thiadinal, BTH的研发成功并上市，引起了大家对噻二唑类化合物的研究。
硫脲类化合物具有多种多样的生物活性。很多文献报道硫脲衍生物具有广泛生物活性，应用于医药、农药领域。一些硫脲类化合物已经发展成为商品化的农药，如杀菌剂托布津类 (1)，在土壤中，甲基托布津代谢为多菌灵，其可能的杀菌效能是在真菌体内形成的多菌灵起作用。已商品化硫脲类杀虫剂，Chlormethiuron (2), 化学名为 N，N-二甲基-N-（2-甲基-4-氯取代苯）硫脲，脱掉氮上甲基后其活性不会降低。但因为毒性太强而被禁止使用。
（三）发明内容
本发明的目的在于提供一种新的N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物，并提供其制备方法和应用，本发明提供的N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物具有优异的植物生长调节活性。
本发明采用的技术方案如下：
一种如式I所示的N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物：
I
式I中，R为氯，氟，硝基，甲基。
本发明还提供式I所示的N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物的制备方法：
式II所示的酰氯化合物溶于有机溶剂A中得到溶液A，NH4NCS溶于二氯甲烷和聚乙二醇PEG600中得到溶液B，其中聚乙二醇PEG600的用量是二氯甲烷质量的3~5%，溶液B加入溶液A中，加热搅拌回流反应15~100min（优选12~40min），然后静置冷却，抽滤，滤液中加入溶液C，所述溶液C为式IV所示的取代苯胺类化合物溶于有机溶剂C中得到，室温搅拌反应7~10小时，反应结束后反应液分离处理得到N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物产物；所述有机溶剂A为乙腈、四氢呋喃或二氯甲烷；所述有机溶剂C为乙腈、四氢呋喃或二氯甲烷，优选乙腈；所述式II所示的酰氯化合物、NH4NCS、式IV所示的苯胺类化合物的物质的量之比为1：1：1；
式IV中，R为氯，氟，硝基，甲基。
所述反应的反应方程式如下：
所述方法中，所述反应液分离处理方法为：反应结束后，反应液静置5~20小时，抽滤后取滤饼，用DMF和水以任意体积比混合的混合溶剂重结晶得到N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物产物。
所述有机溶剂A的用量以式II所示的酰氯的物质的量计为1~3mL/mmol，优选1.5 mL/mmol。
所述二氯甲烷和聚乙二醇PEG600的总用量以NH4NCS的物质的量计为1~3mL/mmol，优选1.6 mL/mmol。
所述有机溶剂C的用量以式IV所示的取代苯胺类化合物的物质的量计为0.5~1mL/mmol，优选1.0 mL/mmol。
较为具体的，所述式I所示的N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物的制备方法按以下步骤进行：
式II所示的酰氯化合物溶于有机溶剂A中得到溶液A， NH4NCS溶于二氯甲烷和聚乙二醇PEG600中得到溶液B，其中聚乙二醇PEG600的用量是二氯甲烷质量的3~5%，溶液B加入溶液A中，加热搅拌回流反应15~100min，然后静置冷却，抽滤，滤液中加入式IV所示的取代苯胺类化合物溶于有机溶剂C中得到的溶液C，室温搅拌反应7~10小时，反应结束后，反应液静置5~15小时，抽滤后取滤饼，用DMF和水以任意体积比混合的混合溶剂重结晶得到N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物产物；所述有机溶剂A为乙腈，四氢呋喃或二氯甲烷；所述有机溶剂C为乙腈、四氢呋喃或二氯甲烷；所述式II所示的取代酰氯化合物、NH4NCS、式IV所示的取代苯胺类化合物的物质的量之比为1：1：1。
本发明方法中，式II所示的酰氯化合物可以按以下方法制备得到：式V所示的化合物与SOCl2进行氯化反应得到式II所示的酰氯化合物，这是本领域技术人员公知的制备方法。
本发明所述的式I所示的N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物可应用作为植物生长调节剂，具体的，所述的N-4-甲基-1，2，3-噻二唑-4-酰基-N-取代苯基硫脲衍生物可作为促进黄瓜子叶生根的植物生长调节剂。
更具体的，N-(5-(2,5-二氯苯基)-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲、N-(5-(4-氟苯基)-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲、N-(5-(3-硝基苯基))-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲、N-(5-(4-甲基苯基))-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲、N-(5-(4-硝基苯基))-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲作为植物生长调节剂的应用。
（四）具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
制备如下原料：
所述4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸按以下方法制得：
碳酸二乙酯与85%水合肼按物质的量比1:0.95混合，50℃下回流20分钟，然后25℃下搅拌30小时，减压蒸除甲醇、水和少量未反应完的碳酸二乙酯，得无色透明液体，即得式1中的肼基甲酸乙酯；
式1所示的肼基甲酸乙酯与乙酰乙酸乙酯以物质的量1:1混合，在乙醇溶剂中常温搅拌6小时，减压蒸除乙醇，得白色固体，即为式2所示的3-甲氧基羰基腙丁酸乙酯；
式2所示的3-甲氧基羰基腙丁酸乙酯与过量的二氯亚砜，以二氯甲烷为溶剂，室温搅拌20小时，常压下蒸去过量的二氯亚砜，然后减压蒸馏，收集400Pa, 76-78℃的淡黄色馏分，制得式3所示的4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸乙酯。
式3所示的4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸乙酯与过量的氢氧化钠，以无水甲醇为溶剂，室温搅拌24小时，常压下蒸去无水甲醇，然后将固体溶解到水中，滴加浓盐酸，出现淡黄色固体，制得式4所示的4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸。
1.0 g4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸与10 mL SOCl2在加热回流的条件下，进行氯化反应，反应结束后在水泵减压条件下蒸出过量的二氯亚砜，得4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酰氯。
上述制备都可以多做几锅，制得原料用于下列实施例。
实例1：N-(5-(2,5-二氯苯基)-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中，在酰氯10mmol溶于20 mL二氯甲烷的溶液中加入溶有0.97g（10mmol）的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液（10mL，其中二氯甲烷9.5 mL，PEG-600 0.5 mL），搅拌回流15min，静置冷却，抽滤，得到橙色溶液，加入按照上述方法制得的10mmol 2,5-二氯苯胺溶于5 mL无水乙腈的溶液，室温搅拌10h，静置过夜，抽滤，滤饼用 DMF和水以体积比1:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 85.9 %, 熔点%: 181-183 ℃; 1H NMR: 8.35 (s, 1H, NH), 8.14 (s, 1H, NH), 7.39-7.44 (m, 1H, Ph), 7.18-7.30 (m, 1H, Ph), 7.13-7.17 (m, 1H, Ph), 2.81 (s, 3H, CH3); ESI-MS: 346 (M-1) ; Anal. calcd. For C11H8Cl2N4OS2 : C 38.05, H 2.32, N 16.13; found: C 37.88, H 2.21, N 16.32.
实例2：N-(5-(4-氟苯基)-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中，在酰氯10mmol溶于20 mL二氯甲烷的溶液中加入溶有0.97g（10mmol）的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液（10mL，其中二氯甲烷9.5 mL，PEG-600 0.5 mL），搅拌回流15min，静置冷却，抽滤，得到橙色溶液，加入所制得的10mmol 4-氟苯胺溶于5 mL无水乙腈的溶液，室温搅拌10h，静置过夜，抽滤，取滤饼用DMF和水以体积比1:2混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 83.8 %, 熔点: 166-168 ℃; 1H NMR: 11.96 (s, 1H, NH), 10.00 (s, 1H, NH), 7.63-7.66 (m, 1H, Ph), 7.26-7.29 (m, 2H, Ph), 2.80 (s, 3H, CH3); ESI-MS: 295 (M-1) ; Anal. calcd. For C11H9FN4OS2 : C 44.58, H 3.06, N 18.91; found: C 44.46, H 3.13, N 18.76.
实例3：N-(5-(3-硝基苯基))-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中，在酰氯10mmol溶于20 mL乙腈的溶液中加入溶有0.97g（10mmol）的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液（10mL，其中二氯甲烷9.5 mL，PEG-600 0.5 mL），搅拌回流15min，静置冷却，抽滤，得到橙色溶液，加入所制得的10mmol 3-硝基苯胺溶于10 mL无水乙腈的溶液，室温搅拌10h，静置过夜，抽滤，取滤饼用DMF和水以体积比2:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率85.8 %, 熔点: 115-117 ℃; 1H NMR: 12.20 (s, 1H, NH), 8.71 (s, 1H, NH), 8.13 (m, J=8.48Hz, 1H, Ph), 8.02 (d, J=7.72Hz, 1H, Ph), 7.71 (t, J=8.09Hz, 1H, Ph), 2.82 (s, 3H, CH3); ESI-MS: 322 (M-1) ; Anal. calcd. For C11H9N5O3S2 : C 40.86, H 2.81, N 21.66; found: C 40.89, H 3.01, N 21.66.
实例4：N-(5-(4-甲基苯基))-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中，在酰氯10mmol溶于20 mL四氢呋喃的溶液中加入溶有0.97g（10mmol）的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液（10mL，其中二氯甲烷9.5 mL，PEG-600 0.5 mL），搅拌回流15min，静置冷却，抽滤，得到橙色溶液，加入所制得的10mmol 4-甲基苯胺溶于5 mL四氢呋喃的溶液，室温搅拌10h，静置过夜，抽滤，取滤饼用DMF和水以体积比3:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 88.9 %, 熔点: 137-138 ℃; 1H NMR: 12.10 (s, 1H, NH), 11.96 (s, 1H, NH), 7.53 (d, J=8.30Hz, 2H, Ph), 7.22 (d, J=8.30Hz, 2H, Ph), 2.80 (s, 3H, CH3), 2.31(s, 3H, CH3); ESI-MS: 291 (M-1) ; Anal. calcd. For C12H12N4OS2 : C 49.29, H 4.14, N 19.16; found: C 49.10, H 4.56, N 19.44.
实例5：N-(5-(4-硝基苯基))-N’-(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-硫脲的制备
在100mL的圆底烧瓶中，在酰氯10mmol溶于10 mL二氯甲烷的溶液中加入溶有0.97g（10mmol）的NH4NCS的二氯甲烷的PEG-600溶液（10mL，其中二氯甲烷9.5 mL，PEG-600 0.5 mL），搅拌回流15min，静置冷却，抽滤，得到橙色溶液，加入所制得的10mmol 4-硝基苯胺溶于5 mL二氯甲烷的溶液，室温搅拌10h，静置过夜，抽滤，取滤饼用DMF和水以体积比1:1混合的混合溶剂重结晶得产物。
黄色固体, 产率 87.6 %, 熔点: 175-177 ℃; 1H NMR: 12.31 (bs, 2H, NH), 8.28 (d, J=9.10Hz, 2H, Ph), 8.04 (d, J=9.10Hz, 2H, Ph), 2.81 (s, 3H, CH3); ESI-MS: 322 (M-1) ; Anal. calcd. For C11H9N5O3S2 : C 40.86, H 2.81, N 21.66; found: C 40.77, H 2.78, N 21.54.
化合物的植物生长调节活性
用95%的乙醇配成10ppm的供试样品溶液，取0.3mL均匀滴于6cm直径的滤纸圆片上，风干或吹干使乙醇挥发，在直径为6cm的培养皿中放入上述含有各种浓度的供试样品的滤纸圆片一张，蒸馏水3mL，即为相当于10ppm的供试样品处理，以滴加95%乙醇的滤纸圆片为对照。每个培养皿中放入选好的离体黄化黄瓜子叶10片，于暗室（26oC）中培养5天后，测定每10片子叶叶柄基部的生根数，每个处理4次重复。
表1. 实施化合物的植物生长调节活性（ 10 ppm，%促进率）
