本發(fā)明屬于農(nóng)藥領(lǐng)域，具體涉及一種含4-氯-3-乙基-1-甲基吡唑結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚化合物及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
害蟲(chóng)的防治一直以來(lái)是農(nóng)藥科學(xué)研究的核心領(lǐng)域，殺蟲(chóng)劑的廣泛使用使得多數(shù)害蟲(chóng)得到了有效治理。但隨著殺蟲(chóng)劑應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)農(nóng)藥品種的抗藥性問(wèn)題日益凸顯，加上新的病蟲(chóng)害的不斷出現(xiàn)，使得新農(nóng)藥的繼續(xù)研究和開(kāi)發(fā)成為必然選擇。
吡唑肟類化合物是一類重要的含氮雜環(huán)化合物，其代表化合物如唑螨酯，在農(nóng)藥領(lǐng)域的殺蟲(chóng)方面發(fā)揮著重要作用。
近年來(lái)有一些研究報(bào)道了吡唑肟類衍生物具有良好的殺蟲(chóng)效果，如Dai等研究發(fā)現(xiàn)化合物A和B對(duì)螨蟲(chóng)、小菜蛾等表現(xiàn)出殺滅活性。在測(cè)試濃度為200μg/mL時(shí)，化合物A和B對(duì)螨蟲(chóng)的防治效果分別為95％和90％；化合物A和B對(duì)小菜蛾的防治效果分別為100％和86％(Chin.Chem.Lett.2014,25,1014-1016)；Fu等報(bào)道的含吡啶雜環(huán)結(jié)構(gòu)的吡唑肟衍生物C和D對(duì)蚜蟲(chóng)、螨蟲(chóng)具有較好的抑制作用，化合物C在測(cè)試劑量為10mg/L時(shí)，對(duì)二斑葉螨的殺死率為95％，化合物D在測(cè)試劑量為50mg/L時(shí)，對(duì)蚜蟲(chóng)的殺死率為89％(Pest Manage.Sci.2014,70,1207-1214)。
吡唑環(huán)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面應(yīng)用廣泛，吡唑類化合物具有殺蟲(chóng)，殺螨等活性，吡唑環(huán)結(jié)構(gòu)被廣泛地引入到農(nóng)藥分子設(shè)計(jì)中，如日本三菱化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的吡唑雜環(huán)類殺蟲(chóng)殺螨劑唑蟲(chóng)酰胺，對(duì)蚜蟲(chóng)、斜紋夜蛾等具有優(yōu)良的殺滅活性。
因此，為了尋找具有較高生物活性的雜環(huán)農(nóng)藥，以吡唑肟環(huán)為骨架，合理地將吡唑肟與取代吡唑雜環(huán)單元拼接在一起，從中有望得到具有殺蟲(chóng)活性的新化合物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供針對(duì)各種害蟲(chóng)具有優(yōu)良防治效果，且高效、安全、環(huán)境友好的一類含4-氯-3-乙基-1-甲基吡唑結(jié)構(gòu)的唑肟醚化合物，以滿足作物保護(hù)對(duì)高效殺蟲(chóng)劑需求。
本發(fā)明的另一目的是提供上述化合物的制備方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供上述化合物在制備殺蟲(chóng)劑方面的用途。
本發(fā)明目的可通過(guò)以下措施達(dá)到：
本發(fā)明所述含4-氯-3-乙基-1-甲基吡唑結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚化合物，其特征在于具
備如結(jié)構(gòu)：
4.結(jié)構(gòu)：
該類含4-氯-3-乙基-1-甲基吡唑雜環(huán)的吡唑肟醚化合物制備方法，其特征在于化合物Ⅰa～Ⅰh可通過(guò)下列反應(yīng)合成得到：
其中，中間體Ⅱa～Ⅱh可參照文獻(xiàn)(J.Agric.Food Chem.2008,56,10805-10810)的方法合成得到；中間體Ⅲ的合成參照文獻(xiàn)報(bào)道的常規(guī)方法(J.Agric.Food Chem.2012,60,1470-1479)。
通式I化合物對(duì)昆蟲(chóng)具有優(yōu)良的防治活性，因而本發(fā)明的化合物可用作制備殺蟲(chóng)劑，進(jìn)而保護(hù)農(nóng)業(yè)、園藝等植物。所述的昆蟲(chóng)有粘蟲(chóng)、稻飛虱和蚜蟲(chóng)等。當(dāng)然，本發(fā)明的化合物可防治的有害生物不限于上述舉例的范圍。
當(dāng)由通式I表示的本發(fā)明的化合物用作農(nóng)業(yè)、園藝等領(lǐng)域的殺蟲(chóng)劑時(shí)，可單獨(dú)使用，或以殺蟲(chóng)組合物的方式使用，如以式I為活性成分，加上本領(lǐng)域常用的農(nóng)藥助劑加工成水乳劑、懸浮劑、水分散顆粒劑、乳油等。
常用的農(nóng)藥助劑包括:液體載體，如水；有機(jī)溶劑如甲苯、二甲苯、環(huán)己醇、甲醇、丁醇、乙二醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙酸、二甲亞砜、動(dòng)物和植物油及脂肪酸；常用的表面性劑如乳化劑和分散劑，包括陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑和兩性表面活性劑；其它助劑，如濕潤(rùn)劑、增稠劑等。
由通式I表示的本發(fā)明的化合物用作殺蟲(chóng)劑中的活性成分時(shí)，在所述殺蟲(chóng)劑中的含量可在0.1％至99.5％的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，并可根據(jù)制劑形式和施用方法確定適當(dāng)?shù)幕钚猿煞趾?。通常，在水乳劑中含?％至50％(重量百分比，下同)所述的活性成分，優(yōu)選其含量為10％至40％；在懸浮劑中含有5％至50％的活性成分，優(yōu)選其含量為5％至40％。
對(duì)于本發(fā)明的殺蟲(chóng)劑的使用，可選擇常用的施藥方法，如莖葉噴霧、水面施用、土壤處理和種子處理等。例如，當(dāng)采用莖葉噴霧時(shí)，作為活性成分的由通式I表示的化合物的可使用濃度范圍為1至1000μg/mL的水乳劑、懸浮劑、水分散顆粒劑、乳油，優(yōu)選其濃度為1至500μg/mL。
本發(fā)明公開(kāi)的含4-氯-3-乙基-1-甲基吡唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚類化合物對(duì)有害昆蟲(chóng)顯示出優(yōu)良的防治效果，因此可用來(lái)制備用于農(nóng)業(yè)、園藝等領(lǐng)域的殺蟲(chóng)劑。
具體實(shí)施方式
為了便于對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步了解，下面提供的實(shí)施例對(duì)其做了更詳細(xì)的說(shuō)明。這些實(shí)施例僅供敘述而并非用來(lái)限定本發(fā)明的范圍或?qū)嵤┰瓌t。
實(shí)施例1：
將4mmol化合物Ⅱa溶于20mL乙腈，隨后加入8mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ6mmol，升溫回流反應(yīng)12小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后，抽濾，濾去固體，母液減壓旋蒸至干，所得殘余物經(jīng)柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物Ia。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.71(s,1H,CH＝N),7.07-7.11(m,1H,Ar-H),6.67-6.99(m,3H,Ar-H),4.96(s,2H,CH2),3.90(s,3H,OCH3),3.78(s,3H,N-CH3),3.61(s,3H,N-CH3),2.61(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.34(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例2：
將10mmol化合物Ⅱb溶于30mL乙腈，隨后加入15mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ13mmol，升溫回流反應(yīng)16小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后，抽濾，濾去固體，母液減壓旋蒸至干，所得殘余物經(jīng)柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物Ib。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.73(s,1H,CH＝N),6.82(s,4H,Ar-H),4.98(s,2H,CH2),3.79(s,3H,OCH3),3.78(s,3H,N-CH3),3.59(s,3H,N-CH3),2.62(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.35(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例3：
將6mmol化合物Ⅱc溶于25mL干燥的DMF，隨后加入10mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ9mmol，升溫至85℃，反應(yīng)18小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后,傾入80mL水中，用乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物Ic。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.76(s,1H,CH＝N),7.18(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),6.90(d,J＝9.2Hz,2H,Ar-H),4.95(s,2H,CH2),3.78(s,3H,N-CH3),3.60(s,3H,N-CH3),2.61(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.35(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例4：
將8mmol化合物Ⅱd溶于30mL干燥的DMF，隨后加入20mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ10mmol，升溫至85℃，反應(yīng)17小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后傾入80mL水中，用乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物Id。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.69(s,1H,CH＝N),7.23(d,J＝7.2Hz,1H,Ar-H),6.99-7.10(m,2H,Ar-H),6.52(d,J＝8.0Hz,1H,Ar-H),4.96(s,2H,CH2),3.76(s,3H,N-CH3),3.58(s,3H,N-CH3),2.61(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.38(s,3H,CH3),2.36(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例5：
將5mmol化合物Ⅱe溶于25mL干燥的DMSO，隨后加入10mmol無(wú)水碳酸鈉和中間體Ⅲ7mmol，升溫至90℃，反應(yīng)20小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后傾入80mL水中，用乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物Ie。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.75(s,1H,CH＝N),7.28(d,J＝9.2Hz,2H,Ar-H),6.83(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),4.96(s,2H,CH2),3.78(s,3H,N-CH3),3.59(s,3H,N-CH3),2.62(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.35(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例6：
將10mmol化合物Ⅱf溶于25mL乙腈，隨后加入20mmol無(wú)水碳酸鈉和中間體Ⅲ11mmol，升溫回流反應(yīng)18小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后，抽濾，濾去固體，母液減壓旋蒸至干，所得殘余物經(jīng)柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物If。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.75(s,1H,CH＝N),7.42(d,J＝9.2Hz,2H,Ar-H),6.77(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),4.96(s,2H,CH2),3.78(s,3H,N-CH3),3.59(s,3H,N-CH3),2.62(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.35(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例7：
將4mmol化合物Ⅱg溶于30mL乙腈，隨后加入9mmol無(wú)水碳酸銫和中間體Ⅲ6mmol，升溫回流反應(yīng)21小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后，抽濾，濾去固體，母液減壓旋蒸至干，所得殘余物經(jīng)柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物Ig。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.77(s,1H,CH＝N),6.94-6.98(m,2H,Ar-H),6.50-6.53(m,1H,Ar-H),4.95(s,2H,CH2),3.79(s,3H,N-CH3),3.65(s,3H,N-CH3),2.61(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.34(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例8：
將10mmol化合物Ⅱh溶于25mL乙腈，隨后加入18mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ13mmol，升溫回流反應(yīng)16小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后，抽濾，濾去固體，母液減壓旋蒸至干，所得殘余物經(jīng)柱層析分離純化得到目標(biāo)化合物Ih。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.74(s,1H,CH＝N),7.12-7.47(m,2H,Ar-H),6.61(d,J＝8.8Hz,1H,Ar-H),4.95(s,2H,CH2),3.78(s,3H,N-CH3),3.62(s,3H,N-CH3),2.62(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.34(s,3H,CH3),1.22(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例9：
樣品對(duì)粘蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性篩選
采用國(guó)際抗性行動(dòng)委員會(huì)(IRAC)提出的浸葉法：供試靶標(biāo)為粘蟲(chóng)，即將適量玉米葉在配好的藥液中充分浸潤(rùn)后自然陰干，放入墊有濾紙的培養(yǎng)皿中，接粘蟲(chóng)3齡中期幼蟲(chóng)10頭/皿，置于24-27℃觀察室內(nèi)培養(yǎng)，2d后調(diào)查結(jié)果。以毛筆觸動(dòng)蟲(chóng)體，無(wú)反應(yīng)視為死蟲(chóng)。試驗(yàn)濃度500μg/mL(其它濃度的藥液可由500μg/mL的藥液稀釋而得)。
實(shí)施例10：
樣品對(duì)蚜蟲(chóng)和褐飛虱的殺蟲(chóng)活性篩選
采用國(guó)際抗性行動(dòng)委員會(huì)(IRAC)提出的噴霧法：供試靶標(biāo)為蚜蟲(chóng)和水稻褐飛虱，即分別將接有蚜蟲(chóng)的蠶豆葉片和接有褐飛虱的水稻苗于Potter噴霧塔下噴霧處理，處理后朱砂葉螨和褐飛虱置于24-27℃觀察室內(nèi)培養(yǎng)，蚜蟲(chóng)置于20-22℃觀察室內(nèi)培養(yǎng)，48h后調(diào)查結(jié)果。以毛筆觸動(dòng)蟲(chóng)體，無(wú)反應(yīng)視為死蟲(chóng)。試驗(yàn)濃度500μg/mL(其它濃度的藥液可由500μg/mL的藥液稀釋而得)。
殺蟲(chóng)活性測(cè)試結(jié)果表明，所有化合物均顯示出較好的殺蟲(chóng)活性。在測(cè)試劑量為500μg/mL時(shí)(表1)，化合物Ⅰa、Ⅰf、Ⅰg和Ⅰh對(duì)粘蟲(chóng)的殺滅效果分別為100％，80％，80％和80％；化合物Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰe、Ⅰf和Ⅰg對(duì)蚜蟲(chóng)的殺滅效果分別為100％，80％，80％，100％，70％和80％；Ⅰb、Ⅰd和Ⅰf對(duì)褐飛虱的抑制率分別為80％，80％和80％。
表1.Ia-Ih的殺蟲(chóng)活性數(shù)據(jù)
以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，將取代吡唑雜環(huán)和吡唑肟活性單元合理地進(jìn)行組合，得到的新型化合物表現(xiàn)出良好生物活性，其中化合物Ⅰa和Ⅰf可選作為殺蟲(chóng)先導(dǎo)，作進(jìn)一步結(jié)構(gòu)衍生與構(gòu)效關(guān)系研究。以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為今后繼續(xù)從事新型吡唑肟類化合物的分子設(shè)計(jì)、合成與生物活性研究提供了重要的結(jié)構(gòu)選擇模式與試驗(yàn)依據(jù)。