含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物的合成及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及如通式(I)所示的含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物的制備與應(yīng)用，該類化合物代表一種廣譜高效的殺蟲殺菌劑結(jié)構(gòu)類型。含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物用作新型殺蟲殺菌劑能很好地防治東方粘蟲、小菜蛾、甜菜夜蛾；也很很好地用于防治黃瓜褐斑病、黃瓜細(xì)菌性角斑病、黃瓜枯萎病、黃瓜霜霉病、黃瓜白粉病、番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病、水稻紋枯病。式中R1、R2、R3的意義見說明書。
【專利說明】
含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物的合成及其應(yīng)用 一、
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物及其作為殺蟲劑和殺菌劑方面的應(yīng) 用，屬農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] 新煙堿類殺蟲劑是繼有機(jī)磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯之后又一大類重要的殺蟲 劑。其作用于昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)，高效、有選擇性對哺乳動物安全，且與傳統(tǒng)的農(nóng)藥之間不 存在交互抗性。20世紀(jì)80年代中期，日本農(nóng)藥與拜耳公司開發(fā)出了第一個新煙堿類殺蟲劑 吡蟲啉，并于1991年商品化。由于吡蟲啉具有新穎的作用方式、高效廣譜、選擇性好、對環(huán)境 友好等特點(diǎn)，世界上一些大的農(nóng)藥公司相繼將注意力集中到煙堿類似物的研究，成為殺蟲 劑開發(fā)的一大熱點(diǎn)。通過對該類化合物官能團(tuán)變換和構(gòu)效關(guān)系研究，相繼開發(fā)了一系列具 有新型雜環(huán)結(jié)構(gòu)的超高效新煙堿類殺蟲劑。目前已經(jīng)商品化的新煙堿類殺蟲劑有7個:吡蟲 啉（imidacloprid)、噻蟲嗪（thiamethoxam)、噻蟲啉（thiacloprid)、咲蟲胺 (dinotefuran)、啶蟲脒（acetamiprid)、稀啶蟲胺（nitenpyram)、噻蟲胺（clothianidin)。
[0003]
[0004] 近年來，農(nóng)用化學(xué)品領(lǐng)域以魚尼丁受體為靶標(biāo)殺蟲劑的研發(fā)取得了突破性進(jìn)展。 日本農(nóng)藥公司、拜耳公司和杜邦公司分別發(fā)現(xiàn)了兩類高活性殺蟲劑-鄰苯二甲酰胺類和鄰 甲酰氨基苯甲酰胺類，這是首次發(fā)現(xiàn)作用于靶標(biāo)魚尼丁受體的合成殺蟲劑，它通過誘導(dǎo)昆 蟲魚尼丁受體的活化使內(nèi)源鈣離子庫釋放，進(jìn)而導(dǎo)致昆蟲死亡。此類殺蟲劑表現(xiàn)出高效、廣 譜、對非靶標(biāo)生物安全以及與傳統(tǒng)殺蟲劑無交互抗性等特點(diǎn)。
[0005] 氯蟲酰胺（chlorantraniliprole)，化學(xué)名稱3-溴-N-[4-氯-2-甲基-6-[(甲氨基 甲?；?苯]氯P比啶_2_基)-1Η_Ρ比唑_5_甲酰胺，商品名康寬(Ryanxypyr)。它是美國 杜邦公司開發(fā)出來的一種新型鄰甲酰胺基苯甲酰胺類殺蟲劑，屬昆蟲魚尼丁受體抑制劑， 具有觸殺和胃毒作用，表現(xiàn)出高效、廣譜、持效和作用機(jī)理新穎等特點(diǎn)，可用于防治各種鱗 翅目害蟲，其防治效果明顯優(yōu)于當(dāng)前生產(chǎn)中使用的其它商品化殺蟲劑品種，對其它殺蟲劑 不存在交互抗性，且對天敵昆蟲安全，可用于蔬菜、甜菜、棉花等作物防治甜菜夜蛾、甘藍(lán)夜 蛾、小菜蛾、菜粉蝶、棉鈴蟲等各種害蟲，對各齡期幼蟲都有很好的防治效果。目前是魚尼丁 受體類殺蟲劑研究的熱點(diǎn)。
[0006] 目前已經(jīng)商品化的魚尼丁受體類殺蟲劑有以三個：
[0007]
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一類含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物及其應(yīng)用，該類化合物 具有優(yōu)異的殺蟲、殺菌活性。
[0009] 本發(fā)明是通式(I)所示的含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物的制備與應(yīng)用：
[0010]
(!)
[0011] 式中，R1代表硝基或氰基;R2代表氫、鹵素、1-6碳烷基、一個或一個以上相同或不同 的鹵素原子取代的烷基;R3代表鹵素、取代或未取代的烷氧基、稀氧基、塊氧基、環(huán)烷氧基。
[0012] 本發(fā)明說述的含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物可以按如下方法制備：中間體3和5 由乙二胺和相應(yīng)的原料1或4反應(yīng)制備得到。相應(yīng)取代的中間體6與中間體3或5反應(yīng)制得目 標(biāo)通式（I)的含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物。
[0013]
[0014]
[0015]化合物1、4和6是市售的或按已知方法制備的。
[0016] 本發(fā)明還可用表1列出的化合物來說明，但并不限定本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明通式(I)的化合物具有優(yōu)異的殺蟲殺菌活性，作為殺蟲劑，能用于防治鱗翅 目類、鞘翅目類、同翅目類、雙翅目類及直翅目類害蟲；作為殺菌劑，能用于防治黃瓜褐斑 病、黃瓜細(xì)菌性角斑病、黃瓜枯萎病、黃瓜霜霉病、黃瓜白粉病、番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病、水稻紋 枯病。
[0018] 本發(fā)明通式（I)的化合物可以直接使用，也可以加上農(nóng)業(yè)上接受的載體使用，也可 以和其他類型殺蟲劑殺菌劑復(fù)配使用。 四、【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明：
[0020] 實(shí)施例一：中間體N-硝基亞氨基咪唑烷的合成
[0021]中間體3的合成：將乙二胺（I.44g，0.024mol)溶于2mL氯仿，滴入化合物I(3.32g， 0.02mol)的氯仿溶液中，保持溫度在25-27°C，3h后，脫除大部分溶劑，得白色固體，過濾，用 乙醚洗滌（2 X 5mL)，干燥得N-硝基亞氨基咪唑烷2.42g，收率93.2 %，m. p . 215-217°C，1H NMR(DMS〇-d6,，400MHz)S:7.66(s，br，2H，NH)，3.42~3.49(m，4H，CH2CH2).
[0022]實(shí)施例二：中間體N-氰基亞氨基咪唑烷的合成
[0023]中間體5的合成：將乙二胺（1.448,0.024111〇1)溶于21^氯仿，滴入化合物4(2.92 8， 0.02mol)的氯仿溶液中，保持溫度在25-27°C，3h后，脫除大部分溶劑，得白色固體，過濾，用 乙醚洗滌（2 X 5mL)，干燥得N-氰基亞氨基咪唑烷2.17g，收率98.9 %，m. p . 205-206°C，1H NMR(DMS0-d6,400MHz)5：7.68(s,br,2H,NH),3.46(m,4H,CH 2CH2).
[0024]實(shí)施例三:通式（I)化合物合成
[0025] 將酸6 (1 · Ommo 1)溶于20mL二氯甲烷，加入草酰氯(0 · 38g，3mmol)和兩滴DMF。反應(yīng) 混合物在室溫反應(yīng)3h，減壓蒸除溶劑得酰氯粗品。將中間體3或5(1. Ommol)溶于20mL乙腈， 加入無水碳酸鉀1.5mmo 1，室溫下攪拌IOmin。將酰氯粗品溶于IOmL乙腈，緩慢滴入上液，滴 畢，升溫至回流，5h后反應(yīng)結(jié)束，冷卻，脫除乙腈，加入二氯甲烷(SOmL)，然后分別用飽和氯 化鈉水溶液(20mL)和水(50mL)洗滌有機(jī)層，無水Na 2SO4干燥，過濾，濾液濃縮，剩余物經(jīng)硅膠 色譜柱減壓柱層析，洗脫液為乙酸乙酯和石油醚混合溶劑，得通式（I)的化合物，具體化合 物見表1。
[0026] 表1含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物（I)列表

[0029] aThe value of HRMS[M+Na]+.
[0030] 實(shí)施例四：生物活性測試
[0031] 利用本發(fā)明提供的衍生物α-1~1-28)進(jìn)行測試，驗(yàn)證對害蟲生物活性評價(jià)：
[0032]將本發(fā)明提供的任一種衍生物（1-1~1-28)溶于溶劑、水和表面活性劑，混合成為 均一水相，使用時(shí)可用水稀釋至任何所需的濃度，測試對象和測試方法如下：
[0033] 1)對東方粘蟲的生物活性評價(jià)：供試?yán)ハx是東方粘蟲（Mythimna separata Walker)，室內(nèi)用玉米葉飼養(yǎng)的正常群體。采用浸葉法，浸漬苗期玉米葉于已配置好的溶液 中，晾干后放入直徑7cm培養(yǎng)皿中，接入4齡幼蟲，每個濃度重復(fù)3次;對照用丙酮溶液浸漬玉 米葉飼養(yǎng)幼蟲;24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)后觀察試驗(yàn)結(jié)果；
[0034] 2)對小菜蛾的生物活性評價(jià):供試?yán)ハx是小菜蛾2齡幼蟲(Plutella xylostella (L.))，為室內(nèi)正常飼養(yǎng)的正常群體;采用浸葉法，用鑷子浸漬甘藍(lán)葉片于已配置好的溶液 中，時(shí)間2-3秒，甩掉余液;每次1片，每個樣品共3片;待藥液干后，放入IOcm長的直型試管 內(nèi)，接入2齡小菜蛾幼蟲，用紗布蓋好管口；將試驗(yàn)處理置于標(biāo)準(zhǔn)處理室內(nèi)，24小時(shí)、48小時(shí)、 72小時(shí)后觀察試驗(yàn)結(jié)果；
[0035] 3)對甜菜夜蛾的生物活性評價(jià):供試?yán)ハx是甜菜夜蛾3齡幼蟲(Laphygma exigua Hubner)，為室內(nèi)正常飼養(yǎng)的正常群體;采用浸葉法，用鑷子浸漬甘藍(lán)葉片于已配置好的溶 液中，時(shí)間2-3秒，甩掉余液;每次1片，每個樣品共3片；待藥液干后，放入直徑7cm培養(yǎng)皿 中，接入甜菜夜蛾3齡幼蟲，將試驗(yàn)處理置于標(biāo)準(zhǔn)處理室內(nèi)，24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)后觀察 試驗(yàn)結(jié)果；
[0036] 上述試驗(yàn)的部分測試結(jié)果如表2所示。
[0037] 表 2
[0039] 表中死亡率等級：A級為100%-90% ;B級為90%-70% ;C級為70%-50% ;D級為 50%-0%〇
[0040] 實(shí)施例七:防治蔬菜病害活體微量篩選試驗(yàn)
[0041] 選用2片子葉期黃瓜苗，黃瓜褐斑病、白粉病、霜霉病采用孢子懸浮液噴霧接種，黃 瓜細(xì)菌性角斑病、番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病采用菌懸液噴霧接種，黃瓜枯萎病病采用胚根浸種接 種方法，水稻紋枯病采用菌絲噴霧接種法。于晴天上午將供試藥劑及對照藥劑均勻噴施于 黃瓜子葉上，2小時(shí)后接種病原菌，保濕培養(yǎng)。待對照充分發(fā)病后按照分級標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查病情， 計(jì)算病情指數(shù)和防效。表3為部分化合物的測試結(jié)果。
[0042]表3部分化合物防治蔬菜病害活體微量篩選試驗(yàn)結(jié)果(500mg kg4)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物，其特征在于它具有如下通式(I)所示結(jié)構(gòu)：式中，Rl·代表硝基或氰基;R2代表氫、鹵素、1-6碳烷基、一個或一個以上相同或不同的鹵 素原子取代的烷基;R3代表鹵素、取代或未取代的烷氧基、稀氧基、塊氧基、環(huán)烷氧基。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物，其特征在于，Ri為硝基或氰 基;R2為氫、鹵素;R 3為氯、溴、甲氧基、乙氧基、異丙氧基、烯丙氧基、炔丙氧基、三氟乙氧基。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物的應(yīng)用，其特征在于它作為 殺蟲劑，能用于防治鱗翅目類、鞘翅目類、同翅目類、雙翅目類及直翅目類害蟲。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含咪唑烷環(huán)的吡啶基吡唑衍生物的應(yīng)用，其特征在于它作為 殺菌劑，能用于防治黃瓜褐斑病、黃瓜細(xì)菌性角斑病、黃瓜枯萎病、黃瓜霜霉病、黃瓜白粉 病、番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病、水稻紋枯病。
【文檔編號】A01P7/04GK105859688SQ201610263880
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】趙毓, 周莎, 熊麗霞, 李永強(qiáng), 童軍, 王紅學(xué)
【申請人】南開大學(xué)