本發(fā)明屬于農(nóng)藥領(lǐng)域，具體涉及一種含嘧啶硫醚結(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。
吡唑肟類衍生物是一類重要的含氮雜環(huán)化合物，其代表性化合物如唑螨酯，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)、殺螨效果，如Fu等研究發(fā)現(xiàn)含吡啶雜環(huán)結(jié)構(gòu)的吡唑肟衍生物A和B對(duì)蚜蟲(chóng)和螨蟲(chóng)具有較好的抑制作用，化合物A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B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)；Dai等報(bào)道的化合物C和D對(duì)蚜蟲(chóng)、螨蟲(chóng)及小菜蛾等表現(xiàn)出優(yōu)異的殺蟲(chóng)殺螨活性。在測(cè)試濃度為100μg/mL時(shí)，化合物C和D對(duì)蚜蟲(chóng)的防治效果均為100％；化合物C和D對(duì)螨蟲(chóng)的防治效果分別為100％和90％；化合物C和D對(duì)小菜蛾的防治效果分別為60％和100％(Bioorg.Med.Chem.Lett.2016,26,3818–3821)。
嘧啶環(huán)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面應(yīng)用廣泛，嘧啶類化合物因其高效、低毒和環(huán)境友好等特點(diǎn)已成為殺蟲(chóng)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。嘧啶雜環(huán)單元結(jié)構(gòu)被廣泛地引入到農(nóng)藥分子中，如Chai等人報(bào)道的嘧啶類化合物E和F具有較好的殺螨活性，在測(cè)試濃度為5mg/L時(shí)，化合物E和F對(duì)螨蟲(chóng)的防治效果均為100％(Chin.Chem.Lett.2014,25,137-140)。
因此，為了繼續(xù)從吡唑肟類衍生物中尋找具有較好生物活性的化合物，采用活性亞結(jié)構(gòu)拼接原理，合理地將取代嘧啶基團(tuán)與吡唑肟骨架結(jié)合起來(lái)，本發(fā)明公開(kāi)了一類具有農(nóng)用殺蟲(chóng)應(yīng)用價(jià)值的含嘧啶硫醚結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚化合物。
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)境友好的一類含嘧啶硫醚結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚化合物，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)明所述含嘧啶硫醚結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚化合物，其特征在于具備如下結(jié)構(gòu)：
該類含嘧啶硫醚結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚化合物制備方法，其特征在于化合物Ⅰa～Ⅰg可通過(guò)下列反應(yīng)合成得到：
其中，中間體Ⅱa～Ⅱg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(Chin.Chem.Lett.2014,25,1014-1016)。
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)的含嘧啶硫醚結(jié)構(gòu)的吡唑肟醚化合物對(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5mmol化合物Ⅱa溶于30mL無(wú)水DMF，隨后加入12mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ6mmol，升溫至55℃，反應(yīng)10小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后,傾入100mL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Ia。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.79(s,1H,CH＝N),7.57(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.32(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),6.82(s,4H,Ar-H),5.71(s,1H,Pyrimidine-H),5.03(s,2H,CH2),3.77(s,3H,OCH3),3.72(s,6H,2×OCH3),3.60(s,3H,N-CH3),2.35(s,3H,CH3).
實(shí)施例2：
將4mmol化合物Ⅱb溶于30mL乙腈，隨后加入12mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ6mmol，升溫回流反應(yīng)14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):δ7.80(s,1H,CH＝N),7.56(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.31(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),7.09(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),6.77(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),5.70(s,1H,Pyrimidine-H),5.03(s,2H,CH2),3.71(s,6H,2×OCH3),3.58(s,3H,N-CH3),2.35(s,3H,CH3),2.30(s,3H,CH3).
實(shí)施例3：
將4mmol化合物Ⅱc溶于30mL乙腈，隨后加入9mmol無(wú)水碳酸鉀和中間體Ⅲ5mmol，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Ic。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.81(s,1H,CH＝N),7.56(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),7.29-7.33(m,4H,Ar-H),7.08-7.12(m,1H,Ar-H),6.88(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),5.70(s,1H,Pyrimidine-H),5.02(s,2H,CH2),3.72(s,6H,2×OCH3),3.59(s,3H,N-CH3),2.35(s,3H,CH3).
實(shí)施例4：
將4mmol化合物Ⅱd溶于30mL乙腈，隨后加入8mmol無(wú)水碳酸銫和中間體Ⅲ5mmol，升溫回流反應(yīng)15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Id。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.73(s,1H,CH＝N),7.51(d,J＝10.4Hz,2H,Ar-H),7.23(d,J＝10.4Hz,2H,Ar-H),6.75-6.96(m,4H,Ar-H),5.64(s,1H,Pyrimidine-H),4.95(s,2H,CH2),3.65(s,6H,2×OCH3),3.54(s,3H,N-CH3),2.27(s,3H,CH3).
實(shí)施例5：
將4mmol化合物Ⅱe溶于25mL干燥的DMF，隨后加入8mmol無(wú)水碳酸鈉和中間體Ⅲ7mmol，升溫至80℃，反應(yīng)19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):δ7.80(s,1H,CH＝N),7.58(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),7.25-7.30(m,4H,Ar-H),6.82(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),5.70(s,1H,Pyrimidine-H),5.00(s,2H,CH2),3.72(s,6H,2×OCH3),3.59(s,3H,N-CH3),2.34(s,3H,CH3).
實(shí)施例6：
將10mmol化合物Ⅱf溶于30mL DMSO，隨后加入22mmol無(wú)水碳酸鈉和中間體Ⅲ13mmol，升溫至80℃，反應(yīng)17小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后傾入100mL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If。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.80(s,1H,CH＝N),7.58(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.40(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),7.28(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),6.77(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),5.71(s,1H,Pyrimidine-H),5.00(s,2H,CH2),3.72(s,6H,2×OCH3),3.59(s,3H,N-CH3),2.33(s,3H,CH3).
實(shí)施例7：
將5mmol化合物Ⅱg溶于30mL DMF，隨后加入12mmol無(wú)水碳酸銫和中間體Ⅲ6mmol，升溫至60℃，反應(yīng)13小時(shí)。將反應(yīng)液冷卻至室溫后傾入90mL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Ig。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.80(s,1H,CH＝N),7.57-7.60(m,4H,Ar-H),7.28(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),6.65(d,J＝9.2Hz,2H,Ar-H),5.71(s,1H,Pyrimidine-H),5.00(s,2H,CH2),3.72(s,6H,2×OCH3),3.59(s,3H,N-CH3),2.34(s,3H,CH3).
實(shí)施例8：
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9：
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，所有化合物均表現(xiàn)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和Ⅰd對(duì)粘蟲(chóng)的殺滅效果分別為80％和60％；化合物Ⅰd和Ⅰe對(duì)蚜蟲(chóng)的殺滅效果分別為60％和70％；Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe、Ⅰf和Ⅰg對(duì)褐飛虱的殺滅效果分別為80％，100％，100％，100％，100％，90％和80％。
表1.Ia-Ig的殺蟲(chóng)活性數(shù)據(jù)
以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，將嘧啶硫醚結(jié)構(gòu)單元與吡唑肟活性單元合理地進(jìn)行組合，得到的新型化合物顯示良好的生物活性，其中化合物Ⅰd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。這些實(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理論依據(jù)。