本發(fā)明屬于農(nóng)藥領(lǐng)域，具體涉及一種含5-芳基-1,3,4-噁二唑結(jié)構(gòu)的吡唑酰胺類(lèi)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。
吡唑環(huán)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面應(yīng)用廣泛，吡唑類(lèi)化合物具有優(yōu)異的殺蟲(chóng)、殺螨等活性，吡唑雜環(huán)被廣泛地引入到農(nóng)藥化合物分子中，如吡唑酰胺殺蟲(chóng)殺螨劑吡螨胺和唑蟲(chóng)酰胺，對(duì)螨蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)等具有優(yōu)良的殺滅活性(Biochim.Biophys.Acta 1998,1364,236-244)。
噁二唑也是一類(lèi)重要的含氮雜環(huán)，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)道了噁二唑類(lèi)衍生物具有良好的殺蟲(chóng)效果，如Zheng等發(fā)現(xiàn)含雙苯基結(jié)構(gòu)的噁二唑類(lèi)化合物A和B對(duì)粘蟲(chóng)具有較好的殺蟲(chóng)活性,在測(cè)試濃度為125mg/L時(shí)，化合物A和B對(duì)粘蟲(chóng)的防治效果分別為100％和58.62％(J.Fluorine Chem.2003,123,163-169)；Oliveira等人報(bào)道的含噁二唑結(jié)構(gòu)的羧酸衍生物C和D對(duì)埃及伊蚊具有較好的防治效果，其LC50值分別為49.3和50.5mg/L(Bioorg.Med.Chem.2013,21,6996-7003)。
因此，為了尋找具有較好生物活性的化合物，合理地將吡唑酰胺單元與取代噁二唑雜環(huán)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(lèi)含5-芳基-1,3,4-噁二唑結(jié)構(gòu)的吡唑酰胺類(lèi)化合物，以滿(mǎn)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5-芳基-1,3,4-噁二唑結(jié)構(gòu)的吡唑酰胺類(lèi)化合物，其特征在于具備如結(jié)構(gòu)：
該類(lèi)含5-芳基-1,3,4-噁二唑結(jié)構(gòu)的吡唑酰胺類(lèi)化合物制備方法，其特征在于化合物Ia～I(xiàn)e可通過(guò)下列反應(yīng)合成得到：
其中，中間體Ⅱa～Ⅱc可參照文獻(xiàn)(J.Agric.Food Chem.2013,61,8730-8736)的方法合成得到；中間體Ⅲa～Ⅲd的合成參照文獻(xiàn)報(bào)道的常規(guī)方法(Chemical Reagents 2004,26,99-100)。
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)有鱗翅目害蟲(chóng)如棉鈴蟲(chóng)、甜菜夜蛾、小菜蛾、菜青蟲(chóng)、稻縱卷葉螟和二化螟等，同翅目害蟲(chóng)如葉蟬、飛虱、蚓蟲(chóng)、粉虱等，雙翅目害蟲(chóng)如家蠅、潛葉蠅、蚊類(lèi)等，直翅目和鞘翅目等害蟲(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5-芳基-1,3,4-噁二唑結(jié)構(gòu)的吡唑酰胺類(lèi)化合物對(duì)有害昆蟲(chóng)具有優(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Ⅲa溶于30mL DMF，隨后加入15mmol DIPEA(N,N-二異丙基乙胺)。室溫條件下向其中加入中間體Ⅱa 6mmol，加畢，室溫?cái)嚢?2小時(shí)。停止反應(yīng)，將反應(yīng)液倒入盛有100mL水的燒杯中，乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，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):δ8.05-8.08(m,2H,Ar-H),7.49-7.66(m,3H,Ar-H and NH),7.39-7.45(m,1H,Ar-H),7.07-7.24(m,3H,Ar-H),4.99(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),4.25(s,3H,N-CH3).
實(shí)施例2：
將5mmol化合物Ⅲb溶于20mL二氯甲烷，隨后加入30mmol吡啶，室溫條件下向其中加入中間體Ⅱa 7mmol。加畢，加熱回流反應(yīng)10小時(shí)。停止反應(yīng)，將反應(yīng)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):δ8.00(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.39-7.66(m,6H,Ar-H and NH),7.07-7.14(m,1H,Ar-H),4.99(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),4.25(s,3H,N-CH3).
實(shí)施例3：
將8mmol化合物Ⅲb溶于20mL乙腈，隨后加入26mmol吡啶。冰浴條件下向其中加入中間體Ⅱb 10mmol，加畢，加熱回流反應(yīng)13小時(shí)。停止反應(yīng)，將反應(yīng)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):δ8.00(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.78(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),7.42-7.51(m,5H,Ar-H and NH),4.98(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),4.24(s,3H,N-CH3).
實(shí)施例4：
將10mmol化合物Ⅲc溶于25mL四氫呋喃，隨后加入30mmol三乙胺。冰浴條件下向其中加入中間體Ⅱc 11mmol，加畢，繼續(xù)冰浴攪拌8小時(shí)。停止反應(yīng)，將反應(yīng)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):δ9.28(s,1H,NH),7.99-8.04(m,2H,Ar-H),7.70-7.81(m,2H,Ar-H),4.88(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),3.94(s,3H,N-CH3),2.62(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),1.23(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例5：
將10mmol化合物Ⅲd溶于25mL 1,2-二氯乙烷，隨后加入22mmol碳酸鈉。冰浴條件下向其中加入中間體Ⅱc 10mmol，加畢，繼續(xù)室溫?cái)嚢?1小時(shí)。停止反應(yīng)，將反應(yīng)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Ie。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.21(s,1H,NH),7.87(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),7.42(d,J＝8.0Hz,2H,Ar-H),4.80(d,J＝5.6Hz,2H,CH2),3.88(s,3H,N-CH3),2.57(q,J＝7.6Hz,2H,CH2),2.40(s,3H,Ar-CH3),1.17(t,J＝7.6Hz,3H,CH3).
實(shí)施例6：
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)，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)濃度為500μg/mL(其它濃度的藥液可由500μg/mL的藥液稀釋而得)。
實(shí)施例7：
樣品對(duì)蚜蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性篩選
采用國(guó)際抗性行動(dòng)委員會(huì)(IRAC)提出的噴霧法：供試靶標(biāo)為蚜蟲(chóng)，即將接有蚜蟲(chóng)的蠶豆葉片于Potter噴霧塔下噴霧處理，處理后蚜蟲(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)濃度為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)果顯示，所有化合物均表現(xiàn)出殺蟲(chóng)活性。在測(cè)試濃度為500μg/mL時(shí)(表1)，化合物Ⅰa,Ⅰc和Ⅰd對(duì)粘蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性相對(duì)較好，其殺滅效果分別為90％,100％和90％；化合物Ⅰe對(duì)蚜蟲(chóng)的殺蟲(chóng)效果相對(duì)較高，其抑制率為100％。
表1.Ia-Id的初步殺蟲(chóng)活性數(shù)據(jù)
以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，將取代噁二唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)和吡唑酰胺骨架合理地進(jìn)行拼接，得到的新型化合物顯示出良好生物活性，這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同時(shí)也為今后繼續(xù)從事新型吡唑酰胺類(lèi)化合物的分子合成與生物活性研究提供了重要的結(jié)構(gòu)選擇模式與理論依據(jù)。