CN102127065A

CN102127065A - 邻杂环甲酰取代苯胺类化合物及其合成方法和应用

Info

Publication number: CN102127065A
Application number: CN 201110003175
Authority: CN
Inventors: 张湘宁; 倪珏萍; 刘丽; 曹斌; 周亚岭; 朱红军; 张雁南; 李钰皓; 谭海军; 王娜; 何海兵; 曾霞
Original assignee: JIANGSU PESTICIDE RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: JIANGSU PESTICIDE RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2031-01-07
Also published as: CN102127065B

Abstract

本发明公开了邻杂环甲酰取代苯胺类化合物及其合成方法和应用，该邻杂环甲酰取代苯胺类化合物的结构如式(I)或(II)所示，式中，X₁或X₂分别独立地为氢、卤素或氰基；Z为氧或硫；R₁或R₂分别独立地为卤素、氰基或硫氰基。本发明公开的新型邻杂环甲酰取代苯胺类化合物对有害昆虫具有优良的防治效果，该化合物可用制备农业、园艺等领域的杀虫剂，具有高效、低毒、环境友好的优点。

Description

邻杂环甲酰取代苯胺类化合物及其合成方法和应用

技术领域

本发明属于农药领域，具体涉及一种可以作为杀虫剂的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物及其制备方法。

背景技术

害虫的防治一直以来是农药科学研究的核心领域，杀虫剂的普遍使用，使得多数虫害得到了有效治理。随着杀虫剂应用规模的不断加大，有机合成杀虫剂在使用中产生的抗药性等问题也愈发凸显。因此，作用于全新靶点的低毒化合物成为了杀虫剂研究的必然趋势。

发明内容

本发明的目的是提供针对各种害虫具有优良防治效果，并具有高效、安全、环境相容性好等特点的一类邻杂环甲酰苯胺类化合物，以满足作物保护对高效安全杀虫剂的需求。

本发明的另一目的是提供一种上述化合物的制备方法。

本发明还有一个目的是提供上述化合物在制备杀虫剂方面的用途。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

式(I)、(II)所示的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物，

式中，X₁或X₂分别独立地为氢、卤素或氰基；Z为氧或硫；

R₁或R₂分别独立地为卤素、氰基或硫氰基。

本发明中的X₁或X₂分别独立地优选为H、F、Cl、Br或CN；X₁或X₂分别独立地进一步优选为H、F、Cl或Br；其中X₁最优选为Cl、Br或CN；其中X₂最优选为Cl、Br或CN。

本发明中的R₁或R₂分别独立地为卤素、氰基或硫氰基，其中R₁优选为Cl、Br、氰基或硫氰基，R₂优选为Cl、Br、氰基或硫氰基。

通式(I)和(II)所示的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物的制备方法分别如下：

Z为氧时，在中性条件下、极性非质子溶剂中，在室温下，将中间体M1与相应的卤素、氰基或硫氰基酰肼试剂反应开环并脱去一水分子得到通式(I1)所示的化合物，其反应路线为：

Z为S时，在溶剂中将中间体M1与相应的试剂R₁C＝SNHNH₂反应并脱去一水分子得到通式I2所示化合物，反应路线为：

在碱性条件下、极性质子溶剂中，在70-80℃或回流温度下，中间体M4与相应的反应试剂HON＝CNH₂R₂缩合成环得到通式(II)所示的化合物，反应路线为：

当R₁或R₂为硫氰基时，还可以先采用上述方法制备出R₁或R₂为卤素的式I1、I2或II的化合物，再将其进一步与硫氰化钠在极性非质子溶剂中，于20-30℃下进行硫氰化反应，从而间接制备出R₁或R₂为硫氰基的式I1、I2或II化合物。

本发明中所述的碱性条件采用强碱或弱碱，强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、醇钠等；所述的弱碱为吡啶、三乙胺等；所述的极性质子溶剂为醇、甲苯、苯等溶剂；所述的极性非质子溶剂为DMF等溶剂。本发明中所述的极性非质子溶剂为DMF等溶剂。

中间体M4由原料(M1)与CH₃OH/CH₃ONa回流反应10小时温度制得(参照文献：Journal of Medicinal Chemistry 1989，Vol 32，No.1265-272)，反应路线为：

通式(I)和(II)化合物对昆虫具有优良的防治活性，因而本发明的化合物可用作制备杀虫剂，进而保护农业、园艺等植物。所述的昆虫有鳞翅目害虫如棉铃虫、甜菜夜蛾、小菜蛾、菜青虫、稻纵卷叶螟和二化螟等，同翅目害虫如叶蝉、飞虱、蚜虫、粉虱等，双翅目害虫如家蝇、潜叶蝇、蚊类等，直翅目和鞘翅目等害虫等。当然，本发明的化合物可防治的有害生物不限于上述举例的范围。

当由通式(I)和(II)表示的本发明的化合物用作农业、园艺等领域的杀虫剂时，可单独使用，或以杀虫组合物的方式使用，如以式(I)或式(II)为活性成分，加上本领域常用的农药助剂加工成水乳剂、悬浮剂、水分散颗粒剂、乳油等。

常用的农药助剂包括：液体载体，如水；有机溶剂如甲苯、二甲苯、环己烷、甲醇、丁醇、乙二醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙醚、二甲亚砜、动物和植物油及脂肪酸；常用的表面活性剂如乳化剂和分散剂，包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂；其它助剂，如湿润剂、增稠剂等。

由通式(I)和(II)表示的本发明的化合物用作杀虫剂中的活性成分时，在所述杀虫剂中的含量可在0.1％至99.5％的范围内进行选择，并可根据制剂形式和施用方法确定适当的活性成分含量。通常，在水乳剂中含有5％至50％(重量百分比，下同)所述的活性成分，优选其含量为10％至40％；在悬浮剂中含有5％至50％的活性成分，优选其含量为5％至40％。

例如，对于所述水乳剂、悬浮剂，可将作为活性成分的本发明化合物与溶剂和表面活性剂等助剂进行均匀混合而制成，使用时可用水稀释到指定浓度。对于所述水分散颗粒剂，可将作为活性成分的本发明化合物、固体载体和表面活性剂等混合并进行粉碎而制成，使用时用水进行稀释。当然，制剂的加工方法绝不限于上述内容。本领域的技术人员可根据所述活性成分和使用目的等，选择合适的方法。

除了作为活性成分的由通式(I)和(II)表示的所述化合物之外，本发明的杀虫剂可包含其它杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、昆虫生长调节剂、植物生长调节剂和土壤改良剂等任何适用的活性成分。

对于本发明的杀虫剂的使用，可选择常用的施药方法，如茎叶喷雾、水面施用、土壤处理和种子处理等。例如，当采用茎叶喷雾时，作为活性成分的由通式(I)和(II)表示的化合物的可使用浓度范围为1至1000mg/L的水乳剂、悬浮剂、水分散颗粒剂、乳油，优选其浓度为1至500mg/L。

本发明公开的新型邻杂环甲酰取代苯胺类化合物对有害昆虫具有优良的防治效果，因此该化合物可用制备农业、园艺等领域的杀虫剂，具有高效、低毒、环境友好的优点。

具体实施方式

为了便于对本发明的进一步了解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。这些实施例仅供叙述而并非用来限定本发明的范围或实施原则。

实施例1：

反应通式：

化合物NO.29(X₂＝Cl，R₂＝CN)：3-溴-N-(4-氯-2-(3-氰基-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的合成

将1.0g(2.07mmol)M4和0.33g(4.46mol)HON＝CNH₂CN加至15mL的乙醇中，冰浴冷却至0℃后，缓慢滴加乙醇钠的乙醇溶液(由0.1g的金属钠加至10mL的乙醇中搅拌反应30min得到)，完后冷至室温保持反应2h，加热回流反应过夜。次日冷至室温后，过滤，滤液缓慢倾入水中，搅拌2h以上，静置，过滤，水洗，干燥即得灰白色固体产品0.6g。

化合物NO.45(X₂＝CN，R₂＝Br)：3-溴-N-(4-氰基--2-(3-溴-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的合成

按实施例化合物NO.29的合成方法，将M4与HON＝CNH₂Br进行反应合成得相应的标题化合物。

化合物NO.46(X₂＝Br，R₂＝SCN)：3-溴-N-(4-溴--2-(3-硫氰基-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的合成

先按实施例化合物NO.29的合成方法，将M4与HON＝CNH₂Cl进行反应合成化合物IIa(X₂＝Br，R₂＝Cl)3-溴-N-(4-溴--2-(3-氯-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺。

取2.0g(3.6mmol)3-溴-N-(4-溴--2-(3-氯-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺悬浮于20mL DMF中，加入0.5g硫氰化钠，室温反应过夜，减压脱溶后，水洗，过滤，环己烷重结晶，干燥，得相应的标题化合物1.0g。

实施例2

反应通式：

化合物NO.31(X₁＝Cl，R₁＝CN)：3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噁二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

取2.0g(4.2mmol)2-(3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-5-吡唑)-6-氯-8-甲基-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮(M1)悬浮于40mL DMF中，加入0.8g CNCONHNH₂，室温反应过夜，加入对甲苯磺酸1.0g和20mL甲苯，加热至回流反应4h，脱溶后用环己烷重结晶，干燥得相应的标题化合物(NO.31)1.2g。

化合物NO.32(X₁＝Cl，R₁＝Cl)：3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噁二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

按实施例2化合物NO.31的合成方法，将MI与ClCONHNH₂进行反应合成得相应的标题化合物。

化合物NO.33(X₁＝Cl，R₁＝SCN)：3-溴-N-(2-(5-硫氰基-2-1，3，4-噁二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

取2.0g(3.8mmol)3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噁二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺悬浮于20mLDMF中，加入0.5g硫氰化钠，室温反应过夜，，减压脱溶后，水洗，过滤，环己烷重结晶，干燥，得相应的标题化合物1.3g。

化合物NO.47(X₁＝Br，R₁＝CN)：3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噁二唑)-4-溴-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

按实施例2化合物NO.31的合成方法，将MI与CNCONHNH₂进行反应合成得相应的标题化合物。

化合物NO.48(X₁＝CN，R₁＝SCN)：3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噁二唑)-4-氰基-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

先按实施例2化合物NO.31的方法合成Ia化合物(X₁＝CN，R₁＝Cl)：3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噁二唑)-4-氰基-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺。

取2.0g(3.7mmol)3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噁二唑)-4-氰基-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺悬浮于20mL DMF中，加入0.5g硫氰化钠，室温反应过夜，，减压脱溶后，水洗，过滤，环己烷重结晶，干燥，得相应的标题化合物1.2g。

实施例3

反应通式：

化合物NO.34(X₁＝Cl，R₁＝CN)：3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噻二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

取2.0g(4.2mmol)2-(3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-5-吡唑)-6-氯-8-甲基-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮(M1)悬浮于40mL DMF中，加入0.5gCNC＝SNHNH₂，室温反应过夜，加入对甲苯磺酸1.0g和20mL甲苯，加热至回流反应4h，脱溶后，水洗，过滤，用环己烷重结晶，干燥，得相应的标题化合物1.2g。

化合物NO.35(X₁＝Br，R₁＝CN)：3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噻二唑)-4-溴-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

按实施例3化合物NO.34的合成方法进行反应合成得相应的标题化合物。

化合物NO.36(X₁＝CN，R₁＝Cl)：3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噻二唑)-4-氰基-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

按实施例3化合物NO.34的合成方法，将MI与ClC＝SNHNH₂进行反应，合成得相应的标题化合物。

化合物NO.37(X₁＝Cl，R₁＝Cl)：3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噻二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

按实施例3化合物NO.34的合成方法，将MI与ClC＝SNHNH₂进行反应合成得相应的标题化合物。

化合物NO.38(X₁＝Cl，R₁＝SCN)：3-溴-N-(2-(5-硫氰基-2-1，3，4-噻二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺的合成

取2.0g(3.8mmol)3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噻二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺悬浮于20mL DMF中，加入0.5g硫氰化钠，室温反应过夜，减压脱溶后，水洗，过滤，环己烷重结晶，干燥，得相应的标题化合物1.0g。

各实施例所制得的化合物如表1、2所示：

表1

表2

下面将叙述以本发明化合物为活性成分的制剂例，所述的制剂例可用作农业、园艺和花卉栽培领域的杀虫剂。但是，本发明的实施方式并不限于以下内容。

制剂实施列1：水乳剂

将本发明化合物20份、甲苯12份、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物6份、黄原胶6份，乙二醇/丙二醇复合防冻剂8.5份，有机硅0.8份，水46.7份，按水乳剂加工工艺得到活性成分为20％的水乳剂。

制剂实施例2：悬浮剂：

将本发明化合物25份、润湿剂对甲基脂肪酰胺基苯磺酸钠6份、助悬剂烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物2份、增粘剂羧甲基纤维素纳6份、防腐剂水杨酸钠1份、防冻剂丙二醇2份、消泡剂硅油1份，水57份，按悬浮剂加工工艺得到活性成分为25％的悬浮剂。

制剂实施例3：乳油

将本发明化合物10份、二甲苯40份、二甲基甲酰胺35份、吐温80乳化剂15份，按浮油加工工艺得到活性成分为10％的乳油。

制剂实施例4：水分散颗粒剂

将本发明化合物80份、湿润剂PO-EO嵌段聚醚2份、分散剂萘磺酸缩合物钠盐10份、崩解剂聚乙煅吡咯烷酮1份、硅藻土7份，按水分散颗粒剂加工工艺得到活性成份为80％的水分散颗粒剂。

下面将叙述以本发明化合物为活性成分的杀虫剂的试验例。但是，本发明的实施方式并不限于以下内容。

试验例1：对小菜蛾的杀虫效果

选择3龄幼虫，采用浸叶饲喂法进行杀虫效果测试。根据制剂实施例1的组成方式，将本发明实施例的化合物分别制成杀虫剂。用纯净水将所得到的杀虫剂乳油进行稀释，均匀混合得到所需浓度的药液。选取苞菜，清洗并晾干，用打孔器做成叶碟，在药液中浸10秒钟取出，待自然晾干后装入培养皿内。每皿接入小菜蛾3龄幼虫10头，3次重复，第1d、3d调查死亡虫数，统计死亡率，评价其杀虫效果。死亡率统计如下表。

NO.	剂量mg/L	1d死亡率％	2d死亡率％	3d死亡率％
					29	10	12.43	55.41	82.62
31	10	5.64	34.53	66.42
					32	10	8.75	23.66	68.44
33	10	15.87	33.23	78.75
					34	1	20.32	47.33	90.65
35	1	18.55	57.52	92.85
					36	10	6.48	32.64	56.50
37	10	8.68	27.73	45.35
					38	10	10.38	38.43	66.78
45	10	5.72	17.46	48.92
					46	10	7.29	20.32	56.83
47	10	9.75	28.24	73.52
					48	10	3.53	16.73	35.72

试验例2：对蚕豆蚜的杀虫效果

选择室内连续饲养的蚕豆蚜3日龄若虫，采用浸渍法进行杀虫效果测试。

根据制剂实施例2的组成方式，将本发明的化合物分别制成杀虫剂。用纯净水将所得到的杀虫剂乳油进行稀释，配制400mg/L的药液。将5头成蚜接种于30～50mm高的蚕豆苗上，24h后去除成蚜，每个蚕豆苗上约有30头左右初产若蚜，至第3天得3日龄若蚜，沿茎基部将蚕豆苗剪下，记录若蚜基数。将具若蚜的蚕豆苗在药液中浸5s后取出，插入装有清水的小瓶中培养(每一浓度重复三次)。处理后移至观察室，72h检查死活虫数，统计死亡率(以蚜虫不能活动为死亡标准)。化合物No.35在400mg/L浓度下第3天的死亡率达95.56％。

试验例3：对二化螟的杀螟效果

采用二化螟3龄幼虫，采用浸稻苗饲喂法进行杀虫效果测试。根据制剂实施例2的组成方式，将本发明实施例的化合物分别制成杀虫剂。用纯净水将所得到的杀虫剂乳油进行稀释，均匀混合得到10mg/L的药液。选取稻苗，分志10株/组，在药液中浸10秒钟取出，待自然晾干后装入指形管内。每管接入二化螟3龄幼虫10头，3次重复，第1d、3d、5d、7d调查死亡虫数，统计死亡率，评价其杀虫效果。化合物No.34在处理后第1d、3d、5d、7d调查死亡率分别为17.61、34.61、42.13、91.01％。

Claims

1.式(I)、(II)所示的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物，

式中，

X₁或X₂分别独立地为氢、卤素或氰基；

Z为氧或硫；

R₁或R₂分别独立地为卤素、氰基或硫氰基。

2.根据权利要求1所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物，其特征在于所述X₁或X₂分别独立地为H、F、Cl、Br或CN。

3.根据权利要求2所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物，其特征在于所述X₁为Cl、Br或CN。

4.根据权利要求2所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物，其特征在于所述X₂为Cl、Br或CN。

5.根据权利要求1所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物，其特征在于所述的R₁为Cl、Br、氰基或硫氰基，所述的R₂为Cl、Br、氰基或硫氰基。

6.根据权利要求1所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物，其特征在于选自：

3-溴-N-(4-氯-2-(3-氰基-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(4-氰基--2-(3-溴-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(4-溴--2-(3-硫氰基-5-1，2，4-噁二唑基))-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噁二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噁二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-硫氰基-2-1，3，4-噁二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噁二唑)-4-溴-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噁二唑)-4-氰基-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噻二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氰基-2-1，3，4-噻二唑)-4-溴-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噻二唑)-4-氰基-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-氯-2-1，3，4-噻二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺

3-溴-N-(2-(5-硫氰基-2-1，3，4-噻二唑)-4-氯-6-甲基苯基)-1-(3-氯-2-吡啶基)-1-H-吡唑-4-甲酰胺。

7.权利要求1～6中任一所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物的制备方法，其特征在于

Z为氧时，在中性条件下、极性非质子溶剂中，将中间体M1与相应的卤素、氰基或硫氰基酰肼试剂反应开环并脱去一水分子得到通式(I 1)所示的化合物，其反应路线为：

8.权利要求1所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物的制备方法，其特征在于在碱性条件下、极性质子溶剂中，在70-80℃或回流温度下，中间体M4与相应的反应试剂HON＝CNH₂R₂缩合成环得到通式(II)所示的化合物，反应路线为：

9.权利要求1～6中任一所述的邻杂环甲酰取代苯胺类化合物在制备杀虫剂方面的用途。

10.一种杀虫组合物，以权利要求1～6中任一所述的化合物为活性成分，加上农药助剂制成水乳剂、悬浮剂、水分散粒剂或乳油剂。