CN102229560B

CN102229560B - 含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物及制备方法和应用

Info

Publication number: CN102229560B
Application number: CN 201110104429
Authority: CN
Inventors: 薛思佳; 吴颖
Original assignee: Shanghai Normal University
Current assignee: Shanghai Normal University; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-04-15
Also published as: CN102229560A

Abstract

本发明公开了一类含1，3-二羰基的顺式烯啶虫胺化合物及制备方法和应用。这种含1，3-二羰基的顺式烯啶虫胺化合物，结构如通式(I)；制备方法如下：将1，3-二羰基化合物、芳香醛、烯啶虫胺、哌啶回流加热反应6小时。本发明的优点是：具有高效杀虫活性，杀虫效果好；毒性低，人畜安全；促进农作物生长；使用方法简便；制备方法简单；反应时间短。

Description

含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物及制备方法和应用

技术领域

本发明属于农药杀虫剂，具体地说是一类含1，3-二羰基的具有杀虫活性的顺式烯啶虫胺类似物及其制备。

背景技术

新烟碱杀虫剂的发现可以被认为是在过去三十年农用化学研究中的一个里程碑。新烟碱类杀虫剂是继有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂之后的第四代杀虫剂。新烟碱类物质作为烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)激动剂，对昆虫的神经系统(nAChRs)选择性地起作用，它不仅对(nAChRs)显示了高亲和性，而且还显示了非电离性和中等水溶性等物理化学特性。由于它具有独特的杀虫机理及高效低毒的性能，迅速成为现代农业需要的高效低毒农药新品种。

烯啶虫胺是继吡虫啉之后开发的一种烟酰亚胺类杀虫剂，是目前最新的烟碱类杀虫剂之一。它具有超高效、广谱、用量少、毒性低、药效持久、对作物无药害、使用安全等优点，是替代高毒有机磷农药的新品种。但是由于具有光不稳定性和疏水性差的缺点，推广和应用受到限制；同时害虫对它的抗性越来越严重。

为了克服烯啶虫胺光不稳定性和疏水性差的缺点，本发明通过在烯啶虫胺上引入1，3-二羰基结构而提高了光稳定性，改善了抗性。经检索已有专利文献和公开出版物，本发明首次以1，3-二羰基化合物、芳香醛和烯啶虫胺为原料合成了一系列含1，3-二羰基的具有杀虫活性的顺式烯啶虫胺类似物，并测定了该杀虫剂的杀虫活性。

发明内容

本发明目的是为了提供一种含1，3-二羰基的具有杀虫活性的顺式烯啶虫胺类化合物；

本发明的第二个目的是提供上述含1，3-二羰基的具有杀虫活性的顺式烯啶虫胺化合物的制备方法。

本发明的第三个目的是将上述化合物用于制备杀虫剂。

本发明的第四个目的是含上述化合物的杀虫剂。

本发明的目的通过以下技术方案来实现。

含1，3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物，结构如通式(I)：

其中：R₁为一个氢原子被取代的苯基或两个氢原子被取代的苯基；

取代基为R₁为一个氢原子被取代的苯基

时，取代基S选自F、Cl、Br、甲基、甲氧基、氰基、羟基、-NO₂、-OCF₃、-N(CH₃)₂或-CH(CH₃)₂；

R₁为两个氢原子被取代的苯基时，其中一个取代基X选自F、Cl、Br、甲基、甲氧基或-CF₃，另一个取代基Y选自F、Cl或Br；两个取代基可以相同或不同；即：

R₂＝为甲基、乙基、苯基、丙基或异丙基；

R₃＝为甲基、乙基、苯基、甲氧基或乙氧基。

上述含1，3-二羰基的顺式烯啶虫胺化合物的制备方法，步骤如下：

a.向乙醇或乙腈中加入1，3-二羰基化合物、芳香醛、烯啶虫胺；以哌啶为催化剂；优选的，烯啶虫胺、1，3-二羰基化合物与芳香醛的摩尔比为1∶1.5∶1.5；

b.将上述混合液加热回流反应4～12小时；优选为78℃下回流6小时，制得通式(I)含1，3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物；

制备反应式为：

含1，3-二羰基的顺式烯啶虫胺类似物可制成乳剂、水悬剂和水乳剂杀虫剂农药。

本发明的要点是：

以1，3-二羰基化合物为原料，与高效低毒新烟碱类杀虫剂烯啶虫胺反应合成具有高效杀虫活性的含1，3-二羰基的具有杀虫活性的顺式烯啶虫胺类似物。

本发明以乙醇或乙腈溶液为溶剂，以哌啶为催化剂，采用加热回流反应。

这种含1，3-二羰基的顺式烯啶虫胺类似物具有良好的杀虫活性，可用作杀虫剂的有效活性成分，制作成各种农药剂型，例如乳剂、水悬剂和水乳剂等。

本发明的优点是：

1、具有杀虫活性，杀虫效果较好。

2、毒性低，人畜安全。

3、促进农作物生长。

4、使用方法简便。

5、制备方法简单。

6、反应时间短。

本发明首次以1，3-二羰基化合物、芳香醛和烯啶虫胺为原料合成了系列含1，3-二羰基的具有杀虫活性的顺式烯啶虫胺类化合物，经测定了具有杀虫活性，在现代农业生产中具有显著的实用性。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。

含1，3-二羰基的具有杀虫活性的顺式烯啶虫胺类化合物的实例是：

(Ia)顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(2，4-二氯苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮；

(Ib)顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(3，4-二氯苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮；

(Ic)顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-苯基-烯丙基}-2，4-戊二酮；

(Id)顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-氟苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮；

(Ie)顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-氯苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮；

(If)顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-氰基苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮；

(Ig)顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-溴苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮；

实施例1

制备顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(2，4-二氯苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮。

在250mL三颈瓶中加入30mL无水乙醇，再依次加入15mmol乙酰丙酮、15mmol2，4-二氯苯甲醛、10mmol烯啶虫胺，再加入6滴哌啶作为催化剂。将装有上述溶液的圆底三颈烧瓶油浴加热，控制温度在78℃左右，回流反应6小时，减压除去无水乙醇，加10mL水溶解并用60mL乙酸乙酯分三次萃取。合并萃取液用无水硫酸镁干燥过夜，蒸出溶剂，得到黄色油状物。以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶2柱层析得淡黄色固体，产率82％。

元素分析：实测值C％55.94 H％5.28 N％11.32

计算值C％55.99 H％5.31 N％11.36

IR(KBr，cm^-1)v_max 2928，2932(CH₃)，3260，3100(NH)，1686，1642(C＝O)，1440(NO₂)，1460，1478，960(benzene)。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz)δ8.42(d，J＝31.9Hz，1H)，7.83(d，J＝ 7.0Hz，1H)，7.44(d，J＝8.4Hz，1H)，7.38(dd，J＝13.4，7.9Hz，2H)，7.22-7.16(m，1H)，4.26(d，J＝14.6Hz，1H)，4.17(d，J＝17.6Hz，1H)，3.96(dd，J＝18.3，9.9Hz，1H)，3.82(d，J＝15.1Hz，1H)，3.21(s，3H)，3.05(dd，J＝13.3，6.0Hz，1H)，2.79(d，J＝4.7Hz，1H)，2.14(s，3H)，1.58(d，J＝7.1Hz，3H)，1.17(t，J＝7.2Hz，3H).

实施例2

制备顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(3，4-二氯苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮。

在250mL三颈瓶中加入30mL无水乙醇，再依次加入15mmol丙二腈、15mmol3，4二氯苯甲醛、10mmol烯啶虫胺，再加入6滴哌啶作为催化剂。将装有上述溶液的圆底三颈烧瓶油浴加热，控制温度在78℃左右，回流反应6小时，减压除去无水乙醇，加10mL水溶解并用60mL乙酸乙酯分三次萃取。。合并萃取液用无水硫酸镁干燥过夜，蒸出溶剂，得到黄色油状物。以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶1柱层析得淡黄色固体，产率76.0％。

元素分析：实测值C％52.28 H％4.74 N％10.62

计算值C％52.34％ H％4.77 N％10.61

IR(KBr，cm-1)vmax 2968，2910(CH₃)，3220，3600(NH)，1660，1672(C＝O)，1440(NO₂)，1500，1458，980(benzene)。

¹HNMR(CDCl₃，400MHz)δ8.40(d，J＝32.8Hz，1H)，7.80(d，J＝7.0Hz，1H)，7.42(d，J＝8.3Hz，1H)，7.38(dd，J＝13.4，7.9Hz，2H)，7.22-7.16(m，1H)，4.23(d，J＝14.6Hz，1H)，4.21(d，J＝17.6Hz，1H)，3.96(dd，J＝18.3，9.9Hz，1H)，3.80(d，J＝17.1Hz，1H)，3.21(s，3H)，3.05(dd，J＝13.7，6.0Hz，1H)，2.77(d，J＝4.7Hz，1H)，2.12(s，3H)， 1.58(d，J＝7.1Hz，3H)，1.22(t，J＝7.2Hz，3H).

实施例3

制备顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-苯基-烯丙基}-2，4-戊二酮。

在250mL三颈瓶中加入30mL无水乙醇，再依次加入15mmol乙酰丙酮、15mmol苯甲醛、10mmol烯啶虫胺，再加入6滴哌啶作为催化剂。将装有上述溶液的圆底三颈烧瓶油浴加热，控制温度在78℃左右，回流反应6小时，减压除去无水乙醇，加10mL水溶解并用60mL乙酸乙酯分三次萃取。合并萃取液用无水硫酸镁干燥过夜，蒸出溶剂，得到黄色油状物。以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶1柱层析得淡黄色固体，产率79.1％。

元素分析：实测值C％50.57 H％3.67 N％17.08

计算值C％51.08 H％3.88 N％17.02

IR(KBr，cm^-1)v_max 2928，2890(CH₃)，3180，3500(NH)，1680，1652(C＝O)，1380(NO₂)，1400，1458，980(benzene)。

1HNMR(CDCl₃，400MHz)δ8.45(d，J＝2.1Hz，1H)，7.83(dd，J＝8.2，2.5Hz，1H)，7.41(d，J＝8.2Hz，1H)，7.16(dd，J＝18.4，8.3Hz，5H)，4.24(d，J＝14.7Hz，1H)，4.11(d，J＝7.4Hz，1H)，3.97(dd，J＝10.9，4.0Hz，1H)，3.78(d，J＝14.6Hz，1H)，3.29(s，3H)，3.06(dd，J＝14.3，7.2Hz，1H)，2.89(d，J＝5.9Hz，1H)，2.12(s，3H)，1.62(s，3H)，1.15(t，J＝7.2Hz，3H).

实施例4

制备顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-氟苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮。

在250mL三颈瓶中加入30mL无水乙醇，再依次加入15mmol乙酰丙酮、15mmol对氟苯甲醛、10mmol烯啶虫胺，再加入6滴哌啶作为催化剂。将装有上述溶液的圆底三颈烧瓶油浴加热，控制温度在78℃左右，回流反应6小时，减压除去无水乙醇，加10mL水溶解并用60mL乙酸乙酯分三次萃取。合并萃取液用无水硫酸镁干燥过夜，蒸出溶剂，得到黄色油状物。以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶2柱层析得淡黄色固体，产率78.2％。

元素分析：实测值C％57.96 H％5.42 N％11.72

计算值C％57.92 H％5.49 N％11.75

IR(KBr，cm^-1)v_max 2938，2856(CH₃)，3128，3400(NH)，1660，1638(C＝O)，1420(NO₂)，1490，1480，950(benzene)。

1H NMR(400MHz，CDCl₃)δ8.46(d，J＝1.8Hz，14H)，8.33(d，J＝1.7Hz，4H)，7.83(dd，J＝8.2，2.3Hz，17H)，7.42(d，J＝8.2Hz，14H)，7.30-7.27(m，25H)，7.01-6.94(m，39H)，4.27(d，J＝14.7Hz，22H)，4.12(dd，J＝18.6，10.8Hz，25H)，3.98(dd，J＝10.9，3.9Hz，16H)，3.78(d，J＝14.7Hz，16H)，3.32(s，51H)，3.09(dd，J＝14.3，7.1Hz，20H)，2.88-2.84(m，19H)，2.12(s，46H)，1.65(s，47H)，1.16(t，J＝7.2Hz，57H).

实施例5

制备顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-氯苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮。

在250mL三颈瓶中加入30mL无水乙醇，再依次加入15mmol乙酰丙酮、15mmol对氯苯甲醛、10mmol烯啶虫胺，再加入6滴哌啶作为催化剂。将装有上述溶液的圆底三颈烧瓶油浴加热，控制温度在78℃左右，回流反应6小时，减压除去无水乙醇，加10mL水溶解并用60mL乙酸乙酯分三次萃取。合并萃取液用无水硫酸镁干燥过夜，蒸出溶剂，得到黄色油状物。以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶2柱层析得淡黄色固体，产率88.1％。

元素分析：实测值C％55.96 H％5.29 N％11.35

计算值C％55.99 H％5.31 N％11.36

IR(KBr，cm^-1)v_max 2890，2846(CH₃)，3228，3384(NH)，1660，1638(C＝O)，1450(NO₂)，1480，1480，950(benzene)。

1H NMR(400MHz，CDCl₃)δ8.39(d，J＝51.0Hz，7H)，7.82(d，J＝7.0Hz，6H)，7.40(d，J＝8.1Hz，5H)，7.23(s，24H)，4.26(d，J＝14.6Hz，8H)，4.09(dd，J＝18.8，11.4Hz，9H)，3.95(dd，J＝10.8，3.5Hz，6H)，3.76(d，J＝14.7Hz，6H)，3.30(s，17H)，3.08(dt，J＝14.6，8.0Hz，9H)，2.11(s，16H)，1.65(s，17H)，1.15(t，J＝7.1Hz，20H).

实施例6

制备顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基氨]基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-氰基苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮。

在250mL三颈瓶中加入30mL无水乙醇，再依次加入15mmol乙酰丙酮、15mmol对氰基苯甲醛、10mmol烯啶虫胺，再加入6滴哌啶作为催化剂。将装有上述溶液的圆底三颈烧瓶油浴加热，控制温度在78℃左右，回流反应6小时，减压除去无水乙醇，加10mL水溶解并用60mL乙酸乙酯分三次萃取。合并萃取液用无水硫酸镁干燥过夜，蒸出溶剂，得到黄色油状物。以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶2柱层析得淡黄色固体，产率84.6％。

元素分析：实测值C％59.50 H％5.45 N％14.45

计算值C％59.56 H％5.42 N％14.47

IR(KBr，cm^-1)v_max 2898，2886(CH₃)，3220，3160(NH)，1680，1668(C＝O)， 1460(NO₂)，1480，1284，972(benzene)。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz)δ8.47(s，1H)，7.81(d，J＝7.0Hz，1H)，7.43(d，J＝7.5Hz，3H)，7.33(d，J＝7.9Hz，1H)，4.29(d，J＝15.1Hz，1H)，4.02(d，J＝11.1Hz，1H)，3.77(d，J＝14.6Hz，1H)，3.33(s，2H)，3.11(dd，J＝12.9，8.6Hz，1H)，2.89(d，J＝7.9Hz，1H)，2.13(s，2H)，1.65(s，2H)，1.17(d，J＝7.2Hz，2H).

实施例7

制备顺-{3-[N-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-乙基]氨基-3-N-甲基氨基-2-硝基-1-(4-溴苯基)-烯丙基}-2，4-戊二酮。

在250mL三颈瓶中加入30mL无水乙醇，再依次加入15mmol乙酰丙酮、15mmol对溴苯甲醛、10mmol烯啶虫胺，再加入6滴哌啶作为催化剂。将装有上述溶液的圆底三颈烧瓶油浴加热，控制温度在78℃左右，回流反应6小时，减压除去无水乙醇，加10mL水溶解并用60mL乙酸乙酯分三次萃取。合并萃取液用无水硫酸镁干燥过夜，蒸出溶剂，得到黄色油状物。以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶1柱层析得淡黄色固体，产率78.2％。

元素分析：实测值C％51.33 H％4.82 N％10.45

计算值C％51.36 H％4.87 N％10.42

IR(KBr，cm^-1)v_max 2968，2686(CH₃)，3120，3180(NH)，1690，1598(C＝O)，1390(NO₂)，1380，1484，1026(benzene)。

¹HNMR(CDCl₃，400MHz)δ8.45(d，J＝1.7Hz，1H)，7.82(dd，J＝8.2，2.3Hz，1H)，7.42(s，1H)，7.39(d，J＝5.4Hz，2H)，7.17(d，J＝8.4Hz，2H)，4.26(d，J＝14.7Hz，1H)，4.12(d，J＝10.6Hz，1H)，3.94(dd，J＝10.8，3.8Hz，1H)，3.76(d，J＝14.6Hz，1H)，3.30(s，3H)，3.13- 3.04(m，1H)，2.80(d，J＝4.1Hz，1H)，2.11(s，3H)，1.66(s，3H)，1.16(t，J＝7.1Hz，3H).

实施例8 杀虫活性测试：

1.试验靶标

粘虫(Mythima separate)、朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarnus)、苜蓿蚜(Aphis medicaginis)、水稻褐飞虱(Nilaparvata legen)

2.仪器设备

培养皿、电子分析天平、Potter喷雾塔、移液枪、毛笔等。

3.药剂处理

用分析天平(0.0001g)称取一定量目标化合物的药剂，加含有0.1％吐温-80的溶剂，配制成1～5％制剂。称取一定质量的制剂，加蒸馏水稀释配制成测定所需浓度的药液。普筛浓度一般为500mg/L。

4.试验方法

A.粘虫筛选——浸苗饲喂法：

将玉米叶在药液中充分浸润后自然阴干，放入培养皿中，接3龄中期幼虫，加盖标记后置于观察室内。72h后检查结果。

B.朱砂叶螨筛选——浸渍法

将蚕豆叶片剪去两端，背面朝上放在小块棉花上，置于培养皿内，加少量水，接朱砂叶螨成螨30～40头于叶片上。待成螨稳定后，将叶片连虫带叶在药液中充分浸润5s，迅速取出用吸水纸吸去叶片表面水滴，重新置于棉花上，以哒螨灵处理和清水处理为对照。做好标记置于观察室，48h后检查结果。

C.苜蓿蚜筛选——浸渍法

将蚕豆叶片打成叶碟，背面朝上放在小块棉花上，置于塑料培养皿内，加少量水，接苜蓿蚜若蚜混合种群。待试虫在叶片上稳定后，将叶片在药液中充分浸润10s后，重新置于棉花上，自然晾干后置于观察室内饲养和观察。48h后检查结果。以0.1％吐温水为空白对照。

D.褐飞虱筛选——喷雾法

采用Potter喷雾法。即将4～6根2叶1心的水稻幼苗(长约3～4cm)用白石英沙固定于Φ7cm的培养皿内，水稻褐飞虱3龄中期若虫用CO2麻醉后，每皿接30～40头，置于Potter喷雾塔下定量(2.5mL)喷雾处理(压力为5Ib/iW2，沉降量为4.35mg/cm²)，试验设含最高浓度的有机溶剂的吐温水为空白对照，喷雾后用透明塑料杯罩住，置于27℃，14h光照的观察室内培养，3d后调查结果。以毛笔轻触虫体，无反应视为死虫。

试验统计和进筛标准：

统计各个处理的死虫数和活虫数，计算死亡率(Abbott’s公式)。

实施例化合物Ia～Ig杀虫测试结果：

目标化合物Ia～Ig对粘虫(Mythima separate)、朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarnus)、苜蓿蚜(Aphis medicaginis)、水稻褐飞虱(Nilaparvata legen)的杀虫活性，以吡虫啉(Imidacloprid)做对照，活性数据见表1。

表1 实施例化合物(Ia-Ig)及吡虫啉对粘虫和朱砂叶螨的抑制率

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物，其特征在于，结构为通式(I)：

(I)

R₁为一个氢原子被取代的苯基时，取代基选自F、Cl、Br、或氰基；

R₁为两个氢原子被取代的苯基时，两个取代基为Cl；

R₂为甲基、乙基或丙基；R₃为甲基或乙基。

2.权利要求1所述含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

向乙醇或乙腈中加入1,3-二羰基化合物、芳香醛、烯啶虫胺；以哌啶为催化剂；将上述混合液加热回流反应4～12小时，制得含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物。

3.权利要求2所述含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物的制备方法，其特征在于，烯啶虫胺、1,3-二羰基化合物与芳香醛的摩尔比为1:1.5:1.5；78℃下回流6小时。

4.权利要求1所述含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物在制备杀虫剂方面的应用。

5.一种杀虫剂，其特征在于，含有权利要求1所述含1,3-二羰基的顺式烯啶虫胺类化合物，剂型为乳剂或水悬剂。