CN102260245A - 2,3-二氢喹唑啉酮类衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物及其制备方法和应用。结构通式如I所示，R₁为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、环己基、环丙基、甲氧基或2-噻唑基；R₂为氢；R₃为氢、氯、溴、氟、硝基、氰基或甲氧基；R₄为氢或氯；R₅为氢、甲基或氯；R₆为溴、氯、三氟甲基、2，2，2-三氟乙氧基、甲胺基羰基或氰基。本发明通式化合物I具有优异的杀虫活性，可用于防止虫害。

Description

2,3-二氢喹唑啉酮类衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及农用化学杀虫剂的合成技术，特别是一种2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物及其制备方法和应用。 

背景技术

由于杀虫剂的常年使用而导致的杀虫剂抗性和生态环境问题，迫使科学家们不断研究，进而开发出更高效、低毒、低成本、对环境安全和具有不同种作用方式的杀虫剂品种。 

专利WO 02/48115 A2公开如下具有杀虫活性的喹唑啉酮类化合物： 

2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物在医药上有重要的应用，文献(参见J.Med.Chem.2008，51，4620-4631)曾报道了一种具有抗癌活性的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物SC-2-7。 

在现有技术中，如本发明所示的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物的制备及其杀虫活性未见报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构新颖的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物及其制备方法和应用。它可应用于农业、林业和卫生上害虫的防治。 

本发明提供的一种2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物或其在农业上适用的盐，具有如下结构： 

或其通式中的立体异构体； 

其中：R₁是H、C₁-C₆烷基或C₁-C₆烷氧基或五元杂环芳基； 

R₂是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基； 

R₃是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基； 

R₄是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基； 

R₅是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基； 

R₆是卤素、氰基、C₁-C₆烷氧基、卤代C₁-C₆烷氧基、C₂-C₆烯氧基、卤代C₂-C₆烯氧基、C₂-C₆炔氧基、卤代C₂-C₆炔氧基、C₂-C₆烷酰氧基、C₁-C₆烷胺基羰基或卤代C₂-C₆烷酰氧基； 

在上述衍生物的定义中，所用术语不论单独使用还是用在复合词中，代表如下取代基： 

卤素为氟、氯、溴或碘； 

烷基为直链或支链烷基； 

卤代烷基为直链或支链烷基，在这些烷基上的氢原子可以部分或全部被卤原子取代；“卤代烯基”、“卤代炔基”和“卤代环烷基”的定义与术语“卤代烷基”相同； 

烯基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有双键； 

炔基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有三键。 

可选地，所述的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物： 

R₁-R₆分别为：卤素、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、环己基、甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、氨基、甲胺基、乙胺基、正丙胺基、乙酰胺基、甲酰胺基、三氟乙酰胺基、甲磺酰胺基等、氰基、硝基、C₁-C₆烷胺基羰基或卤代烷基。 

可选地，所述的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物： 

R₁为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、环己基、环丙基、甲氧基或2-噻唑基；R₂为氢；R₃为氢、氯、溴、氟、硝基、氰基或甲氧基；R₄为氢或氯；R₅为氢、甲基或氯；R₆为溴、氯、三氟甲基、2，2，2-三氟乙氧基、甲胺基羰基或氰基。 

所述的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物的制备方法包括的步骤： 

通式II化合物与通式III化合物(摩尔比为0.25-2.0∶1)溶于有机溶剂中，然后加入适量的酸或碱，在温度为-10℃到沸点下反应0.5-48小时制得目标化合物I；反应式中各基团如上述所定义。 

所述的有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、环己烷、正己烷、乙酸乙酯、四氢呋喃、1，4-二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。 

所述的酸(酸和通式II化合物摩尔比0.001-0.1∶1)选自：甲基磺酸、苯磺酸、对甲基苯磺酸、乙酸、磷酸酯，或盐酸、硫酸或磷酸。 

所述的碱选自有机碱(碱和通式II化合物摩尔比0.001-0.1)：三乙胺、吡啶、1，8-二氮杂-双环(5，4，O)十一碳烯-7或N，N-二甲基苯胺，或无机碱：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、叔丁醇钠或叔丁醇钾。 

通式III化合物可以参考已知方法制备(参见Journal of Heterocyclic Chemistry，2006，43，1281-1285；J.Am.Chem.Soc.，2008，130，15786-15787；J. Chem.Res.2008，9，530-533)。 

通式II化合物可通过如下方法制备： 

通式IV化合物通过适宜的氧化剂，在适宜的有机溶剂中，温度为-10℃到沸点条件下生成通式II化合物。其中：适宜的氧化剂包括各种文献报道的六价铬氧化剂，二氧化锰等(参见Francis A.Carey和Richard J.Sundberg所著Advanced Organic Chemistry，第五版，1063-1073页的方法综述)。适宜的有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、环己烷、正己烷、叔丁醇、苯、甲苯、四氢呋喃、乙腈和N，N-二甲基甲酰胺等。 

通式IV化合物可通过如下方法制备： 

通式V化合物通过适宜的还原剂，在适宜的有机溶剂中，温度为-30℃到沸点条件下生成通式IV化合物。其中适宜的还原剂包括文献报道的各种还原剂如LiAlH₄，NaBH₄等(参见 Francis A.Carey和Richard J.Sundberg所著Advanced Organic Chemistry，第五版，396-424页的方法综述)。适宜的有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、环己烷、正己烷、甲醇、乙醇、叔丁醇、苯、甲苯、四氢呋喃、乙腈和N，N-二甲基甲酰胺等。 

通式IV化合物也可通过如下方法制备： 

通式VI化合物通过适宜的还原剂，在适宜的有机溶剂中，温度为-30℃到沸点条件下生成通式IV化合物。其中适宜的还原剂包括文献报道的各种还原剂如LiAlH₄，NaBH₄等(参见Francis A.Carey和Richard J.Sundberg所著Advanced Organic Chemistry，第五版，396-424页的方法综述)。适宜的有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、环己烷、正己烷、叔丁醇、苯、甲苯、四氢呋喃、乙腈和N，N-二甲基甲酰胺等。 

通式V化合物和通式VI化合物通过已知方法制备(参见CN 101659655 A；Qi Feng，Zhi-Li Liu等，J.Agric.Food Chem.2010，58，12327-12336；Zhi-Li Liu，Qi Feng等，Chin.J.Chem.2010，28，1757-1760)。 

本发明提供的上述任何一种2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物均可用于制备农用化学杀虫剂。 

本发明提供的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物其本身或它与其他活性成分混合作为有效成分复配作为农药组合物，用作杀虫剂。 

在农用杀虫方面的应用还包括其可以接受的盐，用作杀虫剂。 

本发明提供一种结构新颖的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物及其制备方法，通式I的化合物具有优异的杀虫活性，可用于防止虫害，包括用于农业、林业和卫生上害虫的防治。 

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明，其目的是能更好的理解本发明的内容乃体现本发明的实质性特点，因此所举之例不应视为对本发明保护范围的限制。 

实施例1化合物93的制备 

(1)2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酰胺的合成： 

2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸(1.85g)溶于30mL四氢呋喃中，加入N，N′-羰基二咪唑(1.80 g)，搅拌2小时，加入氨水25mL，反应1小时。减压脱去大部分溶剂，加入50mL乙酸乙酯，依次用稀盐酸和饱和碳酸氢钠洗涤有机层。减压脱去溶剂后得到1.20g棕色粉末，熔点：161-163℃。 

(2)1-(3-氯-2-吡啶基)-3-溴-1H-吡唑-5-甲醇的制备： 

3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯(0.765g)溶于20mL四氢呋喃中，加入LiAlH₄(0.088g)，反应2小时。加入冰水50g，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥，减压脱溶剂得到0.68g白色固体，熔点：109-111℃。 

(3)1-(3-氯-2-吡啶基)-3-溴-1H-吡唑-5-甲醛的制备： 

1-(3-氯-2-吡啶基)-3-溴-1H-吡唑-5-甲醇(0.189g)溶于20mL二氯甲烷，加入二氧化锰(0.14g)，反应24小时，过滤，所得滤液脱溶剂，得到黄色固体。经过柱层析纯化(石油醚∶乙酸乙酯3∶1为洗脱剂)得0.147g白色固体，熔点：104-105℃。 

(4)2-(1-(3-氯-2-吡啶基)-3-溴-1H-吡唑基)-6-氯-2，3-二氢-8-甲基喹唑啉-4(1H)5-酮的制备： 

2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酰胺(0.060g)和1-(3-氯-2-吡啶基)-3-溴-1H-吡唑-5-甲醛(0.093g)溶于10mL甲苯中，加入催化量的对甲苯磺酸，然后加热回流1小时。冷却到室温，加入50mL乙酸乙酯，饱和碳酸钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥。减压脱溶剂，粗品经石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂重结晶得0.130g白色固体，熔点：222-224℃。 

现将根据上述实施例的制备方法而采用不同的原料制备的衍生物01-109，列入表一，部分衍生物核磁氢谱数据列入表二。 

表一 

表二 

实施例2 

利用本发明提供的衍生物(01～109)进行测试，验证对害虫生物活性评价： 

将本发明提供的任一种衍生物(01～109)溶于溶剂、水和表面活性剂，混合成为均一水相，使用时可用水稀释至不同浓度的溶液，测试对象和测试方法如下： 

对东方粘虫的生物活性评价：供试昆虫是东方粘虫(Mythimna separata Walker)，室内用玉米叶饲养的正常群体。采用浸叶法，浸渍苗期玉米叶于已配置好的溶液中，晾干后放入直径7cm培养皿中，接入4龄幼虫，每个浓度重复3次；对照用丙酮溶液浸渍玉米叶饲养幼虫；24小时、48小时、72小时后观察试验结果。以粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼 虫的死亡标准。表3为化合物的测试结果。 

表3(注：R₂、R₄为氢，R₆为溴) 

Claims (10)

1.一种2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物，其特征在于它具有如下结构：

结构式中的在农业上适用的盐，或其立体异构体；

其中：R₁是H、C₁-C₆烷基或C₁-C₆烷氧基或五元杂环芳基；

R₂是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基；

R₃是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基；

R₄是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基；

R₅是H、卤素、氰基、硝基、氨基、取代胺基、C₁-C₆烷氧基、C₁-C₆卤代烷氧基、烷基或卤代C₁-C₆烷基；

R₆是卤素、氰基、C₁-C₆烷氧基、卤代C₁-C₆烷氧基、C₂-C₆烯氧基、卤代C₂-C₆烯氧基、C₂-C₆炔氧基、卤代C₂-C₆炔氧基、C₂-C₆烷酰氧基、C₁-C₆烷胺基羰基或卤代C₂-C₆烷酰氧基；

在上述衍生物的定义中，所用术语不论单独使用还是用在复合词中，代表如下取代基：

卤素为氟、氯、溴或碘；

烷基为直链或支链烷基；

卤代烷基为直链或支链烷基，在这些烷基上的氢原子可以部分或全部被卤原子取代；“卤代烯基”、“卤代炔基”和“卤代环烷基”的定义与术语“卤代烷基”相同；

烯基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有双键；

炔基为有2-6个碳原子的直链或支链并可在任何位置上存在有三键。

2.根据根据权利要求1所述的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物，其特征在于：

R₁-R₆分别为：卤素、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、环己基、甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、氨基、甲胺基、乙胺基、正丙胺基、乙酰胺基、甲酰胺基、三氟乙酰胺基、甲磺酰胺基等、氰基、硝基、C₁-C₆烷胺基羰基或卤代烷基。

3.根据权利要求1所述的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物，其特征在于：

R₁为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、环己基、环丙基、甲氧基或2-噻唑基；R₂为氢；R₃为氢、氯、溴、氟、硝基、氰基或甲氧基；R₄为氢或氯；R₅为氢、甲基或氯；R₆为溴、氯、三氟甲基、2，2，2-三氟乙氧基、甲胺基羰基或氰基。

4.权利要求1所述的2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物的制备方法，其特征在于包括的步骤：

通式II化合物与通式III化合物溶于有机溶剂中，然后加入适量的酸或碱，在温度为-10℃到沸点下反应0.5-48小时制得目标化合物I；反应式中各基团定义如权利要求1所示。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的通式II化合物与通式III化合物的摩尔比为0.25-2.0∶1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、环己烷、正己烷、乙酸乙酯、四氢呋喃、1，4-二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的酸选自：甲基磺酸、苯磺酸、对甲基苯磺酸、乙酸、磷酸酯，或盐酸、硫酸或磷酸；

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的碱选自有机碱：三乙胺、吡啶、1，8-二氮杂-双环(5，4，O)十一碳烯-7或N，N-二甲基苯胺；或无机碱：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、叔丁醇钠或叔丁醇钾。

9.权利要求1-3任何一种2，3-二氢喹唑啉酮衍生物或其在农业上适用的盐，或其立体异构体用于制备农用化学杀虫剂。

10.权利要求1-3任何一种2，3-二氢喹唑啉酮类衍生物其本身或它与其他活性成分混合作为有效成分复配作为农药组合物，用作杀虫剂。