CN103333101B - 吡啶基亚磺酰亚胺化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一类新的吡啶基亚磺酰亚胺化合物，它是合成具有杀虫性能的吡啶基-N-氰基磺基肟化合物的重要中间体。本发明还公开了该吡啶基亚磺酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，采用一价铜盐为催化剂催化吡啶基硫亚胺进行氧化，可缩短反应时间，减少副反应的发生，制备产率可大幅提高。根据本发明的一种具体实施方案，以4-烷硫基吡啶为原料，先用2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺进行亚胺化，再将得到的吡啶基硫亚胺在催化剂一价铜盐下进行氧化，该合成路线具有催化剂价格低廉、反应条件温和、安全、反应时间短、副产物少、收率高等优点，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及新的吡啶基亚磺酰亚胺化合物及其制备方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
亚磺酰亚胺类化合物是一类重要的杂原子取代化合物，因其特殊的结构而备受关注。其中，不同取代的吡啶基亚磺酰亚胺化合物被认为是可能合成具有杀虫性能的不同取代的吡啶基-N-氰基磺基肟化合物的重要中间体，然而目前对吡啶基亚磺酰亚胺的具体结构及其制备方法尚无明确报道。
目前，有报道合成亚磺酰亚胺类化合物的方法是，先将硫化物氧化成亚砜，再加入叠氮化钠与浓硫酸得到亚磺酰亚胺类化合物。上述反应过程反应条件要求高，副产物多，产率低下，而且使用危险品，不适合工业化生产。因此，使用一般的亚磺酰亚胺类化合物的合成方法来制备吡啶基亚磺酰亚胺显然不适合。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的吡啶基亚磺酰亚胺化合物及其制备方法。该吡啶基亚磺酰亚胺化合物可进一步合成为吡啶基-N-氰基磺基肟化合物，该化合物被证明具有良好的杀虫性能，能控制昆虫和一些其他无脊椎动物，尤其是对蚜虫和飞虱等有很好的防除效果。
本发明提供了通式（I）所示的吡啶基亚磺酰亚胺化合物：
其中R1、R2、R3和R4分别独立地表示氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基、氨基、苯基或取代苯基；R5表示C1～C3烷基。
本发明还提供了上述吡啶基亚磺酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，用一价铜盐作为催化剂催化通式（II）所示的吡啶基硫亚胺与氧化剂进行氧化反应：
其中R1、R2、R3和R4分别独立地表示氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基、氨基、苯基或取代苯基，R5表示C1～C3烷基。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，所述方法包括：将通式（II）的吡啶基硫亚胺溶于有机溶剂中，加入催化剂一价铜盐，在0-10℃分批加入氧化剂，其中一价铜盐与吡啶基硫亚胺的摩尔比为0.03-0.05:1，吡啶基硫亚胺与氧化剂的摩尔比为1:1-2；室温下反应3-8小时，反应完毕后，过滤并洗涤滤饼，滤液用干燥剂干燥，浓缩滤液，柱层析纯化得到通式（I）的吡啶基亚磺酰亚胺化合物。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，一价铜盐是氯化亚铜、溴化亚铜或碘化亚铜。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，氧化剂是过氧叔丁醇或过氧化氢异丙苯。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，通式（II）的吡啶基硫亚胺是由通式（Ⅲ）所示的4-烷硫基吡啶和2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺进行亚胺化反应得到：
其中R1、R2、R3和R4分别独立地表示氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基、氨基、苯基或取代苯基，R5表示C1～C3烷基。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，制备通式（II）的吡啶基硫亚胺的方法包括：
将通式（Ⅲ）的4-烷硫基吡啶溶于有机溶剂中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的有机溶剂溶液，其中4-烷硫基吡啶与2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的摩尔比为1:2-6，室温下反应10-18小时，反应完毕后，反应液用碱性溶液调PH为8-12，静置分层，萃取，干燥有机相，浓缩有机相，柱层析纯化得到通式（Ⅱ）的吡啶基硫亚胺。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，溶解4-烷硫基吡啶和2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，调节PH所用碱性溶液是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸氢钾溶液。
本发明的有益效果在于:
1、本发明提供了一种新的吡啶基亚磺酰亚胺化合物，它是合成具有杀虫性能的吡啶基-N-氰基磺基肟化合物的有机中间体。其最终产物吡啶基-N-氰基磺基肟化合物因结构与现有的杀虫剂不同，而具有良好的杀虫效果。
2、本发明制备吡啶基亚磺酰亚胺化合物的方法，采用一价铜盐为催化剂催化吡啶基硫亚胺进行氧化，一价铜盐催化剂可使反应在温和条件下实现对硫亚胺的高效、高选择性的催化氧化，缩短了反应时间，减少了副反应的发生，从而使制备产率大幅提高。
3、本发明的一种具体实施方案是以4-烷硫基吡啶为原料，先经过亚胺化，再将得到的吡啶基硫亚胺在催化剂一价铜盐下进行氧化，这种全新的合成路线具有催化剂价格低廉、反应条件温和、反应时间短、副产物少、收率高等优点。而且，在亚胺化过程中，使用2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺进行亚胺化，避免了使用有毒易爆的叠氮化钠，从而使反应过程更安全。
4、本发明的制备方法原料易得、步骤简单、产率高、成本低，适合工业化生产。
附图说明
图1是实施例1中制备的S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺的H-NMR谱图（溶剂：CDCl3）。
具体实施方式
下文提供了具体的实施方式进一步说明本发明，但本发明不仅仅限于以下的实施方式。
本发明新的吡啶基亚磺酰亚胺用下述通式（I）表示：
其中R1、R2、R3和R4分别独立地表示氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基、氨基、苯基或取代苯基；R5表示C1～C3烷基。
对于R1、R2、R3和R4，上述C1～C4烷基是指具有1-4个碳原子的直链或支链烷基，例如：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基或仲丁基，优选甲基或乙基。上述C1～C4烷氧基是指具有1-4个碳原子的直链或支链烷氧基，例如：甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基或仲丁氧基，优选甲氧基或乙氧基。上述卤素是指氟、氯、溴或碘原子，优选氟原子或氯原子。上述C1～C3卤代烷基是指一个或多个卤原子取代的1-3个碳原子的直链或支链烷基，例如：卤代甲基、卤代乙基、卤代正丙基或卤代异丙基，其中卤原子是指氟、氯、溴或碘原子，优选氟原子或氯原子。具体地，上述C1～C3卤代烷基优选三氟甲基或三氯甲基。上述取代苯基是指一个或多个卤原子、C1～C3烷氧基、C1～C3烷基、卤代C1～C2烷氧基取代的苯基，例如：一个或多个氟、氯、溴或碘原子取代的苯基，一个或多个甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基取代的苯基，一个或多个甲基、乙基、正丙基或异丙基取代的苯基，一个或多个卤代甲氧基或卤代乙氧基取代的苯基，优选氟代苯基、氯代苯基、甲基或乙基取代苯基、甲氧基或乙氧基取代苯基。
对于R5，上述C1～C3烷基是指具有1-3个碳原子的直链或支链烷基，例如：甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基或乙基。
本发明的优选化合物为：
S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺，
S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺，
S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺，
S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺，
S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺，
S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺，
S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）亚磺酰亚胺。
本发明的化合物可以作为一种或多种立体异构体存在，包括几何异构体、非对映异构体和对映体。
上述通式（I）的化合物，其中R1、R2、R3、R4和R5的定义如前，可以通过以下方法制备：
将下列通式（Ⅱ）所示的吡啶基硫亚胺溶于有机溶剂中，
其中R1、R2、R3、R4和R5的定义如前，有机溶剂可以是乙腈、二氯甲烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜等，有机溶剂的量通常按照1g吡啶基硫亚胺需要25mL有机溶剂的比例加入；加入催化剂一价铜盐，一价铜盐可以是氯化亚铜、溴化亚铜或碘化亚铜等，一价铜盐与吡啶基硫亚胺的摩尔比为0.03-0.05:1，优选0.04:1；在0-10℃分批加入氧化剂，通常使用过氧化物体系氧化剂如过氧叔丁醇（TBHP）或过氧化氢异丙苯(CHP)，吡啶基硫亚胺与氧化剂的摩尔比为1:1-2，优选1:1.2-1.6；在室温下反应3-8小时，优选反应4-6小时；反应完毕后，过滤反应液，滤饼用有机溶剂如乙酸乙酯、二氯甲烷或乙醚洗涤1-2次，滤液用干燥剂如无水硫酸钠、硫酸镁或氯化钙干燥，浓缩滤液，柱层析纯化得到通式（I）的吡啶基亚磺酰亚胺。
本发明的发明人经研究发现，用氧化剂氧化吡啶基硫亚胺的反应，若以一价铜盐为催化剂，反应温和、选择性好，可以得到高产率、高质量的吡啶基亚磺酰亚胺，而这种合成方法目前未见报道。催化剂一价铜盐的加入，可以加快反应速度，同时避免了氧化过程中伴随有砜及吡啶环上氮氧杂质的生成，也不会影响底物中易反应的官能团，可以有效地阻止副产物的生成，从而提高了制备产率。
上述反应中的原料通式（Ⅱ）所示的吡啶基硫亚胺可以由下列通式（III）所示的4-烷硫基吡啶和2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)进行亚胺化反应得到：
其中R1、R2、R3、R4和R5的定义如前，具体方法如下：
将通式（III）所示的4-烷硫基吡啶溶于有机溶剂中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的有机溶剂，其中溶解4-烷硫基吡啶和2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的有机溶剂可以是乙腈、二氯甲烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜等，溶解4-烷硫基吡啶的有机溶剂的量通常按照1g4-烷硫基吡啶需要有机溶剂20mL的比例加入，溶解2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的有机溶剂的量通常按照1g2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺需要有机溶剂2mL的比例加入，4-烷硫基吡啶与2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的摩尔比为1:2-6，优选1:3-5；室温下反应10-18小时，优选12-16小时；反应完毕后，反应液用碱如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸氢钾溶液调PH为8-12，静置分层，水层用乙酸乙酯、二氯甲烷或乙醚等溶剂萃取2次，有机相用干燥剂如无水硫酸镁或硫酸钠干燥，浓缩有机相，柱层析纯化得到通式（Ⅱ）的吡啶基硫亚胺。
本发明的一种具体实施方式是，以通式（III）的4-烷硫基吡啶为原料，先经过亚胺化，制得通式（Ⅱ）的吡啶基硫亚胺，再在催化剂一价铜盐与氧化剂存在下氧化，得到通式（I）所示的吡啶基亚磺酰亚胺。具体合成路线如下：
上述合成路线具有原料易得，操作简单，安全，催化剂易得、价格便宜且可回收利用、制备成本低等优点，且获得的产品产率高，适合大规模工业化生产。
通式（I）所示的吡啶基亚磺酰亚胺可用氰化剂在碱存在下进一步制成下列通式（Ⅳ）所示的吡啶基-N-氰基磺基肟化合物：
其中R1、R2、R3、R4和R5的定义如前，具体制备方法如下：
在室温下，向通式（I）的吡啶基亚磺酰亚胺的有机溶剂中加入氰化剂如溴化氰，其中溶解吡啶基亚磺酰亚胺的有机溶剂可以使用二氯甲烷、三氯甲烷或乙腈等，有机溶剂的量通常按照1g吡啶基亚磺酰亚胺需要有机溶剂20mL的比例加入，吡啶基亚磺酰亚胺与氰化剂的摩尔比为1:1-1.2，优选1:1-1.1；搅拌10-30分钟后，再加入碱如三乙胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶(DMAP)或哌啶等，优选4-二甲氨基吡啶，其中吡啶基亚磺酰亚胺与碱的摩尔比为1:1-1.2，优选1:1-1.1；室温下反应1-4小时，优选2-3小时。反应完毕后，将反应液用水洗涤4-5次，静置分层，有机相用干燥剂如无水硫酸镁或硫酸钠干燥，浓缩有机相，柱层析纯化得到通式（Ⅳ）的吡啶基-N-氰基磺基肟化合物。
通式（Ⅳ）的化合物具有极高的杀虫活性，对蚜虫和其它吸吮昆虫等有很好的防除效果。可按照常规方法制成各种剂型、浓度的杀虫剂使用，也可与现有的杀虫剂以组合物的形式配合使用。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。
上文及下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
上文及下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到或可用常规方法制备得到。
实施例1
S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺的制备
（1）S-甲基-S-（4-吡啶基）硫亚胺的制备
将4-甲硫基吡啶10g溶于200mL氯仿中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)68.8g的氯仿溶液150mL，室温下反应14h。反应完毕后，将反应液旋出大部分溶剂，残余物用10%氢氧化钠水溶液调PH为8-12，静置分层，水层用乙酸乙酯萃取2次，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（4-吡啶基）硫亚胺9.9g，收率为88.2%，通过液相色谱仪检测得到S-甲基-S-（4-吡啶基）硫亚胺产品纯度为99.8%。
（2）S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺的制备
将上述制备的S-甲基-S-（4-吡啶基）硫亚胺9.9g溶于250mL氯仿中，加入氯化亚铜0.3g，搅拌30min，在0℃分批加入过氧叔丁醇(TBHP)8.3g，加完后，搅拌1h，室温下反应5h。反应完毕后，反应液过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤1次，滤液用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺10.6g，收率为96.4%。通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺产品纯度为98.5%。图1是制备的S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺的H-NMR谱图（溶剂：CDCl3）。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.9(d,2H),7.8(d,2H),3.09(s,3H)。
实施例2
S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
（1）S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺的制备
将2-氯-3-甲氧基-4-甲硫基吡啶5g溶于100mL乙腈中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)19.9g的乙腈溶液50mL，室温下反应13h。反应完毕后，将反应液旋出大部分溶剂，残余物用10%氢氧化钾水溶液调PH为8-12，静置分层，水层用二氯甲烷萃取2次，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺4.6g，收率为85.6%，通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺产品纯度为99.4%。
（2）S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
将上述制备的S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺4.6g溶于110mL乙腈中，加入碘化亚铜0.17g，搅拌30min，在0℃分批加入过氧化氢异丙苯(CHP)4.9g，加完后，搅拌1h，室温下反应4h。反应完毕后，反应液过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤1次，滤液用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺4.8g，收率为95.8%，通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）产品纯度为98.3%。
1HNMR(300MHz，CDCl3)δ8.4(d,1H),7.9(d,1H),3.97(s,3H),3.11(s,3H)。
实施例3
S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
（1）S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺的制备
将2-三氟甲基-3-甲氧基-4-乙硫基吡啶15g溶于300mL二氯甲烷中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)43.4g的二氯甲烷溶液100mL，室温下反应12h。反应完毕后，将反应液旋出大部分溶剂，残余物用20%碳酸钠水溶液调PH为8-12，静置分层，水层用乙酸乙酯萃取2次，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺13.8g，收率为86.5%，通过液相色谱检测得到S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺产品纯度为99.5%。
（2）S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
将上述制备的S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）硫亚胺13.8g溶于350mL二氯甲烷中，加入氯化亚铜0.22g，搅拌30min，在0℃分批加入过氧化氢异丙苯(CHP)17.6g，加完后，搅拌1h，室温下反应6h。反应完毕后，反应液过滤，滤饼用乙醚洗涤1次，滤液用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺14.3g，收率为97.3%，通过液相色谱检测得到S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺产品纯度为98.0%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.28(d,1H),7.6(d,1H),3.95(s,3H),2.7(q,3H),1.28(t,3H)。
实施例4
S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺
（1）S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）硫亚胺的制备
将2-氨基-5-甲基-4-甲硫基吡啶30g溶于600mL氯仿中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)175.9g的氯仿溶液360mL，室温下反应15h。反应完毕后，将反应液旋出大部分溶剂，残余物用20%碳酸氢钠水溶液调PH为8-12，静置分层，水层用二氯甲烷萃取2次，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）硫亚胺23.0g，收率为70%，通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）硫亚胺产品纯度为99.2%。
（2）S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
将上述制备的S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）硫亚胺23.0g溶于580mL氯仿中，加入溴化亚铜0.78g，搅拌30min，在0℃分批加入过氧叔丁醇(TBHP)17.7g，加完后，搅拌1h，室温下反应5h。反应完毕后，反应液过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤1次，滤液用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺21.4g，收率为85%，通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氨基-5-甲基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺产品纯度为98.2%。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.1(s,1H),7.1(s,1H),3.2(s,3H),2.34(s,3H)。
实施例5
S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
（1）S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）硫亚胺的制备
将2-氯-3-硝基-4-乙硫基吡啶6g溶于120mL二氯甲烷中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)22.4g的二氯甲烷溶液50mL，室温下反应13h。反应完毕后，将反应液旋出大部分溶剂，残余物用10%氢氧化钾水溶液调PH为8-12，静置分层，水层用乙酸乙酯萃取2次，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）硫亚胺5.1g，收率为79.1%，通过液相色谱检测得到S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）硫亚胺产品纯度为99.1%。
（2）S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
将上述制备的S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）硫亚胺5.1g溶于130mL二氯甲烷中，加入氯化亚铜0.09g，搅拌30min，在0℃分批加入过氧叔丁醇(TBHP)3.1g，加完后，搅拌1h，室温下反应4h。反应完毕后，反应液过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤1次，滤液用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺5.2g，收率为95.3%，通过液相色谱仪检测得到S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺产品纯度为98%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.7(d,1H),8.1(d,1H),2.7(q,3H),1.27(t,3H)。
实施例6
S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
（1）S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）硫亚胺的制备
将2-氯-3-羟基-4-甲硫基吡啶18g溶于乙腈350mL中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)110.3g的乙腈溶液220mL，室温下反应14h。反应完毕后，将反应液旋出大部分溶剂，残余物用10%氢氧化钠水溶液调PH为8-12，静置分层，水层用二氯甲烷萃取2次，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）硫亚胺15.5g，收率为80.0%，通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）硫亚胺产品纯度为99.0%。
（2）S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
将上述制备的S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）硫亚胺15.5g溶于400mL乙腈中，加入溴化亚铜0.47g，搅拌30min，在0℃分批加入过氧化氢异丙苯(CHP)16.9g，加完后，搅拌1h，室温下反应6h。反应完毕后，反应液过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤1次，滤液用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺15.6g，收率为93.5%，通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺产品纯度为98.1%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.3(d,1H),7.8(d,1H),3.05(s,3H)。
实施例7
S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
（1）S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）硫亚胺的制备
将2-氟-3-氯-4-异丙硫基吡啶12g溶于二氯甲烷240mL中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺(MSH)50.2g的二氯甲烷溶液100mL，室温下反应15h。反应完毕后，将反应液旋出大部分溶剂，残余物用10%氢氧化钠水溶液调PH为8-12，静置分层，水层用二氯甲烷萃取2次，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）硫亚胺9.4g，收率为73.0%，通过液相色谱检测得到S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）硫亚胺产品纯度为98.7%。
（2）S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）亚磺酰亚胺的制备
将上述制备的S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）硫亚胺9.4g溶于240mL二氯甲烷中，加入溴化亚铜0.24g，搅拌30min，在0℃分批加入过氧叔丁醇(TBHP)5.0g，加完后，搅拌1h，室温下反应5h。反应完毕后，反应液过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤1次，滤液用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）亚磺酰亚胺9.0g，收率为89.2%，通过液相色谱检测得到S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）亚磺酰亚胺产品纯度为98.0%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.7(d,1H),8.09(d,1H),3.0(m,1H),1.29(d,6H)。
实施例8
杀虫剂S-甲基-S-（4-吡啶基）-N-氰基磺基肟的制备
在室温下，向实施例1制备的S-甲基-S-（4-吡啶基）亚磺酰亚胺10.6g的氯仿溶液220mL中加入溴化氰7.3g，搅拌30min后，再加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)8.5g，室温下反应2h。反应完毕后，将反应液用水洗涤4次，静置分层，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（4-吡啶基）-N-氰基磺基肟10.8g，收率为88.4%。通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（4-吡啶基）-N-氰基磺基肟产品纯度为99.1%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.9(d,2H),8.0(d,2H),3.11(s,3H)。
实施例9
杀虫剂S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟的制备
在室温下，向实施例2制备的S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺4.8g的二氯甲烷溶液100mL中加入溴化氰2.5g，搅拌30min后，再加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)2.8g，室温下反应2h。反应完毕后，将反应液用水洗涤4次，静置分层，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟4.7g，收率为88.1%，通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氯-3-甲氧基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟产品纯度为99.0%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.4(d,1H),7.97(d,1H),3.99(s,3H),3.2(s,3H)。
实施例10
杀虫剂S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟的制备
在室温下，向实施例3制备的S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺14.3g的二氯甲烷溶液300mL中加入溴化氰6.2g，搅拌30min后，再加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)7.2g，室温下反应3h。反应完毕后，将反应液用水洗涤4次，静置分层，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟14.0g，收率为89.3%。通过液相色谱检测得到S-乙基-S-（2-三氟甲基-3-甲氧基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟产品纯度为99.2%。
1HNM(300MHz,CDCl3)δ8.28(d,1H),7.68(d,1H),4.0(s,3H),2.9(q,3H),1.29(t,3H)。
实施例11
杀虫剂S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟的制备
在室温下，向实施例5制备的S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺5.2g的氯仿溶液100mL中加入溴化氰2.4g，搅拌30min后，再加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)2.8g，室温下反应2h。反应完毕后，将反应液用水洗涤4次，静置分层，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟4.9g，收率为85.0%。通过液相色谱检测得到S-乙基-S-（2-氯-3-硝基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟产品纯度为98.9%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.7(d,1H),8.14(d,1H),2.74(q,3H),1.28(t,3H)。
实施例12
杀虫剂S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟的制备
室温下，向实施例6制备的S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）亚磺酰亚胺15.6g的氯仿溶液320mL中加入溴化氰8.3g，搅拌30min后，再加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)9.6g，室温下反应3h。反应完毕后，将反应液用水洗涤4次，静置分层，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟13.9g，收率为80.0%。通过液相色谱检测得到S-甲基-S-（2-氯-3-羟基吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟产品纯度为99.0%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.3(d,1H),7.82(d,1H),3.1(s,3H)。
实施例13
杀虫剂S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟的制备
室温下，向实施例7制备的S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）亚磺酰亚胺9.0g的氯仿溶液180mL中加入溴化氰4.2g，搅拌30min后，再加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)4.8g，室温下反应3h。反应完毕后，将反应液用水洗涤4次，静置分层，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析纯化得到S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟7.7g，收率为76.0%。通过液8相色谱检测得到S-异丙基-S-（2-氟-3-氯吡啶-4-基）-N-氰基磺基肟产品纯度为98.7%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.7(d,1H),8.09(d,1H),3.06(m,1H),1.3(d.6H)。
实施例14
采用叶面喷雾法对棉蚜的杀虫试验
取带有棉蚜的黄瓜子叶叶子，调查每株感染蚜虫基数。将实施例8-13制备的化合物分别取2mg，分别用2mL丙酮-甲醇(体积比1:1)的混合溶剂溶解，形成1000ppm的原液，然后用稀释剂（含有0.2%吐温-80的自来水）稀释原液，配制成质量浓度为0.04ppm、0.12ppm、0.7ppm、2.5ppm的药液。采用Airbrush喷雾法进行处理，直至实验溶液流出黄瓜子叶叶子两侧。在记录每株上的活蚜虫数量前要置于标准观察室(温度23℃±1℃,相对湿度40%-50%)，48h后调查存活数,计算死亡率。
表1在黄瓜上的棉蚜的杀虫活性
从表1中可以看出，本发明制备的化合物具有极高的杀虫活性，对蚜虫有很好的防除效果。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (7)
1.通式(I)所示的吡啶基亚磺酰亚胺化合物：
其中R1、R2、R3和R4中至少一个取代基独立地表示C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基或氨基，R1、R2、R3和R4中其余的取代基分别独立地表示氢；R5表示C1～C3烷基。
2.下列通式(I)所示的吡啶基亚磺酰亚胺化合物的制备方法，
其中R1、R2、R3和R4分别独立地表示氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基或氨基，R5表示C1～C3烷基，其特征在于，用一价铜盐催化通式(II)所示的吡啶基硫亚胺与氧化剂进行氧化反应
其中R1、R2、R3和R4分别独立地表示氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基或氨基，R5表示C1～C3烷基；所述方法包括：
将通式(II)的吡啶基硫亚胺溶于有机溶剂中，加入催化剂一价铜盐，在0-10℃分批加入氧化剂，其中一价铜盐与吡啶基硫亚胺的摩尔比为0.03-0.05:1，吡啶基硫亚胺与氧化剂的摩尔比为1:1-2；室温下反应3-8小时，反应完毕后，过滤并洗涤滤饼，滤液用干燥剂干燥，浓缩滤液，柱层析纯化得到通式(I)的吡啶基亚磺酰亚胺化合物；其中，
一价铜盐是氯化亚铜、溴化亚铜或碘化亚铜中的一种或几种；
氧化剂是过氧叔丁醇或过氧化氢异丙苯中的一种或几种。
3.根据权利要求2的方法，其中，有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3的方法，其中，通式(II)的吡啶基硫亚胺是由通式(Ⅲ)所示的4-烷硫基吡啶和2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺进行亚胺化反应得到：
其中R1、R2、R3和R4分别独立地表示氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、卤素、C1～C3卤代烷基、硝基、羟基或氨基，R5表示C1～C3烷基。
5.根据权利要求4的方法，其中，制备通式(II)的吡啶基硫亚胺的方法包括：
将通式(Ⅲ)的4-烷硫基吡啶溶于有机溶剂中，滴加2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的有机溶剂溶液，其中4-烷硫基吡啶与2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的摩尔比为1:2-6，室温下反应10-18小时，反应完毕后，反应液用碱性溶液调PH为8-12，静置分层，萃取，干燥有机相，浓缩有机相，柱层析纯化得到通式(Ⅱ)的吡啶基硫亚胺。
6.根据权利要求5的方法，其中，溶解4-烷硫基吡啶和2,4,6-三甲基苯磺酰羟胺的有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。
7.根据权利要求5的方法，其中，调节PH所用碱性溶液是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸氢钾溶液中的一种或几种。
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