CN104402850A

CN104402850A - 一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物及其应用

Info

Publication number: CN104402850A
Application number: CN201410794474.8A
Authority: CN
Inventors: 刘瑞宾; 刘泉民; 李在贞; 许垠; 李红; 项效忠; 高飞; 赵随上
Original assignee: JINAN KANGQIAO CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: JINAN KANGQIAO CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-03-11

Abstract

本发明具体涉及一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物、制备方法及其应用，如结构式

Description

一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物及其应用

技术领域

本发明属于原药化合物制备领域，具体涉及一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物及其应用。

背景技术

由于对当代作物保护的环境和经济需求持续增加，例如关于作用谱、毒性、选择性、施用率、残留物的形成和有利的制备性能，且还存在比较严重的例如抗性方面的问题，由于目前农业生产中应用的农药种类繁多，药物毒性大，残留量高，较容易使害虫病菌产生抗性。虽然市场上已有很多害虫、螨虫、病菌防治剂，但是由于害虫、螨虫、病菌的抗性、药物的使用寿命及药物的经济等问题和人们对环境的日益重视，需要科学家们不断研究，进而开发出新的高效、安全、经济和具有不同作用方式的杀虫、杀螨、杀菌的原药化合物。本公司研发人员经过长期研究，发现一种高效、安全的具有杀虫和杀菌特性的3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物，且该新化合物目前在国内外尚未见相关报道。

发明内容

本发明提供了一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物如(Ⅰ)所示的具有杀虫杀菌活性的化合物，其化学结构式如下：

I。

化合物I的制备方法为：由环戊酮为原料制备羟基环戊基甲酸甲酯，由对丁基苯乙酸为原料制备对丁基苯乙酰氯，然后羟基环戊基甲酸甲酯与对丁基苯乙酰氯发生缩合反应、闭环反应，然后与2,2-二甲基丁酰氯反应生成I，反应方程式如下：

。

以上所述的环戊酮为原料制备羟基环戊基甲酸甲酯分为加成、酸化、酯化反应三步，在氰化钠、稀硫酸作用下加成反应生成，加成物与盐酸、水进行酸化生成，然后与甲醇在对甲苯磺酸的催化作用下酯化反应生成。

以上所述的对丁基苯乙酸在酰氯化釜内与氯化亚砜及溶剂二氯乙烷作用下反应生成。

以上所述的羟基环戊基甲酸甲酯与对丁基苯乙酰氯发生缩合反应生成，然后在片碱及环合溶剂N-N-二甲基乙酰胺条件下发生闭环反应生成。

以上所述的闭环反应产物在溶剂甲苯、缚酸剂三乙胺作用下搅拌溶解后与2,2-二甲基丁酰氯合成反应生成化合物I。

一种杀虫杀菌组合物，该含有作为活性成分的化合物I和农业上可接受的载体，组合物中化合物I的重量百分含量为0.5%～99%。

一种杀虫杀菌组合物，除了含有作为活性成分的化合物I，还含有具有杀虫活性或杀菌活性的化合物Ⅱ，组合物中化合物I的重量百分含量为0.5%～99%，具有杀虫活性或杀菌活性的化合物Ⅱ重量百分含量为0.5%～99%。

以上所述的具有杀虫活性或杀菌活性的化合物Ⅱ选自毒死蜱、噻唑磷、噁唑啉、马拉硫磷、丙硫磷、吡唑硫磷、哒嗪硫磷、三唑磷、氟虫腈、乙虫清、联苯菊酯、乙氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、四氟甲醚菊酯、醚菊酯、甲氰菊酯、苯醚菊酯、丙氟菊酯、除虫菊酯、啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、吡虫啉、烯啶虫胺、噻虫啉、噻虫嗪、烟碱、多杀菌素、甲维盐、弥拜菌素、吡丙醚、吡蚜酮、氟啶虫酰胺、四螨嗪、氟螨嗪、噻螨酮、乙螨唑、苏云金芽孢杆菌、丁醚脲、三唑锡、苯丁锡、虫螨腈、杀虫单、杀虫双、杀虫环、双三氟虫脲、除虫脲、氟环脲、氟虫脲、虱螨脲、多氟虫酰脲、氟酰脲、噻嗪酮、环虫酰肼、氯虫酰肼、甲氧虫酰肼、虫酰肼、嘧螨酯、唑螨酯、嘧螨醚、吡螨胺、唑虫酰胺、鱼藤酮、茚虫威、氰氟虫腙、螺甲螨酯、季酮螨酯、氯虫酰胺、氰虫酰胺、氟虫双酰胺、嘧虫胺、啶虫丙醚、联苯敝菌胺、啶酰菌胺、氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺、萘吡菌胺、咪唑菌胺、吲唑磺菌胺、嘧菌胺、氰霜唑、恶唑菌酮、咪唑菌酮、氟嘧菌酯、啶氧菌酯、唑菌胺酯、肟菌酯、氟啶酰菌胺、百菌清、代森锰锌、丙森锌、嘧霉胺、烯酰吗啉、异丙菌胺、双炔酰菌胺、霉霜威、甲霜灵、氟啶胺、甲基硫菌灵、异噻菌胺、噻酰菌胺、硅噻菌胺、多抗霉素、多杀菌素、氰菌胺、乙嘧酚磺酸酯、甲呋酰胺、咯菌腈、腐霉利、异菌脲、苯氧喹啉。

本发明所述的化合物I用于制备农业领域中防治病菌的杀菌剂药物的用途。

本发明所述的化合物I用于制备农业领域中防治害虫的杀虫剂药物的用途。

以上所述的含有化合物I和化合物Ⅱ的农药组合物，不仅防治的植物病原体的作用谱的加和性增强，而且也实现了拓宽两种组分作用范围的协同效应，降低了两种组分各自的施用率，同时保持了更好的作用效果。并且当两种单独的化合物在施用率范围内已完全失效时，该组合物仍实现了高度的植物病原体防治。甚至在单个化合物未表现处活性或几乎未表现处活性的施用率下借助本发明的活性化合物结合充分防治害虫，既显著拓宽被防治的植物病原体谱，也增加了使用的安全性。并且在配置或使用过程中可发挥各自有利的性能，改善储存稳定性和光稳定性。

本发明所述的化合物I具有令人惊讶的性能，对植物病原体的活性谱更高，可用于制备杀菌剂和杀虫剂的用途。可用于防治蜚蠊、德国小蠊、飞蝗等直翅目害虫，玉米黄呆蓟马、花蓟马属、棉蓟马、稻蓟马、爪蓟马等缨翅目害虫，粉虱属、蔗粉虱属、绵粉虱属、芒果叶蝉属、蚜属、褐稻虱、叶蝉、飞虱、蚜虫等同翅目害虫，苹果小卷蛾、甘蓝夜蛾、桃蛀果蛾、小蔗螟、小卷叶蛾、叶小卷蛾属、棉铃虫属、大豆夜蛾、黄地老虎、灰翅夜蛾属、金翅夜蛾属、桔潜蛾、小食心虫属、东方粘虫、小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、菜青虫等鳞翅目害虫，顶切叶蚁属、胡峰、实叶峰、黑蚁、叶蜂幼虫等膜翅目害虫，伊蚊属、库蚊属、潜蝇属、实蝇属、花园毛蚊、果蝇属、稻象属、小卷叶蛾属、白蛉属等双翅目害虫，尤其对粉螨属、山楂叶螨、短须螨、苜蓿苔螨、真叶螨属、小爪螨属、全爪螨、柑锈螨、叶螨、棉叶螨、桔全爪螨二点叶螨等各种螨类害虫。对下列病菌的重要品种具有一定活性：黄瓜霜霉病、小麦白粉病、黄瓜灰霉病，番茄早疫病、番茄晚疫病、辣椒疫病、葡萄霜霉病、葡萄白腐病、苹果轮纹病、苹果斑点落叶病、水稻纹枯病、水稻稻瘟病、小麦锈病、小麦叶斑病、油菜菌核病、玉米小斑病等。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例。

制备化合物I：

（1）加成反应

把计量好的环戊酮抽入加成釜内开搅拌，加热至40℃左右，同时滴加氰化钠（30%水溶液）及50%稀硫酸，约3h滴完，在30℃左右温度下保温，1h后分层，油层即为，油层去酸化工序。

（2）酸化反应

把加成物油层抽入制酸釜后，泵入30%盐酸及部分水，升温回流3h后，降至常温，离心，滤渣烘干备用，反应方程式：

。

（3）酯化反应

酯化反应釜内加催化剂对甲苯磺酸、酸化产物，搅拌升温回流3h后，再滴加甲醇，继续回流2h后，蒸出部分过量甲醇，冷凝回收的甲醇回用；料液冷却加水洗料，分层，油层抽入脱溶釜，升温负压（-0.08MPa）脱溶，90℃结束，冷却，反应方程式：

。

（4）酰氯化反应

把对丁基苯乙酸投入酰氯化釜内，泵入氯化亚砜及溶剂（二氯乙烷），开尾气阀，产生的酰氯化废气经两级水吸收+两级碱吸收后达标高空排放，结束反应，泵入脱溶釜先常压110℃后负压-0.08MPa，90℃结束，冷却计量，测含量。

反应方程式：

。

（5）缩合反应

把（3）反应产物（羟基环戊基甲酸甲酯）、（4）反应产物（对丁基苯乙酰氯）、溶剂甲苯按比例计量好，抽入缩合釜搅拌，升温回流10h。蒸掉料液中反应溶剂（甲苯），然后加入溶剂（N-N-二甲基乙酰胺），搅匀后放入备用槽。

反应方程式：

。

（6）闭环反应

闭环釜内投入片碱及环合溶剂（N-N-二甲基乙酰胺）搅拌升温微负压80℃时，滴加事先抽入高位槽的缩合产物，2h滴加完，保温2h。然后负压脱溶，-0.09MPa/100℃结束，备用。脱溶冷凝回收的N-N-二甲基乙酰胺循环利用。

酸化釜内先抽入盐酸及水，使盐酸浓度降至3%，搅拌40℃~50℃滴加环合物，约1h滴加完，酸解物结晶析出后离心、烘干得酸解物。

反应方程式：

。

（7）产品合成

把计量好的酸解物投入合成釜内泵入溶剂（甲苯）、缚酸剂（三乙胺），搅拌溶解。把2,2-二甲基丁酰氯抽入高位槽，合成釜内30℃左右时开始滴加2,2-二甲基丁酰氯约1h滴完，保温2h后取样检测，检测合格料液进行过滤，固体分为三乙胺盐酸盐，液体部分加水洗料，分层。油层抽入脱溶釜，脱溶负压-0.095MPa、温度95℃时结束，降温至50℃抽入甲醇搅拌溶解后，抽入结晶釜。料液降温结晶（冷冻盐水），0℃离心，母液蒸馏后套用，滤饼烘干得化合物I。

反应方程式：

。

生物活性实验1：

根据待测化合物Ⅰ或Ⅱ的溶解性，原药用丙酮或二甲亚砜溶解，然后用1‰的吐温80溶液配制成所需浓度的待测液50毫升，丙酮或二甲亚砜在溶液中的含量不超过10%。杀虫杀螨死亡率活性分级如下：A：100%；B:99%-80%；C:79%-60%；D:59%-0。

（1）对杀粘虫的活性

测定方法：将玉米叶片剪成长2cm的叶段，airbrush喷雾处理的压力为10psi（约合0.7kg/cm³），每叶段正反面喷雾，喷液量为0.5ml。阴干后每处理接入10头2龄试虫，每处理3次重复。处理后放入25℃、相对湿度60～70%观察室内培养，72小时后调查存活虫数，计算死亡率。

对粘虫的部分测试结果如下：

在500mg/l剂量下，化合物Ⅰ对粘虫的致死率均为A，对照药剂螺螨酯对粘虫的致死率为C，螺甲螨酯对粘虫的致死率为C，氟虫氰胺对粘虫的致死率为B。

在100mg/l剂量下，化合物Ⅰ对粘虫的致死率均为A，对照药剂螺螨酯对粘虫的致死率为D，螺甲螨酯对粘虫的致死率为D，氟虫氰胺对粘虫的致死率为C。

（2）对杀螨虫活性测定

用本发明化合物Ⅰ对朱砂叶螨进行活性测定实验。测定的方法如下：

待测化合物用丙酮/甲醇的混合溶剂溶解后，用含有0.1%吐温80的水稀释至所需要的浓度。

以朱砂叶螨为靶标，采用airbrush喷雾法进行活性测定，airbrush喷雾处理的压力为0.7kg/cm³，喷液量为0.5ml。处理后2-3日调查靶标的死亡率。

测试结果如下：

药液浓度为100mg/l时，化合物Ⅰ、Ⅱ对朱砂叶螨的致死率达A100%，对照药剂螺螨酯对朱砂叶螨的致死率为B88%，螺甲螨酯对朱砂叶螨的致死率为B85%，氟虫酰胺对朱砂叶螨的致死率为C67%。

药剂浓度为50%mg/l时，化合物化合物Ⅰ、Ⅱ对朱砂叶螨的致死率达A100%，对照药剂螺螨酯对朱砂叶螨的致死率为B80%，螺甲螨酯对朱砂叶螨的致死率为B82%，氟虫酰胺对朱砂叶螨的致死率为D52%。

（3）对杀小菜蛾的活性

将甘蓝叶片用打孔器打成直径2cm的叶蝶，用airbrush喷雾处理，压力为10psi（约合0.7kg/cm³），每叶碟正反面喷雾，喷液量为0.5ml。阴干后每处理接入10头2龄试虫，每处理3次重复。处理后放入25℃、相对湿度60-70%观察室内培养，72小时后调查存活虫数，计算死亡率并分级。

药液浓度为100mg/l时，化合物Ⅰ对小菜蛾的致死率达A100%，对照药剂螺螨酯对小菜蛾的致死率为C70%，螺甲螨酯对小菜蛾的致死率为C75%，氟虫酰胺对小菜蛾的致死率为B90%。

（4）对杀桃蚜的活性

取直径6厘米培养皿，皿底覆一层滤纸，并滴加适量自来水保湿。从培养桃蚜的甘蓝植株上剪取大小适宜（直径约3cm）且长有15～30头蚜虫的甘蓝叶片，去除有翅蚜及叶片正面的蚜虫，调查基数后，叶背向上置于培养皿内，用手持式airbrush喷雾器进行喷雾处理，压力为10psi（约合0.7kg/cm³），喷液量为0.5ml，每处置3次重复，处理后置于标准观察室内，48小时后调查存活虫数，计算死亡率并分级。

药液浓度为100mg/l时，化合物Ⅰ对桃蚜的致死率达A100%，对照药剂螺螨酯对桃蚜的致死率为C75%，螺甲螨酯对桃蚜的致死率为C70%，氟虫酰胺对桃蚜的致死率为B90%。

活性实验2：田间实验防治甘蓝病虫害

（1）试验方法

试验共喷药1次，施药日期为2013年6月18日。此时甘蓝尚未结球，小菜蛾幼虫大部分处于2～3龄期，喷药时天气多云无风，用利农牌定压背负式手动喷雾器对各处理均匀喷雾，叶片正反面都要求喷有效药液，每小区用药液2L。

（2）调查方法

调查每个小区固定15株甘蓝作为调查株，记录全部叶片上的幼虫数量，喷药前调查虫口基数，分别在喷药后3、7天和10天调查活虫数。本试验共调查3次。

（3）药效计算方法

虫口减退率(％)= (施药前活虫数一施药后活虫数）／施药前活虫数*l00。

防效(％)=(处理区虫口减退率-对照区虫口减退率)／(100-对照区虫口减退率)*100。

（4）药害调查方法

施药后连续10d目测药剂对作物没有药害产生，甘蓝生长良好。

（5）田间药效试验试验结果

表1　处理药剂防治小菜蛾田间药效试验结果

从表1可以看出，10% 化合物I防治小菜蛾的效果明显优于1.8%阿维菌素EC、对照单剂，10% 化合物I在药后7天的杀虫效果分别为92.53％、93.91％和94.59％，杀虫效果随着用量的增加而递增。另外在试验剂量范围内，作物生长正常，各处理药剂均未出现对甘蓝的药害现象，说明其对甘蓝是安全的。

Claims

1.一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物，其特征在于其化学结构式如下：

I。

2.如权利要求1所述的一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物，其特征在于化合物I的制备方法为：由环戊酮为原料制备羟基环戊基甲酸甲酯，由对丁基苯乙酸为原料制备对丁基苯乙酰氯，然后羟基环戊基甲酸甲酯与对丁基苯乙酰氯发生缩合反应、闭环反应，然后与2,2-二甲基丁酰氯反应生成I，反应方程式如下：

。

3.如权利要求2所述的一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物，其特征在于所述的环戊酮为原料制备羟基环戊基甲酸甲酯分为加成、酸化、酯化反应三步，在氰化钠、稀硫酸作用下加成反应生成，加成物与盐酸、水进行酸化生成，然后与甲醇在对甲苯磺酸的催化作用下酯化反应生成。

4.如权利要求2所述的一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物，其特征在于所述的对丁基苯乙酸在酰氯化釜内与氯化亚砜及溶剂二氯乙烷作用下反应生成。

5.如权利要求2所述的一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物，其特征在于羟基环戊基甲酸甲酯与对丁基苯乙酰氯发生缩合反应生成，然后在片碱及环合溶剂N-N-二甲基乙酰胺条件下发生闭环反应生成。

6.如权利要求2或5所述的一种3-对丁基苯基2-氧代-1-氧杂螺[4,4]-壬-3-烯-4-醇衍生物，其特征在于闭环反应产物在溶剂甲苯、缚酸剂三乙胺作用下搅拌溶解后与2,2-二甲基丁酰氯合成反应生成化合物I。

7.一种杀虫杀菌组合物，其特征在于：含有作为活性成分的如权利要求1所述的化合物I和农业上可接受的载体，组合物中化合物I的重量百分含量为0.5%～99%。

8.如权利要求7所述的杀虫杀菌组合物，其特征在：含有作为活性成分的如权利要求1所述的化合物I，还含有具有杀虫活性或杀菌活性的化合物Ⅱ，组合物中化合物I的重量百分含量为0.5%～99%，具有杀虫活性或杀菌活性的化合物Ⅱ重量百分含量为0.5%～99%。

9.如权利要求8所述的杀虫杀菌组合物，其特征在：具有杀虫活性或杀菌活性的化合物Ⅱ选自毒死蜱、噻唑磷、噁唑啉、马拉硫磷、丙硫磷、吡唑硫磷、哒嗪硫磷、三唑磷、氟虫腈、乙虫清、联苯菊酯、乙氰菊酯、氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、四氟甲醚菊酯、醚菊酯、甲氰菊酯、苯醚菊酯、丙氟菊酯、除虫菊酯、啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、吡虫啉、烯啶虫胺、噻虫啉、噻虫嗪、烟碱、多杀菌素、甲维盐、弥拜菌素、吡丙醚、吡蚜酮、氟啶虫酰胺、四螨嗪、氟螨嗪、噻螨酮、乙螨唑、苏云金芽孢杆菌、丁醚脲、三唑锡、苯丁锡、虫螨腈、杀虫单、杀虫双、杀虫环、双三氟虫脲、除虫脲、氟环脲、氟虫脲、虱螨脲、多氟虫酰脲、氟酰脲、噻嗪酮、环虫酰肼、氯虫酰肼、甲氧虫酰肼、虫酰肼、嘧螨酯、唑螨酯、嘧螨醚、吡螨胺、唑虫酰胺、鱼藤酮、茚虫威、氰氟虫腙、螺甲螨酯、季酮螨酯、氯虫酰胺、氰虫酰胺、氟虫双酰胺、嘧虫胺、啶虫丙醚、联苯敝菌胺、啶酰菌胺、氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺、萘吡菌胺、咪唑菌胺、吲唑磺菌胺、嘧菌胺、氰霜唑、恶唑菌酮、咪唑菌酮、氟嘧菌酯、啶氧菌酯、唑菌胺酯、肟菌酯、氟啶酰菌胺、百菌清、代森锰锌、丙森锌、嘧霉胺、烯酰吗啉、异丙菌胺、双炔酰菌胺、霉霜威、甲霜灵、氟啶胺、甲基硫菌灵、异噻菌胺、噻酰菌胺、硅噻菌胺、多抗霉素、多杀菌素、氰菌胺、乙嘧酚磺酸酯、甲呋酰胺、咯菌腈、腐霉利、异菌脲、苯氧喹啉。

10.一种如权利要求1所述的化合物I用于制备农业领域中防治病菌的杀菌剂药物的用途，杀虫剂药物的用途。