CN106167502A - 噻二唑磷酰胺化合物及其制备方法及其作为杀虫剂的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种噻二唑磷酰胺化合物及其制备方法及其作为杀虫剂的应用，所述的噻二唑磷酰胺化合物发挥了O,O‑二乙基硫代磷酰胺为中间体的高效低毒的性质，发挥了毒死蜱高效、广谱、低残留、低抗药性的优点，发挥了其残效期短的特点，对防治茶、桑、蔬菜、果树上的害虫，对地下害虫和仓库害虫也有很好的防治效果。本发明所述的制备方法步骤少，操作简单，但是产量和产率高，在实际生产中能够节省大量的时间和成本，经济效益好。最后，本发明的噻二唑磷酰胺化合物对香蕉炭疽菌，对番茄早疫菌、黄瓜枯萎菌、香蕉枯萎菌、香蕉炭疽菌的生长具有抑制作用，可作为农药中间体应用于不同农用杀菌剂的制造和用途。

Description

噻二唑磷酰胺化合物及其制备方法及其作为杀虫剂的应用
技术领域
本发明涉及农药技术领域，特别是一种噻二唑磷酰胺化合物及其制备方法及其作为杀虫剂的应用。
技术背景
我国是一个磷资源丰富的国家，而农药是消耗磷资源的主要领域之一，因此发展高效低毒的有机磷农药仍将是我国农药生产、研究的一大方向，从而可以有效地发挥我国磷资源丰富的优势。研究以O,O-二乙基硫代磷酰胺为中间体的高效低毒农药来替代甲胺磷等高毒农药已成为当今农药技术产业的新亮点之一。1965年，美国道化学公司成功开发了毒死蜱，一种高效广谱有机杀虫剂。目前，毒死蜱广泛用于多种大田作物和经济作物，防治多种害虫，对地下害虫、家畜害虫及卫生害虫亦有较好的防治效果。它具有高效、广谱、低残留、低抗药性等优点，是替代甲胺对硫磷等高毒有机磷杀虫剂的优良品种，国内外已大量生产和使用。
辛硫磷是有机膦酸酯类化合物的另一具有代表性的化合物，它以高效、低毒和广谱的优异性能，成为当今有机农药的主导产品，市场经久不衰，特别是随着高毒农药的更新换代，辛硫磷更是占据了市场主要份额。作为有机杀虫剂，其作用机制是抑制昆虫体内的胆碱酯酶，具有胃毒和触杀作用，由于见光易分解和残效期短，一般不宜作叶面喷洒，但可利用其残效期短的特点，防治茶、桑、蔬菜、果树上的害虫，对地下害虫和仓库害虫也有很好的防治效果。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种噻二唑磷酰胺化合物，具有噻二唑结构，其中，所述化合物结构式如下：
优选的是，所述的噻二唑磷酰胺化合物中，结构式中的R为H， 或者
一种噻二唑磷酰胺化合物的制备方法，主要包括：
1)从氨基硫脲出发，在强酸条件下，加热，脱水，进行成环反应，得到2-氨基-5-芳基-1,3,4-噻二唑化合物。
2)对所述2-氨基-5-芳基-1,3,4-噻二唑化合物进行改造，将这些化合物与O,O'-二乙基硫代磷酰氯反应，可以得到一类具有噻二唑结构的磷酰胺化合物。
其中，具体包括以下步骤：
步骤一、以氨基硫脲为原料，与有机酸混合，加热，进行环化反应得到2-氨基-1,3,4-噻二唑化合物或是2-氨基-5-芳基-1,3,4-噻二唑化合物；
步骤二、将所得的2-氨基-1,3,4-噻二唑化合物或是2-氨基-5-芳基-1,3,4-噻二唑化合物溶于溶剂中，再加入碳酸氢钠和O,O'-二乙基硫代磷酰氯，然后油浴锅加热，85-95℃回流反应9-11小时，得到浑浊液；
步骤三、将所得的浑浊液减压蒸去溶剂后，使用乙酸乙酯和水萃取，得到有机相；
步骤四、将所得的有机相使用层析液进行梯度柱层析分离得到的固体即为所述的噻二唑磷酰胺化合物。
其中，反应过程如下：
试剂和条件：a:POCl3/NH3·H2O/RCOOH/H2O；b:Acetonitrile/H2O/CH2Cl2。
其中，化合物1至7中的R基团如下所示：
1:R＝H
优选的是，所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法中，所述步骤一中还混合有浓度36-38％的浓盐酸或是三氯氧磷。
优选的是，所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法中，所述有机酸是甲酸，2-噻吩甲酸，2-三氟甲基苯甲酸，3-呋喃甲酸，苯甲酸，水杨酸或是2-喹啉甲酸。
优选的是，所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法中，所述溶剂为乙腈。
优选的是，所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法中，所述层析液中乙酸乙酯和石油醚的体积比为1:8-2:1。
一种所述的的噻二唑磷酰胺化合物作为抗菌剂的应用。
本发明具有以下有益效果：首先本发明所述的噻二唑磷酰胺化合物发挥了O,O-二乙基硫代磷酰胺为中间体的高效低毒的性质，发挥了毒死蜱高效、广谱、低残留、低抗药性的优点，发挥了其残效期短的特点，对防治茶、桑、蔬菜、果树上的害虫，对地下害虫和仓库害虫也有很好的防治效果。
其次，本发明所述的制备方法步骤少，操作简单，但是产量和产率高，在实际生产中能够节省大量的时间和成本，经济效益好。
最后，从数据可以看出，本发明的噻二唑磷酰胺化合物对香蕉炭疽菌，对番茄早疫菌、黄瓜枯萎菌、香蕉枯萎菌、香蕉炭疽菌的生长具有抑制作用，可作为农药中间体应用于不同农用杀菌剂的制造和用途。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
实施例1
O,O'-二乙基-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备：
步骤1、中间产物的制备
称取5.00g氨基硫脲，一次性加入带有搅拌磁子的50mL三颈烧瓶中，加入5.00mL的甲酸后于冰浴条件下搅拌反应成浆状，再使用恒压滴液漏斗缓慢滴加6.00mL浓盐酸。滴加完毕后置于107℃油浴加热，并开启搅拌装置，反应4.5～5.0h，TLC跟踪反应，原料点消失则停止反应，常温冷却后用浓氨水将体系PH调至8～9之间。放置冰箱过夜，析出白色晶体，抽滤，用冰水洗涤三次，蒸馏水重结晶得到4.96g白色晶体1，产率约90％，m.p.：198～201℃。产物结构经IR、NMR和MS分析确定为2-氨基-1,3,4-噻二唑。
步骤2、O,O'-二乙基-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
称取0.41g(4mmol)2-氨基-1,3,4-噻二唑投入100mL的圆底烧瓶中，加入40mL新蒸的乙腈，搅拌溶解，再加入0.67g(8mmol)NaHCO3和1.26mL(8mmol)O,O'-二乙基硫代磷酰氯，90℃加热回流反应10h，得到白色浑浊液体，减压蒸去大部分溶剂，加入适量水，然后用乙酸乙酯多次萃取，合并有机相，减压蒸馏，除去大部分溶剂，梯度柱层析分离(层析液：V乙酸乙酯:V石油醚＝1：8～V乙酸乙酯:V石油醚＝2:1)得到0.08g透明液体8，产率8％。经IR、NMR和MS分析确定产物结构为O,O'-二乙基-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺。
实施例2
O,O'-二乙基-5-噻吩-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备：
步骤1、中间产物的制备
在三颈瓶中加入氨基硫脲1.82g(0.02mol)，2-噻吩甲酸2.54g(0.02mol)和20mL三氯氧磷，磁力搅拌下缓慢升温至65℃，反应2h后，继续升温至106℃回流反应4h，TLC跟踪至无原料点，停止反应。边用玻璃棒搅拌边慢慢倾入冰水中，用饱和NaOH溶液调pH值为8～9，有沉淀析出，离心，去掉上层液，合并固体，用75％的乙醇重结晶得到2.56g黄色固体2，产率70％，m.p.：200～204℃。产物结构经IR、NMR和MS分析确定为2-氨基-5-噻吩-1,3,4-噻二唑。
步骤2、O,O'-二乙基-5-噻吩-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
称取0.37g(2mmol)2-氨基-5-噻吩-1,3,4-噻二唑投入100mL的圆底烧瓶中，加入40mL新蒸的乙腈，搅拌溶解，再加入0.34g(8mmol)NaHCO3和0.63mL(4mmol)O,O'-二乙基硫代磷酰氯，置于油浴锅中，90℃加热回流反应10h，得到黄色浑浊液体，减压蒸去大部分溶剂，加入乙酸乙酯和水多次萃取，合并有机相，梯度柱层析分离(层析液：V乙酸乙酯：V石油醚＝1：8～V乙酸乙酯：V石油醚＝2:1)得到0.10g黄色固体9，产率14％，m.p.：79～95℃。经IR、NMR和MS分析确定产物结构为O,O'-二乙基-5-噻吩-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺。
实施例3
O,O'-二乙基-5-邻三氟甲基苯-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备：
步骤1、中间产物的制备
在三颈瓶中加入氨基硫脲0.91g(0.01mol)，2-三氟甲基苯甲酸2.15g(0.01mol)和20mL三氯氧磷，磁力搅拌下缓慢升温至65℃，反应2h后，继续升温至106℃回流反应4h，TLC跟踪至无原料点，停止反应。边用玻璃棒搅拌边慢慢倾入冰水中，用饱和NaOH溶液调pH值为8～9，有沉淀析出，离心，去掉上层液，合并固体，用75％的乙醇重结晶得到1.99g淡绿色固体3，产率81％，m.p.：215～221℃。产物结构经IR、NMR和MS分析确定为2-氨基-5-(三氟甲基)苯基-1,3,4-噻二唑。
步骤2、O,O'-二乙基-5-邻三氟甲基苯-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
称取0.49g(2mmol)2-氨基-5-(三氟甲基)苯基-1,3,4-噻二唑投入100mL的圆底烧瓶中，加入40mL新蒸的乙腈，搅拌溶解，再加入0.51g(6mmol)NaHCO3和0.63mL(4mmol)O,O'-二乙基硫代磷酰氯，置于油浴锅中，90℃加热回流反应10h，得到红褐色浑浊液体，减压蒸去大部分溶剂，加入乙酸乙酯和水多次萃取，合并有机相，梯度柱层析分离(层析液：V乙酸乙酯:V石油醚＝1：8～V乙酸乙酯:V石油醚＝2:1)得到0.09g黄色固体10，产率11％，m.p.：55～60℃。经IR、NMR和MS分析确定产物结构为O,O'-二乙基-5-邻三氟甲基苯-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺。
实施例4
O,O'-二乙基-5-呋喃-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
步骤1、中间产物的制备
在三颈瓶中加入氨基硫脲1.82g(0.02mol)，3-呋喃甲酸2.22g(0.02mol)和20mL三氯氧磷，磁力搅拌下缓慢升温至65℃，反应2h后，继续升温至106℃回流反应4h，TLC跟踪至无原料点，停止反应。边用玻璃棒搅拌边慢慢倾入冰水中，用饱和NaOH溶液调pH值为8～9，有沉淀析出，离心，去掉上层液，合并固体，用75％的乙醇重结晶得到2.92g淡黄色固体4，产率87％，m.p.：197～208℃。产物结构经IR、NMR和MS分析确定为2-氨基-5-(3-呋喃)-1,3,4-噻二唑。
步骤2、O,O'-二乙基-5-呋喃-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
称取0.50g(3mmol)2-氨基-5-(3-呋喃)-1,3,4-噻二唑投入100mL的圆底烧瓶中，加入40mL新蒸的乙腈，搅拌溶解，再加入0.51g(6mmol)NaHCO3和0.94mL(6mmol)O,O'-二乙基硫代磷酰氯，置于油浴锅中，90℃加热回流反应10h，得到土黄色浑浊液体，减压蒸去大部分溶剂，加入乙酸乙酯和水多次萃取，合并有机相，梯度柱层析分离(层析液：V乙酸乙酯：V石油醚＝1：8～V乙酸乙酯：V石油醚＝2:1)得到0.06g白色固体11，产率6％，m.p.：68～72℃。经IR、NMR和MS分析确定产物结构为O,O'-二乙基-5-呋喃-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺。
实施例5
O,O'-二乙基-5-苯基-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备：
步骤1、中间产物的制备
在三颈瓶中加入氨基硫脲1.82g(0.02mol)，苯甲酸2.44g(0.02mol)和20mL三氯氧磷，磁力搅拌下缓慢升温至65℃，反应2h后，继续升温至106℃回流反应4h，TLC跟踪至无原料点，停止反应。边用玻璃棒搅拌边慢慢倾入冰水中，用饱和NaOH溶液调pH值为8～9，有沉淀析出，离心，去掉上层液，合并固体，用75％的乙醇重结晶得到2.26g白色固体5，产率64％，m.p.：233～246℃。产物结构经IR、NMR和MS分析确定为2-氨基-5-苯基-1,3,4-噻二唑。
步骤2、O,O'-二乙基-5-苯基-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
称取0.35g(2mmol)2-氨基-5-苯基-1,3,4-噻二唑投入100mL的圆底烧瓶中，加入40mL新蒸的乙腈，搅拌溶解，再加入0.51g(6mmol)NaHCO3和0.63mL(4mmol)O,O'-二乙基硫代磷酰氯，置于油浴锅中，90℃加热回流反应10h，得到白色浑浊液体，减压蒸去大部分溶剂，加入乙酸乙酯和水多次萃取，合并有机相，梯度柱层析分离(层析液：V乙酸乙酯:V石油醚＝1：8～V乙酸乙酯:V石油醚＝2:1)得到0.08g白色固体12，产率12％，m.p.：61～67℃。经IR、NMR和MS分析确定产物结构为O,O'-二乙基-5-苯基-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺。
实施例6
O,O'-二乙基-5-邻羟基苯-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺(13)的制备：
步骤1、中间产物的制备
在三颈瓶中加入氨基硫脲1.82g(0.02mol)，水杨酸2.76g(0.02mol)和20mL三氯氧磷，磁力搅拌下缓慢升温至65℃，反应2h后，继续升温至106℃回流反应4h，TLC跟踪至无原料点，停止反应。边用玻璃棒搅拌边慢慢倾入冰水中，用饱和NaOH溶液调pH值为8～9，有沉淀析出，离心，去掉上层液，合并固体，用75％的乙醇重结晶得到2.75g黄色固体6，产率71％，m.p.：207～215℃。产物结构经IR、NMR和MS分析确定2-氨基-5-邻羟基苯基-1,3,4-噻二唑。
步骤2、O,O'-二乙基-5-邻羟基苯-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
称取0.39g(2mmol)2-氨基-5-邻羟基苯基-1,3,4-噻二唑投入100mL的圆底烧瓶中，加入40mL新蒸的乙腈，搅拌溶解，再加入0.51g(6mmol)NaHCO3和0.63mL(4mmol)O,O'-二乙基硫代磷酰氯，置于油浴锅中，90℃加热回流反应10h，得到米白色浑浊液体，减压蒸去大部分溶剂，加入乙酸乙酯和水多次萃取，合并有机相，梯度柱层析分离(层析液：V乙酸乙酯:V石油醚＝1：8～V乙酸乙酯:V石油醚＝2:1)得到0.06g淡黄色液体13，产率9％。经IR、NMR和MS分析确定产物结构为O,O'-二乙基-5-邻羟基苯-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺。
实施例7
O,O'-二乙基-5-喹啉-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备：
步骤1、中间产物的制备
在三颈瓶中加入氨基硫脲1.82g(0.02mol)，2-喹啉甲酸3.44g(0.02mol)和20mL三氯氧磷，磁力搅拌下缓慢升温至65℃，反应2h后，继续升温至106℃回流反应4h，TLC跟踪至无原料点，停止反应。边用玻璃棒搅拌边慢慢倾入冰水中，用饱和NaOH溶液调pH值为8～9，有沉淀析出，离心，去掉上层液，合并固体，用75％的乙醇重结晶得到3.14g黄色固体7，产率69％。，m.p.：238～249℃。产物结构经IR、NMR和MS分析确定为2-氨基-5-喹啉-1,3,4-噻二唑。
步骤2、O,O'-二乙基-5-喹啉-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺的制备
称取0.46g(2mmol)2-氨基-5-喹啉-1,3,4-噻二唑投入100mL的圆底烧瓶中，加入40mL新蒸的乙腈，搅拌溶解，再加入0.51g(6mmol)NaHCO3和0.63mL(4mmol)O,O'-二乙基硫代磷酰氯，置于油浴锅中，90℃加热回流反应10h，得到黄色浑浊液体，减压蒸去大部分溶剂，加入乙酸乙酯和水多次萃取，合并有机相，梯度柱层析分离(层析液：V乙酸乙酯：V石油醚＝1：8～V乙酸乙酯：V石油醚＝2:1)得到0.08g黄色液体14，产率10％。经IR、NMR和MS分析确定产物结构为O,O'-二乙基-5-喹啉-1,3,4-噻二唑-2-硫代磷酰胺。
实验分析
采用本发明实施例1-7所述的噻二唑磷酰胺化合物对某些植物细菌和真菌进行杀菌试验，发现本发明所述的噻二唑磷酰胺化合物对番茄早疫菌、黄瓜枯萎菌、香蕉枯萎菌、香蕉炭疽菌的抑制作用。结果如下表1所示：
表1 化合物的杀菌抑制率(％)(浓度为50μg/mL)
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种噻二唑磷酰胺化合物，具有噻二唑结构，其中，所述化合物结构式如下：
2.如权利要求1所述的噻二唑磷酰胺化合物，其中，结构式中的R为H，或者
3.一种噻二唑磷酰胺化合物的制备方法，其中，包括以下步骤：
步骤一、以氨基硫脲为原料，与有机酸混合，加热，进行环化反应得到2-氨基-1,3,4-噻二唑化合物或是2-氨基-5-芳基-1,3,4-噻二唑化合物；
步骤二、将所得的2-氨基-1,3,4-噻二唑化合物或是2-氨基-5-芳基-1,3,4-噻二唑化合物溶于溶剂中，再加入碳酸氢钠和O,O'-二乙基硫代磷酰氯，然后油浴锅加热，85-95℃回流反应9-11小时，得到浑浊液；
步骤三、将所得的浑浊液减压蒸去溶剂后，使用乙酸乙酯和水萃取，得到有机相；
步骤四、将所得的有机相使用层析液进行梯度柱层析分离得到的固体即为所述的噻二唑磷酰胺化合物。
4.如权利要求3所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法，其中，所述步骤一中还混合有浓度36-38％的浓盐酸或是三氯氧磷。
5.如权利要求4所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法，其中，所述有机酸是甲酸，2-噻吩甲酸，2-三氟甲基苯甲酸，3-呋喃甲酸，苯甲酸，水杨酸或是2-喹啉甲酸。
6.如权利要求5所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法，其中，所述溶剂为乙腈。
7.如权利要求6所述的噻二唑磷酰胺化合物的制备方法，其中，所述层析液中乙酸乙酯和石油醚的体积比为1:8-2:1。
8.一种如权利要求1-2任一所述的或是权利要求3-7任一制备方法得到的噻二唑磷酰胺化合物作为抗菌剂的应用。
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