CN106317025B - 一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物及其制备方法和其应用 - Google Patents

一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物及其制备方法和其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物及其制备方法和应用。该含三氟甲基吡唑的三唑类化合物即5‑(1‑甲基‑3‑三氟甲基‑1H‑吡唑‑4‑基)‑4‑苯基‑4H‑1,2,4‑三唑‑3‑硫醚化合物作为防治萝卜、黄瓜、油菜、小麦、高粱和稗草等除草剂中的应用，该化合物为具有除草活性的新化合物，为新农药的研发提供了基础。

Description

一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物及其制备方法和其应用
技术领域
本发明涉及一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物即5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醚化合物及其制备方法和应用。
背景技术
上世纪安替比林的发现使得吡唑类化合物以药物的身份进入了人们的视野，由于吡唑类化合物表现出的高效、低毒和结构多样性的特点，许多新型、高效、对环境友好的吡唑类衍生物的农药品种也应运而生，自此以来农药工业进入了快速发展时期，新药物中杂环化合物占据了主导地位，吡唑类衍生物作为杂环化合物中一个重要类别在新药研发领域更是具有重要地位。目前市场上此类农药应用范围极其广泛，包括除草、杀虫/杀螨、杀菌和植物生长调节等多个领域。已成功开发出多个抗菌剂品种有：绿叶宁、安种宁、茂叶宁、唑菌胺酯等。另一方面，三唑是咪唑环中的一个碳原子被氮取代得到的五元杂环，作为药效团三唑比咪唑具有更低的毒性，且其表现出的抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、抗惊厥等特性广泛应用于临床和农业。例如特康唑，伊曲康唑，泊沙康唑，和氟康唑等三唑类抗真菌药物；病毒唑等用于抗病毒的三唑类药物。三唑类农药经过数十年的发展，应用范围和防治对象由过去主要用作杀菌剂到现在已开发出多种高效、低毒的除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂。在除草剂方面例如唑草胺、氟胺草唑、唑酮草酯、五氟磺草胺等一系列含三唑类除草剂被相继开发，并得到广泛应用。综上可见，三唑的特殊结构使其三唑类化合物在医药、农药、化学化工等领域得到了异常广泛的应用,其研究与开发日益活跃，引起越来越多的科学工作者的关注。本发明专利即提供了新颖的具有除草活性的含氟三唑并吡唑类化合物。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的是提供一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法及其应用。
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物，其特征在于其结构式如式(I)所示：
式(I)中：R选自氰基，乙烯基，苯基，3,4-二氯苯基，2,4-二氯苯基，对氯苯基，间氯苯基，邻氯苯基，邻氟苯基，对溴苯基，对氰基苯基，2-氯-5-噻唑基。
所述的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
1)将三氟乙酰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯在乙酸酐中回流反应，反应结束后减压蒸馏得粗产品，即式(Ⅱ)所示的化合物(E)-2-乙氧基亚甲基-4,4,4-三氟-3-乙酰乙酸甲酯；
2)将式(Ⅱ)所示的化合物与甲基肼在有机溶剂中55-65℃反应，反应结束后减压蒸馏、萃取，得式(Ⅲ)所示的化合物；
3)将式(Ⅲ)所示的化合物与水合肼在有机溶剂中回流反应，得式(IV)所示的化合物；
4)将式(IV)所示的化合物与异硫氰酸苯酯在有机溶剂中回流反应，得式(V)所示的化合物；
5)将式(V)所示的化合物在碱性物质的水溶液中回流反应，反应结束加入酸中和，析出固体，抽滤、重结晶得式(Ⅵ)所示的化合物；
6)将式(Ⅵ)所示的化合物加入到有机溶剂中，在碱性物质存在下与卤代物RCH2X室温过夜反应，反应结束后倒入碎冰中，析出固体后抽滤、重结晶得目标产物式(I)所示的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物，卤代物RCH2X中的R为氰基，苯基，3,4-二氯苯基，2,4-二氯苯基，对氯苯基，间氯苯基，邻氯苯基，邻氟苯基，对溴苯基，对氰基苯基或2-氯-5-噻唑基；
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中三氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯与乙酸酐的物质的量之比为1:1.0～2.0:2.0～3.0。
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤2)中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、甲苯中的一种或几种混合物，有机溶剂体积用量以式(Ⅱ)所示的化合物的物质的量计为0.5～1.0mmol/ml，式(Ⅱ)所示的化合物与甲基肼的物质的量之比为1:1.5～2.0。
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤3)中所述有机溶剂为甲醇或乙醇，有机溶剂体积用量以式(Ⅲ)所示的化合物的物质的量计为0.5～1.0mmol/ml；式(Ⅲ)所示的化合物与水合肼的物质的量之比为1:1.5～3.0。
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤4)中所述有机溶剂为甲醇，乙醇，甲苯中的一种或几种混合物，式(IV)所示的化合物与异硫氰酸苯酯的物质的量之比为1:1.0～1.5。
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤5)中所述碱性物质为碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铵，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种，碱溶液的浓度为2％～10％；酸为盐酸、硫酸或硝酸；重结晶溶剂为乙醇，乙酸乙酯，石油醚中的一种或几种混合物。
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤6)中所述有机溶剂为丙酮，乙腈，二甲基甲酰胺中的一种或几种混合物；有机溶剂体积用量以式(V)所示的化合物的物质的量计为0.1～0.3mmol/ml；所述碱性物质为碳酸钠，碳酸钾，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或几种混合物。
所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤6)中式(Ⅵ)所示的与卤代物的物质的量之比为1:1.0～1.5，重结晶溶剂为乙醇，乙酸乙酯，石油醚中的一种或几种的混合物。
本发明的合成过程如下：
所述的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物在制备防治萝卜、黄瓜、油菜、小麦、高粱和稗草除草剂中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明提供了一种5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醚化合物及中间体的其制备方法及应用，该化合物为具有除草活性的新化合物，为新农药的研发提供了基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
本发明的含吡唑的三唑硫醚类化合物(I)可以如下方法合成：
1)1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯,式(Ⅲ)的合成
将三氟乙酰乙酸乙酯(40mmol)，原甲酸三乙酯(60mmol)在乙酸酐(0.12mol)中回流反应8小时,反应结束后减压蒸馏，得粗产品式(Ⅱ)；冰浴下，逐滴将式(Ⅱ)(40mmol)滴入到甲基肼(60mmol)与乙醇(20mL)混合液中，60℃反应8小时，反应结束后减压蒸馏，加入乙酸乙酯(20mL)与饱和食盐水萃取，有机层用无水硫酸钠除水后悬蒸，得式(Ⅲ)1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯；
2)1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-碳酰肼，式(IV)的合成
将式(Ⅲ)化合物5mmol加入到10mL乙醇中，搅拌下加入80％水合肼10mmol，回流反应10小时，反应结束后加压蒸馏，析出固体，用水冲洗抽滤，得式(IV)化合物。
3)5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醇，式(Ⅵ)的合成
将式(IV)化合物5mmol加入到10mL乙醇中，加入搅拌下加入异硫氰酸苯酯6mmol，回流反应3小时后冷却，析出固体，抽滤，得式(V)化合物。式(V)在5％氢氧化钠溶液中回流4小时后，加入1N盐酸中和，析出固体，抽滤，重结晶得式(Ⅵ)化合物。
4)5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醚化合物，式(I)的合成
以3-苄硫基-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑为例，将式(Ⅵ)化合物(1mmol)加入到10mLDMF中，加入氯苄(1.2mmol)，室温过夜反应，反应结束后倒入碎冰中，析出固体后抽率，乙醇重结晶得目标化合物3-苄硫基-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑。其他5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醚化合物同样方法制得。具体投料比如表1所示。
表1各实施例具体反应条件
实施例1
3-苄硫基-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，白色固体，熔点122℃，产率90.7％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.89(s,3H,CH3),4.50(s,2H,CH2),7.02(d,J＝8Hz,2H,NPh),7.27(S,1H,CH),7.317.35(M,4H,Ph),7.417.46(M,4H,PY+NPh).
实施例2
3-(3,4-二氯苄基硫基)-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，淡黄色固体，熔点125℃，产率86.0％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.89(s,3H,CH3),4.42(s,2H,CH2),7.06(d,J＝6.4Hz,2H,NPh),7.22-7.25(m,1H,Ph),7.26(s,1H,C H),7.36(d,J＝8.0Hz,1H,Ph),7.43-7.49(m,4H,Ph+NPh).
实施例3
3-(2,4-二氯苄基硫基)-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，淡黄色固体，熔点141℃，产率66.0％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.89(s,3H,CH3),4.56(s,2H,CH2),7.05(d,J＝7.2Hz,2H,NPh),7.19(d,J＝8.4Hz,1H,Ph),7.23(s,1H,CH),7.37(s,1H,Ph),7.41-7.50(m,3H,NPh),7.57(a,J＝8.0Hz,1H,Ph).
实施例4
3-(4-氯苄基硫基)-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，淡黄色固体，熔点107℃，产率65.7％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.89(s,3H,CH3),4.45(s,2H,CH2),7.03-7.05(m,2H,NPh),7.25-7.29(m,4H,Ph),7,32(s,1H,CH),7.42-7.48(m,3H,NPh).
实施例5
3-(3-氯苄基硫基)-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，淡黄色固体，熔点108℃，产率83.7％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.89(s,3H,CH3),4.45(s,2H,CH2),7.02-7.05(m,2H,NPh),7.23-7.24(m,3H,Ph),7.27(s,1H,CH),7,33(s,1H,Ph),7.41-7.48(m,3H,NPh).
实施例6
3-(2-氯苄基硫基)-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，淡黄色固体，熔点102℃，产率77.7％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.89(s,3H,CH3),4.61(s,2H,CH2),7.01(d,J＝7.2Hz,2H,NPh),7.20-7.26(m,3H,CH+Ph),7.36(d,J＝7.6Hz,1H,Ph),7.40-7.46(m,3H,NPh),7.55(d,J＝7.2Hz,1H,Ph).
实施例7
3-(4-溴苄基硫基)-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，白色固体，熔点127℃，产率93.8％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.90(s,3H,CH3),4.44(s,2H,CH2),7.03-7.05(m,2H,NPh),7.24(s,1H,CH),7.26(m,2H,Ph),7.417.43(m,3H,NPh),7.45-7.48(m,2H,Ph).
实施例8
2-((5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-基)硫基)乙腈，褐色固体，熔点96℃，产率28.9％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.92(s,3H,CH3),4.13(s,2H,CH2),7.22(d,J＝6.4Hz,2H,NPh),7.37(s,1H,CH),7.50-7.55(m,3H,NPh).
实施例9
3-烯丙基硫基-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，白色固体，熔点101℃，产率56.4％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.91(s,4H,CH3+CH2),3.92(s,2H,CH2),5.15-5.32(m,2H,＝CH2)5.99(m,1H,＝CH),7.17-7.19(m,2H,NPh),7.30(s,1H,CH),7.46-7.49(m,3H,Ph).
实施例10
2-氯-5-(((5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-基)硫基)甲基)噻唑，黑褐色固体，熔点115℃，产率87.2％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.90(s,3H,CH3),4.62(s,2H,CH2),7.11(d,J＝7.2Hz,2H,NPh),7.31(s,1H,CH),7.47(s,1H,CH),7.50-7.53(m,3H,Ph).
实施例11
3-((2-氟苄基)硫基)-5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑，淡黄色固体，熔点158℃，产率66.0％,1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.89(s,3H,CH3),4.53(s,2H,CH2),7.02-7.10(m,4H,Ph),7.26(s,1H,CH),7.40-7.49(m,4H,Ph).
实施例12
4-(((5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-基)硫基)甲基)苯腈,淡黄色固体，熔点122℃，产率78.0％，1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:3.91(s,3H,CH3),4.53(s,2H,CH2),7.06(d,J＝5.6Hz,2H,N-Ph),7.27(s,1H,CH),7.44-7.50(m,3H,N-Ph),7.53(d,J＝6.8Hz,2H,Ph),7.60(d,J＝6.8Hz,2H,Ph)。
实施例13
除草活性测试
药剂配制：用分析天平(0.0001g)称取一定质量的原药，用含1％吐温-80乳化剂的DMF溶解配制成1％母液，然后用蒸馏水稀释备用。
试验方法：培养皿法(普筛)
供试靶标为萝卜、黄瓜、油菜、小麦、高粱和稗草，其中小麦、高粱和萝卜种子预先进行催芽，取均匀一致的露白种子进行试验，将上述靶标放入铺双层滤纸的内径9cm培养皿，加入浓度200mg/L的各新化合物溶液9ml；浸药均匀后分别编号标记，置于人工气候箱中培养，设置温度28℃；光照3000Lux，光照时间16h光照/8h黑暗，RH 75％，7天后调查靶标根、茎抑制率(％)。
除草结果如表2所示
表2除草活性皿测试验靶标根、茎抑制率(％)
本发明公开了一种式(Ⅰ)所示的5-(1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醚化合物及其制备方法与在防治萝卜、黄瓜、油菜、小麦、高粱和稗草中的应用，本发明化合物为具有除草活性的新化合物，为新农药的研发提供了基础。

Claims (13)

1.一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物，其特征在于其结构式如式(I)所示：
式(I)中：R选自苯基(1)，对氯苯基(4)，间氯苯基(5)，氰基(8)，乙烯基(9)，2-氯-5-噻唑基(10)，邻氟苯基(11)，对氰基苯基(12)。
2.一种根据权利要求1所述的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
1)将三氟乙酰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯在乙酸酐中回流反应，反应结束后减压蒸馏得粗产品，即式(Ⅱ)所示的化合物(E)-2-乙氧基亚甲基-4,4,4-三氟-3-乙酰乙酸甲酯；
2)将式(Ⅱ)所示的化合物与甲基肼在有机溶剂中55-65℃反应，反应结束后减压蒸馏、萃取，得式(Ⅲ)所示的化合物；
3)将式(Ⅲ)所示的化合物与水合肼在有机溶剂中回流反应，得式(IV)所示的化合物；
4)将式(IV)所示的化合物与异硫氰酸苯酯在有机溶剂中回流反应，得式(V)所示的化合物；
5)将式(V)所示的化合物在碱性物质的水溶液中回流反应，反应结束加入酸中和，析出固体，抽滤、重结晶得式(Ⅵ)所示的化合物；
6)将式(Ⅵ)所示的化合物加入到有机溶剂中，在碱性物质存在下与卤代物RCH2X室温过夜反应，反应结束后倒入碎冰中，析出固体后抽滤、重结晶得目标产物式(I)所示的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物，卤代物RCH2X中的R为苯基，对氯苯基，间氯苯基，氰基，乙烯基，2-氯-5-噻唑基，邻氟苯基，对氰基苯基；
3.根据权利要求2所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中三氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯与乙酸酐的物质的量之比为1:1.0～2.0:2.0～3.0。
4.根据权利要求2所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤2)中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、甲苯中的一种或几种混合物，有机溶剂体积用量以式(Ⅱ)所示的化合物的物质的量计为0.5～1.0mmol/ml，式(Ⅱ)所示的化合物与甲基肼的物质的量之比为1:1.5～2.0。
5.根据权利要求2所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤3)中所述有机溶剂为甲醇或乙醇，有机溶剂体积用量以式(Ⅲ)所示的化合物的物质的量计为0.5～1.0mmol/ml；式(Ⅲ)所示的化合物与水合肼的物质的量之比为1:1.5～3.0。
6.根据权利要求2所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤4)中所述有机溶剂为甲醇，乙醇，甲苯中的一种或几种混合物，式(IV)所示的化合物与异硫氰酸苯酯的物质的量之比为1:1.0～1.5。
7.根据权利要求2所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤5)中所述碱性物质为碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铵，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种，碱溶液的浓度为2％～10％；酸为盐酸、硫酸或硝酸；重结晶溶剂为乙醇，乙酸乙酯，石油醚中的一种或几种混合物。
8.根据权利要求2所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤6)中所述有机溶剂为丙酮，乙腈，二甲基甲酰胺中的一种或几种混合物；有机溶剂体积用量以式(V)所示的化合物的物质的量计为0.1～0.3mmol/ml；所述碱性物质为碳酸钠，碳酸钾，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或几种混合物。
9.根据权利要求2所述的一种含三氟甲基吡唑的三唑类化合物的制备方法，其特征在于步骤6)中式(Ⅵ)所示的与卤代物的物质的量之比为1:1.0～1.5，重结晶溶剂为乙醇，乙酸乙酯，石油醚中的一种或几种的混合物。
10.一种如权利要求1所述的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物在制备防治高粱除草剂中的应用，R为氰基。
11.一种如权利要求1所述的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物在制备防治黄瓜除草剂中的应用，R为对氯苯基、氰基、乙烯基、2-氯-5-噻唑基或对氰基苯基。
12.一种如权利要求1所述的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物在制备防治油菜除草剂中的应用，R为对氯苯基，间氯苯基、乙烯基、2-氯-5-噻唑基、邻氟苯基、对氰基苯基。
13.一种如权利要求1所述的含三氟甲基吡唑的三唑类化合物在制备防治萝卜除草剂中的应用，R为苯基、乙烯基、2-氯-5-噻唑基、邻氟苯基、对氰基苯基。
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