CN111943944A - 含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于化学合成和药物应用技术领域，具体涉及含乙硫基吡啶联1,2,4‑噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制备方法和应用。本发明由3,6‑二氯吡啶甲酸经过酯化、硫醚化得到的中间体Ⅰ，与2‑氯‑5‑氰基苯甲酸甲酯与盐酸羟胺反应得到的中间体Ⅱ环合，最后水解、缩合得含乙硫基吡啶联1,2,4‑噁二唑取代苯甲酰胺类化合物，本发明的制备方法简单、操作方便，所得产物的结构经核磁氢谱进行了确认，并对所得的14个目标产物进行了杀菌活性测试，结果表明：在100ppm浓度下，通过本发明的制备方法得到的目标产物对黄瓜灰霉病表现出良好的活性，有的化合物抑制率达60％以上。

Description

含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制 备方法和应用
技术领域
本发明属于化学合成和药物应用领域，具体涉及含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制备方法和应用。
背景技术
化学农药以其快速、高效、经济、简便、应用广泛的特点，在农作物有害生物综合治理体系中占有重要地位，是用于保障农作物的产量、品质与安全的一重要的农业生产资料。开发低毒、高效、低残留且环境友好的农药是新农药开发的未来趋势，杂环类有机农药为近年来发展最为迅速的一类农药。其中1,2,4-噁二唑及其衍生物在农药和医药领域是一类重要的活性物质,具有广谱的生物活性,如杀虫、除草、杀菌等。因此1,2,4-噁二唑类化合物的分子设计、合成与生物活性研究仍然是当今绿色农药创制的一个热点。此外，含硫化合物和酰胺类化合物也表现出了良好的抑菌、除草、杀虫、抗病毒等生物活性，被广泛应用于农药和医药领域，将其结构引入1,2,4-噁二唑类化合物中，设计合成新的1,2,4-噁二唑类衍生物，具有一定的研究意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制备方法和应用。
所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物，其特征在于结构式如式(Ⅲ)所示：
Figure BDA0002670995490000021
式(Ⅲ)中，苯环上的H被取代基R单取代、多取代或不被取代，单取代或多取代的取代基R各自独立的选自烷基、取代烷基或卤素。
所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物，其特征在于取代基R各自独立为C1～C4的烷基、C1～C4的取代烷基、F、Cl或Br。
所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物，其特征在于式(Ⅲ)中的R为2-甲基、4-甲基、4-叔丁基、2,4-二甲基、3-三氟甲基、3-氯-2-甲基、2-氟、4-氟、2,6-二氟、2-氯、3-氯、4-氯或4-溴。
所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将式(1)所示的3,6-二氯吡啶甲酸溶解于丙酮中，加入K2CO3作为缚酸剂，再加入硫酸二甲酯进行酯化反应，生成式(2)所示的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯；
2)以DMF为溶剂，将乙硫醇与叔丁醇钾加入溶剂中，反应生成的乙硫醇钾与通过步骤1)制备得到的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯反应生成式(3)所示的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酸甲酯；
3)以THF为溶剂，将通过步骤2)制备得到的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酸甲酯与NaOH溶液进行水解反应，生成中间体Ⅰ；
4)以乙醇为溶剂，将式(4)所示的2-氯-5-氰基苯甲酸甲酯与盐酸羟胺反应，生成中间体Ⅱ；
5)以甲苯为溶剂，将通过步骤3)制备得到的中间体Ⅰ酰氯化，再与通过步骤4)制备得到的中间体Ⅱ环合，生成式(5)所示的化合物5；
6)将通过步骤5)制备得到的化合物5在碱性条件下水解，生成式(6)所示的化合物6，化合物6再与取代苯胺以EDC·HCl为缩合剂进行缩合反应，得如(Ⅲ)所示的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物；
其反应过程如下：
Figure BDA0002670995490000031
Figure BDA0002670995490000041
苯环上的H被取代基R单取代、多取代或不被取代，单取代或多取代的取代基R各自独立的选自烷基、取代烷基或卤素。
所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中，3,6-二氯吡啶甲酸和硫酸二甲酯的摩尔比为1:0.9～1.1，优选为1:1。
所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤2)中，冰浴条件下，向溶液中逐滴加入乙硫醇钾，滴加完成后，移至室温开始反应。
所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤4)中，2-氯-5-氰基苯甲酸甲酯和盐酸羟胺的摩尔比为1:1～1.2，优选为1:1.1。
所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤6)中，化合物6在常温下溶解于二氯甲烷和三乙胺的混合溶液中，待溶解后冰浴降温至5℃，再加入取代苯胺和EDC·HCl，继续在冰浴条件下反应7-9h，优选8h。
所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物作为杀菌剂的应用。
本发明提供了含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制备方法和应用，其制备方法简单、操作方便，结构经核磁氢谱进行了确认，对所得的14个目标产物进行了杀菌活性测试，结果表明：在100ppm浓度下本发明的目标产物对黄瓜灰霉病表现出了良好的活性，有的化合物抑制率高达60％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1式(2)所示的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯的制备：
在100mL三口烧瓶中，依次加入1.92g(0.01mol)3,6-二氯吡啶甲酸、20mL丙酮、1.66g K2CO3，逐滴加入1.26g(0.01mol)硫酸二甲酯，滴加完成后温控40℃反应，TLC对实验进行跟踪监测，反应约8h结束，待反应液冷却至室温，过滤取滤液，旋蒸脱溶，干燥得1.84g淡黄色固体，收率：90.1％，m.p.50～60℃；
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.77(d,J＝8.5Hz,1H),7.42(d,J＝8.5Hz,1H),4.00(s,3H).
实施例1-1式(2)所示的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯的制备：
在100mL三口烧瓶中，依次加入1.92g(0.01mol)3,6-二氯吡啶甲酸、20mL丙酮、1.66g K2CO3，逐滴加入1.13g(0.009mol)硫酸二甲酯，滴加完成后，温控40℃开始反应，TLC对实验进行跟踪监测，反应约8h结束，待反应液冷却至室温，过滤取滤液，旋蒸脱溶，干燥得1.70g淡黄色固体，收率：83.3％，m.p.50～60℃；
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.77(d,J＝8.5Hz,1H),7.42(d,J＝8.5Hz,1H),4.00(s,3H).
实施例1-2式(2)所示的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯的制备：
在100mL三口烧瓶中，依次加入1.92g(0.01mol)3,6-二氯吡啶甲酸、20mL丙酮、1.66g K2CO3，逐滴加入1.39g(0.011mol)硫酸二甲酯，滴加完成后，温控40℃开始反应，TLC对实验进行跟踪监测，反应约8h结束，待反应液冷却至室温，过滤取滤液，旋蒸脱溶，干燥得1.74g淡黄色固体，收率：85.2％，m.p.50～60℃；
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.77(d,J＝8.5Hz,1H),7.42(d,J＝8.5Hz,1H),4.00(s,3H).
实施例2式(3)所示的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酸甲酯的制备：
在100mL三口烧瓶中，加入2.46g乙硫醇，用30ml DMF溶解，在冰浴条件下逐滴加入1.36g叔丁醇钾，开始反应，得到乙硫醇钾。
在100mL三口烧瓶中，加入3.72g由实施例1制备得到的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯，用20ml DMF溶解，冰浴条件下逐滴加入乙硫醇钾，滴加完成后，移至室温开始反应，TLC对实验进行跟踪监测，反应约2h结束，然后加入水和乙酸乙酯进行萃取，取有机相，加入无水Mg2SO4进行干燥，过滤取滤液，旋蒸脱溶，得2.42g固体，收率：57.7％，m.p.128～129℃；
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.66(d,J＝8.5Hz,1H),7.41(d,J＝8.5Hz,1H),4.00(s,3H),2.95(q,J＝7.5Hz,2H),1.39(t,J＝7.5Hz,3H).
实施例3中间体Ⅰ的制备：
在100mL三口烧瓶中，加入3.3g由实施例2得到的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酸甲酯，用40ml THF溶解，然后加入NaOH溶液(112g NaOH，10ml水)温控70℃加热回流反应，TLC对实验进行跟踪监测，反应约1h结束，待反应液冷却至室温，用100ml水调节体系PH值至2.5，过滤干燥得2.8g淡黄色固体，收率：90.8％，m.p.119～120℃；
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ12.20(s,1H),7.66(d,J＝8.5Hz,1H),7.41(d,J＝8.5Hz,1H),4.00(s,3H),2.95(q,J＝7.5Hz,2H).
实施例4中间体Ⅱ的制备：
称取1.4g(7.2mmol)2-氯-5-氰基苯甲酸甲酯加入三口烧瓶中，加入0.55g盐酸羟胺并用45mL乙醇溶解，在室温下，开启机械搅拌，边搅拌边滴加1.1g三乙胺(10min滴加完成)，开始反应，反应过程经薄层色谱法(TLC)监测反应进程，反应2个小时，旋蒸脱溶，并将残余物溶于乙酸乙酯和饱和食盐水中，倒入分液漏斗静置分液，保留有机层。有机相加入无水硫酸钠除去水分，旋蒸脱溶，通过柱层析纯化得到淡黄色固体1.5g，收率：90.4％，m.p.108～111℃；
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.87(s,1H),8.13(d,J＝2.0Hz,1H),7.85(dd,J＝8.5,2.0Hz,1H),7.59(d,J＝8.5Hz,1H),5.98(s,2H),3.87(s,3H).
实施例4-1中间体Ⅱ的制备：
称取1.4g(7.2mmol)2-氯-5-氰基苯甲酸甲酯加入三口烧瓶中，加入0.50g盐酸羟胺并用45mL乙醇溶解，在室温下，开启机械搅拌，边搅拌边滴加1.1g三乙胺(10min滴加完成)，开始反应，反应过程经薄层色谱法(TLC)监测反应进程，反应2个小时，旋蒸脱溶，并将残余物溶于乙酸乙酯和饱和食盐水中，倒入分液漏斗静置分液，保留有机层。有机相加入无水硫酸钠除去水分，旋蒸脱溶，通过柱层析纯化得到淡黄色固体1.4g，收率：84.4％，m.p.108～111℃；
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.87(s,1H),8.13(d,J＝2.0Hz,1H),7.85(dd,J＝8.5,2.0Hz,1H),7.59(d,J＝8.5Hz,1H),5.98(s,2H),3.87(s,3H).
实施例4-2中间体Ⅱ的制备：
称取1.4g(7.2mmol)2-氯-5-氰基苯甲酸甲酯加入三口烧瓶中，加入0.60g盐酸羟胺并用45mL乙醇溶解，在室温下，开启机械搅拌，边搅拌边滴加1.1g三乙胺(10min滴加完成)，开始反应，反应过程经薄层色谱法(TLC)监测反应进程，反应2个小时，旋蒸脱溶，并将残余物溶于乙酸乙酯和饱和食盐水中，倒入分液漏斗静置分液，保留有机层。有机相加入无水硫酸钠除去水分，旋蒸脱溶，通过柱层析纯化得到淡黄色固体1.45g，收率：87.3％，m.p.108～111℃；
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.87(s,1H),8.13(d,J＝2.0Hz,1H),7.85(dd,J＝8.5,2.0Hz,1H),7.59(d,J＝8.5Hz,1H),5.98(s,2H),3.87(s,3H).
实施例5式(5)所示的化合物5的制备：
向100mL三口烧瓶中加入1.16g(5mmol)由实施案例3制备得到的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酸，随后加入30mL的甲苯溶解，加入1.19g SOCl2，120℃回流搅拌，开始反应，TLC监测原料点基本消失，旋蒸除去二氯亚砜得3-氯-6-乙硫基吡啶甲酰氯。
向250mL三口烧瓶中加入由实施案例4制备得到的中间体Ⅱ1.1g(5mmol)，三乙胺1.2g(12mmol)，100mL无水甲苯，控温0℃，搅拌反应2h后，逐滴加入准备好的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酰氯，0℃下继续搅拌反应3h，然后加热回流反应，并通过TLC监测，约反应2小时结束。反应液用150mL蒸馏水进行水洗，然后用饱和氯化钠溶液洗涤，有机相加入无水硫酸钠除去水分，旋蒸脱溶，烘干，得到产物1.1g，收率：53.8％,m.p.148～152℃；
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ8.63(d,J＝2.0Hz,1H),8.35–8.20(m,1H),7.89(d,J＝8.5Hz,1H),7.66(d,J＝8.0Hz,1H),7.54(d,J＝8.5Hz,1H),3.87(s,3H)，3.17(q,J＝7.0Hz,2H),1.32(t,J＝7.5Hz,3H).
实施例6式(6)所示的化合物6的制备：
在100mL的三口烧瓶中先加入(2.0mmol)由实施例5得到的化合物5，40mL THF，待溶解后，加入(5mL)40％氢氧化钠水溶液，回流反应，并使用TLC法对反应进行监测，约2h反应完，旋蒸除去THF，加入50mL水溶解，调节pH至2.5，析出白色固体，抽滤烘干得产物化合物6，收率：93.6％，m.p.225～226℃；
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ13.47(s,1H),8.55(d,J＝2.0Hz,1H),8.36(d,J＝8.5Hz,1H),8.26–8.19(m,1H),7.91(d,J＝8.5Hz,1H),7.80(d,J＝8.0Hz,1H)，3.16(q,J＝7.5Hz,2H),1.30(t,J＝7.0Hz,3H).
实施例7-20目标产物Ⅲ的制备：
在50mL的三口烧瓶中先加入(2.0mmol)由实施例6得到的化合物6，(3.3mmol)三乙胺和15mL二氯甲烷，待溶解后，冰浴降温至5℃，加入(2.3mmol)EDC·HCl，然后边搅拌边滴加2.1mmol取代苯胺(
Figure BDA0002670995490000101
苯环上的H不被取代或取代基R独立为2-甲基、4-甲基、2,4-二甲基、4-叔丁基、3-三氟甲基、3-氯-2-甲基、2-氟、4-氟、2,6-二氟、2-氯、3-氯、4-氯或4-溴)，滴加完毕后继续冰浴反应，并使用TLC法对反应进行监测(展开剂比例为Ea:Pe＝1:3，4mL展开剂中滴加两滴三乙胺)，反应结束后，旋蒸除去二氯甲烷，体系呈棕色粘稠固体状态，边搅拌边加入10mL无水乙醇使其溶解，在冰浴条件下加入已配制好的3％的稀盐酸溶液，调节体系pH值至7-8，再在冰水浴条件下向溶液中加入无水乙醇，待体系刚好澄清，继续搅拌30min，不断有水泥色固体析出，用乙醇水混合溶液洗涤(V乙醇：V水＝2:1)，抽滤、干燥得水泥色固体，即目标产物Ⅲ-1～Ⅲ-14，生产目标产物Ⅲ-1～Ⅲ-14的过程中，TCL监测反应时间为7-9h，其中反应时间为8h的占比最多，具体数据见表1和表2。
表1含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物理化数据
Figure BDA0002670995490000102
Figure BDA0002670995490000111
表2含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物氢谱数据
Figure BDA0002670995490000112
Figure BDA0002670995490000121
Figure BDA0002670995490000131
实施例21杀菌活性测试
试验对象:小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)，苹果褐斑病菌(Marssoninacoronaria(Ell.et Daris)Daris)，黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinereal)。
试验处理:目标产物Ⅲ-1～Ⅲ-14分别用DMF溶解成2％母液，然后用灭菌水稀释成100mg/L备用。试验采用含毒培养基法，评价供试化合物在100mg/L的剂量下对3种试验靶标的室内杀菌活性，活性测试结果如表3所示；
表3含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物杀菌活性
Figure BDA0002670995490000132
含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物(14个)杀菌活性结果表明(表3)，在100ppm剂量下，14个样品对3个靶标的活性具有一定的抑制，尤其是目标产物Ⅲ-6、Ⅲ-7、Ⅲ-11对黄瓜灰霉病菌的抑制率在60％以上；14个化合物对小麦赤霉病菌和苹果褐斑病菌的活性均在50％以下；Ⅲ-1等化合物对以上三种病菌杀菌活性较对照药剂较低，建议进一步优化。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也仅仅于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物，其特征在于结构式如式(Ⅲ)所示：
Figure FDA0002670995480000011
式(Ⅲ)中，苯环上的H被取代基R单取代、多取代或不被取代，单取代或多取代的取代基R各自独立的选自烷基、取代烷基或卤素。
2.根据权利要求1所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物，其特征在于取代基R各自独立为C1～C4的烷基、C1～C4的取代烷基、F、Cl或Br。
3.根据权利要求1所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物，其特征在于式(Ⅲ)中的R为2-甲基、4-甲基、4-叔丁基、2,4-二甲基、3-三氟甲基、3-氯-2-甲基、2-氟、4-氟、2,6-二氟、2-氯、3-氯、4-氯或4-溴。
4.一种如权利要求1所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将式(1)所示的3,6-二氯吡啶甲酸溶解于丙酮中，加入K2CO3作为缚酸剂，再加入硫酸二甲酯进行酯化反应，生成式(2)所示的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯；
2)以DMF为溶剂，将乙硫醇与叔丁醇钾加入溶剂中，反应生成的乙硫醇钾与通过步骤1)制备得到的3,6-二氯吡啶甲酸甲酯反应生成式(3)所示的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酸甲酯；
3)以THF为溶剂，将通过步骤2)制备得到的3-氯-6-乙硫基吡啶甲酸甲酯与NaOH溶液进行水解反应，生成中间体Ⅰ；
4)以乙醇为溶剂，将式(4)所示的2-氯-5-氰基苯甲酸甲酯与盐酸羟胺反应，生成中间体Ⅱ；
5)以甲苯为溶剂，将通过步骤3)制备得到的中间体Ⅰ酰氯化，再与通过步骤4)制备得到的中间体Ⅱ环合，生成式(5)所示的化合物5；
6)将通过步骤5)制备得到的化合物5在碱性条件下水解，生成式(6)所示的化合物6，化合物6再与取代苯胺以EDC·HCl为缩合剂进行缩合反应，得如(Ⅲ)所示的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物；
其反应过程如下：
Figure FDA0002670995480000021
Figure FDA0002670995480000031
苯环上的H被取代基R单取代、多取代或不被取代，单取代或多取代的取代基R各自独立的选自烷基、取代烷基或卤素。
5.根据权利要求4所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中，3,6-二氯吡啶甲酸和硫酸二甲酯的摩尔比为1:0.9～1.1，优选为1:1。
6.根据权利要求4所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤2)中，冰浴条件下，向溶液中逐滴加入乙硫醇钾，滴加完成后，移至室温开始反应。
7.根据权利要求4所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤4)中，2-氯-5-氰基苯甲酸甲酯和盐酸羟胺的摩尔比为1:1～1.2，优选为1:1.1。
8.根据权利要求4所述的一种含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法，其特征在于步骤6)中，化合物6在常温下溶解于二氯甲烷和三乙胺的混合溶液中，待溶解后冰浴降温至5℃，再加入取代苯胺和EDC·HCl，继续在冰浴条件下反应7-9h，优选8h。
9.一种根据权利要求1所述的含乙硫基吡啶联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物作为杀菌剂的应用。
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