CN112939919A

CN112939919A - 2-氨基苯并吡喃类化合物及其在农药中的应用

Info

Publication number: CN112939919A
Application number: CN202110264913.4A
Authority: CN
Inventors: 唐孝荣; 陆童; 严映坤; 程玮; 肖婷婷; 张婷婷; 王静文; 蒋文静; 邓字权; 曾林
Original assignee: Xihua University
Current assignee: Jiangxi Jiatiansen Biotechnology Co ltd
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2041-03-11
Also published as: CN112939919B

Abstract

本发明涉及2‑氨基苯并吡喃类化合物及其在农药中的应用，属于农药技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种可作为杀虫剂和杀菌剂使用的2‑氨基苯并吡喃类化合物。本发明苯并吡喃类化合物的结构通式为式I所示，其中，R₁为氢原子、卤素原子或C1‑C4烷基；R₂为卤素原子、C1‑C4烷基或C1‑C4烷氧基；R₃为卤素原子、C1‑C4烷基或C1‑C4烷氧基。本发明化合物的合成过程简单，对害虫有较好的毒杀效果，对植物病原细菌有较好的抑制作用，为新农药的创制奠定了较好的基础。

Description

2-氨基苯并吡喃类化合物及其在农药中的应用

技术领域

本发明涉及2-氨基苯并吡喃类化合物及其在农药中的应用，属于农药技术领域。

背景技术

我国作为传统的农业大国，农作物一直是维持我国人民生活一个重要支柱。同样，因农作物而生的农药也是人们极为关心的一个环节。农药主要分为除草剂、杀虫剂和杀菌剂三大类，随着杀虫杀菌剂的广泛应用，害虫、病菌等对该药剂的抗药性不断增长，需要研究更多的杀虫和杀菌剂。此外，随着人们对食品安全的逐渐重视，追求绿色和有机成了目前的趋势，在一定程度上也影响了农药的使用，需要研究具有高效、低毒、对非靶标生物安全、在环境中容易降解、有害生物不容易产生抗性等特性的新型农药。

在当今农药和医药的研究与开发过程中，苯并杂环类化合物占据着重要的地位。苯并吡喃及其衍生物是具有广泛生理活性和药理活性的一类化合物，广泛存在于自然界的植物中。许多年来，在这一领域进行了大量的研究工作，尤其是苯并吡喃衍生物的合成及其在药理学方面的研究异常活跃。人们通过各种方法合成了许多高效低毒的药用化合物，但是将苯并吡喃及其衍生物作为活性化合物用于农药研究的报道却很少。

与此同时，含苯并吡喃的化合物通常都具有高效、低毒、对非靶标生物安全、在环境中容易降解、有害生物不容易产生抗性等特点，并且不断有结构新颖、性能优异的化合物问世。因此，在农药的研究和开发过程中，含苯并吡喃的化合物将受到更为广泛的关注，成为新农药创制的热点和前沿。

到目前为止，还未见有2-氨基苯并吡喃类化合物作为杀虫剂和杀菌剂使用的报道。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种可作为杀虫剂和杀菌剂使用的2-氨基苯并吡喃类化合物。

本发明2-氨基苯并吡喃类化合物的结构通式为式I所示：

其中，R₁为氢原子、卤素原子或C1-C4烷基；R₂为卤素原子、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基；R₃为卤素原子、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基。

在本发明的一些实施方式中，R₁为氢原子、氯原子、溴原子或甲基；R₂为氯原子、溴原子、甲基或甲氧基；R₃为氟原子、氯原子、溴原子、甲基或甲氧基。

在本发明的一些具体实施方式中，R₁为氢原子、氯原子或溴原子；R₂为氯原子或溴原子；R₃为氟原子、氯原子或甲基。

在本发明的一些实施例中，该化合物的结构式为：

本发明还提供本发明所述2-氨基苯并吡喃类化合物在制备农用杀菌剂中的应用。

本发明2-氨基苯并吡喃类化合物，具有较好的杀菌活性，可以用于制备农用杀菌剂。

在一些实施方式中，所述农用杀菌剂防治的菌为细菌。

在一些具体实施例中，所述农用杀菌剂防治的菌为水稻白叶枯病菌，白菜软腐病菌，甘薯瘟病菌，猕猴桃溃疡病菌或烟草青枯病菌。

本发明还提供本发明所述2-氨基苯并吡喃类化合物在制备农用杀虫剂中的应用。

本发明2-氨基苯并吡喃类化合物，具有较好的杀虫活性，可以用于制备农用杀虫剂。

在一些具体实施例中，所述农用杀虫剂防治的害虫为粘虫、朱砂叶螨或蚕豆蚜。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明合成了一些2-氨基苯并吡喃类化合物，发现了一些结构新颖、活性优异的活性化合物或活性先导化合物，该化合物的合成过程简单，对害虫有较好的毒杀效果，对植物病原细菌有较好的抑制作用，为新农药的创制奠定了较好的基础。

附图说明

图1为实施例1化合物的核磁氢谱图。

图2为实施例1化合物的核磁氢谱图的局部放大图。

图3为实施例1化合物的核磁碳谱图。

图4为实施例1化合物的高分辨质谱图。

图5为实施例2化合物的核磁氢谱图。

图6为实施例2化合物的核磁氢谱图的局部放大图。

图7为实施例2化合物的核磁碳谱图。

图8为实施例2化合物的高分辨质谱图。

图9为实施例3化合物的核磁氢谱图。

图10为实施例3化合物的核磁氢谱图的局部放大图。

图11为实施例3化合物的核磁碳谱图。

图12为实施例3化合物的高分辨质谱图。

图13为实施例4化合物的核磁氢谱图。

图14为实施例4化合物的核磁氢谱图的局部放大图。

图15为实施例4化合物的核磁碳谱图。

图16为实施例4化合物的高分辨质谱图。

图17为实施例5化合物的核磁氢谱图。

图18为实施例5化合物的核磁氢谱图的局部放大图。

图19为实施例5化合物的核磁碳谱图。

图20为实施例5化合物的高分辨质谱图。

图21为实施例6化合物的核磁氢谱图。

图22为实施例6化合物的核磁氢谱图的局部放大图。

图23为实施例6化合物的核磁碳谱图。

图24为实施例6化合物的高分辨质谱图。

具体实施方式

本发明2-氨基苯并吡喃类化合物，结构通式为式I所示：

本发明中，“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、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。

“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、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。

在本发明一些具体实施方式中，R₁为氢原子、氯原子或溴原子；R₂为氯原子或溴原子；R₃为氟原子、氯原子或甲基。

在本发明的一些实施例中，所述2-氨基苯并吡喃类化合物的结构式为：

本发明2-氨基苯并吡喃类化合物，可以采用本领域常规方法制备得到。

在本发明的一些实施方式中，采用如下路线合成2-氨基苯并吡喃类化合物：

在一些实施方式中，所述农用杀菌剂防治的菌为细菌。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例采用的合成路线为：

实施例1

化合物

的制备：

将10mmol 4-氟苯乙酮加入40mL10％的NaOH水溶液中，在40～45℃条件下搅拌30分钟后，再向反应混合物中加入10mmol 5-氯水杨醛，继续反应10～15h，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液调节溶液的pH值到中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到查尔酮中间体。

将10mmol自制的中间体溶解在20mL N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，并加入10mmolK₂CO₃，再将10mmol氰基乙酸乙酯和20mL DMF的混合溶液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述溶液中。在40～45℃搅拌条件下，反应4～6h，并用TLC检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液把溶液的pH值调至中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：

淡黄色粉末；收率:90％；¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):7.98(2H,d,J＝8.8,6.0Hz),7.61(2H,s),7.37(1H,d,J＝2.0Hz),7.31(2H,t,J＝8.8Hz),7.25(1H,dd,J＝8.4,2.4Hz),7.03(1H,d,J＝8.8Hz),4.32(1H,t,J＝5.6Hz),4.04(1H,dd,J＝10.8,6.8Hz),3.98(1H,dd,J＝10.8,7.2Hz),3.30(1H,dd,J＝15.6,6.8Hz),3.19(1H,dd,J＝15.6,4.4Hz),1.10(3H,t,J＝6.8Hz)；¹³C NMR(100MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):197.42,168,05,165.46(d,J＝250.0Hz),161.52,145.09,133.89(d,J＝2.0Hz),131.47(d,J＝9.0Hz),130.13,128.14,128.01,127,57,121.19,116.07(d,J＝22.0Hz),74.46,59.33,47.38,31.38,14.77；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C₂₀H₁₇NO₄FCl[M+K]⁺:428.0462,Found:428.0450.

该化合物的核磁氢谱图见图1，图1中重叠或密集部分详见图2。该化合物的核磁碳谱图见图3，该核磁碳谱图中重叠或密集部分的局部放大图一并展示在图3中。该化合物的高分辨质谱图见图4。

实施例2

化合物

的制备：

将10mmol 4-氟苯乙酮加入40mL10％的NaOH水溶液中，在40～45℃条件下搅拌30分钟后，再向反应混合物中加入10mmol 3，5-二溴水杨醛，继续反应10～15h，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液调节溶液的pH值到中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到查尔酮中间体。

将10mmol自制的中间体溶解在20mL DMF中，并加入10mmol K₂CO₃，再将10mmol氰基乙酸乙酯和20mL DMF的混合溶液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述溶液中。在40～45℃搅拌条件下，反应4～6h，并用TLC检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液把溶液的pH值调至中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。

得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：

白色粉末；收率:84％；¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):7.97(2H,dd,J＝8.8,5.6Hz),7.68(2H,s),7.52(1H,d,J＝2.4Hz),7.39(1H,d,J＝2.4Hz),7.31(2H,t,J＝8.8Hz),4.34(1H,dd,J＝6.4,4.8Hz),4.06-4.01(2H,m),3.40-3.36(1H,m),3.24(1H,dd,J＝16.0,4.8Hz),1.12(3H,t,J＝7.2Hz)；¹³C NMR(100MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):197.41,168.03,165.46(d,J＝251.0Hz),161.61,146.57,133.90(d,J＝3.0Hz),133.39,131.46(d,J＝9.0Hz),131.02,130.45,116.23,116.05(d,J＝22.0Hz),110.52,74.64,59.33,47.50,31.50,14.76；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C₂₀H₁₆NO₄FBr₂[M+Na]⁺:533.9322,Found:533.9327.

该化合物的核磁氢谱图见图5，图5中重叠或密集部分详见图6。该化合物的核磁碳谱图见图7，该核磁碳谱图中重叠或密集部分的局部放大图一并展示在图7中。该化合物的高分辨质谱图见图8。

实施例3

化合物

的制备：

将10mmol 4-氯苯乙酮加入40mL10％的NaOH水溶液中，在40～45℃条件下搅拌30分钟后，再向反应混合物中加入10mmol 3，5-二氯水杨醛，继续反应10～15h，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液调节溶液的pH值到中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到查尔酮中间体。

将10mmol自制的中间体溶解在20mL DMF中，并加入10mmol K₂CO₃，再将10mmol氰基乙酸乙酯和20mL DMF的混合溶液用恒压滴液漏斗慢慢滴入上述溶液中。在40～45℃搅拌条件下，反应4～6h，并用TLC检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液把溶液的pH值调至中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到目标化合物，其理化性能如下：

淡黄色粉末；收率:91％；¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):8.20(2H,dd,J＝8.4,5.6Hz),7.95(1H,d,J＝2.0Hz),7.89(2H,s),7.77(1H,d,J＝2.0Hz),7.53(2H,t,J＝8.8Hz),4.58(1H,t,J＝5.2Hz),4.31-4.21(2H,m),3.62-3.56(1H,m),3.46(1H,dd,J＝15.6,4.4Hz),1.35(3H,t,J＝7.2Hz)；¹³C NMR(100MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):197.24,167.86,161.44,146.40,133.22,131.33,131.24,130.86,130.29,116.06,115.99,115.77,110.36,74.48,59.17,47.34,31.33,14.59；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C₂₀H₁₆NO₄Cl₃[M+H]⁺:440.0237,Found:440.0228.

该化合物的核磁氢谱图见图9，图9中重叠或密集部分详见图10。该化合物的核磁碳谱图见图11，该核磁碳谱图中重叠或密集部分的局部放大图一并展示在图11中。该化合物的高分辨质谱图见图12。

实施例4

化合物

的制备：

将10mmol 4-氯苯乙酮加入40mL10％的NaOH水溶液中，在40～45℃条件下搅拌30分钟后，再向反应混合物中加入10mmol 3，5-二溴水杨醛，继续反应10～15h，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液调节溶液的pH值到中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到查尔酮中间体。

淡黄色粉末；收率:85％；¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):7.97(2H,dd,J＝8.4,5.6Hz),7.72(1H,d,J＝2.0Hz),7.66(2H,s),7.53(1H,d,J＝2.0Hz),7.30(2H,t,J＝8.8Hz),4.34(1H,t,J＝5.2Hz),4.07-3.98(2H,m),3.38-3.33(1H,m),3.23(1H,dd,J＝15.6,4.4Hz),1.11(3H,t,J＝7.2Hz)；¹³C NMR(100MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):197.41,168.03,161.61,146.57,133.39,131.50,131.41,131.02,130.45,116.23,116.16,115.94,110.52,74.65,59.33,47.51,31.50,14.76；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C₂₀H₁₆Br₂ClNO₄[M+Na]⁺:549.9022,Found:549.9036.

该化合物的核磁氢谱图见图13，图13中重叠或密集部分详见图14。该化合物的核磁碳谱图见图15，该核磁碳谱图中重叠或密集部分的局部放大图一并展示在图15中。该化合物的高分辨质谱图见图16。

实施例5

化合物

的制备：

将10mmol 4-甲基苯乙酮加入40mL10％的NaOH水溶液中，在40～45℃条件下搅拌30分钟后，再向反应混合物中加入10mmol 3，5-二氯水杨醛，继续反应10～15h，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液调节溶液的pH值到中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到查尔酮中间体。

淡黄色粉末；收率:87％；¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):7.79(2H,d,J＝8.0Hz),7.68(2H,s),7.50(1H,d,J＝2.4.Hz),7.33(1H,d,J＝2.4Hz),7.28(2H,d,J＝8.0Hz),4.34(1H,dd,J＝6.4,4.4Hz),4.07-4.01(2H,m),3.32(1H,dd,J＝16.0,6.4Hz),3.23(1H,dd,J＝16.0,4.4Hz),2.36(3H,s),1.14(3H,t,J＝7.2Hz)；¹³C NMR(100MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):198.26,168.09,161.52,145.09,144.02,134.68,130.25,129.63,128.54,128.09,127.96,127.52,121.20,74.63,59.34,47.39,31.37,21.58,14.80；HRMS(ESI)m/z:Calcd forC₂₁H₁₉NO₄Cl₂[M+Na]⁺:442.0583,Found:442.0588.

该化合物的核磁氢谱图见图17，图17中重叠或密集部分详见图18。该化合物的核磁碳谱图见图19，该核磁碳谱图中重叠或密集部分的局部放大图一并展示在图19中。该化合物的高分辨质谱图见图20。

实施例6

化合物

的制备：

将10mmol 4-甲基苯乙酮加入40mL10％的NaOH水溶液中，在40～45℃条件下搅拌30分钟后，再向反应混合物中加入10mmol 3，5-二溴水杨醛，继续反应10～15h，并用薄层硅胶板(TLC)检查反应是否完成。反应完成后，将反应混合物倒入冰水中，用10％的盐酸溶液调节溶液的pH值到中性，有固体析出，过滤，并用蒸馏水洗涤。得到的粗产物用无水乙醇重结晶得到查尔酮中间体。

黄色晶体；收率:91％；mp:¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):7.79(2H,d,J＝8.4Hz),7.72(1H,d,J＝2.4Hz),7.65(2H,s),7.48(1H,d,J＝2.0Hz),7.29(2H,d,J＝8.0Hz),4.34(1H,dd,J＝6.4,4.4Hz),4.06(1H,dd,J＝7.2,2.0Hz),4.02(1H,dd,J＝7.2,1.6Hz),3.31-3.27(1H,m),3.22(1H,dd,J＝16.0,4.8Hz),2.36(3H,s),1.13(3H,t,J＝7.2Hz)；¹³C NMR(100MHz):198.30,168.07,161.60,146.56,144.04,134.69,133.35,130.99,130.56,129.64,128.55,116.19,110.53,74.78,59.35,47.50,31.49,21.59,14.79；HRMS(ESI)m/z:Calcd for C₂₁H₁₉NO₄Br₂[M-H]^-:505.9608,Found:505.9601.

该化合物的核磁氢谱图见图21，图21中重叠或密集部分详见图22。该化合物的核磁碳谱图见图23，该核磁碳谱图中重叠或密集部分的局部放大图一并展示在图23中。该化合物的高分辨质谱图见图24。

试验例1本发明化合物杀虫活性的测定

(1)供试害虫

粘虫3龄幼虫，朱砂叶螨成螨，蚕豆蚜3龄若蚜，它们均为室内常年累代饲养的敏感品系。

(2)粘虫的测定方法

将待测样品溶解于二甲亚砜并用0.1％吐温-80水溶液稀释成一定的浓度，以不加待测样品的相应溶液为阴性对照。将玉米叶片剪成2×4cm的小段，在待测溶液中浸5s后拿开，沥干后放入底部铺有滤纸的培养皿(6cm)中，接入15头3龄幼虫，再将其放置在温度为22～24℃，相对湿度为60％，光照时间为14:10h的实验室中继续饲养，24h后记录死亡情况，每一实验重复3次，并用下列公式计算校正死亡率：

(3)朱砂叶螨的测定方法

将待测样品溶解于二甲亚砜并用0.1％吐温-80水溶液稀释成一定的浓度，以不加待测样品的相应溶液为阴性对照。采集虫口密度大的菜豆叶，仔细挑选使健康的成螨(30～50头)留在叶面上，将带虫的菜豆叶浸入待测溶液5s后拿开，沥干后放入底部铺有滤纸的培养皿(6cm)中，放置在温度为22～24℃，相对湿度为60％，光照时间为14:10h的实验室中继续饲养，24h后记录死亡情况，每一实验重复3次，并用下列公式计算校正死亡率：

(4)蚕豆蚜的测定方法

将待测样品溶解于二甲亚砜并用0.1％吐温-80水溶液稀释成一定的浓度，以不加待测样品的相应溶液为阴性对照。采集虫口密度大的蚕豆叶，仔细挑选使健康的3龄若蚜(30～40头)留在叶面上，将带虫的蚕豆叶浸入待测溶液5s后拿开，沥干后放入底部铺有滤纸的培养皿(6cm)中，放置在温度为22～24℃，相对湿度为60％，光照时间为14:10h的实验室中继续饲养，24h后记录死亡情况，每一实验重复3次，并用下列公式计算校正死亡率：

(5)实验结果

本发明化合物的杀虫结果见表1。

表1本发明化合物对供试害虫的毒杀活性

^a：三次重复的平均值。

从上表1可知本发明化合物对这些害虫均有较好的毒杀活性。

试验例2本发明化合物抑菌活性的测定

(1)供试植物病原细菌

水稻白叶枯病菌，白菜软腐病菌，甘薯瘟病菌，猕猴桃溃疡病菌，烟草青枯病菌。

(2)测定方法

(a)菌种的活化：将供试的细菌菌株接种于牛肉膏蛋白胨固体培养基斜面，37℃过夜培养。

(b)菌悬液的制备：在装有100mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的锥形瓶中，接种一环已活化的供试菌株，于37℃培养18h，得到初始的菌悬液后，再用无菌生理盐水采用梯度稀释法配成适当浓度(10⁶～10⁷CFU/mL)的菌悬液备用。

(c)最低抑菌浓度(MIC)的测定：将供试化合物溶于二甲亚砜中，再用含有0.1％吐温-80的无菌生理盐水，采用二倍稀释法将其稀释成不同浓度的溶液，混合均匀。取稀释后的样品溶液1mL，加入到已灭菌的19mL培养基中，混合均匀，制成平板。待培养基凝固后，用涂布法加入上述浓度为10⁶CFU/mL的菌悬液200μL，于37℃培养16～18h，观察细菌生长情况，以完全无菌生长的浓度作为供试样品溶液的MIC值，同时，以不含供试化合物的相应溶液为空白对照。

(3)实验结果

本发明化合物的抑菌活性见表2。

表2本发明化合物对植物病原细菌的抑制活性

从上表2可知本发明化合物对这些植物病原细菌均有较好的抑制效果。

综上，本发明化合物，具有较好的杀虫活性和杀菌活性，对害虫有较好的毒杀效果，对植物病原细菌有较好的抑制作用，为农用杀虫剂和杀菌剂提供了新的选择。