CN114920734A - 5-(吡唑-5-基)-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
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Abstract
本发明公开了一种5‑(吡唑‑5‑基)‑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。由丁酮和草酸二乙酯为原料,经缩合、环合、甲基化、氯化及水解反应生成中间体5‑吡唑酸,再经环合、缩合反应设计合成出5‑(吡唑‑5‑基)‑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,对目标产物进行杀菌活性测试,表明在50ppm浓度下,通过本发明的制备方法得到的目标产物表现出良好抑菌活性,其中对水稻稻瘟病抑制率可达77.8%。
Description
技术领域
本发明属于化学合成和药物应用技术领域,具体涉及一种5-(吡唑-5-基)-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、简便的特点,在病、虫、草害的防治上,效果显著,应用十分广泛。未来农药的发展将遵循“安全、经济、有效、使用方便”的原则,化学农药将向更加安全的方向发展,其中杂环类有机农药为近年来发展最为迅速的一类农药。吡唑酰胺类杂环化合物具有广泛的生物活性,如杀虫、杀菌及除草等,一直备受新农药创制工作者的密切关注,是当今绿色农药创制的一大热点。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物及其制备方法和用。
5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物,结构式如式(I)所示:
式(I)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各自独立地选自烷基、氟取代烷基或卤素。
优选地,取代基R各自独立为甲基、三氟甲基、F、Cl、Br或I。
进一步地,式(I)中的R为2-甲基、3-甲基、4-甲基、4-叔丁基、3-三氟甲基、2-氟、3-氟、4-氟、2-氯、3-氯、4-氯、4-溴、4-碘、2,4-二甲基、2,6-二甲基、3-氯-2-甲基、3,4-二氯或2,4-二氟。
一种5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物的制备方法,包括如下步骤:
1)冰浴条件下,向甲苯和乙醇钠混合溶液中滴加式(1)所示的丁酮和式(2)所示的草酸二乙酯混合溶液,经脱溶、萃取和干燥后,生成式(3)所示的2,4-二氧代己酸乙酯;
2)以乙醇为溶剂,将步骤1)中的2,4-二氧代己酸乙酯与水合肼反应,生成式(4)所示的3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯;
3)以三氯甲烷为溶剂,将步骤2)所得3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯与硫酸二甲酯反应,生成如式(5)所示的3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,将所得产物再与磺酰氯反应,生成如式(6)所示的4-氯-3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,再将所得产物在碱性条件下水解,生成如式(7)所示的中间体7;
4)再以甲醇为溶液,向3-碘苯甲酸中滴加浓硫酸,生成式(9)所示的3-碘苯甲酸甲酯;
5)以DMF为溶剂,将步骤4)所得的3-碘苯甲酸甲酯与氯化亚铜在L-脯氨酸催化下,反应生成如式(10)所示的3-氰基苯甲酸甲酯;
6)以乙醇为溶剂,将步骤5)所得的3-氰基苯甲酸甲酯与盐酸羟胺反应,生成如式(11)所示的中间体11;
7)以甲苯为溶剂,将步骤3)所得的中间体7和步骤6)所得中间11与二氯亚砜和三乙胺反应,生成如式(12)所示的化合物12,在碱性条件下水解,生成如式(13)所示的化合物13,化合物13再与取代苯胺以EDC·HCI为缩合剂进行缩合反应,得如式(I)所示的5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物;
其反应过程如下:
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各自独立地选自烷基、氟取代烷基或卤素。
进一步地,步骤1)中丁酮和草酸二乙酯的摩尔比为1:1-1.5。
进一步地,步骤2)中2,4-二氧代己酸乙酯与水合肼的摩尔比为1:1-1.5。
进一步地,步骤3)中硫酸二甲酯和3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的摩尔比为2-4:2,3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯与磺酰氯的摩尔比为1:1-2。
进一步地,步骤5)中3-碘苯甲酸甲酯、氯化亚铜和L-脯氨酸的摩尔比为1-1.5:2.0:1-1.5,步骤6)中3-氰基苯甲酸甲酯与盐酸羟胺的摩尔比为1:1-2。
进一步地,步骤7)中的中间体7、中间体11和三乙胺的摩尔比为1:1:2-3。
一种5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物在制备杀菌剂中的应用。
本发明的有益效果在于:
制备方法简单、操作方便,所得产物的结构经核磁氢谱、碳谱和高分辨质谱进行了确认,并对所得的19个目标产物进行了杀菌活性测试,结果表明:在50ppm浓度下,通过本发明的制备方法得到的目标产物表现出良好抑菌活性,其中对水稻稻瘟病,具有良好的抑制活性,抑制率可达77.8%。
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。
反应过程如下:
苯环上的H被取代基R取代或不取代,R为2-甲基、3-甲基、4-甲基、4-叔丁基、3-三氟甲基、2-氟、3-氟、4-氟、2-氯、3-氯、4-氯、4-溴、4-碘、2,4-二甲基、2,6-二甲基、3-氯-2-甲基、3,4-二氯或2,4-二氟。
实施例1式(3)所示2,4-二氧代己酸乙酯的制备
在250mL三口烧瓶中,加入2.50g钠,再加入50mL甲苯与30mL无水乙醇的混合液,搅拌反应至钠完全反应,冰浴条件下滴加14.63g(0.10mol)草酸二乙酯和7.25g(0.10mol)丁酮的混合溶液,TLC对实验进行跟踪监测,反应约5h结束,减压脱溶,加入50mL水,用盐酸调节pH至3,用甲苯萃取,合并有机相,用无水硫酸镁干燥,减压脱溶,得12.70g淡黄色油状液体,收率73.9%。
实施例2式(4)所示3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的制备
在250mL三口烧单口烧瓶中加入12.70g(73.80mmol)通过实施例1制备得到的2,4-二氧代己酸乙酯,60mL乙醇,冰浴条件下向其中滴加4.40g(88.50mmol)水合肼,继续反应4h,TLC监测反应结束,旋蒸脱除乙醇,用甲苯萃取,柱层析分离纯化得淡黄色液体7.20g,收率58.2%。
实施例3式(5)所示3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的制备
在250mL三口烧瓶中加入7.20g(0.04mol)通过实施里2制备得到的3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,50mL三氯甲烷,搅拌并加热升温至35℃,缓慢滴加硫酸二甲酯7.60g(0.06mol),0.5h内滴加完毕,继续升温至50℃反应3h,TLC监测反应结束,柱层析纯化得淡黄色液体6.81g,收率93.4%。
实施例4式(6)所示4-氯-3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的制备
在250mL三口烧瓶中加入6.81g(37.37mmol)通过实施例3制备得到的3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,50mL三氯甲烷,搅拌升温至40℃,缓慢滴加磺酰氯7.60g(56.00mmol),0.5h内滴加完毕,继续升温至60℃反应2h,TLC监测反应结束,待反应液冷却至室温,减压脱除溶剂,加入50mL饱和碳酸钠水溶液,乙酸乙酯萃取,合并有机相并用无水硫酸镁干燥脱溶得7.53g固体,产物不经纯化直接用于下一步反应。
实施例5式(7)所示中间体7的制备。
在100mL三口烧瓶中加入2.10g(0.01mol)通过实施例4制备得到的化合物6,30mL无水乙醇,待溶解后,加入5mL质量浓度30%氢氧化钠水溶液,回流反应,TLC跟踪监测反应进程,约1h结束,旋蒸脱除乙醇,加入20mL水,盐酸调节体系pH至2,析出白色固体,用乙醇和水重结晶,即为中间体7。
实施例6式(9)所示3-碘苯甲酸甲酯的制备。
在100mL三口烧瓶中加入3-碘苯甲酸2.53g(0.01mol)、50mL甲醇,滴加0.50mL浓硫酸,升温至67℃进行回流反应,TLC跟踪监测反应进程,约8h结束,待反应液冷却至室温,旋蒸脱溶,加入50mL乙酸乙酯,用饱和碳酸钠水溶液调节体系pH值至7,分液取有机相,用无水硫酸钠干燥脱溶得2.39g米白色固体,收率90.4%。
实施例7式(10)所示3-氰基苯甲酸甲酯的制备。
在100mL的三口烧瓶中加入通过实施例6制备得到的3-碘苯甲酸甲酯0.34g(1.30mmol)、氰化亚铜0.18g(2.00mmol)、L-脯氨酸0.15g(1.30mmol)和15mL DMF,待溶解后,升温至75℃,反应2h,继续升温至100℃反应,TLC跟踪监测反应,约6h结束,待反应液冷却至室温,用硅藻土抽滤除去滤渣,滤液加入100mL水和100mL乙酸乙酯萃取,有机相水洗(50mL×3),然后用无水硫酸镁干燥,旋蒸脱除乙酸乙酯,得0.17g黄色固体,收率81.9%。
实施例8式(11)所示3-(N'-羟基氨基甲酰氨基)苯甲酸甲酯的制备。
在100mL三口烧瓶中加入通过实施例7制备得到的3-氰基苯甲酸甲酯1.16g(7.20mmol),45mL无水乙醇,在室温下,开启机械搅拌,随后缓慢加入盐酸羟胺0.75g(10.79mmol)、三乙胺1.10g(10.87mmol)开始反应,TLC跟踪监测反应进程,约3h结束,旋蒸脱溶,并将残余物溶于50mL乙酸乙酯和50mL饱和氯化钠水溶液中,分液取有机层,加入无水硫酸钠干燥,旋蒸脱溶得到淡黄色固体1.26g,收率90.3%。
实施例9式(12)所示中间体12的制备。
在100mL三口烧瓶中加入0.94g(5.00mmol)通过实施例5制备得到的中间体7,10mL二氯亚砜,加热回流反应,TLC监测原料点基本消失,旋蒸除去二氯亚砜得4-氯-3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-碳酰氯备用,向250mL三口烧瓶中加入通过实施例8制备得到的中间体110.97g(5.00mmol),三乙胺1.2g(12.00mmol),100mL无水甲苯,控温0℃,搅拌反应2h后,逐滴加入制备的4-氯-3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-碳酰氯,0℃下继续搅拌反应3h,然后加热至113℃回流反应,TLC监测反应进程,约2h结束,反应液用150mL蒸馏水进行水洗,然后用饱和氯化钠水溶液洗涤,有机相加入无水硫酸钠干燥,旋蒸脱溶烘干得到产物1.45g,收率83.8%。
实施例10式(13)所示中间体13的制备。
在100mL的三口烧瓶中加入0.68g(2.00mmol)通过实施例9制备得到的化合物12,40mL THF,待溶解后,加入5mL质量浓度为40%的氢氧化钠水溶液,升温66℃至回流反应,TLC监测反应进程,约2h结束,待反应液冷却至室温,旋蒸除去THF,加入30mL水溶解,盐酸调节体系pH至2,析出白色固体,抽滤烘干得产物0.61g,收率91.6%。
实施例11式(I)所示目标化合物Ia-Is的合成。
在19个50mL三口烧瓶中分别加入(2.00mmol)通过实施例10制备得到的化合物13,10mL二氯亚砜,加热回流反应3h,旋蒸脱除二氯亚砜,加入30mL THF,冰浴条件下分别逐滴加入不同的混合溶液,混合溶液成分为2.20mmol取代苯胺(苯环上的H被取代基R取代或不取代,R为2-甲基、3-甲基、4-甲基、4-叔丁基、3-三氟甲基、2-氟、3-氟、4-氟、2-氯、3-氯、4-氯、4-溴、4-碘、2,4-二甲基、2,6-二甲基、3-氯-2-甲基、3,4-二氯或2,4-二氟),5.00mmol三乙胺,2mL THF,搅拌过夜经柱层析分离纯化得目标化合物Ia-Is。具体数据见表1,表2,表3和表4。
表1 5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物理化数据
表2吡唑联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物氢谱数据
表3吡唑联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物碳谱数据
表4吡唑联1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物高分辨质谱数据
实施例12杀菌活性测试。
1测试样品
实验对象:番茄早疫病菌(Alternaria solani)、小麦赤霉病菌(Gibberellazeae)、水稻稻瘟病菌(Pyricularia oryae)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)、水稻纹枯病菌(Riziocotinia solani)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、花生褐斑病菌(Cercospora arachidicola)以及苹果轮纹病菌(Physalospora piricola)。
实验处理:将各待测化合物用DMSO溶解制成1%EC母液备用。试验采用含毒培养基法,评价供试化合物在50ppm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5所示;
表5化合物Ia~Is的杀菌活性(50mg/L)
目标化合物Ia-Is的杀菌活性测试结果见表5。从表5可以看出:在50ppm测试浓度下,目标化合物Ia-Is对10种供试菌种均显示出一定的抑制活性。对水稻稻瘟病,化合物Ih具有良好的抑制活性,抑制率达77.8%,化合物Ie、Ik、In及Ir也具有中等偏上的抑制活性,抑制率在55.6%~66.7%,但都低于对照药联苯吡菌胺(100%)。对油菜菌核病,化合物Ig、In、Io、Ip及Iq显示出中等的抑制活性(45.2%~58.1%),低于联苯吡菌胺(100%)。对番茄早疫病、小麦赤霉病、花生褐斑病和水稻纹枯病,化合物In都表现出中等的抑制活性,抑制率分别为50.0%、55.9%、65.9%和53.3%。虽然杀菌活性仅相当于对照药联苯吡菌胺的五成左右,但化合物Ia-Is以丁酮和草酸二乙酯为起始原料,生产成本远低于联苯吡菌胺,且制备方法简单、操作简便,该化合物也有可观的发展前景。
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 (10)
2.根据权利要求1所述的5-(吡唑-5-基)-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各自独立为甲基、三氟甲基、F、Cl、Br或I。
3.根据权利要求1或2所述的5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物,其特征在于式(I)中的R为2-甲基、3-甲基、4-甲基、4-叔丁基、3-三氟甲基、2-氟、3-氟、4-氟、2-氯、3-氯、4-氯、4-溴、4-碘、2,4-二甲基、2,6-二甲基、3-氯-2-甲基、3,4-二氯或2,4-二氟。
4.一种根据权利要求1所述的5-(吡唑-5-基)-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)冰浴条件下,向甲苯和乙醇钠混合溶液中滴加式(1)所示的丁酮和式(2)所示的草酸二乙酯混合溶液,经脱溶、萃取和干燥后,生成式(3)所示的2,4-二氧代己酸乙酯;
2)以乙醇为溶剂,将步骤1)中的2,4-二氧代己酸乙酯与水合肼反应,生成式(4)所示的3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯;
3)以三氯甲烷为溶剂,将步骤2)所得3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯与硫酸二甲酯反应,生成如式(5)所示的3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,将所得产物再与磺酰氯反应,生成如式(6)所示的4-氯-3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,再将所得产物在碱性条件下水解,生成如式(7)所示的中间体7;
4)再以甲醇为溶液,向3-碘苯甲酸中滴加浓硫酸,生成式(9)所示的3-碘苯甲酸甲酯;
5)以DMF为溶剂,将步骤4)所得的3-碘苯甲酸甲酯与氯化亚铜在L-脯氨酸催化下,反应生成如式(10)所示的3-氰基苯甲酸甲酯;
6)以乙醇为溶剂,将步骤5)所得的3-氰基苯甲酸甲酯与盐酸羟胺反应,生成如式(11)所示的中间体11;
7)以甲苯为溶剂,将步骤3)所得的中间体7和步骤6)所得中间11与二氯亚砜和三乙胺反应,生成如式(12)所示的化合物12,在碱性条件下水解,生成如式(13)所示的化合物13,化合物13再与取代苯胺以EDC·HCI为缩合剂进行缩合反应,得如式(I)所示的5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物;
其反应过程如下:
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各自独立地选自烷基、氟取代烷基或卤素。
5.根据权利要求4所述的一种5-(吡唑-5-基)-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)中丁酮和草酸二乙酯的摩尔比为1:1-1.5。
6.根据权利要求4所述的一种5-(吡唑-5-基)-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2,4-二氧代己酸乙酯与水合肼的摩尔比为1:1-1.5。
7.根据权利要求4所述的一种5-(吡唑-5-基)-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3)中硫酸二甲酯和3-乙基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的摩尔比为2-4:2,3-乙基-1-甲基-1H-吡唑-5-甲酸乙酯与磺酰氯的摩尔比为1:1-2。
8.根据权利要求4所述的一种5-(吡唑-5-基)-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5)中3-碘苯甲酸甲酯、氯化亚铜和L-脯氨酸的摩尔比为1-1.5:2.0:1-1.5,步骤6)中3-氰基苯甲酸甲酯与盐酸羟胺的摩尔比为1:1-2。
9.根据权利要求4所述的一种5-(吡唑-5-基)-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7)中的中间体7、中间体11和三乙胺的摩尔比为1:1:2-3。
10.一种根据权利要求1所述的5-(吡唑-5-基)-1,2,4-噁二唑取代苯甲酰胺类化合物在制备杀菌剂中的应用。
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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谭成侠等: "1-甲基-3-乙基-5-吡唑酸乙酯的合成研究", 浙江工业大学学报, vol. 33, no. 3, pages 331 - 333 * |
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