含氮杂环取代芳基丙烯酮类化合物及其制备方法与应用的制作方法

文档序号:323021阅读:308来源:国知局

专利名称::含氮杂环取代芳基丙烯酮类化合物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种含氮杂环的取代芳基丙烯酮类化合物及其制备方法,以及该类化合物在防治有害生物中的应用。技术背景随着近年来新杂环类农药的不断涌现,以及植物源杀虫剂等领域的研究进展,为新型农药的研发提供了新的思路;由于植物源活性物质的化学结构极其多样,随着现代分离技术和波谱结构鉴定技术的发展,从天然活性物质中寻找新颖的化学结构,以此为先导,设计开发具有独特作用方式及良好环境相容性的新农药己成为一种有效途径。瑞香狼毒CSfe〃erac/wm"^wmei:.)系瑞香科狼毒属植物,很久以前人们即发现瑞香狼毒的根可以用来制成生物农药一植物杀虫剂,具有触杀、胃毒、熏蒸等作用,可有效防治菜青虫、蚜虫、大豆食心虫、棉红蜘蛛、夜盗虫、松峭蛾、松毛虫、松叶蜂等,但是对活性成分并不明确,且主要集中于对乙醇提取物的研究。2001年候太平等人首次用正己烷提取瑞香素,从瑞香狼毒中分离出两种对蚜虫有活性的化合物1,5-二苯基-1-戊酮(1)和1,5-二苯基-2-戊烯酮(2)。室内生测试验表明,两个化合物对棉蚜和麦二叉蚜(5b/^ap/^graw/""m)有较强的触杀和拒食作用。触杀试验中,24h后化合物(1)和(2)对麦二叉蚜的LC5o分别是440和195mg/L,对棉蚜的LC5。值分别是470和230mg/L;拒食试验中,48h后(l)和(2)在l000mg/L时对两种蚜虫的拒食率分别为50%和70%。由于这两个化合物来源有限,且不易合成,限制了它们在防治蚜虫中的实际应用,因此对瑞香狼毒中的活性成分进行结构改造和修饰,可望发现具有实用价值的化合物。有关瑞香狼毒有效成分(1)和(2)的结构改造,迄今为止仅有一篇文献公开手艮道,艮卩2007年Houtaiping等(Synthesisandstructure—activitystudyofbotanicalaphicidesl,5-diphenyl-l-pentanoneanalogues.尸eW/c/(ieB/oc/zem^/ryaw/P/z;^/o/ogy,2007,89:6064)的文章,该文献虽然涉及了1,5-二苯基-1-戊酮(l)类似物的制备,但主要局限于对碳链长度的改造,并没有引入杂环,且仅仅测试了对蚜虫的生物活性;为了适应新形势下有害生物防治的要求,需要开发更多结构简单、易于合成的有明显生物活性的类似物,以降低药物的合成难度及环境的污染。
发明内容本发明的目的之一是公开一类含氮杂环的取代芳基丙烯酮类化合物及其制备方法,及其在防治蚜虫、朱砂叶螨、小菜蛾等有害生物中的应用。本发明的目的之二是公开上述类似物的制备方法。本发明目的之三在于公开一类上述的化合物作为直接防治蚜虫、朱砂叶螨、小菜蛾的应用。本发明所提供的是含氮杂环的取代芳基丙烯酮类化合物,其结构式为式I,本发明所提供的化合物可以按照如下方法进行制备-制备方法将呋喃丙烯酰氯、噻吩丙烯酰氯、取代苯基丙烯酰氯与结构式如Y所示的化合物在碱性化合物存在下,在有机溶剂中进行縮合反应,得到式I所示的化合物。其反应方程式为所述方法中,作为催化剂的碱性化合物的用量是取代芳基丙烯酰氯与结构式如式Y所示的化合物总质量的10—50%。其中R为H,F,Cl,Br,CH30,C2HsO,2,4-Cl2,N02,CH:式I中,Y为:所述方法中,结构式如Y所示的化合物均为市售原料。所述方法中,所述有机溶剂包括脂肪族、脂环族或芳族的烃或其卤代产物-诸如,苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、石油醚、己垸、环己烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等;醚类如乙醚、二异丙醚、四氢呋喃或乙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚等;酮类如丙酮、丁酮或甲基异丁酮等;腈类如乙腈、丙腈或丁腈等;酰胺类如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-甲酰苯胺、N-甲基吡咯垸酮或六甲基磷酰三胺等;酯类如乙酸甲酯或乙酸乙酯等;亚砜类如二甲基亚砜;醇类如甲醇、乙醇、正-或异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等中的一种或一种以上任意组合。所述有机溶剂优选为甲苯、苯、乙睛、石油醚和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或一种以上任意组合。所述的碱性化合物为有机碱或无机碱,优选为哌啶、氢氧化钠、碳酸钾、吡啶、三乙胺、碳酸钠、甲醇钠和氢化钠等中的一种或一种以上任意组合。上述反应可以在相对宽的温度范围内进行,反应温度可为一1(TC至120°C,优选为20。C至100。C。所述方法中,还包括将反应产物进行层析纯化。以本发明化合物为活性成分的防治蚜虫、朱砂叶螨、小菜蛾的药物也属于本发明的保护范围。在需要的时候,在所述药物中还可以加入一种或多种农药制剂中可接受的载体,所述载体包括农药制剂中常规的稀释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、吸收促进剂、表面活性剂、润滑剂、稳定剂等。制成的药物的剂型也是多样的,可以是粉剂、乳剂、水剂、颗粒剂等。本发明的化合物在借鉴瑞香狼毒有效活性成分活性结构的基础上,引入具有很好化学杀蚜效果的吡虫啉、噻虫啉等新烟碱类农药的含氮杂环活性基团,所得化合物对蚜虫、朱砂叶螨、小菜蛾具有良好的化学杀死活性,而且与瑞香狼毒有效活性成分相比,应用范围更广,化学结构简单,活性良好,在农业生产中更具有实用价值。实验证明,本发明的化合物具有明显的生物活性,对蚜虫、朱砂叶螨、小菜蛾有直接的化学防治效果,可以制备为相应的防治剂。本发明的制备化合物的方法,操作简单,成本低,产物纯化方法比较简单。具体实施方式本发明可用以下实施例作进一步说明,但本发明并不仅限于这些实施例,下述实施例中的方法,如无特别说明,均为常规方法。实施例1、(2五)-3-(4-氟苯基)-l-(2-氰基亚氨基-噻唑烷-3-基)-丙烯酮(A12)的制备在100mL的三口烧瓶中,投入1.27g2-氰基亚氨基-噻唑垸,1.5g哌啶和30mL乙腈,搅拌,再向其中加入2.0g4-氟-苯基丙烯酰氯的乙腈溶液,滴加完毕,于40。C反应5h。将反应液冷却至室温,减压脱去溶剂,得到红色液体。然后将脱去溶剂后的产物直接过硅胶柱进行层析分离,洗脱液为乙酸乙酯和石油醚的混合液(V:V二h10),减压脱溶,得到白色固体2.3g,即为(2£)-3-(4-氟苯基)-l-(2-氰基亚氨基-噻唑烷-3-基)-丙烯酮(A12),产率85.0%。其W丽R谱数据见表l。同法制得其它含噻唑垸的取代芳基丙烯酮类化合物。实施例2、(2£)-3-(4-氟苯基)-1-(2-硝基亚氨基-咪唑垸-1-基)-丙烯酮(八1)的制备按照实施例1制备方法制备,其中,以2-硝基亚氨基咪唑垸为反应原料替代2-氰基亚氨基-l,3-噻唑垸,所用溶剂为DMF,用吡啶替代哌啶,反应温度为80°C,反应时间为8h。其余的反应操作步骤同实施例1。按照实施例1所述的纯化方法对反应后产物进行纯化,得到白色固体产物1.9g,即为(2£)-3-(4-氟苯基)-1-(2-硝基亚氨基-咪唑烷-1-基)-丙烯酮(八1),重量产率为75%。其iHNMR谱见表l。同法制得其它含咪唑垸的取代芳基丙烯酮类化合物。实施例3、(2£)-3-(4-氟苯基)-1-哌啶基丙烯酮(八23)的制备按照实施例1制备方法制备,其中,以哌啶为反应原料替代2-氰基亚氨基-1,3-噻唑烷,所用溶剂为甲苯,所用碱性物质为氢氧化钠,反应温度为10(TC,反应时间为6h。按照实施例1所述的纯化方法对反应后产物进行纯化,得到针状固体产物2.3g,即为(2£)-3-(4-氟苯基)-1-哌啶基丙烯酮^23),产率为92.0%。其^隱谱结果见表l。同法制得其它含哌啶的取代芳基丙烯酮类化合物。下面表-1中列出了式I化合物结构、熔点及氢谱数据,它们均是按照类似于前述实施例中所示的各种方法制备的。表-1式I化合物结构式及氢谱数据<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>A27<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>A28H3COA29C2H50A30A31A32A33158-1591.491.65(m,6H,Piperidine-3,4,5),3曙533.68(m,4H,Piperidine-2,6),7.49(d,1H,J=15.51,=CH-C=0),7.56(d,1H,J=15.54,CH=C),7.99~8.03(m,2H,Ar-2,6),8.218.26(m,2H,Ar-3,5)56-57L571.70(m,6H,Piperidine-3,4,5),3.583.65(m,4H,Piperidine-2,6),3.82(s,3H,CH30-),6.78(d,H,7=15=CH-C=0),6.87~6.91(m,2H,Ar-2,6),7.457.49(m,2H,Ar-3,5),7.61(d,1H,7=15.40,CH=C)84-851.311.35(t,J=6,96Hz,3H,CH3CH20-),1.581.61(m,6H,P—dine-3,4,5),3.523.62(m,4H,Piperidine-2,6),4.024.09(q,J=6.98Hz,2H,CH3CH20-),6.90~6.95(m,2H,Ar-2,6),7.09(d,1H,J=15.34,-CH-C=0),7.41(d,III,J-15.35,CH=C),7.62—7.67(m,2H,Ar-3,5)85-86.601.71(m,6H,Piperidine-3,4,5),2.37(s,3H,CHrAr),3.603.66(m'4H,Piperidine-2,6),6.89(d,1H,7=15.42,=C〖I-C=0),7.137.36(m,4H,Ar-2'4,5,6),7.61(d,1H,J=15.45,CH=C)110-1111.501.65(m,6H,Piperidine-3,4,5),3.53~3.64(m,4H,Piperidine-2,6),7.25(d,1H,J=15.42,=CH-O0),7.367.43(m,2H,Ar-3,4,5),7.45(d,III,7=15.48,CH=C),7.697.72(m,2H,Ar-2,6)56-581.491.63(m,6H,Piperidine-3,4,5),3-54(br-s,4H,Piperidine-2,6),6.596.61(m,1H,Fu-4),6.84(d,JK3,39Hz^Fu-3),6.81(d,1H,7=15.18,=CH-C=0),7.30(d,1H,/=15.21,CH《),7.77(d,声1.74Hz,1H,Fu-5)92-941.60~1.70(m,6H,Piperidine-3A5),3.563.65(m,4H,Piperidine-2,6)'6.71(d,1H,J=Hz,15.12,=CH-C=0),7.01-7.04(m,H,Thiophene-4),7.197.21(m,1H,Thiophene-3),7.267.31(m,1H,Thiophene-5),7.78(d,_1H,15.12,CH=C)_实施例4、本发明化合物的杀蚜虫活性将阳性对照药剂吡虫啉原药(由江苏长隆化工有限责任公司提供)和实施例1_3所得化合物样品分别用万分之一天平于20ml称量瓶称取12mg(折百)化合物样品,再用15ml移液枪取2ml丙酮/甲醇(1:1)混合溶剂加入称量瓶,待其充分溶解后,加入18ml含有0.1%吐温-80的水溶液,充分混匀,得600^ig/mL的测定液。选择带蚜木槿叶,留下3日龄若蚜,将带蚜叶片在药液中浸渍5s,晾干后记录虫数放入加有保湿滤纸的培养皿中,加盖后放入(25土l)'C光照培养箱中。每个药剂处理30头以上。48小时后检查结果。死亡判断标准为轻触虫体,不能正常爬行的害虫个体视为死亡计算校正死亡率。结果如表-2所示,结果表明,在测试浓度下,本发明的化合物对蚜虫具有明显的致死效果,部分化合物对蚜虫具有显著的致死效果,初步判断该类化合物是具有良好应用前景的新型蚜虫控制剂。表-2式I化合物对棉蚜的杀虫活性<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>实施例5、本发明化合物的杀螨活性检测将阳性对照药剂哒螨灵(由农业部药检所提供)和实施例1—3所得化合物样品分别用万分之一天平于20ml称量瓶称取12mg(折百)化合物样品,再用15ml移液枪取2ml丙酮/甲醇(1:1)混合溶剂加入称量瓶,待其充分溶解后,加入18ml含有0.1。/。吐温-80的水溶液,充分混匀,得600pg/mL的测定液。同法配得哒螨灵50|ag/mL。将转接好朱砂叶螨的豆叶在药液中浸渍5s,晾干后记录虫数放入加有保湿滤纸的培养皿中,叶柄用保湿棉保湿,加盖后放入(25士1)。C光照培养箱中。每个药剂处理20头以上。48小时后检査结果。死亡判断标准为轻触虫体,不能正常爬行的害虫个体视为死亡。结果如表-3所示,结果表明,在测试浓度下,本发明的部分化合物对朱砂叶螨具有明显的致死效果,初步判断该类化合物是具有良好应用前景的新型螨虫控制剂。表-3式I化合物对朱砂叶螨的杀虫活性<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>实施例6、本发明化合物对小菜蛾的生物活性检测将阳性对照药剂90.4%多杀菌素(由陶氏益农提供)和实施例1—3所得化合物样品分别用用万分之一天平于20ml称量瓶称取12mg(折百)化合物样品,再用15mL移液枪取2mL丙酮/甲醇(1:1)混合溶剂加入称量瓶,待其充分溶解后,加入18ml含有0.P/。吐温-80的水溶液,充分混匀,得600iig/mL的测定液。同法配得多杀菌素10pg/mL。用打孔器器将干净甘蓝叶打成直径2cm叶碟,在药液中浸渍5s,晾干后叶背向上放入加有保湿滤纸的直径6cm培养皿中,接入小菜蛾2龄幼虫10头,加盖后放入(27士i;rC光照培养箱中。72小时后检查结果。死亡判断标准为轻触虫体,不能正常爬行的害虫个体视为死亡。结果如表-4所示,结果表明,在测试浓度下,本发明的部分化合物对小菜蛾具有明显的致死效果,初步判断该类化合物对小菜蛾具有良好的应用前景。表-4式I化合物对小菜蛾的杀虫活性化合物校正死亡化合物校正死亡化合物校正死亡编号率%'编号率%编jf_率%<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>权利要求1、结构式为式I的含氮杂环的取代芳基丙烯酮类化合物,id="icf0001"file="A2008102272380002C1.tif"wi="39"he="21"top="42"left="44"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>(式I)其中,式I中,X为id="icf0002"file="A2008102272380002C2.tif"wi="47"he="13"top="73"left="27"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>其中R为H,F,Cl,Br,CH3O,C2H5O,2,4-Cl2,NO2,CH3式I中Y为2、权利要求i所述的化合物的制备方法,是在碱性化合物存在下,在有机溶剂中由取代芳基丙烯酰氯与结构式如Y所示的化合物进行縮合反应,得到式I所述的化合物;3、根据权利要求2所述的方法,其特征在于所述碱性物质选自哌啶、氢氧化钠、碳酸钾、吡啶、三乙胺、碳酸钠、甲醇钠或氢化钠中的一种或一种以上任意组合;所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、石油醚、己垸、环己烷、二氯甲垸、氯仿、四氯化碳、乙醚、二异丙醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、乙腈、丙腈或丁腈、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-甲酰苯胺、N-甲基吡咯烷酮或六甲基磷酰三胺、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、正-丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚中的一种或一种以上任意组合,优选为甲苯、丁酮、苯、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈或石油醚;所述有机溶剂特别优选为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丁酮。4、根据权利要求3所述的方法,其特征在于所述縮合反应的温度为-10°C—120°C;优选为20°C_100°C。5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于所述方法中,还包括将反应产物进行层析纯化。6、权利要求l所述化合物在蚜虫防治中的应用。7、权利要求l所述化合物在朱砂叶螨防治中的应用。8、权利要求l所述化合物在小菜蛾防治中的应用。9、以权利要求1所述化合物为活性成分的药物。10、根据权利要求9所述的药物,其特征在于所述药物是用于防治蚜虫、朱砂叶螨、小菜蛾的药物。全文摘要本发明公开了一种含氮杂环取代芳基丙烯酮类化合物(式I)及其制备方法与应用。该类化合物结构式如式I所示其中,式I中,X为(右式下所示)其中R为H,F,Cl,Br,CH<sub>3</sub>O,C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>O,2,4-二氯,NO<sub>2</sub>,CH<sub>3</sub>式I中,Y为2-硝基亚氨基咪唑烷、2-氰基亚氨基-1,3-噻唑烷以及哌啶等含氮杂环。本发明的化合物对蚜虫、朱砂叶螨、小菜蛾等有害生物具有良好的化学杀死活性,并且本发明部分化合物的生物活性与对照药剂相当,而且与天然的瑞香狼毒有效成分相比,本发明的化合物结构简单,容易获得,可以在农业生产中得到实际应用。文档编号A01N43/34GK101402606SQ200810227238公开日2009年4月8日申请日期2008年11月25日优先权日2008年11月25日发明者佘永红,云凌,亮孙,孙玉凤,康铁牛,李继德,杨新玲,杨绍祥申请人:中国农业大学
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