专利名称：一种含吡唑双杂环化合物、制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含吡唑双杂环化合物、制备方法及应用。
背景技术：
吡唑类化合物在杂环农药中扮演着重要的角色。由于吡唑类化合物表现出的高效、低毒和结构的多样性，因而具有非常广阔的研究和开发前景。双杂环化合物的合成及生物活性研究已经成为杂环农药的一个重要方向。在本发明作出之前，国外在90年代后有相关双杂环结构的农药专利出现，专利报道中双杂环通过亚甲基、砜基等基团将吡唑与含氮杂环相连接。国内李正名等将吡唑与杂环直接连接，得到一系列具有生物活性的双杂环化合物；刘钊杰等合成了一类具有生物活性的酰胺系列双杂环化合物。
发明内容本发明目的在于提供一种具有生物活性的含吡唑双杂环化合物、制备方法及其应用。
所述的双杂环化合物如式(I)所示 其中X代表H或吸电子基团，优选为下列之一H、NO2、Cl、Br；Y、Z各自独立代表O或S。
一种上述含吡唑双杂环化合物的制备方法，包括如下步骤如式(II)所示的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯和如式(III)所示的含氮杂环在捕酸剂作用下，在0～20℃于有机溶剂中进行缩合反应，后处理得产物； 其中X、Y、Z定义同上。
基于产率和成本的考虑，所述的反应时间以1～50小时为佳。
所述的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯∶含氮杂环∶捕酸剂的投料摩尔比优选为1∶1.0～1.5∶1.0～2.0，所述的有机溶剂用量优选为含氮杂环质量的20～60倍。
所述的捕酸剂优选为下列之一三乙胺、吡啶、二甲基吡啶、无水碳酸钾。
所述的有机溶液优选为下列之一四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、氯苯、三氯甲烷。
所述的后处理可以是用稀盐酸洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析分离，得所述含吡唑双杂环化合物。
所述的含吡唑双杂环化合物的制备方法推荐按如下参数进行所述的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯∶含氮杂环∶捕酸剂的投料摩尔比为1∶1.0～1.1∶1.2～1.4，所述的有机溶剂用量为含氮杂环质量的30～50倍；缩合反应温度为5～15℃，反应时间为10～20小时。
所述的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯可采用下述方法制得将1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酸和过量氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯透明液体。应用上述方法制备1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯，收率一般达90％以上。
上述的含吡唑双杂环化合物作为杀虫灭菌剂的应用。
采用含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对合成的化合物进行了稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)和黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)的杀菌活性测定，采用盆栽小麦苗保存孢子法对合成的化合物进行了小麦白粉病菌(Blumeria graminis)的杀菌活性测定。结果表明，所述含吡唑双杂环化合物对小麦赤霉病菌、辣椒疫霉病菌基本没有防效作用(X＝NO2，Y＝S，Z＝O和X＝NO2，Y＝S，Z＝S的式(I)化合物除外)，而对水稻稻瘟病菌、黄瓜灰霉病菌、小麦白粉病菌有不同的防效作用。
采用Potter喷雾法对合成的化合物进行了粘虫(Mythimna separata)的杀虫活性测定，采用浸渍植株法对合成的化合物进行了稻黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)的杀虫活性测定。结果表明，所述含吡唑双杂环化合物对粘虫基本无杀虫活性，而对叶蝉有着一定的杀虫活性，尤以X＝Br的式(I)化合物效果最好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
对本发明所进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.06g(20mmol)2-噻唑烷酮和2.4g(24mmol)三乙胺加入到40mL三氯甲烷溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于7℃左右反应20h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，乙醇重结晶，得到黄色固体。收率为89％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.36(t，2H，N-CH2-C)，3.79(s，3H，N-CH3)，3.48(t，2H，S-CH2-C)，2.95(q，2H，CH2-C)，1.29(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1723，1677实施例2将19mmol 1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.06g(20mmol)2-噻唑烷酮和2.0g(22mmol)二甲基吡啶加入到40mL甲苯溶液中，冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰氯，40min滴毕，然后于3℃左右反应10h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为32％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；6.45(s，1H，heterocyclic H)，4.18(t，2H，N-CH2-C)，4.00(s，3H，N-CH3)，3.36(t，2H，S-CH2-C)，2.65(q，2H，CH2-C)，1.23(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1712，1674实施例3将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.06g(20mmol)2-噻唑烷酮和1.85g(23mmol)吡啶加入到40mL乙酸乙酯溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于10℃左右反应15h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为67％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.22(t，2H，N-CH2-C)，3.99(s，3H，N-CH3)，3.46(t，2H，S-CH2-C)，2.72(q，2H，CH2-C)，1.34(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1716，1675实施例4将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.06g(20mmol)2-噻唑烷酮和1.85g(23mmol)吡啶加入到40mL氯苯溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于6℃左右反应16h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为64％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.12(t，2H，N-CH2-C)，3.91(s，3H，N-CH3)，3.40(t，2H，S-CH2-C)，2.62(q，2H，CH2-C)，1.23(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1717，1677实施例5
三氯甲烷用量改为2-噻唑烷酮质量的50倍，其它操作同实施例1。收率为89％。
实施例6将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.38g(20mmol)2-噻唑硫酮和3.59g(26mmol)无水碳酸钾加入到40mL氯苯溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于6℃左右反应16h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为84％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.52(t，2H，N-CH2-C)，3.89(s，3H，N-CH3)，3.52(t，2H，S-CH2-C)，2.59(q，2H，CH2-C)，1.23(t，3H，C-CH3)IR(KBr，V)cm-1；1686(CO)，1227(CS)实施例7将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.38g(20mmol)2-噻唑硫酮和3.59g(26mmol)无水碳酸钾加入到40mL四氢呋喃溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于6℃左右反应10h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，用乙醇重结晶，得到黄色晶体。收率为87％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.52(t，2H，N-CH2-C)，3.90(s，3H，N-CH3)，3.50(t，2H，S-CH2-C)，2.60(q，2H，CH2-C)，1.22(t，3H，C-CH3)IR(KBr，V)cm-1；1680(CO)，1149(CS)实施例8将19mmol 1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.38g(20mmol)2-噻唑硫酮和2.4g(24 mmol)三乙胺加入到40mL四氢呋喃溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于6℃左右反应10h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为43％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；6.45(s，1H，heterocyclic H)，4.47(t，2H，N-CH2-C)，3.97(s，3H，N-CH3)，3.46(t，2H，S-CH2-C)，2.63(q，2H，CH2-C)，1.23(t，3H，C-CH3)IR(KBr，V)cm-1；1686(CO)，1157(CS)实施例9将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将2.38g(20mmol)2-噻唑硫酮和2.0g(22mmol)二甲基吡啶加入到50mL三氯甲烷溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于12℃左右反应15h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，用乙醇重结晶，得到黄色晶体。收率为92％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.77(t，2H，N-CH2-C)，3.77(s，3H，N-CH3)，3.59(t，2H，S-CH2-C)，2.93(q，2H，CH2-C)，1.27(t，3H，C-CH3)IR(KBr，V)cm-1；1685(CO)，1210(CS)实施例10将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将1.74g(20mmol)2-噁唑烷酮和2.0g(22mmol)二甲基吡啶加入到40mL氯苯溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-硝基-5-吡唑甲酰氯，30min滴毕，然后于12℃左右反应15h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，用乙醇重结晶，得到黄色晶体。收率为92％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.40(t，2H，O-CH2-C)，4.05(t，2H，N-CH2-C)，3.80(s，3H，N-CH3)，2.53(q，2H，CH2-C)，1.14(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1791，1682实施例11将19mmol 1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将1.74g(20mmol)2-噁唑烷酮和2.3g(23mmol)三乙胺加入到40mL甲苯溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰氯，35min滴毕，然后于8℃左右反应1lh，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为45％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；6.60(s，1H，heterocyclic H)，4.48(t，2H，O-CH2-C)，4.14(t，2H，N-CH2-C)，4.02(s，3H，N-CH3)，2.66(q，2H，CH2-C)，1.24(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1790，1677实施例12将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将1.74g(20mmol)2-噁唑烷酮和1.85g(23mmol)吡啶加入到40mL乙酸乙酯溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰氯，40min滴毕，然后于5℃左右反应13h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为77％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.43(t，2H，O-CH2-C)，4.09(t，2H，N-CH2-C)，3.86(s，3H，N-CH3)，2.63(q，2H，CH2-C)，1.24(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1791，1683实施例13
将19mmol 1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酸和200mmol氯化亚砜加入到100mL三口烧瓶中，在搅拌下回流反应3h，反应结束，减压浓缩，得浅黄色1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰氯透明液体。
将1.74g(20mmol)2-噁唑烷酮和1.85g(23mmol)吡啶加入到40mL四氢氟喃溶液中，在冰浴搅拌下滴加1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰氯，40min滴毕，然后于10℃左右反应16h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析[V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝2∶1]分离，得到纯品。收率为74％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(CDCl3)δppm；4.58(t，2H，O-CH2-C)，4.27(t，2H，N-CH2-C)，3.82(s，3H，N-CH3)，2.96(q，2H，CH2-C)，1.29(t，3H，C-CH3)IR(KBr，VCO)cm-1；1793，1703实施例14 杀菌活性测试采用含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对实施例1～13合成的化合物进行了稻瘟病菌(Pyricuiaria oryzae)、小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)和黄瓜灰霉病菌(Botrytiscinerea)的杀菌活性测定，普筛浓度为25ppm；采用离体叶片含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对合成的化合物进行了稻纹枯病菌(Rhizoctoniasolani)的杀菌活性测定，普筛浓度为500ppm；采用盆栽含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对合成的化合物进行了油菜菌核病菌(Sclerotoniasclerotiorum)的杀菌活性测定，普筛浓度为500ppm；采用盆栽小麦苗保存孢子法对合成的化合物进行了小麦白粉病菌(Blumeria graminis)的杀菌活性测定，普筛浓度为500ppm。测试结果见表1。
表1含吡唑双杂环化合物对病菌的抑制作用
实施例15 杀虫活性测试采用Potter喷雾法对实施例1～13合成的化合物进行了粘虫(Mythimnaseparata)的杀虫活性测定，使用浓度为1000mg/L；采用叶虫同浸法对合成的化合物进行了蚕豆蚜(Aphis fabae)的杀虫活性测定，使用浓度为500mg/L；采用浸渍植株法对合成的化合物进行了稻黑尾叶蝉(Nephotettixcincticeps)的杀虫活性测定，使用浓度为500mg/L；采用叶虫同浸法对合成的化合物进行了棉红蜘蛛(Tetranchus urticae)，使用浓度为500mg/L。测试结果见表2。
死亡率在90％以上为A级，70～90％之间为B级，50～70％之间为C级，在0～50％之间为D级。
表2 含吡唑双杂环化合物对害虫的杀灭作用
权利要求
1.如式(I)所示的含吡唑双杂环化合物 其中X代表H或吸电子基团，Y、Z各自独立为O或S。
2.如权利要求1所述的含吡唑双杂环化合物，其特征在于所述的X代表下列之一H、-NO2、Cl、Br。
3.如权利要求2所述的含吡唑双杂环化合物，其特征在于所述的X代表-NO2。
4.如权利要求2所述的含吡唑双杂环化合物，其特征在于所述的X代表Br。
5.一种如权利要求1所述含吡唑双杂环化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤如式(II)所示的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯和如式(III)所示的含氮杂环在捕酸剂作用下，在0～20℃于有机溶剂中进行缩合反应，后处理得产物； 其中X代表H或吸电子基团，Y、Z各自独立为O或S。
6.如权利要求5所述的含吡唑双杂环化合物的制备方法，其特征在于所述的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯∶含氮杂环∶捕酸剂的投料摩尔比为1∶1.0～1.5∶1.0～2.0，所述的有机溶剂用量为含氮杂环质量的20～60倍，所述的反应时间为1～50小时。
7.如权利要求5所述的含吡唑双杂环化合物的制备方法，其特征在于所述的捕酸剂为下列之一三乙胺、吡啶、二甲基吡啶、无水碳酸钾，所述的有机溶液为下列之一四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、氯苯、三氯甲烷。
8.如权利要求5～7之一所述的含吡唑双杂环化合物的制备方法，其特征在于所述的后处理为用稀盐酸洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析分离，得所述含吡唑双杂环化合物。
9.如权利要求5～7之一所述的含吡唑双杂环化合物的制备方法，其特征在于所述的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰氯∶含氮杂环∶捕酸剂的投料摩尔比为1∶1.0～1.1∶1.2～1.4，所述的有机溶剂用量为含氮杂环质量的30～50倍；缩合反应温度为5～15℃，反应时间为10～20小时。
10.权利要求1所述含吡唑双杂环化合物作为杀虫灭菌剂的应用。
全文摘要
本发明公开了提供一种具有生物活性的含吡唑双杂环化合物、制备方法及其应用。所述的双杂环化合物如式(I)所示，所述的制备方法包括如下步骤1－甲基－3－乙基－4－取代－5－吡唑甲酰氯和含氮杂环在捕酸剂作用下，在0～20℃于有机溶剂中进行缩合反应，后处理得产物；所述双杂环化合物对水稻稻瘟病菌、黄瓜灰霉病菌、小麦白粉病菌有不同的防效作用，对叶蝉有着一定的杀虫活性。
文档编号C07D403/00GK1644582SQ20041009333
公开日2005年7月27日 申请日期2004年12月21日 优先权日2004年12月21日
发明者谭成侠, 沈德隆, 翁建全, 曹耀艳 申请人:浙江工业大学