专利名称：一种含吡唑氨基脲化合物、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氨基脲化合物、制备方法及其应用。
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。在本发明作出之前，国外尚无苯基苯甲酰基氨基脲类结构的化合物报道，国内有山东师范大学的李来仲曾报道苯基苯甲酰基氨基脲类结构，该结构的化合物具有一定的除草活性。本发明是将取代吡唑环代替苯基苯甲酰基氨基脲结构中的一个苯甲酰基团而形成含吡唑氨基脲类化合物。
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氨基脲类化合物及其制备方法。
所述的含吡唑氨基脲类化合物如式(I)所示 其中X代表Cl或Br，R代表甲基、硝基、氯原子、2，4-二甲基、3，4-二甲基、2，4-二氟、2，6-二甲基或氢原子。
如下取代基定义的式(I)化合物为本发明所述化合物的优选X为Cl，R为下列之一硝基、2-甲基、3，4-二甲基、2，4-二氟、2，6-二甲基；X为Cl，R为2-硝基或2-甲基；X为Br，R为2-氯、2，4-二甲基或3，4-二甲基。
一种上述含吡唑氨基脲类化合物的制备方法，包括如下步骤如式(II)所示的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼和式(III)所示的取代苯基异氰酸酯在0～20℃于有机溶剂中进行加成反应，后处理得产物； 其中X和R定义同上。
基于产率和成本的考虑，所述的反应时间以1～20小时为佳。
所述的取代苯基异氰酸酯1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼的投料摩尔比优选为1～1.5∶1，所述的有机溶剂用量优选为1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼质量的20～60倍。
所述的有机溶剂优选为下列之一四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、氯苯。
所述的后处理可以是反应结束，过滤，滤饼用三氯甲烷重结晶，得所述含吡唑氨基脲类化合物。
所述的含吡唑氨基脲类化合物的制备方法推荐按如下参数进行所述的取代苯基异氰酸酯1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼的投料摩尔比为1～1.1∶1，所述的有机溶剂用量为1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼质量的5～20倍；加成反应温度为0～20℃，反应时间为1～5小时。
所述的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼可采用下述方法制得将1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酸乙酯和过量水合肼在搅拌下进行回流反应，反应结束后减压浓缩，用乙醇重结晶，得白色针状结晶即为1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼。
用单子叶杂草马唐Digitaria sanguinalis、稗草Echinochloa crus-galli、狗尾草Setaria viridis(或野燕麦Avena fatua)，双子叶杂草苘麻Abutilontheophrasti(或繁缕Stelleria media或龙葵Solanum nigrum)、藜Chenopodiumalbum、凹头苋Amaranthus ascedense或反枝苋Amaranthus retroflexus等杂草对所合成的含吡唑氨基脲类化合物进行除草活性测试发现，X＝Br，R＝2-Cl、2，4-二甲基或3，4-二甲基的式(I)化合物对双子叶杂草苘麻Abutilontheophrasti(或繁缕Stelleria media或龙葵Solanum nigrum)、藜Chenopodiumalbum等杂草的抑制活性达到90％以上。
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，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，采用叶虫同浸法对合成的化合物进行了棉红蜘蛛(Tetranchus urticae)的杀虫活性测定。结果表明，X＝Cl为式(I)化合物对粘虫有一定的杀虫活性，而X＝Br的式(I)化合物基本无杀虫活性。
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水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)的杀菌活性测定，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(Sclerotonia sclerotiorum)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，X为Cl，R为2-硝基或2-甲基的式(I)化合物对小麦白粉病菌具有较强的杀菌活性。
具体实施方式
下面结合具体实施例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4.05g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰肼加入到40mL氯苯中，在冰浴搅拌下滴加20mmol 3-甲基苯基异氰酸酯，30min滴毕，然后于5℃左右反应5h，反应毕，过滤，滤饼用氯仿重结晶，得到白色固体，熔点176-178℃，收率为91％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(DMSO-D6，δ/ppm)1.18(3H，t，J＝4.5Hz，CH2CH3)，2.26(3H，s，Ph-CH3)，2.57(2H，q，CH2CH3)，3.9(3H，s，NCH3)，6.78-7.31(4H，m，Ph-H)，8.40(1H，s，PyCONHNH)，8.80(1H，s，PyCONHNH)，10.19(1H，s，CONH-Ph)IR(KBr，VCO/cm-1)1703，1652实施例2将4.05g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰肼加入到70mL甲苯中，冰浴搅拌下滴加22mmol 2-甲基苯基异氰酸酯，40min滴毕，然后于3℃左右反应3h，反应毕，过滤，滤饼用氯仿重结晶，得到白色固体，熔点206-208℃。收率为93％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(DMSO-D6，δ/ppm)1.18(3H，t，J＝4.75Hz，CH2CH3)，2.22(3H，s，Ph-CH3)，2.57(2H，q，CH2CH3)，3.88(3H，s，NCH3)，6.96-7.67(4H，m，Ph-H)，8.06(1H，s，PyCONHNH)，8.68(1H，s，PyCONHNH)，10.27(1H，s，CONH-Ph)IR(KBr，VCO/cm-1)1704，1660实施例3将4.05g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰肼加入到40mL乙酸乙酯中，在冰浴搅拌下滴加21mmol 3-氯苯基异氰酸酯，30min滴毕，然后于1℃左右反应1h，反应毕，过滤，滤饼用氯仿重结晶，得到白色固体，熔点189-191℃。收率为90％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1H NMR(DMSO-D6，δ/ppm)1.18(3H，t，J＝4.75Hz，CH2CH3)，2.57(2H，q，CH2CH3)，3.89(3H，s，NCH3)，7.00-7.71(4H，m，Ph-H)，8.61(1H，s，PyCONHNH)，9.14(1H，s，PyCONHNH)，10.21(1H，s，CONH-Ph)IR(KBr，VCO/cm-1)1701，1672实施例4将4.94g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰肼加入到30mL四氢呋喃中，在冰浴搅拌下滴加20mmol 3-硝基苯基异氰酸酯，30min滴毕，然后于2℃左右反应2h，反应毕，过滤，滤饼用氯仿重结晶，得到白色固体，熔点330-331℃。收率为91％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，1HNMR(DMSO-D6，δ/ppm)1.18(3H，t，J＝4.75Hz，CH2CH3)，2.57(2H，q，CH2CH3)，3.92(3H，s，NCH3)，7.55-8.55(4H，m，Ph-H)，8.79(1H，s，PyCONHNH)，9.47(1H，s，PyCONHNH)，10.28(1H，s，CONH-Ph)IR(KBr，VCO/cm-1)1705，1685实施例5将4.05g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰肼加入到81g三氯甲烷中，在冰浴搅拌下滴加20mmol 3-甲基苯基异氰酸酯，30min滴毕，然后于18℃左右反应5h，反应毕，过滤，滤饼用氯仿重结晶，得到白色固体，熔点176-178℃，收率为93％。
实施例6氯苯用量改为18.4ml(20.25g)，其它操作同实施例1。收率为90％。
实施例7将有机溶剂改为80mL四氢呋喃，其他操作同实施例1。收率为89％。
实施例8～31变换不同的取代苯基异氰酸酯，其它反应物、用量及工艺参数均同实施例1，分别制得相应化合物见表1。
表1
实施例32 除草活性测试1测试样品实施例23、25、26制得含吡唑氨基脲类化合物。
2筛选方法1.1筛选靶标单子叶杂草马唐Digitaria sanguinalis、稗草Echinochloacrus-galli、狗尾草Setaria viridis(或野燕麦Avena fatua)，双子叶杂草苘麻Abutilon theophrasti(或繁缕Stelleria media或龙葵Solanum nigrum)、藜Chenopodium album、凹头苋Amaranthus ascedense或反枝苋Amaranthusretroflexus；1.2靶标的培养在截面积64cm2的塑料盆钵中定量装土压平，置于不锈钢盆中，选取籽粒饱满、大小一致的种子，分单、双子叶植物分钵播种，各占钵面积的1/3，覆1cm厚细土，从塑料盆钵底部加水至上层土壤浸润，置于温室培养，待试材长至所需叶龄进行处理；1.3处理剂量单一剂量，一般采用2250g a.i./ha或75g a.i./ha，根据化合物种类作适当调整；1.4处理方式苗前土壤处理和苗后茎叶处理，试材播种次日进行苗前土壤处理，单子叶试材长至1叶1心期、双子叶试材长至2片真叶期进行苗后茎叶处理；1.5操作程序1.5.1准确称取样品，用适宜溶剂溶解后加入少许乳化剂，再加入10mL微热的蒸馏水；1.5.2取温室培养材料，分别编号；1.5.3按设置剂量定量移取药液进行茎叶喷雾和土壤喷雾处理，分别以喷雾溶剂和清水为对照；1.5.4处理试材置于温室培养；1.5.5调查处理15后目测地上部生长情况，计算生长抑制率(防效)；1.5.6结果统计根据调查结果，按以下公式计算各化合物对杂草的防效防效(％)＝100(对照株高-处理株高)/对照株高所得结果见表2。
根据防效进行除草活性分级A级 防效＞90％ B级 防效75～90％ C级防效50～75％ D级 防效25～50％ E级 防效＜25％表2 含吡唑氨基脲类化合物对草的抑制作用
实施例33 杀虫活性普筛1供试靶标粘虫(Mythimna separata)系室内以玉米苗饲养多年的敏感品系；蚕豆蚜(Aphis fabae)系室内以蚕豆苗常年饲养的敏感品系；稻黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)系室内以水稻苗饲养多年的敏感品系；棉红蜘蛛(Tetranychus urticae)系室内以蚕豆苗常年饲养的敏感品系。室内条件温度25±5℃，相对湿度65±5％及光照周期12/12h(L/D)。
2供试药剂实施例10、11、12、2、16、17、18、19、31制得含吡唑氨基脲类化合物。
3试验方法粘虫试验方法采用Potter喷雾法(见SCBZ/CH-HN-2000-001条)，浓度为1000mg/L；蚕豆蚜试验方法采用浸渍法(见SCBZ/CH-HN-2000-004条)，浓度为500mg/L稻黑尾叶蝉试验方法采用处理植株接虫法(见SCBZ/CH-HN-2000-002条)，浓度为500mg/L。
棉红蜘蛛试验方法采用浸渍法(见SCBZ/CH-HN-2000-003条)，浓度为500mg/L；48小时后检查结果，如表3所示。
4生物活性评价死亡率在90％以上为A级，70～90％之间为B级，50～70％之间为C级，0～50％之间为D级。活性为A级的化合物进入初筛。
表3 含吡唑氨基脲化合物杀虫活性测试
实施例34 杀菌活性筛选1.供试菌种稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)，稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)，黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)，油菜菌核病菌(Sclerotonia sclerotiorum)，小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)，辣椒疫霉病菌(phytophythora capsici)。以上菌种均保存在冰箱(4-8℃)内，试验前2-3天从试管斜面接种到培养皿内，在适宜温度下培养供试验用。实验用培养基均为马铃薯琼脂培养基(PDA)。小麦白粉病菌用小麦苗保存孢子供试验用。
2测定方法准确称取适量实施例1～4及8～31制得化合物，先用适宜溶剂溶解并加入少量乳化剂，用清水稀释成一定浓度。具体方法如下稻瘟病菌、小麦赤霉病菌、辣椒疫霉病菌和黄瓜灰霉病菌采用含毒培养基法，普筛浓度为25ppm。
稻纹枯病菌采用离体叶片培养法，普筛浓度为500ppm。
油菜菌核病菌和小麦白粉病菌采用盆栽法，普筛浓度为500ppm。
3杀菌剂活性评价处理后定期观察记录叶片、植株的发病情况和菌丝生长情况，根据病情指数和菌丝直径，计算防效和抑制率。杀菌活性等级标准划分A级-防效(抑制率)≥95％，B级-70％≤防效(抑制率)＜95％，C级-50％≤防效(抑制率)＜70％，D级-防效(抑制率)＜50％。
4筛选结果由表4可以看出，本发明所述含吡唑氨基脲化合物杀菌活性较弱或没有活性。
表4 含吡唑氨基脲化合物杀菌活性测试
权利要求
1.如式(I)所示的含吡唑氨基脲化合物， 其中X代表Cl或Br，R代表甲基、硝基、氯原子、2，4-二甲基、3，4-二甲基、2，4-二氟、2，6-二甲基或氢原子。
2.如权利要求1所述的含吡唑氨基脲化合物，其特征在于所述的X为Cl，R为下列之一硝基、2-甲基、3，4-二甲基、2，4-二氟、2，6-二甲基。
3.如权利要求2所述的含吡唑氨基脲化合物，其特征在于所述的R为2-硝基或2-甲基。
4.如权利要求1所述的含吡唑氨基脲化合物，其特征在于所述的X为Br，R为2-氯、2，4-二甲基或3，4-二甲基。
5.一种权利要求1所述含吡唑氨基脲化合物的制备方法，包括如下步骤如式(II)所示的1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼和式(III)所示的取代苯基异氰酸酯在0～20℃于有机溶剂中进行加成反应，后处理得产物； 其中X代表Cl或Br，R代表甲基、硝基、氯原子、2，4-二甲基、3，4-二甲基、2，4-二氟、2，6-二甲基或氢原子。
6.如权利要求5所述的含吡唑氨基脲化合物的制备方法，其特征在于所述的加成反应时间为1～20小时，取代苯基异氰酸酯∶1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼的投料摩尔比为1.0～1.5∶1，有机溶剂用量为1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼质量的20～60倍。
7.如权利要求5所述的含吡唑氨基脲化合物的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为下列之一四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、氯苯。
8.如权利要求5～7之一所述的含吡唑氨基脲化合物的制备方法，其特征在于所述的取代苯基甲酰氯∶1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼的投料摩尔比为1.0～1.1∶1，所述的有机溶剂用量为1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酰肼质量的5～20倍；加成反应时间为1～5小时。
9.权利要求1所述含吡唑氨基脲化合物作为除草剂的应用
10.权利要求1所述含吡唑氨基脲化合物作为杀虫灭菌剂的应用。
全文摘要
本发明涉及一种含吡唑氨基脲化合物、制备方法及其应用。所述的含吡唑氨基脲化合物如式(I)所示，所述制备方法包括如下步骤1－甲基－3－乙基－4－取代－5－吡唑甲酰肼和取代苯基异氰酸酯在0～20℃于有机溶剂中进行加成反应，后处理得产物。所述的含吡唑氨基脲化合物可以应用于除草剂和杀虫灭菌剂。
文档编号C07D231/16GK1654457SQ20051004893
公开日2005年8月17日 申请日期2005年1月19日 优先权日2005年1月19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