专利名称：具有杀虫活性的取代吡啶甲基磷酸酯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及具有杀虫活性的取代吡啶甲基磷酸酯化合物及其制备方法，以及它作为杀虫剂、杀螨剂的生物活性，本发明属于精细有机合成。
近十几年来发现的一类称作“新烟碱类”的杀虫剂，如吡虫灵[JP02,207,083(1990)],Ac-etamiprid[JP05,155,722(1993)]和Nitenpyan[EP392,560(1990)]有一个共同的特点,即都含有6-氯-3-甲基吡啶基，本发明是将6-氯-3-甲基吡啶基引入到含磷的结构中制备取代吡啶甲基磷酸酯化合物。
本发明的目的在于探索杀虫活性较好的化合物，提供一类具有杀虫活性并兼具有杀螨活性的新型磷酸酯类衍生物及合成方法。
本发明提出一类新型磷酸酯类衍生物——取代吡啶甲基磷酸酯，其结构通式如下(Ⅰ) 式中R1、R2表示C1～C5的烷基、苯基或者取代苯基，取代基为卤素、硝基、甲基R1与R2相同或者不相同X表示O或者SZ表示S或者NHY表示H或者Cl属于本发明式(Ⅰ)的化合物包括以下述通式Ⅰ-1所表示的取代吡啶甲基磷酰胺酯；以通式Ⅰ-2表示的取代吡啶硫甲基硫赶磷酸酯。 式中R1、R2、X、Y与式(Ⅰ)中定义相同本发明提供的上述式(Ⅰ)的化合物对虫类和螨类具有显著的杀灭活性，因而可作为杀虫剂的有效成份和杀螨剂的有效成份。
以通式Ⅰ-1表示的取代吡啶甲基磷酰胺酯的制备方法是使通式(Ⅱ)所表示的化合物 (式中Y与通式(Ⅰ)中的定义相同)与下述通式(Ⅲ)所表示的化合物 (式中R1、R2、X与以通式(Ⅰ)中的定义相同)进行反应(A法) 上述反应中，二烷氧基或烷氧芳氧基磷酰氯(Ⅲ)与2-取代-5-氨甲基吡啶(Ⅱ)的反应物物质的量配比为1～1.25∶1，反应溶剂采用氯仿，二氯甲烷、二氯乙烷、苯、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂，在碱性催化剂吡啶或叔胺存在下，在0～50℃反应4-6小时，即可获得较好的收率。当Ⅲ为烷氧芳氧基磷酰氯时，采用烷氧基磷酰二氯与酚钠溶液在0～20℃反应30～60分钟，不经分离烷氧芳氧基磷酰氯而直接与Ⅱ反应。
以通式Ⅰ-2表示的取代吡啶硫甲基硫逐磷酸酯的制备方法是使通式(Ⅳ)所表示的化合物 (式中Y与通式(Ⅰ)中的定义相同)与下述通式(Ⅴ)所表示的化合物 (式中R1、R2和X与通式(Ⅰ)中的定义相同，M表示Na、K、Ca、NH4阳离子)进行反应(B法) 上述反应中，二烷(芳)氧基或烷氧基芳氧基硫代磷酸盐(Ⅴ)与2-取代-5-氯甲基吡啶(Ⅳ)的反应物物质的量配比为1∶1～1.35，反应在水相中进行，反应温度10～90℃，反应时间1～4小时，反应完成后，反应液用乙醚萃取，萃取液用水洗涤，干燥萃取液后脱溶。
下面通过实施例来更具体地说明本发明的(Ⅰ)式的化合物中的(Ⅰ-1)、(Ⅰ-2)式中化合物的制备方法。
实施例1 的制备(A法)将0.02mol苯酚溶于2.7g30％NaOH溶液制取酚钠溶液，在15℃左右滴加到0.02molMeOP(S)Cl2中，滴完后在室温下搅拌1小时，再加入0.03molEt3N同时滴加10ml 0.02mol 2-氯-5-氨甲基吡啶的丙酮溶液，室温下反应4～5小时，反应完毕，过滤除去固体物质，滤液经浓缩后用薄层分离，纯品为白色针状晶体，收率82％,m.p.80～82℃元素分析实测值C％47.07H％4.46N％8.59计算值C％47.56H％4.27N％8.54IR(cm-1) 3268(γN-H),3049(γPh-H),1203(γP-O-Calkyl)1039(γP-O-Calkyl),921(γP-N),746(γP=S)1HNMR(δ,ppm)1.60～1.86(宽,1H,NH),3.76(d,3H,OCH3)4.22(dd,2H,-CH2),7.12～7.32(m,5H,-C6H5)7.56～8.28(m,3H,C5H3N)实施例2 的制备(A法)将0.02mol(MeO)(EtO)P(S)Cl、0.03mol Et3N溶于10ml丙酮中，控温15℃滴加0.02mol 2-氯-5-氨甲基吡啶的20ml丙酮溶液，滴完后继续在此温度下搅拌3～5小时。反应完毕，过滤除去固体物质，滤液经浓缩后用薄层分离，纯品为淡黄色液体，收率87％,nD201.5481元素分析实测值C％ 38.32 H％ 4.81 N％ 10.31计算值C％ 38.57 H％ 5.00 N％ 10.00IR(cm-1)3268(γN-H),2976(γC-H),1052(γP-O-Calkyl),928(γP-N),745(γP=S)1HNMR(δ,ppm)1.07(t,3H,CH3CH2),1.96～2.10(宽，1H,NH),3.64(dd,3H,-OCH3),4.02(m,2H，OCH2CH3),4.22(d,2H,-CH2),7.22～8.28(m,3H,C5H3N).
实施例3 的制备(A法)将0.02mol(MeO)2P(S)Cl,0.03mol Et3N溶于10ml丙酮中控温15℃滴加0.02mol 2-氯-5-氨甲基吡啶的20ml丙酮溶液，滴完后继续在此温度下搅拌3～5小时，反应完毕，过滤除去固体物质，滤液用薄层分离，纯品为淡黄色液体，收率为91％,nD201.5529元素分析实测值C％36.27H％4.62N％10.75计算值C％36.09H％4.51N％10.53IR(cm-1)3271(γN-N),2991(γC-H),1054(γP-O-Calkyl),924(γP-N),740(γP=S)1HNMR(δ,ppm) 3.20(S,1H),3.51(d,6H),4.13(d,2H),7.30～8.29(m,3H)实施例4 的制备(B法)将0.33mol亚磷酸二异丙酯溶于100ml苯中，再加入0.34mol升华硫和0.17mol CaO，保持反应温度70～90℃，搅拌反应直至硫全部溶解变成淡黄色透明的溶液，用蒸馏水萃取生成的盐，钙盐收率为95.0％。再将钙盐水溶液转至三颈烧瓶中，加入0.32mol 2-氯-5-氯甲基吡啶，在80℃下搅拌反应1～2小时。反应完成后，用乙醚萃取产物，萃取液用水洗涤，用Na2SO4干燥后脱溶，粗产物用柱层析法分离，纯化后得黄色粘稠液体，收率96.0％,nD151.5019元素分析实测值C％44.53H％5.91N％4.11计算值C％44.58H％5.88N％4.33IR(cm-1)3060(γPh-H)2950(γC-H)1240(γp=o)990(γP-O-C)695(γC-Cl)650(γC-S)1HNMR(δppm)1.28(q,12H,2(CH3)2CHO-),4.44～4.84(m,2H,2OCH(CH3)2)4.00(d,2H,SCH2),7.60～8.30(m,3H,-C5H3N)实施例5 的制备(B法)将0.03mol(MeO)(EtO)P(S)Cl溶于20ml 1,4-dioxane和5ml H2O的混和溶剂中，再加入0.06molNaOH配制的10ml水溶液，控温100℃反应，直至PH=7～8时终止反应。再在反应混合物中加入0.03mol的2-氯-5-氯甲基吡啶，在90℃下搅拌反应3小时。反应完毕后用10％K2CO3水溶液中和至中性。用有机溶剂萃取，脱溶后粗产物用柱层析法分离。纯品为黄色粘稠液体，收率89％,nD201.5009IR(cm-1)3070(γph-H),2950(γC-H),1245(γP=O),1012(γP-O-C)693(γC-Cl),649(γC-S)1HNMR(δ,ppm)1.31(t,3H,-OCH2CH3),3.78(d,3H,-OCH3),4.00(d,2H,SCH2),4.00～4.30(m,2H,-OCH2CH3),7.28～8.33(m,3H,C5H3N)实施例6 的制备(B法)将0.03mol 溶于20ml 1,4-二氧六环和5ml H2O的混和溶液中，再加入0.06mol NaOH配制的10ml水溶液，控温100℃反应至PH=7～8时终止反应，再在反应混合物中加入0.03mol的2-氯-5-氯甲基吡啶，在90℃下搅拌反应3小时，反应完毕后用10％K2CO3水溶液中和至中性。用有机溶剂萃取，脱溶后粗产物用柱层析法分离。纯品为浅黄色固体，收率40％,m.p.63℃。
IR(cm-1)3030(γph-H),2925(γC-H),1260(γp=o),1160(γP-O-C),693(γC-Cl),630(γC-S)1HNMR(δ,ppm)2.3(S,6H,2CH3),3.98(d,2H,SCH2),7.02(d,8H),7.04(d,1H)7.36～7.46(dd,1H),8.14(d,1H)M/e 419(4.27％)采用上述类似方法同样可以制备其它的化合物。表1中所列的为本发明合成的部分化合物。
表中省略符号的含义Me-甲基，Et-乙基，n-Pr-正丙基，i-Pr-异丙基，n-Bu-正丁基，i-Bu-2-甲基丙基，S-Bu-1-甲基丙基，n-Am-正戊基，Ph-苯基，4-MePh-对甲基苯基2,4-Cl2ph-2、4-二氯苯基表1No. R1R2X ZY1Me PhS NH Cl2Et PhS NH Cl3 n-Pr PhS NH Cl4Me 4-MePh S NH Cl5 Et4-MePh SNH Cl6 n-Pr4-MePh SNH Cl7 Me 2,4-Cl2PhSNH Cl8 Et 2,4-Cl2PhSNH Cl9 n-Pr 2,4-Cl2PhSNH Cl10 Me MeSNH Cl11 Me EtSNH Cl12 Me n-Pr SNH Cl13 Et EtSNH Cl14 Et n-pr SNH Cl15n-Pr n-Pr SNH Cl16n-Pr n-Pr OS Cl17 Et EtOS Cl18i-Pr i-Pr OS Cl19i-Bu i-Bu OS Cl20S-Bu n-Bu OS Cl21n-Bu n-Bu OS Cl22n-Am n-Am OS Cl23 Me EtOS Cl24 Me n-Pr OS Cl25 Et n-Pr OS Cl26 Et PhOS Cl27 Et 4-MePh OS Cl28 4-MePh 4-MePh OS Cl29n-Pr n-Pr OS H30 Et Et O SH31 i-Pr i-PrO SH32 i-Bu i-BuO SH33 S-Bu S-BuO SH34 n-Bu n-BuO SH35 n-Am a-AmO SH从下面的试验可以看出，本发明的式(Ⅰ)的化合物对蚜虫及红蜘蛛具有较强的杀灭活性。
实施例7杀灭蚕豆蚜虫试验(浸渍法)剪下带蚜虫(当天蜕皮干母)的蚕豆茎叶，浸入预先配制好的250ppm的待测药液中，浸渍5秒钟后罩上马灯罩(防止蚜虫窜逃)，置于25±2℃的人工气候箱内，设空白对照，24小时后调查死亡情况，计算死亡率。表2为部分(Ⅰ)式化合物的测定结果。
表2No. R1R2X Z Y 死亡率/％5Et 4-MePh S NH Cl 87.86 n-Pr4-MePh S NH Cl 66.37Me2,4-Cl2Ph S NH Cl 91.38Et2,4-Cl2Ph S NH Cl 67.49 n-Pr 2,4-Cl2Ph S NH Cl 96.215 n-Pr n-Pr S NH Cl 97.517 Et Et O S Cl 78.023 Me Et O S Cl100.024 Me n-Pr O S Cl100.025 Et n-Pr O S Cl100.026 Et Pr O S Cl 85.730 Et Et O S H 100.0
本发明的化合物作为杀虫剂使用时，可将本发明的化合物与其它植保上允许的载体或稀释剂混合，借此将其调制成通常使用的各种剂型，如粉剂，颗粒剂，水乳剂等来使用，也可以与其它农药如杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂、除草剂、植物生长调节剂等混合使用或同时并用。
实施例8杀灭红蜘蛛试验(浸渍法)取具有2片真叶的架豆苗，接上带有红蜘蛛的叶片置于阳光下1小时后去掉蔫叶，剪下带红蜘蛛豆苗，在250ppm的待测药液中浸3秒钟，然后将架豆苗全部插入盛水的锥形瓶中，设空白对照，置于25±2℃的人工气候箱中，24小时后，在解剖镜下调查成虫死亡情况，计算死亡率。表3为部分(Ⅰ)化合物的测定结果。
表3NoR1R2X Z Y 死亡率/％8 Et2,4-Cl2PhS NH Cl88.923Me Et O S Cl77.524Me n-PrO S Cl85.827Et 4-MePh O S Cl65.531 i-Pr i-PrO S H 77本发明的化合物作为杀螨剂使用时，可将本发明的化合物与其它植保上允许的载体或稀释剂混合，借此将其调制成通常使用的各种剂型，如粉剂、颗粒剂、水乳剂等来使用，也可以与其它农药如杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂、除草剂、植物生长调节剂等混合使用或同时并用。
权利要求
1.一类新型取代吡啶甲基磷酸酯，其特征在于具有通式(Ⅰ)表达的结构 式中R1、R2表示C1～C5的烷基、苯基或者取代苯基，取代基为卤素、硝基、甲基R1与R2相同或不相同X表示O或者SZ表示S或者NHY表示H或Cl
2.如权利要求1所述的由通式(Ⅰ)表示的化合物中的取代吡啶甲基磷酰胺酯通式 的制备方法(A法)，其特征是使通式(Ⅱ)所表示的化合物 (式中Y与权利要求1的定义相同)与下述通式(Ⅲ)所表示的化合物 (式中R1、R2和X与权利要求1中的定义相同)进行反应。
3.如权利要求2所述的化合物(Ⅰ-1)的合成反应条件，其特征是二烷氧基或烷氧芳氧基磷酰氯与2-取代-5-氨甲基吡啶物质的量配比为1～1.25∶1，无机碱或有机碱作催化剂，反应温度为0～50℃，反应时间为4～6小时。
4.如权利要求1所述的由通式(Ⅰ)表示的化合物中的取代吡啶硫甲基硫赶磷酸酯通式 的制备方法(B法)，其特征是使通式(Ⅳ)所表示的化合物 (式中Y与权利要求1的定义相同)与下述通式(Ⅴ)所表示的化合物 (式中R1、R2和X与权利要求1中的定义相同，M表示Na、K、Ca、NH4阳离子)进行反应。
5.如权利要求4所述的化合物(Ⅰ-2)的合成反应条件，其特征是二烷(芳)氧基或烷氧芳氧基硫代磷酸盐与2-取代-5-氯甲基吡啶的物质的量配比为1∶1～1.35，反应温度10～90℃，反应时间1～4小时。
6.如权利要求1所述的以通式(Ⅰ)表示的取代吡啶甲基磷酸酯化合物的应用，其特征是作为杀虫剂的有效成份。
7.如权利要求1所述的以通式(Ⅰ)表示的取代吡啶甲基磷酸酯化合物的应用，其特征是作为杀螨剂的有效成份。
全文摘要
一类具有杀虫活性的取代吡啶甲基磷酸酯及其制备方法,所属技术领域为精细有机合成。通式为右式的具有杀虫活性的取代吡啶甲基磷酸酯,式中R
文档编号C07F9/09GK1213664SQ9710926
公开日1999年4月14日 申请日期1997年10月6日 优先权日1997年10月6日
发明者刘钊杰, 胡利明, 卿湘华, 贺红武, 肖尚友, 邓胜娄, 严刚, 周青春, 陆爱红 申请人:华中师范大学