四氢茚并吡咯并咪唑的衍生物及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种四氢茚并吡咯并咪唑的衍生物及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 以吡虫啉为代表的新烟碱类杀虫剂因杀虫活性高，杀虫谱广，对哺乳动物和水生 动物毒性低，且有良好的系统物性及适当的田间稳定性和环境友好性，成为新农药创制的 重要热点领域。后来又相继开发出噻虫啉、噻虫胺、噻虫嗪、啶虫脒、烯啶虫胺、呋虫胺等一 系列烟碱类杀虫剂（欧洲专利 247477、296453、685477、235725、235725、315826、192060、 244777、0386565、580553 和 1031566,日本专利 62292765、8259568、8291171 和 7242633)。
[0003] 然而新烟碱杀虫剂频繁过量使用不可避免造成抗性、蜜蜂毒性等环境生态问题， 限制制约了该类化合物的使用，同时新烟碱类杀虫剂防治对象主要是同翅目和鞘翅目害 虫，其相对较窄的杀虫谱也限制了虫害防治方面的用药选择性。
[0004] 因此，进行合理分子设计，结构改造，以产生新的、更有效的杀虫剂，解决新烟碱类 杀虫剂的抗性、蜜蜂毒性和杀虫谱窄等问题，使其应用于杀虫剂成为本发明需要解决的技 术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明人通过长期而深入的研究，基于现有硝基亚甲基类新烟碱杀虫剂的硝基亚 甲基结构，通过取代或未取代的茚三酮与硝基亚甲基类化合物反应，合成了一种结构新型 的四氢茚并吡咯并咪唑的衍生物。经测试，该衍生物具有显著的杀虫活性和较广的杀虫谱。
[0006] 本发明一个目的在于，提供一种结构新颖的四氢茚并吡咯并咪唑的衍生物。
[0007] 本发明所述的四氢茚并吡咯并咪唑的衍生物为式I所示化合物、或其在农药学上 可接受的盐：
[0008]
[0009] 式I中，R1为5~6元杂环基或卤代的5~6元杂环基，所述杂环基的杂原子选自 N、0或S中一种或二种以上（含二种）；
[0010] R2为吸电子基团，如（但不限于）：硝基（-NO2)、氰基（-CN)或三氟乙酰基
其中曲线标记处为取代位置，下同）等；
[0011] R3和R4分别独立选自：羟基（-OH)，C1~C4直链或支链的烷氧基，由-OH或甲氧 基（CH3O-)取代的C1~C4直链或支链的烷氧基，卤素（F、Cl、Br或I，下同），
[0012] 其中，R9为Cl~C3直链或支链的烷基，或由吸电子基团（如（但不限于）：卤 素、-CN或三氟甲氧基（CF 3O-)等）取代的苯基,取代基个数为1~3的整数,m为0或1 ;
[0013] R1。和R11分别独立选自：氢⑶，苯基，或由卤素、C1-C3直链或支链的烷基或C 1~ C3直链或支链的含氟烷基取代的苯基，取代基个数为1~3的整数；
[0014] 或，
[0015] R3和R4与其各自分别相连的碳原子组成含氧的五元或六元杂环（即R3和R 4的组 合（R3+R4)戈
3为1或2);
[0016] R5~R8分别独立选自：氢⑶或C1~C3直链或支链的烷氧基中一种；η为0或1。
[0017] 本发明另一个目的在于，提供一种组合物，以所述组合物的总重量为100%计，所 述组合物包括：
[0018] (a)0. 001重量％~99. 99重量％的式I所示化合物、或其在农药学上可以接受的 盐；和
[0019] (b)农药学上可接受的载体和/或赋形剂。
[0020] 本发明再一个目的在于，揭示一种上述四氢茚并吡咯并咪唑的衍生物和其组合物 的一种用途，即式I所示化合物、或其在农药学上可以接受的盐，或其组合物（所述组合物 含（a)0. 001重量％~99. 99重量％的式I所示化合物、或其在农药学上可以接受的盐；和 (b)农药学上可接受的载体和/或赋形剂）作为农作物的杀虫剂的应用。
[0021] 此外，本发明还有一个目的在于，提供一种制备式I所示化合物的方法。
[0022] 所述方法的主要步骤是：由式II所示化合物和式III所示化合物在甲醇中，于 20°C~30°C条件下，反应2小时至24小时，得到中间体式I a所示化合物（η= 1)，再采用 现有技术及相应的试剂置换式I a所示化合物中一个或两个羟基中氢，得到式I中η为1 的目标物；或，
[0023] 由式II所示化合物和式III所示化合物在氯代甲烷中，于30°C~40°C条件下，反应 2小时至24小时，得到中间体式I b所示化合物（η = 0)，再采用现有技术及相应的试剂置 换式I b所示化合物中一个或两个羟基中氢，得到式I中η为0的目标物；
[0025] 其中，R1和R2、及R5~R8的定义与前文所述相同，式II所示化合物和式III所示化 合物均为已知化合物，其制备参见下列文献：
[0026] 式 II 所示化合物的制备参见：Kagabu，S. ;Moriya，K. ;Shibuya，K. ;Hattori，Υ·; Tsuboij S. ；Shiokawaj K. I-(6-Halonicotinyl)-2-nitromethylene-imidazolidines as potential new insecticides. Biosci. Biotechnol. Biochem. 1992, 56, 362 - 363 ;式 III 所 不化合物的制备参见：Reniers，J. ;Meinguet，C. ;Moineaux，L. ;Masereel，B. ;Vincent，S. P. ；Frederick, R. ；ffouters,J.Synthesis and inhibition study of monoamine oxidas e，indoleamine2, 3-dioxygenase and tryptophan 2, 3-dioxygenase by3, 8-substitut ed5H-indeno[I, 2-c]pyridazin-5-〇ne derivatives. European Journal of Medicinal Chemistry2011，46, 6104-611L
【具体实施方式】
[0027] 术语"本发明的活性物质"或"本发明的活性化合物"是指式I所示化合物、或其 在农药学上可接受的盐，其具有显著的杀虫活性，以及较广的杀虫谱。
[0028] 术语"农药学上可接受的盐"意指该盐的阴离子在形成杀虫剂药学上可接受的盐 时为已了解的和可接受的。该盐较好的为水溶性的。合适的、由式I所示化合物形成的酸 加成盐包括有无机酸形成的盐（例如盐酸盐、磷酸盐、硫酸盐或硝酸盐等）和有机酸形成的 盐（如醋酸盐或苯甲酸盐等）。
[0029] 在本说明书中，"杀虫剂"是具有防治上述提到的所有害虫的作用的物质的统 称。害虫的例子包括但不限于：鞘翅目昆虫：玉米象（Sitophilus zeamais)，赤拟谷盗 (Tribolium castaneum)，马铃薯票瓜虫（Henosepilachna vigintioctomaculata)，二十八 星瓢虫（Henosepilachna sparsa)，细胸叩头虫（Agriotes fuscicollis)，红脚绿金龟 (Anomala cupripes)，四纹而金龟（Popillia quadriguttata)，马铃薯叶甲（Monolepta hieroglyphica)，松天牛（Monochamus alternatus)，稻根象（Echinocnemus squameus)，泡 桐叶甲（Basiprionota bisignata)，星天牛（Anoplophora chinensis)，桑天牛（Apripona germari)，脐腹小蠢（Scolytus schevy)，或细胸金针虫（Agriotes fuscicollis)。
[0030] 鱗翅目昆虫：舞毒娥（Lymantria di spar)，天幕毛虫（Malacosoma neustria testacea)，黄杨绢野螺（Diaphania perspectalis)，大袋蛾（Clania variegata)，黄刺 蛾（Cnidocampa f Iauescens)，马尾松毛虫（Dendrolimus punctatus)，古毒蛾（Orgyia gonostigma)，白杨透翅蛾（Paranthrene tabaniformis)，斜纹夜蛾（Spodoptera Iitura)， 二化虫冥（Chilo suppressalis)，玉米虫冥（Ostrinia nubilalis)，粉斑虫冥（Ephestia cautella)，棉卷蛾（Adoxophyes orana)，栗子小卷蛾（laspyresia splendana)，小地老虎 (Agrotis fucosa)，大錯螺（Galleria mellonella)，菜蛾（Plutella xylostella)，桔潜蛾 (Phyllocnistis citrella)，或东方粘虫（Mythimna separata) 〇
[0031] 同翅目昆虫：黑尾叶蝶（Nephotettix cincticeps)，稻褐飞風（Nilaparvata Iugens)，康氏粉蚁（Pseudococcus comstocki)，矢尖蚁（Unaspis yanonensis)，桃虫牙 (Myzus persicae)，棉虫牙（Aphis gossydii)，萝卜虫牙（Lipaphis erysimi pseudobrassicae)， 梨班网畴（Stephanitis nashi)，或粉風（Bemisia tabaci)。
[0032] 直翅目昆虫：德国小蠊（Blattella germanica)，美国大蠊（Periplaneta american)，非洲峻姑（Gryllotalpa africana)，或亚洲飞幢（Locus migratoria)。
[0033] 等翅目昆虫：入侵红火蚁（Solenopsis invicta)，或家白蚁（Coptotermes formosanus)ο
[0034] 双翅目昆虫：家蝇（Musca domestica)，埃及伊蚊（Aedes aegypti)，种蝇（Delia platura)，库蚊（Culex sp·)，或中华按蚊（Anopheles sinensis)。
[0035] 在本发明一个优选的技术方案中，R1为5~6元杂环基或氯代的5~6元杂环基， 所述杂环基的杂原子选自N、0或S中一种或二种以上（含二种）。
[0036] 进一步优选的技术方案是，R1为四氢呋喃基，氯代噻唑基或氯代吡啶基。
[0037] 最佳的R1为
[0038] 在本发明另一个优选的技术方案中，R2为硝基，氰基或三氟乙酰基。
[0039] 在本发明又一个优选的技术方案中，私和1?4分别独立选自：羟基，甲氧基，乙氧基， 正丙氧基， 种；
[0040] 其中，R9为甲基，乙基，正丙基，或由卤素、氰基或三氟甲氧基取代的苯基，取代基 个数为1~3的整数，m为0或1 ;
[0041] R1。和R11分别独立选自：氢，苯基，或由卤素、C1~C3直链或支链的烷基或C 1~C3 直链或支链的含氟烷基取代的苯基，且R11:和R11不同时为氢，取代基个数为1~3的整数。
[0042] 进一步优选的技术方案是=R3和R4分别独立选自：羟基，甲氧基，乙氧基，正丙氧
中一种；
[0043] 其中，R9为甲基，乙基，正丙基，或由卤素、氰基或三氟甲氧基取代的苯基，取代基 个数为1或2, m为0或1 ;
[0044] R1。和R11分别独立选自：氢，或由溴（Br)、甲基或三氟甲基取代的苯基，且R1。和R 11 不同时为氢，取代基个数为1或2。
[0045] 最佳的技术方案是：R 3和R 4分别独立选 自：羟基，甲氧基，乙氧基，正丙氧基，正丁氧基，Cl,
[0046] 在本发明又一个优选的技术方案中，R3和R4的组合（R 3+R4)为
P为2。
[0047] 在本发明又一个优选的技术方案中，R5~R8分别独立选自：氢（H)或甲氧基中一 种。
[0048] 含"本发明活性物质"的组合物
[0049] 以所述组合物的总重量为100%计,所述组合物包括：
[0050] (a)0· 05重量％~90重量％的"本发明活性物质"（式I所示化合物、或其在农药 学上可以接受的盐）；和（b)农药学上可接受的载体和/或赋形剂。
[0051] 可将"本发明的活性物质"以常规的方法制备成组合物。这些活性化合物可做成常 规的制剂，例如溶液剂，乳剂，混悬剂，粉剂，泡沫剂，糊剂，颗粒剂；气雾剂，用活性物质浸渍 的天然的和合成的材料，在多聚物中的微胶囊，用于种子的包衣复方和与燃烧装置一块使 用的制剂，例如烟熏药筒，烟熏罐和烟熏盘，以及ULV冷雾（Coldmist)和热雾（Warmmist) 制剂。
[0052] 这些制剂可用已知的方法生产，例如，将活性化合物与扩充剂混合，这些扩充剂就 是液体的或液化气的或固体的稀释剂或载体，并可任意选用表面活性剂即乳化剂和/或分 散剂和/或泡沫形成剂。例如在用水作扩充剂时，有机溶剂也可用作助剂。
[0053] 用液体溶剂作稀释剂或载体时基本上是合适的，如：芳香烃类，例如二甲苯，甲苯 或烷基萘；氯化的芳香或氯化的脂肪烃类，例如氯苯，氯乙烯或二氯甲烷；脂肪烃类，例如 环己烷或石蜡，例如矿物油馏分；醇类，例如乙醇或乙二醇以及它们的醚和脂类；酮类，例 如丙酮，甲乙酮，甲基异丁基酮或环已酮；或不常用的极性溶剂，例如二甲基甲酰胺和二甲 基亚砜，以及水。液化气的稀释剂或载体是指在常温常压下将成为气体的液体，例如气溶胶 推进剂，如卤化的烃类以及丁烷，丙烷，氮气和二氧化碳。
[0054] 固体载体可用地面天然的矿物质，例如高岭土，粘土，滑石，石英，活性白土，蒙脱 土，或硅藻土，和地面合成的矿物质，例如高度分散的硅酸，氧化铝和硅酸盐。供颗粒用的固 体载体是碾碎的和分级的天然告石，例如方解石，大理石，浮石，海泡石和白云石，以及无机 和有机粗粉合成的颗粒，和有机材料例如锯木屑，椰子壳，玉米棒子和烟草梗的颗粒等。
[0055] 非离子的和阴离子的乳化列可用作乳化剂和/或泡沫形成剂。例如聚氧乙烯-脂 肪酸酯类，聚氧乙烯-脂肪醇醚类，例如烷芳基聚乙二醇醚类，烷基磺酸酯类，烷基硫酸酯 类，芳基磺酸酯类以及白蛋白水解产物。分散剂包括，例如木质素亚硫酸盐废液和甲基纤维 素。
[0056] 在制剂中可以用粘合剂，例如羧甲基纤维素和以粉末，颗粒或乳液形式的天然和 合成的多聚物，例如阿拉伯胶，聚乙烯基醇和聚乙烯醋酸酯。可以用着色剂例如无机染料， 如氧化铁，氧化钻和普鲁士蓝；有机染料，如有机染料，如偶氯染料或金属钛菁染料；和用 痕量营养剂，如铁，猛，硼，铜，钴，铝和锌的盐等。
[0057] 本发明的这些活性化合物可与其它活性化合物制成混合物存在于商品制剂中或 从这些制剂制备的使用剂型中，所述其它的活性化合物包括但不限于：杀虫剂，合饵，杀菌 剂，杀螨剂，杀线，杀真菌剂，生长控制剂等。杀虫剂包括，例如磷酸酯类，氨基甲酸酯类，除 虫菊酯类，氯化烃类，苯甲酰脲类，沙蚕毒素类以及由微生物产生的物质，如阿维菌素。
[0058] 此外，本发明的这些活性化合物也可与增效剂制成一种混合物存在于它们的商品 制剂中成从这些制剂制备的使用剂型中。增效剂是提高活性化合物作用的化合物，由于活 性化合物本身有活性，也可不必加增效剂。
[0059] 经测试可知：式I所示化合物、或其在农药学上可以接受的盐（"本发明活性物 质")尤其对刺吸式、锉吸式口器等农林害虫（如：蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马和粉虱等）有特效。
[0060] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条 件，或按照制造厂商所建