专利名称：噁(噻)二唑基哒嗪酮衍生物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种昆虫生长调节剂及其制备方法与应用，尤其涉及一种恶(噻)二唑基哒嗪酮类化合物及其制备与应用。
传统杀虫剂在防治虫害，保障农业丰收上起了很大的作用，但由于频繁、大量的使用，引起了害虫对有机磷，氨基甲酸酯，拟除虫菊酯等产生抗性，同时这些杀虫剂的广泛使用又对环境造成污染，人们开始重新认识和理解农药，不仅要求新农药能有效的控制害虫，而且更重视农药的生物合理性及环境和谐性，对害虫种群进行调控(regulation)，而不是仅以杀死为目的。具保幼激素活性的昆虫生长调节剂能调节昆虫的生长发育，变态，生殖等基本特征，而且可持续控制害虫种群密度，但对非目标生物低毒或无毒。因此对此类农药的研究和开发将是二十一世纪新农药的研究重点和方向。
哒嗪酮是一类具有良好生物活性的杂环化合物，在农药，医药等方面有着广泛的应用，因此引起了研究者的极大关注。日本Nissan化学公司分别于1988，1992，1994年先后开发了新一类具有JH活性的哒嗪酮类化合物NC-170，NC-184，NC-196。这类化合物结构新颖、活性高，对于防治飞虱、叶蝉类水稻害虫表现出很高的JH活性，但其中杀虫谱不是很广。另外，含1，3，4-恶二唑环昆虫生长调节剂DOW416，具有抑制几丁质的合成，干扰、终止昆虫表皮及组织生长，降低DNA的合成能力的活性，然而它在绝大多数有机溶剂中溶解性很有限。因而限制了它的实际应用。因此，必须对上述两类化合物进行修饰，以期从中筛选出具有潜在商业价值的具保幼激素活性的新昆虫生长调节剂。
本发明目的之一在于公开一类溶解性好，抑制害虫生长的恶(噻)二唑基哒嗪酮衍生物类化合物；本发明目的之二在于公开一类所述的化合物的制备方法；本发明目的之三在于公开一类所述的化合物作为昆虫生长调节剂的应用。
本发明的构思是这样的根据哒嗪酮类化合物的分子生物活性所要求分子因素如分子长度、环的幅度、取代基大小、静电性质，将恶二唑环引入到哒嗪酮类化合物中，使得两个活性杂环拼接，改变恶二唑的溶解性，扩大哒嗪酮类化合物的杀虫谱。
本发明所说的恶(噻)二唑基哒嗪酮类化合物为2-烃基-4-卤代-5-[5-烃基-2-(1，3，4-恶(噻)二唑基)-烃氧(硫)基]-3(2H)哒嗪酮类化合物，其结构通式如下
其中
R1为烷基、烯基、卤代烷基或芳基中的一种，如叔丁基、卤代烷基或苯基等；R2，R3为烷基或氢；R4为烷基、芳基或杂环基中的一种，如苯基、对氯苯基、对氟苯基或间氟苯基等；Y为氯、溴或碘，X为氧或硫。
所说的化合物的制备方法如下所述以2-烃基-4-卤代-5-羟(巯)基-3-(2H)哒嗪酮为原料，与2-(α-卤代烃基)-5-烃基-1，3，4-恶(噻)二唑在无水的惰性溶剂中，在碱性物质及相转移催化剂存在的条件下，进行氧(硫)的烷基化反应，其反应方程式如下所示
其中R1为烷基、烯基、卤代烷基或芳基中的一种；R2，R3为烷基或氢；R4为烷基、芳基或杂环基中的一种；所说的2-(α-卤代烃基)-5-烃基-1，3，4-恶(噻)二唑可优先采用2-氯甲基-5-芳基-1，3，4-恶(噻)二唑；所说的溶剂为烃类，如甲苯、苯、乙腈、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或它们的混合物，优选的溶剂为乙腈、二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的一种或它们的混合物；所用的碱是无机碱或有机碱，可优先采用碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢化钠或氢化钾中的一种；所用的相转移催化剂是四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵、四正丁基氯化铵、低聚乙二醇、冠醚或甲基三正辛基氯化铵中的一种。
反应温度控制在80～110℃，反应时间为2-4小时。
反应结束后，采用常规的方法分离，即可获得本发明的目标产物——2-烃基-4-卤代-5-[5-烃基-2-(1，3，4-恶(噻)二唑基)-烃氧(硫)基]-3(2H)哒嗪酮类化合物。
所说的2-烃基-4-卤代-5-[5-烃基-2-(1，3，4-恶(噻)二唑基)-烃氧(硫)基]-3(2H)哒嗪酮，可采用USP4837217所公开的技术进行制备。
所说的2-(α-卤代烃基)-5-烃基-1，3，4-恶(噻)二唑可采用IndianJ.Chem.1973，Vol.11，732.或USP4328247所公开的技术进行制备。
本发明所列举的化合物可以作为抑制害虫生长的保幼激素类昆虫生长调节剂，可以采用常规方法使用，本发明所列举的化合物具有强烈抑制粘虫生长的活性，诱导产生超龄幼虫，IC50达到3-8ppm，能广泛地应用于农作物的保护，且制备过程简单易行，为一种具有广阔应用前景的昆虫生长调节剂。
生物活性的测试抑虫活性的测定
1.生测试虫选取以玉米黏虫Pseudaletia separata(Walker)2龄的幼虫为测试对象。
2.生测方法取适量的原药溶解到尽量少的有机溶剂中，配成溶液，加少许的乳化剂的水溶液配成一定浓度的药液，将新剪的玉米浸入药液内，待浸润完全后取出凉干。
烧杯中放入玉米黏虫2龄幼虫10只，将上述浸药的玉米放入烧杯中，取医用纱布封口。每个浓度的药液放置三个重复进行观察，用浸药玉米叶连续饲喂7天，测定对幼虫个体的抑制率。
生长抑制率(％)＝(对照幼虫体重-处理幼虫体重)/(对照幼虫体重)×100％下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例12-叔丁基-4-氯-5-[5-苯基-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮的合成，反应方程式如下
将2-叔丁基-4-氯-5-羟基-3(2H)哒嗪酮0.5g(2.47mmol)，无水DMF5mL，无水碳酸钾1.115g(8.08mmol)，四丁基溴化铵0.16g(0.5mmol)置于园底烧瓶中，在85℃下滴加0.48g(2.47mmol)2-氯甲基-5-苯基-1，3，4-恶二唑的5mL无水DMF溶液，在85℃下搅拌反应2小时。反应完毕，减压蒸去大部分DMF，残留物倒入20mL水中，用三氯甲烷提取(3×10mL)，水洗至中性，有机层用无水硫酸镁干燥，浓缩溶液、残留物经硅胶柱层析分离，淋洗剂为石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1(V/V)最后得白色结晶，产率70.6％，m.p.187～188℃。1H NMR，δ(ppm)8.08～7.26(5H，m)，7.97(1H，s)，5.55(2H，s)，1.65(9H，s)。MS，361(M+，12.7)，325(20.0)，305(40.5)，268(36.9)，159(70.9)，105(100.0)，77(54.9)，57(56.0)。元素分析C％H％N％理论值 56.594.75 15.52实测值 56.464.72 15.66抑制粘虫活性62.5ppm 70％，IC50＝31ppm。
实施例22-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-氯苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮的合成，反应方程式如下
制备方法同实施例1，其中原料为2-氯甲基-5-(4-氯苯基)-1，3，4-恶二唑，产率67.8％，m.p149～150℃。1H NMR，δ(ppm)8.03～7.51(4H，m)，7.97(1H，s)，5.55(2H，s)，1.65(9H，s)。MS，395(M+，9.6)，336(15.3)，193(32.7)，137(15.4)，140(100.0)，57(38.3)。元素分析C％ H％ N％理论值 51.66 4.08 14.18实测值 51.50 3.95 14.18抑制粘虫活性5ppm 57％，IC50＝3ppm，IC90＝31ppm。
实施例32-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-氟苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)甲氧基]-3(2H)哒嗪酮的合成，反应方程式如下
制备方法同实施例1，其中原料为2-氯甲基-5-(4-氟苯基)-1，3，4-恶二唑，产率75.6％，m.p159～160℃。1H NMR，δ(ppm)8.12～7.22(4H，m)7.99(1H，s)，5.55(2H，s)，1.65(9H，s).MS，379(M++1，4.4)，323(7.2)，287(6.5)，177(25.2)，123(100.0)，95(18.5)，57(33.5).
元素分析C％H％ N％理论值 53.904.26 14.79实测值 53.884.15 14.89抑制粘虫活性5ppm 57％，IC50＝4ppm，IC90＝36ppm。
实施例42-叔丁基-4-氯-5-[5-(3-氟苯基)-2-(1，3，4-恶二唑)-甲氧基]-3-(2H)哒嗪酮的合成，反应方程式如下
制备方法同实施例1，其中原料为2-氯甲基-5-(3-氟苯基)-1，3，4-恶二唑，产率60.1％，m.p149～150℃。1H NMR，δ(ppm)7.97(1H，s)，7.90～7.29(4H，m)，5.56(2H，s)，1.66(9H，s)。MS，378(M+，34.6)，321(57.6)，286(32.1)，176(66.0)，123(100.0)，56(45.5)。元素分析C％ H％ N％理论值 53.904.26 14.79实测值 53.704.26 15.00抑制粘虫活性10ppm 57％，IC50＝8ppm。
实施例52-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-甲氧基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮的合成如下
制备方法同实施例1，其中原料为2-氯甲基-5-(4-甲氧基苯基)-1，3，4-恶二唑，产率78.3％，m.p165～167℃。1H NMR，δ(ppm)8.03～8.00(4H，m)，7.99(1H，s)，5.54(2H，s)，2.09(3H，s)，1.65(9H，s)。MS，370(M+，8.3)，298(8.4)，189(26.4)，135(100.0)，56(11.9)。
元素分析C％ H％N％理论值55.32 4.90 14.34实测值55.18 5.04 14.38
抑制粘虫活性10ppm 41％，IC50＝11ppm。
实施例62-叔丁基-4-氯-5-[5-(2-氟苯基)-2-(1，3，4-恶二唑)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮的合成，反应方程式如下
制备方法同实施例1，其中原料为2-氯甲基-5-(2-氟苯基)-1，3，4-恶二唑，产率61.2％，m.p167～168℃。1H NMR，δ(ppm)8.09～7.26(4H，m)，7.98(1H，s)，5.58(2H，s)，1.65(9H，s)。抑制粘虫活性10ppm 38％，IC50＝19ppm。
实施例72-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-乙基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮的合成，反应方程式如下
制备方法同实施例1，其中原料为2-氯甲基-5-(4-乙基苯基)-1，3，4-恶二唑，产率68.3％，m.p159～160℃。1H NMR，δ(ppm)8.00～7.35(4H，m)，7.98(1H，s)，5.54(2H，s)，2.74(2H，q)，1.64(9H，s)，1.28(3H，t)抑制粘虫活性10ppm 42％，IC50＝12ppm。用类似方法可以方便地制备下面化合物2-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-硝基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.215～216℃；2-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-甲基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.177～178℃；2-叔丁基-4-氯-5-[5-(3-甲基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.146～147℃；2-叔丁基-4-氯-5-[5-(3，5-二甲基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.189～190℃；2-叔丁基-4-氯-5-[5-(2，4-二氯-5-氟苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.161～162℃；2-苯基-4-氯-5-[5-(4-氯苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.150～151℃；2-苯基-4-氯-5-[5-(4-氟苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.172～173℃；2-苯基-4-氯-5-[5-(3-氟苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.181～182℃；2-苯基-4-氯-5-[5-(4-乙基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.137～138℃；2-苯基-4-氯-5-[5-苯基-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.142～143℃；2-苯基-4-氯-5-[5-(4-甲氧基苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲氧基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.145～146℃；2-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-氯苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲硫基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.156～157℃；2-叔丁基-4-氯-5-[5-(4-氟苯基)-2-(1，3，4-恶二唑基)-甲硫基]-3(2H)哒嗪酮，m.p.175～176℃。
权利要求
1.一种恶(噻)二唑基哒嗪酮衍生物，其特征在于，该化合物的结构通式如下所示
其中R1为烷基、烯基、卤代烷基或芳基中的一种；R2，R3为烷基或氢；R4为烷基、芳基或杂环基中的一种；Y为氯、溴或碘，X为氧或硫。
2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，R1为叔丁基、卤代烷基或苯基中的一种，R2，R3为氢，R4为苯基、对氯苯基、对氟苯基或间氟苯基中的一种。
3.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于，以2-烃基-4-卤代-5-羟(巯)基-3-(2H)哒嗪酮为原料，与2-[α-卤代烃基]-5-烃基-(1，3，4)-恶(噻)二唑在无水的惰性溶剂中，在碱性物质及相转移催化剂存在的条件下，进行氧(硫)的烷基化反应，其反应方程式如下所示
其中R1为烷基、烯基、卤代烷基或芳基中的一种；R2，R3为烷基或氢；R4为烷基、芳基或杂环基中的一种，所说的溶剂为烃类、甲苯、苯、乙腈、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或它们的混合物；所用的碱是无机碱或有机碱；所用的相转移催化剂是四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵、四正丁基氯化铵、低聚乙二醇、冠醚或甲基三正辛基氯化铵中的一种；反应温度为80～110℃，反应时间为2-4小时；反应结束后，采用常规的方法分离，即可获得本发明的目标产物——2-烃基-4-卤代-5-[5-烃基-2-(1，3，4-恶(噻)二唑基)-烃氧(硫)基]-3(2H)哒嗪酮类化合物。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所说的2-(α-卤代烃基)-5-烃基-(1，3，4)-恶(噻)二唑为2-氯甲基-5-芳基-1，3，4-恶(噻)二唑。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所说的碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢化钠或氢化钾中的一种。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所说的溶剂为乙腈、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或它们的混合物。
7.如权利要求1所述的化合物的应用，其特征在于，可以作为抑制害虫生长的保幼激素类昆虫生长调节剂。
全文摘要
本发明公开了一种噁(噻)二唑基哒嗪酮衍生物及其制备方法与应用。该化合物可以作为抑制害虫生长的保幼激素类昆虫生长调节剂,具有强烈抑制粘虫生长的活性,IC
文档编号C07D417/12GK1276373SQ0011635
公开日2000年12月13日 申请日期2000年6月6日 优先权日2000年6月6日
发明者钱旭红, 曹松, 宋恭华 申请人:华东理工大学