N-氰甲基-2-吡啶酮杀虫剂的制作方法

专利名称：N-氰甲基-2-吡啶酮杀虫剂的制作方法
专利说明 本发明涉及新地吡啶酮化合物及其它们在防治害虫方面的应用。
在食品和纤维的生产以及保护公共卫生方面，防治害虫是至关重要的。在防治害虫方面，人们全力寻找有效的新品种的化学药品，一旦发现时，即受到很高的评价。
目前已公开了某些取代的N-吡啶基-2-吡啶酮化合物和N-苯基-2-吡啶酮化合物是有杀虫作用的。再者，已知某些取代的2-吡啶酚(2-吡啶酮)是有杀虫作用的并且保护木材免受虫害。
现在发现N-氰甲基-2-吡啶酮在防治害虫方面是有效的。具体地说，下式的化合物
其中 W是H、F、Cl、CH3或CF3; X是H、F、Cl、Br、I、R、OR、OPh、SR、CF2Cl、CN、COR、CO2R′或CONR′R′; Y是H、R、OR、SR、OR或OPh; Z是H、F、Cl、Br、I、R、OR、SR、OPh、NO2或CN; R是C1-C3烷基或部分或全部被氟取代的C1-C3烷基; R′是C1-C4烷基; 先决条件是W、X、Y和Z中至少有一个不是H; 是新的，并且把它用于害虫或发生害虫的地方或用于害虫赖以生存的植物时，该化合物具有防治害虫的作用。通常该化合物作为一种杀虫组合物组分使用，该组合物至少含有一种有效量的式(Ⅰ)化合物混合一种农业上可接受的载体。
在一种溶剂中，在导致N-烷基化的条件下，把适当取代的下式2-吡啶酚
(其中W、X、Y和Z定义如上)和(1)能从一种2-吡啶醇中夺取质子的碱，或和(2)将式(Ⅱ)的2-吡啶酚的预成型盐和一种碱与一氯代乙腈或一溴代乙腈化合能制备本发明的化合物。
另一方面，在溶剂中，在导致生成式(Ⅱ)的取代的2-吡啶酚碱金属盐的条件下，将下式的一种2-或6-卤代吡啶
(其中Q是F、Cl或Br;W、X、Y和Z定义如上)和一种碱金属的氢氧化物化合，不经分离将此中间体和一氯代乙腈或一溴代乙腈，在导致生成本发明所要求的新杀虫剂的条件下化合，可以制备该化合物。所预期的产品能通过常规方法回收。由于降低产率的竞争反应的原因，这个方法在W不是F或Cl时效果最好。
含有氟、氯、溴、碘、一氯二氟甲基、苯氧基、硝基、氰基、烷氧羰基、二烷基氨基甲酰基和任意氧化的烷基、烷氧基、烷硫基和酰基取代基的N-氰甲基-2-吡啶酮化合物都是含有指定取代基W、X、Y和Z的式(Ⅰ)化合物，这些化合物代表本发明的化合物。其它式(Ⅰ)化合物是W定义如式(Ⅰ)，而X和Z分别是H、F、Cl、Br、I、CH3、CF3、CF2H或CN，且Y是H、CH3、CF3或CF2H的那些化合物。式(Ⅰ)中W是H或X是Cl、Br、I、CF3、CF2H、C2F5、CN或COR;即(C1-C4烷氧)羰基，或Y是H，或Z是H、F、Cl或CN的那些N-氰甲基-2-吡啶酮化合物是优选的。在W、X、Y和Z的每个位置上，均有所示优选取代基的化合物是更优选的。式(Ⅰ)中X是三氟甲基的取代的N-氰甲基-2-吡啶酮是特别优选的，并且W是H，X是三氟甲基，Y是H及Z是氢、氟、氯或氰基的那些取代的N-氰甲基-2-吡啶酮是最优选的。
N-氰甲基-3-氟-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮，N-氰甲基-3-氯-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮和N-氰甲基-3-氰基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮化合物是最优选的。
通过式(Ⅱ)的一种适当取代的2-吡啶酚和一种能从所述的2-吡啶酚中夺取质子的碱，或一种所述的2-吡啶酚的预成型盐和所述碱分别和一卤代乙腈(即一氯代乙腈或一溴代乙腈)反应能够制备本发明的化合物。该反应在导致N-烷基化的条件下，在水或一种有机溶剂中进行。典型地，吡啶酚、碱和一卤代乙腈在一种溶剂中反应，搅拌该混合物，使反应在适当的温度下进行，直到式(Ⅱ)的2-吡啶酚大部分已反应或直到已生成了一种可回收量的式(Ⅰ)的取代的氰甲基-2-吡啶酮。
当在本方法中适宜使用时，合适的碱是和2-吡啶酚生成盐，但是基本上和一卤代乙腈不反应的碱。有代表性的碱是碱金属的氢氧化物或其碳酸盐。使用和一卤代乙腈稍有反应的碱其用量仅为等摩尔或少于式(Ⅱ)的取代2-吡啶酚，或者把它用于制备2-吡啶酚予成型的盐。相对不反应的碱可以过量使用。对实验室方法来说，使用过量碳酸钾是方便的。
虽然使用一种或另外一种可以过量，但是一卤代乙腈和取代的2-吡啶酚通常都以约等摩尔量使用。采用过量的一卤代乙腈，通常有助于保证取代的2-吡啶酚完全反应，因此有利于节省这种起始材料。
水或有机溶剂或它们的混合物均可以用作反应介质。当使用水时，加入一种相转移催化剂，例如苄基三甲铵氯化物，通常是有益的。在反应条件下不参与反应的一种有机溶剂也是合适的。对于取代的2-吡啶酚的盐有点溶解性的有机溶剂是优选的。这些溶剂包括二甲亚砜、四氢噻吩砜、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈、丙酮、甲基异丁基酮、二甘醇二甲醚和2-丙醇。特别是当W是氢时，偶极非质子溶剂经常是优选的。当W是氟、氯或三氟甲基时，醇和酮常被优选。
在常温反应平稳，此温度本方法需要15分钟到一天。-20℃到150℃是典型的温度;0℃到120℃是优选的温度，20℃到100℃是特别优选的温度。由于压力对本方法的影响小，因此可以采用宽范围的压力。
用常规的方法，从该反应的混合物中能回收式(Ⅰ)的N-氰甲基-2-吡啶酮产物。如果已经无水，要经常加水，以溶解副产物卤化物的盐。当使用可溶于水的溶剂时，加水通常使粗产品以固体形式沉淀出来，通过过滤和干燥可以回收。如果不加水，一般通过过滤除去不溶的副产物，通过蒸发除去挥发物，从而得到不纯的产品。上述回收的粗产品通过常规方法可以进一步提纯，例如从一种溶剂中重结晶，使用溶剂如甲醇、甲苯、1，1，1-三氯乙烷等等，提纯过的产品都是结晶固体。
必须注意，由于从式(Ⅱ)的2-吡啶酚得到的阴离子是两可阴离子，因此有可能得到两种不同的烷基化产品，N-烷基-2-吡啶酮和2-烷氧基吡啶。在3位(Z)的庞大取代基有助于N-烷基化，而在6位(W)的庞大取代基则有助于O-烷基化。6位上未取代的吡啶盐阴离子(W代表氢)一般赋于N-烷基化产物的优势。用醇和酮作溶剂一般有助于N-烷基化。关于2-吡啶酚的0-烷基化对N-烷基化比较的讨论在《吡啶和其衍生物》(PyridineanditsDerivatives)增补部分3(1974)，P745-752中提出(Abramovitch)。
所需要的式(Ⅱ)的取代2-吡啶酚原料，它和2-吡啶酮是互变异构体并且功能相当，在现有技术上是已知的，或可以用现有技术所描述的方法制备。一般，它们可以通过水解合适的式(Ⅲ)化合物制备。式(Ⅲ)的化合物在现有技术上也是熟知的，或者能够通过现有技术所描述的方法制备。
对本发明的化合物来说，也经常通过适当取代的2-甲氧基吡啶脱甲基作用或2-苄基吡啶脱苄基作用方便地制取2-吡啶酚原料。通过常温下用含水浓氢溴酸或碘代三甲基硅烷处理完成。适当取代的2-甲氧基吡啶和2-苄氧基吡啶在现有技术上是已知的，或者能够通过现有技术上已知的方法来制备。许多在3位或5位和任意在其它位置上有取代基的2-甲氧基吡啶，在低温下通过相应取代的3-溴-2-甲氧基吡啶或5-溴-2-甲氧基吡啶，用烷基锂试剂，例如丁基锂锂化，随后在低温下用一种亲电试剂处理能方便地制备。例如在这个方法中，使用烷基碘化物能制得3-或(5-)烷基取代的化合物，使用二烷基甲酰胺能制备3-(或5-)甲酰基化合物，用二烷基二硫化物能制备3-(或5-)烷硫基化合物，用硼酸三甲酯和过氧化氢能制备3-(或5-)羟基化合物。
在一种溶剂中，在导致形成一种式(Ⅱ)的取代2-吡啶酚的碱金属盐的条件下，用一种碱金属氢氧化物水解一种式(Ⅲ)的化合物，在导致形成一种式(Ⅰ)的取代N-氰甲基-2-吡啶酮化合物条件下，不经回收2-吡啶盐，使上述得到的混合物(包括式(Ⅱ)化合物的盐和溶剂的混合物)和一种卤代乙腈化合，这种方法通常是方便的。导致水解的条件(此方法的第一步)在现有技术上是已知的，导致烷基化的条件(此方法的第二步)在上面已用一种任意获得的取代的2-吡啶醇对同样的烷基化详细地做了描述。
许多式(Ⅰ)的取代的N-氰甲基-2-吡啶酮用作制备式(Ⅰ)的其它取代的N-氰甲基-2-吡啶酮的中间体。因而，在N-甲基-2-吡啶酮的现有技术所述的条件下，用卤化的方法，其中X和/或Z是氯和溴的相应化合物。在偶极非质子溶剂，如二甲亚砜或N-甲基吡啶烷酮中，分别地用氟化钾、烷氧基钠，烷硫基钠或苯酚钾处理，其中Z是氯或溴的化合物可以转化成其中Z是氟、烷氧基、烷硫基或苯氧基的相应的化合物。
虽然可以直接用式(Ⅰ)的取代N-氰甲基-2-吡啶酮作为杀虫剂，但最好以混合物的形式使用。该混合物含有效杀虫量的该化合物并且至少结合一种农业上可以接受的辅助剂或载体。适宜的辅助剂或载体对于有价值的农作物应该是非植物毒性的，特别是在农作物存在时，在防治害虫施用的组合物的浓度范围内无害。同时辅助剂或载体不和式(Ⅰ)的化合物或组合物的其它成份发生化学反应。这样的混合物能直接用于害虫或发生虫害的地方，或害虫赖以生存的植物，它或者是浓缩物或制剂，通常在使用前被载体或辅助剂进一步稀释。混合物可以是固体，例如粉剂、颗粒剂、水分散颗粒剂或可湿性粉剂;它们或者是液体，例如乳油、溶液、乳液或悬浮液。
制备本发明杀虫混合物适宜的农用辅助剂和载体对于本领域技术人员是熟知的。
可用的液体载体包括水、甲苯、二甲苯、石脑油、农作物油、丙酮、甲乙酮、环己酮、三氯乙烯、四氯乙烯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯、丙二醇单甲醚和二甘醇单甲醚、异丙醇、戊醇、乙二醇、丙二醇、甘油等。水一般是稀释浓缩物所选择使用的载体。
适宜的固体载体包括滑石、叶蜡石、硅石、活性白土、硅藻土(Kieselguhr)、白垩、硅藻土(diatomaceousearth)石灰、碳酸钙、膨润土、漂白土、棉籽皮、面粉、豆粉、浮石、木粉、核桃壳粉、木质素等。
在本发明的组合物中常常需要加入一种或一种以上的表面活性剂。
在固体的及液体的组合物中，使用这种表面活性剂都是有利的，特别是那些在施用前用载体稀释的组合物。表面活性剂性质上可以是阴离子、阳离子或非离子的并且可以用作乳化剂、润湿剂、悬浮剂或其它目的。典型的表面活性剂包括烷基硫酸盐，如十二烷基硫酸二乙醇铵;烷基芳基磺酸盐如十二烷基苯磺酸钙;烷基酚-烯化氧加成物，如壬基酚-C18乙氧化物;醇-烯化氧加成物，如十三烷醇-C16乙氧化物;肥皂，如硬脂酸钠;烷基萘磺酸盐，如二丁基萘磺酸钠;磺基琥珀酸盐二烷基酯，如磺基琥珀酸二(2-乙基己基)钠;山梨糖醇酯，如油酸山梨糖醇酯;季铵类，如十二烷基三甲基氯化铵;脂肪酸聚乙二醇酯，如硬脂酸聚乙二醇酯;环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物;及单和二烷基磷酸酯盐。
在农用组合物中通常使用的其它辅助剂包括抗泡剂、复配剂、多价螯合剂、中和剂及缓冲剂、防腐剂、着色剂、气味剂、渗透剂、展着剂、粘合剂、分散剂、增稠剂、防冻剂、防霉剂等。该组合物还可以含有其它相复配的组分，例如其它除草剂、植物生长调节剂、杀真菌剂、杀虫剂等，并且能和固体颗粒肥料载体如硝酸铵、尿素等，或和液体肥料一起配制。
在本发明的杀虫组合物中，活性组分的浓度一般按重量为0.001-98%。经常使用的浓度按重量为0.01-90%。在用作浓缩物的组合物中活性组分一般按重量的5-98%，优选的按重量为10-90%。这种组合物一般在施用前用一种惰性靥迦缢∈汀Ｒ话惆严∈偷淖楹衔镉糜诤Τ妫⑸婧Φ牡胤交蚝Τ胬狄陨娴闹参铩Ｗ楹衔镆话惆粗亓亢 .001-5%的活性组份，优选的含0.01-1.0%。
本发明的组合物可以适用于普通地面的或航空撒粉器及喷雾器施用，也可以加到灌溉水中施用，以及用本领域中技术人员熟知的其它普通方式施用。
式(Ⅰ)的取代N-氰甲基-2-吡啶酮是同时具有接触及植物内吸活性的杀虫剂及杀螨剂。至少能部分地防治烟草夜蛾、叶蝉、蜡蝉、蚜虫及粉虱的各种害虫和螨类。式(Ⅰ)的化合物特别用于防治害虫对有价值作物的危害，例如水稻、谷类、小麦、甘蔗、棉花、马铃薯、烟草、大豆、苹果、桃和柑桔。它们用于保护水稻是较好的。化合物能直接地施用于害虫或害虫发生的地方或者长有害虫的植物叶或根部区域。一般来说，它们用于叶和根部区域(植物生长的土壤)是较好的。在此情况下，式(Ⅰ)的化合物一般作为植物内吸性杀虫剂。
施用式(Ⅰ)化合物的量应是以杀死大部分存在的或在一定时间内侵入处理范围内的害虫。实际施用量将根据以下因素改变所选择使用的式(Ⅰ)化合物，所使用的杀虫组合物，需要防治的害虫或螨，害虫或螨侵扰的严重程度，所需要防治的程度，需要的是接触还是内吸的活性，使用施药器的类型及施用时的气候条件。施用量一般为每公顷1g-10kg。对于活性较高的化合物，用量以每公顷10g-1kg较好。
原料的制备。
实施例A-2，3-二甲氧基-5-(三氟甲基)吡啶的制备。
将在一种油分散液中的氢化钠(8g，60%的分散液0.20mol)用己烷抽提以除去油并悬浮在30ml四氢呋喃中，在搅拌下往其中滴加5.5ml(0.14mol)无水甲醇。约10分钟后，再加入9.16g(0.05mol)2，3-二氟-5-(三氟甲基)吡啶。随后发生放热反应致使温度升至约60℃。然后把混合物加热回流6小时，再加入少量甲醇。把该混合物冷却后倾在冰上。所得混合物用乙醚萃取几次，用硫酸钠干燥合并的醚萃取液并在减压下蒸发浓缩得到9.0g(理论量的87%)白色结晶的固体标题化合物，熔点22～23.5℃。质子NMR谱图与指定的结构一致。
实施例B-3-甲氧基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酚的制备 将2，3-二甲氧基-5-(三氟甲基)吡啶(8.8g，0.042mol)溶解在30ml冰醋酸中，搅拌下将混合物加热至100℃，再加入14.8ml48%的氢溴酸水溶液(0.13mol)。随后将混合物反应20分钟，然后倾在冰上。过滤回收产生的固体，干燥、从乙醇中重结晶得到5.5g(理论量的67%)白色粉末状的标题化合物，熔点115～117℃。质子NMR谱图和指定的结构一致。
分析 C7H6F3NO2的计算值%C43.53;%H3.13; %N7.25， 测定值%C43.59;%H3.02;%N7.19， 实施例C-3-溴-2-甲氧基-5-(三氟甲基)吡啶的制备 制备7.6g2-氯-3-溴-5-(三氟甲基)吡啶、6.2ml25%的甲醇中(0.027mol)的甲醇钠和20ml无水甲醇的混合物并在搅拌下常温反应16小时。将混合物倾在冰上并用乙醚萃取得到的混合物。醚萃取液用水萃取后在硫酸钠上干燥，减压蒸发浓缩，残余物经过减压蒸馏提纯，得到4.1g(理论量的65%)无色油状物的标题化合物。在21mm压力下沸点为86～88℃，19℃时折光为1.4816。质子NMR谱图和指定的结构一致。
分析 C7H5BrF3NO的计算值%C32.84;%H1.97 %N5.47; 测定值%C32.79;%H1.95;%N5.52。
实施例D-2-甲氧基-3-甲基-5-(三氟甲基)吡啶的制备 将在60ml乙醚中的5.12g(0.020mol)3-溴-2-甲氧基-5-(三氟甲基)吡啶溶液冷至70℃并用氮气复盖保护。在搅拌下慢慢加入含0.021摩尔丁基锂(2.5M，8.4ml)的溶液，维持温度约在-65℃以下并使其混合物再反应30分钟。把碘甲烷(0.62ml，0.01mol)加入混合物中并在-70℃下继续搅拌约30分钟。把混合物温热约至20℃，然后倾在冰和饱和氯化铵水溶液的混合物上。回收生成的有机层，水层用乙醚萃取后将萃取液和上述有机相合并。在硫酸钠上干燥合并的有机相，减压下蒸发浓缩。蒸馏残余物得到2.1g(理论量的54%)无色油状物的标题化合物，24mm压力下沸点为67～69℃。质子NMR谱图和指定的结构一致。
实施例E-3-甲基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酚的制备 在100℃搅拌下将2ml48%的氢溴酸加入到1.38g(5.5mol)2-甲氧基-3-甲基-5-(三氟甲基)吡啶和6ml冰醋酸的混合物中。约在95℃使混合物反应20分钟。然后冷却混合物并倾在冰上，过滤收集形成的固体。往滤液中再加水得到第二批的固体。将合并的固体干燥得到0.40g(理论量的40%)白色粉末状的固体标题化合物，熔点141～143℃。质子NMR谱图和指定结构一致。
分析 C7H6F3NO的计算值 %C47.47;%H3.41;%N 7.91， 测定值%C47.18;%H3.35;%N 7.80， 实施例F-2-甲氧基-5-(三氟甲基)-3-吡啶醛的制备 将在50ml乙醚中的5.18g(0.020mol)3-溴-2-甲氧基-5-(三氟甲基)吡啶溶液冷至-100℃并用氮气复盖保护。在搅拌下慢慢加入在己烷中0.024摩尔丁基锂的溶液(1.6M，15.0ml)，温度维持在-95℃以下，使混合物再反应15分钟。在-95℃以下往混合物中加入二甲基甲酰胺(7.5ml，0.097mol)，继续搅拌约30分钟。将混合物温热约到20℃，然后倾在冰和1N盐酸的混合物上。用乙醚萃取生成的混合物，在硫酸钠上干燥萃取液并减压蒸发浓缩。残余物在Kugelrohr仪器中进行蒸馏，得到3.6g(理论量的86%)油状标题化合物。该物固化后为白色结晶，质子NMR谱图和指定的结构一致。
实施例G-2-甲氧基-5-(三氟甲基)-3-吡啶醛肟的制备 将在15ml水中的1.33g(0.013mol)碳酸钠溶液在搅拌下加入到4.2g(0.020mol)2-甲氧基-5-(三氟甲基)-3-吡啶醛和在15ml水中的1.74g(0.025mol)羟胺盐酸盐的混合物中，并使其在常温下反应2.5小时。用乙醚将反应混合物萃取几次，合并醚萃取液，在硫酸钠上干燥并减压下蒸发浓缩。残余物用热己烷研碎，过滤，干燥，得到3.1g(理论量的69%)白色粉末状的标题化合物，熔点98～104℃。质子NMR谱图和指定的结构一致。
分析 C8H7F3N2O2的计算值%C43.64 %H3.21 %N12.73 测定值%C43.50%H2.90 %N12.53 实施例H-3-氰基-2-甲氧基-5-(三氟甲基)吡啶的制备 将2-甲氧基-5-(三氟甲基)-3-吡啶醛肟(3.9g，0.018mol)加入到一种20ml乙腈中的1.9ml(0.020mol)三氯氧磷的混合物中。在搅拌下将所得到的混合物加热回流1小时，然后冷却并倾在冰上。用二氯甲烷将得到的混合物萃取几次，合并的萃取液再用饱和的氯化钠水溶液萃取。将萃取的溶液在硫酸钠上干燥，减压下蒸发浓缩得到3.2g(理论量的89%)黄色油状的标题化合物。该物放置后固化，质子NMR谱图和指定的结构一致。
实施例Ⅰ-3-氰基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酚的制备 在搅拌并于氮气保护下，将碘代三甲基硅烷(6.2ml，0.044mol)加入到80ml氯仿中的3.15g(0.016mol)3-氰基-2-甲氧基-5-(三氟甲基)吡啶溶液中。将混合物常温搅拌过夜，然后进行减压蒸发浓缩。将残余物在乙醚和1N的氢氧化钠水溶液之间蟹峙洌严嘣儆们庋趸扑芤狠腿　＠淙春喜⒌募钊芤翰⒂门ㄑ嗡崴峄Ｋ玫幕旌衔镉靡颐演腿〖复危喜⒚演腿∫海诹蛩崮粕细稍锊⒓跹拐舴⑴ㄋ酰杏辔镉萌燃和檠兴椋耍稍锖蟮玫 .8g(理论量的62%)灰白色结晶的标题化合物，熔点177～178.5℃。质子NMR谱图和指定的结构一致。
实施例J-5-乙酰基-3-氰基-6-甲基-2-吡啶酚的制备 在搅拌下将在14ml乙醇中的甲醇钠(25%的甲醇溶液5.9ml，0.027mol)加到在25ml温热乙醇中的2.28g(0.027mol)氰基乙酰胺溶液中。常温下将混合物反应24小时。过滤收集形成的固体，用乙醚洗涤，溶于60ml水中。水溶液用浓盐酸酸化到PH为1，过滤回收生成的固体。从乙醇中重结晶，得到2.7g(理论量的60%)淡黄色针状的标题化合物，熔点125～127℃。质子NMR谱图和指定结构一致。
分析 C8H7F3N2O2的计算值 %C61.36 %H4.58 %N15.90 测定值%C61.21%H4.57 %N15.65 实施例K-3-氟-2-甲氧基-5-吡啶酚的制备 在搅拌及氮气保护下，将丁基锂(2.5M的己烷溶液8.5ml，21.2mmol)滴加到温度冷却在-63℃以下，在25ml无水乙醚中的5-溴-3-氟-2-甲氧基吡啶(4.20g，20.4mmol)的溶液中。将混合物反应15分钟，然后在搅拌下加入2.38ml(21.0mmol)硼酸三甲酯，再将混合物温热至-20℃并搅拌1小时。在搅拌下小心地加入冰醋酸(1.85ml，32.4mmol)和过氧化氢水溶液(2.4ml，24mmol)。将混合物在-5～-20℃下反应20分钟，然后将反应混合物倾在饱和的硫酸亚铁铵水溶液上。用30ml乙醚萃取得到的混合物，醚萃取液用硫酸亚铁铵溶液萃取两次，用饱和的氯化钠水溶液萃取一次，然后通过硫酸钠过滤。减压蒸发浓缩得到2.28g固体物质，这看起来是一种硼酸酯。将其加入到30ml1N氢氧化钠中并用4.0ml过氧化氢水溶液处理。将混合物室温下搅拌4小时。用盐酸酸化反应混合物至PH为4。用30ml二氯甲烷萃取三次，通过硫酸钠过滤合并的有机萃取液，减压蒸发浓缩得到1.85g的标题化合物。从乙醚和己烷的混合物中重结晶后得到一种纯样品。质子NMR谱图和指定的结构一致。
分析 C6H6FNO2的计算值 %C50.35;%H4.23; %N9.79， 测定值%C49.92;%H4.08; %N9.67， 实施例L-3-氟-2-甲氧基-5-(1，1，2，2-四氟乙氧基)吡啶的制备 将3-氟-2-甲氧基-5-吡啶酚(1.60g，11.2mmol)和0.04g(0.7mmol)氢氧化钾加入到10ml二甲基甲酰胺中。将混合物用氮气复盖保护并在搅拌下加热至70℃，用喷雾管将过量的四氟乙烯导入该液体中。在70℃搅拌4小时后未观察出发生反应，再加入0.04g氢氧化钾并继续加四氟乙烯。三小时后F19，NMR表明反应已完成。混合物冷却后倾在50ml水和60ml乙醚的混合物中。醚层用2-25ml水萃取，饱和氯化钠水溶液萃取一次。在硫酸钠上干燥。用乙醚萃取合并的水萃取液并干燥醚层。减压蒸发浓缩合并的醚溶液得到1.65g黄色油状的标题化合物。质子NMR谱图和指定的结构一致。
实施例M-3-氟-5-(1，1，2，2-四氟乙氧基)-2-吡啶酚的制备 在搅拌及氮气保护下，将碘化钠(1.80g，12.0mmol)然后三甲基氯硅烷(1.5ml，11.8mmol)加入到一种8ml乙腈中的3-氟-2-甲氧基-5-(1，1，2，2-四氟乙氧基)吡啶(1.65g，6.79mmol)溶液中，然后将混合物加热回流2.5小时，冷却后用20ml二氯甲烷稀释。将得到的溶液用水及用饱和氢氧化钠水溶液萃取，在硫酸钠上干燥。减压蒸发浓缩后得到固体的标题化合物。从甲苯中结晶后得到白色固体的0.95g产品。质子NMR谱图和指定的结构一致。
分析 C7H4F5NO2的计算值 %C36.70;%H1.76; %N6.11 测定值%C37.13;%H1.68; %N5.93; 提出以下的实施例用以阐明本发明，但这不是对本发明范围的限定。
最终产品的制备 实施例1-N-氰甲基-3-氯-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮的制备 制备40ml二甲亚砜中的4.0g(0.02mole)3-氯-5-(三氟甲基)-2-吡啶酚，2.6g(0.022mole)-溴乙腈和4.0g碳酸钾混合物，并在常温下搅拌3小时。然后加入水，过滤，分离生成的浅棕色的固体，干燥后得到2.3g(理论量的45%)标题的化合物，熔点84～85℃。产品和指定结构的红外及NMR谱图一致。
分析 C8H4ClF3N2O的计算值 %C40.59;%H1.69; %N11.84; 测定值%C40.46;%H1.56; %N11.79， 用类似的方法制备下述化合物，发现有一致的元素(C，H，N)分析和NMR谱图 N-氰甲基-3-氟-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，142～143℃; N-氰甲基-3-溴-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，76～78℃; N-氰甲基-3-碘-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，100～102℃; N-氰甲基-3-甲基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，73～75℃; N-氰甲基-3-甲氧基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，122～124℃; N-氰甲基-3-苯氧基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，88～91℃; N-氰甲基-3-氰基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，124～126℃; N-氰甲基-5-溴-4-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，180～190℃/15～25mmHg; N-氰甲基-5-氯-3-氟-2-吡啶酮mp，120～122℃; N-氰甲基-5-氯-3-氟-4-苯氧基-2-吡啶酮mp，101～103℃; N-氰甲基-5-碘-3-氟-2-吡啶酮mp，175～176℃; N-氰甲基-3.5-二氯-2-吡啶酮mp，117～119℃; N-氰甲基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，124～126℃; N-氰甲基-3.5-二溴-2-吡啶酮mp，150～151℃; N-氰甲基-5-溴-3-氟-2-吡啶酮mp，119～121℃; N-氰甲基-5-氯-2-吡啶酮;mp，99-100℃; N-氰甲基-5-溴-2-吡啶酮;mp，103～105℃; N-氰甲基-3-溴-2-吡啶酮mp，171～172.5℃; N-氰甲基-3-氟-2-吡啶酮mp，126～127℃; N-氰甲基-5-甲基-2-吡啶酮液体; N-氰甲基-5-甲基-3-氟-2-吡啶酮mp，146～147.5℃， N-氰甲基-5-氯-4-(三氟甲基)-2-吡啶酮mp，86～88℃; N-氰甲基-3-甲硫基-5-(三氟甲基)-2-拎ね mp，132～135℃; N-氰甲基-5-甲硫基-3-氟-2-吡啶酮 mp，80.5～81.5℃; N-氰甲基-3-氰基-2-吡啶酮mp，180～182℃; N-氰甲基-3.5-二氟-4-苯氧基-2-吡啶酮bp，220～230℃/15～25mmHg; N-氰甲基-5-甲氧羰基-3-氟-2-吡啶酮 mp，122～123℃; N-氰甲基-5-乙氧羰基-3-氟-2-吡啶酮 mp，93.5～94.5℃; N-氰甲基-5-(1-甲基乙氧基)羰基-3-氟-2-吡啶酮 mp，107～109℃; N-氰甲基-5-(2-甲基丙氧基)羰基-3-氟-2-吡啶酮 mp，80～81℃; N-氰甲基-5-氰基-3-氯-2-吡啶酮 mp，173～175℃; N-氰甲基-5-氰基-3-氟-2-吡啶酮固体; N-氰甲基-5-溴-3-氰基-2-吡啶酮 mp，158～162℃; N-氰甲基-4-甲氧基-3-氰基-2-吡啶酮 mp，188～191℃; N-氰甲基-5-乙酰基-3-氰基-6-甲基-2-吡啶酮 mp，128～129.5℃; 及N-氰甲基-3，5，6-三氯-2-吡啶酮 mp，173～174℃。
以此为指导，可用这种一般的方法制备的其它一些化合物包括N-氰甲基-6-氟-4-(三氟甲基)-2-吡啶酮，N-氰甲基-3-溴-4-甲基-2-吡啶酮，N-氰甲基-5-氯-4-(三氟甲硫基)-2-吡啶酮，N-氰甲基-3-氰基-5-(二氟甲基)-2-吡啶酮，N-氰甲基-3-氟-4-(二氟甲基)-2-吡啶酮，N-氰甲基-5-二甲氨基羰基-2-吡啶酮，N-氰甲基-3-氯-6-(三氟甲基)-2-吡啶酮，N-氰甲基-3，5-二氯-4-(三氟甲基)-2-吡啶酮，N-氰甲基-3-硝基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮及N-氰甲基-3.6-二氟-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮。
实施例2-N-氰甲基-3-氟-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮的制备 在搅拌下将750ml10%的氢氧化钠水溶液迅速加入到在1200mlN-甲基-2-吡啶烷酮中的183g(1.00mole)2.3-二氟-5-(三氟甲基)吡啶的溶液中，随后发生放热反应。在冰浴中冷却反应混合物使温度降至约45℃并搅拌0.5小时，然后用溶在200mlN-甲基吡咯烷酮中的146g(1.22mole)-溴乙腈处理。将得到的反应混合物再搅拌45分钟。加入1.2升水后离析出白色固体，将其过滤分离，用水洗干燥。当母液静置过夜后，还可以离析出另一批白色固体。过滤分离这些固体并干燥合并这些固体。对予期的产品用红外、NMR及元素(C、H、N)分析进行鉴定，测得熔点141～143℃，总产量为200g(理论量的90.7%)。
用类似的方法制备化合物N-氰甲基-4-(三氟甲基)-2-吡啶酮(m.p.134～136℃)及N-氰甲基-3.5-双(三氟甲基)-2-吡啶酮(m.p.88～89℃)，并且发现它们有一致的元素(C.H.N)分析、NMR及红外光谱。
实施例3-N-氰甲基-3-氟-5-(1，1，2，2-四氟乙氧基)-2-吡啶酮的制备 在室温及搅拌下，将二异丙基乙基胺(0.82ml，4.7mmol)和0.30ml(4.3mmol)溴乙腈连续地加到5ml二氯甲烷中的3-氟-5-(1，1，2，2-四氟乙氧基)-2-吡啶酚(0.90g.3.98mmol)溶液中，使混合物反应过夜。然后将其用25ml二氯甲烷稀释Ｏ扔 5ml水萃取，再用稀碳酸钠水溶液萃取。在硫酸钠上干燥，减压蒸发浓缩，得到固态的标题化合物。从甲苯中重结晶后得到0.92g(理论量的86%)纯物质，熔点75.5～77℃。质子NMR谱图和指定的结构一致。
分析 C9H5F5N2O2的计算值%C40.31;%H1.88; %N10.45， 测定值%C40.28;%H1.85; %N10.17， 生物学实施例 实施例Ⅰ-通过内吸作用防治星状体叶蝉 把种植在蛭石基质中的稻秧从蛭石中移出，放入一种在一盎司塑料球型杯中的15ml10%Hoagland溶液中。制备含有予定浓度试验化合物的丙酮水溶液，并往每个杯中注入5ml。然后用一个透明的塑料管罩在每一植株(及其杯子)上，把十只星状体叶蝉的成虫(Macrostelesseverni)放入每个管内并用屏帽盖好。三天后测定死亡率。某些在200ppm浓度下(在杯内)有活性的试验化合物及此剂量下得到的结果列于下表中。

实施例Ⅱ-通过接触及内吸作用防治害虫 测定选择的化合物防治星状体叶蝉，温室粉虱及2-斑点螨。把种植在蛭石基质中的稻秧从蛭石中移出放入在一盎司球型塑料杯中盛有10%的Hoagland溶液中。制备含有一种表面活性剂的含水丙酮溶液中的试验化合物的悬浮液或溶液并把其喷雾到植株上。使叶片变干然后把一个透明的塑料管罩在每一植株(连同杯子)上，把十只星状体叶蝉成虫(MacrostelesSeverni)放入每一管内并用屏帽盖好每个管。三天后测定死亡率。
分别种植在3英寸盆中的约两周龄的棉花幼苗修剪成保留第一真叶，并使其寄生粉虱成虫(TrialeuroidesVaporarium)，使2-3天内产卵。把植株移到温室中放置5天，在此期间大部分卵已经孵化。然后用含有表面活性剂的予定浓度的含水丙酮溶液中的试验化合物喷撒作物并继续在温室中放置。9～10天后测定防治程度。
分别种植在3英寸盆中的约两周龄的棉花幼苗修剪成保留第一真叶，然后使其寄生50～100只2-斑点螨。把每个植株的叶片浸入含有一种表面活性剂和一种予定浓度试验化合物水丙酮混合物中。然后把25ml该混合物倾入种植该棉株的盆中。把植株放入温室中，处置5天后测定死亡率。防治作用与未经处理的任何自然死亡率相对照。
某些使用的活性化合物、使用的量及上述试验结果列于下表。

NT未试验 实施例Ⅲ-通过注射防治烟草夜蛾 把试验化合物溶解在二甲亚砜中制备含有特定已知浓度的试验溶液。将一组5～10个三到四龄期(每只重50～60mg)的烟草夜蛾幼体在其肛门附近背中线注射0.5ml试验溶液，然后放入含一品脱豆类食物的皮氏培养皿中(petridishes)。24小时后以能否恢复正常的能力作为死亡的标准来测定死亡率。某些试验的活性化合物、使用的剂量及所得的结果记录于下表。


权利要求
1、一种式(I)的N-氰甲 2-吡啶酮化合物
其中
W是H、F、Cl、CH3或CF3；
X是H、F、Cl、Br、I、R、OR、Oph、SR、CF2Cl、CN、COR、CO2R1或CONR1R1；
Y是H、R、OR、SR、OR或OPh；
Z是H、F、Cl、Br、I、R、OR、SR、Oph、NO2或CN；
R是C1-3烷基或部分或全体被氟取代的C1-3烷基；
R1是C1-4烷基；
前题条件是W、X、Y和Z中至少一个不是H。
2、权利要求1的化合物，其中W如权利要求1定义;X和Z分别是H、F、Cl、Br、I、CH3、CF3、CF2H或CN;Y是H、CH3、CF3或CF2H。
3、权利要求1或2的化合物，其中W是H。
4、权利要求1或3的化合物，其中X是Cl、Br、I、CF3、CF2H、C2F5、CN或CO2R′。
5、权利要求1、3或4的化合物，其中X是CF3。
6、权利要求1、4或5的化合物，其中Y是H。
7、权利要求1或6的化合物，其中Z是H、F、Cl或CN。
8、权利要求1中的化合物是N-氰甲基-3-氟-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮。
9、权利要求1中的化合物是N-氰甲基-3-氯-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮。
10、权利要求1中的化合物是N-氰甲基-3-氰基-5-(三氟甲基)-2-吡啶酮。
11、一种组合物，它包括一种杀虫剂量的任意一个上述权利要求中的化合物并至少结合一种农用辅助剂或载体。
12、权利要求11的组合物，其中的有效组分按重量为0.001～98%。
13、制备一种式(Ⅰ)化合物的方法
其中
W、X、Y和Z定义如权利要求1，该方法包括
(1)一种式(Ⅱ)的2-吡啶酚化合物
其中
W、X、Y和Z定义如权利要求1，与能从2-吡啶酚中夺取质子的一种碱，或者(2)式(Ⅱ)的2-吡啶酚的一种予成型盐和一种碱在一种溶剂中在导致N-烷基化的条件下与一氯代乙腈或-溴代乙腈反应
(b)式(Ⅲ)的一种2-或6-卤代吡啶
其中
X、W、Y和Z定义如权利要求1;Q是F、Cl或Br，在一种溶剂中，在导致生成式(Ⅱ)的一种取代的2-吡啶醇碱金属盐的条件下与一种碱金属氢氧化钠的反应并且不用分离，在导致生成所需的式(Ⅰ)产物的条件下该中间体与一氯乙腈或一溴乙腈反应。
14、权利要求13的方法，其中的碱是碱金属的氢氧化物或碱金属的碳酸盐。
15、权利要求13的方法，其中的溶剂可以是水或一种有机溶剂或其混合物。
16、一种防治害虫的方法，包括使用杀虫剂量的权利要求1～9任何一个定义的式(Ⅰ)的化合物或者使用权利要求11或12定义的组合物接触所述的害虫、发生虫害的场所或害虫赖以生存的植物。
全文摘要
本发明发现取代的2-吡啶碱金属盐和一卤代乙腈反应制备的取代的N-氰甲基-乙-吡啶酮有杀虫性能。
文档编号C07D213/64GK1034715SQ8810918
公开日1989年8月16日 申请日期1988年11月10日 优先权日1987年11月10日
发明者苏达山·K·马尔霍特拉, 詹姆斯·E·德里普斯, 格雷戈里·A·布雷德菲施, 苏珊·沃洛维茨, 英格里德·L·诺克斯 申请人:唐化学原料公司