本发明属于农药领域，具体涉及一种含5-(4-氟苯基)异噁唑结构的吡唑肟醚化合物及其制备方法和用途。
背景技术：
害虫的防治一直以来是农药科学研究的核心领域，杀虫剂的广泛使用使得多数害虫得到了有效治理。但随着杀虫剂应用规模的不断扩大，传统农药品种的抗药性问题日益凸显，加上新的病虫害的不断出现，使得新农药的继续研究和开发成为必然选择。
吡唑肟醚类结构是一类常见的杀虫剂活性片段，其代表化合物如唑螨酯：
异噁唑环是药物分子以及农药分子中的常见活性片段，苯基取代异噁唑改善了异噁唑环的疏水性，从而有效提高了分子的logP值，因而在新的分子设计中可能是有效的活性砌块。
通过将吡唑肟和5-(4-氟苯基)异噁唑杂环拼接有望得到具有杀虫活性的新化合物。
技术实现要素：
本发明的目的是提供针对各种害虫具有优良防治效果，且高效、安全、环境友好的一类含5-(4-氟苯基)异噁唑结构的吡唑肟醚化合物，以满足作物保护对高效杀虫剂需求。
本发明的另一目的是提供上述化合物的制备方法。
本发明还有一个目的是提供上述化合物在制备杀虫剂方面的用途。
本发明目的可通过以下措施达到：
本发明所述含5-(4-氟苯基)异噁唑结构的吡唑肟醚化合物，其特征在于具备如结构：
该类含5-(4-氟苯基)异噁唑杂环的吡唑肟醚化合物制备方法，其特征在于化合物Ⅰa～Ⅰe可通过下列反应合成得到：
其中，中间体Ⅱa～Ⅱe可参照文献(J.Agric.Food Chem.2008,56,10805-10810)的方法合成得到；中间体Ⅲ的合成参照文献报道的常规方法(J.Med.Chem.2016,59,1207-1216)。
本发明化合物对昆虫具有优良的防治活性，因而本发明的化合物可用作制备杀虫剂，进而保护农业、园艺等植物。所述的昆虫有鳞翅目害虫如棉铃虫、甜菜夜蛾、小菜蛾、菜青虫、稻纵卷叶螟和二化螟等，同翅目害虫如叶蝉、飞虱、蚓虫、粉虱等，双翅目害虫如家蝇、潜叶蝇、蚊类等，直翅目和鞘翅目等害虫等。当然，本发明的化合物可防治的有害生物不限于上述举例的范围。
本发明的化合物用作农业、园艺等领域的杀虫剂时，可单独使用，或以杀虫组合物的方式使用，如以式I为活性成分，加上本领域常用的农药助剂加工成水乳剂、悬浮剂、水分散颗粒剂、乳油等。
常用的农药助剂包括:液体载体，如水；有机溶剂如甲苯、二甲苯、环己醇、甲醇、丁醇、乙二醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙酸、二甲亚砜、动物和植物油及脂肪酸；常用的表面性剂如乳化剂和分散剂，包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂；其它助剂，如湿润剂、增稠剂等。
本发明的化合物用作杀虫剂中的活性成分时，在所述杀虫剂中的含量可在0.1％至99.5％的范围内进行选择，并可根据制剂形式和施用方法确定适当的活性成分含量。通常，在水乳剂中含有5％至50％(重量百分比，下同)所述的活性成分，优选其含量为10％至40％；在悬浮剂中含有5％至50％的活性成分，优选其含量为5％至40％。
对于本发明的杀虫剂的使用，可选择常用的施药方法，如茎叶喷雾、水面施用、土壤处理和种子处理等。例如，当采用茎叶喷雾时，作为活性成分的由通式I表示的化合物的可使用浓度范围为1至1000μg/mL的水乳剂、悬浮剂、水分散颗粒剂、乳油，优选其浓度为1至 500μg/mL。
本发明公开的含5-(4-氟苯基)异噁唑杂环结构的吡唑肟醚类化合物对有害昆虫具有优良的防治效果，因此可用来制备用于农业、园艺等领域的杀虫剂。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步了解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。这些实施例仅供叙述而并非用来限定本发明的范围或实施原则。
实施例1：
将8mmol化合物Ⅱa溶于10mL干燥的DMF，随后加入15mmol无水碳酸钾和中间体Ⅲ 11mmol，升温至85℃，反应10小时。将反应液冷却至室温后倾入50mL水中，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，柱层析分离纯化得到目标化合物Ia，收率51.9％；1H NMR(400MHz, CDCl3):δ7.83(s,1H,CH＝N),7.72-7.76(m,2H,Ar-H),7.59(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),7.14-7.18 (m,2H,Ar-H),6.67(d,J＝9.2Hz,2H,Ar-H),6.41(s,1H,isoxazole-H),5.09(s,2H,CH2),3.60(s, 3H,N-CH3),2.37(s,3H,CH3).
实施例2：
将10mmol化合物Ⅱb溶于20mL干燥的DMF，随后加入15mmol无水碳酸钾和中间体Ⅲ12mmol，升温至105℃反应12小时。将反应液冷却至室温后倾入50mL水中，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，柱层析分离纯化得到目标化合物Ib，收率55.2％；1H NMR(400MHz, CDCl3):δ7.84(s,1H,CH＝N),7.72-7.76(m,2H,Ar-H),7.39-7.41(m,2H,Ar-H),7.14-7.18(m, 2H,Ar-H),6.78(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),6.40(s,1H,isoxazole-H),5.08(s,2H,CH2),3.60(s,3H, N-CH3),2.37(s,3H,CH3).
实施例3：
将8mmol化合物Ⅱc溶于25mL干燥的DMSO，随后加入18mmol无水碳酸钾和中间体Ⅲ10mmol，升温至80℃反应20小时。将反应液冷却至室温后倾入50mL水中，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，柱层析分离纯化得到目标化合物Ic，收率56.5％；1H NMR(400MHz, d6-DMSO):δ7.89-7.93(m,2H,Ar-H),7.88(s,1H,CH＝N),7.36-7.41(m,4H,Ar-H),6.98(d,J ＝8.0Hz,2H,Ar-H),6.85(s,1H,isoxazole-H),5.02(s,2H,CH2),3.56(s,3H,N-CH3),2.24(s,3H, CH3).
实施例4：
将8mmol化合物Ⅱd溶于30mL干燥的DMSO，随后加入24mmol无水碳酸钾和中间体Ⅲ12mmol，升温至100℃反应15小时。将反应液冷却至室温后倾入50mL水中，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，柱层析分离纯化得到目标化合物Id，收率54.1％；1H NMR(400MHz, d6-DMSO):δ7.89-7.92(m,2H,Ar-H),7.85(s,1H,CH＝N),7.36-7.41(m,2H,Ar-H),7.14-7.18(m, 2H,Ar-H),6.98-7.01(m,2H,Ar-H),6.86(s,1H,isoxazole-H),5.02(s,2H,CH2),3.56(s,3H, N-CH3),2.24(s,3H,CH3).
实施例5：
将10mmol化合物Ⅱe溶于25mL干燥的乙腈，随后加入22mmol无水碳酸铯和中间体Ⅲ 14mmol，升温至80℃反应17小时。将反应液冷却至室温后倾入50mL水中，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，柱层析分离纯化得到目标化合物Ie，收率52.4％；1H NMR(400MHz, d6-DMSO):δ7.87-7.91(m,2H,Ar-H),7.75(s,1H,CH＝N),7.36-7.40(m,2H,Ar-H),6.98-7.28(m, 3H,Ar-H),6.80(s,1H,isoxazole-H),6.56(d,J＝8.0Hz,1H,Ar-H),5.00(s,2H,CH2),3.55(s,3H, N-CH3),2.32(s,3H,Ar-CH3),2.24(s,3H,CH3).
实施例6：
样品对粘虫的杀虫活性筛选
采用国际抗性行动委员会(IRAC)提出的浸叶法：供试靶标为粘虫，即将适量玉米叶在配好的药液中充分浸润后自然阴干，放入垫有滤纸的培养皿中，接粘虫3龄中期幼虫10头/皿，置于24-27℃观察室内培养，2d后调查结果。以毛笔触动虫体，无反应视为死虫。试验浓度 500μg/mL(其它浓度的药液可由500μg/mL的药液稀释而得)。
实施例7：
样品对蚜虫和褐飞虱的杀虫活性筛选
采用国际抗性行动委员会(IRAC)提出的喷雾法：供试靶标为蚜虫和水稻褐飞虱，即分别将接有蚜虫的蚕豆叶片和接有褐飞虱的水稻苗于Potter喷雾塔下喷雾处理，处理后朱砂叶螨和褐飞虱置于24-27℃观察室内培养，蚜虫置于20-22℃观察室内培养，48h后调查结果。以毛笔触动虫体，无反应视为死虫。试验浓度500μg/mL(其它浓度的药液可由500μg/mL 的药液稀释而得)。
杀虫活性测试结果表明，所有化合物均显示出较好的杀虫活性。在测试剂量为500μg/mL 时(表1)，化合物Ⅰa、Ⅰb和Ⅰc对粘虫的杀灭效果分别为100％，80％和80％；化合物Ⅰa、Ⅰb、Ⅰd和Ⅰe对蚜虫的杀灭效果分别为100％，100％，100％和90％；Ⅰa、Ⅰb、Ⅰd和Ⅰe 对褐飞虱的抑制率分别为95％，80％，90％和85％。
表1.Ia-Ie的初步杀虫活性数据
进一步的杀虫活性测试结果显示(表2)，当其测试剂量降低至100μg/mL时，化合物Ⅰa、Ⅰb和Ⅰd仍对蚜虫表现出优异的杀灭作用，其防效分别为100％，100％和90％；此外，化合物Ⅰb和Ⅰd对褐飞虱呈现出良好的抑制作用，其抑制率均为75％；当其测试剂量降低至20 μg/mL时，化合物Ⅰa和Ⅰb对蚜虫仍具有优良的杀灭效果，其防效分别为90％和80％。以上实验数据表明，将5-(4-氟苯基)异噁唑杂环结构和吡唑肟活性单元合理地进行组合，得到的新型化合物表现出良好的生物活性，其中化合物Ⅰa和Ⅰb可选作为杀蚜虫先导，作进一步结构衍生与构效关系研究。以上实验数据为今后继续从事新型吡唑肟类化合物的分子设计、合成与生物活性研究提供了重要的结构选择模式与理论依据。
表2.Ia-Ie的进一步杀虫活性数据
“/”表示未测试。