本发明涉及一种新型含酰胺的吡唑类化合物即1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物及其制备方法与应用。
背景技术：
如今，吡唑酰胺和脲类化合物由于含有吡唑、酰胺和脲桥等高活性结构基团，通常具有低毒、高效等优良且广泛的生物活性，硫脲类化合物同样也具有广泛的生物活性，如抗过敏、消炎、抗菌、杀虫和除草等，上世纪60年代末硫脲类化合物托布津和甲基托布津的高效、低毒杀菌剂的广泛使用将硫脲类衍生物的杀菌活性研究更加推向高潮，到目前为止，国外的一些药物公司相继成功地开发了数十个硫脲类的杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂和杀鼠剂等新品种，如杀菌剂代菌灵、杀虫剂螟蛉畏、杀螨剂杀螨隆、植物生长调节剂呋苯硫脲、杀鼠剂安妥等。该类化合物具有对植物的残留低、药害小、对哺乳动物的急性毒性低等优点。
技术实现要素：
本章基于氟唑菌酰胺等SDH抑制剂的结构，通过对吡唑环4位的酰胺键进行烷基化延伸的方式，并在吡唑环3位引入甲基，合成了1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物，并研究了其制备方法与应用。
所述的一种1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物，其特征在于其结构式如式(Ⅰ)所示：
式(Ⅰ)中：R0为氢或甲基，R1为苯基或取代苯基，所述取代苯基的取代基为卤素、甲氧基、硝基、甲基、乙基、丁基。
所述的一种1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物，其特征在于式(Ⅰ)中R1为下列之一：(S)-N-(1-苯乙基)、(R)-N-(1-苯乙基)、N-(4-氯苄)、N-苯乙基、N-(1-(2-甲氧基-5硝基苄基)乙基)、N-(萘-1-亚甲基)、N-(3,4,5-三甲氧基苄基)、N-(吡啶-4-亚甲基)、(R)-N-(1-(4-氯苯基)乙基)。
所述的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)由乙酰乙酸乙酯与原甲酸三乙酯在乙酸酐中加热回流反应，再将反应液加入到甲基肼与乙醇的混合液中制得如式(Ⅱ)所示1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯溶液；
2)将步骤1)得到的式(Ⅱ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯水解后加入盐酸制得如式(Ⅲ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸；
3)将步骤2)得到的式(Ⅲ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与氯化亚砜反应后加入有机溶剂稀释，然后加入芳基烷胺和三乙胺，室温过夜搅拌，萃取，柱层析，制得如式(Ⅰ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物。
所述的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯溶液的制备方法，其特征在于所述原甲酸三乙酯的用量以物质的量计，所述乙酰乙酸乙酯与原甲酸三乙酯物质的量之比为1～2:2～5，优选为2:3；甲基肼水溶液的用量以甲基肼物质的量计，所述乙酰乙酸乙酯与甲基肼物质的量之比为1～2:3～5，优选为2:3。
所述的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物的制备方法，其特征在于所述氯化亚砜的用量以物质的量计，所述1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与氯化亚砜物质的量之比为1:1～200，优选为1:10；所述芳基烷胺以物质的量计，所述1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与芳基烷胺物质的量之比为1:1～3，优选为1:1.05。
所述的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯溶液的制备方法，其特征在于步骤3)中的有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、二氧六环、甲苯或二甲苯。
所述的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物的制备方法，其特征在于步骤3)中的有机溶剂为二氯甲烷。
所述的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物的制备方法，其特征在于步骤3)中萃取溶剂为体积比为1:1的二氯甲烷和水混合液，柱层析采用体积比为2:1的EA和PE混合液。
本发明的一种式(Ⅰ)所示1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物的制备方法，具体方法包括如下步骤：
1)将乙酰乙酸乙酯,原甲酸三乙酯在有机溶剂A中回流反应8小时，气相追踪反应物至反应完全，反应结束后减压蒸馏，去除多余原甲酸三乙酯，得粗产品；冰浴下，逐滴将粗产品滴入到40％甲基肼溶液与有机溶剂B混合液中，回流反应6小时，TLC(EA/PE＝1/1(V))跟踪反应，待反应结束后减压蒸馏，加入乙酸乙酯与饱和食盐水萃取三次，有机层用无水硫酸钠除水后悬蒸，制得式(Ⅱ)所示1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯；
2)将将式(Ⅱ)化合物加入到5％的氢氧化钠水溶液中，60℃反应3小时，至反应体系透明，然后加入盐酸中和将pH调至弱酸性，析出固体，反应停止，抽滤制得式(Ⅲ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸；
3)将式(Ⅲ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与氯化亚砜反应后加入有机溶剂C稀释，然后加入芳基烷胺和三乙胺，室温过夜搅拌，萃取，柱层析，制得如式(Ⅰ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物；所述萃取溶剂为二氯甲烷/水＝1:1，柱层析(EA:PE＝2:1(V))。
本发明1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物的反应过程如下：
本发明还提供一种所述式(Ⅰ)所示1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物在制备杀菌剂中的应用，具体所述杀菌剂为防治小麦赤霉病菌(FusaHum graminearum Sehw)、马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans(Mont.)de Bary)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici Leonian)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)、水稻纹枯病菌(Thanatephoruscucumeris)、番茄早疫病菌(Alternariasolani)、黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum.sp.cucumebrium Owen)、花生褐斑病菌(Cercospora arachidicola Hori)、苹果轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)的杀菌剂。
进一步，本发明所述式(Ⅰ)所示1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物在制备杀菌剂中的浓度为50ppm。
进一步，本发明所述式(Ⅰ)所示1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物在制备防治油菜菌核病菌中的应用，所述式(Ⅰ)所示化合物为(K19～27)所示化合物，最优选(K19)和(K21)所示化合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明提供了一种1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰胺衍生物及其制备方法与其制备杀菌剂中的应用，其制备方法简单、操作方便，得到的化合物在50ppm浓度下对油菜菌核病菌表现出了较好的抑制性，抑制率达到了87.5％,本发明所述化合物为具有杀菌活性的新化合物，为新农药的研发提供了基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1(R)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
(1)1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯(Ⅱ)的合成：
将乙酰乙酸乙酯(7.36g,40mmol)，原甲酸三乙酯(8.88g,60mmol)在乙酸酐(12.24g,0.12mol)中回流反应8小时，气相追踪反应物至反应完全，反应结束后减压蒸馏，去除多余原甲酸三乙酯，得粗产品式1；冰浴下，逐滴将式1(9.6g,40mmol)滴入到40％甲基肼(6.9g,60mmol)与乙醇(20ml)混合液中，回流反应6小时，TLC(EA/PE＝1/1(V))跟踪反应，待反应结束后减压蒸馏，加入乙酸乙酯(20ml)与饱和食盐水萃取三次，有机层用无水硫酸钠除水后悬蒸，制得式(Ⅱ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯；
(2)1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸式(Ⅲ)的合成：
将式(Ⅱ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯(8.88g,40mmol)加入到5％的氢氧化钠水溶液(100ml)中，60℃反应3小时，至反应体系透明，然后加入盐酸中和将pH调至弱酸性，析出固体，反应停止，抽滤得式(Ⅲ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸；
(3)(R)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺式(K19)的合成：
式(Ⅲ)所示的1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸(7.76g,40mmol)与二氯亚砜(47.6g,0.4mol)回流4小时，待反应体系变为淡黄色透明液体时，继续反应30min，反应停止，冷却至室温后减压蒸馏得1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰氯，将1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰氯(2mmol)加入15ml二氯甲烷中，加入(R)-1-苯乙基-1-胺(2.1mmol)，随后缓慢滴加三乙胺(0.3g,3mmol)室温过夜搅拌；TLC(EA:PE＝2:1(V))追踪，待反应完全后用二氯甲烷/水＝1:1(V)体系萃取三次，浓缩有机层，甲苯或75％乙醇萃取，柱层析(EA:PE＝2:1(V))，得(K19)所示的(R)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺；
式(K19)所示的(R)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺结构式如下：
(R)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺：白色固体产率：35.5％，熔点：119～120℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:1.58(d,J＝7.0Hz,3H,CH3),2.47(s,3H,CH3),3.83(s,3H,CH3),5.25～5.32(m,1H,CH),5.86(d,J＝7.0Hz,1H,NH),7.29～7.30(m,1H,Ph),7.36～7.37(m,4H,Ph),7.68(s,1H,CH).HRMS(ESI)m/z:Calculated,244.1444,Found,244.14340[M+H]+。
实施例2(S)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为(S)-1-苯乙基-1-胺，乙酰乙酸乙酯与原甲酸三乙酯物质的量之比为1:2，1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与氯化亚砜物质的量之比为1:1，1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与(S)-1-苯乙基-1-胺物质的量之比为1:1，有机溶剂用二氧六环，其他操作同实施例1，制得目标化合物式(K20)所示的(S)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺
(S)-1,3-二甲基-N-(1-苯乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺：白色固体产率：45.2％，熔点：121～122℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:1.58(d,J＝7.0Hz,3H,CH3),2.47(s,3H,CH3),3.83(s,3H,CH3),5.27～5.30(m,1H,CH),5.86(d,J＝7.0Hz,1H,NH),7.28～7.30(m,2H,Ph),7.35～7.38(m,3H,Ph),7.68(s,1H,CH).HRMS(ESI)m/z:Calculated,244.1444,Found,244.14307[M+H]+.
实施例3N-(4-氯苄基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为((4-氯苯基)甲胺，其他操作同实施例1，获得如式(K21)所示的N-(4-氯苄基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺
N-(4-氯苄基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：淡黄色固体产率：93.9％，熔点：101～103℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.46(s,3H,CH3),3.84(s,3H,CH3),5.25(d,J＝7.0Hz,2H,CH2),5.86(d,J＝7.5Hz,1H,NH),7.29～7.33(m,4H,Ph),7.70(s,1H,CH).HRMS(ESI)m/z:Calculated,278.1055,Found,278.10645[M+H]+.
实施例4 1,3-二甲基-N-苯乙基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为2-苯基-1-胺，乙酰乙酸乙酯与原甲酸三乙酯物质的量之比为1:5，1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与氯化亚砜物质的量之比为1:190，1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与2-苯基-1-胺物质的量之比为1:3，有机溶剂用二甲苯，其他操作同实施例1，获得如式(K22)所示的1,3-二甲基-N-苯乙基-1H-吡唑-4-甲酰胺
1,3-二甲基-N-苯乙基-1H-吡唑-4-甲酰胺：淡黄色固体产率：41.9％，熔点：65～66℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.32(s,3H,CH3),2.91(t,J＝7.0Hz,2H,CH2),3.66～3.70(m,2H,CH2),3.82(s,3H,CH3),5.63(s,1H,NH),7.23～7.26(m,3H,Ph),7.33～7.35(m,2H,Ph),7.63(s,1H,CH).
实施例5N-(1-(2-甲氧基-5-硝基苯基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为1-(2-甲氧基-5-硝基苯基)乙基-1-胺，乙酰乙酸乙酯与原甲酸三乙酯物质的量之比为1:4，1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与氯化亚砜物质的量之比为1:100，1,3-二甲基-1H-吡唑-4-羧酸与1-(2-甲氧基-5-硝基苯基)乙基-1-胺物质的量之比为1:2，有机溶剂用二甲苯，其他操作同实施例1，获得如式(K23)所示的N-(1-(2-甲氧基-5-硝基苯基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺
N-(1-(2-甲氧基-5-硝基苯基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：白色固体产率：65.0％，熔点：63～64℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.39(s,3H,CH3),3.08(s,3H,CH3),3.85(s,3H,CH3),3.97(s,3H,CH3),4.72(s,1H,CH),6.97(d,J＝9.0Hz,1H,Ph),7.48(s,1H,CH),8.06(d,J＝2.5Hz,1H,Ph),8.22～8.24(m,1H,Ph).HRMS(ESI)m/z:Calculated,319.1401,Found,319.14190[M+H]+.
实施例6N,1,3-三甲基-N-(萘-1-亚甲基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为萘-1-亚甲基胺，其他操作同实施例1，获得如式(K24)所示的N,1,3-三甲基-N-(萘-1-亚甲基)-1H-吡唑-4-甲酰胺
N,1,3-三甲基-N-(萘-1-亚甲基)-1H-吡唑-4-甲酰胺：白色固体产率：32.4％，熔点：45～46℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.36(s,3H,CH3),2.99(s,3H,CH3),3.77(s,3H,CH3),5.17(s,2H,CH2),7.13～7.25(m,1H,Ph),7.43(d,J＝7.0Hz,1H,Ph),7.49(s,1H,CH),7.53～7.55(m,2H,Ph),7.85(d,J＝8.5Hz,1H,Ph),7.91-7.92(m,1H,Ph),8.09(s,1H,Ph).
实施例7N,1,3-三甲基-N-(3,4,5-三甲氧基苄基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为(3,4,5-三甲氧基苯基)甲胺，有机溶剂用四氢呋喃，其他操作同实施例1，获得如式(K25)所示的N,1,3-三甲基-N-(3,4,5-三甲氧基苄基)-1H-吡唑-4-甲酰胺
N,1,3-三甲基-N-(3,4,5-三甲氧基苄基)-1H-吡唑-4-甲酰胺：白色固体产率：35.6％，熔点：97～98℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.37(s,3H,CH3),3.01(s,3H,CH3),3.81(s,3H,CH3),3.84(s,9H,3CH3),4.61(s,2H,CH2),6.38～6.58(m,2H,Ph),7.43(s,1H,CH).
实施例8N,1,3-三甲基-N-(吡啶-4-基甲基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为吡啶-4-亚甲基胺，其他操作同实施例1，获得式(K26)所示的N,1,3-三甲基-N-(吡啶-4-基甲基)-1H-吡唑-4-甲酰胺
N,1,3-三甲基-N-(吡啶-4-基甲基)-1H-吡唑-4-甲酰胺：黄色稠状物，产率：40.5％，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.34(s,3H,CH3),3.81(s,3H,CH3),4.68(s,2H,CH2),7.28～7.30(m,1H,Ar),7.41(s,1H,Ar),7.63(s,1H,CH).
实施例9(R)-N-(1-(4-氯苯基)乙基)-N,1,3-三甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤3)中的(R)-1-苯乙基-1-胺改为(R)-1-(4-氯苯基)乙基-1-胺，其他操作同实施例1，获得如式(K27)所示的(R)-N-(1-(4-氯苯基)乙基)-N,1,3-三甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺
(R)-N-(1-(4-氯苯基)乙基)-N,1,3-三甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：淡黄色固体产率：82.9％，熔点：107～108℃，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:1.55(d,J＝6.5Hz,3H,CH3),2.46(s,3H,CH3),3.83(s,3H,CH3),5.22～5.25(m,1H,CH),5.88(d,J＝7.0Hz,1H,NH),7.28～7.33(m,4H,Ph),7.70(s,1H,CH).
实施例10杀菌活性测试
试验对象：小麦赤霉病菌(FusaHum graminearum Sehw)、马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans(Mont.)de Bary)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici Leonian)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)、水稻纹枯病菌(Thanatephoruscucumeris)、番茄早疫病菌(Alternariasolani)、黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum.sp.cucumebrium Owen)、花生褐斑病菌(Cercospora arachidicola Hori)、苹果轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)。
试验处理：各化合物用DMSO溶解成1％EC母液备用。采用抑菌圈法，评价供试化合物在50ppm剂量下对试验靶标的室内杀菌活性，另设溶剂清水对照(QCK)及有效含量为50ppm的氟唑菌酰胺原药对照(YCK)。
试验方法：用移液枪吸取50微升的母液，溶于2.95ml的吐温水中，配成500ppm的药液。用移液枪吸取1ml药液放入已灭菌的培养皿中，再放入9ml的PDA培养基，摇匀，冷却。用打孔器打取圆形菌饼后用接种针挑至培养皿中央，然后将培养皿置于培养箱27℃中培养，48～72h后测量菌落直径。菌落纯生长量为菌落平均直径于菌饼直径的差值，抑菌率(％)计算方法参照如下公式。
杀菌活性测试结果如表1所示。
表1 50ppm下各化合物的杀菌活性(％防效)
从表1得出，本发明所述化合物50ppm下对油菜菌核病菌抑制活性最好，例如，K19、K21化合物对这种病菌的抑制率达到了87.5％；其次对苹果轮纹病菌抑制率较好，如K24化合物抑菌率与对照药剂相当。