本发明涉及一种含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物及其制备方法，以及作为农用杀虫、杀菌剂的应用。
(二)
背景技术：
近年来，随着三唑类和甲氧基丙烯类杀菌剂的频繁使用，抗性发展越来越严重，sdhi类杀菌剂产品已征战市场近半个世纪历经三代，近期顺势而起，目前基本形成了三足鼎立之势。早在1969年，sdhi类杀菌剂中的萎锈灵上市，但直到2009年，琥珀酸脱氢酶抑制剂方自成体系，国际杀菌剂抗性行动委员会(frac)在这一年根据作用机理给这类产品单独归类，它们因作用于病原菌线粒体呼吸系统的琥珀酸脱氢酶而正式有了名份。从已经发现的琥珀酸脱氢酶抑制剂的结构发现，所有结构都含有酰胺结构，近期开发的如苯并烯氟菌唑、氟唑菌酰胺、联苯吡菌胺、氟唑环菌胺、氟唑萘菌胺、fluindapyr、福拉比、氟唑菌酰羟胺等大部分都含有吡唑结构。
氟啶胺是1979年由日本石原产业研制，由iciagrochemicals(现为先正达公司)开发的吡啶胺类杀菌剂，是二硝基苯胺类杀菌剂，是一种新型、广谱、高效的保护性杀菌剂，其内吸性低、不能渗入叶片和根部，但在应用上很少有残留问题。其作用机制是线粒体氧化磷酰化解偶联剂，通过抑制孢子萌发、菌丝突破、生长和孢子形成而抑制所有阶段的感染过程。
氟啶胺对疫病有特效，并对多种蔬菜及果树上的霜霉病、炭疽病、疮痂病、灰霉病、黑星病轮纹病、菌核病等具有卓越的防治效果。对于已经对苯并咪唑类(如多菌灵、托布津)和二羧酰亚胺类杀菌剂产生抗性的病菌也有良好效果。氟啶胺不仅具有良好的杀菌作用，还具有较好的刹螨作用，也登记做杀螨剂使用，在国内已经登记。
本实验室以sdhi类杀菌剂吡唑酰胺结构和氟啶胺结构为先导化合物，利用中间体衍生化方法、活性基团拼接和生物电子等排等新农药创制方法将两者结构结合起来，合成了一系列结构新颖的化合物，到目前为止还未见杀菌杀虫的报道。
(三)
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物及其制备方法与应用，所述化合物在农业、民用和动物相关领域中显示出较好的杀菌活性。同时该类化合物对螨虫和昆虫的成虫、幼虫和卵都显示出一定的杀虫活性。
本发明的技术方案如下：
一种如式(i)所示的含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物：
式(i)中：
r1为所在芳环上的一个或多个取代基，所述取代基各自独立选自氢、羟基、卤素、腈基、硝基、c1-c12烷基、卤代c1-c12烷基、c3-c8环烷基、c1-c12烷氧基、卤代c1-c12烷氧基、c1-c12烷基羰基、c1-c12烷氧基羰基、c1-c12烷基氨基羰基、c1-c12烷氧基c1-c12烷基、卤代c1-c12烷氧基c1-c12烷基、c1-c12烷基氨基、c1-c12烷硫基、c1-c12烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种；
r2选自氢、羟基、卤素、腈基、硝基、c1-c12烷基、卤代c1-c12烷基、c3-c8环烷基、c1-c12烷氧基、卤代c1-c12烷氧基、c2-c12链烯基、卤代c2-c12链烯基、c2-c12链炔基、卤代c2-c12链炔基、c2-c12链烯基氧基、卤代c2-c12链烯基氧基、c2-c12链炔基氧基、卤代c2-c12链炔基氧基、c1-c12烷基羰基、c1-c12烷氧基羰基、c1-c12烷基氨基羰基、c1-c12烷氧基c1-c12烷基、卤代c1-c12烷氧基c1-c12烷基、c1-c12烷基氨基、c1-c12烷硫基、卤代c1-c12烷硫基、c1-c12烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种；
r3选自氢、卤素、腈基、硝基、c1-c12烷基、卤代c1-c12烷基、c3-c8环烷基、c1-c12烷硫基、c1-c12烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种。
优选的，式(i)中：
r1为所在芳环上的一个或多个取代基，所述取代基各自独立选自氢、羟基、卤素、腈基、硝基、c1-c6烷基、卤代c1-c6烷基、c3-c6环烷基、c1-c6烷氧基、卤代c1-c6烷氧基、c1-c6烷基羰基、c1-c6烷氧基羰基、c1-c6烷基氨基羰基、c1-c6烷氧基c1-c6烷基、卤代c1-c6烷氧基c1-c6烷基、c1-c6烷基氨基、c1-c6烷硫基、c1-c6烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种；
r2选自氢、羟基、卤素、腈基、硝基、c1-c6烷基、卤代c1-c6烷基、c3-c6环烷基、c1-c6烷氧基、卤代c1-c6烷氧基、c2-c6链烯基、卤代c2-c6链烯基、c2-c6链炔基、卤代c2-c6链炔基、c2-c6链烯基氧基、卤代c2-c6链烯基氧基、c2-c6链炔基氧基、卤代c2-c6链炔基氧基、c1-c6烷基羰基、c1-c6烷氧基羰基、c1-c6烷基氨基羰基、c1-c6烷氧基c1-c6烷基、卤代c1-c6烷氧基c1-c6烷基、c1-c6烷基氨基、c1-c6烷硫基、卤代c1-c6烷硫基、c1-c6烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种；
r3选自氢、卤素、腈基、硝基、c1-c6烷基、卤代c1-c6烷基、c3-c6环烷基、c1-c6烷硫基、c1-c6烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种。
更加优选的，式(i)中：
r1为所在芳环上的一个或多个取代基，所述取代基各自独立选自氢、羟基、卤素、腈基、硝基、c1-c4烷基、卤代c1-c4烷基、c3-c6环烷基、c1-c4烷氧基、卤代c1-c4烷氧基、c1-c4烷基羰基、c1-c4烷氧基羰基、c1-c4烷基氨基羰基、c1-c4烷氧基c1-c4烷基、卤代c1-c4烷氧基c1-c4烷基、c1-c4烷基氨基、c1-c4烷硫基、c1-c4烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种；
r2选自氢、羟基、卤素、腈基、硝基、c1-c4烷基、卤代c1-c4烷基、c3-c6环烷基、c1-c4烷氧基、卤代c1-c4烷氧基、c2-c5链烯基、卤代c2-c5链烯基、c2-c5链炔基、卤代c2-c5链炔基、c2-c5链烯基氧基、卤代c2-c5链烯基氧基、c2-c5链炔基氧基、卤代c2-c5链炔基氧基、c1-c4烷基羰基、c1-c4烷氧基羰基、c1-c4烷基氨基羰基、c1-c4烷氧基c1-c4烷基、卤代c1-c4烷氧基c1-c4烷基、c1-c4烷基氨基、c1-c4烷硫基、卤代c1-c4烷硫基、c1-c4烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种；
r3选自氢、卤素、腈基、硝基、c1-c4烷基、卤代c1-c4烷基、c3-c6环烷基、c1-c4烷硫基、c1-c4烷基磺酰基、芳基、杂芳基中的一种。
进一步更加优选的，式(i)中：
r1为所在芳环上的一个或多个取代基，所述取代基各自独立选自氢、羟基、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、三氟甲基、三氯甲基、二氟一氯甲基、二氯一氟甲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、三氟甲氧基、三氟乙氧基、甲硫基、三氟甲硫基、甲基磺酰基、乙基磺酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、二甲胺基、甲基氨基羰基、乙基氨基羰基、二甲胺基羰基中的一种；
r2选自氢、羟基、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、三氟甲基、三氯甲基、二氟一氯甲基、二氯一氟甲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、三氟甲氧基、三氟乙氧基、c2-c5链烯基、卤代c2-c5链烯基、c2-c5链炔基、卤代c2-c5链炔基、c2-c5链烯基氧基、卤代c2-c5链烯基氧基、c2-c5链炔基氧基、卤代c2-c5链炔基氧基、甲硫基、三氟甲硫基、甲基磺酰基、乙基磺酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、二甲胺基、甲基氨基羰基、乙基氨基羰基、二甲胺基羰基中的一种；
r3选自氢、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、二氟甲基、三氟甲基、二氟一氯甲基、二氯一氟甲基中的一种。
最优选的，式(i)中：
r1为所在芳环上的一个或多个取代基，所述取代基各自独立选自氢、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、甲基、乙基、三氟甲基、甲氧基、乙氧基、甲基磺酰基、乙基磺酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基中的一种；
r2选自氢、羟基、氟、氯、溴、碘、氰基、氨基、硝基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、三氟甲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、三氟甲氧基、三氟乙氧基、甲硫基、三氟甲硫基、甲基磺酰基、乙基磺酰基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、二甲胺基中的一种；
r3选自氟、氯、溴、碘、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、二氟甲基、三氟甲基中的一种。
下面对本发明式(i)化合物的基团定义中，所用到的术语作进一步的说明：
卤素：指氟、氯、溴或碘。
烷基：直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基或叔丁基。
卤代烷基：直链或支链烷基，在这些烷基上的氢原子可以部分或全部被卤素所取代，例如氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯二氟甲基等。
烷氧基：直链或支链烷基，经氧原子键连接到结构上。
卤代烷氧基：直链或支链烷氧基，在这些烷氧基上的氢原子可部分或全部被卤素所取代。例如氯甲氧基、二氯甲氧基、三氯甲氧基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、氯氟甲氧基、三氟乙氧基。
链烯基：直链或支链并可在任何位置上存在双键，例如乙烯基、烯丙基。取代链烯基包括任意取代的芳基链烯基。
炔基：直链或支链并可在任何位置上存在三键，例如乙炔基、炔丙基。取代炔基包括任意取代的芳炔基。
烷硫基：直链或直链烷基，经硫原子键连接到结构上。
卤代烷硫基：直链或支链烷硫基，在这些烷硫基上的氢原子可部分或全部被卤素所取代。例如氯甲硫基、二氯甲硫基、三氯甲硫基、氟甲硫基、二氟甲硫基、三氟甲硫基、氯氟甲硫基、三氟乙硫基。
芳基以及芳烷基、芳氧基和芳氧基烷基中的芳基部分包括苯基和萘基。
杂芳基是含一个或多个n、o、s杂原子的五元环或六元环。例如吡啶、呋喃、吡嗪、哒嗪、喹啉或苯并呋喃。
本发明还提供了式(i)所示的含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物的制备方法，所述制备方法为：
(1)式(ii)所示化合物与氯化试剂在溶剂中反应，制得式(iii)所示化合物；
所述式(ii)所示化合物与氯化试剂的物质的量之比为1：2～3，优选1：2.5；
所述溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙腈、二氧六环、甲苯、二甲苯、二氯苯、氯苯、二氯亚砜或三氯氧磷等；
所述氯化试剂选自二氯亚砜、三氯氧磷、三氯化磷或五氯化磷等；
反应温度可在室温(20～30℃)至溶剂沸点温度之间；反应时间为30min至20h，通常为1～12h；
(2)式(iv)所示化合物与式(iii)所示化合物于溶剂中，缚酸剂作用下，反应制得式(i)所示产物；
所述式(iii)所示化合物与式(iv)所示化合物的物质的量之比为1：1～1.1；
所述式(iv)所示化合物与缚酸剂的物质的量之比为1：1.1～1.3；
所述溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯乙烯、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙腈、二氧六环，甲苯、dmso、甲基叔丁基醚或丁酮等；
所述缚酸剂选自三乙胺、吡啶、dbu、dmap、n,n-二甲基苯胺、碳酸氢钠或碳酸钠等；
反应温度可在室温至溶剂沸点温度之间；反应时间为30min至20h，通常为1～12h；
式(ii)、(iii)或(iv)中，
r1、r2、r3的定义与式(i)中相同。
进一步，式(ii)、式(iv)所示化合物可通过已知方法合成，式(ii)所示化合物的合成方法例如参考文献(cn101679281)，式(iv)所示化合物的合成方法例如参考文献(tetrahedronletters,2013,54(25),3233-3237；pctwo2015057963；j.med.chem.2011,54,1126–1139)。
本发明式(i)所示的含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物表现出较好的杀菌活性。同时该类化合物对农业、民用和动物技术领域中有害螨虫和昆虫的成虫、幼虫和卵都显示出一定的杀虫活性。
因此，本发明还涉及式(i)化合物在农业或其他领域中作为杀虫剂和/或杀菌剂的应用。尤其是，式(i)化合物对下列的重要品种有很好的杀菌活性，可用于防治水稻纹枯病、水稻稻瘟病、番茄晚疫病、黄瓜霜霉病、黄瓜灰霉病、黄瓜白粉病、小麦白粉病、小麦灰霉病、炭疽病、赤霉病、大豆锈病等。同时，本发明的部分式(i)化合物具有很好的杀虫活性，可以用于防治各种作物上的害虫。例如可以用于防治粘虫、小菜蛾、桃蚜朱砂叶螨、二斑叶螨等。同时，式(i)化合物对许多有益的昆虫和螨虫、哺乳动物、鱼、鸟具有低毒性，而且没有植物毒性。
由于其积极的特性，本发明进一步涉及式(i)化合物防治农业和园艺业重要的作物和/或家禽和种畜和/或人类常去的环境中的害虫和/或植物致病性真菌的方法。为获得理想的效果，式(i)化合物的用量因各种因素而改变。例如所用化合物、预保护的作物、有害生物的类型、感染程度、气候条件、施药方法、采用的剂型。每公顷10克-5公斤化合物剂量能提供充分的防治。
本发明还涉及通过施用式(i)化合物，可有利地用于保护农业和园艺业重要的作物、家畜和种畜，以及人类常去的环境免于有害螨虫、昆虫的伤害。尤其是，式(i)化合物的用量在每公顷10克-5公斤内变化效果较佳。
为了实际应用于农业，使用含一种或多种式(i)化合物的组合物通常是有益的。因此，本发明涉及含一种或多种式(i)化合物作为活性成分的杀虫和/或杀菌组合物。所述组合物含有如式(i)所示的含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物和农业上可接受的载体，所述组合物中式(i)所示的含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物的质量分数为1-90％。
所述组合物是以已知方式制备的，农业上可接受的载体包括表面活性剂、溶剂介质和/或稀释剂等。例如任选在表面活性剂的存在下，通过用溶剂介质和/或稀释剂稀释或溶解活性物质。
可用的稀释剂分固体稀释剂和液体稀释剂，固体稀释剂或载体是例如：二氧化硅、高岭土、膨润土、华士、白云石、碳酸钙、氧化镁、白垩、粘土、合成硅酸盐、硅镁土、海泡石、硫酸盐等。除水以外，可用的液体稀释剂是例如芳族有机溶剂(二甲苯或烷基苯的混合物、氯苯等)。石蜡(石油馏分)，醇类(甲醇、丙醇、丁醇、丙二醇、乙二醇、甘油、辛醇)，酯类(乙酸乙酯、乙酸异丁酯等)，酮类(环己酮、丙酮、苯乙酮、异佛尔酮、乙基无极酮等)，酰胺类(n,n-二甲基甲酰胺，甲基吡咯烷酮等)。
可用的表面活性剂是烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、聚氧乙烯基酚、山梨醇的聚氧乙烯酯、木质素磺酸盐等的钠、钙、三乙基胺或三乙醇胺盐。
组合物还可含特殊的添加剂用于特定的目的，例如粘合剂如阿拉伯胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。
上述组合物中活性成分(即式(i)化合物)的浓度可根据活性成分、其使用目的、环境条件和采用的制剂类型而在宽范围内改变。通常，活性成分的浓度范围是1-90％，优选5-50％。
如果需要，可以向组合物中添加能与通式(i)化合物兼容的其他活性成分，例如其他杀螨剂/杀虫剂、杀真菌剂、植物生长调节剂、抗生素、除草剂、肥料。
本发明的有益效果为：首次发现并制备了式(i)所示的含杂环二芳胺基吡唑甲酰胺类化合物，该化合物对农业、民用和动物技术领域中有害螨虫和昆虫的成虫、幼虫和卵都显示出高杀虫活性。同时该类化合物表现出较好的杀菌活性。
(四)具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1～6为合成实施例
实施例1：中间体3-氯-n-(2-硝基苯基)-2-氨基吡啶的合成方法
将4.8g(0.12mol)(60％)氢化钠加入到100mldmf中，冰浴下将13.8g(0.1mol)2-硝基苯胺分批加入到上述溶液中，然后分批加入15.5g(0.11mol)2,3-二氯吡啶，然后升温至60℃反应6h，冷却至室温，将反应液倒入冰水中，滴加盐酸调至中性，继续搅拌0.5h，析出棕色固体，抽滤，洗涤，烘干。
实施例2：中间体n1-(3-氯-2-吡啶基)苯二胺的合成方法
将13g3-氯-n-(2-硝基苯基)-2-氨基吡啶加入150ml乙醇中，再加入22.4g铁粉，0.5ml盐酸，加热回流8h，然后趁热过滤，滤饼用乙醇洗涤，旋转蒸发器浓缩得到棕色固体。
实施例3：中间体(z)-2-(乙氧基亚甲基)-4,4-二氟-3-氧代丁酸乙酯的合成方法
将61.2g(0.6mol)醋酸酐加入反应瓶中，加热到100℃，滴加33.2g(0.2mol)二氟乙酰乙酸乙酯和44.4g(0.3mol)原甲酸三乙酯的混合液，滴加完后回流反应8h，旋转蒸发器蒸馏脱除溶剂后得(z)-2-(乙氧基亚甲基)-4,4-二氟-3-氧代丁酸乙酯粗品。
实施例4：中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸的合成方法
冰浴下将(z)-2-(乙氧基亚甲基)-4,4-二氟-3-氧代丁酸乙酯粗品滴加到甲基肼(0.24mol)与乙醇(120ml)混合溶液中，滴加完后自然升温至25℃反应1小时，然后加热至60℃反应8小时，旋转蒸发器脱溶后，加入150ml甲苯和60ml饱和食盐水，分液漏斗分掉水层，甲苯层加入反应瓶中，滴加氢氧化钠(0.28mol)溶液，然后60℃反应4h，分液漏斗分出水层，加入盐酸调ph至2左右，析出固体，过滤，用水洗涤得到白色固体。
实施例5：中间体3-(二氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰氯的合成方法
将18g(0.1mol)3-(二氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸加入30ml甲苯中，10滴dmf，室温滴加30g(0.25mol)二氯亚砜，然后升温回流反应5h，旋转蒸发器脱除溶剂得到红棕色3-(二氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰氯。
实施例6：化合物9的合成方法
将2.2g(0.01mol)中间体n1-(3-氯-2-吡啶基)苯二胺和1.2g(0.012mol)三乙胺加入30ml二氯乙烷中，然后滴加2g3-(二氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰氯，滴加完后，室温反应4h，将反应液倒入饱和食盐水中，用乙酸乙酯萃取数次，干燥，脱溶后，以石油醚：乙酸乙酯1000：1～500为洗脱剂，经柱层析纯化得目标产物。
其他化合物参照上述合成方法。本发明通式(i)的部分化合物可以用表1中列出的具体化合物来说明，但并不限定本发明。
表1：通式(i)的部分化合物
表2：通式(i)部分化合物的核磁数据如下：
实施例7～9为制剂实施例
各组分加入量均为重量百分含量。制剂中活性组分可以选自本发明式(i)中的任意化合物，经折百后计量加入。
实施例7：30％可湿性粉剂
将化合物及其他组分充分混合，经超细粉碎机粉碎后，即得到30％的可湿性粉剂产品。
实施例8：40％浓悬浮剂
化合物及其他组分充分混合，由此得到的浓悬浮剂，用水稀释所得悬浮剂可得到任何所需浓度的稀释液。
实施例9：60％水分散性粒剂
将化合物及其他组分混合粉碎，再加水捏合后，加入10-100目筛网的造粒机中进行造粒，然后再经干燥、筛分(按筛网范围)。
实施例10～11为生物活性测定实施例
实施例10：杀虫活性测定
用分析天平(0.0001g)称取一定质量的原药，用含1％吐温-80乳化剂的dmf溶解配制成1％母液，然后用蒸馏水稀释备用。
以粘虫为靶标采用浸叶法，以朱砂叶螨、苜蓿芽采用喷雾法进行杀虫活性测定。
粘虫的活性测定
浸叶法：供试靶标为粘虫，即将适量玉米叶片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，3d后调查结果。以毛笔触动虫体，无反应视为死虫。
部分测试结果如下：
在500ppm下化合物1、13、19、20、51对粘虫的致死率在80％及以上，化合物2、3、4、5、9、10、11、12、21、41、42、44对粘虫的致死率为100％。
实施例11：杀菌活性测定(盆栽活体测定)
采用活体盆栽测定方法，即将待测化合物样品用少量dmf溶剂(溶剂的种类如丙酮、甲醇、dmf等，并且依据其对样品的溶解能力而选择，溶剂量与喷液量的体积比等于或小于0.05)溶解，用含有0.1％吐温80的水稀释，配制成所需浓度待测液。选择二叶一心、长势一致盆栽水稻苗，药剂喷雾处理后自然晾干，在水稻苗基部中央夹接一块纹枯病菌丝块，接种后移至保湿箱中(rh100％)培养24h，然后移至温度26～28℃，湿度80～90％的培养箱中，恢复光照(光暗周期为14h/10h)培养。5d左右根据病情分级调查，计算防效％。
通过测试，在200ppm下对水稻纹枯病化合物1、2、3、5、10、17、20、21防治效果50～80％,化合物9、11、12防治效果80％及以上，化合物13对黄瓜的防治效果100％。