一种[1,2,4]三唑[4,3-α]吡啶-3(2H)-酮衍生物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种[1，2, 4]三唑[4,3-a]吡 啶-3 (2功-酮衍生物及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 农药的施用是增加农业产量的一种有效途径，现代农业中除草剂发挥着非常重要 的作用。如今，全球除草剂的抗性问题已成为严重问题，迫在眉睫的是开发新颖的高活性化 合物与新的交互机制克服杂草抗性。三唑啉酮类衍生物往往表现出较好的除草活性，其中 一些已经开发成商品化的农药。比如，唑啶草酮、胺唑草酮、甲磺草胺和唑酮草酯等。同样， 吡啶衍生物也显示多样的的生物活性，许多商业除草剂都含吡啶环，例如，氟吡草腙，氟硫 草定等。稠杂环化合物通常显示两个杂环化合物的功能。据报道，1，2, 4-三唑[4, 3, a]吡 啶具有优良的生物活性，特别是除草活性。吡啶环结合1，2, 4-三唑环被认为是一种合成新 活性化合物的好方法，但尚未见相关报道。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的是提供一种[1，2, 4]三唑[4, 3-a] 吡啶-3 (2功-酮衍生物及其制备与应用，具体为一种具有除草活性的8-氯代-[1，2, 4]三 唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物及其制备方法与应用。
[0004] 所述的一种[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物，其特征在于该类化合 物的结构通式如式（I)所示：
(I) 式（I)中：R为苯甲基，4-氯苯甲基，4-甲氧基苯甲基，3-氯苯甲基，2-氟苯甲基，4-溴 代苄基，4-(叔丁基）苯甲基，4-腈基苯甲基，乙腈基，丙基，十一烷基，丁基或烯丙基。
[0005] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于包 括如下步骤： 1) 将如式（II)所示的3-氯-2-肼基吡啶与二羰基咪唑加入四氢呋喃中，在室温下发 生环化反应制得如式（III)的化合物（III)，反应结束后，混合物倒入水中，抽滤析出化合 物（III)，重结晶纯化； 2) 将步骤1)得到的化合物（III)与有机溶剂、RX和碱性物质在室温下反应24h，反应 完成后倒入碎冰中重结晶收集，获得式（I)所示的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3(2功-酮 衍生物； 其合成过程如下：
式（I)中的R基与RX中的R基相同，R为苯甲基，4-氯苯甲基，4-甲氧基苯甲基，3-氯 苯甲基，2-氟苯甲基，4-溴代苄基，4-(叔丁基）苯甲基，4-腈基苯甲基，乙腈基，丙基，十一 烷基，丁基或稀丙基，X为卤素。
[0006] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于步 骤1)所述的室温下反应时间为20-26h，优选为24h。
[0007] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于步 骤1)中重结晶用的溶剂为石油醚、乙酸乙酯、正己烷或乙醇中的一种或多种。
[0008] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于步 骤2)中所述的有机溶剂为N，N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1，4-二氧六环或丙酮中的一种或 多种。
[0009] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于步 骤2)中所述的碱性物质为碳酸钾、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾或氢化钠中的一种或多 种。
[0010] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3(2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于 3_氯-2-肼基吡啶与二羰基咪唑的物质的量之比为I :1. 0~1. 4。
[0011] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于所 述的化合物（ΠΙ)、RX和碱性物质的物质的量之比为I: I. 0~1. 5:1. 0~1. 5。
[0012] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物的制备方法，其特征在于有 机溶剂体积用量以化合物（ΠΙ)的物质的量计为3~9ml/mmol。
[0013] 所述的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物在制备防治稗草、狗尾草、早 熟禾、芥菜、苘麻、反枝苋或小藜的除草剂中的应用。
[0014] 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[1，2, 4]三 唑[4, 3-a]吡啶-3(2功-酮衍生物及中间体的其制备方法及应用，其制备方法简单、操作方 便，对设备要求低，反应收率高，产品后处理方便，纯度高，且该化合物为具有除草活性的新 化合物，特别对于防治稗草、狗尾草、早熟禾、芥菜、苘麻、反枝苋或小藜上有很好的效果，为 新农药的研发提供了基础。
【具体实施方式】
[0015] 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： 本发明的[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮衍生物（I)可以如下方法合成： 实施例1 :合成2-苯甲基-8-氯-[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮 将二羰基咪挫（1.4 mmol)，3_氯-2-肼基啦啶（I mmol)加入到反应瓶中，反应混合 物溶解于四氢呋喃溶剂中，而后在室温下反应24h，反应结束后倒入40ml水形成沉淀后过 滤，粗固体用石油醚重结晶。将四氢咲喃（3 mL)，式（III) (0.25 g, Immol)，氯化节（1.5 _〇1)和碳酸钾（1.5 mmol)到反应瓶中，然后在室温下反应24h，反应结束后倒入碎冰中 重结晶收集。所得2-苯甲基-8-氯-[1，2, 4]三唑[4, 3-a]吡啶-3 (2功-酮，产率75%，熔 点 109-111Γ; IHNMR (CDC13，400 MHz)，δ: 5.21 (s，2H，NCH2)，6.45(t，#6.8Hz， 1H, Py-H), 7. 15(d, ^7. 2Hz, 1H, Py-H), 7. 31-7. 34 (m, 3H, Ar-H), 7. 43-7. 45 (m, 2H, Ar-H), 7. 75(d, ^7. 2Hz, 1H, Py-H). Elemental analysis for C13H10C1N30: found C 59.99, H 3.76, N 16.01; calcd. C, 60.12; H, 3.88; N, 16. 18〇
[0016] 实施例2: 合成方法同实施例1，二羰基咪唑投料1.0 mm〇l，3-氯-2-肼基啦啶投料也是I mmol， 目标产物产率 73%，熔点 119-121°C ; IH NMR (CDC13, 400 MHz), δ ： 5. 21 (s, 2H, NCH2), 6.45(t, ^6.8Hz, 1H, Py-H), 7. 15(d, ^7. 2Hz, 1H, Py-H), 7. 31-7. 34(m, 3H, Ar-H), 7. 43-7. 45 (m, 2H, Ar-H), 7. 75 (d, /=7. 2Hz, 1H, Py-H). Elemental analysis for C13H10C1N30: found C 59.99, H 3.76, N 16.01; calcd. C, 60.12; H, 3. 88; N, 16. 18。
[0017] 实施例3 :合成2-苯甲基-8-氯-[1，2, 4]三唑[4, 3, a]吡啶-3 (2H)酮 尿素 （I mmol)，3-氯-2-肼基啦啶（143 mg, 1.0 mmol)加入到CEM特定微波消解罐 中。而后微波辅助合成仪在（150 W, 160 °C, 200 psi, 5 min)条件下福射工作。混合 物通过微波腔压缩空气5 min冷却至室温。然后倒入40ml水形成沉淀后过滤，粗固体用正 己烧重结晶。将丙酮（4 mL)，式（III) (0.25 g, lmmol)，氯化节（1.1 mmol)和碳酸氢钾 (I. 2 mmol)加入 CEM 10 ml 额定压力罐。而后在（150 w, 90°C，200 psi, 15 minutes) 条件下微波辐射辅助合成。然后冷却到50 °C以下后倒入碎冰中重结晶收集。所得2-苯 甲基-8-氯-[1，2,4]三唑[4,3-<3]吡啶-3(2功-酮，产率70%，熔点111-113°(： ;1!1匪1? (CDC13，400 MHz), δ: 5.21 (s，2H，NCH2), 6.45(t,方6.8Hz，1H，Py-H), 7.15(d， 方 7·2Ηζ，1H，Py-H), 7.31-7. 34 (m, 3H，Ar-H), 7.43-7.45 (m, 2H，Ar-H), 7.75 (d， ^7. 2Hz, 1H, Py-H). Elemental analysis for C13H10C1N30: found C 59.99, H 3.76, N 16.01; calcd. C, 60.12; H, 3.88; N, 16.18。
[0018] 根据已有的实施例，优选出最优条件，通过改变RX，合成不同的含吡啶的三唑类化 合物。以下为最优条件的实施例： 将二羰基咪挫（I mmol)，3-氯-2-肼基啦啶（143 mg, I mmol)加入到含有四