含菊酸结构吡唑类化合物及制备方法和用途.pdf

本发明公开了一种结构通式(I)含菊酸结构吡唑类化合物、制备方法与应用，式中各取代基定义见说明书。本发明化合物杀虫效果好，生产工艺简单、收率高。

权利要求书
1.  一种含菊酸结构吡唑类化合物，如通式(I)所示：

其中，R1、R2和R3各自独立地为氢、卤素、C1～3烷基或C1～3取代烷基。

2.  根据权利要求1所述通式(I)化合物，其中：
R1、R2和R3各自独立地为氢、氟、氯、溴、甲基或三氟甲基。

3.  根据权利要求1～2中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中化合物选自：
序号 R1R2R31 2-F H H 2 H H H 3 4-CF3H H 4 4-CH3H H 5 2-F 4-F H 6 4-Cl H H 7 2-Cl 4-CF36-Cl 8 3-Cl 4-Cl H

4.  一种制备如权利要求1所述的通式(I)化合物的方法，反应式如下：

其中，R1、R2和R3各自独立地为氢、卤素、C1～3烷基或C1～3取代烷基。

5.  根据权利要求4所述的制备方法，其中
反应A中的反应溶剂选自醇类或者水等质子性溶剂，反应温度为-15℃～50℃；
反应B中的反应溶剂选自醇类或者水等质子性溶剂，反应温度为5～60℃；
反应C中的反应溶剂选自卤代烃或苯类等弱、非极性溶剂，反应温度为60℃～120℃。

6.  根据权利要求5所述的制备方法，其中
反应A的溶剂优选为水，反应温度优选为-10℃～5℃；
反应B的溶剂优选为水，反应温度优选为5℃～25℃；
反应C的溶剂优选为甲苯，反应温度优选为90℃～100℃。

7.  权利要求1～3中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐在制备杀虫剂中的应用。

8.  一种杀虫组合物，其特征在于：含有作为活性组分如权利要求1所述的通式I化合物为活性成分，辅以农业上可接受的载体组成。

说明书含菊酸结构吡唑类化合物及制备方法和用途
技术领域
本发明属于农药杀虫剂领域。具体地涉及一种含菊酸结构吡唑类化合物、制备方法及用途。
背景技术
在农药应用上，吡唑类化合物具有杀虫、杀菌和除草活性，并且表现出高效、低毒和结构多样性。如杀虫剂功夫菊酯、氯氰菊酯等。
拟除虫菊酯类化合物的作用机制最新研究表明，它与滴滴涕农药虽然在化学结构上不同，但都存在着相似的神经系统作用机制。经人们进一步分析得知，拟除虫菊酯类化合物的作用机理主要是使得钠离子通道长期开放，从而导致害虫兴奋过度死亡。研究还表明了，菊酯类农药能作为高效杀虫剂的主要原因之一，是菊酯类农药作用在昆虫上后，昆虫神经的钠离子通道被极大程度的放大，从而引起昆虫兴奋过度。菊酯类农药的特点为：(1)由于菊酯类化合物对昆虫神经钠离子通道作用与温度有依赖性关系，因此菊酯类农药在低温时比高温有更好的杀虫作用；(2)菊酯类农药对昆虫毒性要比哺乳动物高得多
现有技术中，结构如本发明通式I所示的含菊酸结构吡唑类化合物未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种含菊酸结构吡唑类化合物。
本发明的另一目的是提供上述化合物的制备方法和上述化合物在制备杀虫剂方面的应用。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种含菊酸结构吡唑类化合物，如通式I所示：

其中，
R1、R2和R3各自独立地为氢、卤素、C1～3烷基或C1～3取代烷基。
本发明中的化合物或其药学上可接受的盐，其中化合物优选选自：
序号R1R2R312-FHH2HHH34-CF3HH44-CH3HH52-F4-FH64-ClHH72-Cl4-CF36-Cl83-Cl4-ClH
本发明中的“药学上可接受的盐”表示保留母体化合物生物有效性和性质的那些盐。包括：与盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸、三氟乙酸、草酸、甲磺酸、对甲苯磺酸、苯甲酸、马来酸、山梨酸、苹果酸或柠檬酸形成的盐。
一种制备如权利要求1所述的通式(I)化合物的方法，反应式如下：

其中，R1、R2和R3的定义如上所述。
此反应在溶剂中进行。其中第一步反应(A)的溶剂为质子性溶剂：醇类或者水等，例如乙醇、水等，优选为水；第二步反应(B)的溶剂为质子性溶剂：醇类或者水等，例如乙醇、水等，优选为水；第三步反应(C)的溶剂为弱、非极性溶剂：卤代烃或苯类等，优选为甲苯。
反应A中的反应温度为-15℃～50℃，优选-10℃～5℃；反应B中的反应温度为5～60℃，优选为5℃～25℃；反应C中的反应温度为60℃～120℃，优选为90℃～100℃。
本发明的化合物或其药学上可接受的盐可应用于制备杀虫剂。本发明通式(I)化合物可以单独用作杀虫剂，或与辅助剂制成剂型用作杀虫剂，以便增进其杀虫效力。
本发明还公开了一种杀虫组合物，其特征在于：含有作为活性组分如权利要求1所述的通式I化合物为活性成分，辅以农业上可接受的载体组成。可制成杀虫气雾剂等剂型使用。
杀虫气雾剂中除了本发明通式(I)化合物外，还含有0.1％～70％重量的溶剂和28％～99.88％重量的推进剂。溶剂为C10～18的D60，D80，D110溶剂油等烷烃类溶剂；水；C2～C8的小分子醇类溶剂等一种或多种的混合物。
本发明化合物用量少，杀虫效果好；并且合成工艺方法简单，具有广阔的市场前景。
以本发明实施例所得化合物测定本发明化合物的杀虫活性。
库蚊杀虫效果(气雾剂)
分别将实施例得到的化合物1-8按照实施例17的方法配成气雾剂。
采用标准测试圆筒，按照GB 13917.2-2009中规定进行测试，将供试库蚊放在棕色瓶中，从杀虫气雾剂中定量喷射1g药剂，1min后抽出挡板，使药剂和昆虫接触，立即计时，记录被击倒昆虫数量，20min后，将供试库蚊转移至清洁的养虫笼中，24h后检查死虫数。
在浓度为0.1％(基于活性化合物的含量)处，根据调查数据，计算各处理的24h死亡率，规定活性分级标准：A级：90％≤24h死亡率＜100；B级：75％≤24h死亡率＜90％；C级：50％≤24h死亡率＜75％；D级：25％≤24h死亡率＜50％；E级：0≤24h死亡率＜25％。
测试结果表明：8个化合物中A级活性的有5个，分别为化合物1、化合物3、化合物5、化合物7和化合物8；B级1个，分别为化合物6；D级活性2个，为化合物2、化合物4。
具体实施方式
实施例1
本例说明5-氨基-1-(2-氟苯基)-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol 2-氟苯胺苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗(2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物2.13g，收率78.0％，产物熔点：157～159℃。
实施例2
本例说明N-(5-(3-氰基-1-(2-氟苯基)-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol5-氨基-1-(2-氟苯基)-3-氰基-1H-吡唑和40ml甲苯，加热至 90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物3.77g。收率80.2％。产物熔点：155-156℃；1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.12(s，3H，-CH3)，1.25(s，3H，-CH3)，2.28(s，2H，cyclopropane-CH)，6.87(s，1H，pyrazole-CH)，7.10(m，1H，C＝CH)，7.48-7.51(d，J＝6.3Hz，2H，Ph-H)，7.67-7.69(d，J＝6Hz，2H，Ph-H)，10.81(s，1H，CO-NH)，11.36(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例3
本例说明5-氨基-1-苯基-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗(2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物2.89g，收率78.8％，产物熔点：182～184℃。
实施例4
本例说明N-(5-(3-氰基-1-苯基-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol 5-氨基-1-苯基-3-氰基-1H-吡唑和40ml甲苯，加热至90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物4.34g。收率79.6％。产物熔点：161-163℃。1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.15(s，3H，-CH3)，1.26(s，3H，-CH3)，2.28(s，2H，cyclopropane-CH)，6.93(s，1H，pyrazole-CH)，7.10(s，1H，C＝CH)，7.55-7.61(m，J＝3.6Hz，5H，Ph-H)，10.85(s，1H，CO-NH)，11.32(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例5
本例说明5-氨基-1-(4-三氟甲基苯基)-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol 4-三氟甲基苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗 (2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物1.6g，收率70.4％，产物熔点：152～154℃。
实施例6
本例说明N-(5-(3-氰基-1-(4-三氟甲基苯基)-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol 5-氨基-1-(4-三氟甲基苯基)-3-氰基-1H-吡唑和40ml甲苯，加热至90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物4.53g。收率87.2％。产物熔点：165-167℃；1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.16(s，3H，-CH3)，1.27(s，3H，-CH3)，2.29-2.30(d，J＝4.2Hz，2H，cyclopropane-CH)，6.96(s，1H，pyrazole-CH)，7.14(s，1H，C＝CH)，7.90(s，4H，Ph-H)，10.88(s，1H，CO-NH)，11.34(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例7
本例说明5-氨基-1-(4-甲基苯基)-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol 4-甲基苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗(2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物1.53g，收率75.8％，产物熔点：129-131℃。
实施例8
本例说明N-(5-(3-氰基-1-(4-甲基苯基)-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol 5-氨基-1-(4-甲基苯基)-3-氰基-1H-吡唑和40ml甲苯，加热至90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物3.99g。收率85.7％。产物熔点：166-169℃；1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.15(s，3H，-CH3)，1.26(s，3H，-CH3)，2.27(s，2H，cyclopropane-CH)，2.36(s，3H，-CH3)，6.94(s，1H，pyrazole-CH)，7.08(s，1H，C＝CH)，7.32-7.35(d，J＝8.4Hz，2H，Ph-H)，7.47-7.50(s，J＝8.1Hz，2H，Ph-H)，10.87(s，1H，CO-NH)，11.32(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例9
本例说明5-氨基-1-(2，4-二氟苯基)-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol 2，4-二氟苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗(2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物2.4g，收率81.0％，产物熔点：139～141℃。
实施例10
本例说明N-(5-(3-氰基-1-(2.4-氟苯基)-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol 5-氨基-1-(2，-二氟苯基)-3-氰基-1H-吡唑和40ml甲苯，加热至90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物4.07g。收率83.5％。产物熔点：161-163℃；1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.14(s，3H，-CH3)，1.25(s，3H，-CH3)，2.27-2.28(d，2H，cyclopropane-CH)，6.88(s，1H，pyrazole-CH)，7.08(s，1H，C＝CH)，7.32-7.35(d，1H，Ph-H)，7.57-7.633(t，1H，Ph-H)，7.77-7.82(t，J＝6.0Hz，1H，Ph-H)，10.79(s，1H，CO-NH)，11.36(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例11
本例说明5-氨基-1-(4-氯苯基)-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol 4-氯苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗(2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物1.74g，收率79.6％，产物熔点：197～199℃。
实施例12
本例说明N-(5-(3-氰基-1-(4-氯苯基)-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol 5-氨基-1-(4-氯苯基)-3-氰基-1H-吡唑和40ml甲苯，加热至90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲 苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物4.02g。收率82.7％。产物熔点：157-159℃；1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.17(s，3H，-CH3)，1.27(s，3H，-CH3)，2.28(s，2H，cyclopropane-CH)，6.97(s，1H，pyrazole-CH)，7.10(s，1H，C＝CH)，7.58-7.61(d，J＝8.7Hz，2H，Ph-H)，7.65-7.68(d，J＝8.7Hz，2H，Ph-H)，10.79(s，1H，CO-NH)，11.31(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例13
本例说明5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol 2，6-二氯-4-三氟甲基苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗(2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物2.40g，收率74.7％，产物熔点：152～153℃。
实施例14
本例说明N-(5-(3-氰基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基苯基)-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol 5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲基)-3-氰基-1H-吡唑，加热至90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物4.82g。收率81.9％。产物熔点：164-167℃；1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.08(s，3H，-CH3)，1.24(s，3H，-CH3)，2.26(s，2H，cyclopropane-CH)，6.77(s，1H，pyrazole-CH)，7.17(s，1H，C＝CH)，8.29(s，1H，Ph-H)，8.40(s，1H，Ph-H)，10.89(s，1H，CO-NH)，11.47(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例15
本例说明5-氨基-1-(3，4-二氯苯基)-3-氰基-1H-吡唑的制备
冰盐浴条件下在四口烧瓶中加入0.01mol 3，4-二氯苯胺、5ml乙醇和浓盐酸3.0ml(0.035mol)。将0.018mol亚硝酸钠和10ml水溶液缓慢滴入反应瓶中，加毕后反应0.5h得黄色重氮盐溶液。。
在三口烧瓶中加入0.01mol 2，3-二氰基丙酸乙酯，将上述重氮盐溶液缓慢滴入烧瓶中，反应2h。加氨水调节pH到9-10，室温反应2h。反应毕以40ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗 (2×30mL)，饱和氯化钠溶液洗(1×40mL)，无水硫酸钠干燥后旋蒸除部分溶剂、析晶得产物1.91g，收率75.3％，产物熔点：146～148℃。
实施例16
本例说明N-(5-(3-氰基-1-(3.4-氯苯基)-1-H-吡唑)氨基甲酰基)-3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰胺的制备
在四口烧瓶中加入0.01mol 5-氨基-1-(3，4-二氯苯基)-3-氰基-1H-吡唑40ml甲苯，加热至90℃，滴加3-(2-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯基)-2，2-二甲基环丙烷甲酰基异氰酸酯0.01mol和5ml甲苯溶液，回流反应5h。反应结束后，冷却析晶、过滤，滤饼用乙醇重结晶得产物4.59g。收率88.1％。产物熔点：158-161℃；1H NMR(DMSO-d6，δ)：1.20(s，3H，-CH3)，1.27(s，3H，-CH3)，2.29(s，2H，cyclopropane-CH)，6.99(s，1H，pyrazole-CH)，7.13(s，1H，C＝CH)，7.64-7.67(s，1H，Ph-H)，7.80-7.83(d，J＝8.4Hz，1H，Ph-H)，8.05-8.06(d，J＝2.1Hz，1H，Ph-H)，10.85(s，1H，CO-NH)，11.36(s，1H，CO-NH-CO)。
实施例17 0.1％杀虫气雾剂
将0.1重量份的本发明权利1所述的各化合物，以及39.9重量份的D80溶剂油在40℃下混合制备成杀虫制剂。将得到的制剂放入气雾罐中，在加压下通过阀注入60.0重量份丙丁烷，以得到杀虫气雾剂。