发明内容
本发明的第一目的是,提供一种其本身具备吡唑类杂环化合物之共性,且其纯度较高的吡唑类化合物。
本发明的第二目的是,提供一种合成反应步骤少,纯化方法简单的获取实现第一发明目的之吡唑类化合物的制备方法。
为实现第一发明目的,提供这样一种吡唑类化合物,在该吡唑类化合物的吡唑环上,连有(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基,且分别有如下Ⅰ、Ⅱ两个通式:
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在这Ⅰ、Ⅱ两个通式中,R均选用-COOCH3,-COOCH2CH3,-H。
为实现第二发明目的,提供这样一种吡唑类化合物的制备方法,该方法制备的该化合物是实现第一发明目的之吡唑类化合物,它由氨基吡唑类衍生物、氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯为原料制备而成,其中,氨基吡唑类衍生物有如下Ⅲ、Ⅳ两个通式:
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在Ⅲ、Ⅳ两个通式中,R均选用-COOCH3,-COOCH2CH3,-H;
该方法包括如下步骤:
①用无水乙腈溶解氨基吡唑类衍生物;其中,无水乙腈∶氨基吡唑类衍生物=40毫升∶0.05摩尔;
②依次加入氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯,再旋摇混匀;其中,氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯的物质的量,均为氨基吡唑类衍生物物质的量的1~1.2倍;
③缓慢加热回流3.5~4.5小时;
④冷却至晶体析出,过滤收集结晶,
⑤用无水乙醇洗涤结晶至少3次,待乙醇挥发完全后即得权利要求1所述的吡唑类化合物。
从实现第一发明目的之方案的结构式中可以看出,本发明提供了一种新的具备同类化合物之共性的吡唑类化合物。验证表明,该连有(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基的吡唑类化合物其纯度高,且尤其具有杀虫的活性,适合于作杀虫剂之用。
从实现第二发明目的之方案中可以看出,本发明制备方法的合成反应步骤少,纯化方法简单;验证表明,其实验操作简便,产物纯度达93%以上。
下面结合具体实施方式,对本发明做进一步的说明。
具体实施方式
(一)一种吡唑类化合物,在该吡唑类化合物的吡唑环上,连有(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基,且分别有如下Ⅰ、Ⅱ两个通式:
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在这Ⅰ、Ⅱ两个通式中,R均选用-COOCH3,-COOCH2CH3,-H。
(二)一种吡唑类化合物的制备方法,该方法制备的化合物是具体实施方式(一)的吡唑类化合物,它由氨基吡唑类衍生物、氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯为原料制备而成,其中,氨基吡唑类衍生物有如下Ⅲ、Ⅳ两个通式:
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在Ⅲ、Ⅳ两个通式中,R均选用-COOCH3,-COOCH2CH3,-H;
该方法包括如下步骤:
①用无水乙腈溶解氨基吡唑类衍生物;其中,无水乙腈∶氨基吡唑类衍生物=40毫升∶0.05摩尔;
②依次加入氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯,再旋摇混匀;其中,氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯的物质的量,均为氨基吡唑类衍生物物质的量的1~1.2倍;
③缓慢加热回流3.5~4.5小时;
④冷却至晶体析出,过滤收集结晶,
⑤用无水乙醇洗涤结晶至少3次,待乙醇挥发完全后即得权利要求1所述的吡唑类化合物。
进一步讲,在上述第②步中,氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯的物质的量,均为氨基吡唑类衍生物物质的量的1.2倍。从理论上讲,前两者的物质的量为后者物质的量的1倍(即它们的物质的量均相等)时,就已经满足了合成的反应量。前两者的物质的量为后者物质的量的1.2倍,对于后者来讲是“过量”的,这种“过量”能够使后者(即氨基吡唑类衍生物)的转化更接近完全。因此,在以下各例中,均用过量的氰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯来举例与验证。
本发明通过了在实验室的试验验证。在验证过程中,首先按照上述具体实施方式(二)的步骤来制备出具体实施方式(一)的各种具体的吡唑类化合物。在步骤①中均用100毫升烧瓶,在该烧瓶内用40毫升无水乙腈来溶解0.05摩尔的各具体的氨基吡唑类衍生物;在步骤③中的缓慢加热回流时间,虽然均掌握在3.5~4.5小时之间,但仍以氨基吡唑类衍生物能够尽量完全转化为度,故平均为4小时左右。其余与前述具体实施方式相同,不赘述。各验证例如下。
验证例1:
由氨基吡唑类衍生物中的3-氨基吡唑为原料,所得吡唑类化合物为3-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑。反应式如下:
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红外光谱分析:
IR(cm-1,KBr):3238.3,3049.5,2982.9,2939.4,2220.1,1678.5,1570.4,1531.0,1492.8,1471.1,1239.1。
核磁共振分析:
3-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑结构式中各氢原子和碳原子的化学位移值(δ/ppm)如下图所示:
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质谱分析:M+(分子离子峰)206。
元素分析:
C%:52.02,N%:27.37,O%:15.46(理论值:C%:52.43,N%:27.18,O%:15.53)。
纯度:96.58%。
结论:验证例1所制备的化合物确为3-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑。
验证例2:
由氨基吡唑类衍生物中的5-氨基吡唑为原料,所得吡唑类化合物为5-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑。反应式如下:
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红外光谱分析:
IR(cm-1,KBr):3238.3,3049.5,2982.9,2939.4,2220.1,1678.5,1570.4,1531.0,1492.8,1471.1,1239.1。
核磁共振分析:
5-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑结构式中各氢原子和碳原子的化学位移值(δ/ppm)如下图所示:
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质谱分析:M+(分子离子峰)206。
元素分析:
C%:52.02,N%:27.37,O%:15.46(理论值:C%:52.43,N%:27.18,O%:15.53)。
纯度:96.58%。
结论:验证例2所制备的化合物确为5-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑。
特别说明:5-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑和3-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑尽管在结构式书写上存在着形式上的差异,但二者具有相同的理化性质,所以,在没有特别需要而必须区分它们的情况下,本领域技术人员也时常不加区别地把它们统统表示成3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑。在后面的验证例中即采用这种表述方式。
验证例3:
由氨基吡唑类衍生物中的3(5)-氨基吡唑-4-甲酸甲酯为原料,所得吡唑类化合物为3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸甲酯。反应式分别如下:
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红外光谱分析:
IR(cm-1,KBr):3221.4,3049.3,2979.5,2219.1,1676.2,1611.8,1497.8,1511.0,1490.8,1393.5。
核磁共振分析:
3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸甲酯结构式中各氢原子和碳原子的化学位移值(δ/ppm)如下图所示:
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质谱分析:M+(分子离子峰)264。
元素分析:
C%:50.13,N%:20.97,O%:24.75(理论值:C%:50.00,N%:21.21,O%:24.24)。
纯度:93.66%。
结论:验证例4所制备的化合物确为3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸甲酯。
验证例4:
由氨基吡唑类衍生物中的3(5)-氨基吡唑-4-甲酸乙酯为原料,所得吡唑类化合物为3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸乙酯。反应式分别如下:
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红外光谱分析:
IR(cm-1,KBr):3229.1,3050.2,2982.7,2220.4,1679.9,1618.8,1492.6,1531.0,1472.7,1239.2。
核磁共振分析:
3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸乙酯结构式中各氢原子和碳原子的化学位移值(δ/ppm)如下图所示:
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质谱分析:M+(分子离子峰)278。
元素分析:
C%:51.72,N%:20.25,O%:23.03(理论值:C%:51.80,N%:20.14,O%:23.02)。
纯度:96.03%。
结论:验证例4所制备的化合物确为3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸乙酯。
上述各例中的各具体的吡唑类化合物,通过杀虫毒力测定试验,证明它们对小菜蛾具有较高的杀灭的活性(见表1),尤其适合于作杀灭小菜蛾(Plutella xylostella L.)之用。
毒力测定试验步骤:
①将各化合物配制成所需浓度,每种化合物设置6个浓度梯度,每个浓度梯度设置3次重复;
②将小白菜叶分别在各化合物溶液中浸5秒钟,取出晾干后,放入直径9厘米的铺有滤纸的培养皿中;
③在培养皿中放入15头小菜蛾3龄幼虫;
④24小时后检查小菜蛾的死亡情况,用毛笔尖触碰试虫,若身体不动则视为死亡。
表1一种吡唑类化合物对小菜蛾的杀灭活性
吡唑类化合物
半数致死浓度(100μg/mL)
3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑
93.74
3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸甲酯
54.62
3(5)-(2-乙氧羰基-2-氰乙烯基)氨基吡唑-4-甲酸乙酯
72.55