李煥鵬，許良忠

（青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院農(nóng)用化學(xué)品研究所，山東青島 266042）

◆創(chuàng)制與生測◆

3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)吡唑酰胺類新化合物的合成及其殺蟲活性

李煥鵬，許良忠*

（青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院農(nóng)用化學(xué)品研究所，山東青島 266042）

以氯蟲苯甲酰胺為先導(dǎo)化合物，在其吡唑環(huán)上引入四氟丙氧基，合成出6個(gè)吡唑酰胺類新化合物。所有化合物均通過核磁共振氫譜、元素分析等進(jìn)行表征，并對其殺蟲活性進(jìn)行了測定。結(jié)果表明，在0.05 mg/L質(zhì)量濃度下，部分化合物對小菜蛾的生物活性顯著高于氯蟲苯甲酰胺。

吡唑酰胺；新化合物；合成；殺蟲活性；四氟丙氧基

近些年來，雜環(huán)化合物在農(nóng)藥開發(fā)中受到廣泛關(guān)注，因?yàn)槠渚哂卸嘧兊慕Y(jié)構(gòu)及廣泛的生物活性，尤其是含氮雜環(huán)化合物[1-2]。近年來開發(fā)的新化學(xué)農(nóng)藥中，有約70%的品種為含氮雜環(huán)化合物[3]，而吡唑酰胺類化合物是其中重要組成部分。因吡唑酰胺類化合物作用機(jī)理獨(dú)特，毒性低，吡唑環(huán)具有多個(gè)取代位點(diǎn)，且不同取代位點(diǎn)或取代基具有不同的生物活性，成為當(dāng)今殺蟲劑研究的焦點(diǎn)[4]。其中鄰甲酰氨基苯甲酰類化合物（魚尼丁受體抑制劑類）是近年來開發(fā)用于防治鱗翅目害蟲的高效殺蟲劑[5-6]。WO015519公開了具有殺蟲活性的化合物氯蟲苯甲酰胺[7-8]。該化合物對于鱗翅目害蟲具有超高效、長持效，且抗性小，毒性低，屬于典型的綠色環(huán)保殺蟲劑[9]。很多學(xué)者對類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和改造，CN101967139A公開了具有殺蟲活性的化合物Ⅰ，CN103130769A公開了具有殺蟲活性的化合物Ⅱ。

本文合成一種結(jié)構(gòu)新穎的吡唑酰胺類化合物，如通式Ⅲ所示。以氯蟲苯甲酰胺為結(jié)構(gòu)母體，合成了3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)吡唑酰胺類新化合物，在吡唑環(huán)上引入氟代烷氧基團(tuán)，吡啶環(huán)上引入氯原子，在先前的基礎(chǔ)上增加了更多的氟、氯等鹵素原子，增強(qiáng)了目標(biāo)化合物對中樞神經(jīng)的滲透，有效地改善了其生物活性[10]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

2,3,5-三氯吡啶、80%水合肼、20%乙醇鈉、馬來酸二甲酯、過硫酸鉀、濃硫酸、2,2,3,3-四氟丙醇、甲基磺酰氯、氫氧化鈉、濃鹽酸、氯化亞砜、三乙胺，化學(xué)純或分析純；2-氨基-3,5-二鹵代-N-烷基（硫代）苯甲酰胺，青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院制。

核磁共振儀（BrukerAvance-500MHz型，DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)），德國布魯克公司；質(zhì)譜儀；有機(jī)元素分析儀（Thermo Flash 2000 CHNS/O型），美國熱電集團(tuán)；數(shù)字熔點(diǎn)儀（WRS-1A型），上海精密科學(xué)儀器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-52CS型），河南予華儀器廠；循環(huán)水式真空泵（SHB-D型），鄭州英峪予華儀器廠。

1.2 合成路線

目標(biāo)化合物合成路線見圖1。

圖1 目標(biāo)化合物的合成路線

1.2.1 2,2,3,3-四氟丙基甲磺酸酯的合成

向1 000 mL三口瓶中依次加入66 g（0.50 mol）2,2,3,3-四氟丙醇、55.5 g（0.55 mol）三乙胺、300 mL乙酸乙酯，冰浴下滴加57.3 g（0.50 mol）甲基磺酰氯，滴加完畢，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)4 h，抽濾，用少許乙酸乙酯洗滌，濾液旋蒸得到紅褐色油狀液體105 g，收率100%。

1.2.2 3,5-二氯-2-吡啶肼（b）的合成[11]

向250 mL四口瓶中加入36.5 g（0.20 mol）2,3,5-三氯吡啶、62.5 g（1.00 mol）80%水合肼、100 mL水及20 mL乙醇，回流反應(yīng)3 h，TLC確定反應(yīng)終點(diǎn)。降至室溫，抽濾（母液可重復(fù)利用），水洗及少量乙醇洗滌，烘干得到白色針狀晶體（中間體b）34.8 g，熔點(diǎn)179～181℃，收率97.8%。

1.2.3 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-羥基-4,5-二氫-2H-吡唑-5-甲酸甲酯（c）的合成

向500 mL四口瓶中加入65.3 g（0.19 mol）20%乙醇鈉、50 mL乙醇，水浴下緩慢滴加23.8 g（0.17 mol）馬來酸二甲酯，滴畢，升溫至回流，加入26.7 g（0.15 mol）中間體b，繼續(xù)反應(yīng)0.5 h，析出大量亮黃色晶體，抽濾，濾餅乙醇洗滌后加入到100 mL水中，冰醋酸調(diào)節(jié)pH值至4～5，抽濾、水洗，干燥得到黃白色固體（中間體c）23.2g，熔點(diǎn)105～108℃，收率53.3%。

1.2.4 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-羥基-1H-吡唑-5-甲酸甲酯（d）的合成

向250 mL四口瓶中加入20.3 g（0.07 mol）中間體c、22.7 g（0.08 mol）過硫酸鉀、100 mL自來水，攪拌下加入5滴濃硫酸，控溫70℃反應(yīng)2 h。TLC跟蹤反應(yīng)，室溫抽濾、水洗、干燥，得淺黃色固體（中間體d）18.8 g。柱層析后所得中間體熔點(diǎn)164～167℃，收率93.2%。

1.2.5 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1H-吡唑-5-甲酸甲酯（e）的合成

向250 mL四口瓶中加入17.3 g（0.06 mol）中間體d、9.94 g（0.07 mol）粉末K2CO3，甲苯和DMF各50 mL，升溫回流反應(yīng)5 h，TLC確定反應(yīng)終點(diǎn)。稍降溫抽濾，濾餅用少許乙腈洗滌，濾液脫溶，向殘余物中加入CH2Cl2和水各50 mL，靜置分液，有機(jī)層水洗3次，干燥后脫溶得到紅褐色油狀產(chǎn)物（中間體e）23.6 g。重結(jié)晶后熔點(diǎn)64～67℃，收率97.8%。

1.2.6 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1H-吡唑-5-甲酸（f）的合成

向250 mL四口瓶中加入23.6 g（0.06 mol）中間體e、40 mL甲醇，攪拌下滴加10%氫氧化鈉水溶液28.1 g，升溫至40～50℃反應(yīng)1 h，TLC確定反應(yīng)終點(diǎn)。蒸除甲醇，用濃鹽酸調(diào)pH值至2～3，析出大量白色固體，抽濾、水洗、干燥，得到白色產(chǎn)物（中間體f）20.7 g，熔點(diǎn)156～158℃，收率90.9%。

1.2.7 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1H-吡唑-5-甲酰氯（g）的合成

向250 mL四口瓶中加入19.4 g（0.05 mol）中間體f、80 mL甲苯，常溫滴加8.9 g（0.08 mol）氯化亞砜，滴畢緩慢升溫至回流，反應(yīng)3 h，蒸出甲苯，再加入20 mL甲苯，旋蒸，確保氯化亞砜除盡，得到紅褐色油狀液體（中間體g）20.3 g，收率100%。

1.2.8 最終產(chǎn)物Ⅲ-1的合成[12]

在100 mL三口瓶中加入1.9 g（0.01 mol）2-氨基-3,5-二氯-N-甲基硫代苯甲酰胺、30 mL乙腈、1.01 g（0.01 mol）三乙胺和3.7 g（0.01 mol）中間體g，常溫反應(yīng)2 h，TLC跟蹤監(jiān)測。抽濾、水洗，干燥得到粗品黃色固體3.91 g，收率81%。柱層析（V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶3）得到黃色晶體，熔點(diǎn)123.5～125.8℃。

參照上述方法制備通式Ⅲ中其它目標(biāo)化合物。

2 結(jié)果與討論

2.1 新化合物理化數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)表征

表1列出了6個(gè)目標(biāo)化合物的理化數(shù)據(jù)。

“我要感謝王一格同學(xué)。我在跳高的時(shí)候有點(diǎn)害怕，跑到跳桿前又退縮了，是王一格同學(xué)跑到我身邊，拍拍我的肩膀，告訴我別害怕。她給了我力量，讓我努力跑向跳桿，跳了過去?！?/p>

表1 目標(biāo)化合物的理化數(shù)據(jù)

目標(biāo)化合物的數(shù)據(jù)表征見表2。

表2 目標(biāo)化合物的元素分析及核磁數(shù)據(jù)

2.2 活性測定

采用浸葉法，考察目標(biāo)化合物對小菜蛾的生物活性。目標(biāo)化合物Ⅲ-1～Ⅲ-6及氯蟲苯甲酰胺對小菜蛾的殺蟲活性測定結(jié)果見表3。

從生物活性數(shù)據(jù)可以看出:在0.1 mg/L質(zhì)量濃度下，合成的系列化合物對小菜蛾均有較高的活性，化合物Ⅲ-1、Ⅲ-3、Ⅲ-5對小菜蛾的致死率均達(dá)到90%。在0.05 mg/L質(zhì)量濃度下，化合物Ⅲ-1對小菜蛾的殺蟲效果也達(dá)到90%，超過了先導(dǎo)化合物氯蟲苯甲酰胺。

分析兩者結(jié)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)，取代基的不同導(dǎo)致了其生物活性的不同。R2位置硫原子活性大于氧原子，原因可能是硫原子在害蟲體內(nèi)轉(zhuǎn)化為氧原子，這個(gè)過程提高了藥效。

表3 目標(biāo)化合物對小菜蛾的生物活性數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

通過引入四氟丙氧基從而合成了6個(gè)3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)吡唑酰胺類化合物，并對其進(jìn)行了小菜蛾的生物活性測定。此系列中部分化合物對小菜蛾的殺蟲活性較高，化合物Ⅲ-1在0.05 mg/L質(zhì)量濃度下對小菜蛾的活性顯著高于氯蟲苯甲酰胺。且R2為S時(shí)，化合物在常見有機(jī)溶劑中溶解性較好，克服了氯蟲苯甲酰胺在常用有機(jī)溶劑中溶解度低的弊端。

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（責(zé)任編輯：柏亞羅）

表2 乙唑螨腈對朱砂葉螨螨卵的孵化抑制率

由表可知:在質(zhì)量濃度為5.0 mg/L時(shí)，乙唑螨腈對朱砂葉螨卵孵化抑制率達(dá)到100%。

3 結(jié)果與討論

乙唑螨腈以對叔丁基苯乙腈為起始原料，經(jīng)縮合、?；磻?yīng)制得，合成操作簡便，原材料成本較低。同時(shí)，乙唑螨腈對朱砂葉螨成螨、若螨具有較好的活性，對螨卵孵化抑制作用明顯，具有一定的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：顧林玲）

Synthesis and Insecticidal Activity of 3-(2,2,3,3-Tetrafluoropropoxy)-pyrazole Amides New Compounds

LI Huan-peng,XU Liang-zhong*
(Agrochemical Graduate School of Qingdao University of Science＆Technology,Shandong Qingdao 266042,China)

Using chlorantraniliprole as lead structure,six new pyrazole amides were synthesized by introducing the tetrafluoropropoxy group into its pyrazole ring.The structures of all compounds were characterized by1H NMR and elemental analysis.The preliminary bioassay showed that all compounds exhibited good activities against diamoundback moth,and some of them even were more active than chlorantraniliprole at a dosage of 0.05 mg/L.

pyrazole amide;new compound;synthesis;insecticidal activity;tetrafluoropropoxy group

TQ 450.1＋1

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2016.06.005

2016-02-15；

2016-03-14

李煥鵬（1992—），男，山東省濰坊市人，碩士研究生，主要從事農(nóng)藥合成研究。E-mail:496563467@qq.com

許良忠，男，教授，博導(dǎo)，主要從事新農(nóng)藥合成、助劑及肥料的研究。