噻唑類有機磷化合物及其合成與應用的製作方法

2023-10-20 15:29:27 2

專利名稱：：噻唑類有機磷化合物及其合成與應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種新型噻唑類有機磷化合物及其合成與應用，屬於農用化學品領域。
背景技術：
：農用化學品，在很大程度上緩解了當前全球面臨的土地逐漸減少和人口不斷增加的矛盾，僅僅在蟲害防治方面，每年可挽回15%-30%的農作物產量損失，成為農業生產不可缺少的生產資料。但是隨著化學農藥的長期大量使用，農藥發展中的問題也日漸突出，農藥的急性毒性、慢性毒性、對環境的不良影響和防治對象的抗藥性成為目前農藥研究的重點。同時隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，農產品和食品的衛生安全越來越得到政府的高度重視和社會各界的普遍關注。有機磷農藥因其毒性高、殘留大的特點又成為人們關注的焦點，農業部在近幾年連續做出的幾項關於加強對高毒農藥的管理規定中明確提出停止批准甲胺磷、甲基對硫磷、對硫磷、久效磷和磷胺等五種高毒有機磷農藥的登記，在2004年停止11種有機磷農藥及其復配製劑的使用。因此近幾年研究開發高毒有機磷農藥替代產品成為一個新的開發熱點。有機氯、有機磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯是殺蟲劑中四類主要藥劑。由於殘留毒性和對環境的影響，有機氯殺蟲劑中大多數品種，如六六六、滴滴涕等己禁用。有機磷與氨基甲酸酯在毒性、毒力、對環境影響等方面有諸多相似之處，但有機磷殺蟲劑的價格較便宜。有機磷對害蟲的毒力低於擬除蟲菊酯，對人畜毒性也高於擬除蟲菊酯，但在耐藥性、使用方式、應用範圍等方面佔優勢。因此，隨著高毒品種的被禁用或限制使用，低毒的有機磷殺蟲劑在整個殺蟲劑中仍佔有重要的地位。雜環化合物己經成為新農藥品種發展的主流。在雜環化合物中，含氮雜環化合物由於其廣譜的生物活性如殺蟲、殺菌、除草、抗病毒、抗腫瘤等而引起各國化學家的重視。20多年來開發的含氮雜環化合物主要有菸鹼類似物、吡唑類化合物、吡嗪酮類化合物、噠嗪酮類化合物、咪唑啉酮類化合物、三唑類化合物、三嗪類化合物、嘧啶類化合物、噁唑化合物、咪唑化合物和噻唑類化合物等。在眾多的含氮雜環化合物中，噻唑類化合物在農藥和醫藥等的創製研究中具有重要意義，目前已經在農藥和醫藥中得到了較為廣泛的應用。(R,S)-S-仲丁基-0-乙基-2-氧代-1，3-噻唑烷-3-基硫代磷酸酯，即噻唑磷，通用名fosthiazate，是日本石原公司的一種高效、廣譜、中等毒性的有機磷殺蟲劑，是目前防治植物寄生線蟲較為理想的藥劑之一。但是，噻唑磷存在穩定性差、毒性中等、製劑單一(只有顆粒劑)的缺點。相關的文獻有CN85103896;CN1752093;CN1890236;CN101258149;CN1902196;JP601365960;JP630卵193;JP02078692;EP146748;噻唑磷的合成(農藥，2005，44(5):208-209);異構化法合成噻唑磷(農藥，2006，45(8):527-528)。
發明內容針對現有有機磷農用化學品製備技術及應用上的不足，本發明的目的是提供一種高效、低毒、新化學結構的噻唑類有機磷化合物及其合成方法與其作為農用化學品的應用。本發明所述噻唑類有機磷化合物，其化學結構如通式(I)所示formulaseeoriginaldocumentpage5(I)其中；R,、R,分別為垸基或滷代烷基；X,、X2分別為氫或垸基或滷代烷基或芳烴基;Y是CH廠CH2或CH《H;Z,、Z2、Z3分別為氧或硫。進一步的，所述R、R2分別優選為烷基或滷代烷基；X,、X2分別優選為氫或垸基；Y優選CH2-CH2或CH《H;Z,、Z2、Z3分別優選為氧或硫。再進一步的，所述R,、R2分別優選垸基；X"X2分別優選氫或垸基；Y優選CH2-CH2;Z,、Z2、Z.，分別優選氧。本發明所述噻唑類有機磷化合物的合成方法，步驟是(1)將2-噻唑垸(硫)酮衍生物溶於溶劑中，在攪拌或超聲波振蕩的條件下加入催化劑，並加熱至28"12(TC，然後保溫並不斷攪拌下，滴,加一滷代磷酸酯衍生物，繼續保溫攪拌反應0.5h72h;(2)以過濾或抽濾或經過樹脂填料或水洗方式脫除鹽；(3)以蒸餾或真空蒸餾或萃取方式脫除溶劑，收集餾分，製得外觀為無色至棕色的油狀噻唑類有機磷化合物；其中上述溶劑為苯或甲苯或二甲苯或環己烷或石油醚或正己烷或正庚垸或乙醚或四氫呋喃或N，N-二甲基甲醯胺；上述催化劑為有機鋰化合物或三乙胺或吡啶或鈉或鉀或氫化鈉或氨基鈉或氫氧化鈉或氫氧化鉀或氧化鈉或氧化鉀或氧化鈣或碳酸鉀或碳酸鈉；上述一卣代磷酸酯衍生物是烷氧基烷硫基磷醯一氯或烷氧基烷硫基硫代磷醯一氯或烷氧基垸硫基逐硫代磷醯一氯或烷氧基垸硫基磷醯一溴或垸氧基垸硫基硫代磷醯一溴或垸氧基烷硫基逐硫代磷醯一溴；上述反應中2-噻唑垸(硫)酮衍生物一滷代磷酸酯衍生物催化劑的摩爾配比為1:(0.81.6):(0.81.2)。上述噻唑類有機磷化合物製備過程的反應式如下其中；R。R2分別為垸基或滷代垸基；X,、X2分別為氫或烷基或滷代烷基或芳烴基;Y是CH2-CH2或CH《H;Z。Z2、Z3分別為氧或硫；&是滷素原子。上述噻唑類有機磷化合物的合成方法中所述溶劑優選甲苯或環己烷或石油醚或正己垸或乙醚或N，N-二甲基甲醯胺。上述噻唑類有機磷化合物的合成方法中所述催化劑優選有機鋰化合物或三乙胺或氫化鈉或氫氧化鈉或氧化鈣或碳酸鉀。上述噻唑類有機磷化合物的合成方法中所述一滷代磷酸酯衍生物優選垸氧基垸硫基磷醯一氯或烷氧基烷硫基硫代磷醯一氯或烷氧基烷硫基逐硫代磷醯一氯或垸氧基垸硫基磷醯一溴。本發明所述噻哇類有機磷化合物在製備農用殺蟲或殺菌劑中的應用。本發明的噻唑類有機磷化合物不同於以往的噻唑類化合物，是一種新化學結構的噻唑類衍生物，該類化合物具有良好的生物活性，並具有殺蟲譜廣、殺菌譜廣的特點，而且其毒性低，應用前景良好而廣闊。應用有效量的本發明所述噻唑類有機磷化合物和製劑上可接受的載體或輔料，可製成適於農用的殺蟲劑或殺菌劑。應用有效量的本發明所述噻唑類有機磷化合物並結合相近功能的藥物組分，可製成適於農用的殺蟲或殺菌藥物組合物。具體實施例方式實施例1N-羥乙基-2-噻唑烷酮14.7g溶於150mL甲苯中，加入4.8gNaOH並加熱回流2h，NaOH全部溶解後冷卻至80°C，然後在保溫80'C並不斷攪拌下，.滴加19.5g0"甲基-S-甲基-硫代磷醯一氯的120mL甲苯溶液，滴加完物料後繼續攪拌保溫70h，降溫至常溫後過濾除鹽，加入活性炭5.0g，加熱至100'C並恆溫攪拌2h，抽濾，濾液真空下蒸餾，收集7i74'C/3mmHg的餾分即得無色油狀的產物22.5g。目的產物的結構分析FAB-MS:271.3(M+)，'HNMR(300MHz，CDC13)S:2.62(t,2H，N-逃-CH廠O)，3.22(t,2H,S_CH2，),3.35(s,3H,S-CH3)，4.20(t,2H,N—CH2-)，4.25-4.65(m,5H,0—CH2，0~CH3)。—目的產物即表l中的化合物l。實施例2N-羥乙基-2-噻唑硫酮16.5g溶於150mLDMF(N，N-二甲基甲醯胺)中，加入9.lgK2C03並加熱至K2C0,3全部溶解，在保溫120。C並不斷攪拌下，滴加24.6g0-乙基-S-正丙基-硫代磷醯一溴的120mLDMF溶液，滴加夷物料後繼續攪拌保溫6h，降溫至常溫後過濾除鹽，真空下蒸餾，收集7476'C/3mmHg的餾分即得淡棕色油狀的產物30.7g。目的產物的結構分析FAB-MS:329.4(M+)，'HNMR(300MHz，CDC13)S:1.06-1.37(m，6H，-CH:,)，1.66(m,2H'CH2,-CH3)，2.63(t，2H,N-逃-CH2-0)，3.23-3.56(m，4H，S-CH2)，4.20(t,2H，N-CH2-)，4.25-4.62(m,4H，0~CH2)。目的產物即表l中的化合物6。實施例3N-羥乙基-2-噻唑硫酮16.7g溶於200mL正己烷中，加入2.0gNaH至全部溶解，然後在保溫3(TC並在超聲波震蕩下，滴加23.6g(h乙基-S-仲丁基-硫代磷醯一氯的120mL正己烷溶液，滴加完物料後繼續攪拌保溫0.5h,降溫至常溫後抽濾除鹽，真空下蒸餾，收集7376°C/3mmHg的餾分即得棕色油狀的產物27.6g。目的產物的結構分析FAB-MS:343.4(M+)''HNMR(300MHz,CDC13)S:1.03(t,3H，逃-CH廠CH-)，1.35(t,3H，迅-CH廠O)，L44(d,3H，逃—CH—)，1.74(m，2H，CH—逃一CH:,),2.62(t'2H,N—逃-CH2—0)，3.18(t,2H'S—CH2—)，3.65(m，1H,S—CH-)，4.21(t，2H,N—CH廠)，4.25—4.56(m,4H，0—CH廠)。目的產物即表l中的化合物7。實施例4N-羥乙基-2-噻唑烷酮14.7g溶於150mL環己烷中，加入5.6gKOH並加熱回流3h，K0H全部溶解後冷卻至50。C，然後在保溫50'C並不斷攪拌下，滴加16.5g(K乙基-S-乙基-逐硫代磷醯一氯的150mL環己烷溶液，滴加完物料後繼續攪拌保溫32h，降溫至常溫，加入去離子水30mL水洗除鹽後，無水Na2S04乾燥12h，真空下蒸餾，收集7273°C/3mmHg的餾分即得棕色油狀的產物21.6g。目的產物的結構分析FAB-MS:315.4(,)，'HNMR(300MHz,CDC1:,)6:1.03—1.37(m,6H，_CH3)，2.63(t,2H,N—逃-CH廠O)，3.20-3.46(m，4H，S—CH廠)，4.20(t，2H,N—CH廠)，4.25—4.65(m，4H，0_CH2)。目的產物即表l中的化合物8。實施例5.N-羥乙烯基-2-噻唑烷酮14.6g溶於200mL石油醚中，加入三乙胺3.2mL，然後在保溫6(TC並不斷攪拌下，滴加13.5g0-甲基-S-甲棊磷醯一氯的180mL石油醚溶液，滴加完物料後繼續攪拌保溫58h，陽離子樹脂除鹽，真空下蒸餾，收集7174'C/3mmHg的餾分即得淡棕色油狀的產物17.7g。目的產物的結構分析FAB-MS:269.3，'HNMR(300MHz，CDC13)S:3.21(t,2H，S-CH2-)，3.45(s，3H,S-CH3)，4.22(t,2H,N-CH廠)，4.65(s，3H,O-CH:,),5.22(d,1H,N-CH=),7.21(d,1H,0~CH=)。目的產物即表1中的化合物16。實施例6N-羥乙烯基-2-噻唑硫酮16.2g溶於200mL乙醚中，加入2.4gNaH溶解，在保溫30。C並不斷攪拌下，滴加20.3g0-乙基-S-乙基-逐硫代磷醯一氯的220mL乙醚溶液，滴加完物料後繼續攪拌保溫36h，降溫至常溫後過濾除鹽，真空下蒸餾，收集7376°C/3mmHg的餾分即得棕色油狀的產物23.5g。目的產物的結構分析FAB-MS:313.3，'HNMR(300MHz,CDC13)S:1.05—1.35(m，6H，—CH3)，3.19(t,2H,S-CH廠)，3.67(m,3H,S;CH2-CH3)，4.21(t,2H,N-CH2-)，4.52(m,2H'0-CH廠)，5.21(d,1H,N-CH=)，7.20(d，1H,0-CH=)。目的產物即表l中的化合物23。本發明實施例1-6中所製備以及類似方法製備的典型的噻唑類有機磷化合物(化學結構如通式.(I)所示)，其取代基列於表1。表l噻唑類有機磷化合物的化學結構化合物R！R2z2z3YX,x2MS/序號M+1CH3CH3s00CH2-CH2HH271.32C2H5CH3s00CH2-CH2HH285.33C2H5C2H5s00CH2-CH2HH299.34C2H5n-C3H7s00CH2-CH2HH313.45C2H5sec-C4H9s00CH2-CH2HH327.46C2H5n-C3H7s0sCH2-CH2HH329.47C2H5sec-C4H9s0sCH2-CH2HH343.4tableseeoriginaldocumentpage8實施例7殺菌活性試驗採用活體小株法，用盆栽小麥苗保存孢子對目標化合物進行了油菜菌核病菌(Sclerotoniasclerotio畫)和小麥白粉病菌(Erisiphegriminis)殺菌活性的測定，普篩濃度為100mg/L，24h後檢査結果。殺菌試驗結果見表2。實施例8殺蟲試驗蠶豆蚜(Aphisfabae)試驗方法採用浸漬法，濃度為500mg/L;棉紅蜘蛛(Tetranychusurticae)試驗方法採用浸漬法，濃度為500mg/L;48h後檢查結果。殺蟲試驗結果見表2。表2噻唑類有機磷化合物的殺蟲殺菌活性化合物病菌抑制率/%害蟲死亡率/%tableseeoriginaldocumentpage8765.477.569.573.7845.456.559.662.1949.461.850.969.51020.856.435.846.41135.261.341.647.21221.760.948.151.11371.681.581.271.21489.287.887.386.21565.562.377.278.41665.372.480.681.91773.0訓80.282.81875.179.684.288.31986.990.591.587.02085.690.587.091.52168.079.579.180.22275.179.182.879.02361.180.382.187.82450.861.069.270.32578.680.575.871.82662.975.580.875.52772.980.581.173.32880.774.380.377.72972.775.275.462.權利要求1.一種噻唑類有機磷化合物，其化學結構如通式(I)所示其中；R1、R2分別為烷基或滷代烷基；X1、X2分別為氫或烷基或滷代烷基或芳烴基；Y是CH2-CH2或CH＝CH；Z1、Z2、Z3分別為氧或硫。2.如權利要求1所述噻唑類有機磷化合物，其特徵在於所述R,、R2分別為烷基或滷代垸基;，X,、X2分別為氫或烷基；Y是CH廠CH2或CH《H;Z,、Z2、Z3分別為氧或硫。3.如權利要求2所述噻唑類有機磷化合物，其特徵在於所述R,、R2分別為垸基；X"X2分別為氫或烷基；Y是CH廠CH2;Z,、Z2、Z3分別為氧。4.權利要求1所述噻唑類有機磷化合物的合成方法，步驟是(1)將2-噻唑垸(硫)酮衍生物溶於溶劑中，在攪拌或超聲波振蕩的條件下加入催化劑，並加熱至28'C120'C，然後保溫並不斷攪拌下，滴加一滷代磷酸酯衍生物，繼續保溫攪拌反應0.5h72h;(2)以過濾或抽濾或經過樹脂填料或水洗方式脫除鹽；(3)以蒸餾或真空蒸餾或萃取方式脫除溶劑，收集餾分，製得外觀為無色至棕色的油狀噻唑類有機磷化合物；其中上述溶劑為苯或甲苯或二甲苯或環己垸或石油醚或正己烷或正庚烷或乙醚或四氫呋喃或N，N-二甲基甲醯胺；上述催化劑為有機鋰化合物或三乙胺或吡啶或鈉或鉀或氫化鈉或氨基鈉或氫氧化鈉或氫氧化鉀或氧化鈉或氧化鉀或氧化鈣或碳酸鉀或碳酸鈉；上述一滷代磷酸酯衍生物是烷氧基垸硫基磷醯一氯或垸氧基垸硫基硫代磷醯一氯或烷氧基垸硫基逐硫代磷醯一氯或烷氧基垸硫基磷醯一溴或烷氧基烷硫基硫代磷醯一溴或烷氧基烷硫基逐硫代磷醯"溴；上述反應中2-噻唑垸(硫)酮衍生物一卣代磷酸酯衍生物催化劑的摩爾配比為1:(0.81.6):(0.81.2)。5.如取利要求4所述噻唑類有機磷化合物的合成方法，其特徵在於所述溶劑為甲苯或環己垸或石油醚或正己烷或乙醚或N，N-二甲基甲醯胺。6.如權利要求4所述噻唑類有機磷化合物的合成方法，其特徵在於所述催化劑為有機鋰化合物或三乙胺或氫化鈉或氫氧化鈉或氧化鈣或碳酸鉀。7.如權利要求4所述噻唑類有機磷化合物的合成方法，其特徵在於所述一滷代磷酸酯衍生物是烷氧基烷硫基磷醯一氯或垸氧基烷硫基硫代磷醯一氯或烷氧基烷硫基逐硫代磷醯--氯或烷氧基烷硫基磷醯一溴。8.權利要求1所述噻唑類有機磷化合物在製備農用殺蟲或殺菌劑中的應用。9.一種農用殺蟲劑或殺菌劑，其特徵在於所述殺蟲劑或殺菌劑含有有效量的權利要求1所述噻唑類有機磷化合物和製劑上可接受的載體或輔料。10.—種農用殺蟲或殺菌藥物組合物，其特徵在於所述組合物組分中含有有效量的權利要求1所述噻唑類有機磷化合物。全文摘要本發明公開了一種通式為(I)的噻唑類有機磷化合物，其中R1、R2是烷基或滷代烷基；X1、X2是氫或烷基或滷代烷基或芳烴基；Y是CH2-CH2或CH＝CH；Z1、Z2、Z3是氧或硫。所述該化合物的製備方法為(1)2-噻唑烷(硫)酮衍生物溶於溶劑中，在攪拌或超聲波振蕩的條件下，加入催化劑並加熱至適宜溫度，加入一滷代磷酸酯衍生物，恆溫攪拌反應一定時間；(2)脫除鹽；(3)脫除溶劑，精製，即得外觀為無色至棕色油狀的新型噻唑類有機磷化合物。本發明的化合物具有良好的生物活性，並具有殺蟲譜廣、殺菌譜廣的特點，而且其毒性低，應用前景良好而廣闊。文檔編號C07F9/6539GK101434621SQ20081024954公開日2009年5月20日申請日期2008年12月26日優先權日2008年12月26日發明者劉玉法,劉秀明,華杜,王金山,羅秀滿,魏素梅申請人:山東師範大學