一種具有殺蟲作用的1,3,4-噻二唑衍生物及其製備方法和應用的製作方法

2023-06-26 23:31:41

專利名稱：：一種具有殺蟲作用的1,3,4-噻二唑衍生物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種具有殺蟲作用的1，3,4-噻二唑衍生物，本發明還涉及該衍生物的製備方法和在農業中的應用。
背景技術：
：我國是個農業大國，也是生產和消費農藥的大國之一。由於農藥的大量使用，加之監督管理又落後於生產，造成對生態環境的汙染和人體健康的危害。研製高效、低殘留、無公害的農藥，即環境友好的綠色農藥，是今後農藥的發展趨勢。在化學農藥的發展中，雜環化合物是新農藥發展的主流，最近國內外開發的一些高效、低毒農藥新品種中，通過引進雜環結構，其生物活性或性能有明顯提高，其中主要的雜環有噻二唑、噻唑啉酮、三氮唑、嘧啶、噁二唑和三嗪等。含有3個雜原子的1,3，4-噻二唑衍生物是一類高活性的雜環化合物，因該類化合物N-C-S基團而具有廣譜生物活性，具有獨特的殺蟲、抗病毒、除草、植物生長調節等生物活性，在農業上可用作殺蟲劑、除草劑、植物生長調節劑和驅蟲藥，還可用來防止白葉枯病、柑橘潰瘍病、蕃茄青枯病等。典型的商品品種有EliEilly公司開發的商品殺蟲劑幾噻唑，水稻白葉枯病、桃穿孔病防治劑葉青雙(又名噻枯唑)、水稻細菌性條斑病防治劑噻唑鋅等。此外，眾所周知，擬除蟲菊酯是在天然除蟲菊酯化學結構研究基礎上發展起來的高效、廣譜、快速擊倒、神經致毒性殺蟲劑，至今仍受人們青睞。商品化的二氯菊酸酯(Dichlorchrysanthemicacidester)，它是具有觸殺和胃毒雙重作用的殺蟲劑，殺蟲範圍很廣；它即可保護大多數作物不受半翅目害蟲的侵害，也可用於防治地下害蟲。研究人員對菊酸酯的酸部分二氯菊酸進行改造，合成了功夫酸，繼而合成了聯苯菊酯(氟氯菊酯)、功夫菊酯(氯氟氰菊酯)和七氟菊酯等新一代菊酯類農藥。功夫菊酯除了可以有效的防治大麥、白菜、棉花和馬鈴薯上的害蟲，也可以用來防治多種地表害蟲和公共衛生害蟲。有害生物的抗藥性及抗性治理是植物保護和農藥工業永恆的主題。多數農藥品種易被有害生物產生抗藥性，研製開發新藥劑是解決抗藥性問題的有效途徑，開發超高效、低公害藥劑是新農藥開發的必然趨勢。
發明內容本發明的目的在於提供一種新型1，3,4-噻二唑衍生物和該衍生物的製備方法及製備殺蟲劑上的應用，以克服現有產品的抗藥性。本發明的目的可以通過以下措施來達到鑑於l,3，4-噻二唑結構與菊酸結構均具有良好的生物活性，依據新農藥創製原則，本發明利用拼合原理和生物電子等排原理對現有1,3，4-噻二唑類高效品種進行基團變化和修飾，將l,3,4-噻二唑活性母核與具有高生物活性的菊酸結構進行活性拼接，設計、合成1，3，4-噻二唑菊醯胺化合物，通過兩者的協同作用，增加殺蟲效果，降低使用量，減少殘留，同時避免病蟲害的抗藥性。一種1,3,4-噻二唑衍生物，該化合物結構通式為formulaseeoriginaldocumentpage6)其中X為滷原子或滷代垸基(優選為C卜C2的滷代烷基)，Y為滷原子或滷代烷基(優選為C1-C2的滷代烷基)；Rl為氫、硝基、垸氧基(優選為CI-C2的烷氧基)、滷原子、垸基(優選為CI-C5的烷基)、取代烷基(優選為C1-C2的取代垸基)或苯氧基；R2為氫、硝基、烷氧基(優選為CI-C2的垸氧基)、滷原子、取代烷基(優選為Cl-C2的取代烷基)或烷基(優選為C1-C5的烷基)；R3為氫、硝基、垸氧基(優選為Cl-C2的垸氧基)、滷原子或烷基(優選為Cl-C5的垸基)。上述一種1，3,4-噻二唑衍生物，其特徵在於該化合物結構通式為formulaseeoriginaldocumentpage6其中X為滷原子或滷代烷基(優選為C1-C2的滷代垸基)，Y為滷原子或齒代烷基(優選為C1-C2的滷代烷基)；Rl為氫、硝基、甲氧基、氯原子、氟原子、溴原子、氯代甲基、甲基、三氟甲基、異丙基，正戊基、叔丁基或苯氧基；R2為氫、硝基、甲氧基、氯原子、氟原子、溴原子、三氟甲基或甲基；R3為氫、硝基、甲氧基、氯原子、氟原子或甲基。上述l，3，4-噻二唑衍生物，其特徵在於該化合物結構通式具體為formulaseeoriginaldocumentpage7通式(I)其中X為滷原子或滷代垸基(優選為Cl-C2的滷代烷基)，Y為滷原子或卣代烷基(優選為C1-C2的滷代烷基)，最典型的是氯、溴或三氟甲基。Rl，R2，R3取代基團和取代位置見表1:表1通式(I)中典型取代基團及取代位置tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8本發明的化合物合成路線如下:formulaseeoriginaldocumentpage8第一步氯化反應為常規反應，在此不詳細論述。第二步反應在溶劑中進行。合適的溶劑有芳香族溶劑，如苯、甲苯、二甲苯或氯苯；烴類溶劑，如石油醚類；酮類溶劑，如丙酮，2-丁酮；氯代烴類，如氯仿、二氯甲垸或二氯乙烷；醚類，如乙醚、二丁醚或二氧六環，也可應用上述一種以上混合溶劑。本方法第二步反應溫度是-l(TC一ll(TC,最好是0。C一30'C，適合於室溫反應。鑑於在反應過程中產生氯化氫副產物，為了提高反應收率，本方法第二步反應是在鹼性縛酸劑的存在下進行的，據信，是通過縛酸劑與氯化氫副產物進行中和反應，促使反應向正方向進行，提高反應的收率。合適的鹼性縛酸劑包括鹼金屬氫氧化物，如氫氧化鈉、氫氧化鉀；鹼金屬碳酸鹽，如碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀；鹼性有機物，如三甲胺、三乙胺、吡啶、哌啶等。本發明的(I)式化合物可以單獨用作殺蟲劑，或與助劑製成劑型用作殺蟲劑，以便改進或穩定其殺蟲效力。通式(I)的化合物製成顆粒劑，可溼性粉末，可流動性液體或濃縮乳劑使用。在實際應用這些不同的產品時，人們可以直接使用上述形態的產品，或在用水稀釋產品到預期的濃度以後再使用。這裡使用的助劑包括載體(稀釋劑)和其他輔助劑如鋪展劑，乳化劑，潤溼劑，分散劑等。載體為固體載體或液體載體。液體載體的實例有，芳香烴例如甲苯和二甲苯；醇類例如丁醇，辛醇和乙二醇；酮類例如丙酮和環己酮；動物油和植物油；脂肪酸酯；石油餾分例如煤油和汽油；固體載體的實例有，粘土，高嶺土，滑石，硅藻土，蒙脫土，膨潤土等。通常被用作乳化劑和分散劑的是表面活性劑。表面活性劑包括陰離子表面活性劑，陽離子表面活性劑，非離子表面活性劑和兩性表面活性劑。例如高級醇的硫酸鈉，十二烷基二甲基節基氯化銨，烷基酚聚氧乙烯醚，吐溫系列，司盤系列等。鋪展劑的實例有壬基酚聚氧乙烯醚、月桂基酚聚氧乙烯醚。潤溼劑的實例有琥珀酸二異辛酯磺酸鈉。固定劑的實例有羧甲基纖維素，聚乙烯醇等。本發明可以單獨使用或與一種以上殺菌劑，殺蟲劑，殺蟎劑，除草劑，植物生長調節劑，土壤滅菌劑以及化肥或另外的農藥組合使用。本發明在製備殺蚊蟲或殺蚜蟲藥物中的應用。本發明組合物中，其活性組分濃度的變化取決於農藥的形態，使用方式及其他的條件。雖然活性組分可以單獨使用，但是，以組合物為基準，其施用量一般為0.295%(重量)，最好為0.230%(重量)。本發明的有益效果本發明工藝方法簡單，殺菌效果好，具有廣闊的市場前景。利用本發明化合物進行下面有代表性的試驗步驟，以測定本發明化合物的殺蟲活性。方法A(對蚜蟲殺傷效果)將具有種子根的發芽的蠶豆種子移入裝有自來水的棕色玻璃瓶中，隨後放入約100隻黑色豆頓。隨後將植物和蚜蟲浸在待測試殺蟲液中5秒鐘，繼而將植物和昆蟲放在氣候箱中(16小時光照/天，25°C，40-60%相對大氣溼度)。放置3和6天後，測定該製劑對蛭蟲的效果。在濃度為300ppm(基於活性化合物的含量)處，下列本發明的化合物導致80-100%的蟲牙蟲死亡率No.5,6，8'16，17,18'19'21'23，25,26,28,33,36,37,39。方法B(殺蚊蟲殺傷效果)在直徑為9釐米的塑料杯中，加入200毫升自來水。然後在杯中放入20隻第三齡的家蛟幼蟲，並加入20%本發明化合物的可溼性粉末或20%可流動性液體，使農藥稀釋到給定濃度。一星期以後，統計死亡昆蟲數。下列本發明的化合物導致80-100%的蚊蟲死亡率No.3,5,11,16,17,19,20,21，22,23，26,28,36,37。本發明所述的蚊蟲優選為蚊子或其幼蟲。具體實施方式本發明將以下列實例作進一步說明。實施例13-(2,2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基-環丙烷甲醯氯(簡稱二氯菊醯氯)的製備室溫下將二氯菊酸0.05mol，氯苯60mL及氯化亞碸0.15mol，置於250mL裝有回流冷凝管的四頸燒瓶中，裝上乾燥管和尾氣吸收裝置，電磁攪拌下加熱回流反應至無氣體產生為止，約需5h。先常壓、後減壓蒸餾除去氯苯和氯化亞碸，剩餘物淺黃色油狀液體密閉置於乾燥器中備用。實施例23-(2-氯-3,3，3-三氟丙烯基)-2,2-二甲基-環丙垸甲醯氯(簡稱功夫菊醯氯)的製備類似合成實例i，將功夫菊酸0.05mol、氯苯60mL及氯化亞碸0.15mol加熱回流反應至無氣體產生為止，約需6h。先常壓、後減壓蒸餾除去氯苯和氯化亞碸，剩餘物淺黃色油狀液體密閉置於乾燥器中備用。實施例33-(2，2-二溴乙烯基)-2，2-二甲基-環丙烷甲醯氯(簡稱二溴菊醯氯)的製備類似合成實例1,將二溴菊酸0.05mol，氯苯50mL及氯化亞碸0.15mol加熱回流反應至無氣體產生為止，約需3h。先常壓、後減壓蒸餾除去氯苯和氯化亞碸，剩餘物黃色油狀液體密閉置於乾燥器中備用。實施例43-(2，2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-(5-苯基-[l，3，4]噻二唑-2-基)-醯胺的製備在配有機械攪拌和滴液漏鬥的100mL四口燒瓶中，加入2.5mmo12-氨基-5-苯基-1,3,4-噻二唑、2.5mmol氫氧化鈉、四丁基溴化銨0.05克和甲苯30毫升，燒瓶置於冰浴下冷卻，0X:左右滴加3mrao1合成實例1製備的二氯菊醯氯，攪拌反應，用TLC檢測直至反應完全，約需12h。過濾，濾液蒸除部分溶劑後冷卻，得粗品，乙醇重結晶得白色粉末狀固體(0.62克，收率67.5%)，熔點260-263'C。'HNMR:1.37(3H，s)，1.47(3H，s),2.33(1H，t)，2.73(1H，d)，6.50(1H，d)，7.267.92(5H，m)，13.93(1H，s)。實施例53-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(4-硝基苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-醯胺的製備在配有機械攪拌和2個滴液漏鬥的100mL四口燒瓶中，加入2.5mmo12_氨基_5-(4-硝基苯基)-l，3，4-噻二唑、四丁基溴化銨0.05克和甲苯20毫升，燒瓶置於冰浴下冷卻，l(TC下同時滴加3腿o1實例1製備的二氯菊醯氯和氫氧化鈉溶液(2.5mrao1氫氧化鈉和水10毫升)，二者基本同時加完。加完後保溫10'C反應，用TLC檢測直至反應完全，約需6h。分液，甲苯層蒸除部分溶劑後冷卻，得粗品，丙酮重結晶得黃色粉末狀固體(0.73克，收率70.7%)，熔點279-281°C。'H麗R1.39(3H,s)，1.45(3H，s)，2.37(1H，t)，2.61(1H，d)，6.46(1H，d)，8.078.38(4H，m)，13.70(1H，s)。實施例63-(2-氯-3,3，3-三氟丙烯基)-2，2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(3，5-二甲基苯基)-[1，3，4]噻二唑-2-基]-醯胺的製備類似合成實例5，加入2.5mmo12-氨基-5-(3，5-二甲基苯基)-1，3,4-噻二唑、四丁基溴化銨0.05克和氯苯20毫升，冰浴下同時滴加3mmo1實例2製備的功夫菊醯氯和氫氧化鈉溶液(2.5mmo1氫氧化鈉和水IO毫升)。加完後升溫至室溫反應，用TLC檢測直至反應完全，約需8h。分液，氯苯層蒸除部分溶劑後冷卻，得粗品，乙醇重結晶得白色粉末狀固體(O.58克，收率53.9%),熔點〉300°C。'HNMR:1.27(3H，s)，1.33(3H，s)，2.34(6H，s)，2.38(1H，t)，2.46(1H，d)，7.15(1H,d)，7.187.58(3H，m)，12.95(1H，s)。實施例73-(2,2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基-環丙垸羧酸-[5-(3-三氟甲基苯基)-[1，3，4]噻二唑-2-基]-醯胺的製備在配有機械攪拌，滴液漏鬥和回流冷凝器的lOOmL四口燒瓶中，加入2.5mmo12-氨基-5-(3-三氟甲基苯基)-1,3,4-噻二唑和5mraol碳酸氫鈉，加丙酮20毫升，攪拌、升溫至回流，攪拌下滴加3mmo1實例1製備的二氯菊醯氯。加完後繼續回流反應，用TLC檢測直至反應完全，約需2h。冰浴冷卻後過濾，濾液蒸除部分溶劑後冷卻，得粗品，丙酮重結晶得淺白色粉末狀固體(0.53克，收率48.6%)，熔點200-202°C。'HNMR:1.38(3H，s)，1.17(3H，s)，2.35(1H，t)，2.68(1H，d)，6.48(1H，d)，7.618.04(4H，m)，13.92(1H，s)。實施例83-(2-氯-3,3,3-三氟丙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(3，4,5-三甲氧基苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-醯胺的製備類似合成實例4,在四口燒瓶中加入2.5mmo12-氨基-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑、2.5mmol氫氧化鈉、四丁基溴化銨0.05克和四氯化碳30毫升，冰浴下滴加3ramo1實例2製備的功夫菊醯氯，攪拌反應，用TLC檢測直至反應完全，約需9h。過濾，濾餅依次用1M的稀鹽酸、5。/。的NaHC03、水洗滌，乾燥得粗品，乙醇重結晶得白色粉末狀固體(0.42克，收率34.2%),熔點279-281°C。'HNMR:1.42(3H，s)，1.45(3H，s)，2.43(1H，t)，2.87(1H，d)，3.873.89(9H，m),7.15(1H，d),7.157.17(2H，m),14.04(1H，s)。實施例93-(2-氯-3,3，3-三氟丙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(2-氯-4-硝基苯基)-[1，3,4]噻二唑-2-基]-醯胺的製備類似合成實例7，在四口燒瓶中加入2.5隱o12-氨基-5-(2-氯-4-硝基苯基)-1,3,4-噻二唑、5mmo1三乙胺和環己垸30毫升，回流、攪拌下滴加3mmo1實例2製備的功夫菊醯氯。加完後繼續回流反應，用TLC檢測直至反應完全，約需3h。反應混和物蒸除部分溶劑後冷卻，得粗品，丙酮重結晶得淺黃色粉末狀固體(0.60克，收率50.0%)，熔點>300。C。'HNMR:1.28(3H,s)，1.35(3H，s),2.40(1H，t)，2.52(1H，d)，7.14(1H，d)，8.298.49(3H,m)，13.18(1H，s)實施例103-(2,2-二溴乙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(2,4-二氯苯基)-[1，3，4]噻二唑-2-基]-醯胺的製備類似合成實例5，加入2.5ramo12-氨基-5-(2，4-二氯苯基)-1，3，4-噻二唑、四丁基溴化銨0.05克和環己烷30毫升，冰浴下同時滴加3國o1實例3製備的二溴菊醯氯和氫氧化鈉溶液(2.5國ol氫氧化鈉和水10毫升)。加完後升溫至室溫反應，用TLC檢測直至反應完全，約需6h。分液，油相蒸除部分溶劑後冷卻，得粗品，乙醇重結晶得淺白色粉末狀固體(0.49克，收率37.2%)，熔點293-298。C。'H隨R:1.24(3H，s)，1.29(3H，s)，2.25(1H,t)，2.30(1H，d)，6.41(1H，d)，7.608.16(3H,m),12.91(1H，s)實施例1110%濃縮乳劑將80份N,N-二甲基甲醯胺和10份十二烷基酚聚氧乙烯醚加入到10份3-(2-氯-3,3，3-三氟丙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-醯胺中，製成濃縮乳劑。實際使用時，加水，將該濃縮乳劑稀釋成1/5001/2000濃度的乳化液即可。實施例1220%可溼性粉末將55份高嶺土，20份硅藻土，2份木質素磺酸鈣和3份十二烷基苯磺酸鈉加入到20份3-(2-氯-3,3,3-三氟丙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-醯胺中，配製成可溼性粉末。實際使用時，將該可溼性粉末加水，稀釋成1/10001/4000濃度的溶液即可。實施例1320%可流動性液體在20份3-(2-氯-3,3,3-三氟丙烯基)-2，2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-醯胺中，加入20份乙二醇，2份琥珀酸二異辛酯磺酸鈉，3份十二烷基苯磺酸鈉和55份水，就可配製成可流動性液體。實際使用時，加水稀釋成1/10001/4000濃度的溶液即可。實施例1420%水分散顆粒劑將20份3-(2-氯-3,3,3-三氟丙烯基)-2,2-二甲基-環丙烷羧酸-[5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-醯胺，烷基萘磺酸鈉10份，十二垸基硫酸鈉5份，硅藻土45份在混合機中混勻。混合物轉入捏合機中加入20份水，捏合成預製物。預製物經擠壓造粒、整粒、乾燥即成。使用時，加水稀釋成1/10001/4000濃度的溶液即可。權利要求1、一種1，3，4-噻二唑衍生物，該化合物結構通式為其中X為滷原子或滷代烷基，Y為滷原子或滷代烷基；R1為氫、硝基、烷氧基、滷原子、烷基、取代烷基或苯氧基；R2為氫、硝基、烷氧基、滷原子、取代烷基或烷基；R3為氫、硝基、烷氧基、滷原子或烷基。2、根據權利要求l所述的一種l，3，4-噻二唑衍生物，其特徵在於該化合物結構通式為formulaseeoriginaldocumentpage2(I)其中X為滷原子或滷代垸基，Y為滷原子或滷代垸基；Rl為氫、硝基、甲氧基、氯原子、氟原子、溴原子、氯代甲基、甲基、三氟甲基、異丙基，正戊基、叔丁基或苯氧基；R2為氫、硝基、甲氧基、氯原子、氟原子、溴原子、三氟甲基或甲基；R3為氫、硝基、甲氧基、氯原子、氟原子或甲基。3、根據權利要求2所述的一種1，3，4-噻二唑衍生物，其特徵在於該化合物結構通式為formulaseeoriginaldocumentpage2(I)其中X為滷原子或滷代垸基，Y為滷原子或滷代烷基；優選為氯、溴或三氟甲基;通式(I)中R1，R2，R3取代基團及位置為tableseeoriginaldocumentpage34、根據權利要求l、2或3所述的1，3,4-噻二唑衍生物，其特徵在於該衍生物與助劑製成顆粒劑、可溼性粉末、可流動性液體或濃縮乳劑。5、權利要求l、2或3所述的1,3,4-噻二唑衍生物通過下述合成路線製備formulaseeoriginaldocumentpage4(I)6、根據權利要求5所述的1，3，4-噻二唑衍生物的製備方法，其特徵在於第二步反應所用溶劑為芳香族溶劑、烴類溶劑、酮類溶劑、氯代烴類、醚類或上述一種以上混合溶劑，其中所述的芳香族溶劑優選為苯、甲苯、二甲苯或氯苯；烴類溶劑優選為石油醚類；酮類溶劑優選為丙酮或2-丁酮；氯代烴類優選為氯仿、二氯甲垸或二氯乙垸；醚類優選為乙醚、二丁醚或二氧六環。7、根據權利要求5所述的1,3,4-噻二唑衍生物的製備方法，其特徵在於第二歩反應的反應溫度為-10°C—ll(TC，優選為0。C一30。C。8、根據權利要求5所述的1,3,4-噻二唑衍生物的製備方法，其特徵在於該第二歩反應在鹼性縛酸劑的存在下進行，鹼性縛酸劑為鹼金屬氫氧化物、鹼金屬碳酸鹽或鹼性有機物。9、根據權利要求8所述的1,3,4-噻二唑衍生物的製備方法，其中所述的鹼金屬氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀；鹼金屬碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉或碳酸鉀；鹼性有機物為三甲胺、三乙胺、吡啶或哌啶。10、權利要求l、2或3所述的1,3,4-噻二唑衍生物在製備殺蟲劑中的應用。11、權利要求10所述的1，3，4-噻二唑衍生物在製備殺蚊蟲或殺蚜蟲藥物中的應用。全文摘要本發明涉及一種新的通式(I)的1，3，4-噻二唑衍生物及其製備方法和在農業中具有殺蟲作用的應用。本發明工藝方法簡單，殺菌效果好，克服現有產品的抗藥性，具有廣闊的市場前景。文檔編號C07D285/00GK101148440SQ20071013453公開日2008年3月26日申請日期2007年11月1日優先權日2007年11月1日發明者嶸萬,峰吳,殷利河,斌王,王錦堂,鋒韓申請人:南京工業大學