CN109169693B - 一种新型含吡唑环的酰胺类化合物在制备除草剂中的应用 - Google Patents

一种新型含吡唑环的酰胺类化合物在制备除草剂中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型含吡唑环的酰胺类化合物在制备除草剂中的应用。它以生菜(Lettuce)和剪股颖(Agrostis)的种子为试验对象，在生物测定之前，种子均使用5‑10%的Chlorox溶液进行10分钟的表面灭菌，随后用Millipore***的去离子水进行彻底冲洗，随后在无菌环境中风干。样品处理：所有的样品均使用丙酮作为溶剂，配置浓度为1 mM的溶液；再进行生物测定，经测得本发明的化合物具有除草活性，特别对生菜和剪股颖具有较好的抑制性，为新农药的研发提供了基础。

Description

一种新型含吡唑环的酰胺类化合物在制备除草剂中的应用
技术领域
本发明涉及一种新型含吡唑环的酰胺类化合物即1,3-二甲基-N-(2-(3-苯脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺衍生物在制备除草剂中的应用。
背景技术
近几十年以来，农药工业进入飞速发展的时代，最为突出的一个特点就是杂环化合物的大量应用，使得农药从毒性大、副作用高、高残留的旧时代转向发展为超高效、无公害、环境友好的农药应用新纪元，杂环化合物种类广泛，包括含氮、氧、硫等在内的多种系列，但其中在农药中应用权重较高的还属含氮杂环类。纵观上世纪末至今，新上市的杂环化合物均含有氮元素，例如磺酰脲类除草剂苯磺隆(Tribenuron methyl)、唑类杀菌剂***酮(Triadimefon)、杀螨剂唑螨酯(Fenpyroximate)、新烟碱类杀虫剂噻虫嗪(Thiamethoxam)等，由此可见，杂环类化合物无论在除草、杀菌还是在杀虫、杀螨中均具有很好效果，其中又数含氮杂环类化合物最为突出。
当下杂环新化合物的开发是新化合物研究的重点，吡唑类衍生物作为杂环化合物中一个重要类别在新药研发领域更是具有重要地位。由于吡唑类化合物表现出的高效、低毒和结构多样性的特点，许多新型、高效、对环境友好的吡唑类衍生物的农药品种也应运而生，但随着该类药剂的广泛使用，由于作用位点单一，其抗性问题也日益凸显，病菌虫害已经逐渐对这些药物产生了不同程度的抗性，因此研制新颖结构的吡唑类农药品种日益显出其必要性和迫切性，也是目前研究的热点之一。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种新型含吡唑环的酰胺类化合物即1,3-二甲基-N-(2-(3-苯脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺衍生物在制备除草剂中的应用，这些化合物中有些具有良好除草活性，为新农药的合成探索了方法和制备技术。
所述的一种新型含吡唑环的酰胺类化合物在制备除草剂中的应用，其特征在于其结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0001781978430000021
式(Ⅰ)中：R为苯基或取代苯基，所述取代苯基的取代基为卤素、2-全氟丙基、乙氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、三甲基脲基、甲基、甲氧基。
所述的一种新型含吡唑环的酰胺类化合物在制备防治生菜、剪股颖的除草剂中的应用，其特征在于其结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0001781978430000031
式(Ⅰ)中：R为苯基或取代苯基，所述取代苯基的取代基为卤素、2-全氟丙基、乙氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、三甲基脲基、甲基、甲氧基。
所述的应用，其特征在于式(Ⅰ)中R为下列之一：苯基、4-(2-全氟丙基)苯基、4-苯腈基、4-乙氧基苯基、2-三氟甲基苯基、3-氟苯基、三甲基脲基、3,5二甲基苯基、2-甲氧基苯基、2-氯苯基。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明提供的一系列新型含吡唑环的酰胺类化合物具有除草活性，特别对生菜和剪股颖具有较好的抑制性，为新农药的研发提供了基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1 1,3-二甲基-N-(2-(3-苯脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
(1)(2-(1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰氨基)乙基)氨基甲酸叔丁酯(Ⅱ)的合成：
将1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰氯(1.06g,5mmol)加入到(20ml)二氯甲烷中，搅拌并缓慢滴加N-Boc-乙二胺(0.88g,5.5mmol)，随后滴加三乙胺(2.02g,20mmol)，室温搅拌2h，TLC(EA/PE＝2/1(V))跟踪，待反应完全后，用DCM/H2O＝1/1(V)体系萃取三次，减压蒸馏去除溶剂，得式(Ⅱ)所示(2-(1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰氨基)乙基)氨基甲酸叔丁酯。
(2)N-(2-氨基乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺(Ⅲ)的合成：
将式(Ⅱ)所示(2-(1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰氨基)乙基)氨基甲酸叔丁酯(1.68g,5mmol)加入(20ml)二氯甲烷中，加入三氟乙酸(1.71g,15mmol)，室温搅拌2h，待反应体系无气体放出(不冒泡)时，继续搅拌1h，反应结束，减压蒸馏除去溶剂和多余三氟乙酸，得式(Ⅲ)所示N-(2-氨基乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺。
(3)1,3-二甲基-N-(2-((1-(甲基氨基)乙烯基)氨基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺衍生物式的合成：
将式(Ⅲ)所示N-(2-氨基乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺加入二氯甲烷中，与苯基异氰酸酯以摩尔比1:1.1投料，室温搅拌，过夜反应，TLC(EA/PE＝2/1(V))跟踪，待反应完全后减压蒸馏去除溶剂，石油醚淋洗，75％乙醇重结晶，过柱纯化，制得目标化合物式(Ⅰ-1)所示1,3-二甲基-N-(2-(3-苯基脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率20％，m.p.177-178℃，式(Ⅰ-1)所示1,3-二甲基-N-(2-(3-苯基脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺结构式如下：
Figure BDA0001781978430000041
1,3-二甲基-N-(2-(3-苯基脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.46(s,3H,CH3),3.47(s,4H,2CH2),3.73(s,3H,CH3),5.93(s,1H,NH),7.01(s,1H,NH),7.04～7.07(m,1H,Ph),7.26～7.32(m,4H,Ph),7.36(s,1H,NH),7.72(s,1H,CH).
实施例2 1,3-二甲基-N-(2-(3-(4-(2-全氟丙烷)苯基)脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
(1)(2-(1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰氨基)乙基)氨基甲酸叔丁酯(Ⅱ)的合成：
将1,3-二甲基-1H-吡唑-4-酰氯(1.06g,5mmol)加入到(20ml)二氯甲烷中，搅拌并缓慢滴加N-Boc-乙二胺(0.88g,5.5mmol)，随后滴加三乙胺(2.02g,20mmol)，室温搅拌2h，TLC(EA/PE＝2/1(V))跟踪，待反应完全后，用DCM/H2O＝1/1(V)体系萃取三次，减压蒸馏去除溶剂，得式(Ⅱ)所示(2-(1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰氨基)乙基)氨基甲酸叔丁酯。
(2)N-(2-氨基乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺(Ⅲ)的合成：
将式(Ⅱ)所示(2-(1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰氨基)乙基)氨基甲酸叔丁酯(1.68g,5mmol)加入(20ml)二氯甲烷中，加入三氟乙酸(1.71g,15mmol)，室温搅拌2h，待反应体系无气体放出(不冒泡)时，继续搅拌1h，反应结束，减压蒸馏除去溶剂和多余三氟乙酸，得式(Ⅲ)所示N-(2-氨基乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺。
(3)1,3-二甲基-N-(2-((1-(甲基氨基)乙烯基)氨基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺衍生物式的合成：
将式(Ⅲ)所示N-(2-氨基乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺加入二氯甲烷中，与4-(2-全氟丙基)苯基异氰酸酯以摩尔比1:1.1投料，室温搅拌，过夜反应，TLC(EA/PE＝2/1(V))跟踪，待反应完全后减压蒸馏去除溶剂，石油醚淋洗，75％乙醇重结晶，过柱纯化，制得目标化合物式(Ⅰ-2)所示1,3-二甲基-N-(2-(3-(4-(全氟丙基-2-基)苯基)脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率35.5％，m.p.165-167℃，式(Ⅰ-2)所示1,3-二甲基-N-(2-(3-(4-(2-全氟丙基)苯基)脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺结构式如下：
Figure BDA0001781978430000061
1,3-二甲基-N-(2-(3-(4-(2-全氟丙烷)苯基)脲基)乙基)-1H-吡唑-4-甲酰胺：1HNMR(500MHz,CDCl3)δ:2.45(s,3H,CH3),3.49(s,4H,2CH2),3.71(s,3H,CH3),6.28(s,1H,NH),6.91(s,1H,NH),7.46(d,J＝8.5Hz,2H,Ph),7.50(d,J＝8.5Hz,1H,NH),7.72(s,1H,CH),8.17(s,1H,NH).
实施例3 N-(2-(3-(4-苯腈基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成4-腈基苯基异氰酸酯，其他操作同实施例1，获得N-(2-(3-(4-苯腈基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率21.2％，m.p.213-215℃，式(Ⅰ-3)所示N-(2-(3-(4-苯腈基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺结构式如下：
Figure BDA0001781978430000071
N-(2-(3-(4-苯腈基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.46(s,3H,CH3),3.80(s,3H,CH3),3.81～3.83(m,2H,CH2),4.49～4.51(m,2H,CH2),7.02(d,J＝7.5Hz,1H,NH),7.20～7.22(m,1H,Ph),7.29(t,J＝5.0Hz,1H,NH),7.49～7.53(m,1H,Ph),7.64(s,1H,CH),7.69～7.71(m,1H,Ph).13C NMR(151MHz,DMSO-d)δ:163.52,150.70,148.52,137.60,133.18,132.14,126.57,122.44,115.49,115.30,40.73,38.89,36.78,13.50.
实施例4 N-(2-(3-(4-乙氧基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成4-乙氧基苯基异氰酸酯，其他操作同实施例1，获得N-(2-(3-(4-乙氧基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率34.3％，m.p.255-256℃，式(Ⅰ-3)所示N-(2-(3-(4-乙氧基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺结构式如下：
Figure BDA0001781978430000081
N-(2-(3-(4-乙氧基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:1.41(t,J＝7.0Hz,3H,CH3),2.42(s,3H,CH3),3.45(s,4H,2CH2),3.78(s,3H,CH3),3.98～4.03(m,2H,CH2),5.47(s,1H,NH),6.72(s,1H,NH),6.84(d,J＝9.0Hz,2H,Ph),7.04(s,1H,NH),7.16(d,J＝9.0Hz,2H,Ph),7.71(s,1H,CH).13C NMR(151MHz,DMSO-d)δ:164.72,158.09,156.11,149.15,131.91,130.83,123.96,115.21,115.10,114.91,63.75,41.54,39.58,38.81,14.82,13.42.
实施例5 N-(2-(3-(2-三氟甲基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成2-三氟甲基苯基异氰酸酯，其他操作同实施例1，获得N-(2-(3-(2-三氟甲基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率67.6％，m.p.159-160℃，式(Ⅰ-5)所示N-(2-(3-(2-三氟甲基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺结构式如下：
Figure BDA0001781978430000091
N-(2-(3-(2-三氟甲基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.31(s,3H,CH3),3.22～3.27(m,4H,2CH2),3.76(s,3H,CH3),7.11(t,J＝5.0Hz,1H,NH),7.19(t,J＝7.5Hz,1H,Ph),7.57(t,J＝7.5Hz,1H,Ph),7.62(d,J＝8.0Hz,1H,Ph),7.82(s,1H,CH),7.89(t,J＝5.0Hz,1H,NH),7.94(d,J＝8.0Hz,1H,Ph),8.03(s,1H,NH).
实施例6 N-(2-(3-(3-氟苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成3-氟苯基异氰酸酯，其他操作同实施例1，获得N-(2-(3-(3-氟苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率15％，m.p.207-208℃。
Figure BDA0001781978430000092
N-(2-(3-(3-氟苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.30(s,3H,CH3),3.20～3.23(m,2H,CH2),3.24～3.27(m,2H,CH2),3.76(s,3H,CH3),6.38(t,J＝6.0Hz,1H,NH),6.67～6.71(m,1H,Ph),7.03(d,J＝8.0Hz,1H,Ph),7.21～7.26(m,1H,Ph),7.45～7.48(m,1H,Ph),7.90(t,J＝5.5Hz,1H,NH),8.03(s,1H,CH),8.87(s,1H,NH).
实施例7 N-(2-(三甲基脲基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成三甲基脲，其他操作同实施例1，获得式N-(2-(三甲基脲基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率81.8％，m.p.163-165℃。
Figure BDA0001781978430000101
N-(2-(三甲基脲基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.19(s,6H,CH3),2.29(s,3H,CH3),2.49(s,3H,CH3),3.42(s,4H,2CH2),3.84(s,3H,CH3),5.79(s,1H,NH),6.93(s,2H,Ph),7.18(s,1H,NH),7.71(s,1H,CH).13C NMR(151MHz,DMSO-d)δ:168.16,164.13,158.60,149.19,136.99,131.68,131.27,129.57,115.51,45.60,42.11,39.45,38.87,20.95,18.06,13.41.
实施例8N-(2-(3-(3,5二甲基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成3,5二甲基苯基异氰酸酯，其他操作同实施例1，获得如式(Ⅰ-9)所示的N-(2-(3-(3,5二甲基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基)-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率45.5％，m.p.192-193℃。
Figure BDA0001781978430000111
N-(2-(3-(3,5二甲基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.25(s,6H,2CH3),2.46(s,3H,CH3),3.47(s,4H,2CH2),3.73(s,3H,CH3),5.91(s,1H,NH),6.71(s,1H,NH),6.91(s,2H,Ph),7.11(s,1H,NH),7.17(s,1H,NH),7.73(s,1H,CH).13C NMR(151MHz,DMSO-d)δ:163.62,155.85,148.68,140.79,137.94,132.19,123.15,116.30,115.94,115.10,40.52,39.54,39.45,38.91,21.62,13.57.
实施例9 N-(2-(3-(2-甲氧基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成2-甲氧基苯基异氰酸酯，其他操作同实施例1，获得如式(Ⅰ-10)所示的N-(2-(3-(2-甲氧基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率75.8％，m.p.166-167℃。
Figure BDA0001781978430000121
N-(2-(3-(2-甲氧基苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.47(s,3H,CH3),3.51(s,4H,2CH2),3.75(s,3H,CH3),3.80(s,3H,CH3),5.70(s,1H,NH),6.84～6.86(m,1H,Ph),6.92～6.96(m,2H,Ph+NH),6.99～7.02(m,1H,Ph),7.05(s,1H,NH),7.70(s,1H,CH),7.98～8.00(m,1H,Ph).13CNMR(151MHz,DMSO-d)δ:148.17,133.77,128.12,123.12,122.89,121.22,120.98,119.85,119.66,110.30,110.13,55.68,45.61,41.28,39.81,29.71.
实施例10 N-(2-(3-(2-氯苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺的制备
将实施例1步骤(3)中的苯基异氰酸酯替换成2-氯苯基异氰酸酯，其他操作同实施例1，获得如式(Ⅰ-11)所示的N-(2-(3-(2-氯苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺，产率23.5％，m.p.145-146℃。
Figure BDA0001781978430000122
N-(2-(3-(2-氯苯基)脲基)乙基)-1,3-二甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:2.48(s,3H,CH3),3.51～3.54(m,2HCH2),3.56～3.59(m,2H,CH2),3.80(s,3H,CH3),5.67(t,J＝5.0Hz,1H,NH),6.60(s,1H,NH),6.88(s,1H,NH),7.00(t,J＝6.5Hz,1H,Ph),7.25(t,J＝7.0Hz,1H,Ph),7.34～7.36(m,1H,Ph),7.69(s,1H,CH),8.03(d,J＝8.5Hz,1H,Ph).13C NMR(151MHz,DMSO-d)δ:163.58,155.42,148.71,137.16,132.19,129.54,127.90,122.91,121.63,121.26,115.10,40.52,39.35,38.93,13.59.
实施例11除草活性测试
试验对象：生菜(Lettuce)、剪股颖(Agrostis)的种子。
试验处理：种子处理：在生物测定之前，种子均使用5-10％的Chlorox溶液进行10分钟的表面灭菌，随后用Millipore***的去离子水进行彻底冲洗，随后在无菌环境中风干。样品处理：所有的样品均使用丙酮作为溶剂，配置浓度为1mM的溶液，放置待用。
生物测定：所有生物测定均分为一式两份测定，均在无菌无热原聚苯乙烯24孔细胞培养板(CoStar 3524,Corning Incorporated)中进行。将一个滤纸盘(Whatman Grade1,1.5cm)置于每个待使用的孔中。所有对照孔中均有200μL水，对照+溶剂的孔中含有180μL水和20μL溶剂，而所有的样品孔中均有180μL水和20μL适当稀释的样品。在加入样品之前，先将180μL水吸入孔中。所有的平板均放置在无菌的环境中，并且尽可能的减少污染的机会。在所有的孔中均放入5颗种子，用盖子密封。将板放在CU-36L5的培养箱中，温度为26℃，光照强度为120.1umol s-1m-2的条件下孵育，将平板至少孵育7天，得到相对主观的植物排名。排名共分为5个等级：0-5。等级为0的表示没有明显的抑制作用(样品孔植物与对照+溶剂孔植物相同)，等级5表示为完全抑制，即孔中所有的种子完全没有发芽。
除草活性测试结果如表1所示。
表1 1mm下各化合物的除草活性
Figure BDA0001781978430000141
从表1得出，本发明所述化合物1mm下对生菜表现出了较好的抑制性，尤其是(2)、(8)、(9)、(10)化合物；对剪股颖表现出了较好的抑制性，尤其是(2)化合物。

Claims (2)

1.一种含吡唑环的酰胺类化合物在制备防治生菜的除草剂中的应用，其特征在于其结构式如式（Ⅰ）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中：R为苯基、4-（2-全氟丙基）苯基、2-三氟甲基苯基、3、5-二甲基苯基、2-甲氧基苯基或2-氯苯基。
2.一种含吡唑环的酰胺类化合物在制备防治剪股颖的除草剂中的应用，其特征在于其结构式如式（Ⅰ）所示：
Figure 215037DEST_PATH_IMAGE001
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中：R为4-（2-全氟丙基）苯基、4-乙氧基苯基、2-三氟甲基苯基、2-甲氧基苯基。
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