一种含吡唑双酰肼化合物、制备方法及其用途 (一)技术领域
本发明涉及一种含吡唑双酰肼化合物、制备方法及其用途。
(二)背景技术
吡唑类化合物在杂环农药中扮演着重要的角色。由于吡唑类化合物表现出的高效、低毒和结构的多样性，因而具有非常广阔的研究和开发前景。在本发明作出之前，国外有相关双酰肼结构的农药专利出现，双酰肼结构中有叔丁基结构而没有杂环结构。国内李正名等将吡唑杂环和非苯环结构代替双杂环结构中的两个苯环，得到一系列具有-CONH-结构的双酰肼化合物，表现出一定的杀虫活性。
(三)发明内容
本发明目的在于提供一种具有生物活性的含吡唑双酰肼化合物。
所述的含吡唑双酰肼化合物如式(I)所示：
其中X代表Cl、Br，R代表甲基、硝基或氯原子。
一种上述含吡唑双酰肼化合物的制备方法，包括如下步骤：如式(II)所示的1-甲基-3-乙基-4-取代-含吡唑双酰肼和式(III)所示的取代苯基甲酰氯在捕酸剂作用下，在0～20℃于有机溶剂中进行缩合反应，后处理得产物；
其中X和R定义同上。
基于产率和成本的考虑，所述的缩合反应时间以1～50小时为佳。
所述的取代苯基甲酰氯：1-甲基-3-乙基-4-取代-含吡唑双酰肼∶捕酸剂的投料摩尔比优选为1∶1.0～1.5∶1.0～2.0，所述的有机溶剂用量优选为1-甲基-3-乙基-4-取代-含吡唑双酰肼质量的20～60倍。
所述的捕酸剂优选为下列之一：三乙胺、吡啶、二甲基吡啶、无水碳酸钾。
所述地有机溶剂优选为下列之一：四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、氯苯、三氯甲烷。
所述的后处理可以是：用稀盐酸洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，柱层析分离，得所述含吡唑双酰肼化合物。
所述的含吡唑双酰肼化合物的制备方法推荐按如下参数进行：
取代苯基甲酰氯：1-甲基-3-乙基-4-取代-含吡唑双酰肼∶捕酸剂的投料摩尔比为1∶1.0～1.1∶1.2～1.4，有机溶剂用量为1-甲基-3-乙基-4-取代-含吡唑双酰肼质量的5～20倍；缩合反应温度为0～20℃，反应时间为10～20小时。
所述的1-甲基-3-乙基-4-取代-含吡唑双酰肼可采用下述方法制得：
将1-甲基-3-乙基-4-取代-5-吡唑甲酸乙酯和过量水合肼进行搅拌回流反应，反应结束后减压浓缩，用乙醇重结晶，得白色针状结晶即为所述产物。
上述含吡唑双酰肼化合物作为杀虫灭菌剂的应用。
采用含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对合成的化合物进行了稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)和黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)的杀菌活性测定，采用盆栽小麦苗保存孢子法对合成的化合物进行了小麦白粉病菌(Blumeria graminis)的杀菌活性测定。结果表明，所述含吡唑双酰肼化合物对小麦赤霉病菌、辣椒疫霉病菌基本没有防效作用，而对水稻稻瘟病菌、黄瓜灰霉病菌、小麦白粉病菌有不同的防效作用。
采用Potter喷雾法对合成的化合物进行了粘虫(Mythimna separata)的杀虫活性测定，采用浸渍植株法对合成的化合物进行了稻黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)的杀虫活性测定。结果表明，所述含吡唑双酰肼化合物对稻黑尾叶蝉基本无杀虫活性，而对粘虫有着一定的杀虫活性，尤其是X＝Cl，R＝3-NO2的式(I)化合物对粘虫的抑制活性达到100％。
(四)具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明所进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
将4.05g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰肼和2.4g(24mmol)三乙胺加入到40mL三氯甲烷溶液中，在冰浴搅拌下滴加19mmol 3-硝基苯甲酰氯，30min滴毕，然后于7℃左右反应20h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，乙醇重结晶，得到白色固体，熔点232-234℃，收率为92％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，
1H NMR(DMSO-d6，δ/ppm)1.26(3H，t，J＝4.4Hz，CH2CH3)，2.65(2H，q，CH2CH3)，4.16(3H，s，NCH3)，7.27-8.72(4H，m，Ph-H)，9.5(1H，s，PyCONHNH)，9.59(1H，s，PyCONHNH)
IR(KBr，VCO/cm-1)1606
实施例2
将4.05g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰肼和2.0g(22mmol)二甲基吡啶加入到70mL甲苯溶液中，冰浴搅拌下滴加19mmol 3-甲基苯甲酰氯，40min滴毕，然后于3℃左右反应10h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，用乙醇重结晶，得到白色固体，熔点178-180℃。收率为90％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，
1H NMR(DMSO-d6，δ/ppm)1.26(3H，t，J＝4.75Hz，CH2CH3)，2.40(3H，s，Ph-CH3)，2.65(2H，q，CH2CH3)，4.12(3H，s，NCH3)，7.32-7.69(4H，m，Ph-H)，9.21(1H，d，J＝3.5Hz，PyCONHNH)，9.63(1H，d，J＝3.75Hz，PyCONHNH)
IR(KBr，VCO/cm-1)1602
实施例3
将4.05g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰肼和1.85g(23mmol)吡啶加入到40mL乙酸乙酯溶液中，在冰浴搅拌下滴加19mmol 3-氯苯甲酰氯，30min滴毕，然后于10℃左右反应15h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，浓缩，用乙醇重结晶，得到白色固体，熔点186-188℃。收率为53％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，
1H NMR(DMSO-d6，δ/ppm)1.16(3H，t，J＝4.6Hz，CH2CH3)，2.54(2H，q，CH2CH3)，3.91(3H，s，NCH3)，7.45-7.58(4H，m，Ph-H)，10.50(1H，s，PyCONHNH)，10.59(1H，s，PyCONHNH)
IR(KBr，VCO/cm-1)1602
实施例4
将4.94g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰肼和1.85g(23mmol)吡啶加入到30mL氯苯溶液中，在冰浴搅拌下滴加19mmol 3-硝基苯甲酰氯，30min滴毕，然后于6℃左右反应16h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，用乙醇重结晶，得到白色固体，熔点207-208℃。收率为93％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，
1H NMR(DMSO-D6，δ/ppm)1.20(3H，t，J＝4.5Hz，CH2CH3)，2.56(2H，q，CH2CH3)，3.94(3H，s，NCH3)，7.84-8.78(4H，m，Ph-H)，10.76(1H，s，PyCONHNH)，11.19(1H，s，PyCONHNH)
IR(KBr，VCO/cm-1)1607
实施例5
将4.94g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰肼和3.17g(23mmol)无水碳酸钾加入到50ml氯苯溶液中，在冰浴搅拌下滴加19mmol 3-甲基苯甲酰氯，30min滴毕，然后于8℃左右反应15h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，用乙醇重结晶，得到白色固体，熔点183-185℃。收率为91％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，
1H NMR(DMSO-D6，δ/ppm)1.26(3H，t，J＝4.75Hz，CH2CH3)，2.42(3H，s，Ph-CH3)，2.66(2H，q，CH2CH3)，4.15(3H，s，NCH3)，7.35-7.69(4H，m，Ph-H)，9.12(1H，d，J＝3.75Hz，PyCONHNH)，9.76(1H，d，J＝4.0Hz，PyCONHNH)
IR(KBr，VCO/cm-1)1607
实施例6
将4.94g(20mmol)1-甲基-3-乙基-4-溴-5-吡唑甲酰肼和2.4g(24mmol)三乙胺加入到60mL乙酸乙酯溶液中，在冰浴搅拌下滴加19mmol 3-氯苯甲酰氯，30min滴毕，然后于3℃左右反应18h，反应毕，用稀盐酸水溶液洗涤反应液至中性，分层，有机相干燥，过滤，用乙醇重结晶，得到白色固体，熔点194-195℃。收率为92％。
该化合物的1H NMR和IR如下所述，
1H NMR(DMSO-D6，δ/ppm)1.26(3H，t，J＝4.5Hz，CH2CH3)，2.66(2H，q，CH2CH3)，4.13(3H，s，NCH3)，7.37-7.89(4H，m，Ph-H)，9.61(1H，d，J＝3.7Hz，PyCONHNH)，9.86(1H，d，J＝3.75Hz，PyCONHNH)
IR(KBr，VCO/cm-1)1600
实施例7
三氯甲烷用量改为54ml(81g)，其它操作同实施例1，得到白色固体，熔点232-234℃，收率为89％。
实施例8
三氯甲烷用量改为13.6ml(20.25g)，其它操作同实施例1，得到白色固体，熔点232-234℃，收率为90％。
实施例9
捕酸剂改为3.59g(26mmol)无水碳酸钾，其他操作同实施例1，得到白色固体，熔点232-234℃，收率为90％。
实施例10
3-硝基苯甲酰氯用量改为20mmol，其他操作同实施例1，得到白色固体，熔点232-234℃，收率为91％。
实施例11
有机溶剂改为80mL四氢呋喃，其他操作同实施例1，得到白色固体，熔点232-234℃，收率为89％。
实施例12
将反应温度调为20℃，其他操作同实施例1，得到白色固体，熔点232-234℃，收率为90％。
实施例13杀菌活性测试
采用含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对实施例1～6合成的化合物进行了稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、小麦赤霉病菌(Gibberella zeae)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)和黄瓜灰霉病菌(Botrytiscinerea)的杀菌活性测定，普筛浓度为25ppm；采用离体叶片含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对合成的化合物进行了稻纹枯病菌(Rhizoctoniasolani)的杀菌活性测定，普筛浓度为500ppm；采用盆栽含毒马铃薯琼脂培养基(PDA)法对合成的化合物进行了油菜菌核病菌(Sclerotoniasclerotiorum)的杀菌活性测定，普筛浓度为500ppm；采用盆栽小麦苗保存孢子法对合成的化合物进行了小麦白粉病菌(Blumeria graminis)的杀菌活性测定，普筛浓度为500ppm。测试结果见表1。
表1 含吡唑双酰肼化合物对病菌的抑制作用实施例名称 式(I) 化合物 浓度 (ug/ml) 小麦赤 霉病菌 辣椒疫 霉病菌 水稻稻 瘟病菌 黄瓜灰 霉病菌 浓度 (ug/ml) 小麦 白粉 病菌 X R 防效 (％) 防效 (％) 防效 (％) 防效 (％) 防效 (％)实施例1 Cl 3-CH3 25 2.6 0 10.2 6.4 500 10.0实施例2 Cl 3-NO2 25 0 0 51.3 6.4 500 10.0实施例3 Cl 2-Cl 25 0 0 20.5 19.1 500 10.0实施例4 Br 3-CH3 25 18.6 0 20.5 0 500 20.0实施例5 Br 3-NO2 25 0 0 21.2 15.9 500 0实施例6 Br 2-Cl 25 0 0 56.1 4.4 500 0
实施例14杀虫活性测试
采用Potter喷雾法对实施例1～6合成的化合物进行了粘虫(Mythimnaseparata)的杀虫活性测定，使用浓度为1000mg/L；采用浸渍植株法对合成的化合物进行了稻黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)的杀虫活性测定，使用浓度为500mg/L。测试结果见表2。
死亡率在90％以上为A级，70～90％之间为B级，50～70％之间为C级，在0～50％之间为D级。
表2 含吡唑双酰肼化合物对害虫的杀灭作用实施例名称 式(I)化合物 叶蝉 粘虫 X R死亡率(％) 毒力级别 死亡率(％) 毒力级别实施例1 Cl 3-CH3 0 D 0 D实施例2 Cl 3-NO2 100 A 0 D实施例3 Cl 2-Cl 0 D 0 D实施例4 Br 3-CH3 10.0 D 0 D实施例5 Br 3-NO2 4.80 D 0 D实施例6 Br 2-Cl 4.60 D 0 D