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专利名称:新型芳香族化合物的制作方法
本发明是关于新型含氮杂环化合物、它们的合成、使用新化合物来控制害虫以及含有这类新化合物的害虫控制配方。
新型含氮杂环化合物可用下式(A)来表示
其中每个m和m′是0或1;
n是0,1或2;
W是氧,硫,NR4或羰基;
W1是氧,硫,NR4,羰基,亚磺酰基或磺酰基;
X是氧或硫;
Z是氢,C1~8烷基,C1~8卤代烷基或卤素;
R是C3~8烷基,C2~8烯基,C2~8炔基,C1~8卤代烷基,C2~8卤代烯基,C2~8卤代炔基,C2~10烷氧基烷基,C2~10烷硫基烷基,C3~8环烷基,C3~8卤代环烷基,C4~12环烷基烷基或杂环烷基。
每个R1和R4独立地代表氢或C1~8烷基;
R2是氢,C1~8烷基或卤素;和R3或者是选自以下的含氮芳香族杂环基团吡啶基,3-哒嗪基,2-嘧啶基,吡嗪基,三嗪基或2-噻唑基,这些含氮芳香族杂环基团可以是不带取代基的,也可以被一个或多个取代基所取代,取代基可选自卤素,C1~8烷基,C1~8卤代烷基,C1~8烷氧基,C1~8烷硫基和NO2,或者R3是(G1)基团
其中K是0或1,每个R16,R17,R18和R19独立地代表氢或***。
术语C1~8卤代烷基,C2~8卤代烯基,C2~8卤代炔基和C3~8卤代环烷基表示是C1~8烷基,C2~8烯基,C2~8炔基和C3~8环烷基被1至6个卤素,最好是1至3个卤原子取代。
任何卤素最好是CL或F。
术语烯基和炔基表示带有1或2个,最好是一个烯键的烃基或1个或2个,最好是一个炔键的烃基。
R是C3~8烷基,C2~8烯基或C2~8炔基,表示较好是带有3至6,最好是4至5个碳原子的烷基,烯基或炔基;这些基团最好是带叉链的。
R最好是C3~8烷基或C2~8烯基。特别优选的烷基是2-丁基。特别优选的烯基是3-***-2-丁烯基(即(CH3)2C=CH-CH2)。
术语“杂环烷基”代表饱和或不饱和的杂环基团,环中含有2至6个碳原子和1至3个选自氮,氧或硫的杂原子。
R3可以是带有1至4个取代基的吡啶基。也可以是单取代或双取代的3-哒嗪基,2-嘧啶基,吡嗪基或三嗪基。
当R3是取代的芳香含氮杂环基时,最好是单取代的,而且是被卤素取代的。
经优选的R3有2-吡啶基,2-嘧啶基,2-噻唑基,2-噻唑-2-
基。(2-噻唑基代表1,3-噻唑-2-基)。
m最好是1。
m′最好是1。
Z最好是H。
W最好是氧。
W′最好是氧或硫。
n最好是0。
R1最好是H或C1~5烷基,优选的是H或CH3。R2最好是H,C1~5烷基或卤素,优选的是H,CH3或卤素。最好R1和R2当中至少有一个是H。
当Z是C1~8烷基或C1~8卤代烷基和/或R4是C1~8烷基时,这些基团通常含有1至5个碳原子。
当R3是C1~8烷基,C1~8卤代烷基,C1~8烷氧基和/或C1~8烷硫基取代基时,这些基团通常含有1至5个碳原子。
式(A)化合物可由式(Ⅰ)化合物与式(Ⅱ)化合物醚化得到
其中R,R1,R2,W1,W,Z,m,m′和n的含义同前。
而Q1是OH,SH或一个离去基团,它在反应条件下可以离去。
其中R3的含义同前述。
当Q1是OH或SH时Q2是在反应条件下可离去的离去基团,而当Q1是离去基团时,Q2就是OH或SH。
如果需要,可按着卤化这些得到的式(A)化合物,其中R2是H,X是S,W和W′是氧;经卤化后的式(A)化合物,其中R2是卤素,
X是S,W和W′是氧。
式(Ⅰ)化合物与式(Ⅱ)化合物的反应是在通常已知的制备醚类或硫代醚类的条件下完成的。
此反应通常是在这反应条件下为惰性的有机溶剂中进行的,例如N-***吡咯烷***,或一种醚类,如四氢呋喃,或一种酰***,如二***甲酰***。适宜的反应温度是0°至140℃,最好在10℃至110℃。反应最好是有碳酸钾或氢氧化钠一类碱存在的条件下进行。另外,醇或硫醇组份可首先转化成它的盐形式,例如与碱金属氢化物如NaH反应,然后再进一步反应。
适宜的离去基团(Q1或Q2)的实例是Cl,Br,I,甲磺酰氧基或甲苯磺酰氧基。
式(A)化合物(其中R2是氢,X是S,W和W′是氧)的可任意选择的卤化可在有适宜的卤化剂存在下进行,例如N-卤代琥珀酰亚***,最好是等当量或过量。反应可在这反应条件下是惰性的溶剂中进行,如属于***化烃类的,四***化碳、1,1-二***乙烷或二***甲烷,如果需要还可加入游离基引发剂。
式(A)化合物可以由按已知工艺进行生产的反应混合物中回收。
式(A)化合物具有一个或多个不对称中心和/或几何异构体。本发明包括每一种立体异构体和立体异构体的混合物。在以后的实例中,除非另有说明,一般化合物是指立体异构体的混合物。
用于上述过程的原料和试剂是已知的,即使是未知的,也可用类似上述的或已知的方法来制备。
式(A)化合物具有杀死很广范围害虫的活性,例如蚤(猫栉头蚤),蜱螨目,双翅目(家蝇),折翅蠊科(德国蠊),Spodoptera系列等的蛋类。由于化合物很强的活性,可用来作为有效的昆虫控制剂,例如对鳞翅目,半翅目,同翅(亚)目,鞘翅目,双翅目,直翅目,和蚤目,以及蜱螨目和蜱螨目类,包括叶螨科或跗线螨科的蜱螨目和隐缘蜱科或硬蜱科的蜱螨目。
式(A)化合物的最佳剂量很容易按照一般的实验室试验方法,由本技术领域:
的普通技术人员确定。通常根据试验和应用的条件以及害虫的类别,每只昆虫(蜱螨目),可得到满意的结果。
这些化合物最好是用于未成熟的昆虫,也就是在蛋、胚胎、幼虫或预蛹阶段,它们的作用可使昆虫变态和其它反常生长导致死亡或不能再繁殖。式(A)中的许多化合物的有效使用量等于或低于已知的商品IGR化合物的用量,例如methoprene,hydrprene等。由于式(A)化合物具有很强的控制害虫的作用,它可用于庄稼保护,森林保护,园艺保护,贮存食物和烟草保护,家畜保护和害虫防治;杀死蟑螂、蚁、白蚁、蚤、水果树的卷叶虫、粉虱、蚜虫、介壳虫、潜叶虫、外寄生物等。
根据通常的工艺,应用式(A)化合物,包括用于害虫(昆虫,蜱螨目)或害虫所在地方使用式(A)化合物的控制量。应用量应根据对象、方法和条件等来决定。例如用于庄稼保护,~1公斤式(A)化合物即可得到满意的结果。
式(A)化合物通常是同稀释剂一起配成控制害虫的药剂来使用的。
这类配方形成本发明的一部分。它们可含有除了作为活性组份的式(A)化合物以外的其它活性剂,例如杀虫剂(如合成的拟除虫菊酯类,氨基甲酸酯类,磷酸盐类),昆虫生长调节剂或昆虫吸引剂。它们可以固态或液态形式使用,例如以湿粉末形式或以掺合有通常稀释剂的可乳化的浓溶液形式。这类配方可用通常的方法配制,例如将活性组份与稀释剂以及其它任意组份(例如表面活化剂)混合。
此处的术语稀释剂意指农业上可用的液态或固态物质,它加入到活性组份中使之更容易使用或改进了施用方式,也能够达到所希望的活性程度。稀释剂的例子有滑石、高岭土、硅藻土、二甲苯、或水。
以喷雾方式应用的较好配方例如用水分散的浓缩液或含有表面活性剂(如润湿剂和分散剂)的可润湿粉末,例如甲醛和萘磺酸盐的缩合产物、烷基芳基磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪烷基磺酸盐、乙氧化的烷基
(苯)酚和乙氧化的脂肪醇。
一般,~90%(重量)的活性剂,0~20%(重量)~10%(重量)(固态或液态)的稀释剂,活性剂是由至少一种式(A)化合物或它与其它活性剂的混合物组成。组份的浓缩液形式一般含约2至90%,最好约5至65%(重量)的活性剂。%(重量),%(重量)的活性组份或其它稀释的剂型,它们包括喷雾剂,润湿剂,毒饵,胶囊剂型,用环糊精包合的络合物,小环,环标签等等。
下列实例阐述了本发明的实际应用。温度是摄氏温度,份数和百分数以重量计。RT表示室温。
合成实例可乳化的浓缩液65份式(A)化合物(如以后指明的化合物2)与8份的乳化剂(例如4份商标为Atlox3404F和4份商标为Atlox848,帝国化学公司出售的阴离子和非离子型乳化剂的混合物)混合,再与27份有机溶剂(如二甲苯或商标为Tenneco500~100,Tenneco公司的三***苯和二甲苯溶剂的混合物)充分混合,直到得到均匀溶液。
实例1氢化钠()与5毫升四氢呋喃(THF)、2毫升六***磷酰***(HMPA)的混合物,在冰浴冷却的条件下,滴加2-***-2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙醇()。混合物在室温下搅拌2小时,然后加入溶在5毫升四氢呋喃中的2-***代吡啶()的溶液,混合物在60℃搅拌3小时。然后用迴转蒸发器除去四氢呋喃,残留物用硅胶柱色谱法提纯,得到产物
2-{2-***-2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙氧基}吡啶,质谱m/e302(M+)。(表Ⅰ的化合物1)。
实例2氢化钠()与5毫升THF和4毫升HMPA的混合物,在冰浴冷却的条件下滴入溶于5毫升THF中的2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙醇()的溶液。混合物在室温下搅拌2小时,然后再加入2,6-二***代吡啶(),混合物在室温搅拌过夜。用迴转蒸发器除去THF,产物用硅胶柱色谱分离,得到6-***代-2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙氧基}吡啶,质谱m/e306(M+)。(表Ⅰ中化合物7)实例3在室温下,向溶有氢化钠(,)的10毫升二***甲酰***(DMF)中加入溶于3毫升DMF中的2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙醇(,)溶液。混合物加热到50℃并搅拌1小时。然后在55℃下加入2-***代嘧啶(,),混合物再搅拌1小时,然后冷至室温。反应混合物倾入冰水中并用***萃取。用水洗涤合并的有机层,并用盐水洗到中性,干燥,过滤,除去溶剂,再用薄层色谱纯化残留物(制备型TLC)得2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙氧基}嘧啶,质谱m/e289(M++H),(表Ⅰ中化合物12)。
实例4在室温下,向溶于20毫升DMF中的氢化钠(,)溶液中慢慢加入溶于30毫升DMF中的2-巯嘧啶
(,)溶液,反应温度保持在30℃或更低。当负离子的形成完成之后,慢慢加入2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙基溴化物(,),冷却反应液,保持反应温度在15~20℃。然后在室温下搅拌反应混合物18小时,之后将它倾入水中并用***萃取。用水和盐水洗涤合并的有机层,干燥,过滤,除去溶剂,再用制备型TLC提纯,得到2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙硫基}嘧啶,质谱m/e305(M++H)。(表Ⅰ中化合物20)。
实例52-(4-异丙氧基苯氧基)乙醇(),甲磺酰***()和三乙***()在20毫升二***甲烷中形成的混合物,在室温下搅拌3小时。然后倒入水中并用二***甲烷萃取。用迴转蒸发器从合并的有机层中除去溶剂,用柱色谱纯化残留物,得甲磺酸2-(4-异丙氧基苯氧基)乙酯。
按实例4的方法,2-巯基-2-噻唑啉()与氢化钠()反应,得到的钠盐与上述甲磺酸酯()反应,得到2-〔2-(4-异丙氧基苯氧基)乙硫基〕-2-噻唑啉。(表Ⅰ中化合物61)。
实例6在5℃下,N-***代琥珀酰亚***(,)分批加入到溶在四***化碳中的2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙硫基}-嘧啶(,)中。混合物热至室温并搅拌18小时,然后在60℃加热32小时。反应混合物过滤并除去溶剂,再用色谱纯化,得到2-{1-***代-2〔4-(1-
***丙氧基)苯氧基〕乙硫基}嘧啶,质谱m/e338(M+)。(表Ⅰ中化合物44)。
根据本发明公布的方法,用适当的原料,可制备下列的式(A)化合物。(见表Ⅰ)实例7化合物(a)2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕-乙氧基}吡啶(化合物3),(b)2-{1-***-2-〔4-(1-甲氧基丙氧基)苯氧基〕乙氧基}吡啶(化合物2),(c)6-***代-2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙氧基}吡啶(化合物7),和(d)2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙氧基}嘧啶(化合物12),用下述方法试验与家蝇的接触活性。
第三龄的、食物游动的家蝇幼虫用1微升在***中的试验化合物以不同的剂量进行单独的专门处理。对照组的幼虫用1微升***同样处理。幼虫在31℃下放在带盖的容器内7天,每天有16小时用光照射。鉴定效果用ED50表示,也就是杀死或伤害50%被试验的昆虫时,每只幼虫所需用的剂量,以微克计。观察到的效果包括直接毒性(幼虫死亡);延期毒性(蛹死亡);幼期内分泌活性,例如成虫不能完全成熟,壳质生长受阻,表皮变形和不正常化蛹。。
实例8化合物(a)2-{2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙氧基}吡啶(化合物3)和(b)2-{1-***-2-〔4-(1-***丙氧基)苯氧基〕乙氧基}吡啶(化合物2)用下述方法试验对黄热病伊蚊(yellowfevermosquito)的活性。