本發明涉及一種含吡唑的酰胺脲類化合物即1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物及其制備方法和應用。
背景技術：
上世紀80年代以來農藥工業進入了快速發展時期，新農藥層出不窮，其中，雜環化合物占據了十分重要的地位。自1883年knott發現含吡唑環的安替比林具有鎮痛消炎及退熱作用；1950年美國rubbe公司開發出具有殺菌活性的吡唑類化合物。吡唑類衍生物作為雜環化合物中一個重要類別在新藥研發領域更是具有重要地位。由于吡唑類化合物表現出的高效、低毒和結構多樣性的特點，因此它的研究與發展為農藥及醫藥增加了一條新的途徑，引起人們的廣泛關注。許多新型、高效、對環境友好的吡唑類衍生物的農藥品種也應運而生，目前市場上此類農藥應用范圍極其廣泛，包括除草、殺蟲/殺螨、殺菌和植物生長調節等多個領域。已成功開發出多個抗菌劑品種有：綠葉寧、安種寧、茂葉寧、唑菌胺酯等。吡唑類化合物具有的多種生物活性，具有非常廣闊的研究和開發前景，人們對此類化合物的深入研究一直在進行中。其中，吡唑甲酰胺類化合物由于含有吡唑和酰胺兩種高活性結構基團，具有低毒、高效等優良的更廣泛的生物活性，倍受人們的關注,其分子設計、合成與生物活性研究是當今農藥創制的一個熱點。自20世紀40年代以來，在農藥開發領域不斷有文獻報道具有生物活性的吡唑甲酰胺類衍生物，包括殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑和除草劑等，其中有很多已被成功開發為農藥新品種，例如，1987年，三菱化學公司開發出廣譜、新型、高效的5-吡唑酰胺類化合物吡螨胺；2000年,杜邦公司成功開發出一種高效、低毒和作用機制獨特的全新殺蟲劑氯蟲苯甲酰胺；2002年,三菱化學公司開發出5-吡唑酰胺類殺蟲劑唑蟲酰胺，因此吡唑酰胺類化合物的合成有著相當重要的價值。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物及其制備方法和應用。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物，其特征在于其結構式如式(i)所示：
式(i)中：r為鄰氟苯基，間氟苯基，2,6-二乙基苯基，2,6-二氟苯基，鄰三氟甲基苯基，鄰氯苯基，3,5-二甲基苯基，2,4,6-三甲基苯基，鄰三氟甲氧基苯基，對乙基苯基。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于具體步驟如下：
1)將二氟乙酰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯在乙酸酐中回流反應，反應結束后減壓蒸餾得式(ii)所示的化合物，即(e)-2-乙氧基亞甲基-4,4-二氟-3-乙酰乙酸甲酯；然后式(ii)所示的化合物與甲基肼在乙醇中回流反應，反應結束后減壓蒸餾，萃取，得式(iii)所示的化合物；
2)將式(iii)所示的化合物水解得式(iv)所示的化合物，即1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-羧酸；式(iv)所示的化合物與二氯亞砜回流反應，反應結束后減壓蒸餾得式(v)所示的化合物，即1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-酰氯；
3)將式(v)所示的化合物加入有機溶劑中，然后逐滴加入到25％的氨水中，室溫反應，得化合物式(vi)所示的化合物，即1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-酰胺；將式(vi)所示的化合物加入到草酰氯中，室溫攪拌后回流反應，反應結束后減壓蒸餾得式(vii)所示的化合物；
4)將式(viii)所示的不同取代基的苯胺衍生物加入到式(vii)所示的化合物的有機溶劑中，過夜反應，反應結束后減壓蒸餾，重結晶得式(i)所示的目標化合物；
式(viii)中，x為單取代或多取代的氟原子，氯原子，三氟甲基，三氟甲氧基，甲基或乙基。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于步驟1)中二氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯與乙酸酐的物質的量之比為1:1.0～2.0:2.0～3.0.式(ii)所示的化合物與甲基肼的物質的量之比為1:1.5～2.0,乙醇的體積用量以式(ii)化合物的物質的量計為0.5～1.0ml/mmol。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于步驟2)中式(iii)所示的化合物水解所用堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉，堿的濃度為4％～6％，式(iv)所示的化合物與二氯亞砜的物質的量之比為1:8～15。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于步驟3)中的有機溶劑為二氯甲烷或三氯甲烷，有機溶劑體積用量以式(v)所示的化合物的物質的量計為0.5～1.0ml/mmol。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于步驟3)中式(vi)所示的化合物與草酰氯的物質的量之比為1:8～12。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于步驟4)中的有機溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮或四氫呋喃中的一種或多種；有機溶劑體積用量以式((vii)所示的化合物的物質的量計為0.1～0.3ml/mmol。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于步驟4)中式(vii)所示的化合物與式(viii)所示的化合物的物質的量之比為1:1.0～1.5。
所述的一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物的制備方法，其特征在于步驟4)中重結晶所用的溶劑為乙醇，乙酸乙酯，石油醚，氯仿中的一種或幾種混合物。
所述的1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物在制備防治黃瓜褐斑病、黃瓜細菌角斑病、黃瓜灰霉病菌、黃瓜枯萎病殺菌劑中的應用。
本發明的合成過程如下：
所述的1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺脲類化合物在制備防治黃瓜褐斑病菌、黃瓜細菌性角斑病菌、黃瓜枯萎病菌、黃瓜灰霉病菌等殺菌劑中的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果主要體現在：本發明提供了一種1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰脲衍生物及中間體的其制備方法及應用，該化合物為具有殺菌活性的新化合物，為新農藥的研發提供了基礎。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此：
本發明的含吡唑的甲酰胺類化合物(i)可以如下方法合成：
1)式(iii)所述的1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酸乙酯的合成
將二氟乙酰乙酸乙酯(40mmol)，原甲酸三乙酯(60mmol)在乙酸酐(0.12mol)中回流反應8小時,反應結束后減壓蒸餾，得粗產品式(ii)；冰浴下，逐滴將式(ii)(40mmol)滴入到甲基肼(60mmol)與乙醇(20ml)混合液中，回流反應6小時，反應結束后減壓蒸餾，加入乙酸乙酯(20ml)與飽和食鹽水萃取，有機層用無水硫酸鈉除水后懸蒸，得式(iii)1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酸乙酯。
2)1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-羰基異氰酸酯，式(vii)的合成
將式(iii)化合物加入到5％的氫氧化鈉水溶液中，60℃反應3小時，然后加入鹽酸中和將ph調至弱酸性，抽率得式(iv)1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-羧酸；式(iv)化合物(40mmol)與二氯亞砜(0.4mol)回流4小時，減壓蒸餾得式(v)化合物1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-酰氯；將10ml二氯甲烷加入式(v)化合物中，然后逐滴加入到25％的氨水(0.32mol)中，室溫反應4小時，反應結束后減壓蒸餾，抽率，得化合物式(vi)1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-酰胺；將式(vi)化合物(10mmol)加入到草酰氯(0.1mol)中，室溫攪拌1小時后回流反應5小時，反應結束后減壓蒸餾得式(vii)化合物。
3)n-苯氨基甲酰基-1-甲基-3-二氟甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺衍生物，式(i)的合成
將式(vii)化合物(1mmol)加入到10ml二氯甲烷中，加入苯胺衍生物(1.2mmol)，室溫過夜反應，反應結束后減壓蒸餾，重結晶得目標化合物式(i)。
實施例1
3-二氟甲基-n-(鄰氟苯基氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：32.3％，熔點：233～234℃，1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:3.96(s,3h,ch3),6.85(t,j＝54hz,1h,f2ch),7.00～7.07(m,2h,ph),7.31～7.33(m,1h,ph),7.98(s,1h,ph),8.34(s,1h,ch),10.13(s,1h,nh),10.33(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,313.0907,found,313.0903[m+h]+。
實施例2
3-二氟甲基-n-(間氟苯基氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：83.9％，熔點：233～234℃，1hnmr(500mhz,d-dmso)δ:3.96(s,3h,ch3),6.92～6.96(m,1h,ph),7.29(t,j＝54hz,1h,f2ch),7.30～7.32(m,1h,ph),7.37～7.40(m,1h,ph),7.59～7.62(m,1h,ph),8.68(s,1h,ch),10.75(s,1h,nh),10.95(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,313.0907,found,313.0904[m+h]+。
實施例3
3-二氟甲基-n-((2,6-二乙基苯基)氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：79.3％，熔點：211～212℃，1hnmr(400mhz,d-dmso)δ:1.23(t,j＝7.6hz,6h,2ch3),2.66～2.71(m,4h,2ch2),3.54(s,3h,ch3),6.86(t,j＝54hz,1h,f2ch),7.21(d,j＝7.2hz,2h,ph),7.31～7.35(m,1h,ph),8.35(s,1h,ch),10.15(s,1h,nh),10.98(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,331.0813,found,331.0809[m+h]+。
實施例4
3-二氟甲基-n-((2,6-二氟苯基)氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：71.8％，熔點：241～242℃，1hnmr(400mhz,d-dmso)δ:3.99(s,3h,ch3),6.85(t,j＝54hz,1h,f2ch),6.99～7.05(m,1h,ph),7.13～7.20(m,2h,ph),8.23(s,1h,ch),9.04(s,1h,nh),10.92(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,331.0813,found,331.0811[m+h]+。
實施例5
3-二氟甲基-n-(鄰三氟甲基苯基氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：36.1％，熔點：221～222℃，1hnmr(500mhz,d-dmso)δ:3.96(s,3h,ch3),7.27(t,j＝53.5hz,1h,f2ch),7.38(d,j＝8.0hz,1h,ph),7.70～7.77(m,2h,ph),8.11(d,j＝8.0hz,1h,ph),8.71(s,1h,ch),11.02(s,1h,nh),11.15(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,363.0875,found,363.0875[m+h]+。
實施例6
3-二氟甲基-n-(鄰氯苯基氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：50％，熔點：210～211℃，1hnmr(400mhz,d-dmso)δ:3.97(s,3h,ch3),6.85(t,j＝54hz,1h,f2ch),7.11～7.15(m,1h,ph),7.31～7.34(m,1h,ph),7.46～7.48(m,1h,ph),8.25～8.28(m,1h,ph),8.29(s,1h,ch),9.30(s,1h,nh),11.12(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,329.0611,found,329.0607[m+h]+。
實施例7
3-二氟甲基-n-((2,5-二甲基苯基)氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：53.5％，熔點：207～208℃，1hnmr(400mhz,d-dmso)δ:2.35(s,6h,2ch3),3.85(s,3h,ch3),6.85(s,1h,ph),7.14(t,j＝54hz,1h,f2ch),7.19(s,2h,ph),8.39(s,1h,ch),9.89(s,1h,nh),10.69(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,323.1314,found,323.1314[m+h]+。
實施例8
3-二氟甲基-n-((2,4,6-三甲基苯基)氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：66.7％，熔點：247～248℃，1hnmr(500mhz,d-cdcl3)δ:2.28(s,6h,2ch3),2.31(s,3h,ch3),3.62(s,3h,ch3),6.85(t,j＝54hz,1h,f2ch),6.97(m,2h,ph),8.35(s,1h,ch),10.04(s,1h,nh),10.86(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,337.1471,found,337.1470[m+h]+。
實施例9
3-二氟甲基-n-(鄰三氟甲氧基苯基氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：66.5％，熔點：177～178℃，1hnmr(400mhz,d-dmso)δ:3.95(s,3h,ch3),7.00(t,j＝54hz,1h,f2ch),7.19～7.23(m,1h,ph),7.32～7.38(m,2h,ph),8.26(d,j＝9.2hz,1h,ph),8.36(s,1h,ch),9.71(s,1h,nh),11.27(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,379.0824,found,379.0823[m+h]+。
實施例10
3-二氟甲基-n-(對乙基苯基氨基甲酰基)-1-甲基-1h-吡唑-4-甲酰胺白色固體，產率：68.8％，熔點：239～240℃，1hnmr(400mhz,d-dmso)δ:1.26(t,j＝7.6hz,3h,ch3),2.65～2.71(m,2h,ch2),3.88(s,3h,ch3),7.18(t,j＝54.4hz,1h,f2ch),7.23(d,j＝8.4hz,2h,ph),7.46(d,j＝8.4hz,2h,ph),8.54(s,1h,ch),10.40(s,1h,nh),10.79(s,1h,nh)；hrms(esi)m/z:calculated,323.1314,found,323.1302[m+h]+。
實施例11
殺菌活性測試
試驗對象：褐斑病菌(corynesporamazei)、細菌性角斑病菌(pseudomonassyringaepv.lachrymans)、灰霉病菌(botrytiscinerea)、枯萎病菌(fusariumoxysporum)。
供試作物：黃瓜(cucumissativusl.)，品種：“中農5號”。作物栽培及環境條件：田間管理情況與生產上溫室各種蔬菜的栽培管理技術相同，各小區栽培管理條件基本一致。
試驗藥劑：各化合物用dmf溶解為1.0g/l的母液備用，濃度設50ppm(mg/l)。
對照藥劑(yck)：對照藥劑(yck)：黃瓜褐斑病為75％百菌清可濕性粉劑(1500倍)，黃瓜細菌性角斑病為3％中生菌素可濕性粉劑(1000倍)，黃瓜枯萎病為50％甲基硫菌靈懸浮劑(1500倍)，黃瓜灰霉病為50％啶酰菌胺水分散粒劑(1500倍)。另設氟唑菌酰胺(fp)、啶酰菌胺(bos)相同濃度對照；另設溶劑清水(qck)對照。
施藥方法：施藥器械采用自動微量噴霧器。施藥時間和次數為黃瓜兩片子葉期施藥1次。按照供試藥劑的有效含量計算出試驗用制劑的稀釋倍數，按試驗濃度配好藥劑，于黃瓜苗出土后立即進行噴霧施藥(供試藥劑及對照藥劑均進行噴霧施藥)，將供試藥劑均勻噴施到葉片的正背面，以葉面霧滴均勻一致為宜，施藥后24小時接種。黃瓜褐斑病病菌和灰霉病菌采用孢子懸浮液葉面噴霧接種，黃瓜角斑病采用菌懸液葉面噴霧接種，接種后保濕箱內保濕培養24小時后，白天常規管理，夜晚保濕措施。黃瓜枯萎病采用胚根接種方法，黃瓜催芽24h后，待胚根長至0.5cm時，浸泡在不同濃度的化合物中1h，之后將種子從浸泡液中取出，放入4度冰箱中過夜，次日從冰箱中取出浸過藥劑的黃瓜種子浸入1×105個孢子/ml的黃瓜枯萎病菌孢子懸浮液中，浸泡30分鐘后播種于苗缽中，溫室中常規管理等待發病。至清水對照發病充分后進行調查。
調查方法：按照下面分級標準調查病情計算防效。調查時間和次數為清水對照發病后，且發病均勻時調查病情及計算防治效果。病葉分級標準：0級：無病斑；1級：病斑面積占整個葉面積的5％以下；3級：病斑面積占整個葉面積的6％～10％；5級：病斑面積占整個葉面積的11％～25％；7級：病斑面積占整個葉面積的26％～50％；9級：病斑面積占整個葉面積的50％以上。
藥效計算方法：根據病情指數按下列指數公式計算出防治效果，再按鄧肯氏新復極差檢驗(dmrt)法，測定處理間防效的差異顯著性。
濃度為50ppm時e系列化合物殺菌活性測試結果如表1所示。
表1各化合物殺菌活性測試結果
由測試結果可見，50ppm下各化合物對黃瓜褐斑病菌以及黃瓜枯萎病菌表現為一定程度的促進作用，在施藥后更有利于病害的危害；對其他兩種病菌表現為抑制作用，其中e10化合物在該濃度對黃瓜細菌性角斑病表現出57.11％的防治效果，防效與e1、e2、e3、e5、e9都高于氟唑菌酰胺對照藥但低于啶酰菌胺對照藥。此外e4、e6對黃瓜灰霉病的防治效果高于了啶酰菌胺與對照藥，但不及氟唑菌酰胺。