一類含酯基的n取代芳基吡咯類衍生物制備及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用作殺蟲、殺螨、殺線蟲、殺真菌的芳基吡咯N-酯基衍生物制備和應 用。
【背景技術】
[0002] 1987年美國科研人員從微生物鏈霉菌（Streptomyces fumanus)的代謝產物中 分離得到二噁吡咯霉素（C)，二噁吡咯霉素具有中等的殺蟲殺螨活性，但是其對動物的毒 性較高。美國氰胺公司科研人員以二噁吡咯霉素作為先導化合物，合成了大量的芳基吡咯 類化合物。其中4-溴-2-(4-氯苯基）-5-三氟甲基吡咯-3-腈（D)具有優異的殺蟲殺螨 活性，但其對植物有藥害，無法作為植物保護劑用于農業生產。為了獲得對植物無藥害同 時具有優異的殺蟲殺螨活性的化合物，美國氰胺公司對其進行進一步改造，篩選出化合物 4-溴-2-(4-氯苯基）-1-乙氧基甲基-5-三氟甲基吡咯-3-腈（E)已被開發為殺蟲殺螨 劑溴蟲腈（中文通用名：蟲螨腈；英文通用名：chlorfenapyr)。溴蟲腈屬于典型的前體農 藥，在昆蟲體內的微粒體多功能氧化酶的代謝作用下，脫去N上的取代基，釋放出活性前體 化合物發揮作用。芳基吡咯類農藥溴蟲腈結構簡單，生物活性優異。但也存在對魚、蜜蜂等 毒性較高，不具備明顯內吸性等缺點。為了獲得更加理想的芳基吡咯類殺蟲殺螨劑，國內外 對芳基吡咯類化合物N端修飾進行了深入研究，報道了很多高活性的化合物。
[0003]
[0004] US5010098報道了結構通式為1的一大批芳基吡咯類化合物，其中有很多高活性 的化合物，包括漠蟲臆。其中N取代基A包括烷基、燒氧烷基、硝基、氛基、燒硫烷基、苯基等。 部分N取代衍生物具有良好的生物活性，在IOOppm濃度下，化合物la、lb、Ic對煙芽夜蛾、 西部馬鈴薯微葉蟬和南方粘蟲的致死率均為100% ;部分化合物對德國小蠊等也具有一定 的生物活性。
[0005] Y X
[0006] US5130328報道了結構通式為2的化合物具有較好的殺蟲殺螨活性。
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[0008] US5286743報道了結構通式為3的氨基烷基羧酸酯結構的N-取代芳基吡咯類衍生 物，其中部分化合物具有優異的殺蟲、殺螨及殺軟體動物活性。
[0009]
[0010] USbzjzyau ipoa J結例通八刀4 tfj共求災、求K網漢求狄百IN- q、烷基 羧酸酯芳基吡咯類衍生物。如4a、4b在IOppm的濃度下對南方粘蟲、西部馬鈴薯微葉蟬、煙 芽夜蛾的致死率均為1〇〇%。對抗有機磷葉螨和玉米葉甲也具有較好的生物活性。
[0011]
[0012] US5286741報道了結構通式為5的具有殺蟲、殺螨及殺軟體動物活性的N-羧酸酯 芳基吡咯類衍生物。如5a、5b在IOppm的濃度下對南方粘蟲致死率為100%。在IOOppm的 濃度下對抗有機磷葉螨和玉米葉甲和西部馬鈴薯微葉蟬也具有良好的防效。
[0013]
[0014] US5232979報道了結構通式為6的N-氧代的芳基吡咯類化合物，其中部分化合物 具有優異的殺蟲及殺線蟲活性。如化合物6a、6b在IOOppm的濃度下，對南方粘蟲的致死率 達到100%。
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[0016] US5328928報道了結構通式為7的N-酰化芳基吡咯類化合物。N-酰化芳基吡咯 類化合物具有良好的殺蟲生物活性。如化合物7a、7b在IOppm的濃度下對煙芽夜蛾、南方 粘蟲、西部馬鈴薯微葉蟬、抗有機磷葉螨的致死率達到100%。
[0017]
[0018] USWUM抑報追J轱構通瓦刃8的N-取代怵代阮*方垂吡唂失1七甘物，具哲殺蟲、 殺螨和殺軟體動物活性的。如化合物8a、8b在IOppm的濃度下對南方粘蟲、煙芽夜蛾致死 率為100%。
[0019]
[0020] US5521211報道了結構通式為9的N-甲氨基甲酸酯芳基吡咯衍生物。部分化合物 具有優異的殺蟲活性，如化合物9a、9b在IOOppm的濃度下化合物對抗有機磷葉螨的防效高 于商品化的溴蟲腈。
[0021]
[0022] CN1670016A報道了結構通式為10的兩類芳基吡咯類衍生物。湖南化工研究院王 曉光等人將醚類和肟醚類結構引入芳基吡咯類化合物活性前體，報道的大部分化合物對粘 蟲和朱砂葉螨具有優異的生物活性。如化合物IOa-I和10a-2在IOppm的濃度下對朱砂葉 螨的致死率與溴蟲腈相當，在25mg/L的濃度下對水稻稻瘟病防效與溴蟲腈相當。
[0025] CN1891688報道了結構通式為11的N-草酸酯芳基吡咯類衍生物，報道的大部分化 合物具有優異的殺蟲殺螨活性。部分化合物在20ppm的濃度下，對南方粘蟲的致死率達到 100%。
[0026]
[0027] CN101348454A報道了結構通式為12的N-烷氧乙酰芳基吡咯衍生物，部分化合物 在20ppm的濃度下對南方粘蟲的致死率達100%，部分化合物在200ppm的濃度下對朱砂葉 螨的的致死率達100%，對棉鈴蟲及尖音庫蚊幼蟲也具有一定的生物活性。
[0028]
[0029] CN102584667A報道了結構通式為13的芳基吡咯衍生物，將手性碳原子和鹵代烯 引入芳基吡咯活性前體，部分化合物對粘蟲、朱砂葉螨、稻飛虱、豆蚜等表現出一定的生物 活性。其中13a-l、13a_2對粘蟲的生物活性優于溴蟲腈部分化合物還表現出一定的殺菌活 性。
[0030]
[0031] 通過引入酯基結構片段可顯著改變農藥的內吸活性。為獲得具有良好內吸活性， 同時保持了優異生物活性的芳基吡咯類化合物，我們將酯基引入活性前體（D)中，設計合 成了一系列未見報道的化合物（I)，其中部分化合物對部分靶標顯示出了比溴蟲腈更為優 異的生物活性；其中部分化合物具有比溴蟲腈更為明顯的根內吸活性；其中部分化合物對 十字花科植物安全性高于溴蟲腈。
[0032]
【發明內容】
[0033] 本發明的目的是提供一種芳基吡咯N-酯基衍生物的制備及其應用，該類化合物 具有優異的殺蟲、殺螨、殺線蟲、殺菌生物活性。
[0034] 本發明的化學通式（I)的芳基吡咯N-酯基芳基吡咯衍生物。式中：
[0035] R1 代表 H、F、Cl、Br、I 或者 CF3 ;
[0036] 馬代表!1、卩、(：1、81'、1或者〇卩3;
[0037] R3 代表 CN 或者 NO2 ;
[0038] R4 代表 H、F、Cl、Br、I 或者 CF3 ;
[0039] R代表1-6碳烷基、1-6碳鹵代烷基、1-6碳氰代烷基、1-6碳烷氧基、1-6碳鹵代烷 氧基、1-6碳烷硫基、1-6碳鹵代烷硫基、1-6碳烷氧烷氧基、2-6碳烷烯基、2-6碳烷炔基、3-6 碳烯氧基、3-6碳炔氧基、萘基、芐基、1-6碳烷氧烷基、3-8碳環烷基、包含一個或者一個以 上氮、氧、硫原子的五元雜環和六元雜環及其被一個或者一個以上的下述基團取代：鹵素、 1 _4碳烷基、1_4碳烷氧基、1_4碳鹵代烷氧基、1_4碳燒氧烷氧基、1_4碳鹵代烷基、1_4碳齒 代烷氧基、1-4烷氧烷基、1-4碳烷硫基、1-4碳烷基亞磺酰基、1-4碳烷基磺酰基硝基、氰基、 氨基、羥基、羧基、1-4碳烷基羧基、1-4碳烷氧基羧基或者亞氨基。
[0040] 通式為（Ia)的化合物顯示出特別優異的殺蟲、殺螨、殺線蟲、殺菌生物活性。式中 其特征在于R 1代表CF3 ;R2代表Br ;R3代表CN ;R4代表H ;R代表1-6碳烷基、1-6碳鹵代烷 基、1-6碳氰代烷基、1-6碳烷氧基、1-6碳鹵代烷氧基、1-6碳烷硫基、1-6碳鹵代烷硫基、1-6 碳烷氧烷氧基、2-6碳烷烯基、2-6碳烷炔基、3-6碳烯氧基、3-6碳炔氧基、萘基、芐基、1 -6碳 烷氧烷基、3-8碳環烷基、包含一個或者一個以上氮、氧、硫原子的五元雜環和六元雜環及其 被一個或者一個以上的下述基團取代：鹵素、1-4碳烷基、1-4碳烷氧基、1-4碳鹵代烷氧基、 1 _4碳燒氧烷氧基、1_4碳鹵代烷基、1_4碳鹵代烷氧基、1_4燒氧烷基、1_4碳燒硫基、1_4碳 烷基亞磺酰基、1-4碳烷基磺酰基硝基、氰基、氨基、羥基、羧基、1-4碳烷基羧基、1-4碳烷氧 基羧基或者亞氨基。
[0041]
[0042] 本發明通式（I)的化合物可以按如下方法制備：在冰浴條件下，將強堿分批加入 溶解有化合物A的有機溶劑中，然后緩慢注入化合物B (化合物A、B和強堿的摩爾比為 1 : 1.2 : 1)，在冰浴條件下反應30min，然后在回流條件下反應至反應完全。反應完畢后， 減壓濃縮，加入冰水，再用有機溶劑萃取，無水硫酸鈉干燥，過濾、減壓濃縮，硅膠色譜柱純 化所得固體即產物（I)。有機溶劑為甲苯、苯、環己烷、乙腈、丙酮、四氫呋喃、乙醚、1，4-二 氧六環、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜。所述強堿為氫化鈉、叔丁醇鈉或者叔丁醇鉀。
[0043]
[0044] 本發明通式（Ia)的化合物可以按如下方法制備：在冰浴條件下，將強堿分批加 入溶解有化合物F的有機溶劑中，然后緩慢注入化合物C(化合物C、B和強堿的摩爾比為 1 : 1.2 : 1)，在冰浴條件下反應30min，然后在回流條件下反應至反應完全。反應完畢后， 減壓濃縮，加入冰水，再用有機溶劑萃取，無水硫酸鈉干燥，過濾、減壓濃縮，硅膠色譜柱純 化所得固體即產物（la)。有機溶劑為甲苯、苯、環己烷、乙腈、丙酮、四氫呋喃、乙醚、1，4_二 氧六環、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜。所述強堿為氫化鈉、叔丁醇鈉或者叔丁醇鉀。
[0045