3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)吡唑酰胺类新化合物的合成及其杀虫活性

李焕鹏，许良忠

（青岛科技大学化学与分子工程学院农用化学品研究所，山东青岛 266042）

◆创制与生测◆

3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)吡唑酰胺类新化合物的合成及其杀虫活性

李焕鹏，许良忠*

（青岛科技大学化学与分子工程学院农用化学品研究所，山东青岛 266042）

以氯虫苯甲酰胺为先导化合物，在其吡唑环上引入四氟丙氧基，合成出6个吡唑酰胺类新化合物。所有化合物均通过核磁共振氢谱、元素分析等进行表征，并对其杀虫活性进行了测定。结果表明，在0.05 mg/L质量浓度下，部分化合物对小菜蛾的生物活性显著高于氯虫苯甲酰胺。

吡唑酰胺；新化合物；合成；杀虫活性；四氟丙氧基

近些年来，杂环化合物在农药开发中受到广泛关注，因为其具有多变的结构及广泛的生物活性，尤其是含氮杂环化合物[1-2]。近年来开发的新化学农药中，有约70%的品种为含氮杂环化合物[3]，而吡唑酰胺类化合物是其中重要组成部分。因吡唑酰胺类化合物作用机理独特，毒性低，吡唑环具有多个取代位点，且不同取代位点或取代基具有不同的生物活性，成为当今杀虫剂研究的焦点[4]。其中邻甲酰氨基苯甲酰类化合物（鱼尼丁受体抑制剂类）是近年来开发用于防治鳞翅目害虫的高效杀虫剂[5-6]。WO015519公开了具有杀虫活性的化合物氯虫苯甲酰胺[7-8]。该化合物对于鳞翅目害虫具有超高效、长持效，且抗性小，毒性低，属于典型的绿色环保杀虫剂[9]。很多学者对类似结构进行了研究和改造，CN101967139A公开了具有杀虫活性的化合物Ⅰ，CN103130769A公开了具有杀虫活性的化合物Ⅱ。

本文合成一种结构新颖的吡唑酰胺类化合物，如通式Ⅲ所示。以氯虫苯甲酰胺为结构母体，合成了3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)吡唑酰胺类新化合物，在吡唑环上引入氟代烷氧基团，吡啶环上引入氯原子，在先前的基础上增加了更多的氟、氯等卤素原子，增强了目标化合物对中枢神经的渗透，有效地改善了其生物活性[10]。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

2,3,5-三氯吡啶、80%水合肼、20%乙醇钠、马来酸二甲酯、过硫酸钾、浓硫酸、2,2,3,3-四氟丙醇、甲基磺酰氯、氢氧化钠、浓盐酸、氯化亚砜、三乙胺，化学纯或分析纯；2-氨基-3,5-二卤代-N-烷基（硫代）苯甲酰胺，青岛科技大学化学与分子工程学院制。

核磁共振仪（BrukerAvance-500MHz型，DMSO-d6为溶剂，TMS为内标），德国布鲁克公司；质谱仪；有机元素分析仪（Thermo Flash 2000 CHNS/O型），美国热电集团；数字熔点仪（WRS-1A型），上海精密科学仪器有限公司；旋转蒸发仪（RE-52CS型），河南予华仪器厂；循环水式真空泵（SHB-D型），郑州英峪予华仪器厂。

1.2 合成路线

目标化合物合成路线见图1。

图1 目标化合物的合成路线

1.2.1 2,2,3,3-四氟丙基甲磺酸酯的合成

向1 000 mL三口瓶中依次加入66 g（0.50 mol）2,2,3,3-四氟丙醇、55.5 g（0.55 mol）三乙胺、300 mL乙酸乙酯，冰浴下滴加57.3 g（0.50 mol）甲基磺酰氯，滴加完毕，常温搅拌反应4 h，抽滤，用少许乙酸乙酯洗涤，滤液旋蒸得到红褐色油状液体105 g，收率100%。

1.2.2 3,5-二氯-2-吡啶肼（b）的合成[11]

向250 mL四口瓶中加入36.5 g（0.20 mol）2,3,5-三氯吡啶、62.5 g（1.00 mol）80%水合肼、100 mL水及20 mL乙醇，回流反应3 h，TLC确定反应终点。降至室温，抽滤（母液可重复利用），水洗及少量乙醇洗涤，烘干得到白色针状晶体（中间体b）34.8 g，熔点179～181℃，收率97.8%。

1.2.3 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-羟基-4,5-二氢-2H-吡唑-5-甲酸甲酯（c）的合成

向500 mL四口瓶中加入65.3 g（0.19 mol）20%乙醇钠、50 mL乙醇，水浴下缓慢滴加23.8 g（0.17 mol）马来酸二甲酯，滴毕，升温至回流，加入26.7 g（0.15 mol）中间体b，继续反应0.5 h，析出大量亮黄色晶体，抽滤，滤饼乙醇洗涤后加入到100 mL水中，冰醋酸调节pH值至4～5，抽滤、水洗，干燥得到黄白色固体（中间体c）23.2g，熔点105～108℃，收率53.3%。

1.2.4 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-羟基-1H-吡唑-5-甲酸甲酯（d）的合成

向250 mL四口瓶中加入20.3 g（0.07 mol）中间体c、22.7 g（0.08 mol）过硫酸钾、100 mL自来水，搅拌下加入5滴浓硫酸，控温70℃反应2 h。TLC跟踪反应，室温抽滤、水洗、干燥，得浅黄色固体（中间体d）18.8 g。柱层析后所得中间体熔点164～167℃，收率93.2%。

1.2.5 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1H-吡唑-5-甲酸甲酯（e）的合成

向250 mL四口瓶中加入17.3 g（0.06 mol）中间体d、9.94 g（0.07 mol）粉末K2CO3，甲苯和DMF各50 mL，升温回流反应5 h，TLC确定反应终点。稍降温抽滤，滤饼用少许乙腈洗涤，滤液脱溶，向残余物中加入CH2Cl2和水各50 mL，静置分液，有机层水洗3次，干燥后脱溶得到红褐色油状产物（中间体e）23.6 g。重结晶后熔点64～67℃，收率97.8%。

1.2.6 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1H-吡唑-5-甲酸（f）的合成

向250 mL四口瓶中加入23.6 g（0.06 mol）中间体e、40 mL甲醇，搅拌下滴加10%氢氧化钠水溶液28.1 g，升温至40～50℃反应1 h，TLC确定反应终点。蒸除甲醇，用浓盐酸调pH值至2～3，析出大量白色固体，抽滤、水洗、干燥，得到白色产物（中间体f）20.7 g，熔点156～158℃，收率90.9%。

1.2.7 1-(3,5-二氯吡啶-2-基)-3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1H-吡唑-5-甲酰氯（g）的合成

向250 mL四口瓶中加入19.4 g（0.05 mol）中间体f、80 mL甲苯，常温滴加8.9 g（0.08 mol）氯化亚砜，滴毕缓慢升温至回流，反应3 h，蒸出甲苯，再加入20 mL甲苯，旋蒸，确保氯化亚砜除尽，得到红褐色油状液体（中间体g）20.3 g，收率100%。

1.2.8 最终产物Ⅲ-1的合成[12]

在100 mL三口瓶中加入1.9 g（0.01 mol）2-氨基-3,5-二氯-N-甲基硫代苯甲酰胺、30 mL乙腈、1.01 g（0.01 mol）三乙胺和3.7 g（0.01 mol）中间体g，常温反应2 h，TLC跟踪监测。抽滤、水洗，干燥得到粗品黄色固体3.91 g，收率81%。柱层析（V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶3）得到黄色晶体，熔点123.5～125.8℃。

参照上述方法制备通式Ⅲ中其它目标化合物。

2 结果与讨论

2.1 新化合物理化数据及数据表征

表1列出了6个目标化合物的理化数据。

“我要感谢王一格同学。我在跳高的时候有点害怕，跑到跳杆前又退缩了，是王一格同学跑到我身边，拍拍我的肩膀，告诉我别害怕。她给了我力量，让我努力跑向跳杆，跳了过去。”

表1 目标化合物的理化数据

目标化合物的数据表征见表2。

表2 目标化合物的元素分析及核磁数据

2.2 活性测定

采用浸叶法，考察目标化合物对小菜蛾的生物活性。目标化合物Ⅲ-1～Ⅲ-6及氯虫苯甲酰胺对小菜蛾的杀虫活性测定结果见表3。

从生物活性数据可以看出:在0.1 mg/L质量浓度下，合成的系列化合物对小菜蛾均有较高的活性，化合物Ⅲ-1、Ⅲ-3、Ⅲ-5对小菜蛾的致死率均达到90%。在0.05 mg/L质量浓度下，化合物Ⅲ-1对小菜蛾的杀虫效果也达到90%，超过了先导化合物氯虫苯甲酰胺。

分析两者结构不难发现，取代基的不同导致了其生物活性的不同。R2位置硫原子活性大于氧原子，原因可能是硫原子在害虫体内转化为氧原子，这个过程提高了药效。

表3 目标化合物对小菜蛾的生物活性数据

3 结论

通过引入四氟丙氧基从而合成了6个3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)吡唑酰胺类化合物，并对其进行了小菜蛾的生物活性测定。此系列中部分化合物对小菜蛾的杀虫活性较高，化合物Ⅲ-1在0.05 mg/L质量浓度下对小菜蛾的活性显著高于氯虫苯甲酰胺。且R2为S时，化合物在常见有机溶剂中溶解性较好，克服了氯虫苯甲酰胺在常用有机溶剂中溶解度低的弊端。

[1]杨扬,吕文硕,史延年.具有生物活性的N-1取代1,2,4-三唑类化合物的研究与进展[J].化学通报,1996,35(10)：6-14.

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[3]刘杰,谢化鹏,宋宝安,等.5-吡唑酰胺类化合物的合成及其杀虫活性研究[J].有机化学,2010,30(9)：1347-1353.

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[6]谭海军,张湘宁,朱红军,等.邻甲酰胺基苯甲酰胺类杀虫剂的研究进展[J].现代农药,2010,9(2)：7-12.

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[9]欧晓明,唐德秀,林雪梅.新型邻甲酰氨基苯甲酰胺类农药氯虫酰胺的研究概述[J].世界农药,2007,29(5)：6-10．

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（责任编辑：柏亚罗）

表2 乙唑螨腈对朱砂叶螨螨卵的孵化抑制率

由表可知:在质量浓度为5.0 mg/L时，乙唑螨腈对朱砂叶螨卵孵化抑制率达到100%。

3 结果与讨论

乙唑螨腈以对叔丁基苯乙腈为起始原料，经缩合、酰化反应制得，合成操作简便，原材料成本较低。同时，乙唑螨腈对朱砂叶螨成螨、若螨具有较好的活性，对螨卵孵化抑制作用明显，具有一定的应用前景。

参考文献

[1]Ogura T,Murakami H,Numata A,et al.Preparation of Ethylene DerivativesasPestControlling Agents：WO,9740009 [P]. 1997-10-30.

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[3]Nakahira K.Strategy for Discovery of a Novel Miticide Cyenopyrafen Which is One of Electron Transport Chain Inhibitors [J].J Pesti Sci,2011,36(4)：511-515.

[4]李斌,于海波,张弘,等.吡唑基丙烯腈类化合物及其应用：WO, 2010124617[P].2010-11-04.

[5]于海波,李斌,许曼,等.(Z)-3-酰氧基-3-(1-乙基吡唑基)丙烯腈类化合物的制备方法：ZL,201110209638.2[P].2011-07-25.

（责任编辑：顾林玲）

Synthesis and Insecticidal Activity of 3-(2,2,3,3-Tetrafluoropropoxy)-pyrazole Amides New Compounds

LI Huan-peng,XU Liang-zhong*
(Agrochemical Graduate School of Qingdao University of Science＆Technology,Shandong Qingdao 266042,China)

Using chlorantraniliprole as lead structure,six new pyrazole amides were synthesized by introducing the tetrafluoropropoxy group into its pyrazole ring.The structures of all compounds were characterized by1H NMR and elemental analysis.The preliminary bioassay showed that all compounds exhibited good activities against diamoundback moth,and some of them even were more active than chlorantraniliprole at a dosage of 0.05 mg/L.

pyrazole amide;new compound;synthesis;insecticidal activity;tetrafluoropropoxy group

TQ 450.1＋1

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2016.06.005

2016-02-15；

2016-03-14

李焕鹏（1992—），男，山东省潍坊市人，硕士研究生，主要从事农药合成研究。E-mail:496563467@qq.com

许良忠，男，教授，博导，主要从事新农药合成、助剂及肥料的研究。