吡唑酰胺类化合物的合成及杀菌活性研究

王 刚，郝泽生，杨辉斌，单忠刚，陈宣明，吕 亮，李 斌

（沈阳中化农药化工研发有限公司，新农药创制与开发国家重点实验室，沈阳 110021）

◆创制与生测◆

吡唑酰胺类化合物的合成及杀菌活性研究

王 刚，郝泽生，杨辉斌，单忠刚，陈宣明，吕 亮，李 斌*

（沈阳中化农药化工研发有限公司，新农药创制与开发国家重点实验室，沈阳 110021）

以二氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯为起始原料，经7步反应合成了9个吡唑酰胺类新化合物。化合物结构经1H NMR确证。初步活性测试结果显示，化合物TM-1、TM-5、TM-6在400 mg/L质量浓度下，对小麦白粉病（Blumeria graminis DC.Speer）有优异的抑菌效果。

吡唑酰胺；新化合物；抑菌；合成；构效关系

Abstract:Nine pyrazole-carboxamide compounds were synthesized in 7 steps by using ethyl difluoroacetate and triethyl orthoformate as starting materials.The preliminary bioassay showed that the compounds TM-1,TM-5,TM-6 exhibited excellent fungicidal activity against Blumeria graminis DC.Speer at 400 mg/L.

Key words:pyrazole-carboxamide;new compound;fungicidal activity;synthesis;structure-activity relationship

缬霉威（iprovalicarb）为拜耳公司于1998年开发的氨基甲酸酯类杀菌剂，1999年上市销售。其具有独特的仿生结构，因此作用机理有别于其他防治卵菌纲病害杀菌剂。缬霉威通过抑制磷脂生物合成和细胞壁的合成，从而影响游动孢子芽管、孢子囊、菌丝体的生长，孢子形成。其为内吸性杀菌剂，对卵菌纲病害具有保护、治疗和铲除活性[1]。

氟唑菌酰胺（fluxapyroxad）是巴斯夫公司于2012年开发上市的琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHI）类杀菌剂。其作用于病原菌线粒体呼吸电子传递链上的复合体Ⅱ，抑制线粒体的功能，阻止能量产生，抑制病原菌生长，最终导致其死亡。氟唑菌酰胺具有优异的内吸传导活性，对病菌兼具预防和治疗作用。迄今，未见对此类杀菌剂抗性的报道[2-3]。

以iprovalicarb和fluxapyroxad为先导化合物，利用亚结构拼接原理，设计、合成一系列新型吡唑酰胺类化合物，通过对其结构中的苯环取代基（R部分）进行结构修饰，以期发现具有优良活性的化合物（见图1）。同时考察和研究目标化合物TM的结构与活性之间的关系，希望对新化合物的进一步设计提供一定的指导和借鉴作用。

图1 设计思路

本文以二氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯为起始原料，经缩合反应后，与甲基肼环合制备1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯（M-2）；M-2再经水解、酰氯化后与L-缬氨酸制得(3-二氟甲基-1-甲基-1H-吡唑-4-羰基)-L-缬氨酸（M-5）；M-5与氯甲酸异丙酯制得酸酐，最后与取代苯乙胺反应得到目标化合物吡唑酰胺类新化合物[4]。反应共7步，合成路线如图2所示。

图2 目标化合物的合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

主要试剂：所用试剂为市售化学纯或分析纯。

主要仪器：Mercury 300（Varian）核磁共振仪（溶剂为DMSO和CDCl3，TMS为内标）；天津分析仪器厂生产的RY-1型熔点仪；Agilent 1100系列高效液相色谱仪。

1.2 关键中间体的合成步骤

1.2.1 4,4-二氟-2-(甲氧基亚甲基)-3-氧代丁酸乙酯（M-1）的合成

将二氟乙酰乙酸乙酯16.60 g（100 mmol）、原甲酸三乙酯17.77 g（120 mmol）、乙酸酐30.6 g（300 mmol）加入到500 mL反应瓶中，升温回流反应4 h。反应液冷却至室温，减压条件下，蒸除低沸物，至无液滴滴下（水浴温度60℃），得淡黄色液体（M-1）19.97 g，收率96%。

1.2.2 1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯（M-2）的合成

19.97g（96mmol）中间体M-1溶于乙醇（20mL），将其滴加到16.59 g（144 mmol）40%甲基肼水溶液与乙醇（30 mL）混合液中，室温下搅拌，0.5 h后反应完毕。蒸除大部分溶剂后，加入水和乙酸乙酯萃取，有机相用饱和食盐水（100 mL）洗涤，无水硫酸镁干燥，减压脱溶，残余物经柱色谱提纯（淋洗液为体积比5∶1的石油醚＋乙酸乙酯），得淡黄色固体（M-2）17.05 g（83.5 mmol），收率87%。

1.2.3 1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸（M-3）的合成

将17.05 g（83.5 mmol）M-2、66.8 g 10%氢氧化钠水溶液加入500 mL反应瓶，在室温下搅拌2 h。停止反应，将反应液倾入200 mL水中，并加入50 mL乙酸乙酯萃取2次，分液，水相用浓盐酸调节pH值≤2，有大量白色固体析出，过滤，水洗，干燥得白色固体（M-3）14.41 g（83.5 mmol），收率98%。

1.2.4 1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酰氯（M-4）的合成

将2.00 g（11.4 mmol）M-3和10 mL乙腈加入100 mL反应瓶中，滴入氯化亚砜5.40 g（45.4 mmol），滴毕加热回流2 h。减压蒸除残余的氯化亚砜和溶剂后得酰氯（M-4）粗品，将其溶于甲基叔丁基醚中备用，收率按100%计算。

1.2.5 (3-二氟甲基-1-甲基-1H-吡唑-4-羰基)-L-缬氨酸（M-5）的合成

反应瓶中加入L-缬氨酸1.33 g（11.4 mmol）、45%氢氧化钠水溶液5 mL，室温下搅拌1 h，形成透明溶液。室温搅拌下滴加含2.21 g（11.4 mmol）中间体M-4的甲基叔丁基醚溶液（10 mL）。10 min内滴加完毕，室温下反应。1 h后用浓盐酸将反应液pH值调至7左右。反应液中加入甲基叔丁基醚50 mL，萃取，分液，有机相用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，减压蒸除溶剂。残余物经柱色谱提纯（淋洗液为体积比1∶5的丙酮＋石油醚），得1.25 g淡黄色油状液体（M-5），收率40%。

1.2.6 (S)-2-(3-二氟甲基-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰氨基)-3-甲基丁酸-(异丙基碳酸)酐（M-6）的合成

反应瓶中加入0.96 g（3.48 mmol）中间体M-5、0.46 g（4.52 mmol）三乙胺和15 mL甲苯，室温搅拌下滴加氯甲酸异丙酯0.55 g（4.52 mmol）。滴毕，室温反应3 h。将反应液倒入20 mL水中，分液萃取，取有机层。有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，减压蒸除溶剂。残余物经柱色谱提纯（淋洗液为体积比1∶5的丙酮＋石油醚），得0.36 g白色固体（M-6），收率29%。

1.3 目标化合物（TM）的合成通法

反应瓶中加入0.36 g（1.0 mmol）中间体M-6、15 mL甲苯，室温搅拌下滴加取代苯乙胺（1.2 mmol），滴毕，室温下反应2 h。将反应液倒入50 mL水中，有白色固体析出。抽滤，水洗，干燥，得化合物TM。

1.4 目标化合物结构表征

目标化合物参照上述方法合成，化合物结构见表1。

表1 目标化合物TM的结构和理化性质

化合物的核磁数据［1HNMR（300 MHz）］δ如下。

化合物TM-1（DMSO）δ：8.55(s,1H),8.49(s,1H),8.01 (1H,m),7.09-7.46 (m,6H),4.25-4.29 (m,3H),3.92(s,3H),2.03-2.07(m,1H),0.88-0.91(m,6H)。

化合物TM-2（CDCl3）δ：7.93(s,1H),7.21-7.36(m,1H),6.99-7.13(m,3H),6.97(br s,1H),6.90(t,1H),6.66(br s,1H),4.48-4.52 (m,2H),4.41-4.46 (m,1H),3.91 (s,3H),2.22-2.28(m,1H),0.92-1.01(m,6H)。

化合物TM-3（CDCl3）δ：7.89(s,1H),7.20-7.25(m,2H),6.96-7.05(m,2H),6.97(br s,1H),6.88(t,1H),6.57(br s,1H),4.42-4.46 (m,2H),4.42-4.46 (m,1H),3.93 (s,3H),2.22-2.36(m,1H),0.97(d,6H)。

化合物TM-4（CDCl3）δ：7.88(s,1H),7.20-7.24(m,2H),6.95-7.01(m,2H),6.97(br s,1H),6.87(t,1H),6.60(br s,1H),4.39-4.46 (m,2H),4.39-4.46 (m,1H),3.92 (s,3H),2.25-2.32(m,1H),0.95-0.99(m,6H)。

化合物TM-5（CDCl3）δ：7.84(s,1H),7.14-7.17(m,2H),6.97(br s,1H),6.92(t,1H),6.79-6.82(m,2H),4.26-4.49(m,3H),3.83(s,3H),3.75(s,3H),2.18-2.20(m,1H),0.93-0.96(m,6H)。

化合物TM-6（CDCl3）δ：7.89(s,1H),7.08-7.15(m,4H),6.97(br s,1H),6.90(t,1H),6.45-6.55(br s,1H),4.37-4.46(m,1H),4.37-4.46(m,2H),3.90(s,3H),2.32(s,3H),2.24-2.27(m,1H),0.95-0.99(m,6H)。

化合物TM-7（CDCl3）δ：8.04(s,1H),7.56-7.59(m,2H),7.45(br s,1H),7.11(br s,1H),7.37-7.40(m,2H),6.93(t,1H),4.48-4.50 (m,1H),4.48-4.50 (m,2H),3.93 (s,3H),2.30-2.35(m,1H),0.97(d,6H)。

化合物TM-8（CDCl3）δ：7.92(s,1H),7.31-7.34(m,1H),7.16-7.20(m,2H),7.02-7.10(m,1H),6.94(t,1H),4.44-4.56(m,3H),3.87(s,3H),2.15-2.20(m,1H),0.92(d,6H)。

化合物TM-9（CDCl3）δ：7.84(s,1H),7.23(s,1H),7.15-7.18(m,2H),6.90-6.99(m,2H),6.88(t,1H),4.44-4.49(m,1H),4.37-4.41 (m,2H),3.90 (s,3H),2.20-2.27 (m,1H),0.94-0.97(m,6H)。

2 抑菌活性测定

采用活体盆栽测定方法。将目标化合物样品用少量溶剂溶解，溶剂的种类有丙酮、甲醇、DMF等，依据溶剂对样品的溶解能力来选择，溶剂量与喷液量的体积比等于或小于0.05。再用含有0.1%吐温80的水稀释，配制成所需浓度待测液。将目标化合物按照设计浓度进行叶面喷雾处理，另设喷清水的空白对照，每处理3次重复，处理后第2天进行病害接种。接种后，将植株放在人工气候室中保湿培养（温度：昼25℃、夜20℃；相对湿度：95%～99%）。试验材料培养24 h后，移至温室培养，将不需要保湿培养的植物直接在温室内接种并培养。待对照充分发病后（通常为1周时间）进行化合物抑菌效果评估。结果调查参照美国植物病理学会编写的《A Manual of Assessment Keys for Plant Diseases》，用0～100级来表示发病程度，以100级代表无病，0级代表最严重的发病程度。

新化合物对小麦白粉病的抑菌效果见表2。

表2 目标化合物对小麦白粉病的抑菌效果

结果显示，新化合物TM-1、TM-5、TM-6在质量浓度为400 mg/L时，对小麦白粉病具有抑制作用，抑菌效果为100%。

3 结果与讨论

以二氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯为起始原料，经过缩合，与甲基肼制备吡唑环，酯水解，再与氯化亚砜反应制备酰氯，酰氯与L-缬氨酸制备酰胺，酸与氯甲酸异丙酯制备酸酐，最终酸酐与取代苯乙胺进行胺解等7步反应合成目标化合物。化合物结构经1H NMR确证。初步活性测试结果显示，化合物TM-1、TM-5、TM-6在400 mg/L时，对小麦白粉病具有优异的抑菌效果。构效关系表明：R取代基为4位给电子基团时，化合物活性优于氢，优于吸电子基团。

[1]Tomlin C D S.The e-Pesticide Manual[DB/CD].16th ed.Brighton:British Crop Production Council,2012:510.

[2]仇是胜,柏亚罗.琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂的研发进展（Ⅱ）[J].现代农药,2015,14(1):1-7;20.

[3]Phillips McDougall AgriService.Products Section—2015 Market[R].Phillips McDougall—AgriService,2015.

[4]吕亮,王刚,单中刚,等.一种吡唑酰胺类化合物及用途:ZL,201310606349.5[P].2015-05-27.

（责任编辑：顾林玲）

Study on Synthesis and Fungicidal Activity of Pyrazole-carboxamide Analog Compounds

WANG Gang,HAO Ze-sheng,YANG Hui-bin,SHAN Zhong-gang,CHEN Xuan-ming,LV Liang,LI Bin*
(State Key Laboratory of the Discovery and Development of Novel Pesticide,Shenyang Sinochem Agrochemicals Research and Development Co.,Ltd.,Shenyang 110021,China)

TQ 450.1＋1

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2017.05.002

2017-08-07

“十三·五”国家重点研发计划项目（2016YFD0300708）

王刚（1984—），男，沈阳市人，硕士，工程师，主要从事新农药创制研究工作。E-mail：wanggang8@sinochem.com

李斌（1964—），教授级高工，硕士生导师，主要从事新农药创制研究工作。E-mail：libin1@sinochem.com