一种氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物及其微波水热法方法与应用技术

本发明专利技术涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物及其微波水热合成方法与应用。本发明专利技术通过在苯基吡唑5位的氨基和氯代酰氯反应，合成苯基吡唑环酰亚胺类化合物作为前体，再在苯基吡唑环3位氰基上通过酯化、与水合肼反应生成酰肼结构，再合环形成吡唑环，得到苯基连接双吡唑环和环酰亚胺的终产物。将微波法和水热法相结合，应用到上述合成中，使得反应更加高效、简便、产率有很大提高。将本发明专利技术制备得到的终产物分别用于小麦赤霉病菌、黄瓜灰霉病菌、油菜菌核病菌和恶苗病菌试验，取得了良好的抗菌效果，用于小菜蛾和斜纹夜蛾实验，同时取得了良好的杀虫效果。

A Fipronil Pyrazolol Cyclic Imide Compound and Its Microwave Hydrothermal Method and Application

The invention relates to the technical field of organic synthesis, in particular to a fluorofenac pyrazole alcohol cycloimide compound and its microwave hydrothermal synthesis method and application. The invention synthesizes phenylpyrazole cyclic imides as precursors by reacting 5-position amino group of phenylpyrazole with chloroacyl chloride, then esterifies the 3-position cyano group of phenylpyrazole ring to form hydrazide structure, and then synthesizes the pyrazole ring to form the pyrazole ring, and obtains the end product of phenyl-linked bispyrazole ring and cyclic imide. The combination of microwave method and hydrothermal method has been applied to the above synthesis, which makes the reaction more efficient, simple and the yield greatly improved. The end products prepared by the invention are used in the tests of wheat scab, cucumber gray mould, rape Sclerotinia sclerotiorum and cachexia respectively, and good antimicrobial effects are obtained. The end products are used in the experiments of Plutella xylostella and Spodoptera litura, and good insecticidal effects are obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物及其微波水热法方法与应用
本专利技术涉及有机合成
，尤其涉及一种氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物及其微波水热法合成方法与应用。
技术介绍
芳基吡唑类化合物在当今农药发展中占有重要位置，氟虫腈(fipronil)是用于病虫害防治的极具代表性的芳基吡唑类杀虫剂，它能作用于GABA受体进而阻断氯离子通道，近年研究表明谷氨酸门控氯离子通道也是氟虫腈的一个潜在的昆虫特异性靶点。但氟虫腈对蜜蜂毒性很大、对环境不友好制约了该药的广泛使用，为了研发出对靶点生物具有高择性、高效低毒的新型氟虫腈类杀虫剂，近年来对氟虫腈进行结构改造的研究课题受到国内外学者的广泛关注，各种各样的氟虫腈衍生物被合成出来。氟虫腈的苯基吡唑结构在当前广谱农药中占据重要地位，而吡唑环在杀菌、杀虫、除草和植物生长调节等方面表现出优良的特性，而且因其高效、低毒以及吡唑环上取代基可以多方位的变换，吡唑类结构作为一种重要的活性结构单元，因此在农药方面有着广泛的应用。环酰亚胺也是很多药物的中间体，哒嗪环酮及氮杂环丁烷-3-羧酸等也具有很好的生物活性，它们都属于环酰亚胺。微波技术兴起于20世纪30年代，随着发展逐渐应用于多种领域。应用于有机合成是在20世纪60年代，自此在几十年里，微波辐射促进有机化学的反应成为热点并成为一个新的研究领域。微波辐射下的有机反应效率大大提高，一些常规的加热回流难以实现的反应也可以在微波作用下达到，而且操作简单，产率高，时间短，易回收等。水热法是19世纪开始研究的，1900年后科学家们建立了水热合成理论，以后又开始转向功能材料的研究。在水热条件下，溶剂可以作为一种化学组分起作用并参加反应。现在水热法多用高压反应釜做容器，在密闭的环境中达到高温高压的条件，促进反应的发生。微波水热法集合了这两种方法的优点，即利用微波作为加热工具，实现分子水平上的搅拌，克服水热容器加热不均匀的缺点，缩短反应时间，提高工作效率，有加热速度快，加热均匀，无温度梯度，无滞后效应等优点。
技术实现思路
吡唑类化合物具有广泛的生物活性，是近年来新农药研究的主要结构之一。由于吡唑类化合物表现出的高效、低毒和结构的多样性，因而具有非常广阔的研究和开发前景。二吡唑类的研究已经成为药物及新农药创制的热点，国内外报道了一系列吡唑与杂环是通过亚甲基、砜基等基团连接形成含吡唑双杂环、吡唑与杂环直接连接形成的含吡唑双杂环化合物。目前，由氨基生成含环酰亚胺的方法主要是和丙烯酸甲酯经Michael加成，然后在甲醇钠存在下环合，在酸性条件下脱羧制成，步骤繁琐，产率不高。申请人发现可以在氟虫腈已经有一个吡唑环的基础上再接一个吡唑环形成苯基双吡唑，另一端接上同样具有活性的环酰亚胺，期望可以得到更好的杀虫、抗病活性的化合物。基于以上考虑，本专利技术通过在苯基吡唑5位的氨基和氯代酰氯反应，合成苯基吡唑环酰亚胺类化合物作为前体，再在苯基吡唑环3位氰基上通过酯化、与水合肼反应生成酰肼结构，再合环形成吡唑环，得到苯基连接双吡唑环和环酰亚胺的终产物。微波水热法是一种以微波为加热工具，能实现分子水平上的加热，使有机反应效率大大提高，再结合水热法的优点，应用于氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物的合成至今仍没有文献报道。基于以上专利技术构思，本专利技术的第一个目的在于提供一种氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物，其结构式如通式(Ⅲ)所示：通式(Ⅲ)中，所述R2选自如下基团中的任意一种：C1-C12饱和烷基、C2-C9环烷基、烷氧基、五元杂环基、取代的烷基、未取代的烷基、取代的环戊二烯、未取代的环戊二烯、取代的苯基、未取代的苯基；所述取代的烷基中，所述取代是单取代或多取代，取代的基团为卤素或羟基；所述取代的环戊二烯中，所述取代是单取代或多取代，取代的基团为烷基、羟基、羰基或卤素；所述取代的苯基中，所述取代是单取代或多取代，取代的位置是苯环邻位、间位或对位，取代的基团为卤素、C1-C12烷基、烷氧基、羟基或硝基；具体的，所述R2选自如下基团中的任意一种：甲基CH3-、乙基CH3CH2-、丙基CH3CH2CH2-、丁基CH3CH2CH2CH2-、异丁基异丙基戊基CH3CH2CH2CH2CH2-、氯甲基ClCH2-、氯乙基ClCH2CH2-、二氯甲基Cl2CH-、三氯甲基CCl3-、环丙基环戊基环己基苯基对-甲氧基-苯基对硝基-苯基2,3-二氯苯基2-氟-3-溴-苯基3,5-二甲基苯基2-呋喃基5-甲基-2-呋喃基2-吡咯基3-吡咯基2-噻吩基2-吡啶基通式(Ⅲ)中，n大于或等于2，其含义为通式(Ⅲ)中次甲基的个数。进一步的，所述R2选自如下基团中的任意一种：甲基CH3-、乙基CH3CH2-、环丙基2-呋喃基和环己基本专利技术的第二个目的在于提供一种合成结构式如通式(Ⅲ)所示化合物的方法，此方法高效、环保、简便、成本低。为实现本专利技术第二个目的，提供一种结构式如通式(Ⅲ)所示化合物的合成路线：(1)在反应容器中加入氟虫腈溶剂A和NaH，搅拌使其混合均匀，然后向其中滴入氯代酰氯在60-120℃下加热回流反应7～24h(优选为在80℃下加热回流反应12h)，生成化合物(Ⅰ)1-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(环酰亚胺-1-基)-4-三氟甲基-1H-吡唑-3-甲腈所述氟虫腈、NaH与氯代酰氯加入量的摩尔比为1:(1-5):(1-3)，优选为1:2:1；(2)在反应容器中加入化合物(Ⅰ)、醇、和催化剂，在70-150℃下加热回流反应10～25h(优选为在75-110℃下加热回流反应15h)，合成中间产物1-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(环酰亚胺-1-基)-4-三氟甲基-1H-吡唑-3-羧酸酯化合物所述化合物(Ⅰ)与催化剂加入量的摩尔比为1:(1-5)，优选为1:2；(3)向微波水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中加入1-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(环酰亚胺-1-基)-4-三氟甲磺酰基-1H-吡唑-3-羧酸酯化合物、水合肼溶液和溶剂B，将反应釜密封后投入微波反应仪中，在70-130℃、微波功率200-600W条件下反应20-100min(优选为在80-115℃、微波功率300-450W条件下反应20-50min)；合成具有酰肼结构的1-[2-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(2-肼基乙酰基)-4-三氟甲基-2H-吡唑-3-基]-环酰亚胺类化合物(Ⅱ)所述1-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(环酰亚胺-1-基)-4-三氟甲磺酰基-1H-吡唑-3-羧酸酯化合物与水合肼溶液中水合肼的摩尔比为1:(1-3)，优选为1:2；(4)向微波水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中加入化合物(Ⅱ)、化合物和溶剂C，将反应釜密封后投入微波反应仪中，在100-150℃、微波功率200-500W条件下反应20-70min(优选为在110-130℃、微波功率300-450W条件下反应30-55min)，生成化合物(Ⅲ)1-[2-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(5-羟基-吡唑-1-羰基)-2H-吡唑-3-基]-环酰亚胺类化合物，所述化合物(Ⅱ)与化合物加入量的摩尔比为1:(1-3)，优选为1:1；所述R2如前文所述；进一步的，所述催化剂选自FeCl3、AlCl3、ZnCl2、CoCl2、CuCl2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物，其结构式如通式(Ⅲ)所示：

【技术特征摘要】
1.一种氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物，其结构式如通式(Ⅲ)所示：通式(Ⅲ)中，所述R2选自如下基团中的任意一种：C1-C12饱和烷基、C2-C9环烷基、烷氧基、五元杂环基、取代的烷基、未取代的烷基、取代的环戊二烯、未取代的环戊二烯、取代的苯基、未取代的苯基；所述取代的烷基中，所述取代是单取代或多取代，取代的基团为卤素或羟基；所述取代的环戊二烯中，所述取代是单取代或多取代，取代的基团为烷基、羟基、羰基或卤素；所述取代的苯基中，所述取代是单取代或多取代，取代的位置是苯环邻位、间位或对位，取代的基团为卤素、C1-C12烷基、烷氧基、羟基或硝基；通式(Ⅲ)中，n≥2。2.根据权利要求1所述的氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物，其特征在于，所述R2选自如下基团中的任意一种：甲基CH3-、乙基CH3CH2-、丙基CH3CH2CH2-、丁基CH3CH2CH2CH2-、异丁基异丙基戊基CH3CH2CH2CH2CH2-、氯甲基ClCH2-、氯乙基ClCH2CH2-、二氯甲基Cl2CH-、三氯甲基CCl3-、环丙基环戊基环戊二烯基、环己基苯基对-甲氧基-苯基对-硝基-苯基2,3-二氯苯基2-氟-3-溴-苯基3,5-二甲基苯基2-呋喃基5-甲基-2-呋喃基2-吡咯基3-吡咯基2-噻吩基2-吡啶基3.一种权利要求1或2所述的氟虫腈吡唑醇环酰亚胺化合物的制备方法，步骤如下：(1)在反应容器中加入氟虫腈溶剂A和NaH，搅拌使其混合均匀，然后向其中滴入氯代酰氯在60-120℃下加热回流反应7～24h，生成化合物(Ⅰ)1-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(环酰亚胺-1-基)-4-三氟甲基-1H-吡唑-3-甲腈所述氟虫腈、NaH与氯代酰氯加入量的摩尔比为1:1-5:1-3；(2)在反应容器中加入化合物(Ⅰ)、醇、和催化剂，在70-150℃下加热回流反应10～25h，合成中间产物1-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(环酰亚胺-1-基)-4-三氟甲基-1H-吡唑-3-羧酸酯化合物所述化合物(Ⅰ)与催化剂加入量的摩尔比为1:1-5；(3)向微波水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中加入1-(2,6-二氯-4-三氟甲基-苯基)-5-(环酰亚胺-1-基)-4-三氟甲磺酰基-1H-吡唑-3-羧酸酯化合物、水合肼溶液和溶剂B，将反应釜密封后投入微波反应仪中，在70-130℃、微波...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈连清，杜艳婷，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42