本發(fā)明屬于化工合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)農(nóng)藥在防治有害生物的同時(shí)所造成的生態(tài)平衡破壞、抗藥性等問題，而雙酰肼類化合物具有作用機(jī)制獨(dú)特，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更高效、對(duì)非靶標(biāo)生物更安全，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，該類化合物具有較高的生物活性已得到了廣泛的認(rèn)可，因此該類化合物受到了農(nóng)藥研究者的密切關(guān)注。
本發(fā)明以取代芳氧乙酰肼結(jié)構(gòu)(Ⅲ)為基礎(chǔ)，引入取代的吡啶基吡唑乙酸(Ⅱ)，設(shè)計(jì)并合成了一系列未見報(bào)道的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物(I)，制備條件溫和，后處理簡(jiǎn)單，收率較高，且該系列化合物具有較高的除草活性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種具有生物活性的取代的啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物的制備方法，并闡述了其作為除草劑使用的用途。
所述的一種取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物，其特征在于結(jié)構(gòu)如式(I)所示：
其中，R1取代基為鹵素，R1取代基的取代位置在吡啶環(huán)上的3位或6位，苯環(huán)上的R2取代基為H，C1～C10的烷基、鹵素或硝基，所述R2取代基為單取代或多取代。
所述的取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物，其特征在于苯環(huán)上的R2取代基為H，2-硝基，2,6-二甲基，2,4,6-三氯基，4-甲基，2-氯，3-甲基，2,3-二氯基，4-異丁基，3,5-二甲基，2-甲基或2,4-二氯基。
所述的取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物的制備方法，其特征在于將式(Ⅱ)所示的取代的-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸與式(Ⅲ)所示的取代苯氧乙酰肼加入反應(yīng)瓶中，加入有機(jī)溶劑將其溶解，再加入縛酸劑、縮合劑反應(yīng)16～30h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)后處理得目標(biāo)化合物，
R1取代基為鹵素，R1取代基的取代位置在吡啶環(huán)上的3位或6位，苯環(huán)上的R2取代基為C1～C10的烷基、鹵素或硝基，所述R2取代基為單取代或多取代。
所述的取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物的制備方法，其特征在于所述有機(jī)溶劑為甲苯，丙酮，二甲苯，二氯甲烷或二氯乙烷，優(yōu)選二氯甲烷。
所述的取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物的制備方法，其特征在于所述縛酸劑為吡啶、三乙胺、碳酸鉀或氫氧化鉀，優(yōu)選為三乙胺。
所述的取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物的制備方法，其特征在于所述縮合劑為1,3-二環(huán)己基碳二亞胺(簡(jiǎn)稱DCC)或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(簡(jiǎn)稱EDC)，優(yōu)選為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽。
所述的取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物的制備方法，其特征在于取代的1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸、取代苯氧乙酰肼、縛酸劑及縮合劑的投料摩爾比為1:1.1-1.3:1.5-1.8:1.0-1.4，優(yōu)選為1:1.2:1.7:1.2。
所述的取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物的制備方法，其特征在于所述的后處理方法為將反應(yīng)液用體積比為2:1的乙酸乙酯和水進(jìn)行萃取，萃取得的有機(jī)相進(jìn)行脫溶，再用體積比為3：1的乙醇和水進(jìn)行重結(jié)晶。
所述的一種取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物作為除草劑的應(yīng)用。
通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下；
1)本發(fā)明通過(guò)上述制備方法合成了一系列取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物，其制備方法簡(jiǎn)單易行，反應(yīng)條件溫和，后處理簡(jiǎn)單，收率、純度較高；
2)本發(fā)明得到的化合物作為除草劑應(yīng)用，它選用小麥、高粱、稗草、蘿卜、油菜、黃瓜等作物作為測(cè)試靶標(biāo)對(duì)所有化合物進(jìn)行了生物活性篩選。測(cè)試結(jié)果表明：部分化合物在200mg/L的處理劑量下，對(duì)試驗(yàn)所選的靶標(biāo)作物的根、莖表現(xiàn)出較高的抑制率，如化合物10，化合物11，化合物12對(duì)油菜根、莖的抑制率均達(dá)到了100％，對(duì)其他測(cè)試靶標(biāo)也表現(xiàn)出較高的抑制率，特別是化合物12對(duì)所有測(cè)試靶標(biāo)的抑制率均達(dá)70％以上；化合物5，化合物7對(duì)黃瓜、油菜、蘿卜根莖也表現(xiàn)出較高的抑制率。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此：
實(shí)例1：目標(biāo)化合物的制備方法
在反應(yīng)瓶中依次加入6-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸(2mmol)，苯氧乙酰肼(2.4mmol)，碳酸鉀(3.4mmol)，并加入甲苯(15mL)和1,3-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)(2.4mmol)，0℃以下反應(yīng)3～4h，繼續(xù)室溫下攪拌反應(yīng)至反應(yīng)體系中6-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸，停止反應(yīng)，得到的反應(yīng)混合液用乙酸乙酯和水(體積比2:1)萃取2～3次，取有機(jī)相，經(jīng)脫溶，用體積比為3：1的乙醇和水重結(jié)晶后得到淺黃綠色固體即為目標(biāo)產(chǎn)物，熔點(diǎn)84～87℃，收率57％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.49(d,J＝4.8Hz,1H,Py-H),7.91(dt,J＝16.8,8.4Hz,1H,Py-H),7.88(s,1H,NH),7.74(s,1H,NH),7.37(dt,J＝15.0,7.8Hz,1H,Py-H),7.34-7.24(m,3H,Ph-H),6.92(d,J＝8.4Hz,2H,Ph-H),4.58(s,2H,O＝C-CH2-O-),3.51(s,2H,O＝C-CH2),2.32(s,3H,-CH3),2.21(s,3H,-CH3).
實(shí)例2：目標(biāo)化合物的制備方法
在反應(yīng)瓶中依次加入3-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸(2mmol)，2-硝基苯氧乙酰肼(2.4mmol)，三乙胺(3.4mmol)，加入二氯乙烷(15mL)，EDC(2.4mmol)，0℃以下反應(yīng)3～4h，繼續(xù)室溫下攪拌反應(yīng)至反應(yīng)體系中原料3-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸消失，停止反應(yīng)。反應(yīng)混合液用乙酸乙酯和水(體積比2:1)萃取2～3次，取有機(jī)相，經(jīng)脫溶，用體積比為3：1的乙醇和水重結(jié)晶后得到橙黃色固體即為目標(biāo)產(chǎn)物，熔點(diǎn)117～120℃，收率65.8％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.49(d,J＝4.2Hz,1H,Py-H),8.20(s,1H,NH),8.02(d,J＝8.4Hz,1H,Ph-H),7.94(s,1H,NH),7.67-7.54(m,2H,Ph-H),7.39(dd,J＝7.8,4.8Hz,1H,Py-H),7.15(d,J＝7.8Hz,1H,Py-H),7.07(d,J＝8.4Hz,1H,Ph-H),4.74(s,2H,O＝C-CH2-O-),3.54(s,2H,O＝C-CH2),2.35(s,3H,-CH3),2.23(s,3H,-CH3).
實(shí)例3：目標(biāo)化合物的制備方法
在反應(yīng)瓶中依次加入3-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸(2mmol)，2,6-二甲基苯氧乙酰肼(2.4mmol)，三乙胺(3.4mmol)，加入二氯甲烷(15mL)，EDC(2.4mmol)，0℃以下反應(yīng)3～4h，繼續(xù)室溫下攪拌反應(yīng)至反應(yīng)體系中原料3-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸消失，停止反應(yīng)。反應(yīng)混合液用乙酸乙酯和水(體積比2:1)萃取2～3次，取有機(jī)相，經(jīng)脫溶，重結(jié)晶后得到黃色固體即為目標(biāo)產(chǎn)物，熔點(diǎn)129～132℃，收率78.4％。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.53(s,1H,NH),8.48(s,1H,NH),8.43(dd,J＝13.2,6.6Hz,2H,Py-H),7.87(d,J＝8.4Hz,1H,Py-H),7.33(dd,J＝7.8,4.8Hz,1H,Ph-H),6.56(m,2H,Ph-H),4.56(s,2H,O＝C-CH2-O-),3.47(s,2H,O＝C-CH2),2.27(s,3H,-CH3),2.22(s,3H,-CH3),2.16(s,3H,Ph-CH3).
實(shí)例4：目標(biāo)化合物的制備方法
在反應(yīng)瓶中依次加入6-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸(2mmol)，2,4,6-三氯苯氧乙酰肼(2.4mmol)，吡啶(3.4mmol)，加入二氯甲烷(15mL)，1,3-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)(2.4mmol)，0℃以下反應(yīng)3～4h，繼續(xù)室溫下攪拌反應(yīng)至反應(yīng)體系中原料6-氯-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸消失，停止反應(yīng)。反應(yīng)混合液用乙酸乙酯和水(體積比2:1)萃取2～3次，取有機(jī)相，經(jīng)脫溶，重結(jié)晶后得到白色固體即為目標(biāo)產(chǎn)物，熔點(diǎn)187～190℃，收率61.0％。
1H NMR(500MHz,DMSO)δ9.04(s,1H,NH),8.51(dd,J＝4.8,1.2Hz,1H,Py-H),8.22(s,1H,NH),7.93(dd,J＝8.4,1.8Hz,1H,Py-H),7.40(d,J＝4.8,1H,Py-H),7.34(s,2H,Ph-H),4.85(s,2H,O＝C-CH2-O-),3.32(s,2H,O＝C-CH2),2.18(s,3H,-CH3),2.11(s,3H,-CH3).
實(shí)例5～12：取代的-1-(2-吡啶基)-吡唑-4-基乙酸與不同取代的苯氧乙酰肼反應(yīng)的投料量，工藝參數(shù)均同實(shí)例1，反應(yīng)所得的新化合物見表1，其表征數(shù)據(jù)見表2。
表1取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物理化數(shù)據(jù)
表2取代的吡啶聯(lián)吡唑雙酰肼類化合物1H NMR數(shù)據(jù)
實(shí)例13：除草活性測(cè)試
1.測(cè)試樣品：實(shí)例1～12合成的化合物
2.測(cè)試方法：培養(yǎng)皿法(普篩)
3.供試靶標(biāo)為蘿卜、黃瓜、油菜、小麥、高粱和稗草，將上述靶標(biāo)放入鋪雙層濾紙的內(nèi)徑9cm培養(yǎng)皿，加入濃度200mg/L的各新化合物溶液；浸藥均勻后分別編號(hào)標(biāo)記，7天后調(diào)查靶標(biāo)根、莖抑制率(％)。
4.結(jié)果統(tǒng)計(jì)：按以下公式計(jì)算各化合物對(duì)雜草的防效(抑制率％)：抑制率＝100(對(duì)照株高-處理株高)/對(duì)照株高測(cè)試結(jié)果如表3所示。
表3化合物除草活性測(cè)試結(jié)果(抑制率/％)
由表3可知，在所有測(cè)試的化合物中，部分化合物在200mg/L的處理劑量下，對(duì)試驗(yàn)所選的靶標(biāo)作物的根、莖表現(xiàn)出較高的抑制率。如化合物10，化合物11，化合物12對(duì)油菜根、莖的抑制率均達(dá)到了100％，對(duì)其他測(cè)試靶標(biāo)也表現(xiàn)出較高的抑制率，特別是化合物12對(duì)所有測(cè)試靶標(biāo)的抑制率均達(dá)70％以上；化合物5，化合物7對(duì)黃瓜、油菜、蘿卜根莖也表現(xiàn)出較高的抑制率。