专利名称：具有杀虫活性1,5-二取代六氢三嗪化合物及制备方法
技术领域：
本发明属于农药杀虫剂，具体地说是具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物 及制备方法。
背景技术：
在经历了有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂之后，人们发明了第四代 杀虫剂——新烟碱类杀虫剂。由于该类杀虫剂具有独特的作用机制。它对昆虫的神经系统 烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)选择性地起作用，不仅具有高亲和性，而且还显示了优良的物 理化学特性。新烟碱类杀虫剂与常规杀虫剂无交互抗性，不但有高效、广谱及良好的根部内 吸性、触杀和胃毒作用，而且对哺乳动物毒性低，对环境安全，这些特征符合人们对现代农 药的要求。由于它具有独特的杀虫机理、高效低毒及靶标选择性的优良特性，成为未来代替 有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂的理想农药。呋虫胺为日本三井化学公司开发的第三代烟碱类杀虫剂。与现有的烟碱类杀虫 剂的化学结构不同，它以四氢呋喃基取代了的氯代吡啶基、氯代噻唑基，并且不含卤族元 素。同时，在性能方面也与烟碱类杀虫剂有所不同。呋虫胺杀虫谱广，具有良好的内吸渗 透作用，在很低的剂量即显示了很高的杀虫活性。该药剂对哺乳动物、鸟类及水生生物十 分安全，对作物无药害，可用于水稻、果树、蔬菜等多种作物。为了进一步加强和拓宽其生 物活性，发明和寻找符合21世纪绿色农药的新烟碱类杀虫剂先导化合物，本发明从S-甲 基-N-硝基异硫脲出发设计合成了系列国内外文献未见报道的1，5- 二取代六氢三嗪化合 物，并提供了其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一类具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪杀虫剂；本发明的另一目的是提供具有杀虫活性1，5_ 二取代六氢三嗪杀虫剂的制备方法。本发明的目的是这样实现的具有杀虫活性1，5_ 二取代六氢三嗪化合物，用通式(I)表示<formula>formula see original document page 5</formula>一类具有杀虫活性1，5- 二取代六氢三嗪化合物的制备方法，步骤如下(1)将S-甲基-N-硝基异硫脲与杂环取代甲胺(1)制成中间体N-杂环甲基硝基
胍通式(II)；
<formula>formula see original document page 5</formula>
(2)将中间体(II)、杂环取代甲胺(2)、甲醛和三乙胺加热反应12h，得到通式 (1)1，5-二取代六氢三嗪化合物；<formula>formula see original document page 6</formula>
步骤(1)制备中间体(II)时，温度为80°C。步骤(1)制备中间体(II)时，溶剂为无水乙醇。步骤⑴制备中间体(II)时，S-甲基-N-硝基异硫脲与杂环取代甲胺(1)的摩 尔比为1 1。步骤⑵制备(I)时溶剂为95%乙醇溶液。步骤⑵制备(I)时，杂环取代甲胺⑵与取代硝基胍的摩尔比为1. 1 1。步骤⑵制备(I)时，采用一锅煮的方法。首先将S-甲基-N-硝基异硫脲与杂环取代甲胺(1)制成中间体N-杂环甲基硝基 胍(II)。然后将杂环取代甲胺(2)、中间体N-杂环甲基硝基胍(II)、甲醛、三乙胺和乙醇投 入反应釜中，在65°C 75°C反应12小时后，重结晶或柱层析分离得到通式为(I)的最终产 物。合成中间体N-杂环甲基硝基胍(II)时，S-甲基-N-硝基异硫脲与杂环取代甲胺 ⑴投料摩尔比1 1，反应温度为80°C，时间2小时。制备最终产物⑴时，可以选择95% 乙醇溶液并不需要无水乙醇。本发明保留了呋虫胺的活性基团，在四氢呋喃环和亚硝基类官能团基础上，将咪 唑改成1，3，5-均三嗪，并在N的位置上引入芳环或芳杂环，通过这种方法，使芳杂基团与昆 虫中nAChR的配体产生Ji-Ji共轭，通过活性基团的拼接，加强和拓宽它们各自原来的生物 活性，发明了杀虫效果好、对人畜毒性低、对环境友好，制备方法简单的1，5_ 二取代六氢三 嗪新烟碱杀虫剂。本发明的优点是1、本发明一类具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪新烟碱杀虫剂，杀虫效果好、对人畜毒性低、对环境友好。2、本发明制备方法简单。3、本发明产品使用方便。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。具有杀虫活性1，5_ 二取代六氢三嗪杀虫剂杀虫剂，用通式(I)表示<formula>formula see original document page 7</formula><formula>formula see original document page 7</formula>(Ia)、l-(2_四氢呋喃甲基)-5-(2-四氢呋喃甲基)_1，3，5_六氢三嗪-2_N_硝基 亚胺；(lb)、1-(2-四氢呋喃甲基)-5- (2-呋喃甲基)-1，3，5-六氢三嗪-2_N_硝基亚胺；(Ic)、1-(2-四氢呋喃甲基)-5- (6-氯-3-吡啶甲基)-1，3，5_六氢三嗪-2-N-硝 基亚胺；(1(1)、1-(2-四氢呋喃甲基)-5-(4-甲基苄基)-1，3，5-六氢三嗪-24-硝基亚胺；(Ie)、1-(2-呋喃甲基)-5- (2_四氢呋喃甲基)_1，3，5_六氢三嗪-2_N_硝基亚胺；(If) 1-(2-呋喃甲基)-5-(4-甲基苄基)-1，3，5-六氢三嗪-24-硝基亚胺；(Ig)、1-(2-呋喃甲基)-5- (6-氯-3-吡啶甲基)-1，3，5_六氢三嗪-2_N_硝基亚 胺。实施例1 制备(la) 1-(2-四氢呋喃甲基)-5-(2_四氢呋喃甲基)_1，3，5_六氢三嗪-2-N-硝基亚胺。依次将S-甲基-N-硝基异硫脲6. 75g、无水乙醇60mL和2-四氢呋喃基甲胺5. 05g 加入圆底三颈烧瓶中，加热至80°C，搅拌回流2小时后，冷却后析出白色固体，用无水乙醇 洗涤，最后得到白色固体8. 02g，产率为87.2%。依次将上述白色固体1.88g、2_四氢呋喃基甲胺1. llg、甲醛2mL、三乙胺lmL和 95%乙醇溶液30mL放于圆底三颈烧瓶中搅拌加热至70°C _75°C，搅拌反应12小时，冷却， 析出固体，用无水乙醇洗涤三次，抽滤得到白色固体(la)，产率为67.4%，熔点94 961。元素分析实测值51. 07 H% 5. 58 N% 23. 11计算值 C% 50. 78 H% 5. 68 N% 22. 86IR (KBr 压片 cnT1) 3279 (N_H)，1603 (C = N)，1067 (C_N)1HNMR( 8 , ppm, CDC13) :9. 577 (s，1H，N_H)，4. 622 4. 688 (t，J = 13. 2，1H， trazine), 4. 392 4. 513 (m, 3H, trazine), 3. 873 4. 116 (m, 4H, tetrahydrofuran-CH2),
3.703 3. 840 (m, 3H, tetrahydrofuran-H), 2. 996 3. 053 (dXd，J1 = J2 = 8. 4Hz, 1H, tetrahydrofuran-H)，2. 790 2. 916(m,4H, tetrahydrofuran-H)，1. 979 2. 068(m,2H, tetrahydrofuran-H), 1. 864 1. 919(m,4H, tetrahydrofuran-H), 1. 459 1. 594(m,2H, tetrahydrofuran-H)。实施例2 制备(lb) :1-(2-四氢呋喃甲基)-5-(2-呋喃甲基)-1，3，5-六氢三嗪-24-硝基 亚胺。依次将S-甲基-N-硝基异硫脲6. 75g、无水乙醇60mL和2-四氢呋喃基甲胺5. 05g 加入圆底三颈烧瓶中，加热至80°C，搅拌回流2小时后，冷却后析出白色固体，用无水乙醇 洗涤，最后得到白色固体8. 02g，产率为87.2%。依次将上述白色固体1. 88g、2-呋喃基甲胺1. 08g、甲醛2mL、三乙胺1. 8mL和95% 乙醇溶液30mL放于圆底三颈烧瓶中搅拌加热至70°C _75°C，搅拌反应12小时，冷却，析出 固体，用无水乙醇洗涤三次，抽滤得到白色固体(lb)，产率为62. 5%，熔点169 170°C。元素分析实测值C% 51. 22 H% 5. 59 N% 22. 74计算值 C% 50.86 H% 5.68 N% 22.86IR(KBr 压片 cnT1) 3269 (N_H)，1591 (C = N)，1062 (C_N)1HNMR( 8 , ppm, CDC13) :9.637 (s，lH，N-H), 7. 449 7.745(t，J = 0.8Hz，lH， furan-H), 6. 376 6. 382 (t, J = 1. 2Hz, 1H, furan-H), 6. 344 6. 352 (d, J = 3. 2Hz，2H， furan-H), 4. 657 4. 688 (d, J = 12. 4Hz, lH,triazine ) ,4. 381 4. 414 (m, 3H, triazine)，
4.123 4. 181(m, lH,furan-CH2),4. 020 4. 062(dXd, J1 = J2 = 2. 4Hz，1H，furan_CH2)， 3. 910 4. 106 (dXd，J1 = J2 = 14. lHz，2H，tetrahydrofuran-H), 2. 907 2. 964(dXd, J1 = J2 = 8.4Hz，lH，tetrahydrofuran-H), 3. 813 3. 868 (dXd, J1 = J2 = 6.8Hz，lH， tetrahydrofuran-CH2), 3. 717 3. 772(dXd, J1 = J2 = 7. 2Hz, 1H, tetrahydrofuran-CH2)， 2. 040 2.104(m,1H, tetrahydrofuran-H)，1. 884 1. 935(m,2H, tetrahydrofuran-H)， 1. 458 1. 510(m,1H, tetrahydrofuran-H)。实施例3 制备(Ic) 1-(2-四氢呋喃甲基)-5_(6-氯-3-吡啶甲基)_1，3，5_六氢三嗪-2-N-硝基亚胺。依次将S-甲基-N-硝基异硫脲6. 75g、无水乙醇60mL和2_四氢呋喃基甲胺4. 95g 加入圆底三颈烧瓶中，加热至80°C，搅拌回流2小时后，冷却后析出白色固体，用无水乙醇 洗涤，最后得到白色固体8. 02g，产率为87.2%。依次将上述白色固体1.88g、6-氯-3-吡啶基甲胺1. 42g、甲醛2mL、三乙胺ImL 和95%乙醇溶液30mL放于圆底三颈烧瓶中搅拌加热至70°C _75°C，搅拌反应12小时，冷 却，析出固体，用无水乙醇洗涤三次，抽滤得到白色固体(Ic)，产率为61.7%，熔点146 149 "C。元素分析实测值C% 45. 77 H% 5. 12 N% 24. 58计算值 C% 45.82 H% 5.03 N% 24.66
IR (KBr 压片 cnT1) 3245 (N-H)，1577 (C = N)，1068 (C-N)1HNMR ( δ , ppm, CDCl3) :9· 66 (s，1H，N_H)，8· 405 8.411(d，J = 2. 4Hz, 1H, Py-H), 7. 705 7. 732(dXd, J1 = J2 = 2. 4Hz，lH，Py-H), 7. 350 7. 371 (d, J = 8. 4， 1H, Py-H), 4. 555 4· 588 (d，J = 13. 2Hz, furan-CH2), 4. 449 4. 479 (d，J = 12Hz, 1H, furan-CH2), 4. 324 4.404(m，2H，triazine，4. 017 4. 077 (m，2H，triazine) ,4. 133 4.192 (m,1H, tetrahydrofuran-H)，3. 890 3·925 (m,1H, tetrahydrofuran-H)，3. 699
3.773 (m, 2H, Py-CH2)，2. 772 2. 830 (m, 1H, tetrahydrofuran-H)，2. 035 2. 100 (m, 1H, tetrahydrofuran-H)，1. 409 1. 478(m,1H, tetrahydrofuran-H) 1. 842 1. 914(m,2H, tetrahydrofuran-H)。实施例4 制备(Id) :1-(2-四氢呋喃甲基)-5-(4-甲基苄基)-1，3，5-六氢三嗪-24-硝基 亚胺。依次将S-甲基-N-硝基异硫脲6. 75g、无水乙醇60mL和2-四氢呋喃基甲胺5. 05g 加入圆底三颈烧瓶中，加热至80°C，搅拌回流2小时后，冷却后析出白色固体，用无水乙醇 洗涤，最后得到白色固体8. 02g，产率为87.2%。依次将上述白色固体1.88g、对甲基苯胺1. 17g、甲醛2mL、三乙胺1.8mL和95%乙 醇溶液30mL放于圆底三颈烧瓶中搅拌加热至70°C _75°C，搅拌反应12小时，冷却，析出固 体，用无水乙醇洗涤三次，抽滤得到白色固体(Id)，产率为65. 5%，熔点151 152°C。元素分析实测值C% 57. 82 H% 6. 93 N% 21. 09计算值57. 64 H% 6. 95 N% 21. 01IR (KBr 压片 cnT1) 3286 (N-H)，1742 (C = 0)，1588 (C = N)，1054 (C-N)1HNMR ( δ，ppm, CDCl3) 9. 604 (s，1H，N-H), 7. 716 7.255(dXd，J1 = J2 = 8Hz, 4H, Ph)，4. 620 4. 615 (d, J = 12. 4，1H, triazine)，4.321 4. 379(m,3H, triazine)，
4.103 — 4. 167 (m, 1H, Ph-CH2)，3. 994 4. 036 (dXd, J1 = J2 = 2. 4Hz，1H, Ph-CH2) ,3. 863 — 3.939(m，2H，tetrahydrofuran-CH2) 3. 694 3. 829 (m, 2H, tetrahydrofuran-H) 2. 914 2. 971 (dXd, J1 = J2 = 8·4Ηζ，1Η，tetrahydrofuran-H), 2. 375 (s, 3Η, Ph-CH2)，2· 208 2. 092(m,1Η, tetrahydrofuran-H),1. 851 1. 919(m,2H, tetrahydrofuran-H) 1. 454 1. 505(m, 1H, tetrahydrofuran-H)。实施例5:
制备(Ie) :1-(2-呋喃甲基)-5-(2-四氢呋喃甲基)-1，3，5-六氢三嗪-24-硝基 亚胺。依次将S-甲基N-硝基异硫脲6. 75g、无水乙醇60mL和2_呋喃基甲胺4. 85g加入 圆底三颈烧瓶中，加热至80°C，搅拌回流2小时后，冷却后析出白色固体，用无水乙醇洗涤， 最后得到白色固体7. 94g，产率为86. 3%。依次将上述白色固体1.84g、2_四氢呋喃基甲胺1. llg、甲醛2mL、三乙胺ImL和 95 %乙醇溶液30mL放于圆底三颈烧瓶中搅拌加热至70 V -75 V，搅拌反应12小时，冷 却，析出固体，用无水乙醇洗涤三次，抽滤得到白色固体(Ie)，产率为66.8%，熔点114 115°C。元素分析实测值51. 22 H% 5. 97 N% 2. 59计算值 C% 50. 48 H% 6. 19 N% 2. 64IR (KBr 压片 cnT1) 3277 (N-H)，1738 (C = 0)，1599 (C = N)，1062 (C-N)1HNMR( δ ,ppm,CDCl3) 9. 611 (s, 1Η，Ν_Η)，7· 368 7. 375(dXd, J1 = J2 = 0. 8Hz, 1H, furan-H)6. 385 6. 394(dXd, J1 = J2 = 0. 4Hz，1H, furan-H)，6. 346 6. 359 (dXd, J1 = J2 = 2. OHz, 1Η, furan-H),4. 496 4.776(m，6H，fUran-CH2, triazine) ,3. 914 3. 978 (m,1H, tetrahydrofuran-H),3. 721 3· 863(m,2H, tetrahydrofuran-H)2. 588 2. 714 (m, 1H, triazine-CH2)，1. 932 1· 964 (m, 1H, tetrahydrofuran-H) 1. 860 1· 971 (m, 2H, tetrahydrofuran-H),1. 430 1. 501(m, 1Η, tetrahydrofuran-H)。实施例6 制备(If) :l-(2-呋喃甲基)-5-(4_甲基苄基)-l，3，5-六氢三嗪-2-N-硝基亚 胺。依次将S-甲基-N-硝基异硫脲6. 75g、无水乙醇60mL和2_呋喃基甲胺4. 85g加 入圆底三颈烧瓶中，加热至80°C，搅拌回流2小时后，冷却后析出白色固体，用无水乙醇洗 涤，最后得到白色固体7. 94g，产率为86. 3%。依次将上述白色固体1.84g、对甲基苯胺1. 17g、甲醛2mL、三乙胺ImL和95%乙醇 溶液30mL放于圆底三颈烧瓶中搅拌加热至70°C -75°C，搅拌反应12小时，冷却，析出固体， 用无水乙醇洗涤三次，抽滤得到白色固体(If)，产率为66.4%，熔点112 113°C。元素分析实测值C% 50. 29 H% 5. 85 N% 21. 29计算值 C% 50. 35 H% 5. 81 N% 21. 26IR (KBr 压片 cnT1) 3288 (N-H)，1577 (C = N)，1069 (C-N)1HNMR( δ，ppm, CDCl3) 9. 633 (s, 1H, N-H)，7. 362 7. 39 (m, 1H, furan-H) 7. 104 7. 168(m,4H, Ph-H)，6. 360 6. 400(m,1H, furan-H)，4. 631(s，2H, furan-H)，4. 379(s,4H, triazine)，3. 738 (s, 2H, Ph-CH2)，2. 366 (s, 3H, Ph-CH3)。实施例7 制备(Ig) :1-(2-呋喃甲基)-5-(6-氯-3-吡啶甲基)-1，3，5-六氢三嗪-24-硝
基亚胺。依次将S-甲基-N-硝基异硫脲6. 75g、无水乙醇60mL和2_呋喃基甲胺4. 85g加 入圆底三颈烧瓶中，加热至80°C，搅拌回流2小时后，冷却后析出白色固体，用无水乙醇洗 涤，最后得到白色固体7. 94g，产率为86. 3%。
依次将上述白色固体1.84g、6-氯-3-吡啶基甲胺1. 42g、甲醛2mL、三乙胺ImL 和95%乙醇溶液30mL放于圆底三颈烧瓶中搅拌加热至70°C _75°C，搅拌反应12小时，冷 却，析出固体，用无水乙醇洗涤三次，抽滤得到白色固体(Ig)，产率为65.9%，熔点138 140 "C。元素分析实测值C% 48. 01 H% 4. 32 N% 23. 88计算值 C% 47. 97 H% 4. 31 N% 23. 96IR (KBr 压片 cnT1) 3285 (N-H)，1569 (C = N)，1077 (C-N)1HNMR ( δ , ppm, CDCl3) 9· 712 (s，1H，N-H), 8. 207 8.213(m，lH，Py-H), 7. 533 7. 560 (dX d，J1 = J2 = 2. 4Hz，1H, Py-H)，7. 378 7. 560 (dXd, J1 = J2 = 2. 4Hz，1H, Py-H)， 7.321 7. 342(m，lH，furan-H) ,6. 381 6. 416(m，2H，furan-H) ,4. 629(s,2H, Py-CH2), 4. 435 4· 441 (m, 2H, triazine)，4. 364 (m, 2H, triazine) 3. 772 (s, 2H, fUran-CH2)。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人 员来说，本发明可以有更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进 等，均应包括在本发明的保护范围之内。
权利要求
一类具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物，用通式(I)表示FSA00000074661100011.tif
2.一类具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物的制备方法，步骤如下(1)将S-甲基-N-硝基异硫脲与杂环取代甲胺(1)制成中间体N-杂环甲基硝基胍通 式(II)；<formula>formula see original document page 2</formula>(2)将中间体(II)、杂环取代甲胺(2)、甲醛和三乙胺加热反应12h，得到通式(1)1， 5- 二取代六氢三嗪化合物；<image>image see original document page 3</image>
3.根据权利要求2所述的具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物制备方法，其特征 在于步骤(1)制备中间体(II)时，温度为80°C。
4.根据权利要求2所述的具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物制备方法，其特征 在于步骤⑴制备中间体(II)时，溶剂为无水乙醇。
5.根据权利要求2所述的具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物制备方法，其特征 在于步骤(1)制备中间体(II)时，S-甲基-N-硝基异硫脲与杂环取代甲胺(1)的摩尔比 为 1 1。
6.根据权利要求2所述的具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物制备方法，其特征 在于步骤(2)制备(I)时溶剂为95%乙醇溶液。
7.根据权利要求2所述的具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物制备方法，其特征 在于步骤(2)制备(I)时，杂环取代甲胺⑵与取代硝基胍的摩尔比为1. 1 1。
8.根据权利要求2所述的具有杀虫活性1，5-二取代六氢三嗪化合物制备方法，其特征 在于步骤(2)制备(I)时，采用一锅煮的方法。
全文摘要
本发明公开了一类具有杀虫活性的1，5-二取代六氢三嗪杀虫剂及合成方法结构为通式(I)。本发明制备方法如下(1)S-甲基-N-硝基异硫脲与杂环取代甲胺(1)制成中间体N-杂环甲基硝基胍通式(II)；(2)将中间体(II)、杂环取代甲胺(2)、甲醛和三乙胺加热反应12h，得到通式为(I)的1，5-二取代六氢三嗪化合物。本发明的优点是杀虫效果好、对人畜毒性低、对环境友好；使用方法简便；制备方法简单。
文档编号C07D405/06GK101805329SQ20101014117
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者薛思佳, 马旭波 申请人:上海师范大学