本发明属于农用杀虫剂领域，具体涉及一种含噻吩基吡啶和硫基团的乙酰芳胺衍生物及其制备方法和应用。
背景技术：
：持续不断地发现和研究新型杀虫化合物意义重大。随着现有杀虫剂品种的长期或过度使用，可能因害虫抗药性出现、生态环境污染等问题逐渐遭到淘汰，而开发出具有新颖结构类型的杀虫剂则可以作为替代品继续用于作物保护。杂环化合物广泛存在于自然界，与生物学有关的重要化合物多数为杂环化合物。含杂环基团的化合物往往具有多种多样的性能，其中有些可作药物、杀虫剂、除草剂、染料、塑料等。例如，杀虫剂品种溴氰虫酰胺、环溴虫酰胺等均为含吡啶和吡唑杂环基团的双酰胺类化合物(bioorg.med.chem.lett.,2007,17:6274-6279；wo2004067528,2004；wo2008155990,2008)。乙酰芳胺也是一类非常重要的有机中间体，在医药，农药，精细化工，军事等领域应用广泛。此外，含硫有机化合物结构中的硫原子可为药物的环境降解提供反应位点，并且拥有多种多样的生物活性(sulfurreport,1981,1:147-207)。硫醚、亚砜和砜等结构中的含硫基团也是很多杀虫剂的重要药效基团，例如氟虫腈和氟虫酰胺(ep295117,1988；j.pestic.sci.,2005,30:354-360)。在现有技术中，如本发明所示的一种含硫取代芳基的吡唑甲酰胺衍生物及其制备和杀虫活性未见公开。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种结构新颖的杀虫剂替代品含噻吩基吡啶和硫基团的乙酰芳胺衍生物及其制备方法和用途，该类衍生物具有较好的杀虫活性，可应用于各种虫害的综合防治。本发明提供的一种含噻吩基吡啶和硫基团的乙酰芳胺衍生物，具有如通式i所示的结构式：式中：r1是氢、卤素、硝基或c1-c6卤代烷基；r2是氢、卤素、硝基、c1-c6烷基、c1-c6烷氧基或c1-c6卤代烷基；r3是氢或卤素；r4是氢或卤素；r5是氢、卤素或c1-c6烷基；x是0、1或者2。在上述衍生物的定义中，所用术语不论单独使用还是用在复合词中，一般定义如下：所述的卤素为氟、氯、溴或碘；所述烷基为直链烷基、支链烷基或环烷基，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、环戊基、正己基、异己基、仲己基、叔己基和环己基；所述卤代烷基的碳骨架与上述烷基相同，在此前提下卤代烷基是指烷基上的氢原子部分或全部被卤原子取代；所述烷氧基是指所述烷基末端连有o原子，包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、环丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、环丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、环戊氧基、正己氧基、异己氧基、仲己氧基、叔己氧基和环己氧基；本发明的通式i化合物可由如下的方法制备，其中的取代基除特别指明外均如前所限定；反应路线如下式所示：制备方法是：1)在乙腈中，式a的化合物与式c的化合物，或者式b的化合物与式d的化合物，以及无水碳酸钾于室温下，反应2～3小时得到x＝0的式i的化合物。2)对于x＝1或2的通式i化合物由如下的方法制备，其中的取代基除特别指明外均如前所限定；a)在有机溶剂中，将步骤1)得到的当x＝0时的式i的化合物与1.1当量的间氯过氧苯甲酸(m-cpba)于0℃温度，反应2～3小时得到x＝1的式i的化合物；b)在有机溶剂中，将步骤1)得到的当x＝0时的式i的化合物与3.0当量的间氯过氧苯甲酸(m-cpba)于25-40℃温度，反应5～8小时得到x＝2的式i的化合物。所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃、三氯甲烷、1,4二氧六环、二甲亚砜或n,n-二甲基甲酰胺。通式a的化合物(2-氯-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈)，或通式b的化合物(2-巯基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈)的制备可参考如下文献中的方法进行：j.chem.,2013,2013:1-7；acsomega,2019,4:8406-8412。通式c的化合物(巯基乙酰芳胺)，或通式d的化合物(氯乙酰芳胺)的制备可参考如下文献中的方法进行：eur.j.med.chem.,2014,86:420-437；wo2015/142670-a1；wo2010/033360-a1。本发明同时提供了通式i化合物用于控制虫害的用途，即所述的含噻吩基吡啶和硫基团的乙酰芳胺衍生物于制备农用杀虫剂中的用途。特别是用于制备杀灭东方粘虫、小菜蛾的杀虫剂的用途。本发明还提供了以通式i化合物作为活性组分的杀虫组合物。该杀虫组合物中还包括农业、林业、卫生上可接受的载体。本发明的优点和有益效果：本发明提供了一种结构新颖的含噻吩基吡啶和硫基团的乙酰芳胺衍生物(通式i化合物)，该衍生物具有高杀虫活性，对害虫如东方粘虫、小菜蛾等有很好的控制效果，可作为杀虫组合物的活性组分，用于制备农用杀虫剂，可应用于虫害的防治。具体实施方式以下结合实施例来进一步说明本发明，其目的是能更好地理解本发明的内容乃体现本发明的实质性特点，因此所举之例不应视为对本发明保护范围的限制。这里也特别指出实施例中所涉及的具体实验方法和设备如无特殊说明，均为常规方法或按照制造厂商说明书建议的条件实施，所涉及的试剂无特殊说明均为市售。实施例1化合物i-3(2-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(4-氟苯基)乙酰胺)的制备方法。反应路线如下式所示：制备方法如下：步骤1：制备2-氯-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈(式a1的化合物)参照文献(j.chem.,2013,2013:1-7；acsomega,2019,4:8406-8412)中方法制备。将乙醇(250ml)、2-噻吩甲醛(11.22g)、氰基乙酸乙酯(11.31g)和丙酮(5.81g)依次加入500ml双口瓶中，室温搅拌下加入乙酸铵(23.12g)。将混合物加热回流12小时，然后冷却至室温，析出固体，过滤，用乙醇洗涤，干燥，得到黄色固体6-甲基-2-氧代-4-(噻吩-2-基)-1,2-二氢吡啶-3-甲腈，直接投入下一步反应。将上述反应制备的6-甲基-2-氧代-4-(噻吩-2-基)-1,2-二氢吡啶-3-甲腈(10.82g)、三氯氧磷(50ml)依次加入100ml双口瓶中，加热至微沸，反应5小时后冷却，将反应液逐滴加入300ml冰水中，不断搅拌，过滤析出的沉淀，用水洗涤，干燥，得到绿色固体2-氯-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈(式a1的化合物)。步骤2：制备2-巯基-n-(4-氟苯基)乙酰胺(式c3的化合物)参照文献(wo2010/033360-a1)中方法制备。将4-氟苯胺(1.11g)、巯基乙酸(0.92g)和甲苯(40ml)依次加入100ml圆底烧瓶中，氮气保护下，升温至100℃，保温24h。反应结束后，将所得的溶液脱溶，即得中间体2-巯基-n-(4-氟苯基)乙酰胺(式c3的化合物)。步骤3：制备2-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(4-氟苯基)乙酰胺(x＝0的式i-3的化合物)50ml圆底烧瓶中加入2-氯-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈(a1)(1.17g)、乙腈(20ml)、2-巯基-n-(4-氟苯基)乙酰胺(c3)(0.94g)和无水碳酸钾(1.04g)，混合均匀后，25℃下搅拌3小时，将所得的溶液脱溶，残余物用二氯甲烷溶解，再用水洗、稀盐酸洗、饱和食盐水洗各三次，干燥有机层，过滤，脱溶后残余物柱层析即得化合物2-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(4-氟苯基)乙酰胺(式i-3的化合物)。实施例2化合物i-11(2-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(2,4,6-三氯苯基)乙酰胺)的制备方法。反应路线如下式所示：制备方法如下：步骤1：制备2-巯基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈(式b1的化合物)参照文献(j.chem.,2013,2013:1-7)中方法制备。将式a1化合物(2-氯-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈)(7.04g)、乙醇(100ml)、硫脲(4.57g)依次加入250ml双口瓶中，加热至回流，反应8小时。将体系冷却至室温，析出固体，过滤，用乙醇洗涤，干燥，得黄色固体2-巯基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈(式b1的化合物)。步骤2：制备2-氯-n-(2,4,6-三氯苯基)乙酰胺(式d5的化合物)参照文献(eur.j.med.chem.,2014,86:420-437)中方法制备。将2,4,6-三氯苯胺(1.96g)、无水碳酸钾(2.07g)和乙腈(40ml)依次加入100ml双口瓶中。将氯乙酰氯(0.9ml)溶于乙腈(10ml)中，0℃下，缓慢滴加入上述体系，tlc监测反应。反应结束后，将滤液脱溶，残余物再用二氯甲烷溶解，水洗、稀盐酸洗、饱和食盐水洗各三次，干燥有机层，过滤，脱溶后残余物经柱层析纯化即得中间体2-氯-n-(2,4,6-三氯苯基)乙酰胺(式d5的化合物)。步骤3：制备2-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(2,4,6-三氯苯基)乙酰胺(x＝0的式i-11的化合物)50ml圆底烧瓶中加入2-巯基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈(b1)(1.16g)、乙腈(20ml)、2-氯-n-(2,4,6-三氯苯基)乙酰胺(d5)(2.73g)和无水碳酸钾(1.04g)，混合均匀后，25℃搅拌2小时，将所得的溶液脱溶，残余物用二氯甲烷溶解，再用水洗、稀盐酸洗、饱和食盐水洗各三次，干燥有机层，过滤，脱溶后残余物柱层析纯化即得化合物2-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(2,4,6-三氯苯基)乙酰胺(式i-11的化合物)。实施例3化合物i-12(2-((3-氰基-6-甲基-4-(5-甲基噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(3-氟苯基)乙酰胺)的制备方法。反应路线如下式所示：制备方法如下：步骤1：制备2-氯-6-甲基-4-(5-甲基噻吩-2-基)烟腈(式a2的化合物)参照文献(j.chem.,2013,2013:1-7；acsomega,2019,4:8406-8412)中方法制备。将乙醇(250ml)、5-甲基噻吩-2-甲醛(12.62g)、氰基乙酸乙酯(11.31g)和丙酮(5.81g)依次加入500ml双口瓶中，室温搅拌下加入乙酸铵(23.12g)。将混合物加热回流12小时，然后冷却至室温，析出固体，过滤，用乙醇洗涤，干燥，得到黄色固体，直接投入下一步反应。将上述反应制备的6-甲基-4-(5-甲基噻吩-2-基)-2-氧代-2,3-二氢吡啶-3-甲腈(11.51g)、三氯氧磷(50ml)依次加入100ml双口瓶中，加热至微沸，反应5小时后冷却，将反应液逐滴加入300ml冰水中，不断搅拌，过滤析出的沉淀，用水洗涤，干燥，得到绿色固体2-氯-6-甲基-4-(噻吩-2-基)烟腈(式a2的化合物)。步骤2：制备2-巯基-n-(3-氟苯基)乙酰胺(式c1的化合物)参照文献(wo2015/142670-a1)中方法制备。将3-氟苯胺(1.11g)、巯基乙酸(0.92g)和甲苯(40ml)依次加入100ml圆底烧瓶中，氮气保护下，升温至100℃，保温24h。反应结束后，将所得的溶液脱溶，即得中间体2-巯基-n-(3-氟苯基)乙酰胺(式c1的化合物)。步骤3：制备2-((3-氰基-6-甲基-4-(5-甲基噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(3-氟苯基)乙酰胺(式i-12的化合物)50ml圆底烧瓶中加入2-氯-6-甲基-4-(5-甲基噻吩-2-基)烟腈(a2)(1.16g)、乙腈(20ml)、2-巯基-n-(3-氟苯基)乙酰胺(c1)(0.94g)和无水碳酸钾(1.04g)，混合均匀后，25℃下搅拌3小时，将所得的溶液脱溶，残余物用二氯甲烷溶解，再用水洗、稀盐酸洗、饱和食盐水洗各三次，干燥有机层，过滤，脱溶后残余物柱层析即得化合物2-((3-氰基-6-甲基-4-(5-甲基噻吩-2-基)吡啶-2-基)硫基)-n-(3-氟苯基)乙酰胺(式i-12的化合物)。实施例42-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)亚磺酰基)-n-(4-氟苯基)乙酰胺(x＝1的化合物i-17)的制备。将实施例1制备的化合物i-3(0.38g,1mmol)和20ml二氯甲烷依次加入到50ml圆底烧瓶中搅拌溶解，将溶液降温至0℃，缓慢加入间氯过氧苯甲酸(0.19g,1.1mmol)，反应3小时(tlc跟踪)。旋蒸除去溶剂，残余物用二氯甲烷溶解，水洗，有机相用无水硫酸钠干燥，脱溶后残余物经柱层析纯化，得化合物i-17。实施例52-((3-氰基-6-甲基-4-(噻吩-2-基)吡啶-2-基)磺酰基)-n-(4-氟苯基)乙酰胺(x＝2的化合物i-18)的制备。将实施例1制备的化合物i-3(0.38g,1mmol)和20ml二氯甲烷依次加入到50ml圆底烧瓶中并搅拌溶解，25℃下缓慢加入间氯过氧苯甲酸(0.52g,3.0mmol)，反应8小时(tlc跟踪)。旋蒸除去溶剂，残余物用二氯甲烷溶解，水洗，有机相用无水硫酸钠干燥，脱溶后残余物经柱层析纯化，得化合物i-18。以下表1列出了部分通式i化合物的结构和物理性质。表2列出了部分通式i化合物的核磁共振氢谱和碳谱数据。表1、部分通式i化合物的结构和物理性质表2、部分通式i化合物的核磁共振氢谱和碳谱数据通式i化合物的生物活性测试实例实施例6杀虫活性的测定对东方粘虫(mythimnaseparatawalker)的生物活性测定：杀虫活性的测试方法采用叶片浸渍法，供试的虫体是室内用玉米叶饲养的正常群体。将通式i化合物的样品用丙酮配制成不同浓度的溶液，浸渍苗期玉米叶，晾干后放入7cm培养皿中，接入4龄幼虫，重复2-4次。对照用丙酮溶液浸渍玉米叶饲养幼虫，24小时后随时添加新鲜的玉米叶片。在48小时后观察幼虫的死亡症状。在72小时观察试验结果，以幼虫完全死亡，即触之不动为死亡标准。每个测试实验重复三次。死亡率通过abbott公式进行校正，实验误差为5％以内。对小菜蛾(plutellaxylostellalinnaeus)的生物活性测定：采用国际抗性行动委员会(irac)提出的浸叶法。首先将每个待测样品溶于dmf中，配成浓度为1000mg/l药液，然后用蒸馏水稀释到所需浓度。用直头眼科镊子浸渍甘蓝叶片，时间3-5秒，甩掉余液。每次1片，每个处理共3片。按样品标记顺序依次放在处理纸上，待药液干后，放入具有标记的10cm长的直型试管内，接入2龄小菜蛾幼虫，用纱布盖好管口。将试验处理置于标准处理室内，72小时检查结果，以拨针轻触虫体，不动者为死亡。每个测试实验重复三次，计算并校正死亡率。活性相对于空白对照以百分比计，测试结果见表3。表3、部分通式i化合物对东方粘虫和小菜蛾的杀虫活性(致死率％)no.东方粘虫(200mg/l)小菜蛾(200mg/l)i-160100i-220100i-330100i-42085i-54093i-63071i-72077i-8100i-935100i-104090i-113080i-127050i-135074i-143065i-155040i-1630100i-1750100i-1830100当前第1页12