一种胡椒类化合物及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于农药化学品领域，涉及农药增效剂领域，具体涉及一种胡椒类化合物及其制备方法与应用。


背景技术：

2.目前，在蚊媒防控方面主要使用有机氯、有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯四大类农药。由于四大类化学农药长期、大量以及不合理的使用，导致其耐药性水平持续上升。为了达到同样的防治效果，只能不断增大其用量，最终导致化学农药对人及非靶标生物的毒性逐渐增大，且对环境造成的压力也越来越大。
3.农药增效剂是指本身没有生物活性，但与农药混用时，能大幅度提高农药的毒力和药效的一类助剂。农药增效剂最突出的特点是能显著提高农药的有效利用率，提高药效，增强药液在植物体表或害虫体表的湿润、黏附及展着能力，抗雨水冲刷，从而提高药效。并且安全环保，能降低化学农药的用量从而保护环境。
4.因此，开发一种低毒、高效的农药增效剂，对于减少化学农药的使用量，降低对非靶标生物和环境的毒性具有重大的意义。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种胡椒类化合物及其制备方法与应用，本发明胡椒类化合物具有低毒、高效的农药增效剂特性。
6.基于上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供一种胡椒类化合物，所述胡椒类化合物的结构如通式i～iii所示：
[0008][0009]
其中，r1独立选自h或c
nh2n+1
，n＝1～9；
[0010]
r2独立选自c1～c9的饱和烷基、不饱和烷基、环烷基、环氧基、吡啶、芳基或取代芳基。
[0011]
优选地，所述c1～c9的烷基选自c1～c9的直链烷基或c1～c9的支链烷基；所述c1～c9的支链烷基选自：所述不饱和烷基为：
[0012]
优选地，所述c1～c9的环烷基、环氧基、吡啶选自：
[0013]
[0014]
优选地，所述芳基或取代芳基选自：
[0015][0016]
其中，x为h、f、cl、br、cf3、ch3或x1为f、cl或br。
[0017]
第二方面，本发明提供上述胡椒类化合物的制备方法，通式i化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0018][0019]
原料化合物1经氧化获得中间体2，中间体2与醛类化合物经羟醛缩合反应获得中间体3，中间体3经氧化反应获得中间体4，中间体4与醇类化合物经缩合反应获得产物5，即为通式i所示的化合物。
[0020]
优选地，原料化合物1经氧化剂二氧化锰氧化获得中间体2，原料化合物1与二氧化锰的摩尔比为1:(3～10)。
[0021]
优选地，原料化合物1经氧化获得中间体2的反应介质为二氯甲烷。
[0022]
优选地，中间体2与醛类化合物在无机碱条件下发生羟醛缩合反应，中间体2、醛类化合物的摩尔比为1:(1.2～3.5)。
[0023]
优选地，中间体3在亚氯酸钠和磷酸二氢钠条件下发生氧化反应，中间体3与亚氯酸钠的摩尔比为1:(3～5)。
[0024]
优选地，以二氯甲烷为溶剂，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(edci)为缩合剂，4-二甲氨基吡啶(dmap)为催化剂，中间体4与醇类化合物发生缩合反应获得产物5。
[0025]
优选地，中间体4与醇类化合物的摩尔比为1:(1～2)。
[0026]
所述通式ii化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0027][0028]
原料化合物1经氧化获得中间体2，中间体2与醛类化合物经羟醛缩合反应获得中间体3，中间体3经氧化反应获得中间体4，中间体4与胺类化合物经缩合反应制得获得产物6，即为通式ii所示的化合物。
[0029]
优选地，以二氯甲烷为溶剂，六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷(pybop)为缩合剂，中间体4与胺类化合物发生缩合反应获得产物6；中间体4、胺类化合物与pybop的摩尔比为1:(1～1.5):(1.2～3)。
[0030]
所述通式iii化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0031][0032]
原料化合物1经氧化获得中间体2，中间体2与醛类化合物经羟醛缩合反应获得中间体3，中间体3与格氏试剂反应获得中间体7，中间体7与戴斯-马丁试剂经氧化反应制得产物8，即为通式iii所示的化合物。
[0033]
优选地，以四氢呋喃为溶剂，中间体3与格式试剂反应获得中间体7，中间体3与格式试剂的摩尔量比为1:(1.2～4)。
[0034]
优选地，以四氢呋喃为溶剂，中间体7与戴斯-马丁试剂发生氧化反应获得产物8，中间体7与戴斯-马丁试剂的摩尔量比为1:(1～3)。
[0035]
第三方面，本发明提供上述胡椒类化合物在制备农药增效剂中的应用。
[0036]
第四方面，本发明提供上述胡椒类化合物在制备蚊媒防控农药中的应用。
[0037]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0038]
本发明提供的胡椒类化合物与溴氰菊酯混合后的毒力因子高达119.78，本发明胡椒类化合物对蚊媒防治农药如溴氰菊酯具有极强的增效作用。
附图说明
[0039]
图1为实施例2产物5的核磁氢谱；
[0040]
图2为实施例3产物5的核磁氢谱。
具体实施方式
[0041]
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0042]
实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0043]
实施例1
[0044]
本实施例提供一种制备胡椒类化合物的方法，合成路径如下所示，包括如下步骤：
[0045][0046]
以二氯甲烷为溶剂，二氧化锰为氧化剂，原料1被氧化获得中间体2。其中，原料1与二氧化锰的摩尔量比为1:(3～10)。
[0047]
以乙醇为溶剂，中间体2与醛类化合物在无机碱的条件下发生羟醛缩合反应获得中间体3。其中，中间体2、醛类化合物与无机碱的摩尔量比为1:1.2～3.5:20～50。
[0048]
以四氢呋喃为溶剂，2-二甲基-2-丁烯为保护剂，中间体3在亚氯酸钠和磷酸二氢钠条件下发生氧化反应获得中间体4。其中，中间体3、2-二甲基-2-丁烯、磷酸二氢钠与亚氯酸钠摩尔量比为1:10～20:1～3:3～5。
[0049]
以二氯甲烷为溶剂，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(edci)为缩合剂，4-二甲氨基吡啶(dmap)为催化剂，中间体4与醇类化合物发生缩合反应获得产物5。其中，中间体4、醇类化合物、edci与dmap的摩尔量比为1:1～2:1.2～3:1.2～3。
[0050]
以二氯甲烷为溶剂，六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷(pybop)为缩合剂，中间体4与胺类化合物发生缩合反应获得产物6。其中，中间体4、胺类化合物与pybop的摩尔量比为1:1～1.5:1.2～3，产物6的合成路线如下所示：
[0051][0052]
以四氢呋喃为溶剂，中间体3与格式试剂反应获得中间体7。其中，中间体3与格式试剂的摩尔量比为1:1.2～4。以四氢呋喃为溶剂，中间体7与戴斯-马丁试剂发生氧化反应获得产物8。其中，中间体7与戴斯-马丁试剂的摩尔量比为1:1～3，产物8的合成路线如下所示：
[0053]
[0054]
由上述方法分别制得的通式由上述方法分别制得的通式中r1独立选自h或c
nh2n+1
，n＝1～9；
[0055]
r2独立选自c1～c9的饱和烷基、不饱和烷基、环烷基、环氧基、吡啶、芳基或取代芳基。所述c1～c9的烷基选自c1～c9的直链烷基或c1～c9的支链烷基；所述c1～c9的支链烷基选自：所述不饱和烷基为：所述c1～c9的环烷基、环氧基、吡啶选自：
[0056][0057]
所述芳基或取代芳基选自：
[0058][0059]
其中，x为h、f、cl、br、cf3、ch3或x1为f、cl或br。
[0060]
实施例2
[0061]
本实施例提供一种胡椒类化合物的制备方法，合成路线如下所示，包括如下步骤：
[0062][0063]
将原料1(20mmol)溶于二氯甲烷中，加入二氧化锰(100mmol)，室温下搅拌反应5h。反应结束后，使用硅藻土减压抽滤，获得中间体2。
[0064]
在冰浴条件下，将无水乙醇加入原料2(10mmol)中，再加入正庚醛(25mmol)，然后逐滴加入1m氢氧化钠水溶液，室温下搅拌48h。反应结束后，依次用蒸馏水、饱和食盐水进行萃取，然后有机相通过柱层析分离纯化获得中间体3。
[0065]
将中间体3(10mol)溶解在四氢呋喃中，然后在冰浴条件下加入2-甲基-2-丁烯(200mmol)，然后加入磷酸二氢钠水溶液(40mmol)，再逐滴加入亚氯酸钠水溶液(20mmol)，
反应液从无色变成棕黄色，室温下搅拌反应过夜。反应结束后，通过1m的氢氧化钠把反应液调成ph 9～10,依次用水、饱和食盐水萃取得到水相，再用1m盐酸把水相调成ph 3～4，用乙酸乙酯萃取水相，最终获得中间体4。
[0066]
将中间体4(3mmol)溶于干燥后的二氯甲烷中，冰浴条件下加入edci(6mmol)，再加入dmap(6mmol)，反应10min后，加入苯甲醇(3.3mmol),室温下搅拌反应6h。反应结束后，依次用水、饱和食盐水进行萃取，最后采用柱层析分离获得产物5，产物5的核磁氢谱如图1所示，表明由本发明所述方法成功制备出了本实施例第一种胡椒类化合物。
[0067]
本实施例提供第二种胡椒类化合物的制备方法，其合成路线如下所示，包括如下步骤：
[0068][0069]
将中间体4(2mmol)溶于干燥后的二氯甲烷中，冰浴条件下加入pybop(2.4mmol)，然后再加入苯甲醇(2.2mmol),室温下搅拌反应6h。反应结束后，依次用水、饱和食盐水进行萃取，最后采用柱层析分离获得产物6。
[0070]
本实施例提供第三种胡椒类化合物的制备方法，其合成路线如下所示，包括如下步骤：
[0071][0072]
将圆底烧瓶放入烘箱80℃烘0.5h，然后放入干燥皿中降温。将镁粉(4mmol)置于圆底烧瓶中，加入1～2粒碘，用氮气置换气体三次，保证无水无氧的条件。用无水四氢呋喃溶解苄基溴化镁(3.5mmol)，然后逐滴滴入反应体系中，用吹风机加热触发使反应液保持微沸状态，并在50℃中反应1h。然后等反应体系降到室温，冰浴条件下缓慢加入中间体3(6mmol)，室温搅拌反应2h。反应结束后，用2ml的饱和氯化铵淬灭反应，并依次用水、饱和食盐水、乙酸乙酯萃取，得到的有机相通过柱层析分离获得中间体7。
[0073]
将中间体7(2mmol)溶解在四氢呋喃中，冰浴条件下加入戴斯-马丁试剂(2.2mmol)，室温下搅拌反应2h。反应结束后，减压过滤，然后依次用水、饱和食盐水、乙酸乙酯萃取，得到的有机相通过柱层析分离获得产物8，产物8的核磁图谱如图1所示，结果显示，由本发明所述方法成功制备出了产物8。
[0074]
实施例3
[0075]
本实施例提供一种胡椒类化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0076]
在冰浴条件下，将无水乙醇加入原料2(10mmol)中，再加入正戊醛(25mmol)，然后逐滴加入1m氢氧化钠水溶液，室温下搅拌48h。反应结束后，依次用蒸馏水、饱和食盐水进行萃取，然后有机相通过柱层析分离纯化获得中间体3。
[0077]
将中间体3(10mol)溶解在四氢呋喃中，然后在冰浴条件下加入2-甲基-2-丁烯(200mmol)，然后加入磷酸二氢钠水溶液(40mmol)，再逐滴加入亚氯酸钠水溶液(20mmol)，反应液从无色变成棕黄色，室温下搅拌反应过夜。反应结束后，通过1m的氢氧化钠把反应液
调成ph 9～10,依次用水、饱和食盐水萃取得到水相，再用1m盐酸把水相调成ph 3～4，用乙酸乙酯萃取水相，最终获得中间体4。
[0078]
将中间体4(3mmol)溶于干燥后的二氯甲烷中，冰浴条件下加入edci(6mmol)，再加入dmap(6mmol)，反应10min后，加入対氟苄醇(3.3mmol),室温下搅拌反应6h。反应结束后，依次用水、饱和食盐水进行萃取，最后采用柱层析分离获得产物5，产物5的核磁氢谱如图2所示，表明由本发明所述方法成功合成了一种胡椒类化合物，其合成路径如下所示：
[0079][0080]
将中间体4(2mmol)溶于干燥后的二氯甲烷中，冰浴条件下加入pybop(2.4mmol)，然后再加入対氟苄醇(2.2mmol),室温下搅拌反应6h。反应结束后，依次用水、饱和食盐水进行萃取，最后采用柱层析分离获得产物6，合成路径如下所示：
[0081][0082]
将圆底烧瓶放入烘箱80℃烘0.5h，然后放入干燥皿中降温。将镁粉(4mmol)置于圆底烧瓶中，加入1～2粒碘，用氮气置换气体三次，保证无水无氧的条件。用无水四氢呋喃溶解対氟苄基溴化镁(3.5mmol)，然后逐滴滴入反应体系中，用吹风机加热触发使反应液保持微沸状态，并在50℃中反应1h。然后等反应体系降到室温，冰浴条件下缓慢加入中间体3(6mmol)，室温搅拌反应2h。反应结束后，用2ml的饱和氯化铵淬灭反应，并依次用水、饱和食盐水、乙酸乙酯萃取，得到的有机相通过柱层析分离获得中间体7。
[0083]
将中间体7(2mmol)溶解在四氢呋喃中，冰浴条件下加入戴斯-马丁试剂(2.2mmol)，室温下搅拌反应2h。反应结束后，减压过滤，然后依次用水、饱和食盐水、乙酸乙酯萃取，得到的有机相通过柱层析分离获得产物8，合成路径如下所示：
[0084][0085]
实施例4胡椒类化合物在蚊虫中的应用
[0086]
按照who推荐使用的topical测试方法，首先通过溴氰菊酯毒杀活性为lc20的浓度与表1多种胡椒类化合物搭配进行增效活性的检验，其中，表1中所述胡椒类化合物均为参照实施例1所述制备方法制得。
[0087]
首先，配制浓度为lc20的溴氰菊酯与0.32ug/ml的胡椒类化合物混合测试液，然后用吸蚊器吸取25只3～5天龄的敏感系白纹伊蚊雌蚊于测试杯中，通入二氧化碳30s迷晕蚊子，然后转移到-10℃的冷冻操作台上。用显微注射器将0.25ul的测试液滴入蚊子的背部，
随后转移至一次性纸杯中，放入糖水。在温度为26
±
2℃、相对湿度为70
±
5％的条件下培养24h后观察死亡率。使用mansour等式计算胡椒类化合物与溴氰菊酯的组合混合物的毒力因子，毒力因子大于20被认为具有增效作用，低于20的被认为具有拮抗作用。毒力因子的计算公式如下：
[0088]
毒力因子＝(实际死亡率-理论死亡率)/理论死亡率*100。
[0089]
由本发明所述胡椒类化合物与溴氰菊酯混合后的毒力因子如下表所示，毒力因子均不低于70，表明本发明方法制得的胡椒类化合物对防蚊农药如溴氰菊酯具有较强的增效作用。
[0090]
表1胡椒类化合物的增效效果
[0091]
[0092][0093]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。